Stellschrauben des Energiebedarfs Das Haus als System

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1 dena-dialog regional 16. September 2010 Berlin Stellschrauben des Energiebedarfs Das Haus als System Sinnvolle Kombinationen: Wichtige Maßnahmen an Gebäudehülle und Haustechnik mit Einbindung erneuerbarer Energien Vorstellung von Beispielen realisierter öffentlich geförderter Sanierungsvorhaben mit erneuerbaren Energien Dipl.-Phys. Andreas Deppe Planungsbüro ENTECH Westfalenstr. 200c Münster fon / fax / fon fax Hafengrenzweg Münster 0251 / / info@entech-deppe.de

2 Übersicht Rahmenbedingungen für den Einsatz von Erneuerbaren Energien im Gebäudebereich Umgesetzte Beispiele aus der eigenen Praxis Bedeutung der Energieberatung Zusammenfassung

3 Rahmenbedingungen 1. Staat 1. Gesetze und Verordnungen 2. Förderungen 2. Wirtschaft 1. Energiepreise 2. Energiepreissteigerungen 3. Investionskosten 3. Der Kunde/Investor als Mensch 1. Ökoprestige /Statussymbolik 2. Hemmnisse 3. Investor/Nutzniesser -Problematik

4 Rahmenbedingungen: Der Staat Gesetze und Verordnungen EnEV 2009 Verschärfung des Anforderungsniveaus um durchschnittlich 30% Senkung des zulässigen Jahres-Primärenergiebedarfs Verschärfung der energetischen Anforderungen an Außenbauteile Verschärfung der Nachrüstverpflichtungen im Bestand Einführung eines neuen Berechnungsverfahrens für Wohngebäude Ermittlung der gesetzlichen Mindestanforderungen für den Jahresprimärenergiebedarf nach dem Referenzgebäudeverfahren (für NWG bereits in EnEV 2007 eingeführt) Bilanzierung wahlweise nach DIN V / oder neuem Beiblatt zur DIN V für Wohngebäude Das Instrumentarium zur integralen Planung ist vorgegeben

5 Rahmenbedingungen: Der Staat Gesetze und Verordnungen EnEV 2009 Verschärfung des Anforderungsniveaus um durchschnittlich 30% Senkung des zulässigen Jahres-Primärenergiebedarfs Verschärfung der energetischen Anforderungen an Außenbauteile Verschärfung der Nachrüstverpflichtungen im Bestand Einführung eines neuen Berechnungsverfahrens für Wohngebäude Ermittlung der gesetzlichen Mindestanforderungen für den Jahresprimärenergiebedarf nach dem Referenzgebäudeverfahren (für NWG bereits in EnEV 2007 eingeführt) Bilanzierung wahlweise nach DIN V / oder neuem Beiblatt zur DIN V für Wohngebäude

6 Referenzgebäude mit Solaranlage!

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9 Förderungen Kreditanstalt für Wiederaufbau über Energieeffizient sanieren und Energieeffizient bauen : zinsgünstige Darlehen und Zuschüsse (bis 20 %!) auch Einzelmaßnahmen, aber wesentliche Stärke: das Gebäude als Gesamtes wird bewertet (Ht und Qp) Marktanreizprogramm MAP des Bundes (BAFA); Zuschüsse für u.a.: Solarthermie Biomasse (Holzpellets, Holzhackschnitzel...) Wärmepumpen Heizungstechnik (Pumpen, hydraulischer Abgleich...) Landes- und Kommunalförderprogramme, z.b.: in NRW über progres : Eine Biomasseanlage wird mit 15 % bezuschusst, aber nur wenn das Gebäude die EnEV 2009 (Neubau) erfüllt und eine solarthermische Anlage minimal festgelegter Grösse installiert wird.

10 Förderungen KfW alt = bis Mitte 2010 Kreditanstalt für Wiederaufbau über Energieeffizient sanieren und Energieeffizient bauen : zinsgünstige Darlehen und Zuschüsse Marktanreizprogramm MAP des Bundes (BAFA); Zuschüsse Angaben in % des Referenzgebäudes nach EnEV2009 Seit Juli 2010 halbierte Tilgungszuschüsse und Wegfall E130 (Altbau) und E85 (Neubau) sowie Tilgungszuschüsse für Neubau

11 Förderungen KfW neu = seit Mitte 2010 Kreditanstalt für Wiederaufbau über Energieeffizient sanieren und Energieeffizient bauen : zinsgünstige Darlehen und Zuschüsse Seit Juli 2010 halbierte Tilgungszuschüsse und Wegfall E130 (Altbau) und E85 (Neubau) sowie Tilgungszuschüsse für Neubau

12 Zusammenfassung der Rahmenbedingungen: Die Anforderungen der EnEV decken sich gut mit den wirtschaftlich sinnvollen und technisch machbaren Techniken im Bereich der Dämmtechnik, Fenster und der Anlagentechnik: die Industrie reagiert mit besseren und neuen Techniken. Über die integrale Berechnungsmethodik der EnEV und die Festlegung auf die beiden Parameter Ht und Qp können Gebäudehülle und Anlagentechnik fein aufeinander abgestimmt werden. Das Tunen über weiche Parameter und Detailvertiefung : Vorlauf,- Rücklauftemperaturen, Thermostatventile, hydraulischer Abgleich, Wärmebrückensimulationen etc. wird verstärkt notwendig sein und fördert die Abstimmung von Gebäudehülle und Anlagentechnik sowie die Qualitätssicherung. Die KfW und weitere Förderprogramme veranlassen den Bauherren sich beraten zu lassen und sinnvolle Haussanierungskonzepte umzusetzen: Mehrinvestitionen werden gefördert und sinnvoll umgesetzt. Techniken zur Nutzung erneuerbare Energien werden durch die EnEV2009 und das EWG massiv gefordert: ohne diese sind die Grenzwerte für den Qp immer weniger einzuhalten. Die Fotovoltaik wird in diese Systeme erstmals über die in der EnEV 2009 offerierte Option, den Primärenergiefaktor bei Eigenstromnutzung zu reduzieren, integriert. (indirekt auch Auswirkung auf EWG über 15 %-Ausweich -Maßnahme).

13 Förderungen Kreditanstalt für Wiederaufbau über Energieeffizient sanieren und Durch Energieeffizient die Erhöhung der Basisförderungen das 1,5-fache in Abhängigkeit vom bauen : zinsgünstigeum Darlehen und Zuschüsse (bis 20 %!) energetischen EnEV-Niveau der Gebäudehülle erfolgt eine starke Kopplung von auch Einzelmaßnahmen, aber innovativen Haustechniken an die Dämmqualität. wesentliche Stärke: das Gebäude als Gesamtes wird bewertet (Ht und Qp) Marktanreizprogramm MAP des Bundes (BAFA); Zuschüsse für u.a.: Solarthermie Biomasse (Holzpellets, Holzhackschnitzel...) Wärmepumpen Heizungstechnik (Pumpen, hydraulischer Abgleich...) Landes- und Kommunalförderprogramme, z.b.: in NRW über progres : Eine Biomasseanlage wird mit 15 % bezuschusst, aber nur wenn das Gebäude die EnEV 2009 (Neubau) erfüllt und eine solarthermische Anlage minimal festgelegter Grösse installiert wird.

14 Aktuell: Das Bundesumweltministerium (BMU) hat am 3. Mai 2010 offiziell die Notbremse gezogen und das Marktanreizprogramm für erneuerbare Wärme gestoppt. Der Deutsche Bundestag hatte mit dem Bundeshaushalt 2010 eine qualifizierte Haushaltssperre beim Marktanreizprogramm für erneuerbare Energien beschlossen. Neue Förderrichtlinien ab dem 12. Juli 2010: Es können wieder Anträge auf Förderung beim BAFA gestellt werden. Aus: GEB-Newsletter:

15 Beispiel 1: Auswirkung der Förderung auf die Wahl der Haustechnik -Ziel E Sanierungsfall EFH Baujahr 1964

16 Beispiel für den Einfluss der Fördertechniken: Gebäudehülle Dämmpaket Haustechnik Heizung Heizung Heizkörper Thermostat Pumpe hydrau Abgleich Pufferspeicher solar (inkl. Pumpe) Summen Holzpellets Erdgas Holzp. Erdgas qm 10 Inv. KfW E-85 (Holzpellets) Eigenanteil 15,00% KfW BAFA Eigenanteil E-85 MAP Inv. KfW E-130 (Erdgas) 5,00% KfW E-130 Eigenanteil BAFA MAP Eigenanteil ,

17 Beispiel 1: Auswirkung der Förderung auf die Wahl der Haustechnik -Ziel E Sanierungsfall EFH Baujahr 1964 Fazit: Einsatz von zentraler Biomasse ergänzt um eine Solaranlage (intensive Förderung der Solaroption) komfortabel ergänzt um eine RLT mit WRG die freiwillige Mehrinvestition in alternative Technik fast geschenkt abgestimmtes Dämmpaket durch KfW-E85-Druck

18 Wie kommt man zu systematischen Ergebnissen? Beispiel 2

19 Wie kommt man zu systematischen Ergebnissen? Beispiel 2 Analyse des IST-Zustandes durch Energiebilanzen in zwei Systemen: normiert (EnEV, KfW...) angepasste Nutzungsrandbedingungen, Klimadaten etc. (Effizienzanalysen) Ökologische Analyse

20 Wie kommt man zu systematischen Ergebnissen? Beispiel 2 InvestiEinspaAmorti- Ökonomische Analyse Variante tion [ ] rung [] sation[a] Kapitalwert [ ] Kellerdeckendämmung 4939,55 284,43 13, ,91 Dämmung der Außenwände 16673,80 669,68 16, ,51 Dämmung des Kellerabgangs 639,05 59,58 9,0 3288,22 Fenstersanierung 9932,00 286,28 20,0 5214,11 Dämmung der Dachflächen 1975,25 146,65 11,0 9158,76 Gas-Brennwert und Solar (WW+H) 17232, ,82 13, ,45 Paket Bauphysik 34159, ,62 16, ,29 Paket Bauphysik + Holzpellets 51792, ,09 17, ,38 Paket Bauphysik + Gas + Solar 61272, ,11 19, ,59

21 Beispiel 2 Sanierung eines EFH zum EnEV Dämmpaket (unter Rücksichtnahmen auf Natursteindetails) 2. Wärmebrücken rechnerisch nicht optimiert: UWB = 0,10 W/qmK 3. Scheitholzofen mit Anschluss an Pufferspeicher (30%-Raum/70%Austauscher) 4. heizungsunterstützende Solarnalage 5. zentrale Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung / Blower Door Test 6. Technische Details: hydraulischer Abgleich, Thermostatventile Beibehaltung der 15 Jahre alten Gasanlage

22 Beispiel 2 Sanierung eines EFH zum EnEV Fazit: Einsatz von Biomasse im Wohnzimmer sinnvoll ergänzt um eine Solaranlage (Sommerfall) und Beibehaltung der alten Technik für Holzpausen Unter EnEV 2009 schwierig: alte Technik müsste raus, da die 76%-Verschärfung strenge Anforderungen stellt komfortabel ergänzt um eine RLT mit WRG

23 Beispiel 3: Sanierung eines Mehrfamilienhauses zum EnEV Dämmpaket (unter starker Rücksichtnahme auf die Mieter, d.h. Beibehaltung der isolierverglasten Fenster und der Gasetagenthermen: kein Eingriff in die Wohnungen) 2. Wärmebrücken auf ca. UWB = 0,03 W/qmK optimiert (teils über Wärmebrückenkataloge, teils über detaillierte Simulationen) 3. keine Investition in Anlagentechnik

24 Beispiel 3: Sanierung eines Mehrfamilienhauses zum EnEV Fazit: Unter der EnEV 2007 noch möglich mit Anwendung der 76 %-Ht - Regel (alte Heizungstechnik) und anspruchsvollem Dämmpaket ( KfW-Druck!) Mit der verschärften EnEV 2009 wäre dies ohne anlagentechnischen Investitionen nicht mehr möglich (Zentralisierung und Solartechnik)

25 Beispiel 3: Sanierung eines Mehrfamilienhauses zum EnEV Dämmpaket (inkl. 3-Scheibenwärmeschutzverglasung und Klinkerabriss mit Neuverklinkerung!) 2. Wärmebrücken auf ca. UWB = 0,05 W/qmK optimiert 3. neue leistungsreduzierte (ca. 25 kw) Erdgasbrennwerttechnik 4. Heizungsunterstützende Solaranlage 5. Durchführung einer von der KfW-geförderten Baubegleitung in Kooperation mit dem Architekturbüro

26 Beispiel 3: Sanierung eines Mehrfamilienhauses zum EnEV Fazit: Erste Erfahrung mit Eigentümer, der die InvestorNutznießer-Problematik durchbricht, um das Gebäude für Jahrzehnte wertsteigernd, gut vermietbar, schimmelfrei, heizkostenreduziert und vererbbar zu gestalten Investition in Anlagentechnik primär wegen der KfWFörderung (Solartechnik) Holzpellets nicht erwünscht da vermieteter Wohnraum

27 Vorgehensweise bei der Energieberatung und Verteilung der zur Verfügung stehenden Mittel auf Gebäudehülle und Technik: Gibt es dafür Goldene Regeln? Prioritäten in der Analyse 1. Effizienzanalyse: Wirtschaftlichkeit und Ökologie 2. Technische Machbarkeit 3. Förderberatung- und Taktik Prioritäten in der Effizienz 1. Energiesparen = Dämmen 2. Energieeffizienz in der Erzeugung 3. Erneuerbare Energien Die konsequente Anwendung ermöglicht erst eine systematische Vorgehensweise. Durch Wechselwirkungen untereinander sind mehrere Durchgänge sinnvoll!

28 Beispiel 4: Errichtung einer Schule mit Turnhalle EnEV Beauftragung Energiekonzept für EnEV-30 mit Varianten (EnEV und EnEV-50) Detaillierte Analyse der Versorgungstechnik Energieausweis nach EnEV 2009 Abfolge der Beratung mit jeweiliger Präsentation Ermittlung A/V, Volumina, Zonierung Festlegung von 3 Dämmstandards Wirtschaftliche, ökologische und fördertechnische Analyse der Versorgung mit: Erdgas, Holzpellets/-hackschnitzel, Wärmepumpen Nach Konzentration auf wenige Varianten Anwendgung von Zusatzoptionen : Solar, RLT mit WRG und/oder BHKW Intensive Förderberatung und Green-Building-Zertifizierung

29 Beispiel 4: Errichtung einer Schule mit Turnhalle EnEV Einheit Erdgas-BWT Holzpellets Erdreich-WP BWT+E-WP BWT+L-WP Betriebsgebundene Kosten pro Jahr (grobe tendenzielle Abschätzungen) Wartung/Reinigung/Kondensat 500 Instandhaltung 500 Personalkosten (Beaufsichtig., Asche etc.) Schornsteinfeger 150 Hilfsenergie 200 Summe betriebsgeb. Kosten % BWT 80 % E-WP 20% BWT 80 % L-WP % ,070 0, % ,041 0, % ,150 0, t/a t/a 96,774 18,103 90,000 4,5 7,5 2, , ,5 4,5 1, , ,5 4,5 1, ,07688 Investitionskosten (Verifizieren!) Wärmeerzeuger Mehrkosten Heizpufferspeicher Tank/Lagerung/Anschluss Summe netto Summe brutto (19 % USt) Förderung Summe Investitionen Kapitaldienst (s.u.) Verbrauchskosten pro Jahr Nutzenergie: Heizen + WW-Bereitung Jahresnutzungsgrad (-arbeitszahl) Brennstoffbedarf: Endenergie WW+H aktueller Brennstoffpreis mittlerer zukünftiger Brennstoffpreis Brennstoff im ersten Jahr Brennstoffkosten (Mittel der nächsten 20 Jahre) Brennstoffkosten (Mittel der nächsten 20 Jahre) Jährliche Gesamtkosten Einsparung gegen Erdgas-BWT CO2-Emissionen gesamt Kapitalzins Preissteigerung pro Jahr für Brennstoff Mittelwertfaktor Anlagennutzungsdauer Annuitätenfaktor kwh/a pro kwh pro kwh % % a % ,070 0, , % ,150 0, ,714 81, % ,070 0, , % ,150 0, ,000 99,355

30 Beispiel 4: Errichtung einer Schule mit Turnhalle EnEV Einheit Investitionskosten Wärmeerzeuger ca. 270 kw Heizlast Mehrkosten Heizpufferspeicher Tank/Lagerung/Anschluss Summe netto Summe brutto (19 % USt) Förderung KfW 30 % der Inv.-Kosten Förderung progres 15 % der Inv.-Kosten Summe Investitionen Kapitaldienst (s.u.) Erdgas-BWT Betriebsgebundene Kosten pro Jahr (grobe tendenzielle Abschätzungen) Wartung/Reinigung/Kondensat 500 Instandhaltung 500 Personalkosten (Beaufsichtig., Asche etc.) Schornsteinfeger 150 Hilfsenergie 200 Summe betriebsgeb. Kosten Verbrauchskosten pro Jahr Nutzenergie: Heizen + WW-Bereitung Jahresnutzungsgrad (-arbeitszahl) Brennstoffbedarf: Endenergie WW+H aktueller Brennstoffpreis mittlerer zukünftiger Brennstoffpreis Brennstoff im ersten Jahr Brennstoffkosten (Mittel der nächsten 20 Jahre) Brennstoffkosten (Mittel der nächsten 20 Jahre) Jährliche Gesamtkosten Einsparung gegen Erdgas-BWT CO2-Emissionen gesamt Kapitalzins Preissteigerung pro Jahr für Brennstoff Mittelwertfaktor Anlagennutzungsdauer Annuitätenfaktor Holzpellets Solar (WW+H) Solar (WW+H) mit Erdgas mit Holzpellets RLT mit WRG mit Erdgas RLT mit WRG mit Holzpellets % ,070 0, % ,041 0, % ,070 0, % ,041 0, % ,070 0, % ,041 0, t/a t/a 86,022 16,092 4,5 7,5 2, , ,5 4,5 1, , ,5 7,5 2, , ,5 4,5 1, , ,5 7,5 2, , ,5 4,5 1, ,07688 pro kwh kwh/a pro kwh pro kwh % % a

31 Beispiel 4: Errichtung einer Schule mit Turnhalle EnEV proges NRW 2009 relevante Zitate 2.3 Wärmepumpen mit kombinierter Raumwärme- und Warmwasserversorgung als vorbildliche Muster- und Pilotanlagen im Rahmen einer Einzelfallprüfung 2.4 Thermische Solaranlagen für die Brauchwassererwärmung: in Gebäuden als Multiplikatoranlagen, Biomasseanlagen zur Wärmeerzeugung in Verbindung mit einer Solarkollektoranlage in Gebäuden, deren Jahresprimärenergieaufwand der EnergieeinsparVO entspricht; 3.2 Nicht antragsberechtigt sind: - Gemeinden und Gemeindeverbände, soweit sie nicht als Träger von Schulen, Kindergärten, wissenschaftlichen, sozialen oder karitativen Die Förderung gem. Nr. 5.2 (Zuschuss) beträgt: - 15 v.h. bei Vorhaben nach der Nr. 2.5 (Biomasseanlagen) bis zu einem Höchstbetrag von /m2 installierter Solarkollektorfläche bei Vorhaben Folgende Anforderungen sind einzuhalten: - Multiplikatoranlagen müssen eine Visualisierungseinrichtung aufweisen, um die Stromproduktion einer breiten Öffentlichkeit zu präsentieren. 6.6 Unter Multiplikatoranlagen werden folgende Anlagen verstanden: - Anlagen auf/ an Passivhäusern, Schulen, Kindergärten, wissenschaftlichen, kirchlichen, sozialen oder karitativen Einrichtungen bzw. gemeinnützigen Vereinen oder - Anlagen im Rahmen des Programms 50 Solarsiedlungen in NRW oder - in Verbindung mit dem Programm REGIONALE oder - Photovoltaikanlagen mit innovativen Systemen zur Ertragssteigerung (zusätzlich 25 v.h. gegenüber starren Systemen am gleichen Standort oder- fassadenintegrierte Photovoltaikanlagen Richtlinie und Formulare unter folgender Homepage: KfW "Erneuerbare Energien" Programmteil "Premium" - Kredite und Tilgungszuschüsse Wer? * Privatpersonen und gemeinnützige Organisationen, die die erzeugte Wärme ausschließlich für den Eigenbedarf nutzen * freiberuflich Tätige * Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) * Unternehmen an denen mehrheitlich Kommunen beteiligt sind und die KMU-Schwellenwerte für Umsatz und Beschäftigte unterschreiten 2 Was? große Solarkollektoranlagen mit mehr als 40 m Bruttokollektorfläche (solarthermische Anlagen) große automatisch beschickte Biomasse-Anlagen zur Verbrennung fester Biomasse für die thermische Nutzung mit mehr als 100 kw Nennwä Richtlinie und Formulare unter folgender Homepage:

32 Beispiel 4: Errichtung einer Schule mit Turnhalle EnEV Fazit: Systematische Effizienzanalyse führte zur Identifizierung einer effizienten Heizungsversorgungstechnik (Holzpellets) nach Erarbeitung eines architektonisch abgestimmten Dämmkonzeptes (EnEV ). Die Anlagentechnik wurde auf Solarthermie bzw. Ergänzung durch ein BHKW vorbereitet. Die dadurch reduzierten Investitionskosten wurden für eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung verwendet zu Gunsten der Nutzer und des Komforts. Diese Effizienz wurde ohne KfW -Druck ermittelt und vom Kunden umgesetzt (u.a motiviert durch hausinterne klimaschutzpolitische Vorgaben!).

33 Beispiel 5: NEU! Einfluss der Fotovoltaik in der EnEV-Bilanz:

34 Beispiel 5: NEU! Einfluss der Fotovoltaik in der EnEV-Bilanz:

35 Beispiel 5: NEU! Einfluss der Fotovoltaik in der EnEV-Bilanz:

36 Zusammenfassung und Ausblick aus meiner Praxis: Die ordnungsrechtlichen und förderpolitischen Rahmenbedingungen fördern (förderten!?) ausgewogen und in relativ guter Übereinstimmung den Einsatz von Techniken zur Verbesserung der Energieeffizienz an Gebäuden (Dämmung, Heiztechnik) und erneuerbaren Energien. In der Sanierung und beim Neubau von Wohn- und Nichtwohngebäuden können wir diese Problematik durch die Energieberatung dem Kunden vermitteln: EnEV und EWG müssen eingehalten werden! Fördermittelakquise sollte optimiert sein! gute Energieausweise und Zertifzierungen sind gefragt Ein optimales Zusammenspiel von Gebäudehülle und Haustechnik erfordert systematische Vorgehensweisen (Energieberatung) und Detailoptimierung. Diese anspruchsvolle Aufgaben der integralen Planung ist nur in Kooperation mit allen Planern und Handwerkern qualitativ gut umsetzbar. Die energetische Qualitätssicherung am Bau wird immer wichtiger. Die angekündigte EnEV-Verschärfung und die Vorgaben durch die EU werden dies forcieren.

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