Landratsamt Mühldorf am Inn. Freitag, 12.Oktober Energieeffizienz und Erneuerbare Energien. auf dem Weg zur Klimaneutralität im Gebäudebestande
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- Elvira Bäcker
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1 Landratsamt Mühldorf am Inn Freitag, 12.Oktober 2012 Energieeffizienz und Erneuerbare Energien auf dem Weg zur Klimaneutralität im Gebäudebestande Dr. Burkhard Schulze Darup schulze darup & partner architekten nürnberg
2 Entwicklung des weltweiten Energiebedarfs bis Energieeinsparung noch unerforschte Energien Geo-/Ozeanische Energie Solarenergie Windenergie Wasserkraft Neue Biomasse Trad. Biomasse Kernkraft Erdgas Erdöl Kohle 200 Etajoule Reference: Shell-Study (till 2005), Scenario with high efficiency and regenerative usage of energy
3 EnEV 2009 EnEV 2012 EnEV 2015 EU-Gebäuderichtlinie 2020: Nahe Nullenergiegebäude Grundlagen Entwicklung der Energiestandards 1950 bis 2050 Anforderungsprofile zukünftiger Verordnungen kwh/(m²a) Niedrigenergiehaus Passivhaus Plusenergiehaus Erneuerbare Energie
4 EnEV 2009 EnEV 2012 EnEV 2015 EU-Gebäuderichtlinie 2020: Nahe Nullenergiegebäude Plusenergie I Plusenergie II Plusenergie III Grundlagen Entwicklung der Energiestandards bis 2050 Anforderungsszenario zukünftiger Verordnungen kwh/(m²a) Niedrigenergiehaus Passivhaus Plusenergiehaus Erneuerbare Energie
5 EnEV 2009 EnEV 2012 EnEV 2015 EU-Gebäuderichtlinie 2020: Nahe Nullenergiegebäude Plusenergie I Plusenergie II Plusenergie III Grundlagen Entwicklung der Energiestandards bis 2050 Zusammenwirken Neubau Bestandssanierung kwh/(m²a) Anforderung Bestand Anforderung Neubau Haushaltsstrom PE-Anlagenaufw. Warmwasser Heizwärme Entwicklung Gesamtbestand Erneuerbare Energie
6 Passivhäuser Wohnungsbau
7 Bauherr: B&O Wohnungswirtschaft, Bad Aibling Architekt: Schankula Architekten, München Energiekonzept: schulze darup & partner architekten Nürnberg dena- Modellprojekt Effizienzhaus Plus : HOLZ5 in Bad Aibling Mehrfamilienhaus mit 15 Wohnungen im Plusenergiestandard Ansicht West
8 dena- Modellprojekt Effizienzhaus Plus : HOLZ5 in Bad Aibling Effizienzkomponenten Heizung / WW Nahwärme mit Biomasse Photovoltaik Smart Grid Zu-/Abluftanlage mit 85 % WRG Flachdach U = 0,11 W/(m²K) Fenster Uw = 0,85 W/(m²K) Außenwand U = 0,14 W/(m²K) Qualitätssicher. - Luftdichtheit - Wärmebrücken - Bauprozess - Facility Manag. Bodenplatte U = 0,10 W/(m²K)
9 HOLZ5 Bad Aibling Primärenergiebilanz
10 Wohnungsbau: Passivhäuser Plusenergiehäuser Residential Buildings: Passive houses Plus energy houses kwh/(m²y) Prime Energy Photovoltaics Electricity kwh/(m²y) Cooling Warm Water Heating Standard Efficient PV EFH Erlangen -100Schulze Darup & Partner, Nürnberg
11 Nichtwohnungsbau Passivhäuser
12 Sanierung Wohnungsbau
13 kwh/(m²a) Berechnung PHPP kwh/(m²a) QP nach EnEV WW solar WW Heizwärme Bestand Planung Verbrauch EnEV Reiheneckhaus Baujahr 1935 Karlsbader Straße, Nürnberg Arch. Schulze Darup & Partner
14 kwh/(m²a) Berechnung nach PHPP kwh/(m²a) 285 Bestand Verbrauch QP nach EnEV Photovoltaik WW solar WW Heizwärme Einfamilienhaus Hild Nürnberg Arch. Benjamin Wimmer Schulze Darup & Partner Förderung: dena-modellvorhaben NEH im Bestand
15 EnEV 2009 & weitere Entwicklung Primärenergie-Kennwerte von Baustandards regenerativ erzeugt PV m²
16 Gebäudetechnik: effizient & erneuerbar Effizienz-Komponenten Dach cm Wärmedämmung Zu-/Abluftanlage mit WRG Passivhaus- Fenster Dreischeiben- Wärmeschutzvergl. Wand cm Wärmedämmung Luftdichtheít n 50 0,6 h -1 Wesentliche Passivhaus Kriterien: Heizwärmebedarf Sanierung Heizwärmebedarf Neubau kwh/(m²a) Primärenergie Heizen,WW,Hilfsenergie,Strom 120 kwh/(m²a) Kellerdecke cm Wärmedämmung
17 Außenwand-Bodenplatte: Dämmung auf der Bodenplatte Wärmebrückenverlustkoeffizient = -0,01 bis 0,01 W/mK in Abhängigkeit vom Lambda-Wert des Sockelsteins = (0,09), 0,14 0,99 Quelle: KS-Dienstleistung GmbH, Hannover,
18 Gebäudehülle - Bodenplatte Detail Estrichdämmung 16 cm = 0,35 W/(mK) XPS-Dämmung 12 cm = 0,38 W/(mK) U Bodenplatte = 0,12 W/(m²K)
19 Konstruktion Kellerdecke Bodenplatte Kellerdecke cm WLG 035
20 Sockelanschluss Keller-Außenwand = 0,134 Quelle: Wärmebrückendarstellung: Passivhaus Institut, Darmstadt; Detail: Schulze Darup
21
22 Konstruktion Außenwand WDVS cm WLG 035
23 Wärmebrücken- Detail Außenwand mit WDVS Anschluss Wand-Geschossdecke Wärmebrückenverlustkoeffizient = 0,00 W/mK Quelle: KS-Dienstleistung GmbH, Hannover,
24 Porosierter Ziegel X-Richtung: = 0,07 W/(m²K) Y/Z-Richtung: = 0,13 W/(m²K) Außenwand - Geschossdecke = 0,009 W/(mK) UNIPOR Wärmebrückenkatalog Leipfinger&Bader 2011
25 Zweischalige Außenwand Traufe Sparrendach Quelle: KS-Dienstleistung GmbH, Hannover,
26 Zweischalige Außenwand Traufe Sparrendach Wärmebrückenverlustkoeffizient ca. 0,06 W/mK Quelle: KS-Dienstleistung GmbH, Hannover,
27 Wandkonstruktionen Holzfachwerk mit Typha-Dämmung Typha Massiv Rohdichte 320 kg/m³ Lambda-Wert 0,06 W/(mK) Druckfestigkeit 0,80 N/mm² Typha Dämmplatte Rohdichte 260 kg/m³ Lambda-Wert 0,052 W/(mK) Druckfestigkeit 0,54 N/mm² Typha Leicht Rohdichte 220 kg/m³ Lambda-Wert 0,048 W/(mK) Druckfestigkeit 0,30 N/mm² Quelle: Dipl. Ing. Werner Theuerkorn, Postmünster
28 Forschungsvorhaben Vakuum-Innendämmung im Rahmen der Forschungsinitiative Zukunft Bau des BBR Horizontalschnitt Quelle: Passivhaus Institut Schulze Darup & Partner
29 Konstruktion Dach-DG Dach cm WLG 035 Flachdach cm WLG 035
30 Wärmebrücke Traufe 50er-J. Detail und Temperaturbild = -0,001 W(mK) Quelle: DBU 2004
31 Außenwand mit WDVS Traufe Sparrendach (Aufsparrendämmung) Quelle: KS-Dienstleistung GmbH, Hannover,
32 Außenwand mit WDVS Traufe Sparrendach (Aufsparrendämmung) Wärmebrückenverlustkoeffizient ca. 0,06 W/mK Quelle: KS-Dienstleistung GmbH, Hannover,
33 Außenwand mit WDVS Ortgang Sparrendach Quelle: KS-Dienstleistung GmbH, Hannover,
34 Außenwand mit WDVS Ortgang Sparrendach Wärmebrückenverlustkoeffizient = 0,015 bis 0,035 W/mK Quelle: KS-Dienstleistung GmbH, Hannover,
35 Gebäudehülle - Dach Mineralwolle 50 cm = 0,35 W/(mK) U Dach = 0,07 W/(m²K)
36 Fenster
37 Infrarot-Thermografie Wohnzimmer EG Detail Fenstertür
38 Infrarot-Thermografie Wohnzimmer EG Obere Fensterecke
39 Fensteranschluss seitlich Quelle: KS-Dienstleistung GmbH, Hannover,
40 Fensteranschluss seitlich Quelle: KS-Dienstleistung GmbH, Hannover,
41 Fensteranschluss oben mit Rollladen
42 Konstruktion - Sanierung Passivhaus-Fenster-Detail: seitlich = 0,017 Quelle: Wärmebrückendarstellung: Passivhaus Institut, Darmstadt; Detail: Schulze Darup
43 Fenster Kastenfenster - Verbundfenster Quelle: PHC Franz Freundorfer
44 Fenster Kastenfenster mit Geißfuß Wärmestrom = 8,4701 W U f = PsiSpacer = 0,459 W/(m²K) 0,0504 W/(mK) keine Kittfuge wechselbarer Wetterschenkel Zertifizierung durch PHI sichergestellt Quelle: PHC Franz Freundorfer, mail: phc@freundorfer.eu
45 Wärmestrom = 8,6102 W U f = 0,840 W/(m²K) PsiSpacer = 0,0206 W/(mK) Wärmestrom = 8,6504 W U f = PsiSpacer = Fenster Verbundfenster 0,861 W/(m²K) 0,0203 W/(mK) Uw= 0,726 W/(m²K) Psi opak = 0,0985 W/mK Anfragen: Schreinerei Koch GmbH Jan Koch Wilhelmstrasse 2 D Otzberg Tel.: 06162/71946 Fax: 06162/71263 Quelle: PHC Franz Freundorfer
46 Gebäudehülle Luftdichtheit Durchgehende Luftdichtheitsebene Anforderung: EnEV: n 50 1,5 h -1 Passivhaus: n 50 0,6 h-1 Nachweise durch Blower Door Test
![Luftwechsel in Bestandswohnungen mit freier Lüftung Feuchteschäden bei 21,9 % von 5530 untersuchte Wohnungen in Deutschland [2] Luftwechsel nach EnEV Durchschnittlicher Luftwechsel im Bestand](/docs-images/66/55027353/images/47-0.jpg "0,2 0,3 h -1 Quellen: [1] T. Weithaas: Bestimmung des natürlichen Luftwechsels im Altbaubestand [2] S. Brasche et al.: Vorkommen, Ursachen und gesundh. Aspekte von Feuchteschäden in Wohnungen")
47 Luftwechsel in Bestandswohnungen mit freier Lüftung Feuchteschäden bei 21,9 % von 5530 untersuchte Wohnungen in Deutschland [2] Luftwechsel nach EnEV Durchschnittlicher Luftwechsel im Bestand 0,2 0,3 h -1 Quellen: [1] T. Weithaas: Bestimmung des natürlichen Luftwechsels im Altbaubestand [2] S. Brasche et al.: Vorkommen, Ursachen und gesundh. Aspekte von Feuchteschäden in Wohnungen
48 Gebäudetechnik Lüftung Lüftung Anforderungen: Zu-/Abluftanlage Zuluft Überströmen Abluft Frischluftbedarf Abluftbedarf (DIN 1946) 30 m³/h/person (DIN 1946) Beispiel: 4-Personen-Haushalt 4 x 30 = 120 m³/h Küche: 60 m³/h Bad: 40 m³/h WC/andere: 20 m³/h Beispiel: 4-Zi-Wohnung mit Küche, Bad, WC = 120 m³/h Quelle: Prof. Dr. Wolfgang Feist
49 Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Passivhaus Kriterien 1. Behaglichkeitskriterium: Minimale Zulufttemperatur 16,5 C bei -10 C 2. Effizienz-Kriterium Wärme: balancierte Massenströme: WRG,t,eff 75% 3. Effizienz-Kriterium Strom: max. 0,45 W/(m³/h Zuluftvolumenstrom ) 4. Dichtheit und Wärmedämmung: Leckagerate int. und ext. max. 3% 5. Abgleich und Regelbarkeit: Balanceabgleich auf der Außen- / Fortluftseite, Regelbarkeit 70 / 100 / 130 %, Standby max. 1 W 6. Schallschutz: Schalldruckpegel Aufstellraum < 35 db(a), Schallpegel in Wohnräumen < 25 db(a) 7. Raumlufthygiene: Außenluftfilter mindestens F7; Abluftfilter min. G4 8. Frostschutzschaltung: Regulärer Betrieb auch bei 15 C, Frostschutz für Wärmeübertrager und Nachheizregister Quelle: Prof. Dr. Wolfgang Feist
50 Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Schema Einfamilienhaus 2 m Erdreichwärmetauscher 2 % Gefälle Kondensatablauf
51 Zu- / Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Schema Mehrfamilienhaus Dezentrale Anlage Wohnen Kind Eltern Bad Küche
52 Zu- / Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Schema Mehrfamilienhaus Zentrale Anlage
53 Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Schema für den Luftwechsel (Gesamtluftwechsel 0,4 h-1) Wohnung 120 m² Aufenthaltsräume Luftwechsel 0,66 h -1 Flure Sanitär etc. Luftw. 2,0 h -1 Zuluft gesamt 120 m³/h Wohnen Zimmer 1 Zimmer 2 Überströmbereich Küche WC/Abst. Abluft 60 m³/h Abluft 20 m³/h Zimmer 3 Bad Abluft 40 m³/h 75 m² 20 m² 25 m²
54 Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Volumenströme und Schallpegel Geräteschalldämpfer Telefonieschalldämpfer 150 m³/h 150 m³/h Quelle: Prof. Dr. Wolfgang Feist; Lindab Berechnungssoftware
55 Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Schema Bürobauten Aufenthaltsräume LWR 0,6 2,0 h -1 Verkehrsfläche etc. Sanitär etc. LWR 2,0 h -1 Zuluft pro Pers. 30 m³/h Büro 1 Büro2 Büro 3 Überströmbereich Sanitär Technik Abluft nach DIN Abluft Büro 4... Lager Abluft Anpassen des Luftwechsels in Betriebs-/Leerzeiten 150 % % %
56 Erneuerbare Energien - Wärme Quelle: PHI Darmstadt Solarthermie KWK-erneuerbar Pflanzenöl, Biogas, Stirling Biomasse Tiefengeothermie Biogas Wärmerückgewinnung
57 Erneuerbare Energien - Strom Solar: Photovoltaik & solartherm. Kraftw. Tiefen- Geothermie Wasserkraft, Speicherkraftwerk Biomasse Heizkraftwerk, Biogas, Biokraftstoff Windkraft Gezeiten-, Wellen-, Strömungskraftwerk
58 Kosten & Wirtschaftlichkeit Monatliche Belastung Einfamilienhaus 125 m² Wohnfläche Strom Wasser Warmwasser Heizung Finanzierung 200 pro Monat 0 EnEV-Standard Passivhaus
59 Kosten & Wirtschaftlichkeit Monatliche Belastung MFH, Wohnung 125 m² Wohnfläche Strom Wasser Warmwasser Heizung Finanzierung 200 pro Monat 0 EnEV-Standard Passivhaus
60 Kosten & Wirtschaftlichkeit Monatliche Belastung Seniorenwohnen 2000 m² Nutzfläche Strom Wasser Warmwasser Heizung Finanzierung pro Monat 0 EnEV-Standard Passivhaus
61 Kosten & Wirtschaftlichkeit Monatliche Belastung Bürogebäude 2000 m² Nutzfläche Strom Wasser Warmwasser Heizung Finanzierung pro Monat 0 EnEV-Standard Passivhaus
62 Gesamtkosten in Euro pro Monat Kosten & Wirtschaftlichkeit Monatliche Belastung über 40 Jahre Einfamilienhaus 120 m² Wohnfläche EnEV-Haus Passivhaus Jahre Quelle: Schulze Darup, May, Maurer: Machbarkeitsstudie Passivhaus-Contracting, Enercity Hannover 2007
63 Heizung Lüftung Fenster TH KG Kellerdecke TH-DG Decke ü. OG Außenwand /m² WF Lüftung: einfache Abluftanlage Heizung: Gas-Brennwerttechnik Gesamtkonzept KfW 100
64 /m² WF Hülle KfW55 erneuerbar Heizung Lüftung Fenster TH KG Kellerdecke TH-DG OG-Decke Außenwand Lüftung: Zu-/Aluft mit WRG Heizung: Teilregenerativ Gesamtkonzept KfW 55
65 Kosten bei einem charakteristischen Maßnahmenmix in Abhängigkeit von der Baualtersstufe (MFH 24 WE, m² WF) 24 % 30 % 32 % pro m² Wohnfläche Kostengruppen 300/400 nach DIN % 76 % 70 % 68 % 61 % er 1950er 1960er 1970er Balkons Gemeinschaftsbereich Baderneuerung Grundrissänderung Wohnungen Mehrinvest KfW 55 Mehrinvest KfW 70 Mehrinvest KfW 85 Rein energetisch KfW 100 (EnEV 2009) Instandsetzung (energetisch)
66 kwh/(m²a) PE-Verbrauch 4 Pers. 120 m²: altes Gebäude normales Verhalten kwh/(m²y) Train & Bus Flight NY Flight Holiday Flight 1 Car 12,5 L/100 km Electricity Prime Energy Factor Losses Warm Water Heating km/a 12,5 l/100 km km/a 1,8 l/100 km Heating/WW Electricity Car Plane Train&Bus
67 kwh/(m²a) PE-Verbrauch 4 Pers. 120 m²: Passivhaus Verkehr optimiert kwh/(m²y) Train & Bus Flight NY Flight Holiday Flight 1 Car 3,0 L/100 km Electricity Prime Energy Factor Losses Warm Water Heating km/a 3,0 L/100 km km/a 1,8 l/100 km 0 Heating/WW Electricity Car Plane Train&Bus
68 Schule (5280 m²) PE-Bilanzierung CO 2 -neutral durch PV kwh/(m²a) Photovoltaics Electricity IT-Systems Cooling Lightening Warm Water Heating kw peak -50 before after PV -100
69 Rathaus (5980 m²) PE-Bilanzierung: CO 2 -Neutralität durch PV kwh/(m²a) Photovoltaics Electricity IT-Systems Cooling Lightening Warm Water Heating kw peak -50 before after PV -100
70 Kloster (4800 m²) PE- Bilanzierung: CO 2 -Neutralität durch PV kwh/(m²a) Photovoltaics Electricity IT-Systems Cooling Lightening Warm Water Heating kw peak -50 before after PV -100
71 Städtebauliche Entwicklung Spielbereiche Treffpunkte Mietergärten Balkons
72 Nahwärmenetz mit hohem erneuerbarem Anteil
73 Energiebilanz Plusenergiekonzept MWh PV-Ertrag PE Strom Warmwasser Heizen Individualverkehr (optimiert) Nutzenergie Endenergie Primärenergie Photovoltaik
74 2010 Primeenergy Heating, Warmwater kwh/m²a > Klimaschutzkonzept Neumarkt i. d. Oberpfalz Quelle: arge etz Nürnberg, kewog Regensburg, Schulze Darup & Partner Nürnberg
75 2050 Primeenergy Heating Wrmwater kwh/m²a > Klimaschutzkonzept Neumarkt i. d. Oberpfalz Quelle: arge etz Nürnberg, kewog Regensburg, Schulze Darup & Partner Nürnberg
76 Nürnberg CO 2 -Reduktion bis 2050: 80 %
77 Heizenergiebedarf (MWh/a) Referenzszenario /1,2 % San.-Quote MWh/a Neubau bis Neubau MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH bis 1918 EFH bis 1918 Sonstiges
78 Heizenergiebedarf (MWh/a) Klimaschutzszenario /1,5 % San.-Quote MWh/a Neubau bis Neubau MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH bis 1918 EFH bis 1918 Sonstiges
79 Heizenergiebedarf (MWh/a) Klimaschutzszenario /2,0 % San.-Quote MWh/a Neubau bis Neubau MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH bis 1918 EFH bis 1918 Sonstiges
80 Heizenergiebed. (MWh/a) Best Practice Szenario /2,0% San.-Quote MWh/a Neubau bis Neubau MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH EFH MFH bis 1918 EFH bis 1918 Sonstiges
81 Gründerzeitgebiet Energiedichte pro m² Grundstücksfläche GFZ: 2,5 / Beheizte Fläche pro m² Grundstücksfläche: 1,8 m²/m²
82 Energieeffizienzstrategie Nürnberg 2050 Klimaschutzszenario Energy strategy Nuremberg 2050 climate protection scenario GWh/a Effizienz efficiency
83 Kommunale und regionale Wertschöpfung Communal and regional value creation GWh/a Effizienz efficiency Wertschöpfung: Überregional BRD/EU Region/Bayern Stadt Nürnberg Fossil - Global
84 Kommunale und regionale Wertschöpfung Communal and regional value creation GWh/a Effizienz efficiency Wertschöpfung: Überregional BRD/EU Region/Bayern Stadt Nürnberg Fossil - Global 650 Mio /a (0,05 /kwh)
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