windays März 2005 Hochschule für Architektur, Bau und Holz HSB Einbau neuer Fenster - Kosten und Nutzen

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1 windays März 2005 Hochschule für Architektur, Bau und Holz HSB Einbau neuer Fenster - Kosten und Nutzen Steigerung von Komfort, Behaglichkeit, Energie- Effizienzgewinn Martin Jakob, CEPE ETH Zürich Dank an das Bundesamt für Energie (EWG-BFE), HEV, BWO, ewz, Kantone AG, BE, BL, BS, TG, ZH für die Unterstützung der zugrundeliegenden Forschungsarbeit sowie an die Kollegen Walter Ott, Martin Baur (econcept, Zurich) und Silvia Banfi, Eberhard Jochem, Mehdi Farsi, Massimo Filippini (CEPE, ETH Zürich) Bildnachweis: EMPA Fragen über Fragen Ist diese Thermographie ein Einzelfall oder ein exemplarischer Fall für viele? Mit welchen Kosten ist zu rechnen? Lohnt sich ein Fensterersatz generell oder nur unter bestimmten Bedingungen? Welcher Fenster- und Glastyp ist zu wählen? Welche qualitative, energetische und wirtschaftliche Nutzen sind mit einem Fensterersatz verbunden? -> aus Sicht der Wohnenden -> aus Sicht der Gebäudebesitzer -> aus Sicht der Volkswirtschaft 1

2 Anteil ersetzte Fenster 100% Potential Fensterersatz erst teilweise genutzt 80% 60% 40% Potenzial % 0% Gebäude- Baujahr vor Einfamilienhäuser EFH vor 1947 Mehrfachnennungen möglich Mehrfamilienhäuser MFH Erhebung 2001/2001 bei rund 2000 Wohngebäuden Quelle: CEPE Kosten von Fenstern als Funktion der energietechnischen Kennwerte Preis 900 (CHF/m²) Holzfenster - Kunststofffenster Verbesserte Abstandshalter Price 900 (CHF/m²) Window size 1.7 m² 3 m² 5 m² 400 Preisanstieg aufgrund Rahmenverbesserung Fensterfläche: 1.7 m² 3 m² 5 m² Preisanstieg aufgrund Glasverbesserung 100 U-Wert des Fensters (W/m²K) Price increase due to improved frames Price increase due to improved glazing U-value of window (W/m²K)

3 Ergänzende Folie Vergangene technische Entwicklung... U-Wert beim 7 Fensterglas 6 U-Wert in W/m 2 K WEITERFÜHREN! Glaspreis zwischen 1970 und 2001 real gesunken um 35% bis 50% Fensterpreise seit 1970 real gesunken um ca. 25% gleichzeitiger markanter Verbesserung des U-Werts Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Fallunterscheidung Gebäudeerneuerung Selbstbewohnte Einfamilienhäuser Vermietete Mehrfamilienhauswohnungen 1) Derzeit ist kein Unterhalt notwendig 2) Unterhalt/Instandsetzung ist notwendig und möglich 3) Fensterersatz ist unabdingbar Kosten Investitionskosten Kapitalkosten (Jahreskosten) Nutzen Eingesparte Energiekosten Geringere Unterhaltskosten Erhöhter Komfort Höhere Mieteinnahmen Geringere Steuern Klassische energietechnische Wirtschaftlichkeitsrechnung 3

4 Kosten (1) Kostenbewertung im Fall der Gebäudeerneuerung Kosten von neuen Fenstern (heutiger Standard oder verbessert) Statisch: Sind die über die Lebensdauer kummulierten eingesparten Heizkosten grösser als die Mehr-Investitionskosten? Dynamisch: Verzinsung der Mehr-Investitionskosten mit Hypothekarzinssatz (Aufstockung) Dynamisch: Verzinsung der Mehr-Investitionskosten mit dem Zinssatz alternative Anlage (ähnliche Fristigkeit / Risikoprofil) Kosten (2) Kapitalkosten = Annuitätenfaktor * Investitionskosten r a = 1 (1 +r ) L r: Realzinssatz L: Lebensdauer Siehe auch SIA Norm % Annuitätenfaktor 10% 8% 6% 4% 2% 0% Realzinssatz 3.0% 5.0% Jahre Fazit: bei langer Lebensdauer ist die Sensitivität bzgl. Lebensdauerannahme geringer als jene bzgl. Zinssatz. Umgekehrt hat bei kurzer Lebensdauer die Annahmen bzgl. Lebensdauer einen grösseren Einfluss auf die Annuität als der Zinssatz 4

5 Energetischer Nutzen (1) Künftige Energiepreisrisiken Förderung Mia. t / Jahr Produktionsmaximum 2015 bis 2030 Steigende Nachfrage Quelle: P.Kehrer Das Erdöl im 21.Jahrhundert Mangel oder Überfluss? Vortrag im Erdölmuseum Wietze,10.März 2000.Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe,Hannover. Konzentration der Erdölförderung auf OPEC / Naher Osten OPEC 43% 63% Naher Osten 29% 50% CO 2 -Gesetz: freiwillige Massnahmen + evtl. Lenkungsabgabe Energetischer Nutzen (2) Orientierung und g-wert mitbeachten U-Wert g-wert Glas Gesamtfenster tief hoch Ausgangslage Ersatzfenster

6 * Einsparung Qh (Heizwärmebedarf) 10% Energetische Nutzen (2) Orientierung und g-wert mitbeachten Neues Standardfenster (Uw=1.5 W/m2K) Dreifachfenster, konventioneller Rahmen (Uw=1.1 W/m2K) Passivhausfenster (Uw=0.8 W/m2K) 8% 6% 4% 2% 0% g-wert tief hoch tief hoch tief hoch Süd Ost / West Nord * ohne Berücksichtigung reduzierter Luftwechsel Fenstersatz Kosten und Nutzen Klassische energie-technische Wirtschaftlichkeitsrechnung (1) Kosten CHF/m 2 Fenster U-Wert bei g-wert: Glas Gesamtfenster tief hoch Instandsetzung Ausgangslage Ersatzfenster

7 Fenstersatz Kosten und Nutzen Klassische energie-technische Wirtschaftlichkeitsrechnung (1) (*) (+50) (+/-0) (-50) (-120) (-120) (-200) (*) Bei Einbezug der Steuerabzugsmöglichkeiten (30% Grenzsteuer) lohnt sich ein Fensterersatz bereits ab Unterhaltskosten von 130 CHF/m 2 (inkl. Berücksichtigung reduzierter Luftwechsel) Fenstersatz welche Fensterqualität? Klassische energie-technische Wirtschaftlichkeitsrechnung (2) Minder- bzw. Mehrkosten (Rp/kWh) bei Fensterersatz im Vergleich zu Fensterinstandsetzung Neues Standardfenster (Uw=1.5 W/m 2 K) Dreifachfenster, konventioneller Rahmen (Uw=1.1 W/m 2 K) Passivhausfenster (Uw=0.8 W/m 2 K) Süd Ost / West Nord tief hoch tief hoch tief hoch Basis: Instandsetzungskosten 180 CHF/m 2, Energiepreis 7 Rp/kWh, ohne Berücksichtigung Steuerabzug, ohne Berücksichtigung tiefere Luftwechselraten) 7

8 Fenstersatz welche Fensterqualität? Klassische energie-technische Wirtschaftlichkeitsrechnung (2) Minder- bzw. Mehrkosten (CHF/Jahr) bei Fensterersatz im Vergleich zu Fensterinstandsetzung (Basis 180 CHF/m 2 ) (Energiepreis 7 Rp/kWh, ohne Berücksichtigung tiefere Luftwechselraten und ohne Steuerabzugsmöglichkeiten) Orientierung: Süd Ost / West Nord Alle Orientierungen g-wert: Fenstertyp tief hoch tief hoch tief hoch tief hoch Neues Standardfenster (Uw=1.5 W/m K) Dreifachfenster, konventioneller Rahmen (Uw=1.1 W/m K) Passivhausfenster (Uw=0.8 W/m K) Bei Berücksichtigung, dass beim Fensterersatz tiefere Luftwechselraten resultieren, verbessert sich die Kostenbilanz um ca. 30 CHF/Jahr pro Orientierung bzw. um 80 CHF/Jahr für alle Orientierungen + Lärmschutz + Behaglichkeit + Luftqualität + Luftfeuchtigkeit + Nutzflächen + Architektur + Sicherheit Nichtenergetische indirekte Zusatznutzen (1) Geringere Mietzinsreduktion (Aussenlärm) Höhere Oberflächentemperaturen: Innenwände (19 C statt 16 C) Fenster (17 C bis 18 C statt 12 C) => Höhere Nutzfläche Zugfreie Räume Frische Luft, weniger Gerüche, geringere Indoorbelastung, Pollen Geringere Risiken für Bauschäden Dachraum, einspringende Balkone => zusätzlicher Wohnraum Wärmegedämmte (hinterlüftete) Fassaden Geschl. Fenster ->geringere Einbruchsgefahr 8

9 Künftige Nachfrage und Wohnbedürfnisse Anzahl Neubau Anzahl Gebäude Neubau m2 EBF MINERGIE: Steigender Zuwachs pro Jahr Erneuerung Anzahl Gebäude Erneuerung m2 EBF m2 EBF 500' ' ' ' ' ' ' ' '000 50'000 0 Quelle: Minergie-Agentur Bau, Grafik CEPE Komfortbedürfnis wird weiter zunehmen Wachsendes Einkommen Alter Laufend steigende Erwartungen MINERGIE -Label Anforderungen U w 1.0 W/(m 2 K) nach Reglement 2003 mit U g = 0.7 W/(m 2 K) als Referenzglas Fenstergrösse 1.75 m x 1.30 m (2-flüglig) Glasflächenanteil 75% Glasabstandhalter mit warm edge - Technologie Aussenliegender Sonnenschutz g 0.15 Schlagregendichtigkeit, Luftdurchlässigkeit Beanspruchungsklasse 7A bzw. 3 nach Reglement

10 Künftige Nachfrage und Wohnbedürfnisse Bereits heute bestehen in der Schweiz Defizite bzgl. Wohlbefinden: Ideelle Bedürfnisse Komfort Art der Wohnung Nebenräume Wohnungs-Ausbaustandard Geräte-Ausbaustandard Ergänzende Folie Keine Lärm- u. Verkehrsemissionen Gute Luftqualität (knapp 30%) Tiefe Miet- bzw. Hypothekarkosten (33% ) Tiefe Nebenkosten (44%) Energiesparende (50%), ökologische (39%), gesunde Bauweise (ca. 35%) Mehr Nebenräume Viel Platz Wohnungs-Ausbaustandard (sep. Bad/WC, Balkon, Terrasse) Wohnlage, Infrastruktur, Naherholung, Arbeitsweg, Nachbarschaft) Quelle: Dichter-Institut: Wohnen 2003, Zürich, April 2003 Helligkeit, Sicherheit, Hauswart Grund- Bedürfnisse Nichtenergetische begleitende Zusatznutzen (2) Provisorische Ergebnisse Fenster Fassade Lüftungsanlage MFH Bestand Fr./Mt. 1) 2) Fr./Mt Fr./Mt. EFH Bestand Fr. 1) 2) Fr Fr MFH Neubau EFH Neubau Nicht signifikant von 0 verschieden Fr./Mt Fr./Mt. Nicht signifikant von 0 verschieden Nicht signifikant von 0 verschieden Fr 1) neues Fenster im Vergleich. 2) zu altem Fenster Wärmdämmung im Vergleich zu Anstrich Quelle: CEPE, M. Jakob (Stand ) 10

11 Nichtenergetische begleitende Zusatznutzen (3) + Verkaufspreise ZH Neubau +9% (+/-5%) für Minergie-EFH + Verkaufspreise ZH Gebäudebestand +2% bis +3.5% für EFH mit energieeffizienten Fenstern Quelle: Literatur [4], ZKB Foto Dachraum Quelle BFE-Pilotprojekt Magnusstr 11

12 Elemente einer umfassenden Kosten-Nutzen-Betrachtung Privatwirtschaft Nachfrage u. Wohnbedürfnisse: Zukunftsorientierte Betrachtung Begleitende Nutzen inkl. ökonomische Bewertung Zinskosten vermehrt abhängig von Risikosituation (Basel II) Lange Lebensdauer beachten => Energiepreisrisiken Volkswirtschaft Energie-Effizienz als Basis für Klima- und Umweltschutz Energie-Effizienz eröffnet Chancen für Innovationen (auch Export) und Arbeitsplätze Förderung (zeitlich begrenzt) löst Lern- und Skaleneffekte aus => Sinkende Investitionskosten Risikominderung gegenüber Energiepreisschwankungen Kosten und Nutzen von energieeffizienten Fenstern (Fazit) Neubau: wenig grossflächige (statt viele kleinflächige) Fenster planen =>Nettogewinn in vielen Fällen! Tiefer U-Wert aus Komfortgründen g-wert immer mitbeachten, besonders bei Süd, Ost/West- Lagen mit wenig Verschattung Norden, verschattete Lagen: Glas-U-Wert Verbesserungen (0.7 W/m2K, evtl. 0.5 W/m2K) sind rentabel bei geringfügig höheren Energiepreisen Gebäudebestand: Zahlungsbereitschaft (seitens Mieter und Käufer) für energie-effiziente Fenster gleich oder höher als Kosten für Fensterersatz 12

13 Bezug Art.-Nr d Weitere Literatur [1] Jakob, M., Jochem, E.: Kosten und Nutzen - Wärmeschutz bei Wohnbauten, November 2003, i.a.des Forschungsprogramms EWG des Bundesamts für Energie (BFE), Publikation, 24 S. Vertrieb: BBL (*), Art.-Nr d oder unter [2] Jakob,M., Jochem,E.,Christen,K.: Grenzkosten bei forcierten Energie-Effizienzmassnahmen bei Wohngebäuden, 2002, i.a. des Forschungsprogramms EWG des Bundesamts für Energie (BFE), Forschungsbericht, Vertrieb: BBL (*), Art.-Nr d oder unter [3] Jakob, M.,Jochem,E.: Erneuerungsverhalten im Bereich Wohngebäude,2003, i.a.des Forschungsprogramms EWG des Bundesamts für Energie (BFE), zu beziehen auf Anfrage bei M. Jakob, CEPE, ETH Zürich [4] Ott, W., Baur, M. Jakob, M.: Direkte und indirekte Zusatznutzen bei energie-effizienten Wohngebäuden, econcept und CEPE, Zürich. Laufendes Forschungsprojekt, erscheint Weitere Auskünfte: econcept/cepe [5] Ott, W., Jakob, M., Kaufmann, Y.: Mobilisierung der Erneuerungspotenziale bei Wohnbauten, econcept und CEPE ETH Zürich, im Auftrag des Forschungsprogramms Energiewirtschaftliche Grundlagen EWG des Bundesamts für Energie (BFE), Laufendes Forschungsprojekt, erscheint zweite Hälfte Weitere Auskünfte: econcept/cepe (*) BBL,Vertrieb Publikationen, 3003 Bern, 13