Energierevolution durch Energieeffizienz

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1 2. N e u m a r k t e r N a c h h a l t i g k e i t s k o n f e r e n z Energie in Kommunen und Unternehmen neu denken - Vision und Praxis der Energierevolution 1 7. J u l i S t a d t N e u m a r k t i. d. O P f. Energierevolution durch Energieeffizienz Perspektiven für den 100 % energieeffizienten Stadtumbau Dr. Burkhard Schulze Darup schulze darup & partner architekten nürnberg

2 1 Einleitung Etajoule 0 Energieeinsparung noch unerforschte Energien Geo-/Ozeanische Energie Solarenergie Windenergie Wasserkraft Neue Biomasse Trad. Biomasse Kernkraft Erdgas Erdöl Kohle Szenario Weltenergieverbrauch Quelle: Shell-Studie (Grundlagen bis 2000), danach: Szenario mit hoher Einsparung und regenerativer Energienutzung

3 1 Energiestandard - Endenergie pro m² Wohnfläche (Mittelwert) WSVO 2. WSVO WSVO EnEV kwh/(m²a) EnEV 2009 EnEV 2012 EnEV 2015? Netto-Nullenergiehaus gem. EU Energieeffizienzrichtlinie Haushaltsstrom PE-Anlagenaufw. Warmwasser Heizwärme Niedrigenergiehaus Passivhaus Plusenergiehaus

4 2 Wohnungsbau Passivhäuser

5 2 Nichtwohnungsbau Passivhäuser

6 Sanierung Wohnungsbau

7 Ressourcen & Verbrauch Heizenergie-Reduktionspotenzial Heizwärmebeda arf kwh/(m²*a) bis Fak ktor WSVO 2. WSVO 3. WSVO Niedrige energie-standard Passi ivhaus-standard 0 energetisch optimaler Standard Anteil der Wohnungen (%) Quellen: ARENHA 1993, IWU 1994, Bundesarchitektenkammer 1995, Schulze Darup 1998/2000

8 Förderprogramme KfW CO 2 Gebäudesanierung 2007 Heizenergie-Reduktionspotenzial Heizwärmebeda arf kwh/(m²*a) bis im Mittel 70 % EnEV 2007-Neubau-Standard EnEV minus 30 % EnEV minus 50 % WSVO 2. WSVO 3. WSVO Niedrige energie-standard Passi ivhaus-standard Anteil der Wohnungen (%) energetisch optimaler Standard Quellen: ARENHA 1993, IWU 1994, Bundesarchitektenkammer 1995, Schulze Darup 1998/2000/2007

9 Förderprogramme KfW CO 2 Gebäudesanierung 2009 Heizenergie-Reduktionspotenzial Heizwärmebeda arf kwh/(m²*a) bis EnEV 2009-Neubau: KfW 115 KfW 85 KfW 55 im Mittel 75 % WSVO 2. WSVO 3. WSVO Niedrige energie-standard Passi ivhaus-standard Anteil der Wohnungen (%) KfW 130 KfW 100 KfW 70 Quellen: ARENHA 1993, IWU 1994, Bundesarchitektenkammer 1995, Schulze Darup 1998/2000/2009

10 Gebäudetechnik: regenerative und rationelle Versorgung Zu-/Abluftanlage mit WRG Maßnahmen Faktor-10-Sanierung Dach cm Wärmedämmung Wand cm Wärmedämmung PassivhausFenster DreischeibenWärmeschutzvergl. Luftdichtheít n50 0,6 h-1 Kellerdecke cm Wärmedämmung

11 kwh/(m²a) Heizwärmebedarf (kwh/m²a) Bestand BA 1 BA 2 Büros und Wohnen Sanierung mit Passivhaus-Komponenten Denkmalschutz AnBUS, Mathildenstraße, Fürth

12 kwh/(m²a) Bestand Heizwärmebedarf (kwh/m²a) saniert 3-Liter-Haus Sanierung Jean-Paul-Platz 4 WBG Nürnberg 2002

13 kwh/(m²a) Best tand san niert Heizwärmebedarf (kwh/m²a) KfW-40-Standard 1. Projektwelle dena: Niedrigenergiehaus im Bestand Ingolstädter Straße 139/141 WBG Nürnberg 2004

14 kwh/(m²a) Best tand EG G/1/2 Heizwärmebedarf (kwh/m²a) DG (PH) DG EnEV minus 50%-Standard, DG: 6 WE im Passivhaus-Standard 2. Projektwelle dena: Niedrigenergiehaus im Bestand Bernadottestraße WBG Nürnberg 2006

15 kwh/(m²a) heating (kwh/m²a) [PHPP] Bestand saniert DG Mehrfamilienhaus 78 Wohnungen Modern Kollwitzstraße, Nürnberg wbg Nürnberg Architekt: ARGE Schulze Darup & Partner und Aicher & Hautmann

16 Sanierungskosten Standard EnEV-Neubau Kostengruppe 300/400 nach DIN 276 inkl. MWSt. /m² Wohnfläche Mehrinvestition EnEV-50 Mehrinvestition EnEV Standard EnEV Baujahr 1930 Baujahr 1950 Baujahr 1960 Jean-Paul- Pl. Ingolstädt. Straße Bernad.- straße

17 Kosten pro eingesparter Kilowattstunde 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 /kwh Auswertung von fünf Sanierungsvorhaben mit Passivhaus- Komponenten Gestehungskosten für eine kwh (Öl/Gas) 0,017 0,02 0,026 Wand Dach Boden 0,045 Wärmebrücken Kosten der Maßnahmen: pro eingesparter kwh 0,083 0,058 /kwh Fenster Zu-Abluft WRG 0,12 Solarthermie *Abschreibungslaufzeit: bauliche Maßnahmen 40 Jahre, Fenster 30 Jahre, Lüftungsanlage 25 Jahre, Solarthermie 20 Jahre

18 Kosten pro eingesparter Kilowattstunde 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 /kwh Prognose 2012 Gestehungskosten für eine kwh (Öl/Gas) 0,016 0,018 0,023 0,04 Wand Dach Boden Wärmebrücken 0,045 Fenster 0,075 /kwh Zu-Abluft WRG 0,11 Solarthermie *Abschreibungslaufzeit: bauliche Maßnahmen 40 Jahre, Fenster 30 Jahre, Lüftungsanlage 25 Jahre, Solarthermie 20 Jahre

19 Kosten pro eingesparter Kilowattstunde 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 /kwh Prognose 2015 Gestehungskosten für eine kwh (Öl/Gas) 0,015 0,015 0,02 0,035 Wand Dach Boden Wärmebrücken 0,04 Fenster 0,06 /kwh Zu-Abluft WRG 0,09 Solarthermie *Abschreibungslaufzeit: bauliche Maßnahmen 40 Jahre, Fenster 30 Jahre, Lüftungsanlage 25 Jahre, Solarthermie 20 Jahre

20 Kosten pro eingesparter Kilowattstunde 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 /kwh Prognose 2020 Gestehungskosten für eine kwh (Öl/Gas) 0,015 0,015 0,02 0,03 Wand Dach Boden Wärmebrücken 0,035 Fenster 0,05 /kwh Zu-Abluft WRG 0,08 Solarthermie *Abschreibungslaufzeit: bauliche Maßnahmen 40 Jahre, Fenster 30 Jahre, Lüftungsanlage 25 Jahre, Solarthermie 20 Jahre

21 Konstruktion Außenwand WDVS cm WLG 035

22 Wärmebrücke Traufe Ψ = 0,056 Quelle - source: Wärmebrückendarstellung: Passivhaus Institut, Darmstadt; Detail: Schulze Darup

23 Wärmebrücke Traufe ψ = -0,001 W(mK) Quelle - source: EnergetischeGebäudesanierung mit Faktor DBU 2004

24 Fenster U W 0,8 W/(m²K) U f = 0,7-0,9 W/(m²K), U g = 0,5-0,6 W/(m²K

25 Fenster U W 0,8 W/(m²K) U f = 0,7-0,9 W/(m²K), U g = 0,5-0,6 W/(m²K Quelle:

26 Fenster U W 0,8 W/(m²K) U f = 0,7-0,9 W/(m²K), U g = 0,5-0,6 W/(m²K Ψ = 0,017 Quelle: Wärmebrückendarstellung: Passivhaus Institut, Darmstadt; Detail: Schulze Darup

27 Jean-Paul-Platz 4, Nürnberg saniert unsaniert

28 Luftdichtheit Durchgehende Luftdichtheitsebene

29 5 Luftwechsel in Bestandswohnungen mit freier Lüftung Feuchteschäden bei 21,9 % von 5530 untersuchte Wohnungen in Deutschland [2] Luftwechsel nach EnEV Durchschnittlicher Luftwechsel im Bestand 0,2 0,3 h -1 Quellen: [1] T. Weithaas: Bestimmung des natürlichen Luftwechsels im Altbaubestand [2] S. Brasche et al.: Vorkommen, Ursachen und gesundh. Aspekte von Feuchteschäden in Wohnungen

30 5 Freie Lüftung Charakteristische CO 2 -Konzentration in einem Schlafzimmer ZU HOHE CO 2 -KONZENTRATION Anforderung nach DIN Anforderung nach Pettenkofer Quelle: Werner Eicke-Hennings, Impuls Programm Hessen

31 6 Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Schema Einfamilienhaus

32 6 Zu-/ Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Schema Mehrfamilienhaus Dezentrale Anlagen Wohnen Kind Eltern Bad Küche

33 6 Zu-/ Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Schema Mehrfamilienhaus Lüftungszentrale

34 6 Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Schema für den Luftwechsel (Gesamtluftwechsel 0,4 h -1 ) Wohnung 120 m² Aufenthaltsräume Luftwechsel 0,66 h -1 Flure Sanitär etc. Luftw. 2,0 h -1 Zuluft gesamt 120 m³/h Wohnen Zimmer 1 Zimmer 2 Überströmbereich Küche WC/Abst. Abluft 60 m³/h Abluft 20 m³/h Zimmer 3 Bad Abluft 40 m³/h 75 m² 20 m² 25 m²

35 Gebäudetechnik Heizung minimale Heizlast im Passivhaus Auslegung 10 W/m², Durchschnitt Januar* 4 W/m² 8 * 30 Watt = 240 Watt Beheizung von 60 m² *Messung: Passivhäuser in Nürnberg ; mittlerer Wert Dez-Feb

36 Gebäudetechnik Heizung minimale Heizlast im Passivhaus Camping-Gerät für ein Einfamilienhaus

37 7 Biomasse Holzpellets %

38 7 Deckungsanteil der Biomasse (D) am Heizwärmebedarf für den gesamten Wohnungsbestand 300% 250% 200% Bestand EnEV 2009 Passivhaus 150% 100% 50% 0%

39 7 Solarthermie Quelle: Florian Lichtblau sonstige: Schulze Darup

40 Photovoltaik Quelle: Wagner & Co

41 Strom-Effizienz

42 8 Primärenergieverbrauch eines 4-Personen-Haushalts (120 m²) Bestandsgebäude ungünstiges Nutzerverhalten kwh/(m²a) 400 Bahn&Bus kwh/(m²a) Dienstreise 350 Urlaub Inlandsflug 300 Auto 12,5 L/100 km Haushaltsstrom 250 Primärenergiefaktor Anlagenverluste Trinkwassererwärmung 200 Heizwärme km/a 12,5 l/100 km 1 x New York 4 x Kanaren 2 x Inland km/a 1,8 l/100 km Heizung/WW HH-Strom Auto Flugzeug Bahn&Bus

43 8 Primärenergieverbrauch eines 4-Personen-Haushalts (120 m²) EnEV-Haus (2007) ungünstiges Nutzerverhalten kwh/(m²a) 400 Bahn&Bus kwh/(m²a) Dienstreise 350 Urlaub Inlandsflug 300 Auto 12,5 L/100 km Haushaltsstrom 250 Primärenergiefaktor Anlagenverluste Trinkwassererwärmung 200 Heizwärme km/a 12,5 l/100 km 1 x New York 4 x Kanaren 2 x Inland km/a 1,8 l/100 km Heizung/WW HH-Strom Auto Flugzeug Bahn&Bus

44 8 Primärenergieverbrauch eines 4-Personen-Haushalts (120 m²) Passivhaus ungünstiges Nutzerverhalten kwh/(m²a) 400 Bahn&Bus kwh/(m²a) Dienstreise 350 Urlaub Inlandsflug 300 Auto 12,5 L/100 km Haushaltsstrom 250 Primärenergiefaktor Anlagenverluste Trinkwassererwärmung 200 Heizwärme km/a 12,5 l/100 km 1 x New York 4 x Kanaren 2 x Inland km/a 1,8 l/100 km Heizung/WW HH-Strom Auto Flugzeug Bahn&Bus

45 8 Primärenergieverbrauch eines 4-Personen-Haushalts (120 m²) Passivhaus ungünstiges Nutzerverhalten kwh/(m²a) 400 Bahn&Bus kwh/(m²a) Dienstreise 350 Urlaub Inlandsflug 300 Auto 12,5 L/100 km Haushaltsstrom 250 Primärenergiefaktor Anlagenverluste Trinkwassererwärmung 200 Heizwärme km/a 12,5 l/100 km 1 x New York 4 x Kanaren 2 x Inland km/a 1,8 l/100 km Heizung/WW HH-Strom Auto Flugzeug Bahn&Bus

46 8 Primärenergieverbrauch eines 4-Personen-Haushalts (120 m²) Passivhaus günstiges Nutzerverhalten kwh/(m²a) 400 Bahn&Bus kwh/(m²a) Dienstreise 350 Urlaub Inlandsflug 300 Auto 3 l/100 km Haushaltsstrom 250 Primärenergiefaktor Anlagenverluste Trinkwassererwärmung 200 Heizwärme km/a 3 l/100 km 1 x New York 4 x Kanaren 2 x Inland km/a 1,8 l/100 km Heizung/WW HH-Strom Auto Flugzeug Bahn&Bus

47 8 Primärenergieverbrauch eines 4-Personen-Haushalts (120 m²) Passivhaus günstiges Nutzerverhalten Flüge reduziert 400 Bahn&Bus kwh/(m²a) Dienstreise 350 Urlaub Inlandsflug 300 Auto 3 l/100 km Haushaltsstrom 250 Primärenergiefaktor Anlagenverluste Trinkwassererwärmung 200 Heizwärme 150 kwh/(m²a) km/a 3 l/100 km km/a 1,8 l/100 km Heizung/WW HH-Strom Auto Flugzeug Bahn&Bus

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49 Energieeffiziente Quartiersanierung PWA Nürnberg 1030 WE

50 Quartierskonzept - Heizwärmeverbrauch

51 Quartierskonzept - Warmwasser

52 Quartierskonzept

53 Regionale Energiekonzepte Ziel: 80 % CO 2 -Reduktion bis 2050

54 Klimaschutzkonzept Neumarkt Quelle: arge etz Nürnberg, kewog Regensburg, Schulze Darup & Partner Nürnberg