Gebäudeautomation und Energieeffizienz Energetische Anforderungen an Gebäude in Vorschriften, Normen, Labels und Strategien Martin Lenzlinger, Dr. phil., Physiker SIA 4. November 2008 1
Energetische Anforderungen Energetische Anforderungen an Gebäude werden in unterschiedlichen Dokumenten aufgestellt. Die Anforderungen unterscheiden sich in: Funktion Verbindlichkeit erfasste Energie-Verwendungszwecke Beurteilungsgrössen 2
Funktion Behördliche Vorschriften kantonale Gesetze und Verordnungen Normen SIA 380/1, SIA 380/4, SIA 382/1 etc. Labels Minergie, Minergie-P, Minergie-ECO, Passivhaus, Energieausweis Strategien SIA Effizienzpfad, via Gialla, IEE, Energiestrategie für die ETH 3
Behördliche Vorschriften in Gesetzen und Verordnungen nur wenn öffentliches Interesse zwingendes öffentliches Recht immer willkürfrei anwendbar keine generellen Ausnahmen immer machbar und wirtschaftlich zumutbar 4
Behördliche Vorschriften Gemäss Bundesverfassung sind Kantone zuständig. Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich (MuKEn) April 2008, umgesetzt 2009/2010 Verschiedene Anforderungen verschärft mit der Zielvorgabe: Minergie ohne Komfortlüftung Fakultative Module neu für Kantone obligatorisch: Höchstanteil nicht erneuerbarer Energien Bestimmungen über Klimaanlagen und Elektroheizungen Grossverbrauchermodell Energieausweis 5
Behördliche Vorschriften U-Werte von Einzelbaueilen: opake Bauteile um 20% reduziert Fenster um 13% reduziert Heizwärmebedarf: im Durchschnitt um 25% reduziert bei Wohnbauten um 30% reduziert. Höchstanteil nicht erneuerbarer Energien für Raumheizung und Warmwasser: neu auch Elektrizität für Wassererwärmung doppelt gewichtet Vorgabe: Minergie ohne Komfortlüftung nur teilweise erreicht 6
Behördliche Vorschriften Anforderungen an den g-wert und den Sonnenschutz von gekühlten Räumen Anforderungen an die Anlagen für Kühlung und Befeuchtung nach dem Stand der Technik gemäss SIA 382/1 Für Kantone fakultativ: Anforderungen an den Elektrizitätsbedarf für Beleuchtung und Lüftung/Klimatisierung gemäss SIA 380/4 7
Normen Teil des Privatrechts müssen explizit oder stillschweigend vereinbart werden sollen sicherstellen, dass Bauherrschaft ein Bauwerk erhält, das die allgemeinen Ansprüche erfüllt gelten bei den Gerichten als Regeln der Baukunde können über behördliche Vorschriften hinausgehen, - da kein öffentliches Interesse notwendig - da Spielräume in der Anwendung zulässig - da Abweichungen im Einverständnis möglich Neben den Anforderungen enthalten die Normen Berechnungsverfahren, die häufig für die behördlichen Vorschriften verbindlich sind. 8
Normen SIA 380/1: Berechnungsverfahren für den Heizwärmebedarf Grenzwerte gemäss MuKEn 2008, zusätzlich Zielwerte SIA 380/4: Berechnungsverfahren für den Elektrizitätsbedarf Einzelanforderungen an Haushaltgeräte, Leuchten, Ventilatoren, Kältemaschinen, Umwälzpumpen, Wärmepumpen, Regelung etc. Systemanforderungen an Haushaltgeräte, Beleuchtung, Lüftung/Klimatisierung SIA 382/1: Bauliche Anforderungen an klimatisierte Gebäude Leistungszahlen von Kälteanlagen, Druckverluste von Lüftungsanlagen, Wärmerückgewinnung 9
Labels deutlich höhere und/oder umfassendere Anforderungen als Vorschriften muss nicht generell anwendbar sein kein Rechtanspruch auf Beurteilung eingetragene Marke, Zertifizierungsverfahren, Reglemente 10
Labels 11
Labels Minergie Primäranforderung an Heizwärmebedarf: 85% von SIA 380/1 (2009) Energiekennzahl für Raumwärme, Warmwasser und Lüftung/Klimatisierung - nicht abhängig von der Gebäudehüllzahl - für ölbeheizte Gebäude ungefähr 30 % schärfer als die behördlichen Vorschriften Für bestimmte Gebäudekategorien zusätzliche Anforderungen Politische Gewichtungsfaktoren für Energieträger: fossil 1,0; Strom 2,0; Holz 0,5 (0,7?) 12
Labels Minergie-P Ohne Industrie, Lager und Hallenbäder Primäranforderung an Heizwärmebedarf: Zielwerte von SIA 380/1 (2009) Energiekennzahl für Raumwärme, Warmwasser und Lüftung/Klimatisierung 20 bis 40 % tiefer als bei Minergie
Labels Minergie-ECO und Minergie-P-ECO zusätzliche Anforderungen an gesunde und ökologische Bauweise (inkl. Graue Energie)
Energetische Anforderungen Energieausweis Keine Auszeichnung wie Minergie sondern Energiedeklaration Umfasst den gesamten Energieverbrauch (alle Verwendungszwecke) Gewichtung der Energieträger mit Primärenergiefaktoren und Treibhausgaskoeffizienten Sehr Energieffizient A Kennwert Kennwert Gesamtenergie Gebäudehülle 0 B C D E D 163 B 85 100 200 F G 300 Wenig Energieffizient Treibhausgasemissionsklasse:...B Anteil erneuerbarer Primärenergien... xy % 15
Strategien Zeigen auf, welche Anforderungen gestellt werden müssen, damit bestimmte langfristige ökologische Ziele erreicht werden Können sich zu Labels umwandeln 16
Strategien via Gialla (Prof. Hj. Leibundgut und Team): Reduktion der CO 2 -Emissionen auf 1 t pro Kopf in 50 Jahren CO 2 -freier Betrieb von 90 % aller Gebäude durch - Einsatz von Wärmepumpen - Stromerzeugung zu 90 % aus erneuerbaren Energien Gewichtung der Energieträger gemäss Exergie (alle gleich 1) Keine direkten Anforderungen an den Energieverbrauch IEE: Primär eine Aus- und Weiterbildungsinitiative der SIA Berufsgruppe Technik und Industrie Zielsetzung ähnlich wie via Gialla, aber für Treibhausgasemissionen Endenergieverbrauch kleiner 400 MJ/m 2 Bewertung der Energieträger unklar (Exergie oder Primärenergie) 17
Strategien Energiestrategie für die ETH Zürich Ziel: 1 t CO 2,äqu pro Kopf, keine Beschränkung des Energieverbrauchs Zulässiges CO 2 wird für Fernverkehr reserviert. Wärmesektor CO 2 -frei: Solarthermie, Umweltwärme, Biomasse Zusätzlicher Strombedarf für WP und Nahverkehr: ebenfalls CO 2 -frei (Kernenergie?) 18
Strategien 2000 Watt-Gesellschaft Globaler Primärenergieverbrauch auf heutigem Wert stabilisiert Treibhausgasemissionen so reduziert, dass Temperaturanstieg kleiner 2 K Bezieht sich auf gesamten Energieverbrauch im Inland (ohne Graue Energie von Import/Export) Methodikpapier der Stadt Zürich: Jahr 2000 2050 2150 Primärenergie 6300 W/P 3500 W/P 2000 W/P Treibhausemissionen 8 t/p 2 t/p 1 t/p 19
Strategien SIA Effizienzpfad Energie (2006) Basiert auf 2000 Watt-Gesellschaft angewendet auf Gebäude inkl. Graue Energie für Erstellung und Rückbau inkl. Gebäudestandortabhängige Mobilität Beurteilungsgrösse: Primärenergie Grosse Beachtung: viele Bauherren wollen nach SIA Effizienzpfad bauen 20
Strategien Revision 2009/10 Stützt sich auf Definition der Methodikpapier der Stadt Zürich. Gesamtschweizerische Ziele müssen auf den Verbrauch der Gebäude heruntergebrochen werden. Beurteilungsgrössen neu: gesamte Primärenergie nichterneuerbare Primärenergie Treibhausgasemissionen Erweiterung auf zusätzliche Nutzungen? Einbezug der Merkblätter zur Grauen Energie und zur gebäudestandortabhängigen Mobilität Aufteilung in Dokumentation und Merkblatt mit den Anforderungen
Zusammenfassung Nutzenergie Endenergie Heizwärmebedarf Raumwärme Warmwasser Lüftung/Klima Beleuchtung Betriebseinrichtungen Graue Energie Standortabh. Mobilität SIA 380/1 x MuKEn x x x x Energieausweis x x x x x x Minergie x x x x (x) (x) Eco viagialla x x (x) (x) (x) IEE x x (x) (x) (x) SIA Effizienzpfad x x x x x x x 22
Zusammenfassung Beurteilungsgrössen Nutzenergie SIA 380/1 X gewichtete Endenergie MuKEn X X Minergie X X Exergie Primärenergie Treibhausgas emissionen Energieausweis X X X viagialla X X (CO 2 ) IEE (X) (X) X ETH-Energiestrategie (X) X 2000-W-Gesellschaft X X SIA Effizienzpfad X X 23
Zusammenfassung Vorschriften: am verbindlichsten nur gut erfassbaren Verwendungszwecke immer machbares Anforderungsniveau Normen, Labels Strategien: in dieser Reihenfolge immer weniger verbindlich mehr Verwendungszwecke umfassendere Beurteilungsgrössen strengere Anforderungen 24