E2D Energiesparen Projekte aus Städtebau und Hochbau

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1 Energiesparen Projekte aus Städtebau und Hochbau Prof. Georg Sahner BDA E2D Studiengangsleiter des Bachelor- und Masterstudiengangs Energieeffizientes Planen und Bauen HS Augsburg Forschungsgruppe Energieeffizienz HS Augsburg gas-sahner Planungsgruppe Stuttgart-Augsburg 1

2 Passivhaus E2D Primärenergie-Kennwerte von Baustandards KWh/m 2 a Standards Sanierung Altbau 2 KfW 60 KfW40 Standards Neubau EnEV Neubau Bestand EnEV 140% EnEV EnEV -30% EnEV -50%

3 Vergleich der Globalstrahlung mit dem Energieverbrauch (Hamburg) Globalstrahlung auf hamburg : 689 GWh/a = 100 % Energiebedarf Hamburgs : 83 GWh/a = 12 % der einfallenden Globalstrahlung 3

4 Kernenergie Solarstrahlung Erdwärme Gravitation Atomenergie nicht erneuerbar Quelle: Prof. Hegger vergangene Strahlung Kohle Erdöl Erdgas aktuelle Strahlung Globalstrahlung oberflächennahe Erdwärme Atmosphärenwärme Wind Meereswärme Meeresströmung Wellenbewegung Laufwasser Biomasseproduktion oberflächenferne Erdwärme Gezeitenenergie erneuerbar 4

5 5

6 6

7 7

8 Solarstrahlung Unterbrechung der Raumkante Analyse I Bebauungsplan IST I Definition der Typologien Starke Verdichtung und Verschattung durch Reihenhäuser Abstandsfläche zu gering Anstieg der Gebäudehöhen und Dichte nach Süden Nürnberg Kornburg-Nord Pilotprojekt für eine energieeffiziente Bauleitplanung 8

9 Nürnberg Kornburg-Nord Pilotprojekt für eine energieeffiziente Bauleitplanung 9

10 Schaffung klarer räumlicher Kanten Solarstrahlung, Schaffung lichtdurchfluteter Innen- und Außenräume Sonderform Gartenhof haus RH flankieren die aufgelockerten Bereiche aus DH und EFH Die hohen Gebäude drehen sich nach O/W Optimierung I Bebauungsplan Nürnberg Kornburg-Nord Pilotprojekt für eine energieeffiziente Bauleitplanung 10

11 Verbesserungen der Typologien um 5 8% Nürnberg Kornburg-Nord Pilotprojekt für eine energieeffiziente Bauleitplanung 11

12 Optimierung der Verschattungssituation I Gegenüberstellung Nürnberg Kornburg-Nord Pilotprojekt für eine energieeffiziente Bauleitplanung 12

13 Optimierung der Verschattungssituation I Gegenüberstellung Nürnberg Kornburg-Nord Pilotprojekt für eine energieeffiziente Bauleitplanung 13

14 Optimierung der Verschattungssituation I Gegenüberstellung Nürnberg Kornburg-Nord Pilotprojekt für eine energieeffiziente Bauleitplanung 14

15 Grundlagen I Handlungsebenen 1. Handlungsebene Bauleitplanung Einfluss Überbaubare Grundstücksflächen (BauNVO 23) Stellung baulicher Anlagen (BauGB 9 (1)) Reduzierung der Verschattung Höhe baulicher Anlagen (BauGB 18) Verkehrsflächen, Flächen ruhender Verkehr (BauGB 9(1)) Verbesserung der Kompaktheit Bauweise (BauNVO 22) Flächen für das Anpflanzen von Bäumen (BauGB 9(1)) Orientierung der Gebäude Nürnberg Kornburg-Nord Pilotprojekt für eine energieeffiziente Bauleitplanung 15

16 Grundlagen I Handlungsebenen 2. Handlungsebene Städtebauliche Verträge Einfluss Städtebaulicher Vertrag (BauGB 11) Festgesetzter Energiestandard Maximale Emissionswerte der Heizungsanlagen Private Kaufverträge für kommunales Bauland BGB Maximaler Wärmedurchgangskoef -fizient einzelner Bauteile Definition der Systemgrenze Einführen eines Punktekataloges? Wärmebrückenfreie Konstruktion Nachweise und Berechnungsverfahren können vereinbart werden Nürnberg Kornburg-Nord Pilotprojekt für eine energieeffiziente Bauleitplanung 16

17 Heizleistungsbedarf [kw] Wärmebedarf [MWh/a] Basisdaten Bedarf EnEV KfW 60 KfW 40 Passivhaus Wärmebedarf WW-Bereitung Heizwärmebedarf EnEV KfW 60 KfW 40 Passivhaus Heizleistung: kw kw Wärme (Hzg+WW): MWh/a MWh/a KfW 60: Basis für Untersuchung Nürnberg Kornburg-Nord Energie Pilotprojekt für eine energieeffiziente Bauleitplanung 17

18 Auswahl von Versorgungsvarianten Kriterien: Geschwindigkeit der Aufsiedlung mögliche Betreiberformen (abhängig von Größe der Versorgungseinheit) Einsetzbarkeit von Technologien Hauszeile Baufeld Bauabschnitt Gesamtgebiet kw kw kw kw Nürnberg Kornburg-Nord Energie Pilotprojekt für eine energieeffiziente Bauleitplanung 18

19 Vergleich von Versorgungsvarianten dezentral A1: Gas A2: Gas+Solaranlage A3: Pellets A4: Pellets+Solaranlage A5: Erdsonden-WP zentral / RH-Zeile B1: Pellets B2: Pellets+Solaranlage B3: Gas-BHKW zentral / Bauabschnitt C1: Pellets C2: Gas-BHKW C3: Pflanzenöl-BHKW C4: Solaranlage mit Mehrtagesspeicher Nürnberg Kornburg-Nord Energie Pilotprojekt für eine energieeffiziente Bauleitplanung 19

20 Jahresgesamtkosten dezentral RH-Zeile zentral (BA) Stromerlös restl Energiekosten Instandsetz., Wartung, Betrieb, Abrechnung Kapitalkosten A1 Gas A2 Gas + Solar A3 Pellets A4 Pellets + Solar A5 Erdsonden-WP B1 Pellets B2 Pellets + Solar B3 BHKW (Erdgas) C1 Pellets C2 BHKW (Erdgas) C4 Solar MT-Sp Jahresgesamtkosten in /a pro Haus ohne MWSt., mit Planungskosten Nürnberg Kornburg-Nord Energie Pilotprojekt für eine energieeffiziente Bauleitplanung

21 Investitionskosten für alle Energiestandards 25 dezentral RH-Zeile zentral (BA) Wärmeschutz nach EnEV Wärmeschutz entspr. KfW 60 Wärmeschutz entspr. KfW 40 Passivhausstandard 5 0 A1 Gas A2 Gas + Solar A3 Pellets A4 Pellets + Solar A5 Erdsonden-WP B1 Pellets B2 Pellets + Solar B3 BHKW (Erdgas) C1 Pellets C2 BHKW (Erdgas) C4 Solar MT-Sp 21 Investitionen [T /Geb.] Kosten pro EFH ohne MWSt., mit Planung Nürnberg Kornburg-Nord Energie Pilotprojekt für eine energieeffiziente Bauleitplanung

22 Primärenergie für alle Energiestandards 120 dezentral RH-Zeile zentral (BA) spezif. Primärenergiebedarf in [kwh/m²ana] Wärmeschutz nach EnEV Wärmeschutz entspr. KfW 60 Wärmeschutz entspr. KfW 40 Passivhausstandard A1 Gas A2 Gas + Solar A3 Pellets A4 Pellets + Solar A5 Erdsonden-WP B1 Pellets B2 Pellets + Solar B3 BHKW (Erdgas) C1 Pellets C2 BHKW (Erdgas) C4 Solar MT-Sp Nürnberg Kornburg-Nord Energie Pilotprojekt für eine energieeffiziente Bauleitplanung

23 Augsburg Pilotprojekt für eine Energieautarkheit 23

24 Bausubstanz und Werterhaltung, mangelnde Effizienz 24

25 Augsburg Pilotprojekt für eine Energieautarkheit 25

26 Augsburg Pilotprojekt für eine Energieautarkheit 26 Augsburg Pilotprojekt für eine Energieautarkheit

27 Augsburg Pilotprojekt für eine Energieautarkheit 27

28 Augsburg Pilotprojekt für eine Energieautarkheit 28

29 Augsburg Pilotprojekt für eine Energieautarkheit 29

30 Bei einer Kommune mit 2000 Einwohner würde eine zentrale Versorgung mit erneuerbaren Energien, die vorort erzeugt und eingesetzt werden sich wirtschaftlich folgendes Bild ergeben: 1. Die Ausgaben für die Heizwärme der privaten und öffentlichen Einrichtungen belaufen sich auf ca. 2,8 Mio /a. Diese würden jedes Jahr in einer Firma vorort als Umsatz/Wertschöpfung verbleiben. KEINE Ausgaben, die unwiederbringlich abfliesen! 2. Die Investitionskosten für den Energieerzeuger und das Netz werden vorort für die Bauindustrie ausgegeben und nicht an eine Bohrinsel im Atlantik! 30

31 Augsburg Pilotprojekt für eine Energieautarkheit 31

32 32

33 33

34 34

35 35

36 36

37 131 kwh/m²a 84 kwh/m²a 10 % 110 kwh/m²a 70 kwh/m²a 21 kwh/m²a 14 kwh/m²a 37

38 38

39 39

40 Prof. Georg Sahner BDA E2D Energetische Beratung für energieeffiziente Gebäudetypen und Infrastruktureinrichtungen (Sanierung Neubau - Passivhaus) Energieeffiziente Stadtplanung Nachhaltigkeitsanalysen DGNB LEED Green Building 40

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