Energietag Schweinfurt Bayerische Ingenieurkammer Bau IHK Würzburg - Schweinfurt

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1 Energietag Schweinfurt Bayerische Ingenieurkammer Bau IHK Würzburg - Schweinfurt Nachhaltige energetische Sanierung von Gewerbeimmobilien- Rechtliche Vorgaben und Maßnahmen Prof. Dipl.-Ing. Wolfgang Sorge Folie 1

2 Beratende Ingenieure Sachverständige Auditoren DGNB Thermische Bauphysik Energieeffizienz Nachhaltigkeit Energieeffizienz integrale Planung Anforderungen erfüllen Behaglichkeit und Komfort sicherstellen Ressourcen schonen Bauschäden vermeiden Feuchteschutz Tageslicht Schallschutz Schallimmissions schutz Gebäude Technik Nutzer Qualitätsüberwachung Messungen Simulationen Bauakustik Raumakustik Erschütterungs schutz Folie 2

3 Motivation für nachhaltige, energieeffiziente Gebäude Nachhaltigkeit ist mehr als Energieeffizienz aber ohne Energieeffizienz keine Nachhaltigkeit Folie 3

4 Intention Industrie im Vergleich zu Gewerbe, Handel und Dienstleistungen Energieverbauchsanteile der Industrie 1% 2% 10% 21% 66% Beleuchtung Mechanische Energie Prozesswärme Raumheizwärme Information & Kommunikation Folie 4

5 Intention Industrie im Vergleich zu Gewerbe, Handel und Dienstleistungen Energieverbrauchsanteile des Sektors GHD 2% 7% 19% 49% 23% Beleuchtung Mechanische Energie Prozesswärme Raumheizwärme Information & Kommunikation Folie 5

6 Ziele - Energieeffizienz Energiebedarf im Gebäudebereich soll nachhaltig gesenkt werden Einsparung fossiler Brennstoffe Nutzung regenerativer Energien Verringerung klimaschädlicher Treibhausgase Betriebskosten senken Jede energetische Sanierung muss einen zusätzlichen Wert haben - Verschönerung, Behaglichkeit, Vermarktung Folie 6

7 Energieeinsparung - Historie Geforderte und machbare Energieeffizienz von Gebäuden Wärmeschutzverordnungen 1977, 1984, 1994 EnEV 2002, Korrekturen 2004, Novelle 2007 ohne Änderung der Anforderung EnEV 2009 Oktober 2009 EnEV 2012 Folie 7

8 Die Energieeinsparverordnung EnEV und das Erneuerbare-Energien-Wärme-Gesetz EEWärmeG Folie 8

9 EnEV Kennwerte und Anforderungen Neubauten Jahresprimärenergiebedarf Nichtwohngebäude : Mittlere max. Wärmedurchgangskoeffizienten Bestandsgebäude (bei Sanierungen und Umbauten) bauteilbezogene max. Wärmedurchgangskoeffizienten Folie 9

10 EnEV 2009 Anforderungen und Berechnungsverfahren Referenzgebäude-Verfahren für Wohngebäude und Nichtwohngebäude Referenzgebäude: bezüglich der Geometrie, Gebäudenutzfläche, Orientierung und des Umfanges der technischen Ausstattung ist das Referenzgebäude identisch mit dem geplanten Gebäude Berechnung des Jahresprimärenergiebedarfs mit Referenzwerten nach EnEV 09 Folie 10

11 EnEV 2009 Referenzwerte Nichtwohngebäude(Auszug) Gebäudehülle Folie 11

12 EnEV 2009 Referenzwerte Nichtwohngebäude (Auszug) Technik Folie 12

13 EnEV 2009 Max. mittlere Wärmedurchgangskoeffizienten Folie 13

14 EnEV 2009 Berücksichtigung von Photovoltaik Anrechnung von Strom aus erneuerbaren Energien, z.b.photovoltaikanlagen bei Neubauten darf der aus erneuerbaren Energien erzeugte Strom vom Endenergiebedarf abgezogen werden, wenn - Stromerzeugung im unmittelbaren räumlichen Zusammenhang - Strom vorrangig im Gebäude genutzt und nur der Überschuss in das öffentliche Netz eingespeist wird - Die max. anrechenbare Strommenge darf den berechneten Strombedarf nicht überschreiten Folie 14

15 Erneuerung, Austausch, Sanierung von Bauteilen Bagatellgrenze 10% der Bauteilfläche Folie 15

16 Nutzung regenerativer Energien Erneuerbare-Energien-Wärme-Gesetz gültig ab Verpflichtung zum Einsatz erneuerbarer Energien zur Deckung eines Teils des Wärmebedarfs Ergänzung zur EnEV 09 aber keine additive Forderung CO 2 -Emissionen durch Haushalte Co2-Emissione in M Zielwert 2012 Haushalte Prognose Folie 16 Ziel: Erhöhung des Einsatzes erneuerbarer Energien bis 2012 von 7% auf 14%

17 Erneuerbare-Energien-Wärme-Gesetz Gültig ab 1.Januar 2009 anzuwenden auf Bauvorhaben mit Bauantrag ab 1.Januar 2009 Solarenergie (Solarthermie, Kollektoren) - Deckungsanteil 15% Biogas in KWK (Strom-Wärmeerzeugung) - Deckungsanteil 30% Biomasse, fest (Holzpellets, Holzschnitzel) - Deckungsanteil 50% Biomasse, flüssig (Pflanzenöle, Ethanol) - Deckungsanteil 50% Geothermie in Verbindung mit Wärmepumpen - Deckungsanteil 50% Umweltwärme (mit Wärmepumpen) - Deckungsanteil 50% Folie 17

18 EEWärmeG Kompensation / Ersatzmaßnahmen Erhöhung der energetischen Qualität des Gebäudes um 15% Deckung des Wärmeenergiebedarfs zu mindestens 50% aus Abwärme (WP, RLT mit 70% Wärmerückgewinnung) oder KWK Anlagen Deckung des Wärmeenergiebedarfs unmittelbar aus Nah- oder Fernwärmenetz (wesentlicher Anteil erneuerbare Energien oder mehr als 50% Abwärme, KWK oder Kombination) Folie 18

19 Zukünftige Anforderungen EU Gebäuderichtlinie EnEV 2012 Folie 19

20 Ziele Europäische Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden Gebäuderichtlinie % Klimagasreduktion 20% erneuerbare Energien bis 2020 EnEV 2012/13 Anhebung der Anforderungen bei Neubauten angemessene Anhebung der Anforderungen im Bestand Klimakonzept Ziele 2050 Reduzierung des Primärenergiebedarfs um 50% Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch um 60% Reduzierung der Treibhausgase um 60% Folie 20

21 Anforderungen nach der EU Gebäuderichtlinie Anforderung bei Renovierung von Gebäuden Abschaffung der 1000 m² Grenze für die Anwendung der Mindestanforderungen bei wesentlicher Renovierung Einführung eines Mindestanforderungsniveaus nach Ermittlung eines kostenoptimalen Niveaus Berechnung nach vorgegebener Rechenmethode Niedrigstenergiegebäude ab Stichprobenartige Kontrolle von Energieausweisen Unabhängiges Kontrollsystem Prüfung von Heizungs- und Klimaanlagen Prüfberichte und Kontrollen der Berichte Listen qualifizierter und/oder zugelassener Sachverständiger Folie 21

22 EnEV 2012 Erhöhung der Anforderungen Jahresprimärenergiebedarf Verschärfung der Anforderungen um bis zu 30% Ziel Niedrigstenergiehaus Gebäudehülle Reduzierung der Transmissionswärmeverluste bauteilabhängig um bis zu 30% Bestand Angemessene Verschärfung der Anforderung Folie 22

23 Wirtschaftlichkeitsgebot Wirtschaftlichkeitsgebot festgeschrieben im Energieeinsparungsgesetz Die Anforderungen müssen nach dem Stand der Technik erfüllbar und wirtschaftlich vertretbar sein Amortisationszeit = Nutzungsdauer des Bauteils/der Konstruktion Folie 23

24 Planungsprinzipien für energieeffiziente Gebäude Folie 24

25 energieoptimiert Bauen verbrauchsminimiert Heizen Folie 25

26 verlustminimiert Dämmen - verbrauchsminimiert Heizen Verluste Gewinne Spezifischer Jahresprimärenergiebedarf <30 kwh/m²a Bauwerksgeometrie Wärmedämmung solare Gewinne U w <0,8 W/m²K Energiebilanz für Baustoffe Folie 26 U AW <0,15 W/m²K

27 Verlustminimiert Dämmen Wärmebrücken vermeiden luftundurchlässige Gebäudehüllen Folie 27

28 klimagerecht und nutzungsgerecht Bauen bauwerksgerecht Klimatisieren Folie 28

29 Klimagerecht Bauen - bauwerksgerecht Klimatisieren In ein System integrieren Sonnenschutz Lichtlenkung Sichtbeziehung Lüftung Folie 29 Zahl der Unzifriedenen [% Zahl der Unzufriedenen nach P.O. Fanger Lufttemperatur = mittlere Oberflächentemperatur [ C]

30 Arbeitsstättenregel Raumtemperatur ASR 3.5 bei Aussenlufttemperaturen über 26 C - sind höhere Temperaturen als 26 C in Innenräumen zu tolerieren, sofern geeignete Sonnenschutzmaßnahmen vorhanden sind Die Messung der Lufttemperaturen (1x pro Stunde) reicht aus, falls keine erhöhten Strahlungstemperaturen vorhanden sind - bei Raumtemperaturen über 26 C sollen zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden - bei Raumtemperaturen über 30 C sind Maßnahmen zu ergreifen - technische - organisatorische - personenbezogene - bei Raumtemperaturen über 35 C sind die Räume in dieser Zeit als Büroarbeitsräume nicht zu nutzen, es gelten die Regeln für Hitzearbeitsplätze Folie 30

31 tageslichtoptimiert Bauen bedarfsgerechte Kunstlichtunterstützung Folie 31

32 tageslichtoptimiert Bauen - bedarfsgerechte Kunstlichtunterstützung Folie 32

33 Vom Gebäude zum Quartier Energetische Bilanzierung im Verbund Folie 33

34 Vom Gebäude zum Quartier Quelle Prof.Schirmer Folie 34

35 Gebäude im Bestand Bestandsaufnahmen als Grundlage für energetische Sanierungen Folie 35

36 Unterstützungsbedarf beim Thema Energieeffizienz emnid 2005 Folie 36

37 Bestandsaufnahme und energetische Sanierung Energetische Sanierungen sollen sich selbst bezahlen Emnid Umfrage 5 Jahre 11 % 5 10 Jahre 23 % Jahre 18 % 20 Jahre 36 % Was tun Gebäudehülle oder/und Gebäudetechnik Folie 37

38 Verbrauch oder Bedarf? Energetische Bewertung aus Verbrauchsdaten Verbrauch enthält : Klima, Gebäude, Technik, Nutzer Energetische Bewertung aus dem berechneten Bedarf Bedarf enthält : normative Randbedingungen für Klima und Nutzer, differenzierte Angaben zu Bauteilen und zur technischen Gebäudeausrüstung Bedarfberechnung: objektiv, informativ, genau? Folie 38

39 Datenerfassung - Bedarf und Abstimmung mit Verbrauch - Gebäudehülle Geometrie, Baustoffe und Konstruktion - Technische Gebäudeausrüstung z.b. Heizung, Baujahr, Erneuerungen, Lüftungsanlagen, Klimaanlagen - Verbrauchsabrechnungen für Heizung für mind. 3 aufeinanderfolgende Abrechnungszeiträume (Energieanteil Warmwasser enthalten? -> xx %) - Verbrauchsabrechnungen für Strom für mind. 3 aufeinanderfolgende Abrechnungszeiträume (Energieanteil Heizung, Warmwasser, Lüftung, Beleuchtung, Kühlung, sonstiges enthalten? -> xx %) Verbrauchsdaten: Wärmemengen und Strom richtig erfasst? Folie 39

40 Datenerfassung Wie genau? Alles, was Sie wissen: genau Alles, was unbekannt ist: nach Katalogen, Produktkatalogen, Baualtersklassen BMVBS: Baualtersklassen Bekanntmachung der Regeln zur Datenaufnahme und Datenverwendung Folie 40

41 Berechnung Wie wird berechnet? DIN V 18599: Berechnung Bestand Gesamtbilanz Gebäudestruktur und anlagentechnische Ausstattung mit definierten Randbedingungen für die Nutzung U-Werte gem. Bestandsaufnahme oder Baualtersklasse (BAK) Gebäudetechnik gem. Bestandsaufnahme, Bestandsunterlagen und Produktkatalogen Folie 41

42 Berechnung Berechnung Sanierungsvarianten: Gesamtbilanz Gebäude Technik Nutzung U-Werte gem. Berechnungen: Anforderungen gem. EnEV 2009 Gebäudetechnik Folie 42

43 Energieberatung für energetische Gebäudesanierung Welche Maßnahme bringt am meisten? Berechnung der Energiebedarfswerte im Detail Gebäude von 1899 Gebäude von 1976 Folie 43

44 Berechnung des Bedarfs Ergebnisse der Bestandsaufnahme Gebäude von 1899 Gebäude von 1976 U- Werte U- Werte Bauteile Bestand BAK Bestand BAK Außenwand 1 0,87 1,7 0,8 1,0 Außenwand 2 1,29 1,7 1,3 1,0 Oberste Geschossdecke 0,36 0,6 Flachdächer 0,5 0,8 Bodenplatte 1 0,8 1,2 Regelfenster 4,0 5,0 2,9 5,0 Folie 44

45 Ergebnisse Gegenüberstellung Energiekennwerte: Bestand genau BAK Differenz Referenz EnEV 09 H' T in [W/(m²K)] 1,81 2,27 0,46 0,83 spez. Transmissionswärmetransferkoeffizient 2,5 2,27 2 1,81 W/(m²K) 1,5 1 0,83 Bestand BAK EnEV 09 0,5 0 1 Istgebäude Folie 45

46 Ergebnisse Gegenüberstellung Energiekennwerte: Bestand genau BAK Differenz Referenz EnEV 09 Q'' H in kwh/(m²a) 238,0 290,6 52,6 122,3 Endenergiebedarf 350,0 300,0 290,6 250,0 238,0 kwh/(m²a) 200,0 150,0 100,0 122,3 Bestand BAK EnEV 09 50,0 0,0 1 Istgebäude Folie 46

47 Ergebnisse Gegenüberstellung Energiekennwerte (Heizwärme): Bedarf-Verbrauch Bestand genau BAK Differenz Referenz EnEV 09 mittlerer Verbrauch Q'' H in kwh/(m²a) 238,0 290,6 52,6 122,3 142,3 Endenergiebedarf 350,0 300,0 290,6 kwh/(m²a) 250,0 200,0 150,0 100,0 238,0 122,3 142,3 Bestand BAK EnEV 09 Verbrauch 50,0 0,0 1 Istgebäude Folie 47

48 Amortisation Energiekosten Investkosten Berechnung mit BAK Berechnung mit detaillierter Bauaufnahme Berechnung aus Verbrauch Zeit in Jahren Folie 48

49 Nachhaltigkeit ist mehr als Energieeffizienz aber ohne Energieeffizienz keine Nachhaltigkeit Auswirkungen auf den Erfüllungsgrad im Bewertungssystem nach DGNB Folie 49

50 Nachhaltiges Bauen Green Building nach DGNB Auswirkung der Energieeffizienz auf die Bewertung der Nachhaltigkeit Kriterien nach DGNB Nachweis nach Energieeinsparverordnung Qualität der Gebäudehülle regenerative / fossile Energien Maßnahmen für den baulichen Sonnenschutz Thermische Simulationen ganzjährige Behaglichkeitsbewertung gem. DIN Luftdichtheitsmessung Strahlungstemperaturasymmetrie Folie 50

51 Nachhaltiges Bauen Green Building nach DGNB Steckbriefe mit Kriterien für Energieeffizienz und deren Gesamtanteil am DGNB-Bewertungsverfahren Nr. Kriterium Anteil am Gesamtsystem 1 Treibhauspotenzial (GWP) 3,38% 2 Ozonschichtabbaupotenzial (ODP) 1,13% 3 Ozonbildungspotenzial (POCP) 1,13% 4 Versauerungspotenzial (AP) 1,13% 5 Überdüngungspotenzial (EP) 1,13% 10 Nicht erneuerbarer Primärenergiebedarf (PE ne ) 3,38% 11 Ges.-Primärenergiebed. u. Anteil erneuerbar (PE ne ) 2,25% 16 gebäudebezogene Kosten im Lebenszyklus 13,50% 18 Thermischer Komfort im Winter 1,6% 19 Thermischer Komfort im Sommer 2,4% 35 Wärme- und feuchteschutztechnische Qualität der Gebäudehülle 4,5% Anteil am Gesamterfüllungsgrad 35,5 % Folie 51

52 Nachhaltige energetische Sanierung Auswirkung der Energieeffizienz auf die Bewertung der Nachhaltigkeit Berechnung mit 3 Varianten zwischen Mindestanforderung und Nachhaltigkeit Beschreibung Variante 1 Variante 2 Variante 3 Gebäudehülle Ū gemäß EnEV Ū gemäß EnEV-Referenzgebäude Niedrigenergiehaus Endenergie > Referenzgebäude = Referenzgebäude << Referenzgebäude Technische Anlage Gasbrennwert regenerativ, fp = 0-0,2 Gasbrennwert thermischer Komfort im Sommer DIN S-Max Verfahren DIN S-Max - 20 % Reduzierung der Übertemperaturstunden 26 C auf max. 5 % DIN S-Max -20 % Reduzierung der Übertemperaturstunden 26 C auf max. 3 % Klimasimulationen ohne mit mit Folie 52

53 Variante 1 Variante 1 Minimale Berücksichtigung der energetischen Qualität Anteil am DGNB Zertifizierungssystem 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% Steckbrief/Kriterium Variante 1 Maximal-Bewertung gem. DGNB Auswirkung auf DGNB Bewertung 13,7% von 35,5% Folie 53

54 Variante 2 Variante 2 12% Anteil am DGNB Zertifizierungssystem 10% 8% 6% 4% 2% 0% Steckbrief/Kriterium Variante 2 Maximal-Bewertung nach DGNB Auswirkung auf DGNB Bewertung 28,7% von 35,5% Folie 54

55 Variante 3 Variante 3 12% Anteil am DGNB Zertifizierungssystem 10% 8% 6% 4% 2% 0% Steckbrief / Kriterium Variante 3 Maximal-Bewertung nach DGNB Auswirkung auf DGNB Bewertung 28% von 35,5% Folie 55

56 Nachhaltige energetische Sanierung von Gewerbeimmobilien Zukünftige Anforderungen mit strengeren Grenzwerten Einsatz erneuerbarer Energien Gesamtheitliche Planung und Ausführung Vom Gebäude zum Quartier Energieberatung Bedarf und Verbrauch Nachhaltigkeit ist nicht nur Energieeffizienz, aber ohne Energieeffizienz keine Nachhaltigkeit Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Folie 56