Gebäudeeffizienz wo stehen wir?

Transkript

1 Gebäudeeffizienz wo stehen wir? Prof. Dr. Klaus Peter Sedlbauer Auf Wissen bauen

2 Herausforderungen an den Bausektor? Globale Trends Mega-Trends Bevölkerungswachstum Ca. 9 Milliarden Menschen 2050 Sozialer Wandel Neue Anforderungen an Gebäude/Städte Verstädterung Die Zukunft liegt in der Stadt Mobilität Steigende Bürde weltweit Energie Hunger nach Energie wird immer größer Gebäude Erheblicher Anteil an den Ressourcen Umwelt und Klima Konsequenzen schon heute sichtbar Fragen an die Herausforderungen der Zukunft Welche Auswirkungen haben die Mega-Trends für das Bauwesen der Zukunft? Welche Innovationen werden im Baubereich wesentlich sein? Welche neue Möglichkeiten sind wegbereitend (neue Materialien, Technologien, Prozesse)? Welche Maßnahmen ergreifen wir heute?

3 Status quo und Ziele der Energiewende Quelle: BMWi 2014: Energie in Deutschland

4 Status quo und Ziele der Energiewende Quelle: BMWi 2014: Energie in Deutschland

5 Zielkorridor Energieeinsparung (x-achse) vs. Anteil Erneuerbare Energien bei Energieversorgung (y- Achse) Quelle: BMWi 2014: Sanierungsbedarf im Gebäudebestand

6 Sanierungsfahrplan langfristige Zielvorgaben Quelle: Expertenkommission zum Monitoring-Prozess Energie der Zukunft

7 »It is fundamentally the confusion between effectiveness and efficiency that stands between doing the right things and doing things right. There is surely nothing quite so useless as doing with great efficiency what should not be done at all.«effektivität: Effizienz: Die richtigen Dinge tun. Die Dinge richtig tun. nach Peter Drucker US-Amerikanischer Ökonom ( )

8 Meilensteine des energiesparenden Bauens Gebäude und Energie

9 Meilensteine des energiesparenden Bauens Innovationsgeschwindigkeit

10 Unstabile Randbedingungen

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12 Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland in TWh (2013) Quelle: BMWi Energiedaten (2014), Prof. G. Hauser (2008)

13 Effiziente Gebäude passive Maßnahmen Energieeinsparung durch: intelligente Technik Wärmebrücken vermeiden Luftdichtheiten Gebäudeautomation Wärmerückgewinnung Neue Dämmstoffe sommerlicher Wärmeschutz Techniken zur solaren Klimatisierung

14 Strategische Überlegungen Gebäudeplanung Gebäudebetrieb klimagerecht Energieoptimierte Gebäudehülle dicht, gedämmt, verschattet energieeffiziente Anlagentechnik erneuerbare Energien nutzen Technologie bedarfsgerecht Schutzklima hygienisch, materialverträglich Stand-by Klima z.b. Nachtabsenkung Komfortklima Prozessqualität

15 Frühzeitig Planen

16 Versorgungsstrukturen Zur Steigerung der Energieeffizienz

17 Leuchtturm Plus-Energie-Schule Hohen Neuendorf Quelle: IBUS Architekten 2013: EnEff:Schule Symposium

18 Leuchtturm Plus-Energie-Kinderhaus Höhenkirchen-Siegertsbrunn Quelle: Asböck Architekten 2014: EnEff:Schule Symposium

19 Leuchtturm Plus-Energie-Wohn- und Geschäftshaus Frankfurt Effizienzhaus-Plus: Aktivhaus-Modellprojekt für innerstädtische Bebauung PV-Anlage Dach: ca Module mit 249 kw p PV-Anlage Fassade: ca. 165 Module mit 80 kw p Quelle: HHS Architekten 2014: BMUB Modellvorhaben Effizienzhaus-Plus

20 Leuchtturm CO 2 neutrale Wohnquartierssanierung GWG München Aus Wohnanlage der 60er Jahre mit hohem Energieverbrauch und mäßigem Wohnkomfort... wird attraktives hocheffizientes innerstädtisches Wohnquartier, das sich vorrangig aus örtlich verfügbaren Energiequellen versorgt Quelle: GWG München 2014: EnEff:Stadt Projektleitertreffen

21 Leuchtturm Frühe Quartiersplanung erschließt weitere Potentiale Energieversorgung von Quartieren ermöglicht die bessere Nutzung von potentiellen Quellen und Senken.. allerdings sind hier Entscheidungen in der frühen Planungsphase erforderlich. Qualifizierte erfahrungsbasierte Tools sind für die Planungspraxis erforderlich

22 Heizwärme [kwh/m²a] Best Practice Erfahrungen sammeln Energetische Schulsanierung Vor Sanierung Nach Sanierung Investitionskosten für die energetische Sanierung: Wärmeeinsparung ca. 75 %: Statische Kapitalrückflusszeit: Energiepreis 1996: Energiepreis 2008: Energiepreis 2012: 2 Mio. Euro kwh/a oder /a (Basis 1996) 94,7 Jahre 31,7 Jahre 28,2 Jahre

23 Shining Examples weltweit realisieren Energetische Sanierung deutscher Botschaften

24 Lebenszykluskosten eines Gebäudes 2 % Planungskosten 15 % Errichtungskosten 80 % Folgekosten Davon ½ für Bewirtschaftung (Energie-, Betriebs- und Wartungskosten von Anlagen) und ½ sonstige Kosten (Reinigung, Instandhaltung,...) 3 % Abbruch und Entsorgung

25 Lebenszykluskosten eines Gebäudes (Beispiel) 2 % Planungskosten 15 % Errichtungskosten 80 % Folgekosten Davon ½ für Bewirtschaftung (Energie-, Betriebs- und Wartungskosten von Anlagen) und ½ sonstige Kosten (Reinigung, Instandhaltung,...) 3 % Abbruch und Entsorgung z.b.: 1,5 Mio. Gebäudeerrichtungskosten 4 Mio. Bewirtschaftungskosten 37,5 % Einsparung der Bewirtschaftungskosten entspricht den gesamten Errichtungskosten!

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27 Ökobilanz Bedeutung der Ökobilanz

28 Nachhaltigkeit im System Kriteriengruppen für Gebäudequalitäten: Ökologische Qualität Ökonomische Qualität Soziokulturelle und funktionale Qualität 22,5 % 22,5 % 22,5 % Technische Qualität Prozessqualität 22,5 % 10 % Standortqualität Ökologie Ökonomie Soziale Aspekte

29 Raumklima 90 % der Zeit verbringen wir in Innenräumen Ziel: Optimale Bedingungen für den Nutzer Einfluss des Raumklimas auf: Gesundheit persönliches Befinden Leistungsvermögen Paradigmenwechsel: Immobilien genügen dem Nutzer Integrale Betrachtung notwendig

30 Forschungsschwerpunkt»Menschen in Räumen«Physikalische Umgebung Mediierende Prozesse Leistung und Verhalten Implementierung Klima Licht Geruch Akustik Umwelt Technologie Physiologische Prozesse Psychologische Prozesse Kognition Motivation Affekt Moderatoren wie Alter, Geschlecht, Kultur Persönlichkeitseigenschaften Einstellungen Wirkung auf Produktivität Gesundheit und Wohlbefinden Personenwahrnehmung Soziale Interaktion Konsumentenverhalten Patente Produktentwicklung Beratung

31 Leistung (z-transformierte Werte, je höher, desto besser) Licht Logisches Denken Kreativität (lux) 500 (lux) 150 (lux) Hell Kontrollgruppe Dunkel Interaktion: F(2, 138) = 9.45, p <.01, η p 2 =.20 Logisches Denken: F(2, 137) = 3.21, p <.05, η p 2 =.05, Kreativität: F(2, 137) = 7.21, p <.01, η p 2 =.09 Quelle: Werth, et. al.: Psychologische Befunde zu Licht und seiner Wirkung auf den Menschen - ein Überblick. Bauphysik

32 Intelligente Lichtsteuerung Demonstration Blickrichtung

33 Intelligente Lichtsteuerung Demonstration (Sprach- und) Gestensteuerung

34 Neue, mikrooptische Baukomponenten zur energieeffizienten Tageslicht- und LED-Beleuchtung Auskoppelnde Struktur Lichtabstrahlung Durchsicht LED aus Durchsicht LED an LED Kombinationen Umlenkende Struktur Normales Glas Lichtumlenkende Struktur

35 Dilemma bei schlechter Raumakustik Ursache / Wirkung - Spirale, + 10 db (A) Hoher Grund-Pegel Schlechteres Hören Lauteres Reden Fremd-Geräusche Schüler, Lehrer Raum-Einfluss Lauteres Reden Höhere Hörschwelle

36 Raumausstattungskonzepte für Call Center neu herkömmlich BKA BKA Etwa gleicher Preis pro Arbeitsplatz 6-8 m 2 pro AP Flächenbenchmarking m 2 pro AP

37 Absorberstreifen Periodische Absorberstreifen in schallharter Fläche versenkt (ggf. verputzt) Absorberschicht = Dämmschicht: Funktioniert nicht!

38 Leistungsfähigkeit Arbeitsleistung und Raumtemperatur hoch niedrig niedrig Raumtemperatur hoch Quelle: Hancock et al. (2007)

39 Holistisches Gebäudemodell

40 Holistisches Gebäudemodell Komplexe Interaktionen sind zu berücksichtigen

41 Building Information Management

42 Zukünftige Anforderungen an Gebäude Nutzerfreundlich Netzaffin Bild: Umweltgerecht Klimaangepasst

43 in Anlehnung an Yoram Koren: The Global Manufacturing Revolution Innovation im Bau? Industrielle Revolutionen? Bau: 16 Jhd. 18 Jhd. 21 Jhd.

44 » Alles, was getan wird, ist es wert, gut getan zu werden «nach Aristoteles ( v. Chr.)