Wie überzeugt man Kommunalpolitiker und die Verwaltung: Sanierung Rathaus Löhne auf Passivhausniveau

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1 Wie überzeugt man Kommunalpolitiker und die Verwaltung: Sanierung Rathaus Löhne auf Passivhausniveau Dr. Bernd Steinmüller Sustainability Management Consulting - BSMC Arbeitskreis Energiemanagement in kleineren Kommunen Auftaktveranstaltung Potsdam

2 BSMC 2012 Herausforderung

3 Gebäude und Nachhaltigkeit Gebäude sind ein zentraler Nachhaltigkeitsfaktor verursachen ca. 40% des Energieverbrauchs, 30% der Stoffströme bilden unseren wichtigsten Schutz-, Lebens- und Kulturraum wirken Jahrzehnte... Infrastrukturen Jahrhunderte! Nachhaltige Gebäudemodernisierung Schlüsselaufgabe im 21. Jahrhundert Öffentliche Gebäude liefern einen entscheidenden Beitrag stehen dabei besonders im öffentlichen Fokus Speziell Rathäuser haben Vorbildfunktion für Kommune/Region Kommunen wichtiger Treiber in der Gebäude-Wertschöpfungskette Kommunale Gebäudestrategien von zentraler Bedeutung BSMC 2012

4 Nachhaltigkeitsgrenze für energiebedingte CO 2 -Emissionen Globale Grenze: 10 Milliarden Tonnen p.a. bedeutet max. 1 Tonne Pro Kopf und Jahr BSMC 2011 Bevölkerung 2050: 10 Milliarden

5 Die Situation CO 2 -Emissionen weltweit Source: Wikipedia, Licenced under GNU-Condition - BSMC 2011 GFDL: Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.2 or any later version published by the Free Software Foundation; with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back- Cover Texts. A copy of the license is included in the section entitled "GNU Free Documentation License".

6 Die Folgerung Energiebezogene CO 2 -Emissionen müssen in der westlichen Welt mindestens um einen Faktor 10 reduziert werden! BSMC 2011

7 Wir müssen den Energieverbrauch in Gebäuden um eine Größenordnung senken! Anteile variieren mit Gebäudetyp... insbesondere in Kindergärten, Schulen: Heizenergie dominant! BSMC 2012

8 Wie überzeugt man? Wen? Womit? Kompetenz, Glaubwürdigkeit Einstieg, Empfehlungen, Referenzen, Kennen (-lernen) Anknüpfen an Vorfeld/Kontext, Fokussierung auf strategische Punkte Zuhören, Problemverständnis, Problemstrukturierung/-aufbereitung, Eindenken in Rolle Beteiligter, konfliktierende Anforderungen Überzeugende Sach- und politische Argumente Geld, Wirtschaftlichkeit, Finanzierbarkeit Energie & Arbeit, Wähler, Bürger, Kommune, Öffentlichkeit Nutzen Wert für Kommunalpolitiker, seine Partei Umsetzungsstärke Brückenschlagen, Schneisen schlagen, Wege bahnen Überzeugende Lösungskonzepte & Darstellung derselben Überzeugende Beispiele BSMC 2012

9 Einstieg Löhne Wettbewerb E.KOMMUNAL BSMC 2012

10 Ausgangssituation Rathaus Löhne 1. Hoher Sanierungsbedarf Vorhangfassade löst sich, Fenster marode, Dach durchfeuchtet Wärmeverteilung, Heizkörper, Beleuchtung erneuerungsbedürftig 2. Hohe Heizenergiekosten (Barwert 2 Mio ) 3. Fragestellung Welche Maßnahmen sind angesichts leerer Kassen wirtschaftlich vertretbar und politisch vermittelbar? Standardsanierung oder Sanierung mit Passivhaustechniken? Wie weit kommt man? Vorteile? Nachteile? BSMC 2012

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12 Haupttrakt vor der Sanierung Aktuelle Ansicht...

13 Baujahr 1968/1977 BGF 7000 m 2 EBZ 4800 m 2 BSMC 2012

14 BSMC, April 2005

15 BSMC, April 2005

16 BSMC, April 2005

17 BSMC, April 2005

18 BSMC, April 2005

19 BSMC, April 2005

20 BSMC, April 2005

21 BSMC, April 2005

22 BSMC, April 2005

23 Vorgehen Ausgangspunkt Ende IST-Daten - SOLL-0 -Variante (< EnEV) in Diskussion Grundkonzept, Wirtschaftlichkeitsvergleich 2009 > SOLL-P (Passivhaustechnologie), Vorschlag > Variantenvergleich, Ratsbeschlüsse Feinkonzept, Finanzierung/Fördermittel 2010, 11 > Fördermittelakquise > Fachplanung, QS, Begleitende Zertifizierung Bau-/Umsetzungsphase Abbrucharbeiten > Sanierung Bauwerk, Lüftung, Beleuchtung > Motivationskampagne Nachoptimierung 2013ff Schrittweise Optimierung Strom/Geräte Einsatz Erneuerbare, Fotovoltaik.. BSMC 2012

24 BSMC 2012 Welche Technologien und Mittel stehen zur Verfügung?

25 BSMC 2012 Source: Thomas Saur

26 Kernidee Passivhausstrategie Schließen der Löcher - statt permanentes Wasser nachfüllen! - Problem an der Wurzel anpacken - Fokus auf passiven statt aktiven Teil des Gebäudes Minimieren unerwünschter Energieverluste/-gewinne Kostengünstige, nachhaltige Deckung des Restbedarfs Neues Gesamtoptimum: ökonomisch, ökologisch und sozial BSMC 2011

27 Kurzdefinition Passivhaus Mit anderen Worten: Optimierung passiver Komponenten Minimierung aktiver Systemfunktion optimal gedichteter Eimer minimierter/kein Wasserhahn Bedeutet praktisch: Maximale Heizleistung < 10 Watt/m 2 (klimaunabhängig, für Wohngebäude) Jahresheizwärmebedarf < 15 kwh/m 2 (in Mitteleuropa) BSMC 2012

28 Philips Experimentierhaus Aachen (1974ff) Erstes (Ultra-)Niedrigenergiehaus zeigt grundsätzliche Lösungsoptionen Hohe Wärmedämmung: mittl. U- Wert 0,14 W/(m 2 K) Best verfügbare Fenster Lüftungsanlage mit 90% Wärmerückgewinnung und Erdreichwärmetauscher Passivhausansätze Gemessener Heizwärmeverbrauch kwh/ (m 2 a) Regenerative Deckung des Restwärmebedarfes Theorie - Experimentvergleiche Parameterstudien USA & Europa Faktor 10 bis 20 Einsparungen mit analogen Mitteln realisierbar BSMC 2012 Quelle: Hörster, Steinmüller (PFA)

29 Erstes Passivhaus in Mitteleuropa (Darmstadt-Kranichstein) 1991: Heizwärmebedarf Faktor 10 unter gegenwärtigem Gebäudedurchschnitt! 4-Fam.-Reihenhaus 1991 Hochgedämmt: U-Werte 0,1 bis 0,14 W/(m²K) 3-fach-Glas, Rahmen gedämmt Wohnungslüftung mit eff. WRG Heizwärme: 12 kwh/(m²a), Warmwasser: 8 kwh/(m²a) Lüfterstrom: 2 kwh/(m²a) Haushaltsstrom: 11 kwh/(m²a) Brennwerttherme, Solaranlage für WW mit Vakuumkollektoren BSMC 2012 Quelle: Feist (IWU, PHI)

30 Seit 1999/2000 starkes Wachstum... ~ WE. in 2012 BSMC 2012 Source: PHI

31 ... während das notwendige Zusatzinvestment sinkt 50 /m 2 Zusatzinvestment Passiv- zu Niedrigenergie- Reihenhäuser [ /m 2 ] Erster Passivhaus Prototyp Darmstadt Reduziert auf Wichtiges Erste Passivhaus-Siedlung 3 Folgeprojekte Reihenhäuser BSMC 2012 Source: W. Feist, PHI

32 Passivhaustechnologie wirtschaftlich kostenoptimal auch im Gebäudebestand BSMC 2011

33 BSMC, April 2005

34 @BSMC 2012 Grundkonzept, Wirtschaftlichkeitsvergleich Löhne

35 Richtige Bewertungsbasis: Kapitalbarwertmethode Lebenszyklusansatz, Nutzungsszenarien 40 bis 60 Jahre (ggf. länger!) Kapitalisierung künftiger Energiekosten kapitalisierter Energiepreis Fernwärme von 2,5 bis 3,3 /(kwh/a) kapitalisierter Leistungspreis von 0,6 bis 0,8 /(W/a) Vergleich IST, SOLL-0, SOLL-P: Energiekosten Mehr-/Minderinvestitionen IST: Ausgangssituation, nicht saniert SOLL-0: vorherige Sanierungsvariante der Verwaltung, Anknüpfungspunkt SOLL-P: alternative Passivhausvariante Überzeugen BSMC, 2012

36 Grundschritte Gebäudehülle IST SOLL-P U-Dach U-Wand U-Fenster U-Keller n-50 IST SOLL-0 SOLL-P U-Werte [W/m2K], n50 [h-1] Dach, Fassade, Fenster auf Passivhausniveau bringen: U- Werte um 70 bis 90% absenken Keller, bodennahe Bereiche differenziert dämmen, u.u. nur Randdämmung Fugenlüftungsverluste konsequent reduzieren (n 50 von ca. 1 auf 0,3 h -1 absenken) Wärmebrücken vermeiden/ reduzieren/begrenzen passivhausgerechte Komponentenanschlüsse Wärmebrückenfreie/-arme Vorhangfassade bzw. WDVS BSMC 2012

37 Grundschritte Heizung, Lüftung IST SOLL-P Kernmaßnahme: Lüftung mit WRG grober Kostenansatz verbessert Raumklima, reduziert Lüftungswärmeverluste (auf ein Viertel bis ein Zehntel) reduziert (mit PH-Dämmung) Leistungsbedarf so weit, dass auf konventionelles Heizsystem bzw. dessen Sanierung verzichtet werden kann Keine Sanierung des Heizkörpersystems Ersparnis bis zu Näherungsweise Null-Zusatzinvestitionen Feinoptimierung führt zu Minisystem (s.u.) BSMC 2012

38 BSMC 2012 Wärmebilanzen & Wirtschaftlichkeit

39 Jahreswärmebilanzen Kapitalbarwerte Rathaus Löhne IST-Zustand Ref SOLL-0 nicht-optimiert SOLL-P passiv Kapitalbarwert 3 Mio. 2 Mio. Kapitalbarwert 1,3 Mio. Kapitalbarwert 1 Mio. 0,6 Mio. < 0,3 Mio. Bilanzsummen reduzieren sich um Faktor 3, Heizenergiebedarf überproportional fast um Faktor 10 (90%) BSMC 2012

40 [Mio ] 0,20 Mehr-/Minderinvestitionen SOLL-P zu SOLL-0 0,15 0,10 0,05 0,00-0,05 Dach Fenster Wand Boden Luft Heizg Planung -0,10-0,15-0,20 BSMC 2012

41 Ergebnis: Die Energiekosten von 2 Mio finanzieren den Großteil aller Investitionskosten Der Schritt von SOLL-0 zu SOLL-P verursacht nur Mehrinvestitionen von größenordnungsmäßig 0,2 Mio - spart aber 0,3 Mio Energie Allein aus wirtschaftlichen Gründen empfiehlt sich die Verfolgung der Passivhausvariante SOLL-P Beschluss des Rates am BSMC 2012

42 Zusammenfassung der überzeugenden Argumente Die Modernisierung mit Passivhauskomponenten erweist sich in jeder Hinsicht als vorteilhaft Wirtschaftspolitisch: Beste Kosten-/Nutzenbilanz Umweltpolitisch: Höchste Energie- und CO 2 -Einsparung Sozialpolitisch: Förderung regionaler Arbeit statt Energiekonsum Gesundes Raumklima für Arbeitnehmer und Besucher im Rathaus Regionalpolitisch: Innovativer Impuls und Multiplikatoreffekt für die gesamte Region Es wird daher empfohlen das Rathaus mit Passivhauskomponenten zu modernisieren den PH-Standard zum Maßstab künftiger Modernisierungen/Neubauten zu machen BSMC 2009

43 BSMC, April 2005

44 BSMC, Juni 2009

45 BSMC 2012 Details, Verfeinerung, Umsetzung

46 Dach Abbruch wärmebrückenträchtige Betonattiken, Mobilfunkmasten durchfeuchtete Bereiche der Dämmung Kies, Betonplatten Schornsteine (bzw. Verschluss) Aufbau neu 30 bis 50cm Dämmung WLG 035 mit 2,5% Gefälle Mittlerer U-Wert < 0,095 W/m2K Wärmebrückenfrei in Fläche Wärmebrückenoptimierte Mai 2012

47 Fassade Allgemein Entfernen alter Vorhangfassaden Herstellen luftdichter Schichten Wärmebrückenoptimierte Anschlüsse Unten: Entstrebung, Dämmung, Verfüllung alter Lichtschächte (s.u.) Hauptgebäude 26cm Mineralwolldämmung WLG 035 Wärmebrückenoptimierte Unterkonstruktion für neue Vorhangfassade (System mcon ) Mittlerer U-Wert 0,13 bis 0, Nebengebäude 26cm WDVS WLG 035 Mittlerer U-Wert 0,13 W/m2K

48 Fenster Allgemein Nicht benötigte Fenster und Lichtkuppeln schließen, überdämmen Benötigte neu mit Dreifachverglasung (U g < 0,64 W/m 2 K, g > 0,61) Minimierung von 2012 Verfeinerung Grundkonzept Statt Einzelfenster vorwiegend durchlaufende Pfosten-Riegel-Bänder (U Fr ca. 0,75 W/m 2 K) Vorteil: Überspannen Trennpfeiler, verbessern Optik, Lichteinfalll, Architektur Nachteil: Öffenbarkeit nur durch zusätzliche Schwebfenster, die mittleren U-Wert um ca. 15% und Fensterkosten erhöhen Bauherrnentscheidung: nicht nur für Bürobereich, sondern auch für Treppenhäuser & Flure (Einheitlichkeit)

49 Flächen an Erdreich, Keller Bodenflächen an Keller (Hauptgebäude) Wegen Wärmebrücken, Wirkung Erdreich nur begrenzte Dämmung Hier ökonomisch, thermisch effektiv/sinnvoll: Dämmung mit ca. 10cm WLG 035, U=0,3 W/m 2 K Bodenflächen an Erdreich (Nebengebäude) Ökonomisch keine Bodendämmung möglich Stattdessen Rand-/Perimeterdämmung bis ca. 1 m Tiefe Wärmeverluste werden effektiv begrenzt auf 15% der Hülltransmissionsverluste davon die Hälfte 2012

50 Wärmebrücken & Luftdichtheit Barwert Hüllverlust Wärmebrücken WB für f= 0,243 und Variante SOLL-P: 546,7 W/K WA: BüFe HorVerb AF: Glasränder AF: Glasränder WA: BüFe HorVerb AF: Nebeneing. Lüftung BE: aufg. AW dick BE: Fahrstuhl1 Ö bewegt BE: Fahrstuhl1 Ö Ruhe BE: TH-S Treppe Ö Ruhe BE: TH-N Treppe Ö Ruhe WA: BüFe HorVerb BE: aufg. IW normal AF: Haupteing. Dämmabschlag AF: Rahmeinbau BüFe HorVerb AF: Rahmeinbau Unten BE: Fahrstuhl2 Ö bewegt BA: Stützen (lambvert*2) BE: aufg. AW, adämmbar WA: BüFe SonnSchutz AF: Rahmeinbau Unten BE: Fahrstuhl2 Ö Ruhe AF: Rahmeinbau BüFe HorVerb WA: Poststelle u. Erdr.ff BE: aufg. IW mittel BE: Schacht TH-S Ö Ruhe AF: Rahmeneinbau Seite AF: Rahmeinbau Oben BE: aufg. IW dick AF: Rahmeinbau Oben AF: Rahmeneinbau Seite BE: aufg. AW Poststelle u. Erdr.ff BE: aufg. AW unter Haupteing. WA: BüFe HorVerb AF: Glasränder AF: Glasränder WA: BüFe HorVerb AF: Nebeneing. Lüftung BE: aufg. AW dick BE: Fahrstuhl1 Ö bewegt BE: Fahrstuhl1 Ö Ruhe BE: TH-S Treppe Ö Ruhe BE: TH-N Treppe Ö Ruhe WA: BüFe HorVerb BE: aufg. IW normal AF: Haupteing. Dämmabschlag AF: Rahmeinbau BüFe HorVerb AF: Rahmeinbau Unten BE: Fahrstuhl2 Ö bewegt BA: Stützen (lambvert*2) BE: aufg. AW, adämmbar WA: BüFe SonnSchutz AF: Rahmeinbau Unten BE: Fahrstuhl2 Ö Ruhe AF: Rahmeinbau BüFe HorVerb WA: Poststelle u. Erdr.ff BE: aufg. IW mittel BE: Schacht TH-S Ö Ruhe AF: Rahmeneinbau Seite AF: Rahmeinbau Oben BE: aufg. IW dick AF: Rahmeinbau Oben AF: Rahmeneinbau Seite BE: aufg. AW Poststelle u. Erdr.ff BE: aufg. AW unter Haupteing. Wärmebrücken von besonderer Bedeutung im Bestand systematisch erfassen, priorisieren, bewerten, iterativ verfeinert betrachten (ca. 100) in der Fläche vermeiden/eliminieren Ränder, Anschlüsse optimieren, rechnerisch berücksichtigen Größere Wärmebrücken verbleiben nur im Fenster sowie Keller-/Bodenbereich (hier gedämpft, begrenzt 2012 Luftdichtheit Passivhausstandard 0,6 h -1 Ziel 0,3 h -1 Frühzeitige Messung Test-Musteretagen Zwischenstand 0,4 bis 0,5 h -1 ( inkl. Interetagenlecks)

51 BE: Fahrstuhl2 Ö Ruhe AF: Rah Barwert Hüllverlust Wärmebrücken WB für f= 0,243 und Variante SOLL-P: 546,7 W/K WA: BüFe HorVerb AF: Glasränder AF: Glasränder WA: BüFe HorVerb AF: Nebeneing. Lüftung BE: aufg. AW dick BE: Fahrstuhl1 Ö bewegt BE: Fahrstuhl1 Ö Ruhe BE: TH-S Treppe Ö Ruhe BE: TH-N Treppe Ö Ruhe WA: BüFe HorVerb BE: aufg. IW normal AF: Haupteing. Dämmabschlag AF: Rahmeinbau BüFe HorVerb AF: Rahmeinbau Unten BE: Fahrstuhl2 Ö bewegt BA: Stützen (lambvert*2) BE: aufg. AW, adämmbar WA: BüFe SonnSchutz BSMC, Mai 2012 AF: Rahmeinbau Unten WA: Bü AF: Glas AF: Glas WA: Bü AF: Neb BE: aufg BE: Fahr BE: Fahr BE: TH-S BE: TH-N WA: Bü BE: aufg AF: Hau AF: Rah AF: Rah BE: Fahr BA: Stüt BE: aufg WA: Bü AF: Rah BE: Fahr

52 Gebäudetechnik und -betrieb Lüftung hocheffizient, zentral mit 80% WRG Verteilung kostengünstig längs Haupftfahrstuhlschacht und Flurdecken freie Rückströmung über Flure freie Nachtkühlung über RWA-Fenster und kammförmige Durchströmung der Flure Restwärmeversorgung Licht Fernwärme Kostengünstige Verteilung längs Lüftung Kleinstheizkörper über Flurtüren Moderne Spiegelrasterleuchten hocheffizient, dimmbar, abschaltend Außenverschattung S, O, W 2012

53 BSMC 2012 Zusammenfassung

54 Über Passivhausstandard Richtung Null Effizienzmaßnahmen reduzieren Wärmeverluste so stark, dass Deckung zu 2/3 passiv nur 1/3 aktiv Passivhauskennwerte Neubau werden in Sanierung erreicht/unterboten Heizwärme unter 14 kwh/m 2 a (d.h. Reduktion um Faktor 10 bzw. 90% ) Primärenergie sinkt unter 80kWh/m 2 a Primärenergie Null mit Stromeinsparung durch schrittweise Modernisierung Gerätepark & optimiertes Energie-/Gerätemanagement Nutzung Erneuerbarer Energien (PV- Installation auf Dach vorbereitet) BSMC 2012

55 mit Signalfunktion, nachhaltig BSMC 2012 Ausstrahlung Projekt Löhne baut passiv Kampagne passiv bewegt Klimaschutz-Modellprojekt des Bundes Passivhaus-Modellprojekt des Landes Ökologisch Energieeffizienz, Klimaschutz Materialeffizienz: Substanzerhalt Ökonomisch Sozial trotz marktbedingter Kostensteigerungen & Pilotcharakter Budgetrahmen gehalten Wirtschaftlich, in weiten Teilen optimal Regionale Arbeit statt Energiekonsum Gesundes Klima für Mitarbeiter &Besucher nachhaltiger Leuchtturm

56 Schlussfolgerungen Nach derzeitigem Wissensstand zeigt das Projekt erstmals die Sanierung eines Rathauses auf Passiv-Neubau-Standard mit Energieeinsparungen Faktor 10 Die Sanierung ist kein Luxus, sondern ein wirtschaftlich, nachhaltiges Unterfangen, eröffnet wirtschaftliche Wege Richtung Null Die Sanierung derartiger kommunaler Verwaltungsgebäude hat hohe Sichtbarkeit, Signalfunktion für die nachhaltige Neuausrichtung von Wertschöpfungsketten Trotz knapper Kassen nicht nur wirtschaftlich vertretbar, sondern notwendig BSMC 2012

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58 Danke!