Von der Gebäude- zur Quartiersenergieeffizienz. Bausteine für die Klimaneutralität im Gebäudebestand

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1 EASE-Workshop Energetische Sanierung in Deutschland Eine politische Vision in Zeiten immobilienwirtschaftlicher Disparitäten Dresden 22. November 2012 Von der Gebäude- zur Quartiersenergieeffizienz Bausteine für die Klimaneutralität im Gebäudebestand Dr. Burkhard Schulze Darup schulze darup & partner architekten nürnberg

2 Entwicklung des weltweiten Energiebedarfs bis Energieeinsparung noch unerforschte Energien Geo-/Ozeanische Energie Solarenergie Windenergie Wasserkraft Neue Biomasse Trad. Biomasse Kernkraft Erdgas Erdöl Kohle 200 Etajoule Reference: Shell-Study (till 2005), Scenario with high efficiency and regenerative usage of energy

3 Entwicklung des weltweiten Energiebedarfs bis Energieeinsparung noch unerforschte Energien Geo-/Ozeanische Energie Solarenergie Windenergie Wasserkraft Neue Biomasse Trad. Biomasse Kernkraft Erdgas Erdöl Kohle 200 Etajoule Reference: Shell-Study (till 2005), Scenario with high efficiency and regenerative usage of energy

4 Entwicklung der Energiestandards Aktuelle Situation EnEV 2009 EnEV 2009 kwh/(m²a) Heizenergiebedarf MFH Niedrigenergiehaus Passivhaus Plusenergiehaus Erneuerbare Energie

5 Entwicklung der Energiestandards bis 2050 Anforderungsszenario zukünftiger Verordnungen EnEV 2009 EnEV 2012 EnEV 2015 EU-Gebäuderichtlinie 2020: Nahe Nullenergiegebäude Plusenergie I Plusenergie II Plusenergie III kwh/(m²a) Heizenergiebedarf MFH Niedrigenergiehaus Passivhaus Plusenergiehaus Erneuerbare Energie

6 Entwicklung der Energiestandards bis 2050 Zeitachsen: Investitionsentscheidungen und Portfoliomanagement EnEV 2009 EnEV 2012 EnEV 2015 EU-Gebäuderichtlinie 2020: Nahe Nullenergiegebäude Plusenergie I Plusenergie II Plusenergie III kwh/(m²a) Gebäudehülle Bestand Gebäudehülle saniert

7 dena- Modellprojekt Effizienzhaus Plus : HOLZ5 in Bad Aibling Effizienzkomponenten Heizung / WW Nahwärme mit Biomasse Photovoltaik Smart Grid Zu-/Abluftanlage mit 85 % WRG Flachdach U = 0,11 W/(m²K) Fenster Uw = 0,85 W/(m²K) Außenwand U = 0,14 W/(m²K) Qualitätssicher. - Luftdichtheit - Wärmebrücken - Bauprozess - Facility Manag. Bodenplatte U = 0,10 W/(m²K)

8 EnEV 2009 & weitere Entwicklung Primärenergie-Kennwerte von Baustandards regenerativ erzeugt PV m²

9 Gebäudetechnik: effizient & erneuerbar Effizienz-Komponenten Dach cm Wärmedämmung Zu-/Abluftanlage mit WRG Passivhaus- Fenster Dreischeiben- Wärmeschutzvergl. Wand cm Wärmedämmung Luftdichtheít n 50 0,6 h -1 Wesentliche Passivhaus Kriterien: Heizwärmebedarf Sanierung Heizwärmebedarf Neubau kwh/(m²a) Primärenergie Heizen,WW,Hilfsenergie,Strom 120 kwh/(m²a) Kellerdecke cm Wärmedämmung

10 Heizwärmebedarf kwh/(m²*a) Energetische Gebäudesanierung mit Passivhauskomponenten Faktor WSVO 2. WSVO 3. WSVO Niedrigenergie-Standard Passivhaus-Standard Heizenergie-Reduktionspotenzial 300 bis energetisch optimaler Standard Anteil der Wohnungen (%) Quellen: ARENHA 1993, IWU 1994, Bundesarchitektenkammer 1995, Schulze Darup 1998/2000

11 Heizwärmebedarf kwh/(m²*a) EnEV-Standard Bestand und KfW-Programm Energieeffizient Sanieren im Mittel 75 % WSVO 2. WSVO 3. WSVO Niedrigenergie-Standard Passivhaus-Standard Heizenergie-Reduktionspotenzial 300 bis Bestand: EnEV 2009 zgl. 40 % 50 0 EnEV 2009-Neubau: KfW EH 115 KfW EH 100 KfW EH 85 KfW EH 70 KfW EH 55 Effizienzhaus Plus Anteil der Wohnungen (%) Quellen: ARENHA 1993, IWU 1994, Bundesarchitektenkammer 1995, Schulze Darup 1998/2000/2009

12 kwh/(m²a) Heizwärmebedarf: Beispiel: Mehrfamilienhaus Bilanzierung von bis Gewinnen 1918, 500 m² und Wohnfläche Verlusten MFH bis 1918, viergeschossig, 500 m² Wohnfläche ,0 Heizwärmebed. 250,0 Interne Gewinne Solare Gewinne Lüftung 200,0 150,0 221,5 Innendämmung Straßenfassade Wärmebrücken Fenster Kellerdecke Dach 100,0 Denkmalschutz Außenwand Heizwärmebedarf: Unterschied 29 % 50,0 34,1 26,4 0,0 Bestand Denkmal Energieoptimiert

13 Konstruktion Außenwand WDVS cm WLG 035

14 Wandkonstruktionen Holzfachwerk mit Typha-Dämmung Typha Massiv Rohdichte 320 kg/m³ Lambda-Wert 0,06 W/(mK) Druckfestigkeit 0,80 N/mm² Typha Dämmplatte Rohdichte 260 kg/m³ Lambda-Wert 0,052 W/(mK) Druckfestigkeit 0,54 N/mm² Typha Leicht Rohdichte 220 kg/m³ Lambda-Wert 0,048 W/(mK) Druckfestigkeit 0,30 N/mm² Quelle: Dipl. Ing. Werner Theuerkorn, Postmünster

15 Konstruktion Kellerdecke Bodenplatte Kellerdecke cm WLG 035

16 Konstruktion Dach-DG Dach cm WLG 035 Flachdach cm WLG 035

17 Wärmebrücke Traufe 50er-J. Detail und Temperaturbild = -0,001 W(mK) Quelle: DBU 2004

18 Komponentenentwicklung Fenster

19 Konstruktion - Sanierung Passivhaus-Fenster-Detail: seitlich = 0,017 Quelle: Wärmebrückendarstellung: Passivhaus Institut, Darmstadt; Detail: Schulze Darup

20 Fenster Kastenfenster mit Geißfuß Wärmestrom = 8,4701 W U f = PsiSpacer = 0,459 W/(m²K) 0,0504 W/(mK) keine Kittfuge wechselbarer Wetterschenkel Zertifizierung durch PHI sichergestellt Quelle: PHC Franz Freundorfer, mail: phc@freundorfer.eu

21 Gebäudehülle Luftdichtheit Durchgehende Luftdichtheitsebene

22 Luftwechsel in Bestandswohnungen mit freier Lüftung Feuchteschäden bei 21,9 % von 5530 untersuchte Wohnungen in Deutschland [2] Luftwechsel nach EnEV Durchschnittlicher Luftwechsel im Bestand 0,2 0,3 h -1 Quellen: [1] T. Weithaas: Bestimmung des natürlichen Luftwechsels im Altbaubestand [2] S. Brasche et al.: Vorkommen, Ursachen und gesundh. Aspekte von Feuchteschäden in Wohnungen

23 Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Schema Einfamilienhaus 2 m Erdreichwärmetauscher 2 % Gefälle Kondensatablauf

24 Zu-/ Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Schema Mehrfamilienhaus Dezentrale Anlagen Wohnen Kind Eltern Bad Küche

25 Zu-/ Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Schema Mehrfamilienhaus Lüftungszentrale

26 Heizung Lüftung Fenster TH KG Kellerdecke TH-DG Decke ü. OG Außenwand /m² WF Lüftung: einfache Abluftanlage Heizung: Gas-Brennwerttechnik Gesamtkonzept KfW 100

27 Kosten bei einem charakteristischen Maßnahmenmix in Abhängigkeit von der Baualtersstufe (MFH 24 WE, m² WF) 24 % 200 /m² 30 % 32 % pro m² Wohnfläche Kostengruppen 300/400 nach DIN % 76 % 70 % 68 % 61 % er 1950er 1960er 1970er Balkons Gemeinschaftsbereich Baderneuerung Grundrissänderung Wohnungen Mehrinvest KfW 55 Mehrinvest KfW 70 Mehrinvest KfW 85 Rein energetisch KfW 100 (EnEV 2009) Instandsetzung (energetisch)

28 kwh/(m²a) PE-Verbrauch 4 Pers. 120 m²: altes Gebäude normales Verhalten kwh/(m²y) Train & Bus Flight NY Flight Holiday Flight 1 Car 12,5 L/100 km Electricity Prime Energy Factor Losses Warm Water Heating km/a 12,5 l/100 km km/a 1,8 l/100 km Heating/WW Electricity Car Plane Train&Bus

29 kwh/(m²a) PE-Verbrauch 4 Pers. 120 m²: Passivhaus Verkehr optimiert kwh/(m²y) Train & Bus Flight NY Flight Holiday Flight 1 Car 3,0 L/100 km Electricity Prime Energy Factor Losses Warm Water Heating km/a 3,0 L/100 km km/a 1,8 l/100 km 0 Heating/WW Electricity Car Plane Train&Bus

30 kwh/(m²a) PE-Verbrauch 4 Pers. 120 m²: Passivhaus Verkehr optimiert kwh/(m²y) Train & Bus Flight NY Flight Holiday Flight 1 Car 3,0 L/100 km Electricity Prime Energy Factor Losses Warm Water Heating km/a 3,0 L/100 km Plus Energy Building: Photovoltaic-Panels > 64 m² km/a 1,8 l/100 km Heating/WW Electricity Car Plane Train&Bus

31 Städtebauliche Entwicklung Playground Meeting Places Tenants- Gardens Balkonies Photovoltaics Electricity Warm Water Heating Standard Planning PV -3000

32 Nahwärmenetz mit hohem erneuerbarem Anteil

33 Demografische Aspekte - Barrierefreiheit

34 Energiebilanz Plusenergiekonzept MWh PV-Ertrag PE Strom Warmwasser Heizen Nutzenergie Endenergie Primärenergie PV

35 2010 Primeenergy Heating, Warmwater kwh/m²a > Klimaschutzkonzept Neumarkt i. d. Oberpfalz Quelle: arge etz Nürnberg, kewog Regensburg, Schulze Darup & Partner Nürnberg

36 2050 Primeenergy Heating Wrmwater kwh/m²a > Klimaschutzkonzept Neumarkt i. d. Oberpfalz Quelle: arge etz Nürnberg, kewog Regensburg, Schulze Darup & Partner Nürnberg

37 Nürnberg CO 2 -Reduktion bis 2050: %

38 Heizwärmebedarf Wohngebäude Mittelwert aller Gebäudetypen kwh/(m²a) S 1 S 2 S 3 S 1 S 2 S 3

39 Heizenergiebedarf (MWh/a) Referenzszenario /1,2 % San.-Quote MWh/a Neubau bis Neubau MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH bis 1918 EFH bis 1918 Sonstiges

40 Heizenergiebedarf (MWh/a) Klimaschutzszenario /1,5 % San.-Quote MWh/a Neubau bis Neubau MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH bis 1918 EFH bis 1918 Sonstiges

41 Heizenergiebedarf (MWh/a) Klimaschutzszenario /2,0 % San.-Quote MWh/a Neubau bis Neubau MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH bis 1918 EFH bis 1918 Sonstiges

42 Heizenergiebed. (MWh/a) Best Practice Szenario /2,0% San.-Quote MWh/a Neubau bis Neubau MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH bis 1918 EFH bis 1918 Sonstiges

43 Referenzszenario Sanierungsquote 1,2 % des Bestandes p. a. GWh/a Endenergie

44 Gesamtzusammenstellung Klimaschutzszenario Sanierungsquote 1,5 % GWh/a

45 Energieeffizienzstrategie Nürnberg 2050 Klimaschutzszenario GWh/a Effizienz Erneuerbare Fossile Energieträger

46 Kommunale und regionale Wertschöpfung GWh/a Effizienz Wertschöpfung: Überregional BRD/EU Region/Bayern Stadt Nürnberg Fossil - Global Erneuerbare Fossile Energieträger

47 Kommunale und regionale Wertschöpfung GWh/a Effizienz Wertschöpfung: Überregional BRD/EU Region/Bayern Stadt Nürnberg Fossil - Global 650 Mio /a (0,05 /kwh) Erneuerbare Fossile Energieträger