figawa-studie 4EH: Energieeffizienz und Nutzung erneuerbarer Energien in Hallengebäuden Neubau und Bestand

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1 Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden Forschung und Anwendung GmbH figawa-studie 4EH: Energieeffizienz und Nutzung erneuerbarer Energien in Hallengebäuden Neubau und Bestand Prof. Dr.-Ing. Bert Oschatz Dortmund

2 Inhalt 1. Figawa 2. Vorläuferprojekt Gesamtanalyse Energieeffizienz Hallengebäude (GAEEH) Hintergrund, Motivation und Ziele Projektbearbeitung Wesentliche Ergebnisse 1. Aktuelle Studie Energieeffizienz und Nutzung erneuerbarer Energien in Hallengebäuden (4EH) Inhalte Leitfaden Weitere Arbeiten Bert Oschatz Dortmund

3 Bundesvereinigung der Firmen im Gas- und Wasserfach e. V. figawa Verbandshaus Marienburger Straße Köln Marienburg

4 Ziele Förderung von Technischer Entwicklung und Wissenschaft im Gas- und Wasserfach Förderung einer zukunftssicheren, preiswerten und umweltfreundlichen Energieversorgung im Sinne eines ganzheitlichen Systems Sammlung und Verwertung des Technischen Know How Beratung der Mitglieder in Technischen Fragen Fort- und Weiterbildung Unterstützung des DVGW in der Erarbeitung und Verbreitung des Regelwerkes Zusammenarbeit mit norm- und regelsetzenden Organisationen national und international

5 Struktur Gas Wasser Rohrleitungen D I R E K T E M I T G L I E D E R K O R P O R A T I V E M I T G L I E D E R VHB, GRZI VDDW rbv Industrieverband Haus-, Heiz- und Küchentechnik Bundesverband Schwimmbad-, Sauna- und Wassertechnik Deutsches Kupferinstitut VDMA, FG Gussrohrsysteme, FG Kathodischer Korrosionsschutz, Kunststoffrohrverband, Rohrleitungssanierungsverband, Stahlrohrverband, Verband Güteschutz Horizontalbohrungen

6 Organisation Geschäftsführung Fachbereich GAS Fachbereich WASSER Fachbereich ROHRLEITUNGEN Fachgruppe Gaserzeugung und Gasspeicherung Fachgruppe Wassergewinnung Fachgruppe Armaturen und Pumpen Fachgruppe Gasdruckregelung/ Gasmessung grzi Fachgruppe Wasseraufbereitung Fachgruppe Rohre und Rohrleitungszubehör Fachgruppe Gasverwendung VHB Fachgruppe Abgasanlagen Fachgruppe Abwasserreinigung und Abwassertransport Fachgruppe Wasserrmessung VDDW Fachgruppe Rohrleitungsbau RBV Fachgruppe Rohrleitungssanierung RSV 6

7 Vorläuferprojekt GAEEH Hintergrund Laufzeit 12/2009 bis 06/2011 Beteiligte:» Figawa» ITG Dresden» Uni Kassel Förderung durch BBSR Umfassend besetzter Begleitkreis Bert Oschatz Dortmund

8 GAEEH Motivation und Ziele Energieausweis gemäß EnEV für Neubauten Pflicht Rechenverfahren für Nichtwohngebäude: DIN V Hallen nach früherem Normstand (2007) schwierig abzubilden Differenzierung der Anlagentechnik für marktübliche Systeme nicht zeitgemäß Ziel des Projekts GesamtAnalyse EnergieEffizienz Hallengebäude Bewertung der Gesamtsituation Hallen/Hallenheizung in Deutschland Schaffung von Grundlagen zur Weiterentwicklung der DIN V in Bezug auf Hallen und hallentypische Heizungssysteme Erarbeitung von Vorschlägen zur Erschließung von Energiesparpotenzialen im Hallenbereich Bert Oschatz Dortmund

9 GAEEH Bearbeitung: Überblick Literatur- und Datenauswertung Erstellung eines repräsentativen Hallen-Gebäudekatalogs; hierauf aufbauende verschiedene Untersuchungen Theoretische Untersuchung von Teilproblemen bei Energiebedarfsberechnungen nach DIN V Hochdetaillierte instationäre energetische Gebäudesimulationen unter Einbeziehung hallentypischer Wärmeübergabesysteme Formulierung abschließender Normänderungsvorschläge (Abschlussbericht) Bert Oschatz Dortmund

10 spez. Verbrauch [kwh/m²] GAEEH Bearbeitung: Gesamtsituation Hallen in Deutschland Qualifizierte Schätzung des Hallenbestands (nach umfangreicher Literaturrecherche DESTATIS ergiebigste Quelle) Ermittlung des Gesamt-Heizenergieverbrauchs vorhandenen Einsparpotenzials Vergleich der Einsparpotenziale durch Maßnahmen am Bestand und durch zukünftigen Maßnahmen (EPBD-Richtlinie) Bert Oschatz Dortmund

11 Heizenergieverbrauch [Mrd. kwh/a] GAEEH Bearbeitung: Gesamtsituation Hallen in Deutschland Einsparpotenzial heute durch 120 Gesamt-Heizenergieverbrauch Hallen Komplettsanierung (Anlage+Bauseite) Teilsanierung (nur Anlage oder Bauseite) zukünftiges Einsparpotenzial (Umsetzung EPBD-Richtlinie bis ca. 2020) Mrd. kwh (10 19%*) 80 * Gesamt-Jahres-Endenergieverbrauch Raumwärme 2007 ca. 625 Mrd. kwh Mrd. kwh (6 12%*) Mrd. kwh (3 6%*) Mrd. kwh 0 statistisch belegter Betrachtungszeitraum (ca. 30 Jahre) erweiterter Betrachtungszeitraum (ca. 50 Jahre) Bert Oschatz Dortmund

12 GAEEH Bearbeitung: Einzel-/Serienuntersuchungen Umfangreiche Einzel- und Serienuntersuchungen Energiebedarfsberechnungen Simulationen ohne Anlagentechnik jeweils Parameterstudien Z.T. aufbauend auf diesen Betrachtungen theoretische Untersuchungen zu Teilproblemen, wie z.b.: Lüftungswärmeverluste von Hallen Einfluss Wärmespeichervermögen Ansätze zur differenzierteren Anlagenbewertung Bert Oschatz Dortmund

13 GAEEH Bearbeitung: instationäre Gebäudesimulationen Detaillierte Abbildung von Baukörper Wetterereignissen (TRY) Nutzung Wärmeübergabesystem Novum: erstmals instationäre Gebäudesimulationen mit derartiger Detailtiefe über gesamten Jahresverlauf Anschließend Abgleich zwischen Simulationsergebnissen und Energiebedarfsberechnungen nach DIN V unter Einbeziehung aller erbrachten Änderungsvorschläge Bert Oschatz Dortmund

14 GAEEH Wesentliche Ergebnisse Erste aussagekräftige Zahlen zur energetischen Relevanz von Hallengebäuden Erarbeitung von Vorschlägen zur Weiterentwicklung der DIN V im Bereich Hallengebäude: Absenkung des rechnerischen Energiebedarfsniveaus von Hallen bessere Korrelation zwischen Bedarfs- und Verbrauchswerten Differenziertere/bessere Bewertung von Hallenheizsystemen Anpassungen Nutzungsprofile/-parameter alle Vorschläge weitestgehend in DIN V 18599: umgesetzt Bert Oschatz Dortmund

15 Aktuelles Projekt 4EH Energieeffizienz und Nutzung erneuerbarer Energien in Hallengebäuden Neubau und Bestand Bert Oschatz Dortmund

16 4EH Inhalte Umfangreiche Literaturrecherche zum Bestand an Hallengebäuden Erarbeitung der inhaltlichen Grundlagen für die Erstellung des Leitfadens (Block I), besonders: Energierechtliche Vorschriften in Europa und Deutschland Energetische Bewertung von Hallengebäuden nach DIN V 18599:2011 Besonderheiten von Hallengebäuden Typologie Hallengebäude (Definition repräsentativer Modellgebäude) Bert Oschatz Dortmund

17 4EH Inhalte Erstellung Leitfaden als separat zu veröffentlichendes Dokument Abgabe Schlussentwurf 11/2014; abschließende Durchsicht/Diskussion Begonnene Arbeiten Block II: Recherche zur Situation im europäischen Ausland nationale Umsetzungen EPBD/RES Anforderungsniveaus Definitionen n(n)zeb Erste Gedanken zur Definition eines Niedrigstenergiegebäude-Niveaus für Hallengebäude im Neubau (aktuell verbreitete Ansicht: Niedrigstenergiegebäude-Niveau KFW-55) Bert Oschatz Dortmund

18 Einleitung 4EH Leitfaden Energierechtlicher Rahmen (Europa und Deutschland) kurzer Überblick über bestehende europäische und deutsche Vorschriften und Gesetze Anforderungen an Hallen-Neubauten Gesamtbilanz Teil 1 Welche konkreten Anforderungen bestehen im Neubaufall EnEV EEWärmeG Berechnungsverfahren DIN V und EnEV Überblick über Normteile, Bilanzrahmen und Berechnungsablauf Neuerungen Revision 2011 Ungeregelte Besonderheiten Hallen (u.a. verschiedene Wärmeeinträge Anforderungsniveaus bei Berechnung von U) Übergabeverluste Trinkwarmwasser Teil 8 Verteilverluste Heizung Teil 5 Speicherverluste RLT und Kälte Teil 7 Wohnungslüftung Teil 6 Nutzenergie RLT Teil 3 Raumbilanz Teil 2 Beleuchtung Teil 4 Gebäudeautomation Teil 11 Erzeugerverluste Nutzungsrandbedingungen Teil 10 BHKW, PV, Wind Teil 9 Erschließung, Transport, Bereitstellung, Nutzenergie Erzeugernutzwärmeabgabe Endenergie Primärenergie Bert Oschatz Dortmund

19 Kategorie Hallengebäude 4EH Leitfaden Typisierung Begriff Halle beispielhaft typische Ausführungen Außenbauteile Anlagentechnik Bert Oschatz Dortmund

20 Eingabegrößen und Nachweisführung: beispielhafte/schematische Darstellung zu Zusammenstellung der Eingabegrößen zur Energiebedarfsberechnung DIN V (Zonierung etc.) Einhaltung sommerlicher Wärmeschutz Nachweis EEWärmeG 4EH Leitfaden Bert Oschatz Dortmund

21 4EH Leitfaden Bert Oschatz Dortmund

22 4EH Leitfaden Bert Oschatz Dortmund

23 4EH Leitfaden Beurteilung der Möglichkeiten zur Erfüllung der bestehenden Anforderungen anhand von Beispielberechnungen vergleichende beispielhafte Energiebedarfsberechnungen für definierte Modellgebäude und Anlagenvarianten Vordergründig Darstellung der Einhaltung (Einhaltbarkeit) der EnEV und der Erfüllungsoptionen zum EEWärmeG Bert Oschatz Dortmund

24 4EH Leitfaden Erfüllung der Anforderungen, Beispiel Bert Oschatz Dortmund

25 4EH Leitfaden Erfüllung der Anforderungen, Beispiel Bert Oschatz Dortmund

26 4EH Leitfaden Erfüllung der Anforderungen, Beispiel Bert Oschatz Dortmund

27 4EH Leitfaden Erfüllung der Anforderungen, Beispiel Bert Oschatz Dortmund

28 4EH Leitfaden Bewertung und Anwendungsempfehlungen, basierend auf vorherigen Berechnungen verallgemeinerte Empfehlungen zu Erfüllungsoptionen EnEV und EEWärmeG und ggf. Hinweise auf Schwierigkeiten bei Einhaltung der ab 2016 verschärften Anforderungen, u.a.: Unterschiedliche Anforderungsniveaus für dezentral und zentral beheizte Hallen(-bereiche) Nutzung erneuerbarer Energien oft zur Einhaltung EEWärmeG notwendig; EnEV 15 % reicht i.d.r. nur noch bei dezentral beheizten Hallen(bereichen) jedoch auch dann guter baulicher Wärmeschutz und effiziente Anlagentechnik notwendig bei ungünstiger Kombination von Konditionierungen deutlich erschwerte Einhaltung von EnEV ab 2016, da bestimmte Eigenschaften des auszuführenden Gebäudes an Referenzgebäude durchgereicht werden Unterschreitung um 25 % schwierig (Bsp. Großmarkt mit sehr hohem Energiebedarf für Beleuchtung, Lüftung usw. und geringem Anteil für Heizung) Bert Oschatz Dortmund

29 Glossar 4EH Leitfaden Bert Oschatz Dortmund

30 4EH Weitere Arbeiten Abschluss Leitfaden (Block I) derzeit abschließende Durchsicht/Diskussion formaler Abschluss (ggf. redaktionelle Korrekturen usw.) Block II: Niedrigstenergie-Halle im Neubau Block III: Klimaneutraler Gebäudebestand bis 2050 Projektabschluss Mitte 2015 Bert Oschatz Dortmund

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Bert Oschatz Dortmund