Das Aktivhaus. 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 1
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1 Das Aktivhaus 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 1
2 Aktivhaus vom Passiv- zum Energieplushaus Aktivhäuser in Theorie und Praxis - Grundlegende Anforderungen an die Bauaufgabe Innere und äußere Rahmenbedingungen Entwicklung einer Konzeptidee - Planungsparameter für Aktivhäuser Was verändert sich in der Planung gegenüber Passivhäusern Baukörper- und Hüllflächenentwicklung Beispiele integraler Planung anhand verschiedener Gebäudetypen und konzepte - Ausblick über die Energie und das Gebäude hinaus Bilanzierungsbereiche heute und in Zukunft Welche Rolle spielt der Nutzer? 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 2
3 Aktivhäuser entwickeln 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 3
4 Innere Anforderungen Thermische Hygienische Akustische Visuelle Behaglichkeit 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 4
5 Äußere Rahmenbedingungen Klima Regenerative Energiequellen Thermische Behaglichkeit Hygienische Behaglichkeit Akustische Behaglichkeit Visuelle Behaglichkeit Senken zu Quellen Mikroklima 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 5
6 Entwicklung einer Konzeptidee 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 8
7 Wechselspiel zwischen passiv und aktiv 2. April 2014 Fachbereich Architektur Institut Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 9 Quelle: Aktivhaus vom Passiv- zum Energieplushaus, Callwey Verlag 2013
8 Verfügbare Energiequellen 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 10
9 Kompaktheit vs. Energieerzeugung über Hüllfläche 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 11 Quelle: Aktivhaus vom Passiv- zum Energieplushaus, Callwey Verlag 2013
10 Ertrag von Photovoltaik-Anlagen 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 12
11 Aktivhaus-Beispiele Beispiel 1: Neubau Solar Decathlon 2007 Beispiel 2: Sanierung EPA (Effizienzhaus Plus im Altbau) Beispiel 3: Neubau Mehrfamilienhaus Aktiv-Stadthaus 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 14
12 2007 Solar Decathlon - Neubau 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 15
13 Bilanzräume Bilanzraum Solar Decathlon 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 16
14 Konzeptentwicklung 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 17
15 Grundrissentwicklung 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 18
16 Passive Maßnahmen - Baukörperentwicklung von innen: Grundrisszonierung nach Temperaturzonen 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 19
17 Passive Maßnahmen - Baukörperentwicklung von außen: kompakter Baukörper zur Optimierung der Hüllfläche 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 20
18 Passive Maßnahmen - Hüllflächenentwicklung Wärmedämmung und Dichtheit der Gebäudehülle 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 21
19 Passive Maßnahmen - Hüllflächenentwicklung Steuerung passiver Solargewinne 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 22
20 Passive Maßnahmen - Wärmespeicher Latentwärmespeicher im Leichtbau 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 23
21 Passive Maßnahmen - Querlüftung Nachtkühlung zur Auskühlung der Speichermasse 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 24
22 Passive Maßnahmen - Nachtauskühlung zusätzliches passives Nachtkühlsystem über die PV-Module 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 25
23 Aktive Systeme - Stromerzeugung Stromerzeugung durch 3 verschiedene Arten von Photovoltaik Opaker Bereich: 40 Sunpower SPR-215 Module, 3 Neigung zugunsten Architekturintegration, Leistung PV: 9kWp Loggia: 6 Scheuten Glas-Glas-Module mit Sunways perforierten Zellen Sonnenschutz, Wetterschutz & Energiegewinnung, Leistung 2kWp Süden, Osten und Westen: PV-aktiviert: 34 Flügel / 1054 Lamellen Leistung: Ost/West: 0,5 kwp, Süd 1kWp 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 26
24 Aktive Systeme - Wärmegewinnung Warmwasserbereitung mit solarthermischen Kollektoren 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 27
25 Aktive Systeme - Wärmegewinnung Lüften, Kühlen und Heizen mit reversibler Wärmepumpe 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 28
26 Aktive Systeme - Haushaltsgeräte Energieeffiziente Haushaltsgeräte und Leuchten 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 29
27 2014 Effizienzhaus Plus im Altbau - Sanierung 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 30
28 Effizienzhaus Plus im Altbau - Sanierung Bilanzraum Effizienzhaus Plus 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 31
29 Grundrissentwicklung 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 32
30 Konzeptentwicklung EG EG OG OG DG DG EG OG DG 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 33
31 Passive Maßnahmen - Baukörperentwicklung 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 34 Quelle: o5 architekten bda raab hafke lang
32 Passive Maßnahmen - Hüllflächenentwicklung 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 35 Quelle: o5 architekten bda raab hafke lang
33 Passive Maßnahmen solare Gewinne Quelle: o5 architekten bda raab hafke lang, ina Planungsgesellschaft mbh 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 36
34 Aktive Maßnahmen Stromerzeugung Quelle: o5 architekten bda raab hafke lang, ina Planungsgesellschaft mbh 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 37
35 Aktive Maßnahmen Heizen und Lüften Quelle: o5 architekten bda raab hafke lang, ina Planungsgesellschaft mbh 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 38
36 Monatsbilanz Quelle: o5 architekten bda raab hafke lang, ina Planungsgesellschaft mbh 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 39
37 Energiebilanz Quelle: o5 architekten bda raab hafke lang, ina Planungsgesellschaft mbh 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 42
38 Lebenszykluskosten Baukosten + Energiekosten Baukosten Sanierung:1.600 /m 2 Energieverbrauch: Effizienzhaus Plus: kWh Strom Referenzgebäude: kWh Öl, kWh Strom Energieproduktion: Effizienzhaus Plus: kWh Strom (Eigennutzung: 38%; 51%) Referenzgebäude: 0kWh Energiepreise: Öl: 0,06 Strom: 0,20 Energiepreissteigerung: 4% Einspeisevergütung: 0,164 /kwh (über 20 Jahre garantiert) Jährliche Kosten Energie 2014: Effizienzhaus Plus: 0,53 /m 2 Referenzgebäude: 11,87 /m 2 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 43
39 Lebenszykluskosten Baukosten + Energiekosten Baukosten bis zu Gleiche Lebenszykluskosten nach 20 Jahren
40 2013 Aktiv-Stadthaus Frankfurt HHS Planer + Architekten AG
41 Lageplan
42 Grundriss Erdgeschoss
43 Grundriss Regelgeschoss
44
45 Aktiv-Stadthaus Energiekonzeption Energieflussdiagramm Quelle: FGee, TU Darmstadt
46 Energiekonzept
47
48
49 Energiebilanz Endenergie
50 Energiebilanz Primärenergie
51 Nutzer-Interface - Startseite Bezugsgr.: WE 74 Wohnungen Guthaben Bonus-Malus Konzept Guthabenanzeige für Strom und Wärme (WW, Heizung) Anzeige für Woche, Monat, Jahr Anzeige in %, kwh,
52 Energie-Speicher
53 Lebenszyklusanalyse - Vorgehensweise Vergleichende Ökobilanz von Passiv- und Plus-Energie-Haus Ausgangsbasis: Gebäudehülle im Passivhausstandard (Referenz) Bilanz Plus-Energie-Haus: Passivhaus + energiegewinnende Gebäudetechnik Bauteilaufbauten und Massenermittlung entsprechend der realen Planung des Aktiv-Stadthaus Methode: Vereinfachtes Verfahren nach DGNB / BNB Detaillierung im Bereich der energiegewinnenden Gebäudehülle. Daten aus verschiedenen Quellen: IPCC Report, Studie Uni Stuttgart, GEMIS Datenbank. Umweltwirkungen des Energieverbrauch entsprechend der PHPP Berechnung / EnEV-Referenzgebäude Quelle: TU Darmstadt, FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen
54 Treibhauspotential Vergleich Aktivhaus / Passivhaus Treibhauspotential Konstruktion Passivhaus: 5,98 kg CO 2 -Äqv./m 2 NGFa Treibhauspotential Konstruktion Aktivhaus: 9,78 kg CO 2 -Äqv./m 2 NGFa Mehremissionen ca. 164% Mehremissionen Gesamtgebäude: kg CO2 (jährlich über 50 Jahre) Das entspricht einer Autofahrt von ca km (jährlich über 50 Jahre) Quelle: TU Darmstadt, FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen
55 Treibhauspotential Vergleich Aktivhaus / Passivhaus Treibhauspotential Aktivhaus bilanziert: 9,45 kg CO 2 -Äqv./m 2 NGFa Treibhauspotential Passivhaus bilanziert: 27,09 kg CO 2 -Äqv./m 2 NGFa Treibhauspotential DGNB Referenzgebäude bil.: 42,70 kg CO 2 -Äqv./m 2 NGFa Einsparung Aktivhaus: Ca. 65% gegenüber Passivhaus Quelle: TU Darmstadt, FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Ca. 78% gegenüber DGNB Referenzgebäude
56 Treibhauspotential Vergleich Aktivhaus / Passivhaus Quelle: TU Darmstadt, FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen
57 HHS 62
58
59 HHS 64
60 HHS 65
61 HHS 66
62 Energieeffizientes Bauen Notwendige Entwicklungen
63 Ausblick über die Energie hinaus 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 68
64 Ausblick über die Energie hinaus 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 69
65 Reboundeffekt 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 70
66 Auf dem Weg zur nachhaltigen Entwicklung 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 71
67 Auf dem Weg zur nachhaltigen Entwicklung 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 72
68 Nutzerverhalten 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 73 Nutzer-Interface zur Darstellung von Erzeugung und Verbrauch, Aktiv Stadthaus, Frankfurt, HHS Planer + Architekten AG, Kassel
69 Monitoring Messkreis Verbrauch Büro Messkreis Leistung PV Quelle: Energy Monitoring SD 07, FG ee 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 74
70 Vom Aktivhaus zur Aktivstadt 2. April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 75
71 Plusenergiehäuser Vom Prototyp zum Gebäudestandard Einfamilienhäuser Neubau Mehrfamilienhäuser Nichtwohngebäude Bestand Einfamilienhäuser Mehrfamilienhäuser
72 Speicher Monitoring, Nutzerinterfaces Elektromobilität Planungsprozesse
73 Aktivhaus Energieplusstandard in Abhängigkeit von Nutzungsart und Geschosszahl Quelle: Aktivhaus vom Passiv- zum Energieplushaus, Callwey Verlag April 2014 Fachbereich Architektur FG Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 78
74 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Aktivhaus Das Grundlagenwerk Vom Passiv- zum Energieplushaus erschienen März 2013 im Callwey Verlag Manfred Hegger, Johannes Hegger, Caroline Fafflok, Isabell Passig 2. April 2014 Fachbereich Architektur Institut Entwerfen und Energieeffizientes Bauen Prof. Manfred Hegger 80
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