Plusenergiehäuser Erfahrungen und Beispiele Univ.-Prof. em. Dr.-Ing. Gerd Hauser Klimaschutzstiftung Jena-Thüringen Fachtagung Energieberatung Thüringen 2014 10. Juli 2014 in Jena
Entwicklung des energieeffizienten Bauens in Deutschland am Beispiel von Wohngebäuden
Altbau Energieeffizienzhaus Primärenergiebedarf ~ 460 ~ 30 Endenergiebedarf ~ 400 ~ 25 kwh/(m²a)
Altbau Plusenergiehaus Primärenergiebedarf ~ 460 < 0 Endenergiebedarf ~ 400 < 0 kwh/(m²a)
Flächenspezifischer Nutzungsgrad verschiedener erneuerbarer Energieträger Durchschnittlicher solarer Einstrahlung von 1000 kwh/(m²a), Flächenbelegung bei PV 50% flächenspezifischer Nutzungsgrad Herstellungs- / flächenspezifischer Produktionsaufwand pro Nutzungsgrad elektrisch kwh gewonnener Energie Rapsöl/Biodiesel 0,11% > 50 % Biogas 1) 0,46 % 0,17 % 25 50 % 2) Bioethanol 0,18 % 80 90 % Btl-Diesel, Ft-Diesel 0,23 % > 50 % PV-monokristallin 7 9 % 7 9 % ca. 14 20 % PV-Dünnschicht 3 5 % 3 5 % ca. 5 10 % Windkraft onshore ca. 5 % ca. 5 % ca. 2 % 1) In [Scheffer, Konrad: Vom Bioenergiedorf zur autonomen Solarenergie-Region. In: Solarzeitalter 4/2008: 23-30 ] wird ein Konzept zur Biomasse-Nutzung mit höheren (insbesondere thermisch verwertbaren) Erträgen beschrieben; 2) der Herstellungs-/Produktionsaufwand hängt bei Biogasanlagen entscheidend vom Nutzungsgrad der Abwärme ab Quelle: Lücking, R.-M. und Hauser, G.: Nachhaltige Energieversorgung von Gebäuden, TAB (40) 2009, H. 10, S. 62-66.
Definition: Plusenergiehaus / Effizienzhaus-Plus Ein Plusenergiegebäude erzeugt im Laufe eines Jahres mehr Energie (End- und Primärenergie) als es bei durchschnittlicher Nutzung zum Betrieb benötigt. Nachweisstandort: Mittleres deutsches Klima gemäß EnEV Bilanzgrenze: Grundstücksgrenze, d.h. Erweiterung des Bilanzraums der EnEV (unmittelbarer räumlicher Zusammenhang mit dem Gebäude) auf das gesamte Grundstück des zu bewertenden Gebäudes ( on-site Generation ).
Netzwerk Effizienzhaus Plus
Plusenergiehäuser Standorte Hamburg Bremen Lüneburg Brieselang Berlin Hamburg Köln Bad Homburg Hamburg Hamburg Hamburg Darmstadt Eußenheim Münnerstadt Stelzenberg Leonberg Unterkirnach Bischofswiesen
http://www.bmvi.de/de/effizienzhausplus/modellvorhaben/netzwerk/effizienzha us-plus-neubauten_node.html
Effizienzhaus Plus Berlin
Einweihung am 7. Dez. 2011 Quelle: BMVBS Quelle BMVBS
Plusenergiehaus mit E-Mobilität in Berlin: Grundriss und bautechnische Kennwerte Einteilung in öffentlichen Bereich, Energiekern und privaten Bereich Schaufenster mit Informationsdisplay Elektrofahrzeuge mit konduktivem und induktivem Ladesystem Boden-/Dachkonstruktion und freitagende Wände in Holztafelbauweise mit Zellulosefaserdämmstoff (U-Wert: 0,11 W/m²K) Dreifach-Wärmeschutzverglasung mit hochdämmenden Rahmen (U W -Wert: 0,75 W/m²K) Photovoltaikpaneele an der Südwestfassade und auf dem Dach Vollständige Rezyklierbarkeit Intelligentes Energiemanagement mit bidirektionaler Hausbatterie Quelle: Werner Sobek, WSGreenTechnologies, Stuttgart 2010 Nettogrundfläche: 147 m² Bruttogrundfläche: 181 m² Bruttorauminhalt: 645 m³ Heizwärmebedarf: 21,1 kwh/m²a
Plusenergiehaus mit E-Mobilität in Berlin: Anlagentechnik Luft/Wasser-Wärmepumpe erwärmt Trinkwarmwasser, versorgt Fußbodenheizung und Zuluft-Nachheizregister (Heizleistung 5,8 kw) Mechanische Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung aus Abluft (Luftvolumenstrom 400m³/h, Wärmerückgewinnungrad > 80 %) 171 m² Photovoltaik-Module (Dachund Fassaden 98 / 73 m²) mit einer Nennleistung von 22,1 kwp und Bypass-Diodensteuerung Lokal erzeugter Strom wird in 40 kwh- Lithium-Ionen-Batterie gespeichert Plus an Energie mit E-Mobilität (29.000 km/a): 1.246 kwh/a Quelle: Werner Sobek, WSGreenTechnologies, Stuttgart 2010
Effizienzhaus Plus Berlin
Effizienzhaus Plus Berlin
Effizienzhaus Plus Berlin
Effizienzhaus Plus Berlin
Effizienzhaus Plus Berlin
Effizienzhaus Plus Berlin
Effizienzhaus Plus Berlin
Effizienzhaus Plus Berlin
Effizienzhaus Plus Berlin
Effizienzhaus Plus Berlin
Bien-Zenker, Köln
Bien-Zenker, Köln
Bien-Zenker, Köln
Haus Höfling, Eußenheim
Haus Höfling, Eußenheim
Haus Höfling, Eußenheim
Haus Fisch, Leonberg
Haus Fisch, Leonberg
Haus Fisch, Leonberg
Schwörer, Köln
Schwörer, Köln
Schwörer, Köln
Kennwerte Haus A/V beheiztes Gebäudevolumen Nutzfläche A N nach EnEV Transmissionswärmeverlust H' T beheizte Wohnfläche PV Fläche PV Leistung Kollektorfläche pro Wohnfl. PV Leistung pro Wohnfl. m 1 m³ m² W/m²K m 2 m 2 kwp m²/m 2 Wp/m² Berlin 0,75 634 203 0,33 149 171,0 22,1 1,15 148,3 Bien Zenker 0,72 776 248 0,18 194 98,4 16,3 0,51 83,8 Eußenheim 0,57 1263 404 0,18 288 94,0 13,4 0,33 46,5 Leonberg 0,64 580 423 0,27 260 120,0 15,0 0,46 57,7 Schwörer 0,66 758 243 0,15 139 87,0 11,0 0,63 79,1
Die am häufigsten verwendeten Technologien Hochdämmende Bauteile 3fach Wärmeschutzverglasung PV (+ Batterie) Wärmepumpen Lüftungsanlage mit WRG >90 % Fußbodenheizung LED Beleuchtung Klasse A ++ Geräte
Idee zur Entwicklung eines innovativen Gebäudekonzeptes Projekt-/ Kooperationspartner Krieger + Schramm Bauunternehmung (Initiator und Koordinator) Prof. Hauser (Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Technische Universität München, Ingenieurbüro Prof. Dr. Hauser GmbH) Prof. Hartig (Earlybirds Architekten) Walter Fenster+Türen Roberts Marken & Kommunikation GmbH Dr. Friedrich (EKS-Expertin)
Ziele und Durchführung des Forschungsprojektes 41
Speichern im Dynahaus wechselrichterintegrierter elektrischer Speicher SMA Integrated Storage System Sunny Boy 5000 Smart Energy - SB5000SE integrierter Speicher mit nutzbarer Kapazität von ca. 2 kwh bei jährlicher Erzeugung und jährlichem Verbrauch von 5000 kwh: ca. 52 % weniger Strombezug vom Energieversorger Steigerung der Eigenverbrauchsquote von 30 auf typisch 55 %
aktiv-stadthaus in Frankfurt Bauherr: ABG Frankfurt am Main Architekten: HHS Planer + Architekten AG Kassel Energiekonzept: Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Entwerfen und Energieeffizientes Bauen
Probleme bei der Systemoptimierung Energiekosten als Funktion der Jahreszeit der Tageszeit des Angebot an regenerativer Energie des Preises an der Strombörse des Wochentags Samstags kostenlos des Tarifes, der Leistung limitiert