3 Jahre Netzwerk Effizienzhaus Plus Ergebnisse und Schlussfolgerungen

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1 3 Jahre Ergebnisse und Schlussfolgerungen MinRat Dipl.-Ing. Hans-Dieter Hegner Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit Leiter des Referats B I 5

2 Angewandte Bauforschung: Zukunft schon heute erproben Forschungsinitiative des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit zur Unterstützung der Innovationsfähigkeit der Baubranche und zur Umsetzung einer nachhaltigen Entwicklung des Gebäudesektors in Deutschland

3 Übersicht Forschungsinitiative Zukunft Bau Ressortforschung Antragsforschung Demonstrationsvorhaben Ministerialrat Dipl.-Ing. Hans-Dieter Hegner BMUB, Leiter des Referats B I 5 - Bauingenieurwesen, Nachhaltiges Bauen, Bauforschung

4 Ergebnistransfer der Forschungsinitiative Zukunft Bau Internetportal Zukunft Bau Auftritte auf Messen und Kongressen Veröffentlichungen in Fachzeitschriften Veranstaltungsreihe Detail research Jede Ausgabe Artikel im Bundesbaublatt Beteiligung an Fachveranstaltungen wie z.b. Schulkongress Ministerialrat Dipl.-Ing. Hans-Dieter Hegner BMUB, Leiter des Referats B I 5 - Bauingenieurwesen, Nachhaltiges Bauen, Bauforschung

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6 Ministerialrat Dipl.-Ing. Hans-Dieter Hegner BMUB, Leiter des Referats B I 5 - Bauingenieurwesen, Nachhaltiges Bauen, Bauforschung

7 Die neue Marke 7

8 Die EU-Richtlinie im Blick EU-Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden: Niedrigstenergiegebäude Standard spätestens ab für Neubauten, für öffentliche Gebäude ab Niedrigstenergiegebäude: Der fast bei Null liegende oder sehr geringe Energiebedarf sollte zu einem ganz wesentlichen Teil durch Energie aus erneuerbaren Quellen einschließlich Energie aus erneuerbaren Quellen, die am Standort oder in der Nähe erzeugt wird gedeckt werden 8

9 Die Definition des EH + Bewertungsindikator: Jahres-Primärenergiebedarf und Jahres- Endenergiebedarf, Eigennutzungsgrad der generierten erneuerbaren Energien ist auszuweisen (gilt für alle Arten von Wohngebäuden) Es muss sowohl ein negativer Jahres-Primärenergie-bedarf ( Q p < 0 kwh/m²a) als auch ein negativer Jahres-Endenergiebedarf ( Q e < 0 kwh/m²a) vorliegen, Berechnung nach EnEV-Prozedur mit Haushaltsstrom und Beleuchtung Haushaltsstrom und Beleuchtung: pauschaler Endenergiebedarf von 20 kwh/m²a (davon Beleuchtung: 3 kwh/m²a; Haushaltsgeräte: 10 kwh/m²a; Kochen: 3 kwh/m²a; Sonstiges: 4 kwh/m²a) jedoch maximal kwh/a je Wohneinheit anzunehmen. Das Haus ist durchgängig mit Geräten des höchsten Energieeffizienzlabels und intelligenten Zählern auszustatten Bilanzierungsrahmen: Grundstück ( on-site Generation ) Veröffentlicht in BMVBS-Broschüre Wege zum Effizienzhaus Plus 9

10 Wie kommt das Plus in die Häuser? Forschung am Modell Wir bleiben technologieoffen! 10 Programme und Projekte des Bundes

11 Das Wettbewerbsergebnis 1. Platz: Uni Stuttgart 11 Programme und Projekte des Bundes Quelle: BMVBS, Uni Stuttgart, Prof. Sobek

12 Besondere Merkmale des Hauses Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen Kleinhausbau (wiss. Untersuchung) 83% Erfüllungsgrad Gold-Status 100 % selbstständige Versorgung mit regenerativer Energie im Jahresmittel Rezyklierbarkeit aller zum Bau des Hauses verwendeten Materialen Begleitung auf Forschungsebene durch ein umfassendes Monitoring Programm Nachhaltigkeitsbewertung nach der deutschen Zertifizierungssystematik 12 Energiewende in Deutschland

13 Der Aufbau des Hauses beginnt im September Energiewende in Deutschland

14 Vorfertigung der Elemente bei der Firma Holzbau Merkle In Baden-Würtemberg 14 Energiewende in Deutschland

15 15 Energiewende in Deutschland

18 Schema des technischen Konzepts 18

19 Messergebnisse aus dem Effizienzhaus Plus mit E-Mobilität Quelle: Internetseite BMVBS 19

20 Elektrofahrzeuge als mobiler Speicher des Hauses Beteiligte Fahrzeuge: 1. Audi A1 e-tron 2. Opel Ampera 3. VW Golf blue-e-motion 4. BMW Concept Active E 5. Mercedes A-Klasse E-Cell 6. Smart ED 3 6 Fotos: Hersteller Fotos: 20

21 Das Demonstrationsprojekt des Ministeriums 21 Foto: BMVBS / Schwarz

22 22 Foto: BMVBS / Schwarz

23 Der Energieausweis kann das Plus darstellen 23

24 Messergebnisse aus dem Effizienzhaus Plus mit E-Mobilität +906 kwh Quelle: Internetseite BMVBS 24

27 Messergebnisse aus dem Effizienzhaus Plus mit E-Mobilität Bewertungsprozedur funktioniert Gemessene Ergebnisse bestätigen in der Tendenz, dass das Konzept aufgeht 27

28 Photovoltaikflächen: Ertragssteigerung möglich 28

29 Die Familie im EH+ sozialwiss. Erkenntnisse Die Familien sind ein guter Botschafter Fotos: BMVBS 29

30 Zwischenbilanz Netzwerk Steckbriefe und Messergebnisse unter 30

31 Effizienzhaus Plus IB Miller Wohngebäude mit Büro Quelle: Internetseite BMVBS 31

32 Quelle: Internetseite BMVBS 32

33 Plus-Energie-Haus Prof. Fisch in Stuttgart Quelle: Internetseite BMVBS 33

34 Plus-Energie-Haus Prof. Fisch in Stuttgart Messergebnisse 2014 Quelle: Internetseite BMVBS 34

35 Plus-Energie-Haus in Lüneburg Einfamilienhaus 129 m² in Lüneburg mit direktelektrischem Wärmekonzept Technik: PV-Anlage 12,6 kwp Marmor-Wandheizkörper Dezentrale Warmwasser- Erzeugung 35

36 Projekt der Fa. Elbehaus und der Fa. Xella: ein massives EH+ Ytong Energy Plus U-Wert 0,15 W/(m²K) Quelle: Xella 36

37 Projekt der Fa. Elbehaus und der Fa. Xella: ein massives EH+ 37

38 EH+-in den Bergen Bischofswiesen 38

39 EH+-in den Bergen Bischofswiesen Messergebnisse

40 Projekt der Nassauischen Heimstätte: Frankfurt-Riedberg Perspektive Photovoltaikfassade (Südseite) Summe Erträge PV: kWh/a Bilanz/Überschuss: kwh/a Betrieb von 10 Fahrzeugen möglich Quelle: HHS Kassel 40

41 Projekt der Nassauischen Heimstätte: Frankfurt-Riedberg 41

42 Projekt der Nassauischen Heimstätte: Frankfurt-Riedberg 42

43 Projekt der ABG Frankfurt eine innerstädtische Bebauung Quelle: HHS Kassel 43

44 Aktiv-Stadthaus der ABG Frankfurt PV-Anlage Dach: ca Module (Wirkungsgrad 19,7%) mit 249 kwp PV-Anlage Fassade: ca. 165 Module mit 80 kwp vorauss. Polykristallin Blau hoher Wirkungsgrad auch bei geringer Einstrahlung, akzeptabler Preis Quelle: HHS Kassel 44

45 Energetisches Konzept

46 Abwassernutzung

47 Abwassernutzung 2 Module a 22 m Länge 2 Module a 22 m Länge Leistung 95 KW bei einer Leistung 95 KW bei einer Abwassertemperatur von 12 C 12 C

48 Energiebilanz

49 Verknüpfung zur E-Mobilität

50 Aktiv-Stadthaus der ABG Frankfurt Baufortschritt am

51 Aktiv-Stadthaus der ABG Frankfurt

52 Aktiv-Stadthaus der ABG Frankfurt

53 Aktiv-Stadthaus der ABG Frankfurt Darstellung der wichtigsten Angaben für den Mieter einfache Darstellung, Signalfarben Verhaltenshinweise für alle 74 WE Anreize zum Energiesparen 53

54 Gebäudekennwerte Effizienzhaus Plus 54

55 Entwurfskriterien Baulicher Wärmeschutz Das Effizienzhaus-Plus liefert architektonische Freiräume bei der Konzeptfindung durch die gleichzeitige Abwägung von bedarfssenkenden Maßnahmen mit der Integration von Flächen zur Erzeugung erneuerbarer Energien in der Gebäudehülle. Der bauliche Wärmeschutz unterschreitet die Mindestanforderungen der aktuellen EnEV um 20 bis 60 % (im Mittel 40 %). Die energetische Qualität der bisher realisierten Gebäude bewegt sich zwischen den KfW-Förderstufen (Effizienzhaus 40 und 55) mit einem Schwerpunkt in Richtung KfW-Effizienzhaus

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57 Stromverbrauch 57

58 Photovoltaikflächen 58

59 Photovoltaikflächen 59

60 Wirkung der Speichertechnik 60

61 Stromtechnologien 61

62 Photovoltaikflächen Die Analyse der bisher realisierten Häuser zeigt, dass im Mittel etwa 0,50 m² Photovoltaikfläche je m² Wohnfläche installiert wurden. Die installierte Leistung der Photovoltaikanlagen beträgt zwischen 8,5 und 24,5 kwp und liegt im Mittel bei etwa 10 kwp für Einfamilienhäuser. Ein KfW-Effizienzhaus 55 benötigt etwa 0,5 m² Photovoltaikfläche je m² Wohnfläche, um zu einem Effizienzhaus-Plus aufgerüstet zu werden. Mit einem elektrischen Speicher (Kapazität ca. 8 bis 10 kwh) kann der Eigennutzungsgrad des selbsterzeugten Stroms aus erneuerbaren Energien in einem Einfamilienhaus leicht verdoppelt werden. 62

63 Entstandene Mehrkosten 63

64 Zwischenfazit bei den Modellvorhaben Bewertungsprozedur funktioniert Gemessene Ergebnisse bestätigen in der Tendenz, dass das Konzept aufgeht Die bauliche Hülle liegt in der Regel bei KfW 55 Prinzipiell sind alle Konzepte zugelassen, vermehrt wird jedoch auf Wärmepumpentechnik gesetzt Die vorherberechnete Stromproduktion der Photovoltaikanlagen war überwiegend übereinstimmend mit den Messwerten. Speichertechniken können im Kleinhausbau die Eigenstromnutzung auf 30-50% anheben, weitere Vernetzung und intelligente Energienutzung ist notwendig viele Häuser verbrauchen mehr Endenergie als nach Norm berechnet. MSR-Systeme haben einen zu hohen Energieverbrauch 64

65 Effizienzhaus Plus im Bestand Ein Projekt der NUWOG und des BMVBS 65

66 Effizienzhaus Plus im Bestand - die Siegerentwürfe Hochschule Ruhr West Mülheim an der Ruhr, Institut Energiesystem und Energiewirtschaft, Prof. Dr.-Ing. Viktor Grinewitschus. Mit Werner Sobek Stuttgart GmbH und Oehler Archkom Solar Architektur Quelle: Werner Sobek 66

67 Effizienzhaus Plus im Bestand - die Siegerentwürfe Technische Universität Darmstadt, Fachbereich Architektur, Fachgebiet für Entwerfen und Energieeffizientes Bauen, Prof. Dipl.-Ing. M. Sc. Econ. Manfred Hegger Mit o5 architekten bda raab hafke lang und der ina Planungsgesellschaft mbh Quelle: TU Darmstadt 67