Merkblatt für Gemeinden und Planer Energetische Anforderungen in Quartierplänen

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1 Departement Bau und Umwelt Amt für Umwelt Kasernenstrasse Herisau Tel Merkblatt für Gemeinden und Planer Energetische Anforderungen in Quartierplänen Ausgangslage und Ziel Im Rahmen der Ausgestaltung von Sondernutzungsplanungen sollen vermehrt auch energetische Ansprüche, welche über die Mindestanforderungen der Gebäudehülle und dem Höchstanteil nicht erneuerbarer Energie hinausgehen, formuliert werden. Neben der Forderung nach Einhaltung eines Minergie-Standards soll auch dem Bedürfnis nach einer Bauweise ohne kontrollierte Wohnungslüftung Rechnung getragen werden. Ergänzend zu den Hinweisen im Kapitel 5 des Leitfadens Energie in der kommunalen Raumplanung formuliert das vorliegende Merkblatt die gegenüber dem Energiegesetz möglichen, weitergehenden spezifischen Anforderungen an geplante Baukörper bezüglich Gebäudehülle und Höchstanteil nicht erneuerbarer Energie. Nachweisarten Anforderungen, welche vom Energiegesetz abweichen, müssen so formuliert werden, dass diese sowohl die Planenden wie auch die Vollziehenden verstehen und umsetzen respektive kontrollieren können. Der Energienachweis muss mit den Berechnungsmethoden und den entsprechenden Energienachweis-Formularen geführt werden. Die Minergie-Zertifizierung gilt ebenfalls als Nachweis im Sinne der Energiegesetzgebung, jedoch nur, wenn die definitive Zertifizierung erreicht wird. Ergänzungen wie oder gleichwertig sind nicht eindeutig, definieren keine klaren Anforderungen und sind daher nicht zulässig. Die gesamtheitlichen Ansätze von Minergie sind mit den vorgeschlagenen, punktuellen Verschärfungen gegenüber dem Gesetz nicht vergleichbar, da die Minergie- Kennzahl Wärme mit unterschiedlichen Gewichtungsfaktoren und ohne Berücksichtigung der Gebäudehüllzahl (Mass für Kompaktheit) der Bauten ermittelt wird.

2 Gemäss Minergie Mittels Energienachweis-Formularen Seite 2 Rechengang für die Ermittlung der Anforderung Höchstanteil nicht erneuerbarer Energie Der Grenzwert für den Höchstanteil an nicht erneuerbarer Energie wird bestimmt, indem der Grenzwert für die Gebäudehülle gemäss SIA 380/1 Q h,li (siehe Beispiel Seite 6) mit dem Standardverbrauch für Warmwasser gemäss SIA 380/1 Q ww addiert und diese Summe mit dem Grenzwert für den Höchstanteil (80%) multipliziert wird (siehe Beispiel Seite 6). Bei einem normal kompakten Mehrfamilienhaus mit einer Gebäudehüllzahl von 1.3 betragen Q h,li in etwa 38.8 kwh/m 2 und Q ww 20.8 kwh/m 2. Die Anforderung an den Höchstanteil kann somit wie folgt ermittelt werden: ( ) * 0.8 = 59.6 * 0.8 = 47.7 kwh/m 2. Übersicht der Möglichkeiten für verschärfte Anforderungen Anforderungen an Gebäudehülle Wärme Heizen + Warmwasser Strom Luftaustausch Grundlagen SIA 380/1 Ausgabe 2009 Anteil nicht erneuerbarer Energie oder Wärmekennzahl SIA 380/4 Ausgabe 2006 Ausgabe 1999 Art Energiegesetz (EnG) 100% 80% Fokus Hülle Verschärfung bis max. 60% 80% Fokus Wärme 100% Verschärfung bis max. 50% *) Fokus Hülle+Wärme Verschärfung bis max. 60% Verschärfung bis max. 50% *) Minergie 90% 38 kwh/m 2 a Beleuchtung bei Nicht- Wohnbauten KWL notwendig Minergie - P 60% 30 kwh/m 2 a Minergie - A 90% 0 kwh/m 2 a Zusatz Stromproduktion siehe oben siehe oben *) mit Ausnahme von Fernwärmeanschlüssen und Holzheizungen (vgl. Seiten 4 und 5) Bestgeräte Beleuchtung bei Nicht- Wohnbauten Bestgeräte Bestbeleuchtung Photovoltaikanlage mit 10 W p pro m 2 EBF KWL notwendig KWL notwendig siehe oben Hinweise und Abschätzungen zu den quantitativen Auswirkungen aufgrund der qualitativen Verschärfungen sind in den technischen Erläuterungen und Beispielen ab Seite 4 aufgeführt und kommentiert. Farblegende: Die weiss hinterlegten Felder mit roter Schrift entsprechen den Anforderungen des Energiegesetzes. Grün hinterlegte Felder zeigen die Verschärfungen an der Gebäudehülle. Blau hinterlegte Felder zeigen die Verschärfung des Höchstanteils nicht erneuerbarer Energie. Die rot hinterlegten Bereiche zeigen die Möglichkeiten, welche Minergie bietet.

3 Seite 3 Textvorschläge für energetische Anforderungen in Quartierplänen Wie auf Seite 2 bereits dargestellt, existieren die folgenden vier Möglichkeiten, um durchführbare energetische Verschärfungen im Rahmen von Quartierplänen zu beschreiben. Varianten Fokus Hülle Fokus Wärme Fokus Hülle+Wärme Minergie Minergie - P Minergie - A Textvorschläge Verschärfung Gebäudehülle: Die Anforderungen an den winterlichen Wärmeschutz von Bauten richten sich nach der Norm SIA 380/1 Thermische Energie im Hochbau, Ausgabe Der Nachweis erfolgt durch die Einhaltung des Systemnachweises mit der Anforderung xxx Prozent des Grenzwertes. Hinweis: Werte für xxx zwischen 90% und 60% möglich, normale Vorschrift 100% Verschärfung Höchstanteil nicht erneuerbarer Energie: Neubauten sind so zu erstellen und auszurüsten, dass höchstens yyy Prozent des zulässigen Wärmebedarfs für Heizung und Warmwasser mit nicht erneuerbaren Energien gedeckt werden. Der zulässige Wärmebedarf ergibt sich aus dem Grenzwert für den Heizwärmebedarf und dem Wärmebedarf für Warmwasser entsprechend der Standardnutzung gemäss SIA 380/1 Thermische Energie im Hochbau, Ausgabe Hinweis: Werte für yyy zwischen 70% und 50% möglich, normale Vorschrift 80% *) Verschärfung Gebäudehülle und Höchstanteil: Die Anforderungen an den winterlichen Wärmeschutz von Bauten richten sich nach der Norm SIA 380/1 Thermische Energie im Hochbau, Ausgabe Der Nachweis erfolgt durch die Einhaltung des Systemnachweises mit der Anforderung xxx Prozent des Grenzwertes. Hinweis: Werte für xxx zwischen 90% und 60% möglich, normale Vorschrift 100% Neubauten sind so zu erstellen und auszurüsten, dass höchstens yyy Prozent des zulässigen Wärmebedarfs für Heizung und Warmwasser mit nicht erneuerbaren Energien gedeckt werden. Der zulässige Wärmebedarf ergibt sich aus dem Grenzwert für den Heizwärmebedarf und dem Wärmebedarf für Warmwasser entsprechend der Standardnutzung gemäss SIA 380/1 Thermische Energie im Hochbau, Ausgabe Hinweis: Werte für yyy zwischen 70% und 50% möglich, normale Vorschrift 80% *) Minergie: Die Bauten werden gemäss dem zzz-standard erstellt. Hinweise: Für zzz ist Minergie, Minergie-P oder Minergie-A einsetzbar Nicht zulässig ist die Ergänzung oder gleichwertig!!! Zusatz Stromproduktion Photovoltaikanlage bei Neubauten: Die im, auf oder am Gebäude installierte Photovoltaikanlageleistung bei Neubauten muss mindestens 10 W p pro m 2 Energiebezugsfläche betragen. *) mit Ausnahme von Fernwärmeanschlüssen und Holzheizungen (vgl. Seiten 4 und 5) Der Gebäudeenergieausweis der Kantone (GEAK) ist für energetische QP-Vorschriften unzweckmässig Der GEAK dient als Instrument dazu, bestehende Bauten einer energetischen Klassierung zuzuordnen und kann nicht als präzise Berechnungsmethode beigezogen werden. Der GEAK kennt zwei Anforderungen. Es sind dies Anforderungen an die Gebäudehülle und an die Gesamtenergieeffizienz. Da die Einteilung in eine GEAK-Klasse mit einer Bandbreite von ± 25% relativ grob ist, fallen z.b. bei der Hüllenanforderung sämtliche Neubaustandards in die Kategorie B. So unpräzise Vorgaben genügen dem Anspruch an eine klare, einzuhaltende Zielvorgabe bei den heute ohnehin schon hohen gesetzlichen Minimalanforderungen nicht.

4 Seite 4 Technische Erläuterungen und Beispiel: Verschärfung der Anforderung an die Gebäudehülle Eine alleinige Verschärfung des Grenzwertes für die Gebäudehüllenanforderungen kann bis maximal 60% des SIA 380/1-Grenzwertes (entspricht dem Zielwert respektive der Anforderung an die Hülle gemäss Minergie-P) vorgenommen werden. Dies bedeutet zudem, dass die Anforderungen gemäss Energiegesetz von maximal 80% für nicht erneuerbare Energie nach wie vor eingehalten werden müssen. Wert von 380/1 Grenzwert 100 % 90 % 80 % 70 % Zielwert 60 % Anforderung gem. Energiegesetz Minergie - - Minergie-P Einsparung Hülle 0 kwh/m 2 4 kwh/m 2 8 kwh/m 2 12 kwh/m 2 16 kwh/m 2 Dämmstärke ca cm cm cm cm cm GEAK Hülle B B B B B Approximative Einsparpotenziale der Gebäudehülle bei einer für MFH üblichen Gebäudehüllzahl A th/a e von 1.5 Verschärfung des Anteils für nicht erneuerbare Energie Eine alleinige Verschärfung dieser Anforderungen für die Wärmeerzeugung ist bis maximal 20% nicht erneuerbarer Energie denkbar. Es gilt dabei zu bedenken, dass Verschärfungen beim Höchstanteil nicht erneuerbarer Energie ab zirka 50%, neben den üblichen notwendigen erneuerbaren Wärmeerzeugern, bereits zusätzliche Gebäudehüllen-Massnahmen benötigen. Eine Verschärfung bis 70% nicht erneuerbarer Energie kann mit Haustechniksystemen, welche erneuerbare Energien nutzen, noch eingehalten werden. Die Anforderung an die Gebäudehülle muss gemäss Energiegesetz immer eingehalten werden. Bei 60% nicht erneuerbarer Energie ist die Forderung nur noch mittels Erdsonden-Wärmepumpe möglich. Bei allen anderen Systemen muss auch die Hülle einen stärkeren Beitrag zur Zielerreichung leisten. Ein Anteil bis 50% nicht erneuerbarer Energie bedeutet, dass nur eine Kombination von Erzeugungssystemen oder eine erneuerbare Wärmeerzeugung mit einer besseren Gebäudehülle den notwendigen Ertrag erbringen kann. Bis 20% nicht erneuerbare Energie (80% erneuerbare Energie) bedeutet, dass neben der Ausschöpfung aller Möglichkeiten im Bereich Wärmeerzeugung auch die Hülle gegenüber dem Gesetz besser erstellt werden und die Anrechnung eines Stromertrages durch eine PV-Anlage beinhaltet sein muss, um die Anforderung überhaupt einhalten zu können. Dies entspricht in etwa einem Minergie-A-Gebäude ohne kontrollierte Wohnungslüftung. Eine vollumfängliche Deckung mit erneuerbarer Energie ohne Zusatzmassnahmen an der Gebäudehülle respektive Haustechnik ist nur mit einer Holzheizung möglich (Fernwärme entspricht 80% erneuerbar). Verschärfung der Anforderungen an die Gebäudehülle und der nicht erneuerbaren Energie Eine Kumulation der Verschärfung beider Anforderungen (Gebäudehülle und Wärme) bewegt sich sehr schnell in Richtung Minergie-P oder Minergie-A. Hier stellt sich die Frage, ob es nicht sinnvoller wäre, das Gebiet einem Minergie-Standard zuzuordnen, da es sich um ein klares Zertifizierungsverfahren mit entsprechender Deklaration handelt. Es wird kaum ein Grundeigentümer verstehen, welche energetischen Anforderungen hinter der Kumulation stehen. Minergie hingegen ist ein Begriff und lässt sich erst noch werbewirksam kommunizieren. Zusatz Stromproduktion Diese Zusatzanforderung an die Stromproduktion bewirkt in etwa einen Ertrag von 10 kwh/m 2 und Jahr (20 kwh/(m 2 *a) mit Faktor 2 gewichtet). Bei Wohnbauten werden so zirka 30 bis 50% des Jahresstromverbrauchs am Gebäude erzeugt, bei üblicher Ausrichtung und Platzierung der Module.

5 Seite 5 Übersicht zu Anforderungen, Effizienzerhöhung und Erträge von Haustechnik-Massnahmen Obenstehende Grafik illustriert sowohl mögliche Einsparungen (als Erträge dargestellt) durch die Verbesserung der Gebäudehülle, als auch Erträge von verschiedenen Haustechnik-Kombinationen am Beispiel eines normalen Mehrfamilienhauses. Diese wurden mit Hilfe der Standardlösungen gemäss MuKEn 2008 ermittelt. Bei bedeutenden Verschärfungen beim Höchstanteil nicht erneuerbarer Energie (auf 50% und mehr) sind die Anforderungen teilweise nur noch in Kombination von Haustechnik und Gebäudehülle, bei noch schärferen Anforderungen auch noch um eine PV-Anlage ergänzt, erfüllbar. Grünlich dargestellt sind generell Nettoerträge. Das heisst, dass der zur Generierung der erneuerbaren Energien notwendige Eigenverbrauch vom Bruttoertrag für jedes System mit den entsprechenden nationalen Gewichtungsfaktoren bereits berücksichtigt ist. Der Kennzahl (80% erneuerbar) beim Fernwärmeanschluss liegt eine Holzschnitzelheizung mit fossiler Spitzenlastdeckung zugrunde. Bei Fernwärme aus Kehrichtverbrennungsanlagen liegt der erneuerbare Anteil bei 50%. Hinweis zu den Lüftungswärmeverlusten Sollen die hygienischen Raumluftbedingungen hinsichtlich Feuchte- und Kohlendioxidgehalt eingehalten werden, ist bei heute neu erstellten Bauten ein Lüftungskonzept gemäss notwendig. Dampfdiffusionsoffene Bauteile und sorptionsfähige Baustoffe können den Feuchtehaushalt im Innenraum positiv beeinflussen, nicht aber den notwendigen Austausch der CO 2 -angereicherten Luft mit sauerstoffhaltiger Aussenluft ersetzen. Aufgrund dichter Fenster und luftdichter Gebäudehülle muss mit manuellem Fensterlüften der hygienisch notwendige Luftwechsel bewirkt werden. Dieser hygienische notwendige Luftaustausch verursacht einen Energiebedarf von rund 20 kwh/m 2 und Jahr. Abkürzungsverzeichnis: 80% (Gesetz) Höchstanteil nicht erneuerbarer Energie gemäss Energiegesetz 90% 380/1 90% des Grenzwertes gemäss SIA 380/1 (= Anforderung an Hülle für Minergie) 60% 380/1 60% des Grenzwertes gemäss SIA 380/1 (= Anforderung an Hülle für Minergie-P) KWL Kontrollierte Wohnungslüftung PV Photovoltaik-Anlage AUL-WP Aussenluft-Wärmepumpe EWS-WP Erdsonden-Wärmepumpe th. Soko WW Thermische Sonnenkollektoranlage für Warmwasser th. Soko WW+H Thermische Sonnenkollektoranlage für Warmwasser und Heizungsunterstützung

6 Seite 6 Beispiel für normale Mehrfamilienhäuser: Höchstanteil auf 60% respektive 20% verschärfen 1. Bestimmen des zulässigen Wärmebedarfs für Heizen und Warmwasser In der Regel weisen Mehrfamilienhäuser eine Gebäudehüllzahl um 1.5 auf. Der Grenzwert Hülle beträgt somit 42.4 kwh/m 2. Der Grenzwert Warmwasser für die Standardnutzung MFH ist konstant und beträgt 20.8 kwh/m 2. Der zulässige Wärmebedarf beträgt somit 63.2 kwh/m Verschärfung für Höchstanteil und zulässigen Wert bestimmen Bei 60% des zulässigen Wärmebedarfs ergibt sich ein Grenzwert von 63.2 * 0.6 = 37.9 kwh/m 2. Das entspricht zufälligerweise in etwa dem Grenzwert von Minergie. Würde der zulässige Wärmebedarf bei 20% liegen, ergäbe sich ein Grenzwert von 63.2 * 0.2 = 12.6 kwh/m 2. Die Anforderung liegt zwischen Minergie-P und Minergie-A. 3. Kontrolle der Anforderung hinsichtlich Umsetzbarkeit Beispiel 60% Höchstanteil nicht erneuerbare Energie Beispiel 20% Höchstanteil nicht erneuerbare Energie Anforderung kwh/m2 Ertrag durch Massnahme Grenzwert Hülle 380/ kwh/m2 Bedarf WW % 380/1 100% H+WW % 380/1 60% nicht er. Energie % 380/ % 380/1 Bedarf ern. Energie (40%) = PV 20 AUL-WP 25 EWS-WP 10 th. Soko WW 20 th. Soko WW+H 5 KWL 15 Soko+KWL 25 AUL-WP+KWL 30 EWS-WP+KWL 40 AUL-WP+PV 45 EWS-WP+PV 45 AUL-WP+KWL+PV 50 EWS-WP+KWL+PV Anforderung kwh/m2 Ertrag durch Massnahme Grenzwert Hülle 380/ kwh/m2 Bedarf WW % 380/1 100% H+WW % 380/1 20% nicht er. Energie % 380/ % 380/1 Bedarf ern. Energie (80%) = PV 20 AUL-WP 25 EWS-WP 10 th. Soko WW 20 th. Soko WW+H 5 KWL 15 Soko+KWL 25 AUL-WP+KWL 30 EWS-WP+KWL 40 AUL-WP+PV 45 EWS-WP+PV 45 AUL-WP+KWL+PV 50 EWS-WP+KWL+PV Bei der Anforderung 60% können die Haustechnik-Massnahmen nur in Kombinationen den geforderten Wert erreichen (grün markierte Varianten). Bei 20% genügen nur Haustechnik-Massnahmen (mit Ausnahme einer Holzheizung) nicht mehr (alle Varianten rot), und zusätzliche Effizienzmassnahmen an der Gebäudehülle müssen einen Beitrag leisten. Würden die Massnahmen EWS-WP, KWL, PV und Gebäudehülle gemäss Zielwert kombiniert, ist ein bezüglich Wärme sich selbst versorgendes Gebäude theoretisch möglich. Kontaktstelle Amt für Umwelt Appenzell Ausserrhoden Olivier Brenner Kasernenstrasse Herisau Tel.: , Fax: ; afu@ar.ch,