Energetische Modernisierung und Umbau Kollwitzstraße 1-17 in Nürnberg. Projektbericht

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1 Energetische Modernisierung und Umbau Kollwitzstraße 1-17 in Nürnberg Projektbericht Dr. Burkhard Schulze Darup im Auftrag der wbg Nürnberg GmbH Dezember

2 Energetische Modernisierung und Umbau Kollwitzstraße 1-17 in Nürnberg Projektbericht Bauherr: wbg Nürnberg GmbH Immobilienunternehmen, Glogauer Straße 70, Nürnberg Architekten-Arbeitsgemeinschaft: Schulze Darup & Partner, Augraben 96, Nürnberg (Leistungsphasen 1 bis 5) Aicher + Hautmann, Kaulbachplatz 3, Nürnberg (Leistungsphasen 6 8) Förderung: Dritte Phase des Modellvorhabens Niedrigenergiehaus im Bestand der Deutschen Energieagentur (dena) Einkommensorientierte (EOF) Förderung des Freistaats Bayern Projektbericht: Dr. Burkhard Schulze Darup, Augraben 96, Nürnberg Dezember

3 Inhalt 1 GRUNDLAGEN Städtebauliche Aspekte Entwurfsaspekte der Gebäude 5 2 PLANUNGSGRUNDLAGEN FÜR DIE BAULICHEN KOMPONENTEN Wand Dach Kellerdecke Fenster 6 3 QUALITÄTSSICHERUNG Wärmebrücken Luftdichtheit 9 4 GEBÄUDETECHNIK Lüftungsanlage Heizung und Trinkwassererwärmung 11 5 ENERGETISCHE BERECHNUNG - KENNWERTE 12 6 ENERGIEVERBRAUCH ERGEBNIS DER MESSUNGEN 13 7 BAUKOSTEN UND FÖRDERUNG 18 8 NUTZERBEFRAGUNG 18 9 RESÜMEE PLANUNGS- UND AUSFÜHRUNGSPARTNER ABBILDUNGEN 21 3

4 1 Grundlagen Die im Jahr 1959 erstellten drei Mehrfamilienhäuser in der Kollwitzstraße 1 17 wurden nach einer längeren Zwischennutzungsphase gegen Ende 2006 leer gezogen. Die Planung sah eine grundlegende Modernisierung mit Anbau von Gebäudeteilen auf der Südseite sowie einer Aufstockung im Bereich des bisherigen Dachbodens vor. Hinsichtlich des energetischen Standards wurde die Teilnahme an der dritten Phase des Modellvorhabens Niedrigenergiehaus im Bestand der Deutschen Energieagentur (dena) beschlossen. 1.1 Städtebauliche Aspekte Die Gebäude liegen am Rand des Stadterneuerungsgebietes St. Leonhard-Schweinau. Sie bilden den nördlichen Abschluss eines kleinen Gebiets mit elf Gebäuden relativ homogener Bauweise, die Ende der fünfziger Jahre errichtet wurden. Aus städtebaulicher Sicht bedurften die Gebäude dringend einer deutlichen Aufwertung. Das Gebiet liegt sehr günstig knapp zwei Kilometer südwestlich der Nürnberger Innenstadt und wird seit 2008 durch eine U-Bahn-Verbindung aufgewertet. Der U-Bahnhof Rothenburger Straße liegt gut 200 Meter entfernt. Die Fahrtzeit per U-Bahn zur Innenstadt beträgt etwa fünf Minuten. Die Infrastruktur in der fußläufigen Umgebung ist als gut zu bezeichnen. Geschäfte des täglichen Bedarfs sind ebenso vorhanden wie Dienstleistungseinrichtungen und Ärzte. Die dreigeschossigen Gebäude geringer Tiefe mit Satteldach umfassten vor der Sanierung zusammen 54 Wohnungen, verteilt auf drei Gebäude mit jeweils drei Aufgängen. Die Zweispänner enthielten beidseitig jeweils eine Dreizimmerwohnung. Um einen breiteren Wohnungsmix zu erhalten, musste die Gebäudefläche erhöht werden. Durch jeweils drei Vorbauten auf der Südseite der Gebäude konnte eine attraktive Fassadengliederung erzielt werden. Zugleich konnte durch diese Unterteilung für die neu 4

5 geplanten Balkons ein erhöhtes Maß an Privatheit geschaffen werden. Im Bereich des Dachbodens wurde eine Aufstockung in Pultdachform neu erstellt. 1.2 Entwurfsaspekte der Gebäude Statt der gleichförmigen kleinen Dreizimmerwohnungen mit jeweils 58,5 m² Wohnfläche wurden pro Gebäude jeweils sechs Zweizimmerwohnungen mit 57 m² Wohnfläche, Drei- (72 m²) und Vierzimmerwohnungen (87 m²) erstellt. Dabei entstanden in den Erdgeschossen vorwiegend barrierearme Einheiten. Im Dachgeschoss wurden pro Gebäude sechs neue Wohnungen mit Flächen zwischen 56 und 79 m² neu errichtet. Statt der Bestandswohnfläche von m² stehen jetzt m² in den Bestandsgeschossen und zusätzlich m² im Dachgeschoss zur Verfügung. Bei der Planung wurde seitens des Bauherrn hoher Wert auf die Abstimmung mit der Vermietungsabteilung gelegt, die mit Blick auf das angestrebte Mieterklientel auf eher konservativ geschnittene Grundrisse mit abgeschlossenen Räumen Wert legte. Die sehr zügige Vermietung der Wohnungen gab diesen Festlegungen recht. 2 Planungsgrundlagen für die baulichen Komponenten Die Gebäudesubstanz in der Kollwitzstraße weist die charakteristischen Konstruktionen von Gebäuden Ende der fünfziger Jahre auf. Die Außenwände bestehen aus Hochlochziegeln, die Geschossdecken aus Stahlbeton. Der unausgebaute Dachboden war mit einem Sparrendachstuhl versehen. Das Gebäude ist voll unterkellert. Die Energieeffizienz- Komponenten werden in der folgenden Tabelle stichpunktartig zusammen gestellt und in den folgenden Kapiteln erläutert. Tabelle 1 Komponenten für die energetische Sanierung und Aufstockung; Wärmeleitfähigkeit der Dämmstoffe R = 0,035 W/(mK) Standard EnEV 2007 (Neubau) Kollwitzstraße EG / 1. OG / 2. OG Kollwitzstraße DG (Passivhaus) Wand Dämmung 12 cm cm Holzrahmen 30+6 cm Dach 16 cm Dachterrasse: 24 cm 40 cm Kellerdecke 8 cm 12 cm Fenster U w =1,4 W/(m²K) U w = 0,9 W/(m²K) U w = 0,8 W/(m²K) Lüftung Fensterlüftung Zu- / Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Heizung, WW Fernwärme 2.1 Wand Die Außenwand besteht aus Hochlochziegeln in einer Dicke von 30 cm und weist im unsanierten Zustand einen U-Wert von 1,3 W/(m²K) auf. Im Zuge der Sanierung wurde ein Wärmedämmverbundsystem (WDVS) mit 20 cm Dämmdicke aufgebracht. Die Wärmeleitfähigkeit des Polystyrol-Dämmstoffs beträgt R = 0,035 W/(mK). Der Oberputz wurde mit Kratzputzstruktur und 2 mm Körnung ausgeführt. Der U-Wert beträgt 0,15 W/(m²K). Im Bereich der neu errichteten Vorbauten auf der Südseite kam Kalksandsteinmauerwerk mit einer Dicke von 17,5 cm zum Einsatz in Verbindung mit einem WDVS mit 24 cm 5

6 Dämmdicke und R = 0,035 W/(mK). Die Konstruktion weist einen U-Wert von 0,14 W/(m²K) auf. Die Wände der Aufstockung im Dachgeschoss sind in Holztafelbauweise konstruiert mit einem U-Wert von 0,12 W/(m²K). Die Verkleidung erfolgte mit einer Vorhangfassade unter Verwendung von Aluwelle. 2.2 Dach Die alte Dachkonstruktion wurde entfernt und ein Pultdach mit Sparren aus Brettschichtholz aufgebracht. Die Dämmung besteht aus 40 cm Mineralwolle mit einer Wärmeleitfähigkeit R = 0,035 W/(mK) und führt zu einem hervorragenden U-Wert von 0,11 W/(m²K). Die Dachterrasse liegt zu kleinen Teilen über den Vorbauten. Deshalb musste in diesen Bereichen Wärmedämmung eingebracht werden. Sie wurde möglichst schlank ausgeführt, um die Aufbauhöhe zu begrenzen. Die Dämmdicke beträgt 24 cm mit R = 0,035 W/(mK) und einem resultierenden U-Wert von 0,14 W/(m²K). Der Dämmaufbau ist als Warmdach ausgeführt. Darüber befindet sich die Folienabdichtung. 2.3 Kellerdecke Der Keller weist eine sehr geringe Raumhöhe um 2,00 m auf. Die Kellerdecke ist wie die Geschossdecken als Stahlbetondecke mit 18 cm Dicke ausgeführt. Die Dämmdicke musste deshalb auf ein Mindestmaß von 12 cm mit R = 0,035 W/(mK) begrenzt werden. Die Versorgungsleitungen für Heizung und Warmwasser wurden in der Dämmung verlegt, damit sie geschützt im warmen Bereich verlaufen können. Die Hauptleitungen liegen auf der Südseite vor den Fenstern in einem Bereich, der nicht begangen werden muss, sodass die Dämmdicke insgesamt bis zu 25 cm beträgt und die Leitungen zum Keller ausreichend mit Dämmung überdeckt sind. Der U-Wert beträgt U = 0,24 W/(m²K) und im Bereich der Leitungstrassen bei U = 0,13 W/(m²K). 2.4 Fenster Der Bestand wies die jahrgangstypischen Holzverbundfenster auf. In den Bestandswohnungen im Erdgeschoss bis zweiten Obergeschoss kamen Kunststofffenster mit einem hochwärmedämmenden Rahmen (U f = 0,85 W/(m²K)) in Verbindung mit Dreischeiben- Wärmeschutzverglasung (U g = 0,6 W/(m²K)) zum Einsatz. Der resultierende Wert für die Fenster beträgt U w = 0,8 bis 0,9 W/(m²K). Das Dachgeschoss erhielt passivhaus-zertifizierte Kunststofffenster Fabrikat Rehau. Der Detailanschluss im Holzrahmen der DG-Wände erfolgte mit Überdämmung der Fensterrahmen, um eine möglichst günstige Wärmebrückensituation zu erreichen. Der Rahmen wird seitlich ca. 5 cm überdämmt. Die Fenster der neuen Vorbauten sowie im Dachgeschoss erhielten aus Gründen des sommerlichen Wärmeschutzes Raffstores. Der Einbau erfolgte wärmebrückenoptimiert und mit Elektroantrieb. 3 Qualitätssicherung 3.1 Wärmebrücken Im Zuge der energetischen Berechnung wurden die Wärmebrücken einzeln ermittelt und optimiert. Dazu erfolgte die Detailausbildung im Zuge der Werkplanung präzise mit einer Minimierung der wärmeleitenden Effekte. Im Dachgeschoss waren auf Grund der optimierten Passivhausdetails durchweg negative Wärmebrückenverlustkoeffizienten zu verzeichnen. Bei 6

7 den Detailanschlüssen im Kellerbereich mussten intensive Betrachtungen angestellt werden, um schadensfreie Konstruktionen zu erhalten, da die vorhandenen Anschlüsse hohe Wärmebrücken aufwiesen. Bei Fertigstellung des Gebäudes wurde für das Gebäude eine Thermografie durch das Hochbauamt der Stadt Nürnberg, Abteilung Kommunales Energiemanagement durchgeführt. Die Maßnahme diente einerseits zur Qualitätssicherung und als Grundlage der Nachbearbeitung von einzelnen mangelhaften Bereichen. Vor allem erfolgte aber der Nachweis, dass die thermische Hülle des Gebäudes hinsichtlich der Wärmebrückendetails einen sehr hohen Standard aufweist. Die Methodischen Angaben des ausführenden Instituts benennen folgende Grundlagen für die Thermografie: Es wurde das Thermografiesystem VARIOSCAN verwendet mit high resolution 3021 JENOPTIK/-INFRATEC. Es erfasst den langwelligen Spektralbereich von 8 bis 12 μm und einen Temperaturmessbereich von -40 bis C bei einem Einsatzbereich von -10 bis 40 C. Verwendet wurde das Normalobjektiv mit 30x20 bis 5x3,3 und einer thermischen Auflösung von 0,03 K. Die geometrische Auflösung beträgt 1,5 mrad bei einer Messgenauigkeit < 2 K. Als Auswertungssoftware wurde IRBIS control V2.1 eingesetzt. Die folgenden Abbildungen zeigen einige beispielhafte thermografierte Bereiche: Abb. 3.1 Wohnungsbegehung mit der Thermografiekamera: die Wohnungen wurden begangen und mit thermografisch erfasst, um Schadstellen auszuschließen. Bei dieser Begehung wurden nur in kleinen Teilbereichen wie z. B. bei Fensteranschlüssen Mängel festgestellt Abb. 3.2 Anschluss vom Massivbereich mit WDVS zum Dachgeschoss in Holzrahmenbauweise: Am Anschluss sind keine Wärmebrücken oder Undichtheiten zu erkennen. Das Fenster oben links steht in der Kippstellung. Die daraus resultierenden Wärmeverluste sind in der Thermografie deutlich erkennbar. 7

8 Abb. 3.3 Mängelfreie Verarbeitung an der Nordfassade von Haus 1 am Übergang von Massivbau zu Holzrahmenbau Abb. 3.4 Balkonbereich im zweiten und dritten Obergeschoss auf der Südseite von Haus 3. Die grün erscheinenden wärmeren Bereiche ergeben sich aus der Abschattung der Balkons bzw. des Glasdachs gegenüber dem kalten Nachthimmel. Das zweite Fenster unten links war vor Beginn der Thermografie gekippt. Die Wärmeausträge am und über dem Rahmen sind noch erkennbar. Bei einer Undichtheit des Fensterflügels wäre die erkennbare Leckage kleiner und nicht auf voller Breite des Fensters. Abb. 3.5 Die Thermografie der Nordfassade zeigt die charakteristischen Kennzeichen: das Wärmedämmverbundsystem ist wärmebrückenfrei. Die Fenster sind dicht und bilden auf Grund der Thermik, die am Fenster abläuft, am Sturz wärmere Zonen aus als im Fensterbrüstungsbereich. 8

9 Abb. 3.6 Die Thermografie des Giebels auf der Ostseite von Haus 17 zeigt die Abstrahlungsverluste. In den Bereichen, wo durch den Dachüberstand oder den verschattenden Baum die Abstrahlung gegen das kalte Firmament gedämpft ist, liegen die Oberflächentemperaturen im Bereich der Außentemperatur, in Zonen mit Abstrahlungsverlusten liegen diese Werte bei klarem Himmel in der Nacht und am frühen Morgen niedriger. 3.2 Luftdichtheit Die Details wurden neben den Wärmebrückenbetrachtungen hinsichtlich der Luftdichtheit optimiert und möglichst einfache Anschlüsse geplant, die für die Handwerker auf der Baustelle möglichst praxisnah ausführbar waren. Ein wichtiger Aspekt der Bauleitung bestand darin, die Einhaltung dieser Vorgaben zu überprüfen. Zur Qualitätssicherung erfolgten Blower-Door-Tests zu einem Zeitpunkt der Bauabwicklung, an dem die luftdichtenden Ebenen noch erreichbar waren, um Nachbesserungen im Zuge der Messungen ausführen zu können. Darüber hinaus wurden pro Gebäudeaufgang Messungen für den abschließenden Nachweis durchgeführt. Als Ergebnis konnte bei allen Gebäuden ein n 50 Werte unter 0,6 h -1 nachgewiesen werden. 4 Gebäudetechnik 4.1 Lüftungsanlage Ventilatorgestützte Lüftungsanlagen gehören zum Standard bei Neubau und Sanierung. Die DIN fordert eine planerisch gesicherte Grundlüftung während der Heizperiode und verweist für Wohnungslüftung auf die DIN , in der Fensterlüftung als Grundlüftung nicht anrechenbar ist. In der Kollwitzstraße wurden Zu- und Abluftanlagen mit Wärmerückgewinnung ausgeführt. Sie stellen einen wesentlichen Bestandteil des Energiekonzeptes dar und bieten zugleich einen hohen Komfort für die Nutzer. Die Lüftungszentralen wurden pro Treppenaufgang im Keller des Gebäudes installiert. Das Lüftungsgerät des Fabrikats Aerex ist jeweils ausgelegt auf ein Luftvolumen von 500 bis 800 m³ pro Stunde für jeweils acht Wohnungen. Die Wärmerückgewinnung des Gerätes ermöglicht einen Jahresbereitstellungsgrad von über 85 %. Dadurch reduzieren sich die Wärmeverluste für die Lüftung auf etwa 5 kwh/(m²a). Zum Vergleich: nach EnEV muss ein 0,7-facher Luftwechsel sicher gestellt werden. Das entspricht bei Fensterlüftung einem Wärmeverlust von etwa 50 kwh/(m²a). Es muss allerdings beachtet werden, dass die meisten Mieter weniger lüften und nur einen hygienisch unzureichenden Luftwechsel von etwa 0,3 h -1 durchführen. Der Frostschutz für den Wärmetauscher des Lüftungsgerätes wird durch ein Vorheizregister sicher gestellt, das in der Außenluftzuführung vor dem Gerät montiert ist. Die 9

10 Filterwechsel Filterwechsel Beheizung erfolgt über die zentrale Heizungsanlage des Gebäudes mit einem glykolbefüllten Sekundärkreislauf über einen kleinen Wärmetauscher. Die Lüftungsanlage wurde für die Nennlüftung nach DIN ausgelegt. Die Abluftmenge im Bad kann bei Bedarf mittels elektrisch verstellbarem Tellerventil erhöht werden. Um eine zu starke Austrocknung der Räume im Winter zu vermeiden, wird die Luftmenge bei Unterschreitung der Außentemperatur von ca. 0 C zentral auf die reduzierte Luftmenge nach DIN gemindert. Die Verteilleitungen der Lüftungsanlage führen als Steigstränge vertikal durch die Badbereiche und sind brandschutzmäßig als L-90-Leitungen ausgeführt. Je Wohnung wird jeweils eine Zu- und Abluftleitung gewählt, um die geforderten Brandschutzklappen in der Lüftungszentrale anbringen zu können und mithin die Wartung zentral ohne Begehen der Wohnungen ausführen zu können. Die horizontale Verteilung innerhalb der Wohnungen erfolgt jeweils von einem Verteilerkasten für Zu- und Abluft mittels Kunststoffrohren mit etwa 90 mm Durchmesser. Die Verteiler fungieren gleichzeitig zur Telefonieschalldämpfung und im Bedarfsfall für die Revision und Reinigung der Leitungen. Zugleich kann mit einer sehr geringen Aufbauhöhe für die Installation von unter 12 cm gearbeitet werden, sodass die Deckenabhängung in den Fluren, wo die Leitungsführung erfolgt, die Raumhöhe nur geringfügig vermindert. Die Luftdurchlasselemente zu den Aufenthaltsräumen wurden als Weitwurfdüsen ausgeführt, Stromverbrauch sodass nur ein kurzes für die Verteilnetz Lüftungsanlage pro Wohnung Kollwitzstraße erforderlich 5ist. Wh pro m³ 0,5 Wh/m³ Anforderung 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Mai Jul Sep Nov Jan Mrz Mai Jul Sep Nov Jan Mrz Mai Abbildung 4.1: Der Stromverbrauch für die Lüftungsgeräte liegt im Zielkorridor. Es ist erkennbar, dass die Verbrauchswerte nach den Filterwechseln günstiger liegen und dass die Einstellung der Anlage ab November 2010 optimiert wurde. 10

11 Stromverbrauch für die Lüftungsanlage Kollwitzstraße 1-17 kwh pro m² 7 kwh/m² Winter und Übergang 210 Tage Abbildung 4.2: Die spezifischen Kennwerte für den Lüftungs-Stromverbrauch liegt von Haus zu Haus unterschiedlich zwischen 1,8 bis knapp 4 kwh/(m²a). Das beinhaltet Optimierungspotenzial. Da die Anlagen nicht nur in der hier dargestellten Wintersaison laufen, sondern aus Gründen des Komforts und der Abluftanforderungen auch im Sommer, liegen die Werte über das gesamte Jahr bei 3 bis 7 kwh/(m²a). 4.2 Heizung und Trinkwassererwärmung Die Heizung und Trinkwasserversorgung des Gebäudes erfolgte durch den Anschluss an das Nürnberger Fernwärmenetz, das mit einem rechnerischen Primärenergiefaktor von 0,0 einen hervorragenden Wert aufweist. Eine zentrale Übergabestation sorgt in Verbindung mit einem Warmwasser-Speicherladesystem für einen günstigen Anschlusswert. Die Leistungsauslegung erfolgte nach dem sommerlichen Warmwasserbedarf. Die erforderliche Heizleistung liegt deutlich niedriger. Die Verteilleitungen für das Heizsystem und für das Warmwasser verlaufen auf der Südseite des Gebäudes unter der Kellerdecke. In diesem letzten Meter der jeweiligen Kellerräume kann die Höhe nochmals ein wenig reduziert werden ohne die Nutzbarkeit stark zu reduzieren. Die Verteilleitungen liegen innerhalb der Wärmedämmung unter der Kellerdecke und werden unterhalb der Leitungen mit insgesamt etwa 10 bis 12 cm Dämmung überdeckt, sodass die Leitungen innerhalb der thermischen Hülle geführt werden können und die Leitungsverluste mithin extrem gering sind. Innerhalb der Wohnungen wurde jeweils ein Verteiler im Flurbereich installiert. Die Leitungen konnten kostengünstig unterhalb des Estrichs verzogen und die Heizkörper mit elektronischem Heizkostenverteiler ohne Platzverlust unter den Fenstern angebracht werden. 11

12 Hilfsstrom für die Heizanlage Kollwitzstraße 1 17 kwh/m² 0,07 kwh/m² im Monat 0,06 0,05 0,04 0, /2010 0,68 kwh/(m²a) 2010/2011 0,61 kwh/(m²a) 0,02 0,01 0 Mai Jul Sep Nov Jan Mrz Mai Jul Sep Nov Jan Mrz Abbildung 4.3: Die spezifischen Kennwerte für den Heizungs-Stromverbrauch (Heizzentrale, Regelung, Pumpen, Zirkulation Warmwasser) liegen bei gut 0,6 kwh/(m²a). Der höhere Anteil liegt dabei im Warmwasserbereich, der auch im Sommer durchläuft. 5 Energetische Berechnung - Kennwerte Die energetische Berechnung erfolgte nach der Energieeinsparverordnung (EnEV) und dem Passivhaus Projektierungs Paket (PHPP). Die Ergebnisse für Bestand und Sanierung werden in Tabelle 2 zusammengestellt. Tabelle 2 Daten der energetischen Berechnung Kollwitzstraße 1-17 für den Bestand Berechnung nach EnEV (Bezugsfläche A N ) Jahresheizwärmebedarf vor Sanierung 152,6 kwh/(m²a) Jahresendenergiebed. vor Sanierung 263,9 kwh/(m²a) nach Sanierung 26,3 kwh/(m²a) nach Sanierung 31,5 kwh/(m²a) H T vor Sanierung 1,37 W/m²K Q P vor Sanierung 298,3 kwh/(m²a) H T zulässiggemäß EnEV* 0,70 W/m²K Q Pzulässig gemäß EnEV 80,7 kwh/(m²a) H T nach Sanierung* 0,31 W/m²K Q P nach Sanierung 11,2 kwh/(m²a) Prozentuale Unterschreitung der EnEV 56 % Prozentuale Unterschreitung der EnEV Berechnung nach PHPP (Bezugsfläche A EB /Wohnfläche) Bereich Bestand EG 2. OG (3.895 m²) Heizwärmebed. vorher 198 kwh/(m²a) 86 % Bereich Passivhaus, 6 WE, DG (1.229 m²) Heizwärmebed. saniert 26 kwh/(m²a) Heizwärmebedarf 15 kwh/(m²a) 12

13 Die eingesparten CO 2 -Emissionen betragen insgesamt kg/a. Bezogen auf die Gebäudenutzfläche A N beträgt sie 59 kg/m². Die Berechnung nach Passivhaus Projektierungs Paket (PHPP) weist eine hohe Zuverlässigkeit hinsichtlich des späteren Verbrauchs auf. Der Heizwärmebedarf beträgt nach PHPP für den Bereich der Bestandswohnungen 26 kwh/(m²a) und im Bereich des Dachgeschosses für die Passivhauswohnungen 15 kwh/(m²a). 6 Energieverbrauch Ergebnis der Messungen Der Heizwärmebedarf (s. Abb. 6.1) betrug für die Gebäude im ersten Jahr (Mai 2009 bis April 2010) 26 kwh/(m²a) und im Folgejahr 26,4 kwh/(m²a) und ist damit ziemlich kongruent zu den Berechnungen nach PHPP. Der Verbrauch für die Warmwasserbereitung liegt relativ hoch bei 24 bis 28 kwh/(m²a) zzgl. Verteil- und Zirkulationsverlusten im Nahwärmenetz von 17 bis 18 %. Da die Warmwassernutzung einen Komfort darstellt, dessen Verbrauch sehr wesentlich durch das Nutzerverhalten geprägt wird, sollte keine direkte Einflussnahme durchgeführt werden. Zudem muss allerdings darauf hingewiesen werden, dass bei vergleichbaren Projekten Verteilungsverluste dokumentiert sind, die nochmals deutlich höher liegen, sodass die ermittelten Werte für die Kollwitzstraße als durchschnittlich aber nicht sehr sparsam zu bezeichnen sind. Dennoch sollte in der weiteren Betreuung darauf geachtet werden, Verteilungsverluste, Zirkulationseinstellungen und Perlatoren und Duschköpfe sowie ggf. auch die Bestand individuellen EG Nutzerprofile bis 2. OG Heizwärmeverbrauch zu betrachten. Kollwitzstraße 1 17 Vergleich zu PHPP Zwei Messperioden Mai 2009 bis April kwh/(m²a) Heizwärmeverbrauch PHPP Mai Jul Sep Nov Jan Mrz Mai Jul Sep Nov Jan Mrz Mai Abbildung 6.1: Heizwärmeverbrauch für die sanierten Gebäudeteile EG bis 2. OG für die ersten beiden Abrechnungszeiträume von Mai 2009 bis April 2011, die nach PHPP berechneten Werte von 26 kwh/(m²a) werden trotz der beiden strengen Winter exakt erreicht 13

14 Tabelle: Spezifischer Heizenergie- und Heizwärmeverbrauch für die sanierten Gebäudeteile EG bis 2. OG und die Aufstockungen im Passivhaus-Standard für die Abrechnungszeiträume von Mai 2009 bis April 2012 (Interpolierte Werte aus dem Vorjahr für die Monate Dez bis April 2012). Die Werte für das DG wurden im Jahr 2011 leicht korrigiert gegenüber den sonstigen Analysen dieses Berichts zugunsten der resultierenden Werte in 2012 Heizenergieverbrauch Heizwärmeverbrauch EG bis 2. OG DG- Aufstockung EG bis 2. OG DG- Aufstockung kwh/(m²a) kwh/(m²a) kwh/(m²a) kwh/(m²a) Mai 09 0,01-0,01 - Jun 09 0,01-0,01 - Jul 09 0,01-0,01 - Aug 09 0,01-0,01 - Sep 09 0,05-0,04 - Okt 09 2,10 0,70 1,95 0,65 Nov 09 3,20 2,50 2,97 2,32 Dez 09 5,60 3,90 5,20 3,62 Jan 10 6,59 4,20 6,11 3,90 Feb 10 6,76 2,90 6,27 2,69 Mrz 10 2,90 2,20 2,69 2,04 Apr 10 0,80 0,20 0,74 0,19 Mai Jun Jul Aug Sep 10 0,20-0,19 - Okt 10 3,10 0,80 2,87 0,74 Nov 10 3,20 2,90 2,97 2,69 Dez 10 6,05 4,50 5,61 4,17 Jan 11 6,40 4,30 5,93 3,99 Feb 11 5,90 2,46 5,47 2,28 Mrz 11 2,90 1,94 2,69 1,80 Apr 11 0,70 0,45 0,65 0,41 Mai Jun Jul Aug Sep 11 0,20-0,19 - Okt 11 1,50 0,37 1,39 0,35 Nov 11 3,10 2,31 2,87 2,14 Dez 11 6,05 3,58 5,61 3,31 Jan 12 6,40 3,80 5,93 3,52 Feb 12 5,90 2,46 5,47 2,28 Mrz 12 2,90 1,94 2,69 1,80 Apr 12 0,70 0,45 0,65 0, Summe ,03 16,60 26,01 15,40 Summe ,45 17,34 26,37 16,08 Summe ,75 14,90 24,80 13,81 14

15 Der Hilfsstromverbrauch für die Lüftungsanlage beträgt etwa 3 kwh/(m²a) für etwa 210 Betriebstage während des Winters und der Übergangszeit. Dazu kommen etwa 2 kwh/(m²a) für den Komfortbetrieb während des Sommers. Der Hilfsstromverbrauch für die Heizanlage liegt bei 0,6 kwh/(m²a). Die Kosten für die Erfassung der Energiekennwerte sollten programmgemäß möglichst niedrig liegen. Deshalb wurde eine Minimalausstattung an Zählern eingebaut: Fernwärme-Wärmemengenzähler für die gelieferte Gesamtenergiemenge (Endenergie Heizen und Warmwasser) Wärmemengenzähler Warmwasserbereitung (Endenergie). Dieser Zähler wies im Abgleich Unregelmäßigkeiten auf. Eine weitere Überprüfung sollte erfolgen. Ohne die daraus resultierende Gewichtung bei der Auswertung lägen die Kennwerte für den Bereich Heizen um etwa fünf kwh/(m²a) günstiger, die Warmwasserwerte entsprechend höher. Die Gewichtung erfolgte auf Basis der Kennwerte, die in den Sommermonaten ohne Heizbedarf ermittelt wurden. Stromzähler Heizanlage (gesamter Strom der Heizzentrale und des Pumpenstroms) Stromzähler je Lüftungszentrale (gesamter Strom jeder einzelnen Lüftungszentrale pro Haus inkl. Regelung und Lüfterstrom. Die Ablesungen erfolgten monatlich. Wenn die Ablesungen nicht am Monatsersten stattfanden, wurde mittels gewichteter Interpolation der jeweilige Wert ermittelt. Als Bezugsfläche wurde analog zur PHPP-Berechnung die beheizte Wohnfläche gewählt. Nicht in Ansatz kamen Verkehrs- und Funktionsflächen sowie die Flächen der Balkons und Terrassen. Eine Umrechnung auf die Bezugsgrößen der EnEV hinsichtlich des Flächenwertes AN ist wie folgt durchzuführen: die Fläche AN beträgt 4420,8 m² für den Bestandsbereich EG bis 2. OG. Die im PHPP angesetzte tatsächliche beheizte Wohnfläche beträgt 3.695,0 m². Der Heizwärmeverbrauch in Bezug auf die Fläche AN muss mithin durch eine Faktor 4420,8/3965,0 = 1,20 dividiert werden. Statt des ermittelten Wertes von 26 kwh/(m²a) ergibt sich als EnEV-Vergleichswert damit für den Heizwärmeverbrauch 21,7 kwh/(m²a). Die Umrechnung des Heizenergieverbrauchs auf die Primärenergiekennwerte erfolgt mit folgenden Primärenergiefaktoren: Heizen und Warmwasserbereitung: Fernwärme, angegebener Primärenergiefaktor der Nürnberger N-ERGIE: 0,0; Rechenwert im Gutachten: 0,1 Hilfsstrom: Primärenergiefaktor nach GEMIS: 2,6. Das Ergebnis in Abbildung 6.3 zeigt die hervorragende Bilanz. Vor der Sanierung betrug der Primärenergiebedarf 275 kwh/(m²a). Nach der Sanierung und Umstellung des Heizsystems beträgt der Primärenergieverbrauch inkl. Lüfter- und Hilfsstrom 16 kwh/(m²a). Das entspricht einer Reduzierung um 94 Prozent und einem Faktor 17 für die Reduzierung. Im Bereich der Passivhaus Wohnungen liegen die Werte nochmals günstiger. 15

16 Kollwitzstraße 1 17 Heizenergieverbrauch Heizung und Warmwasserbereitung kwh/(m²a) Verteilverluste Warmwasserverbr. Verteilverluste Heizwärmeverbrauch 198 Mai 2009 Apr 2010 Mai 2010 Apr ,4 26,4 15,3 Bestand EG-2.OG DG EG-2.OG DG Abbildung 6.2: Endenergieverbrauch (Heizen und Warmwasser) für die sanierten Bestandsgebäude im EG bis 2. OG sowie die aufgestockten Passivhaus-Wohnungen im Dachgeschoss 16

17 Kollwitzstraße 1 17 Primärenergie Heizung, Warmwasserbereitung und Lüftung kwh/(m²a) Lüftung-Hilfsenergie Heizung-Hilfsenergie Warmwasser Heizung 223,52 Mai 2009 Apr 2010 Mai 2010 Apr ,8 1,66 2,85 1,65 Bestand EG-2.OG DG EG-2.OG DG Abbildung 6.3: Primärenergiebilanz für das Bestandsgebäude im Vergleich zum sanierten Bereich (EG 2. OG) und den Passivhaus-Wohnungen im DG für die Heizsaison Mai 2009 bis April 2010 sowie für die Saison Kollwitzstraße 1 17 Primärenergieverbrauch Heizung, Warmwasserbereitung und Lüftung 20 kwh/(m²a) Lüftung-Hilfsenergie 2, Mai 2009 April 2010 Heizung-Hilfsenergie 2,6 Warmwasser 0,1 Heizung PE-Faktor 0,1 Mai 2010 April ,06 7,8 8,06 7,8 1,95 1,79 1,17 3,49 2,93 3,49 1,09 2,93 2,8 1,66 2,85 1,65 EG-2.OG DG EG-2.OG DG Abbildung 6.4: Primärenergiebilanz für den sanierten Bereich (EG 2. OG) und die Passivhaus-Wohnungen im DG 17

18 7 Baukosten und Förderung Bei einer Gesamtwohnfläche von m² in den Bestandsgeschossen und m² neu geschaffener Wohnfläche in den Dachgeschossen der drei Gebäude betragen die abgerechneten Baukosten nach DIN 276 für die Kostengruppe 300 brutto Euro. Das sind pro m² Wohnfläche 914. Für die Kostengruppe 400 betrugen die abgerechneten Kosten für Lüftung brutto ,80. Das sind pro m² Wohnfläche 68. Für Sanitär lag der Betrg bei ,51 (90 /m²), für Heizung Heizung ,62 (51,40 /m²) und für die Elektroinstallation ca Das entspricht einer Summe von (277 /m²) einschließlich MWSt. Die Gesamtsumme für die Kostengruppen 300 und 400 beträgt brutto , das sind pro m² Wohnfläche Die Förderung erfolgte sowohl als einkommensabhängige Förderung nach EOF durch den Freistaat Bayern unter der Betreuung des Amtes für Wohnen und Stadterneuerung in Nürnberg als auch durch die KfW als dena-modellförderung. 8 Nutzerbefragung Anfang März 2011 wurde im Rahmen einer Begehung des Gebäudes bei einem Teil der Mieter eine Befragung durchgeführt. Fünfzehn der 72 Mieter wurden nach dem Zufallsprinzip quer durch die Gebäude und Wohnungstypen befragt. Die Fragen bezogen sich auf das Gesamtempfinden des Wärmekomforts, auf die Funktion und Wirksamkeit der Lüftungsanlage und der Heizung, Raumluftqualität, auf die Energiekosten bzw. den Energieverbrauch und die Bedienungsfreundlichkeit. In Form eines Gesprächs wurden diese Faktoren durchgegangen und sowohl die kritischen Aspekte angesprochen als auch die das Maß der Zustimmung. Im Folgenden werden die wesentlichen Aspekte kurz zusammengefasst: Gesamtempfinden des Wärmekomforts: Der Punkt mit der höchsten Zustimmung, Aussagen wie Die angenehmste Wohnung, in der ich je gewohnt habe, Das Beste, was ich diesbezüglich je erlebt habe und Meine erste Wohnung, wo weder Kälte reinkommt, noch Wärme rausgeht. In zwei Fällen wurde auf Undichtheiten bei den Fenstern hingewiesen, beide Male bei raumhohen Elementen an der Unterseite, die offensichtlich nachgestellt werden mussten. Funktion und Wirksamkeit der Lüftungsanlage / Raumluftqualität: Grundsätzlich war eine hohe Zustimmung mit der Lüftungsanlage gegeben. Die einfache Regelung wurde begrüßt. Zwei Befragte waren sich nicht bewusst, dass sie Einfluss auf die Lüftung nehmen können. In einem Fall empfand eine Bewohnerin Zug von der Zuluft und entschuldigte sich zugleich für ihre Empfindlichkeit. Das Zuluftelement war zwei bis drei Meter vom Sofa enfernt oberhalb der Tür montiert und mit einem eher hohen Luftvolumen eingestellt. Nach Drosselung der Luftmenge spürte sie keinen Zug mehr. In Einzelfällen wurden geringe Geräusche von den Zuluftelementen angemahnt. In einer Wohnung werden Küchengerüche wahrgenommen, die aus der Wohnung oberhalb stammen. Die Raumluftqualität wurde durchwegals gut bis sehr gut beschrieben. Beim Heimkommen und Betreten der Wohnung wird die Luft als frisch und angenehm empfunden. Zahlreiche 18

19 Mieter lüften in der Heizsaison fast nie manuell, andere führen ein bis zweimal täglich kurze Querlüftungen aus, z. B. nach dem Kochen oder vor dem Zubettgehen. Mehrere Mieter haben Haustiere und lassen dafür auch mal eine Weile die Terrassentür offen stehen. Ebenso öffnen einzelne Mieter nachts das Fenster zum Schlafen auf Kippstellung. Besonderes Lob kam von Mietern aus zwei Raucherhaushalten. Die Partner der Raucher bzw. Raucherin lobten die deutlich bessere Luft als in jeder Wohnung zuvor, d. h. Man riecht es schon, aber die Situation ist deutlich besser und am nächsten Morgen ist die Luft frisch. Eine besondere Erfahrung war für eine Mieterin, dass ohne Aufdrehen des Badheizkörpers ihr Handtuch schnell trocknet. Das Gleiche wurde in anderen Wohnungen hinsichtlich der Wäschetrocknung angemerkt, sodass die Wasch- und Trockenräume im Keller wenig genutzt werden. Funktion und Wirksamkeit der Heizung: Hinsichtlich des Heizung kamen bei der Befragun vor allem Anmerkungen wie Wir drehen die Heizkörper kaum auf, Ich heize nur im Wohnzimmer, Meist steht das Ventil auf Stellung zwei bis zweieinhalb (von fünf), Schlafzimmer auf 2, Bad auf 2 und Wohnen auf 2, Erst sehr spät im Jahr angefangen zu heizen (November), Bei Sonnenschein überhaupt keine Heizung Energiekosten bzw. Energieverbrauch: Die Zufriedenheit mit dem Energieverbrauch war erwartungsgemäß sehr hoch. Obwohl niemand von den Befragten wusste, wie hoch die Heizkosten liegen, kamen grundsätzlich positive Äußerungen wie Das erste Mal, dass ich in einer Wohnung eine Rückzahlung bekommen habe, 800 Euro Einsparung gegenüber meiner letzten Wohnung sowie mehrere weitere Hinweise auf Heizkostenrückerstattungen. Bedienungsfreundlichkeit: Keiner der Befragten Mieter äußerte sich negativ über den Bedienkomfort. Sowohl mit der Heizung als auch der Lüftung traten keine Probleme auf und die Regelungsform wurde als unproblematisch empfunden bzw. gar nicht wahrgenommen, dass ein Problem mit dem Wohnen in dem Gebäude mit hoher Energieeffizienz bestehen könnte. Die zweiseitige Mieterinformation war von den meisten beim Einzug gelesen worden, ohne tiefere Fragen aufzuwerfen. Es wird nicht so empfunden, dass eine grundlegende Änderung des Wohnverhaltens nötig ist. Auswertung: Abschließend wurde jeweils um eine Benotung des Gesamtempfindens hinsichtlich der energetischen Aspekte und des Wohnkomforts gebeten. 79 Prozent der Befragten gaben als Gesamtbewertung auf der Notenskala von 1 bis 6 die Note sehr gut an, 21 Prozent bewerteten mit gut, davon taten dies zwei Parteien unter Vorbehalt bezüglich technischer Nacharbeit, z. B. Nachstellen der Fenster zur nächsten Heizperiode. Selbst wenn der Bonus auf Grund der traditionell wohlwollenden Nürnberger Art bei Direktbefragungen in Betracht gezogen wird, ist das Ergebnis als ausgesprochen positiv zu werten. 9 Resümee Durch die Modernisierung sollte ein deutliches Zeichen zur Verbesserung der Situation im Bereich der Kollwitzstraße geschaffen werden. Dazu wurde ein ausgewogener Wohnungsmix von Zwei- bis Vierzimmerwohnungen geschaffen in Verbindung mit hohen technischen und energetischen Standards. Die Behaglichkeitsfaktoren und die Raumluftqualität in den Gebäuden sind als sehr hochwertig zu bezeichnen und sowohl die Gestaltung der Gebäude als auch des Umfeldes haben zu einer hervorragenden Aufwertung der drei Gebäude und des 19

20 Gebietes geführt. Dass es sich bei der Modernisierung um ein Modellprojekt im Rahmen des dena-programms Niedrigenergiehaus im Bestand handelt und die aufgestockten Dachgeschosswohnungen im Passivhausstandard ausgeführt wurden, rundet das Konzept ab. 10 Planungs- und Ausführungspartner Architekten-Arbeitsgemeinschaft: Schulze Darup & Partner, Augraben 96, Nürnberg (Leistungsphasen 1 bis 5) Aicher + Hautmann, Kaulbachplatz 3, Nürnberg (Leistungsphasen 6 8) Gebäudetechnik Sanitär/Heizung/Lüftung: VIP, Pillenreuther Straße 34, Nürnberg Gebäudetechnik Elektro: Amm Planungsbüro, Asternstraße 6, Seukendorf Statik und Brandschutz: Singer Ingenieure, Bahnhofstraße 39, Nürnberg Freiflächenplanung: Kounovsky Planungsbüro, Worzeldorfer Straße 162, Nürnberg Bauausführung: B&O WohnungsWirtschaft GmbH, Brückenstraße 8, Chemnitz 20

21 11 Abbildungen In der Anlage zum Bericht ist eine umfangreiche Sammlung von Bildern enthalten, die deutlich über das vereinbarte Maß hinausgeht. Im Gegenzug wird darum gebeten, wenn möglich eine Quellenangabe durchzuführen. Die Bilder sind nach Bauteilen bzw. Funktionen sortiert und jeweils durchnummeriert. In der folgenden Aufstellung bezeichnen die ersten Ziffern den Ordner, die Folgeziffern die Bildnummer im Ordner. Bilder mit einem x am Ende des Namens sind verkleinert auf i. a Pixel in der Breite, um z. B. ohne zu hohe Datendichte bei ppt-präsentationen angewandt zu werden. Falls in einzelnen Fällen für Veröffentlichungen eine höhere Bildqualität gewünscht ist, kann das unbearbeitete Originalfoto mit nochmals erhöhter Auflösung zur Verfügung gestellt werden. In der folgenden Aufstellung wird eine kleine Auswahl der Bilder zusammen gestellt. Abb Ansicht Süd vor Sanierung Abb Bad vor Sanierung Abb Küche vor Sanierung 21

22 Abb Südansicht Kollwitzstraße 1 5 Abb Nordansicht Kollwitzstraße 7-9 Abb Südansicht Kollwitz 7 17 Abb Ansicht Nord Kollwitz 7-11 Abb Ansicht Nord Kollwitz 11 Abb Detail Dachkonstruktion- Balkonüberdachung 22

23 Abb Abbruch der Fensterbrüstungen Südseite Abb Abbrucharbeiten Südseite Abb Abbruch der Innenwände in den Wohnungen Abb Anbringen des Wärmedämmverbundsystems auf der Südseite des Gebäudes Abb Detail des Fensteranschlusses zum WDVS 23

24 Abb WDVS-Anschluss am Sockel zum Kellerfenster Abb Fenstermontage Abb Fensteranschluss innen Abb Fenstermontage bei der Holzrahmenkonstruktion im Dachbereich Abb Fensterdetail mit Überdämmung des Rahmens und Kasten für den Raffstore 24

25 Abb Anschluss Fenster zur Aluminiumverkleidung Abb Anschluss Fenster zur Aluminiumverkleidung Abb Ausführung einer barrierearmen Schwelle zur Dachterrasse Abb Kalksandsteinwände im Dachgeschoss zum verbesserten Brand- und Schallschutz Abb Anschluss der Dachkonstruktion an die DG-Wände 25

26 Abb Aufgestocktes Dach in Holzrahmenbauweise Abb Konstruktion der Balkonüberdachung im Dachgeschoss Abb Anschluss der Kellerdeckendämmung an das Kellerfenster die Dämmung unter dem Fenstersturz muss noch montiert werden Abb Trockenbauarbeiten im Dachgeschoss Abb Trockenbauarbeiten im Dachgeschoss 26

27 Abb Rohbauarbeiten auf der Südseite der Gebäude mit Errichtung der neuen Vorbauten Abb Bodenplatte der Vorbauten Abb Sanitär: Rohinstallation im Bad Abb Sanitär: Rohinstallation im Bad Abb Sanitär: Bad vor Fertiginstallation 27

28 Abb Sanitär: Bad kurz vor Fertigstellung Abb Heizung: Trasse im Keller ungedämmt Abb Heizung: Trasse im Keller gedämmt Abb Heizung: Trasse mit Kellerdeckendämmung Abb Heizung: Verbindung von der Heiztrasse unter der Kellerdecke zur Erdleitung zum nächsten Gebäude 28

29 Abb Heizung: Verteiler in den Wohnungen Abb Heizung: Wärmeübergabe in den Räumen Abb Lüftung: Brandschutzklappen zu den Steigsträngen in der Lüftungszentrale im Keller Abb Lüftung: Zentralgerät Abb Lüftung: Übergang vom Brandschutzkanal zu den Wickelfalzrohren im Bereich des Installationsbereichs im Bad 29

30 Abb Lüftung: Verteilung im Bad Abb Lüftung: Verteilung unter der Bad-Decke Abb Lüftung: Verteilungsboxen unter der Flurdecke zwei Zuluftleitungen führen in das Wohnzimmer und das Schlafzimmer, zwei Abluftleitungen in die Küche und das Bad Abb Blower Door während des Luftdichtigkeitstests 30

31 Abb Infrarot-Thermografie in den Wohnungen Abb IR-Thermografie der Nordfassade Abb IR-Thermografie der Südfassade Abb IR-Thermografie des Giebels Kollwitzstraße 17 31

32 Abb Aktive Bauleitung Abb Präsentation der Farbauswahl Abb Farbauswahl vor Ort Abb Planungsteam 32