INSPIRE: Kosteneffektive Erneuerungsstrategien für weitreichende Energieverbrauchsund

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1 Status-Seminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt», ETH Zürich, 4. September 2014 INSPIRE: Kosteneffektive Erneuerungsstrategien für weitreichende Energieverbrauchsund CO 2 -Emissionsreduktion Stefan von Grünigen (Präsentation), Walter Ott, Roman Bolliger, econcept Martin Jakob (Projektleitung), Sonja Kallio, Claudio Nägeli, TEP Energy

2 Integrated Strategies and Policy Instruments for Retrofitting Buildings... Die Reduktion von THG-Emissionen und Primärenergieverbrauch ist im Gebäudebestand nach wie vor eine bedeutende Herausforderung. Im Rahmen des INSPIRE-Projekts: Entwicklung eines flexiblen und datenbankgestützten Analysetools Generische Untersuchung von unterschiedlichen Erneuerungsstrategien an einem repräsentativen MFH-Typ und mittels des entwickelten Tools Das Tool ist öffentlich verfügbar. Zielgruppen: Gebäudebesitzer/innen, Planer/innen, Portfoliomanager/innen, Praktiker/innen 2 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

3 Kernfragen Welche Massnahmen können ergriffen werden? Wie stark und zu welchen Kosten werden THG- Emissionen und Primärenergieverbrauch mit verschiedenen Massnahmenkombinationen gesenkt? Welche Synergien und Tradeoffs gibt es zwischen den Massnahmen? Welche Kombinationen von Massnahmen sind am wirkungsvollsten resp. am wirtschaftlichsten? Wie können Massnahmen zu zielorientierten Strategien verknüpft werden? 3 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

4 Sieben Massnahmenbereiche: Die strategischen Ansatzpunkte (SAP) Wärmeschutz (Gebäudehülle, Lüftung mit WRG) Heizsystem / Energieträger für Heizung und WW Stromeffizienz Energieträgermix (Strom, Fernwärme) Gebäudeautomatisation Vor-Ort-Produktion von erneuerbarer Energie Materialeinsatz und Konstruktionsweise 4 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

5 Die Methodik des INSPIRE Tools (1) Allgemeine Parameter Realzinssatz, Lebensdauern, Klimadaten, Energiepreise Gebäude Parameter Gebäudetyp, Geometrien, Nutzung Massnahmendefinition Gebäudehülle, Luftwechsel, Heizsystem, Energieträger, Gebäudetechnik, Geräte usw. IST-Zustand Gebäude Inputdaten Primärenergie- / THG-Emissionsfaktoren / Techno-ökonomische Kennwerte Datenbank Energiebedarf Endenergieverbrauch Kosten Kennzahlen Berechnung Lebenszykluskosten Treibhausgasemissionen Primärenergie Output 5 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

6 Die Methodik des INSPIRE Tools (2) Jahreskosten nicht Investitionskosten Vergleich mit einem gebäudeseitig gleichwertigen Referenzfall Definition des Instandhaltungs- und Instandsetzungsbedarfs, der auch ohne energie- und klimapolitische Ziele anfällt Wirtschaftliche Bewertung von Instandhaltung und -setzung Ziel: Neuwertiges mit Neuwertigem vergleichen Default-Werte aus der Datenbank können überschrieben werden Weitere Eingabemöglichkeiten, z.b. für Folgemassnahmen 6 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

7 Eingabebereich Gebäude / IST-Zustand (Ausschnitt) 7 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

8 Eingabebereich Massnahmen (Ausschnitt) 8 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

9 Outputbereich (Ausschnitt) 9 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

10 Anwendungsbeispiel Tool Ausgangslage: Referenzfall Ersatz Erdöl-Heizung mit Erdwärmepumpe Zusätzlich Dämmung Fassade (gesetzliche Anforderungen für Umbau) Zusätzlich Dämmung Fassade Minergie-P Zusätzlich Dämmung Dach, Fenster, Keller 10 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

11 Ausgangslage: Referenzfall Ref: Ausgangslage: Referenzfall 11 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

12 Ersatz Erdöl-Heizung mit Erdwärmepumpe Ref: Ausgangslage: Referenzfall Var 1: Ersatz Erdöl-Heizung mit Erdwärmepumpe 12 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

13 Zusätzlich Dämmung Fassade (gesetzliche Anforderungen für Umbau) Ref: Ausgangslage: Referenzfall Var 1: Ersatz Erdöl-Heizung mit Erdwärmepumpe Var 2: Zusätzlich Dämmung Fassade 13 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

14 Zusätzlich Dämmung Fassade Minergie-P Ref: Ausgangslage: Referenzfall Var 1: Ersatz Erdöl-Heizung mit Erdwärmepumpe Var 2: Zusätzlich Dämmung Fassade Var 3: Zusätzlich Dämmung Fassade Minergie-P 14 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

15 Zusätzlich Dämmung Dach, Fenster, Keller Ref: Ausgangslage: Referenzfall Var 1: Ersatz Erdöl-Heizung mit Erdwärmepumpe Var 2: Zusätzlich Dämmung Fassade Var 3: Zusätzlich Dämmung Fassade Minergie-P Var 4: Zusätzlich Dämmung Dach, Fenster, Keller 15 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

16 Generische Berechnungen Acht unterschiedliche Erneuerungsstrategien untersucht, um die Vielfalt der Eigentümer/innen resp. der Investoren/innen abzudecken Massnahmen aus den sieben SAP Referenzgebäude: MFH Bauperiode Fassade und Dach sind schon zu einem gewissen (geringen) Grad isoliert. Fenster sind in der zweiten Hälfte der 90er Jahre ersetzt worden. 16 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

17 Resultate der generischen Berechnungen: Beispiel lebenszykluskosten-optimierte Strategie Fokus auf den wirtschaftlichsten Massnahmen zur Reduktion des PE-Bedarfs und der THG-Emissionen Var 1: Ökostrom Var 2: Wärmedämmung Fassade Var 3: Wärmepumpe geothermisch Var 4: PV Var 5: Material mit geringer grauer PE Var 6: Effiziente Geräte / Beleuchtung Var 7: Gebäudeautomation Var 8: Lüftungsanlage mit WRG 17 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

18 Fazit (1) Hocheffiziente Beleuchtung und Geräte sind wirtschaftlich und unabhängig von den übrigen Massnahmen. Kosteneffizienz der thermischen Verbesserung ist knapp bis deutlich unwirtschaftlich, jedoch im Einzelfall stark abhängig vom Ausgangszustand. Synergien Leistung Heizsystem / Gebäudehülle. Installation Lüftung mit WRG ist unwirtschaftlich, muss daher mit weiteren Nutzen begründet werden. Kosteneffizienz von WP stark abhängig vom Strommix und von der JAZ der WP. 18 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

19 Fazit (2) Die meisten Strategien zeigen leicht steigende Kosten- TGH resp. Kosten-Primärenergiebeziehungen. Mit den meisten Strategien wird das Zielband zwischen SIA 2040 «Betrieb» und «Betrieb + Erstellung» mindestens näherungsweise erreicht. Resultate sind stark von der Bauperiode und vom individuellen energetischen Ausgangszustand abhängig. Das INSPIRE-Tool bietet die Möglichkeit, die im Einzelfall optimale Strategie zu ermitteln. 19 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

20 Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit! INSPIRE-Tool und Handbuch Gebäude Energierechner INSPIRE Tool Bericht über generische Berechnungen Projekte Gebäudekonzepte 20 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

21 RESERVE 21 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

22 Strategien Investitions-avers Umwelt-Fokus Eher Image orientierte Personen Eher rational, betrachtet Wirtschaftlichkeit, Klimawandel (THG) Eher rational, betrachtet Wirtschaftlichkeit, Ressourcen (PE) orientiert Technologie-Fokus Lebenszykluskosten optimiert Ziel: THG-Emissionsreduktion Ziel: PE-Effizienzerhöhung Ziel: THG-Emissionsreduktion und PE-Effizienzerhöhung 22 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

23 Beispiel lebenszykluskosten-optimierte Strategie 23 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

24 Resultate Generische Berechnungen (1) 24 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

25 Resultate Generische Berechnungen (2) 25 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014

26 Aufteilung der Jahreskosten 26 / Statusseminar «Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt» / 4. September 2014