Bilanzierung Graue Energien

Transkript

1 Bilanzierung Graue Energien

2 Primärenergiebilanzierung nach SIA 2040 Effizienzpfad Energie Definition von grauer Energie und graue Treibhausgasemissionen Bilanzierung graue Energie nach SIA 2032 Graue Energie im Hochbau Anwendung in der Praxis

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5 SIA 2040 Effizienzpfad Energie SIA 2032 Graue Energie von Gebäuden

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7 Ziel des Effizienzpfades Grundlage des 2000-Watt-Modells Primärenergiedauerleistung von 2000 Watt p.p. 1 t CO2-Treibhausgasemissionen p.p. und Jahr für den Bereich Gebäude. Für das Zwischenziel 2050 werden die nicht regenerativen Primärenergien und CO2-Emissionen betrachtet.

8 Ziel des Effizienzpfades Anders als das 2000-Watt-Modell beschränkt sich der Effizienzpfad auf das Gebäude (Gebäudekategorien Wohnen, Schule und Büro).

9 Gesamtprimärenergiebilanzierung für die Bereiche: Erstellung Betrieb Mobilität

10 Primärenergie «Form der Rohenergie, die noch keiner technischen Umsetzung oder Umwandlung und keinem Transport unterworfen worden ist, z.b. Rohöl, Erdgas, Uran oder Kohle in der Erde, Holz im Stand, Solarstrahlung, potenzielle Energie des Wassers, kinetische Energie des Windes.» (SIA 2040)

11 Nicht regenerative Primärenergie «Primärenergie, die aus einer Quelle gewonnen wird, die durch Nutzung erschöpft wird, z.b. Uran, Rohöl, Kohle.» (SIA 2040)

12 Treibhausgasemissionen «Menge der Treibhausgase, die als Folge der Lieferung der Netto-Primärenergie an das Gebäude emittiert werden.» (SIA 2040)

13 Wertschöpfungskette Primärenergie > Endenergie > Nutzenergie Primärenergiebilanz Primärenergie < Endenergie < Nutzenergie

14 BILANZGRENZE aus SIA 2040 Effizienzpfad Energie

15 Primärenergie Erstellung (Graue Energie) Erstellung (Rohstoffgewinnung, Bauteilfertigung, Montage) Sanierungen und Unterhalt Bauteilersatz Rückbau

16 Primärenergie Betrieb Verwendungszwecke Wärme Lüftung / Klimatisierung Beleuchtung Betriebseinrichtungen

17 Primärenergie Mobilität Energieaufwendungen für standortabhängige Alltagsmobilität

18 Einheiten der im Effizienzpfad genannten Zielwerte sind in MJ/m2a. 3.6 MJ = 1 kwh 3.6 MJ/m2a = 1 kwh/m2a 110 MJ/m2a (Zielwert Graue Energie) 30 kwh/m2a, 30 kwh/m2a = 3 l Öl(äquivalente). Das entspricht der Idee des 3-Liter-Hauses bei Minergie-P (30 kwh/m2a als Primärenergiekennzahl).

19 aus SIA 2040 Effizienzpfad Energie

20 aus SIA 2040 Effizienzpfad Energie

21 aus SIA 2040 Effizienzpfad Energie

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23 Nutzenergie Endenergie Primärenergie PE Wärme Wärme Strom Strom

24 Endenergie Primärenergie Wärmepumpen benötigen Strom. Die Jahresarbeitszahl (JAZ) drückt den Ausnutzungsgrad aus. Die Nutzenergie wird durch den Ausnutzungsgrad geteilt. JAZ Wärmepumpe Heizwärme = 6.54 JAZ Wärmepumpe Warmwasser = 3.5

25 Primärenergie Primärenergie wird gewichtet. Faktor SIA 2040 für Strom = 2.64 hier angewandter Faktor = 2.0 (entspricht Minergie)

26 Stufe Primärenergie 58% 42%

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29 Zielwert 110 MJ/m2a Zielwert 200 MJ/m2a

30 Betrachtungszeitraum 60 Jahre Energiebezugsfläche = m kwh/m2a l Öl-Äquivalente für Erstellung 40.4 kwh/m2a l Öl total l Öl (10 kwh/m2a 1 l Öl)

31 Graue Energie (Primärenergie Erstellung nicht regenerativ) SIA 2032 liefert das Berechnungsmodell.

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33 Graue Energie «Gesamte Menge nicht erneuerbarer Primärenergie, die für alle vorgelagerten Prozesse, vom Rohstoffabbau über Herstellungs- und Verarbeitungsprozesse und für die Entsorgung, inkl. der dafür notwendigen Transporte und Hilfsmittel, erforderlich ist. Sie wird auch als kumulierter, nicht erneuerbarer Energieaufwand bezeichnet.» (SIA 2032)

34 Graue Treibhausgasemissionen «Kumulierte Menge der Treibhausgase (CO2, Methan, Lachgas und weitere klimawirksame Gase), die bei allen vorgelagerten Prozessen, vom Rohstoffabbau über Herstellungs- und Verarbeitungsprozesse und bei der Entsorgung, inkl. der dazu notwendigen Transporte und Hilfsmittel, emittiert wird.» (SIA 2040)

35 aus SIA 2032

36 Bilanzperimeter wie SIA 2040 Amortisationszeit 60 Jahre Bezugsgrösse Energiebezugsfläche AE

37 aus SIA 2032

38 aus SIA 2032

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40 aus SIA 2032

41 Ökobilanzdaten im Baubereich (KBOB-Empfehlung 2009)

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46 Ziel der Bilanzierung Graue Energie in MJ/kg (Bauteilmasse) MJ/a (pro Jahr) MJ/m2a (pro Jahr und m2 Energiebezugsfläche)

47 Beispiel Bodenbelag Gussasphalt Ausmass 60 m2 Materialstärke 2 cm Energiebezugsfläche des Gebäudes 120 m2 Frage Wieviel Graue Energie Bodenbelag bezogen auf 1 m2 AE?

48 Vorgabe (Ökobilanzdaten) 1 kg Gussasphalt = 7.22 MJ Graue Energie Vorgehen Aussmass (m2) * Materialstärke (m) * Rohdichte (kg/m3) = kg

49 Vorgehen 60 m2 * 0.02 m = 1.2 m3 Rohdichte Gussasphalt?

50 Vorgehen Rohdichte siehe z.b. Empa-Baustoffliste

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52 Vorgehen 60 m2 * 0.02 m = 1.2 m3 1.2 m3 * kg/m3 = kg Auf den 60 m2 Fussboden liegen kg Gussasphalt.

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54 Vorgehen 1 kg Gussasphalt beinhaltet 7.22 MJ Graue Energie kg Gussasphalt beinhalten 7.22 * = MJ Graue Energie.

55 Vorgehen Ein Fussbodenbelag hat gemäss SIA 2032 einen Lebenszyklus von 30 Jahren. Das Zeitfenster der Betrachtung beträgt 60 Jahre. Das bedeutet, dass der Bodenbelag nach 30 Jahren ersetzt wird. In der Bilanzierung wird der Bodenbelag also 2-mal gerechnet.

56 aus SIA 2032

57 Vorgehen MJ * 2 (Lebenszyklen) = MJ Über den Betrachtungszeitraum von 60 Jahren kumuliert ein 2 cm starker Gussasphaltbelag auf 60 m2 Bodenfläche MJ Graue Energien.

58 Vorgehen MJ / 60 Jahre = 664 MJ/a 664 MJ/a / 120 m2 AE = 5.5 MJ/m2a

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60 eher wenig: Holzelementbauweise, hohe Kompaktheit eher viel: hohe Kompaktheit Betondecken mit Einlagen eher viel: viele begehbare Dächer sehr wenig: kaum Keller eher viel: aufwändige Komfortlüftung, Grundwasserwärme mit Wärmepumpe

61 Bodenaufbau Zementfliessbelag 8 mm /Hartbeton 30mm Anhydritestrich 70 mm Trennfolie Trittschalldämmung 2 x 20 mm Beton 240 oder 260 mm Deckenanstrich Gebaut wird ein Zementfliessbelag OHNE Hartbeton (deutlich weniger graue Energie). Decken inkl. Bodenaufbauten Deckenverkleidungen: 26 MJ/m2a Bauteilfläche (Kennwert SIA 2032: 25 MJ/m2)

62 Bilanziert sind Metallprofile als Unterkonstruktion. Holz ist brandschutztechnisch nicht möglich. Innenwände inkl. Wandbekleidungen 18 MJ/m2a Bauteilfläche (Kennwert SIA 2032: 15 MJ/m2)

63 Minergie-P-zertifiziert. Dafür ist der Wandaufbau extrem schlank. Das gleiche gilt bezüglich sehr hoher schalltechnischer Anforderungen. Aussenwand zu Luft 16 MJ/m2a Bauteilfläche (Kennwert SIA 2032: 15 MJ/m2)

64 Dach inkl. Dachhaut und Deckenbekleidung: 55 MJ/m2a Bauteilfläche (Kennwert SIA 2032: 55 MJ/m2)

65 Fenster inkl. Metallstoren, Fensterbänke und Absturzsicherungen: 67 MJ/m2a Bauteilfläche (Kennwert SIA 2032: 50 MJ/m2)

66 Fenster OHNE Metallstoren, Fensterbänke und Absturzsicherungen: 53 MJ/m2a Bauteilfläche (Kennwert SIA 2032: 50 MJ/m2)

67 Gesamtbilanz Energiepfad Effizienz Stand Ende Vorprojekt Graue Energie 30.0 kwh/m2a = MJ/m2a Zielwert = MJ/m2a Primärenergie gesamt 33.4 kwh/m2a = MJ/m2a Zielwert = MJ/m2a Treibhausgasemissionen 8.1 kg/m2a Zielwert = 8.5 MJ/m2a Damit sind die Anforderungen erfüllt.

68 Hunziker-Area

69 Hunziker-Areal

70 Gebäudehülle 28% der GE Gebäudetechnik 24% der GE unterirdisch 8% der GE Elemente mit hohem Ausbauanteil (und Nutzen) 40% der GE

71 Hunziker-Areal Haus A Grundriss 1.OG Duplex Architekten, Zürich Satellitenwohnungen für Wohngemeinschaften

72 Hunziker-Areal Haus A Duplex Architekten, Zürich Satellitenwohnungen für Wohngemeinschaften

73 Hunziker-Areal Haus A Duplex Architekten, Zürich Satellitenwohnungen für Wohngemeinschaften

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75 Hunziker-Areal Haus B Architekturbüro Šik Altengerechtes Wohnen

76 Hunziker-Areal Haus B Grundriss 1.OG Architekturbüro Šik

77 Hunziker-Areal Haus B Architekturbüro Šik

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81 Bereich Minergie und Minergie-A Bereich Minergie-P

82 40 % 24 GJ m3

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84 12 % 71 GJ t m3

85 Reduktion Tiefgaragenflächen (Geschossfläche in m2) m m m2 686 GJ/a 526 GJ/a 333 GJ/a 249% 190% 100% 206% 158% 100%