Leitfaden für Projektleiter

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1 Leitfaden für Projektleiter /

2 1 Inhalt Begleitforschung EnEff:Stadt Projektleiter-Treffen Zwischenberichte Bilanzierungstool Projekt-Visitenkarten Schriftenreihe Veröffentlichungen Roll-Ups / Poster Messtechnische Begleitung Kontaktdaten der Mitglieder der Begleitforschung: Anlagen... 7 Anlage 1 Zwischenberichtsstruktur für EnEff:Stadt-Projekte... 7 Anlage 2 Das EnEff:Stadt-Bilanzierungstool Anlage 3 Leitfaden für Messkonzepte in EnEff:Stadt

3 Begleitforschung EnEff:Stadt Um die Forschungsinitiative EnEff:Stadt wissenschaftlich auszuwerten, den Fördermittelgeber BMWi sowie den Projektträger Jülich (PtJ) bei der Auswahl geeigneter Pilotvorhaben zu unterstützen und die Forschungsinitiative nach außen zu kommunizieren wurde bereits im Jahr 2007 ein Begleitforschungsteam mit den beiden Fraunhofer- Instituten für Bauphysik und UMSICHT, der pro:21 GmbH und Dr. R. Jank eingerichtet. In Phase I (Förderkennzeichen F, Laufzeit 12/ /2009) und Phase II (Förderkennzeichen N, Laufzeit 11/ /2012) waren die Aufgaben der Begleitforschung dabei neben der Beratung und der Kommunikation, die unter anderem durch das Fachbuch Energetische Quartiersplanung Methoden, Technologien, Praxisbeispiele (veröffentlicht im IRB-Verlag) erfolgte, die Entwicklung von geeigneten Strukturen für die Querauswertung der Demonstrationsvorhaben. 1 Projektleiter-Treffen Das von PtJ eingerichtete Begleitforschungsteam organisiert regelmäßige Treffen mit den Projektleitern der laufenden EnEff:Stadt-Projekte, in der Regel 2 solcher Treffen jährlich. Um die Teilnehmerzahl zu begrenzen, sollen in der Regel 1 bis maximal 3 Teilnehmer pro Projekt an diesen Treffen teilnehmen. Die Leiter der laufenden EnEff:Stadt-Projekte sind aufgrund der Nebenbestimmungen des Bewilligungsbescheides verpflichtet, an diesen Meetings teilzunehmen oder bei Verhinderung einen fachlich geeigneten Stellvertreter zu entsenden. Diese Treffen dienen - einem fachlichen Erfahrungsaustausch zwischen den Leitern der EnEff:Stadt-Projekte, - der Kommunikation zwischen den Projektleitern und dem Begleitforschungsteam bzw. PtJ (fachliche und organisatorische Fragen sowie Projektabwicklungsfragen, die von allgemeinem Interesse sind). Sie werden inhaltlich vom Begleitforschungsteam in Abstimmung mit den Projektleitern und PtJ organisiert und finden in der Regel am Standort eines der EnEff:Stadt-Projekte statt. An den Treffen sollen auch fachliche Präsentationen zu einzelnen EnEff:Stadt-Projekten erfolgen, in der Regel durch Projektleiter oder durch Mitglieder des Begleitforschungsteams. Diese werden rechtzeitig im Vorfeld jedes Projektleiter-Treffens durch die Begleitforschung in Abstimmung mit den Projektleitern festgelegt. 2 Zwischenberichte Die Zuwendungsbestimmungen verlangen eine regelmäßige fachliche Dokumentation der Projektergebnisse, in der Regel in Form von halbjährlichen (AZK) bzw. jährlichen Berichten (AZA). Diese Dokumentation besteht aus einem formalen Teil, mit dem PtJ Informationen zur laufenden Projektabwicklung gemäß der jeweils gültigen Nebenbestimmungen (z.b. NKBF98 oder ANBest-P) vorgelegt werden, und einem fachlichen Teil, mit dem die technisch-wissenschaftlichen Erfahrungen bei der Projektdurchführung dargestellt werden. Der fachliche Teil dient u.a. als Grundlage zur fachlichen Bewertung der Projektergebnisse und der Querauswertung der EnEff:Stadt Projekte insgesamt durch die Begleitforschung. Im Rahmen dieser Querauswertung kann es, über die Projektleiter-Meetings hinaus, zu Rückfragen durch die Begleitforschung bei Projektleitern kommen. Um die Aufgabe der Projektleiter sowie die Auswertung durch PtJ und Begleitforschung zu erleichtern, wurden beide Teile der Projektdokumentation weitgehend vorstrukturiert. Die Struktur des fachlichen Zwischenberichts ist der Anlage 1 zu entnehmen, ebenso Erläuterungen oder Text-Beispiele. Der fachliche Teil ist dabei so zu verstehen, dass die jeweiligen Kapitel entsprechend dem Projektfortgang ausgefüllt bzw. fortgeschrieben werden sollen. Bei der Abgabe des neuen Zwischenberichts kann auf den Text des vorhergehenden Zwischenberichts zurückgegriffen werden, wobei die Änderungen oder zusätzlichen Textteile markiert werden sollen, um die Lesbarkeit zu erleichtern. Es wird davon ausgegangen, dass der letzte Zwischenbericht das Projekt schließlich vollständig dokumentiert und direkt als Schlussbericht dienen kann. Sowohl der formale als auch der fachliche Zwischenbericht sind termingerecht an PtJ zu senden. Der fachliche Zwischenbericht muss in elektronischer Form vorliegen; PtJ sorgt für die Weiterleitung des fachlichen Teils an das Begleitforschungsteam. 3

4 3 Bilanzierungstool In der Phase der Antragstellung der EnEff:Stadt-Projekte wird in der Regel eine erste Bilanzierung der zu untersuchenden Quartiere in energetischer Hinsicht erstellt. Die auf dieser Grundlage bewilligten EnEff:Stadt-Projekte haben dann in der Regel eine Planungsphase, eine Umsetzungsphase und eine Phase der messtechnischen Begleitung, die sowohl Teile eines einzigen Projektes sein können, als auch 3 einzelne Projekte. Für jede dieser Phasen ist eine energetische Bilanzierung des zu untersuchenden Quartiers zu erstellen. Um diese Bilanzen vergleichbar zu machen, hat FhG-IBP ein Excel-Bilanzierungstool erarbeitet, das als Werkzeug für diese Quartiersbilanzierung eingesetzt werden soll. Dies soll sicherstellen, dass die Bilanzierung nach einer einheitlichen Methode erfolgt, um eine gewisse Vergleichbarkeit innerhalb des Projektes über die einzelnen Projektphasen hinweg sowie mit anderen EnEff:Stadt-Projekten zu ermöglichen. Da das Bilanzierungstool nicht alle Eventualitäten aller EnEff:Stadt-Projekte abbilden kann, sind gegebenenfalls Variationen bei der Bilanzierung erforderlich. Diese sollen durch die Projektleiter in direkter Abstimmung mit FhG- IBP erfolgen (Kontaktdaten s.u.). Die Bilanzierungsmethode und die Nutzung des Excel-Tools sind in Anlage 2 erläutert. Das Tool steht unter zum Download bereit. Es steht den Projektleitern frei, ihre Bilanzierung (Primärenergie, Endenergie, erneuerbare Energien Treibhausgasemissionen) zusätzlich nach ihrer eigenen Methodik vorzunehmen. Diese ist jedoch transparent zu beschreiben. 4 Projekt-Visitenkarten Zur Darstellung des Projektes auf erhält der Projektleiter zu Projektbeginn ein digitales Formular in Word für die Erstellung der Projekt-Visitenkarten. Das Formular ist ausgefüllt, zusammen mit qualitativ hochwertigen Fotos und/oder Projektskizzen per an die Redaktion EnEff:Stadt (redaktion@eneffstadt.info) zu senden. Diese übernimmt die redaktionelle Endbearbeitung und stellt die Informationen auf der Webseite ein. Die Daten auf der Webseite sollen stets aktuell sein und dem aktuellen Projektstand entsprechen. Es ist Aufgabe des Projektleiters, bei Bedarf die erforderlichen Updates zu liefern. Turnusmäßig werden Sie zudem von der pro:21 GmbH angefragt. 5 Schriftenreihe Gegen Ende der Projektlaufzeit wird die Begleitforschung in Abstimmung mit dem PtJ (anhand des Schlussberichts bzw. einer Abschlusspräsentation) entscheiden, ob sich das Projekt für eine Darstellung im Rahmen der Schriftenreihe eignet. Um ein einheitliches, ansprechendes Erscheinungsbild mit Wiedererkennungswert zu bewirken, stellt die Begleitforschung einen Styleguide zum Corporate Design zur Verfügung. 6 Veröffentlichungen Jedem Projektleiter steht es frei, Ergebnisse seines Projektes nach seinem Dafürhalten zu publizieren (Publikationen in Fachzeitschriften, Zeitungen, Broschüren etc. bzw. Vorträge oder Führungen). Die Notwendigkeit eines Hinweises auf den Zuwendungsgeber bzw. die Verwendung des zugehörigen Logos sind in den Nebenbestimmungen des jeweiligen Bewilligungsbescheides geregelt. Falls das Projektergebnis oder Teile davon in der EnEff:Stadt-Schriftenreihe publiziert werden sollen, ist in sonstigen Veröffentlichungen darauf hinzuweisen und die Bezugsquelle zu nennen. 4

5 7 Roll-Ups / Poster In der Vergangenheit wurden für Veranstaltungen (z.b. EnEff:Stadt-Kongress) sogenannte Roll-Ups erstellt, um die Projekte kurz, prägnant und visuell ansprechend darzustellen. Dies soll auch für zukünftige Veranstaltungen beibehalten werden. Das heißt, dass für jedes bewilligte EnEff:Stadt-Projekt die Erarbeitung, gegebenenfalls auch die Aktualisierung eines Roll-Ups durch die Projektleiter erforderlich ist. Das Roll-Up wird durch pro:21 GmbH angefordert. Die Projektleiter erhalten zu diesem Zweck von der pro:21 GmbH eine Vorlage als WORD-Datei oder wahlweise als offene Illustrator-Datei. Die pro:21 GmbH organisiert den Druck der Roll-Ups. Die Roll-Ups verbleiben zur Nutzung bei weiteren EnEff:Stadt-Veranstaltungen bei der pro:21 GmbH. Sie haben aber die Möglichkeit, auf eigene Kosten ein Duplikat anfertigen zu lassen oder zu einem späteren Zeitpunkt einen eigenen Nachdruck durchzuführen. 8 Messtechnische Begleitung Ein wichtiger Teil eines Demonstrationsvorhabens ist die Evaluierung des realisierten energiesparenden Konzepts. Dies gilt sowohl für einzelne Gebäude als auch für die in EnEff:Stadt geplanten energieeffizienten Stadtquartiere. Die Evaluierung erfolgt durch die Umsetzung eines zuvor entwickelten Messkonzepts und die detaillierte Analyse der gemessenen Daten im Vergleich zu den vorherberechneten Einsparungen durch eine Kombination von Energieeffizienzmaßnahmen. Dies bedeutet, dass das Messkonzept grundsätzlich alle geplanten und bewilligten Maßnahmen soweit wie möglich abdecken muss. Die Messaufnehmer, bestehend aus Wärmemengenzähler, Durchflussmessern, Volumenstrommessgeräte, Temperaturfühler, Elektrozähler, Gaszähler und andere Brennstoffzähler müssen so angebracht werden, dass alle Energiekonzeptbestandteile einzeln bewertet werden können. Da jedes Demonstrationsvorhaben andere Maßnahmenkombinationen beinhaltet, kann kein allgemein gültiges Messkonzept festgelegt werden. Es wird hier vielmehr ein EnEff:Stadt-Messleitfaden mit den Minimalanforderungen an die Messkonzepte zusammengestellt, die eine vergleichende Querauswertung der Demonstrationsvorhaben ermöglicht. Der Leitfaden wird den verantwortlichen Projektleitern an die Hand gegeben, um ihr jeweiliges detailliertes Messkonzept zu entwickeln. Dieses wird abschließend vom Begleitforschungsteam auf Vollständigkeit und nötige Detailtiefe überprüft. Der Leitfaden für die Messkonzepte der Demonstrationsvorhaben in der Forschungsinitiative EnEff:Stadt basiert auf folgenden Grundgedanken: 1. Messung pro Nutzungseinheit und zusätzlich pro Gebäudeübergabe 2. Bei unveränderten Bestandsgebäuden Messung entweder pro Nutzungseinheit oder pro Gebäudeübergabe 3. Bei Netzen zusätzlich Messung der Netzeingangs- und Ausgangsparameter (Kraftwerk, Heizwerk, Industrie) 4. Stündliche Messung von Energiemengen, Leistung und Temperaturniveau, viertelstündliche Messung des Stromverbrauchs 5. Ermittlung der Fernwärmeleitungsverluste durch Berechnung des Projektteams 6. Messtechnische Bewertung aller geförderten Technologien Der komplette Messleitfaden ist Anlage 3 des Leitfadens für Projektleiter und ebenfalls auf der EnEff:Stadt- Webseite zum Download erhältlich. 5

6 9 Kontaktdaten der Mitglieder der Begleitforschung: Heike Erhorn-Kluttig FhG-IBP Nobelstr Hans Erhorn Stuttgart Johannes Schrade Dr. Christian Dötsch FhG-UMSICHT Carsten Beier Osterfelder Str carsten.beier@umsicht.fraunhofer.de Oberhausen Dr. Peter Bretschneider FhG Anwendungszentrum Systemtechnik - AST Am Vogelherd Ilmenau Dr. Armand Dütz Alt-Moabit Berlin Saarbrücker Str Berlin Thomas Bloch pro:21 GmbH Jessica Löffler Am Hofgarten Bonn Dr. Reinhard Jank Probststr Biberach peter.bretschneider@iosb-ast.fraunhofer.de a.duetz@pro-21.de t.bloch@pro-21.de j.loeffler@pro-21.de reinhard-jank@kabelbw.de Ansprechpartner PtJ in Fragen der Begleitforschung: Dr. Carsten Magaß Forschungszentrum Jülich GmbH Jülich Tel.: Fax: c.magass@fz-juelich.de 6

7 10 Anlagen Anlage 1 Zwischenberichtsstruktur für EnEff:Stadt-Projekte Zwischenberichtsstruktur für EnEff:Stadt-Projekte ausführliche Fassung Teil I: Formale Angaben Projektname Förderkennzeichen Zuwendungsempfänger Projektleiter Projektlaufzeit Berichtszeitraum 1. Projektzielsetzung 2. Arbeitsplan (Kurzfassung) 3. Zeitbalkenplan 4. Stand der Arbeits-, Zeit- und Kostenplanung 4.1 Arbeitsplan: 4.2 Zeitplan: 4.3 Kostenplan: 1 5. Für das Vorhaben relevante F&E-Ergebnisse Dritter 6. Änderungen in der Zielsetzung 7. Fortschreibung des Verwertungsplans 7.1 Erfindungen/Schutzrechtsanmeldungen und erteilte Schutzrechte 7.2 Wirtschaftliche Erfolgsaussichten nach Projektende 7.3 Wissenschaftliche/technische Projektaussichten nach Projektende 7.4 Wissenschaftliche und wirtschaftliche Anschlussfähigkeit 8. Nebenbestimmungen der Genehmigung 9. Planungen für das nächste Halbjahr., den Berichterstatter: 1 Nähere Erläuterungen in der Anlage, falls erforderlich. 7

8 Teil II: Projektdokumentation und Projektfortschritt II.1 Projektbeschreibung: - Ausgangszustand (Siedlungstypen, Quartiersgröße, Einwohnerzahl, Gebäude nach Nutzungsart und deren Nettogrundflächen, bauliche Dichte, energetischer Zustand, Energieversorgung, Änderungsbedarf; Eigentümerstruktur; Besonderheiten) - geplante Maßnahmen - Projektorganisation, Entscheidungsstrukturen - Sozio-ökonomische Informationen II.2 Realisierte Maßnahmen und deren Zielsetzung II.3 Kostenstrukturen der Maßnahmen (absolute Kosten, spezifische Kosten) II.4 Wirtschaftlichkeitsanalyse - Eckdaten der Wirtschaftlichkeitsrechnung (Zinssatz, Abschreibungszeiten, W/I, Energiepreise, Heizgradtage, ) - Energieeinsparkosten, Wärmegestehungskosten, CO 2 -Einsparkosten bezogen auf die Einzelmaßnahmen II.5 Konzept für die messtechnische Begleitung Prinzipschema, Liste der Messwerte, Auswertungskonzept II.6 Überblick über die wissenschaftlich-technischen Ergebnisse - Erfahrungen - Probleme - Lessons learned - Vergleich Zielsetzung und erreichte Ergebnisse - Begründung für Abweichungen Teil III: Energiebilanzierung Energetische Bilanzierung: Struktur siehe Excel-Liste Anhang 2 Anmerkung: Ansatz zur Gradtagszahlbereinigung der energetischen Bilanzierung wie Vorgehensweise Energieverbrauchsausweis: Bereinigungsfaktor ƒ J = G D J ti,hg / G 20,15 mit: G J ti,hg Gradtagszahl für das Messjahr J des gegebenen Standorts [Kd/a] bei einer Innentemperatur t i von 20 C und einer Heizgrenztemperatur HG von 15 C G D ti,hg Gradtagszahl für ein durchschnittliches Jahr D des gegebenen Standorts [Kd/a] bei einer Innentemperatur t i von 20 C und einer Heizgrenztemperatur HG von 15 C. B H,D = ƒ J B H,J [kwh/a] mit: B H,D auf ein durchschnittliches Jahr D bereinigter Heizenergie-Verbrauchswert [kwh/a] (am gleichen Standort) B H,J gemessener Heizenergie-Verbrauchswert für das Jahr J [kwh/a] ƒ J Faktor zur Anpassung des Jahres J an den langjährigen Durchschnitt des [ - ] Standortklimas (Klimabereinigung) 8

9 Teil IV: Erfahrungen mit den angewendeten Planungswerkzeugen Kurze textliche Beschreibung o Wer hat welche Hilfsmittel eingesetzt? Welches Ziel wurde damit verfolgt? o Welche Stärken/Schwächen haben sich beim Einsatz dieser Werkzeuge ergeben? o Hilfsmittel-Beispiele: EDV-Werkzeuge/-Programme, Literatur, Datenbanken, Beispielprojekte, Leitfaden, Methoden Teil V: Akzeptanzbewertung Wie ist die Akzeptanz/das Feedback von: o Investor o Energieversorger o Nutzer o Lokale Entscheidungsträger Gibt es eine sozio-ökonomische Begleitung? Teil VI: Verwertbare Projekt-Erfahrungen Was wäre sinnvoll? Was hätten Sie gerne gehabt? Was hat sehr viel Zeit gekostet? Was hat sich als Hemmnis herausgestellt? Was ist nicht möglich gewesen? Was war die Ursache? Welche Potentiale gibt es, die noch erschlossen werden können? Was würde die Entwicklung eines energieeffizienten Stadtquartiers deutlich verbessern oder beschleunigen? Teil VII: Zusammenfassung wichtigste Ergebnisse Schlussfolgerungen Ausblick 9

10 Anlage 2 Das EnEff:Stadt-Bilanzierungstool Das EnEff:Stadt-Bilanzierungstool Im Rahmen ihre Tätigkeit befasst sich die Begleitforschung mit der Querauswertung von im Forschungsvorhaben EnEff:Stadt geförderten Projekten. Das wissenschaftliche Interesse liegt hierbei in der Dokumentation der Projektentwicklung - von der Ist-Analyse, über die Konzipierungsphase bis hin zur tatsächlichen Umsetzung - mit dem Ziel die gewonnen Erkenntnisse in einen Leitfaden für zukünftige energieeffiziente Stadtentwicklungen zu überführen. Für die Beschreibung der Ist-Situation ist eine energetische Bilanzierung des Projektgebiets durchzuführen auf deren Basis ein energetisches Konzept für den Zielzustand erarbeitet wird. Der Ist-Zustand kann je nach Datenverfügbarkeit aus gemessenen Verbrauchswerten oder mittels typspezifischer Energiebedarfsgrößen erstellt werden. Für den Neubau auf grüner Wiese sind die Bedarfswerte des jeweiligen Referenzhauses gemäß Energieeinsparverordnung (EnEV) anzusetzen. Wird ein Gebäude im Projektverlauf abgerissen, so ist dieses im Ausgangszustand aufzuführen. Nach Umsetzung des Energiekonzeptes sollen die durchgeführten Maßnahmen mittels geeigneter Messkonzepte durch Verbrauchsmessungen über mindestens 2 Jahre validiert werden. Die Auswirkungen auf die Energieeffizienz im Projektgebiet werden jeweils in einer Energiebilanz dokumentiert. Zur Sicherstellung der Vergleichbarkeit wird den Projektbearbeitern eine allgemeingültige Bilanzierungsmethodik vorgegeben. Diese wurde im EnEff:Stadt-Bilanzierungstool umgesetzt, mit dessen Hilfe auf einfachem Wege die für den jährlichen Zwischenbericht relevanten energetischen Kennzahlen des jeweiligen EnEff:Stadt-Projektes in der durch die Begleitforschung vorgegebenen tabellarischen Form erzeugt werden können. Bereits zu Beginn der Projektlaufzeit soll der Ausgangszustand und das geplante Umsetzungsziel im Bilanzierungstool abgebildet werden. Nach Ablauf eines bzw. mehrerer Monitoring-Jahre sind auch diese Messwerte in das Bilanzierungstool einzuarbeiten. Für jede dieser 4 Szenarien sind im Bilanzierungstool separate Eingabebereiche vorgesehen, die jedoch beim Datenumfang und deren Strukturierung identisch sind, so dass ein zeiteffizientes Arbeiten mit Drag and Drop möglich ist. Die aktuelle Version erlaubt eine Eingabe von bis zu Einzelgebäuden mit einer Auswahlmöglichkeit von bis zu 5 verschiedenen Energieträgern für die Wärmeversorgung im Projektgebiet je Betrachtungszustand. Den Primärenergieträgern (Kohle, Erdgas, Mineralöl, etc.) und den Erneuerbaren Energieträgern sind feste Primärenergiefaktoren für den nicht erneuerbaren Anteil gemäß DIN V zugeordnet. Für den Sekundärenergieträger Strom wird der Primärenergiefaktor des nicht erneuerbaren Anteils im Strommix Deutschland in Abhängigkeit des Bilanzierungsjahres angesetzt. Der Primärenergiefaktor für den Verdrängungsstrommix wird bis einschließlich 2011 mit 3,0 angesetzt, ab 2012 wird dieser auf 2,8 reduziert. Die Eingabe des Bezugszeitraums je Betrachtungszustand erfolgt im separaten Datenblatt Jahr-PEF. Hier muss bei Einsatz von Fernwärme vom Projektbearbeiter der vom Energieversorgungsunternehmen ausgewiesene, nach AGFW-Arbeitsblatt FW zertifizierte Primärenergiefaktor selbst eingetragen werden. Zentrale Energieerzeugungseinheiten, die eindeutig dem Projektgebiet zuzuordnen sind und in ein in sich abgeschlossenes Nahwärmenetz einspeisen, das zur Versorgung des Projektgebietes genutzt wird, werden in separaten Eingabefeldern bilanziell erfasst. Die Bilanzierung von Blockheizkraftwerken und die Berechnung des Primärenergiefaktors der Nahwärmeversorgung erfolgt in Analogie zur Zertifizierung von Fernwärme gemäß AGFW- Arbeitsblatt FW Bitte beachten Sie vor der Nutzung des Bilanzierungstools die Anwendungshinweise, welche im Tabellenblatt Anleitung zu finden sind. Als weitere Unterstützung sind in der Tabellenüberschriftenzeile der diversen Tabellenblätter Kommentare mit erläuterndem Text zur Eingabe eingefügt. Durch Verschieben des Mauszeigers auf das jeweilige Tabellenfeld erscheint der hinterlegte Textbaustein. Das aktuelle Bilanzierungstool kann auf der EnEff:Stadt-Webseite heruntergeladen werden. 10

11 Ansprechpartner bei Schwierigkeiten mit der Bedienung des Bilanzierungstools und zur Übersendung der ausgefüllten Energiebilanz ist das Fraunhofer-Institut für Bauphysik: Herrn Johannes Schrade: und Frau Heike Erhorn-Kluttig: 11

12 Anlage 3 Leitfaden für Messkonzepte in EnEff:Stadt Leitfaden für Messkonzepte in EnEff:Stadt Hans Erhorn, Heike Erhorn-Kluttig, Johann Reiss Inhalt 1 Die Forschungsinitiative Energieeffiziente Stadt 2 Das Messkonzept für die Demonstrationsvorhaben im Rahmen von EnEff:Stadt 2.1 Ein Leitfaden für die Minimalanforderungen an die Messkonzepte 2.2 Bereits vorhandene ähnliche Leitfäden für Demonstrationsvorhaben 2.3 Übertragung von EnOB auf EnEff:Stadt 3 Grundgedanken zum Messkonzept EnEff:Stadt 3.1 Messung pro Nutzungseinheit und pro Gebäudeübergabe 3.2 Bei unveränderten Bestandsgebäuden Messung entweder pro Nutzungseinheit oder pro Gebäudeübergabe 3.3 Bei Netzen zusätzlich Messung der Netzeingangs- und Ausgangsparameter (Kraftwerk, Heizwerk, Industrie) 3.4 Stündliche Messung von Energiemengen, Leistung und Temperaturniveau, viertelstündliche Messung des Stromverbrauchs 3.5 Ermittlung der Fernwärmeleitungsverluste durch Berechnung des Projektteams 3.6 Messung aller geförderten Technologien 4 Grafische Darstellung der Messanforderungen 4.1 Wärme 4.2 Strom 5 Geforderte Unterlagen zum Messkonzept 6 Literatur 12

13 1 Die Forschungsinitiative Energieeffiziente Stadt Effizienzsteigerung ist das zentrale Thema der Forschungsinitiative "EnEff:Stadt" des Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi). Sie soll Wege zur Steigerung der Energie-Effizienz durch optimierte Konzepte einer effizienten Energieversorgung und verwendung aufzeigen. Die Initiative betrachtet dabei typische Stadtquartiere und richtet ihr Augenmerk auf die wichtigen städtebaulichen Aufgaben unserer Zukunft - von der baulichen Sanierung historischer Stadtquartiere über die Umnutzung von alten Industrie- und Gewerbeflächen bis hin zu innovativen Versorgungslösungen einschließlich moderner Speichertechnologien. Pilotprojekte in verschiedenen Kommunen und typischen Stadtquartieren sollen beispielhafte und richtungsweisende Erkenntnisse für eine breite Anwendung liefern. Die Projekte beinhalten innovative Planungskonzepte, ihre bauliche Umsetzung und eine wissenschaftliche messtechnische Evaluierung, d.h. die Überprüfung der erreichten Ergebnisse. Innovative Technologien und integrierte Konzepte, ein Höchstmaß an Primärenergieeinsparung sowie typische und übertragbare Lösungen mit hoher Signalwirkung stehen im Mittelpunkt der Förderung. Die Forschungsaktivitäten und Pilotprojekte werden durch eine Gruppe von Forschungseinrichtungen und erfahrenen Praktikern wissenschaftlich begleitet. Das Förderkonzept [1] und weitere Unterlagen und Informationen sind im Internet unter abzurufen. 2 Das Messkonzept für die Demonstrationsvorhaben im Rahmen von EnEff:Stadt 2.1 Ein Leitfaden für die Minimalanforderungen an die Messkonzepte Ein wichtiger Teil eines Demonstrationsvorhabens ist die Evaluierung des realisierten energiesparenden Konzepts. Dies gilt sowohl für einzelne Gebäude als auch für die in EnEff:Stadt geplanten energieeffizienten Stadtquartiere. Die Evaluierung erfolgt durch die Umsetzung eines zuvor entwickelten Messkonzepts und die detaillierte Analyse der gemessenen Daten im Vergleich zu den vorherberechneten Einsparungen durch eine Kombination von Energieeffizienzmaßnahmen. Dies bedeutet, dass das Messkonzept grundsätzlich alle geplanten und bewilligten Maßnahmen soweit wie möglich abdecken muss. Die Messaufnehmer, bestehend aus Wärmemengenzähler, Durchflussmessern, Volumenstrommessgeräte, Temperaturfühler, Elektrozähler, Gaszähler und andere Brennstoffzähler müssen so angebracht werden, dass alle Energiekonzeptbestandteile einzeln bewertet werden können. Da jedes Demonstrationsvorhaben andere Maßnahmenkombinationen beinhaltet kann kein allgemein gültiges Messkonzept festgelegt werden. Es wird hier vielmehr ein Leitfaden mit den Minimalanforderungen an die Messkonzepte zusammengestellt, die eine vergleichende Querauswertung der Demonstrationsvorhaben ermöglicht. Der Leitfaden wird den verantwortlichen Projektleitern an die Hand gegeben, um ihr jeweiliges detailliertes Messkonzept zu entwickeln. Dieses wird abschließend vom Begleitforschungsteam, bestehend aus Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Herrn Jank, Fraunhofer-Umsicht und pro:21, auf Vollständigkeit und nötige Detailtiefe überprüft. 2.2 Bereits vorhandene ähnliche Leitfäden für Demonstrationsvorhaben Im BMWi-Programm Energieoptimiertes Bauen (EnOB) wurde vom Fraunhofer- IBP und ISE ein Leitfaden für das Monitoring der Demonstrationsbauten im Förderkonzept EnBau und EnSan [2] entwickelt. Grundsätzlich geht das Messkonzept von EnOB von 3 Messphasen aus: - Konzeption/Umsetzung/Inbetriebnahme -> Akteure: Planer/Hochschule/Institution - Intensivmonitoring -> Akteure: Hochschule/Institute - Langzeitmonitoring -> Akteure: Begleitforschung/Betreiber Die Erfahrungen in EnOB zeigten, dass die Dichte der gemessenen Kennwerte, d.h. auch die Anzahl der Messaufnehmer sich in Phasen 2 und 3 nicht stark unterschieden. 13

14 1: Aufgaben und Akteure in den drei Phasen der Demonstrationsbauvorhaben gemäß dem Leitfaden für Meßkonzepte im BMWi Förderprogramm EnOB In den EnOB-Messkonzepten ist die Schnittstelle die Energie, die dem Gebäude zugeführt wird (Endenergie). Im Gebäude selbst werden dann die Effizienzen der einzelnen eingesetzten und geförderten Technologien so weit wie möglich messtechnisch bewertet. Eine vollständige und umfängliche Energiebilanz (Nutzenergie, Endenergie und Primärenergie) des Gebäudes unter Berücksichtigung der Einzeltechnologien ist das Ziel der Messung. Der Vergleich mit den Vorherberechnungen nach DIN V soll dadurch möglich sein. 14

15 2: Vereinfachtes Schema der Energieflüsse in einem Gebäude, angelehnt an die Struktur der DIN V Übertragung von EnOB auf EnEff:Stadt Bei EnEff:Stadt ist der Bilanzierungsraum nicht mehr ein Einzelgebäude, sondern das zu bewertende Versorgungsgebiet, d.h. Stadtteil/Quartier. Schnittstelle ist die Energiezufuhr des Quartiers. Bei einer zentralen Versorgung, wie z.b. der Fernwärme, aber auch bei der Stromversorgung muss jedoch auch die Effizienz des Kraftwerks etc. mit Berücksichtigung finden. Für dezentrale Stromversorgung werden die mittleren Primärenergiefaktoren für Deutschland (Strommix) angesetzt, für Fernwärme die Kennwerte, die vom Kraftwerk/Stadtwerk für das Gesamtnetz ermittelt werden. Grundsätzlich gilt: Energiedienstleistung + Aufwand (Verluste) = Primärenergiebedarf 15

16 3: Veranschaulichung der Energieversorgung in einem Stadtgebiet 3 Grundgedanken zum Messkonzept EnEff:Stadt Der Leitfaden für die Messkonzepte der Demonstrationsvorhaben in der Forschungsinitiative EnEff:Stadt basiert auf folgende Grundgedanken: 1. Messung pro Nutzungseinheit und zusätzlich proo Gebäudeübergabe 2. Bei unveränderten Bestandsgebäuden Messungg entweder pro Nutzungseinheit oder pro Gebäudeübergabe 3. Bei Netzen zusätzlich Messung der Netzeingangs- und Ausgangsparameterr (Kraftwerk, Heizwerk, Industrie) 4. Stündliche Messung von Energiemengen, Leistung und Temperaturniv veau, viertelstündliche Messung des Stromverbrauchs 5. Ermittlung der Fernwärmeleitungsverluste durchh Berechnung des Projektteams 6. Messtechnische Bewertung aller geförderten Technologien Die Grundgedanken werden im Folgenden genauer erläutert. 3.1 Messung pro Nutzungseinheit und pro Gebäudeübergabe Die Energiebezüge der Gebäude sollen grundsätzlich an der Gebäudeüberg abestelle (Hausübergabe) und wenn möglich für jede Nutzungseinheit einzeln gemessen werden. Im Falle von Neubauten ist dies in jedem Fall vorzu- sehen, bei Bestandsgebäuden im Falle einer anlagentechnischen Sanierung auch. a Dabei sind sowohl Heizenergie- verbrauch, Stromverbrauch und ggf. auch Kühlenergieverbrauch zu berücksichtigen. 16

17 Als Nutzungseinheit wird bei Wohngebäuden die Wohneinheit und bei Nichtwohngebäuden die unterschiedlichen Vermietungsbereiche, aber ggf. auch unterschiedliche Nutzungen eines Eigentümers oder Mieters angesehen. 3.2 Bei unveränderten Bestandsgebäuden Messung entweder pro Nutzungseinheit oder pro Gebäudeübergabe Einige Demonstrationsvorhaben beinhalten Gebäude, an denen selbst keine Energieeffizienztechnologien eingesetzt werden. Diese Gebäude sind zwar Bestandteil des betrachteten Gebiets, werden aber nur über softe Maßnahmen verändert wie z.b. das Aufklären der Nutzer zu energieeffizienterem Verhalten oder ähnliches. In diesem Fall wird auch die Energieversorgung ab der Gebäudegrenze nicht verändert und eine Messung pro Nutzungseinheit ist schwierig bzw. unmöglich. Deshalb kann hier ggf. auf die detaillierte Messung verzichtet werden und eine Messung pro Gebäudeübergabe ist ausreichend. 3.3 Bei Netzen zusätzlich Messung der Netzeingangs- und Ausgangsparameter (Kraftwerk, Heizwerk, Industrie) Da es sich bei den Demonstrationsprojekten um Stadtteile handelt, und die Maßnahmen auch Effizienzverbesserungen an den Netzen bzw. Kraftwerken, sowie Einspeisungen durch Abwärme aus Industrie oder erneuerbare Energien etc. beinhalten, müssen auch die Energieversorgungsnetze und die Kraftwerke detailliert gemessen und analysiert werden. Der Energieversorger muss detaillierte Aussagen zu den verbrauchten Energieträgern, der bereitgestellten Gesamtenergie und den Energiemengen für das betrachtete Stadtgebiet zur Verfügung stellen. Eine durchschnittliche Jahresprimärenergiekennzahl für die Kraft- und Heizwerke muss Mindestbestandteil der Kennwerte sein. Sofern die Kennwerte monatlich ermittelt werden können ist diese Detaillierung anzustreben. 3.4 Stündliche Messung von Energiemengen, Leistung und Temperaturniveau, viertelstündliche Messung des Stromverbrauchs Die Frequenz der dokumentierten Messwerte sollte im Bereich der Wärmemengenzähler und Temperaturfühler auf eine Summen- bzw. Mittelwertmessung pro Stunde ausgerichtet werden. Die Summenwerte der Stromzähler sollten mindestens ¼-stündlich getaktet sein. 3.5 Ermittlung der Fernwärmeleitungsverluste durch Berechnung des Projektteams Um die Verluste des Leitungsnetzes von Fern- und Nahwärme zu ermitteln, sollen die Mitglieder des Projektteams eine Approximierung anhand der Leitungslänge zum betreffenden Stadtgebiet, der Temperaturdifferenz, der Dämmung des Rohrnetzes und der Laufzeit durchführen. Dies trägt dazu bei zu bewerten, ob der Anschluss eines bestimmten Stadtgebiets an die Fernwärme energieeffizienter ist als eine dezentrale Versorgung. 3.6 Messung aller geförderten Technologien Zusätzlich zu den generell geforderten Messungen aus 3.1 bis 3.5 müssen auch alle im EnEff:Stadt geförderten Technologien an den Gebäuden, der Gebäudeanlagentechnik und der zentralen Energieversorgung detailliert gemessen werden. Dafür kann bei hohem Aufwand ggf. ein Zusatzvorhaben beantragt werden, zu dem von den Experten im Forschungsteam Stellung bezogen wird. Bestimmte Technologien können nicht über gewöhnliche Messaufnehmer gemessen werden. Hier muss über alternative Bewertungsmethoden nachgedacht werden. Der Fördergeber kann hierzu Auflagen für den Projektnehmer in die Bewilligung schreiben. Als Beispiel kann hier das Alterungsverhalten von Aerogeldämmung genannt werden. Die Dämmwirkung im Ausgangszustand ist bekannt. Eine interessante Analyse ist z.b. eine Alterungsmessung nach 2 Jahren o.ä.. 17

18 4 Grafische Darstellung der Messanforderungen Die folgenden Grafiken sollen die Anforderungen an die Messungen in den Demonstrationsvorhaben veranschaulichen. 4.1 Wärme Bild 4 zeigt die gewünschten Kenndaten bei einem zentralen Wärmeversorgungsnetz. Beim Energieversorger müssen die Energieträger zur Erzeugung der Fernwärme getrennt voneinander ermittelt werden (Gas, Müll, Biomasse, etc.). Auch die ggf. eingespeiste Wärme durch andere Erzeuger muss gemessen werden. Auf der Gebäudeseite wird jeweils an der Gebäudeübergabestelle gemessen. Sollte ein Gebäude eine Wärmeeinspeisung ins Netz durchführen, muss auch dieser Wert ermittelt werden. Auch die Summe der Wärme, die an Gebäude außerhalb des betrachteten Gebiets geliefert wird, muss ermittelt werden. 4: Messfühleranordnung im Bereich der Wärmeversorgung beim Energieversorgungsunternehmen und bei der Gebäudeübergabe Die in 3.1 und 3.2 vorgegebenen Messfühleranordnungen bei Gebäuden mit Energieeffizienzmaßnahmen am Gebäude selbst bzw. ohne (oder nur softe Maßnahmen) sind in Bild 5 dargestellt. 18

19 5: Messfühleranordnung im Bereich der Wärmeversorgung bei Gebäuden ohne technologische Maßnahmen an der Gebäudeübergabe und bei Gebäuden mit technologischen Energieeffizienzmaßnahmen zusätzlich je Nutzungseinheit Bild 6 zeigt in der linken Hälfte die Anforderungen an die Messfühler bei einem Gebäude mit Energieeffizienzmaßnahmen, das eine eigene Wärmeversorgung besitzt. 19

20 6: Messfühleranordnung bei Gebäuden mit Energieeffizienzmaßnahmen im Falle einer eigenen Wärmeversorgung (Kessel o.ä.) In Bild 7 ist dargestellt, dass im Falle einer Eigennutzung von Wärme erzeugt aus erneuerbaren Energien (z.b. thermische Solarkollektoren) auch diese Wärmemenge gemessen werden muss. 20

21 7: Messfühleranordnung bei Gebäuden mit Energieeffizienzmaßnahmen im Fall einer eigengenutzten Wärmeerzeugung durch erneuerbare Energien (solare Warmwasserbereitung oder solare Heizungsunterstützung o.ä.) Bei der Kühlenergieversorgung sind entsprechende Messanforderungen mittels Strom dezentral erzeugt. Dann sind die Anforderungen aus 4.2 zu entnehmen. 4.2 Strom Die folgenden Bilder veranschaulichen die Anforderungen an das Messkonzept für die Stromversorgung des betrachteten Stadtgebiets. In Bild 8 ist dargestellt, dass auf der Energieversorgerseite zwar die Kennwerte für alle Energieträger im Zusammenhang mit der evtl. gleichzeitigen Wärmeerzeugung ermittelt werden müssen, ebenso wie der gesamte erzeugte Strom, aber der zugekaufte Strom nicht extra gemessen werden muss. Gleiches gilt für die Stromversorgung von Gebäuden außerhalb des Betrachtungsgebiets. Hintergrund ist, dass für den Strom ein (nicht erneuerbarer) Primärenergiefaktor von 2,6 gemäß DIN V angesetzt wird und nur die Fernwärme einen erzeugungsabhängigen Faktor erhält. 21

22 8: Messfühleranordnung im Bereich der Stromversorgung beim Energieversorgungsunternehmen und bei der Gebäudeübergabe Bei den Gebäuden gilt ähnlich wie bei der Wärme, dass an der Gebäudeübergabe und jeweils die einzelnen Nutzerstromverbräuche gemessen werden sollen. Bei einer Stromeinspeisung ins Netz muss auch dieser Anteil detailliert gemessen werden. Nutzereinheiten sind bei Wohngebäuden die einzelnen Wohnungen, bei Nichtwohngebäude die unterschiedlichen anderweitigen Mieter oder Nutzungsarten (falls einzeln messbar). 22

23 9: Messfühleranordnung im Bereich der Stromversorgung bei Gebäuden ohne technologische Maßnahmen an der Gebäudeübergabe und bei Gebäuden mit technologischen Energieeffizienzmaßnahmen zusätzlich je Nutzungseinheit 23

24 10: Bei Mischgebäuden kann eine Nutzungseinheit aus einer Wohnung oder auch einer anderweitigen Nutzung bestehen; hier z.b. Einzelhandel Bei dezentraler Stromerzeugung innerhalb des betrachteten Gebiets muss sowohl der ins Netz eingespeiste Strom als auch der eigenverwendete Strom ermittelt werden, siehe Bilder 11 und 12. Bei sowohl Einspeisung als auch Eigennutzung kann dies durch Differenzbildung zur Gesamtproduktion geschehen. 24

25 11: Messfühleranordnung bei Gebäuden mit Energieeffizienzmaßnahmen im Falle einer Stromeinspeisung durch erneuerbare Energien (Photovoltaikmodule o.ä.) 25

26 12: Messfühleranordnung bei Gebäuden mit Energieeffizienzmaßnahmen im Falle einer Stromeinspeisung und einer Eigennutzung durch erneuerbare Energien (Photovoltaikmodule o.ä.) 5 Geforderte Unterlagen zum Messkonzept Von den Projektverantwortlichen im Rahmen von EnEff:Stadt werden folgende Messkonzeptplanungsunterlagen gefordert: 1. Eine Textbeschreibung des geplanten Messkonzepts. Dabei sollte insbesondere auf die Messung der geförderten Technologien und auf die Information der Energieversorger zum Erhalt der benötigten Kennwerte eingegangen werden. 2. Eine Liste der geplanten Messaufnehmer mit Beschreibung des jeweiligen Messzwecks und mit Berücksichtigung der geförderten Technologien. 3. Eine schematische Darstellung der Messung für das Gesamtgebiet. Zusätzlich eine detaillierte Darstellung der Messung aller unterschiedlichen Gebäudetypen an jeweils einem Beispiel. Ein Gebäudetyp unterscheidet sich hierbei durch: - Art der Nutzung (Einfamilienhaus, Mehrfamilienhaus, verschiedene Nichtwohngebäudearten (z.b. Bürogebäude, Schule, etc.), Mischnutzungen) - eingebaute Anlagentechnik (z.b. Art der Heizungserzeugung (Heizkessel/BHKW/Wärmepumpe/Nahoder Fernwärme, etc.), Heizungsverteilung und Übergabe, Lüftungsanlage (mit/ohne, Art), Kühlung (Erzeugungsart, Verteilungsart/Übergabeart), Beleuchtung, thermische Solaranlage, PV, Windgeneratoren oder andere erneuerbare Energien) 26

27 - verwendete Effizienztechnologien: ggf. geförderte Effizienztechnologien, deren Einfluss messtechnisch bestimmbar ist und die dann auch genau ausgewertet werden sollen. Ggf. kann die Messung von Stromverbräuchen getrennt von der Messung von Wärme- und Kälteverbräuchen dargestellt werden. Bei den Unterlagen ist darauf zu achten, dass die Schemata nicht nur als dwg- Dateien oder ähnliche CADlesbaren Formate, sondern auch als pdf-dateien zugesendet werden, um zu gewährleisten, dass sie von allen Begleitforschungsteammitgliedern eingesehen werden können. 27

28 6 Literatur [1] Förderkonzept "Energieeffiziente Stadt (Gebäude und Energieversorgung) im Rahmen des 5. Energieforschungsprogramms der Bundesregierung Innovation und neue Energietechnologien. [2] C. Neumann, S. Herkel, J. Reiß: Leitfaden für das Monitoring der Demonstrationsbauten im Förderkonzept EnBau und EnSan. Fraunhofer- ISE (2006). 28