Forschungsinitiative Zukunft Bau 2857
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- Cornelius Hilko Grosse
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1 Forschungsinitiative Zukunft Bau 2857 Aktiv-Stadthaus. Entwicklungsgrundlage für städtische Mehrfamilienhäuser in Plus-Energie-Bauweise nach EU 2020 und zur Vorbereitung eines Demonstrativ-Bauvorhabens in Frankfurt am Main. Abschlussbericht von Manfred Hegger, Norbert Fisch, Nathalie Jenner, Simon Gehrmann, Friederike Hassemer, Joost Hartwig, Christopher Mück, Boris Mahler, Tobias Nusser, Simone Idler, Andreas Wiege, Kai Erlenkämper 1. Auflage Aktiv-Stadthaus. Entwicklungsgrundlage für städtische Mehrfamilienhäuser in Plus-Energie-Bauweise nach EU 2020 und zur Vorbereitung eines Demonstrativ-Bauvorhabens in Frankfurt am Main. Abschlussbericht Hegger / Fisch / Jenner / et al. schnell und portofrei erhältlich bei beck-shop.de DIE FACHBUCHHANDLUNG Thematische Gliederung: Haustechnik, Gebäudeautomatisierung Fraunhofer IRB 2014 Verlag C.H. Beck im Internet: ISBN
2 F 2857 Manfred Hegger, Norbert Fisch, Nathalie Jenner, Simon Gehrmann, Friederike Hassemer, Joost Hartwig, Christopher Mück, Boris Mahler, Tobias Nusser, Simone Idler, Andreas Wiege, Kai Erlenkämper Aktiv-Stadthaus Entwicklungsgrundlage für städtische Mehrfamilienhäuser in Plus-Energie-Bauweise nach EU 2020 und zur Vorbereitung eines Demonstrativ-Bauvorhabens in Frankfurt am Main Fraunhofer IRB Verlag
3 F 2857 Bei dieser Veröffentlichung handelt es sich um die Kopie des Abschlußberichtes einer vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung -BMVBS- im Rahmen der Forschungsinitiative»Zukunft Bau«geförderten Forschungsarbeit. Die in dieser Forschungsarbeit enthaltenen Darstellungen und Empfehlungen geben die fachlichen Auffassungen der Verfasser wieder. Diese werden hier unverändert wiedergegeben, sie geben nicht unbedingt die Meinung des Zuwendungsgebers oder des Herausgebers wieder. Dieser Forschungsbericht wurde mit modernsten Hochleistungskopierern auf Einzelanfrage hergestellt. Die Originalmanuskripte wurden reprotechnisch, jedoch nicht inhaltlich überarbeitet. Die Druckqualität hängt von der reprotechnischen Eignung des Originalmanuskriptes ab, das uns vom Autor bzw. von der Forschungsstelle zur Verfügung gestellt wurde. by Fraunhofer IRB Verlag 2014 ISBN Vervielfältigung, auch auszugsweise, nur mit ausdrücklicher Zustimmung des Verlages. Fraunhofer IRB Verlag Fraunhofer-Informationszentrum Raum und Bau Postfach Stuttgart Nobelstraße Stuttgart Telefon Telefax irb@irb.fraunhofer.de
4 Aktiv-Stadthaus Entwicklungsgrundlage für städtische Mehrfamilienhäuser in Plus-Energie-Bauweise nach EU 2020 und zur Vorbereitung eines Demonstrativ-Bauvorhabens in Frankfurt am Main Abschlussbericht
5 Forschungsinitiative ZukunftBau Im Rahmen der Forschungsinitiative ZukunftBAU des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) und des Bundesinstitutes für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) Abschlussbericht Das diesem Bericht zugrundeliegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesinstitutes für Bau-, Stadt- und Raumforschung unter dem Förderkennzeichen SF gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor. Aktiv-Stadthaus Endbericht TU Darmstadt, FGee STZ HHS Feb
6 Projektbearbeiter Projektleitung Fachbereich Architektur Fachgebiet Entwerfen und Energieeffizientes Bauen (FGee) Prof. Manfred Hegger Dipl.-Ing. M. Sc. Econ El-Lissitzky-Straße Darmstadt Tel Fax Bearbeitung Prof. Dipl.-Ing. M. Sc. Econ. Manfred Hegger Dipl.-Ing. Nathalie Jenner Dipl.-Ing. Simon Gehrmann Dipl.-Ing. Friederike Hassemer Dipl.-Ing. Joost Hartwig B. Sc. Christopher Mück Steinbeis-Transferzentrum Energie-, Gebäude und Solartechnik (STZ) Prof. Dr.-Ing. Norbert Fisch Gropiusplatz Stuttgart Tel Fax Bearbeitung Prof. Dr.-Ing. Norbert Fisch Dr.-Ing. Boris Mahler M.Sc. Tobias Nusser M.Sc. Simone Idler HHS Planer + Architekten AG Habichtswalder Straße Kassel Tel Fax Bearbeitung Dipl.-Ing., Arch. Andreas Wiege Dipl.-Ing. Kai Erlenkämper Aktiv-Stadthaus Endbericht TU Darmstadt, FGee STZ HHS Feb. 2013
7 Drittmittelgeber Bauherr ABG FRANKFURT HOLDING Wohnungsbau- und Beteiligungsgesellschaft mbh Elbestrasse Frankfurt am Main Tel Fax Bauherr Herr Frank Junker (Vorsitzender der Geschäftsführung) Herr Jürgen Braun (Leiter Technische Abteilung) Hager Vertriebsgesellschaft mbh & Co. KG Zum Gunterstal Blieskastel Tel / Fax Bearbeitung Herr Richard Josef Weinmann Herr Stephan Drexler Projektbeirat Herr Hans-Dieter Hegner, Ministerialrat Bundesministerium für Verkehr-, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) Herr Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gerhard Hausladen Lehrstuhl für Bauklimatik und Haustechnik, TU München Fachliche Betreuerin: Frau Dipl.-Ing. Miriam Hohfeld Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) im Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR) Aktiv-Stadthaus Endbericht TU Darmstadt, FGee STZ HHS Feb
8 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 4 1. Zusammenfassung 8 2. Einleitung Ausgangslage Ziel Inhalte und Aufbau des Forschungsberichtes Das Demonstrativ-Bauvorhaben AP A Gebäudeenergiekonzeption Bilanzierung Bilanzraum und Regelwerk Bilanzierung - Standort Bilanzierung Messtechnik Bilanzierung Aufzüge Bilanzierung Zonierung Der Planungsprozess Erste Plus-Energie-Bilanz, Planungsstand Energiebedarfsanalyse, Planungsstand Optimierungspotentiale des Wärmebedarfs Optimierung des Strombedarfs Lokale Verfügbarkeit von regenerativen Energieträgern Solaraktive Nutzung der Gebäudehülle Photovoltaik Abwasserwärmenutzung Evaluierung der Energiekonzeption Untersuchte Konzepte Wirtschaftlichkeit Die Energiekonzeption Aktuelle Planung (Stand ) Wärmeerzeugung Wärmeverteilung Lüftung Photovoltaik Energiebedarf und Plus-Energie-Bilanz Energiebedarf Plusenergiebilanz Eigennutzungsgrad Stromspeicher Lastmanagement Stromlastmanagement bei Haushaltsgeräten Lastverschiebung zentraler Verbraucher 70 Aktiv-Stadthaus Endbericht TU Darmstadt, FGee STZ HHS Feb. 2013
9 Netzintegration von Plus-Energie-Gebäuden Building-Management-System (BMS) Stromvermarktung in Plus-Energie-MFH Abrechnungsmodell Energiepauschale Berechnung der Energiepauschale Monitoring und Messkonzept Analyse der Randbedingung des Aktiv-Stadthauses - allgemeine Rückschlüsse auf Mehrfamilienhäuser im Plus-Energie-Standard Kompaktheit Verhältnis solaraktiv nutzbarer Hüllfläche zum Energiebedarf Kubaturvariationen verschiedener Gebäudetypologien Wohndichte Verschattung Kubatur Ausrichtung AP B Elektro-Mobilität Die Ausgangslage Die Elektrofahrzeuge aktueller Stand der Technik Energieverbrauch Reichweite Elektrobikes Pedelecs (Pedal Electric Cycle) Lademöglichkeiten der Elektromobilität Konduktive Ladung Induktive Ladung Vergleichende Betrachtung der Lademöglichkeiten Die Lademöglichkeiten im Aktiv-Stadthaus Die Akkus in den Wagen Die Nutzung von E-Mobilen Hemmnisse und Lifestyle Hemmnisse Entwicklungsstand und Lifestyle der Fahrzeuge Entwicklungsstand und Lifestyle der Pedelecs Das Nutzungskonzept im Aktiv-Stadthaus Standortbedingungen Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Berechnungsgrundlagen Szenario I: All-In-Konzeption Warmmietenpauschale für E- Mobilität Szenario II: Kilometergenaue Abrechnung Szenario III: Anlehnung an bestehende Tarifstrukturen von book n drive Szenario IV: Kilometerkontingent bei freiwilliger Abnahme Fazit: Wirtschaftlichkeitsszenarien von Car-Sharing- Konzeptionen Individual-Leasing für die Bewohner des Aktiv-Stadthauses 127 Aktiv-Stadthaus Endbericht TU Darmstadt, FGee STZ HHS Feb
10 Pedelecs im Aktiv-Stadthaus Regenerative Strombereitstellung für die E-Mobilität Fahr- und Standzeiten der Wagen Speicherauslegung Elektromobilität als (bidirektionaler) Pufferspeicher Ausblick AP C Energiemanagement für den Nutzer Das Nutzerinterface Nutzen Datenschutz Hardware Software Aufbau Inhalte Oberflächengestaltung Übersicht eines möglichen Aufbaus des Nutzerinterfaces unter Zuweisung der Datengrundlagen Profile Startseite Guthaben Hausvergleich Empfehlung/ Prognose Energiebezug Raumtemperatur Verbrauch Energiebilanz E-Car Energiespartipps Wetter Termine Monitoring des Nutzerverhaltens Monitoring - Interdisziplinäre Auswertung und Dokumentation des Nutzerverhaltens Das Vorgehen AP D Lebenszyklusanalyse Ökobilanzierung - Ausgangslage und Zielstellung Untersuchungsmethodik Ökobilanzierung Funktionelle Einheit Systemgrenzen Datenkategorien Anforderungen an die Datenqualität Betrachtete Wirkungskategorien Vergleichende Ökobilanz von Passiv- und Plus-Energie-Haus 181 Aktiv-Stadthaus Endbericht TU Darmstadt, FGee STZ HHS Feb. 2013
11 Ziel und Untersuchungsrahmen Sachbilanz Wirkungsbilanz Auswertung Optimierung der Planung unter ökologischen Aspekten Ziel und Untersuchungsrahmen Sachbilanz Wirkungsbilanz Auswertung Lebenszykluskostenbetrachtung (LCC) Berechnungsgrundlagen Kostengrundlagen des Aktiv-Stadthauses Kostengrundlagen des Passivhauses Kostengrundlagen des Referenzgebäudes Gegenüberstellung der Lebenszykluskosten verschiedener Energiestandards Die Lebenszykluskosten im Vergleich Fazit Integrale Planung Mehraufwendungen im Planungsprozess Berücksichtigung der Energiekonzeption von Beginn der Planung an Grundlagenermittlung Vorentwurf- und Entwurfsplanung Genehmigungsplanung Fazit Ausblick Abbildungsverzeichnis Quellenverzeichnis ANLAGEN ANLAGE - Wirtschaftlichkeit von A Haushaltsgeräten Kühl-/Gefrierkombination Geschirrspüler Elektroherd/Backofen Waschmaschine Kondenstrockner Wirtschaftlichkeit Haushaltsgeräte ANLAGE - Verschattungsstudie ANLAGE - Energiespartipps für das Nutzerinterface des Aktiv-Stadthaus 248 Aktiv-Stadthaus Endbericht TU Darmstadt, FGee STZ HHS Feb
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