Sciences Allemagne DE - Baukalender ist ein neues Informations
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Das Informationsblatt der Abteilung für Wissenschaft und Technologie der französichen Botschaft in der Bundesrepublik Deutschland – April 2007 Energieeffizienz von Gebäuden in Deutschland Politik, Fördermaßnahmen, Forschung, innovative Initiativen Direktor der Veröffentlichung: Direktor der Redaktion: Übersetzung: Deckblattfoto: Dr. Ing. Jean-François Dupuis Dipl.-Ing. Dimitri Pescia Jana Ulbricht Dr. Ulrich Heinemann, Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung Infrarotaufnahme eines gut gedämmten Neubaus (rechts) und eines nicht wärmegedämmten Altbau (links) Kostenlose Veröffentlichung seitens der Französischen Botschaft in Deutschland. Eine vollständige oder teilweise Verbreitung dieser Ausgabe ist nur mit ausdrücklicher Genehmigung der Wissenschaftsabteilung der Französischen Botschaft in Deutschland gestattet. Redaktion Französische Botschaft in Deutschland; Abteilung für Wissenschaft und Technologie; Anschrift: Pariser Platz 5, D-10117 BERLIN - Tel:+49 30 590 039 000 ; Fax:+49 30 590 039 265 ; internet: www.wissenschaft-frankreich.de ; Mail: [email protected] Inhalt Vorwort.........................................................................................................3 Steigerung der Energieeffizienz von Gebäuden in Deutschland: die Politik des Bundes – Stand, Ziele, Maßnahmen und Ergebnisse ...........................................5 Aktivitäten der deutschen Energie-Agentur (dena)..............................................7 Die aktuelle Novelle der Energieeinsparverordnung in Deutschland .....................10 Inhalt, Ziele und Förderwirkungen der KfW-Programme zum Umwelt- und Klimaschutz im Gebäudebereich .....................................................................13 Energieoptimiertes Bauen: Förderschwerpunkte des BMWi ................................16 Das Passivhaus – eine kaum sichtbare Effizienzrevolution .....................................18 Energieoptimiertes Bauen und Solarenergie .....................................................21 Hocheffizienter Wärmeschutz von Gebäuden durch evakuierte Elemente Vakuumisolationspaneele (VIP) und Vakuumisoliergläser (VIG) ..........................24 Energetische Gebäudesanierung mit Faktor 10.................................................27 Solararchitektur: Hightech, Ästethik und Ökologie ............................................30 Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 1 Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 2 Vorwort Der Gebäudebereich ist in Europa der größte Verbrauchssektor an Primärenergie (40% des Endenergiebedarfs), noch vor dem Transportwesen (30%) und der Industrie (30%). Er ist ebenso für mehr als 40% der gesamten CO2-Ausstöße verantwortlich. Die Senkung des Energiebedarfs von Gebäuden gehört zu den wichtigsten ökologischen und wirtschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit. Um sich diesen zu stellen, hat die Europäische Union eine Richtlinie über die Gesamteffizienz von Gebäuden verabschiedet, mit dem Ziel, den Energieverbrauch von Gebäuden bis 2010 um 22% zu senken. Deutschland kommt in diesem Zusammenhang eine Vorreiterrolle zu, da es seit vielen Jahren zahlreiche Anstrengungen unternimmt, um die Energieeffizienz von Gebäuden zu verbessern: • Kontinuierliche Novellierungen der Verordnungen zur Energieeinsparung haben den jährlichen Bedarf von Gebäuden deutlich gesenkt. Die neueste Verordnung, EnEV 2004, legt nicht nur den maximalen Verbrauch von Neubauten fest, sondern fördert gleichermaßen die Modernisierungen von Bestandsgebäuden und schreibt die Ausstellung von Energieausweisen für Neubauten vor. • Ein umfangreiches Programm zur Gebäudesanierung hat sich die Sanierung von 5% der Bestandsgebäude pro Jahr zum Ziel gesetzt. Über die staatliche Kreditanstalt KfW, bietet der Staat den Privatpersonen oder Unternehmen Kredite und Subventionen, die die Energieeffizienz ihrer Gebäude verbessern wollen. • Die Bundesrepublik setzt ebenfalls auf die technologische Forschung und Innovation. Auch hier kommt Deutschland eine Vorreiterrolle zu: seit den 80er Jahren entstehen hier die ersten Niedrigenergiehäuser. Heute ist das Label PassivHaus (Häuser mit sehr geringem Energiebedarf) zu einem wahren europäischen Maßstab geworden. Die Herausforderung an die Technologie von heute ist die Entwicklung von Null-EnergieHäusern, Gebäuden mit positiver Energiebilanz. Die technologischen Innovationen sind insbesondere auf die Dämmung (Vakuumisoliergläser, funktionelle Fassaden), die Speicherung (Phasenwechselmaterialien, Brennstoffzellen), die Lufterneuerung (Frischluftzufuhr, Wärmerückgewinnung), die Einbeziehung erneuerbarer Energien (Solarthermie, Photovoltaik, Geothermik) und den Umgang mit erzeugter Wärme und erzeugtem Strom ausgerichtet. • Letztendlich spielen die deutsche Energie-Agentur (Dena) sowie regionale Agenturen eine entscheidende Rolle bei der Information und Sensibilisierung der Verbraucher. In dieser Ausgabe der «Science Allemagne» ergreifen zahlreiche deutsche Experten das Wort, um einerseits über die Politik, die Fördermaßnahmen und die in Deutschland gültige Gesetzeslage im Bereich der Energieeffizienz von Gebäuden zu informieren, und um andererseits, ohne dabei den Anspruch auf Vollständigkeit erheben zu wollen, die Fortschritte in der Forschung und die innovativen Initiativen auf diesem Sektor zu veranschaulichen. Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 3 Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 4 Steigerung der Energieeffizienz von Gebäuden in Deutschland: die Politik des Bundes – Stand, Ziele, Maßnahmen und Ergebnisse Herr Ringel, Referent in der Energieabteilung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi), Bonn Marc Ringel, Jahrgang 1974, studierte an der Universität Mainz und der Université d’Angers Volkswirtschaft. Neben seiner Tätigkeit als Referent für den Wissenschaftlichen Beirat der Bundesregierung „Globale Umweltveränderungen“ promovierte er 2004 an der Universität Chemnitz zum Thema „Energie und Klimaschutz“. Seit 2004 ist Herr Ringel Referent in der Energieabteilung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie. In Deutschland entfallen etwa 46 % des Endenergieverbrauchs auf den Gebäudebereich (Haushalt und Gewerbe, Handel, Dienstleistungen). Hierbei dient der größte Teil (fast 90 %) in den privaten Haushalten der Beheizung bzw. der Bereitstellung von Warmwasser. Aber auch in der Industrie, im Gewerbe sowie in öffentlichen Gebäuden wird Energie zum größten Teil für Raumwärme und warmes Wasser genutzt. Die Energieeinsparpotentiale bei der Wärmebereitstellung sind erheblich, insbesondere im älteren Gebäudebestand. Gegenüber Mitte der 90er Jahre könnte für das Jahr 2030 gemäß Studien eine Halbierung der Wärmeleistungsbedarfe im Haushaltsbereich erwartet werden, im Dienstleistungssektor bis etwa 46 %. Den Einschätzungen liegt insbesondere die Annahme zugrunde, dass in diesen Bereichen die energetische Qualität der Gebäude und der Anlagentechnik (insbesondere für Heizung, Warmwasserbereitung, Lüftung und Klimatisierung) weiter verbessert werden. • die Nutzung des Ordnungsrechts zur Setzung von Mindestvorgaben für Energieeffizienz im Gebäudebereich; Schon diese wenigen Daten machen deutlich, warum die Bundesregierung bereits seit den Ölkrisen der 1970er Jahre den Gebäudesektor als einen zentralen Ansatzpunkt für eine Erhöhung der Energieeffizienz betrachtet. Die seitdem in diesem Sektor getroffenen Maßnahmen haben bewirkt, dass Deutschland im internationalen Vergleich bei der energetischen Gebäudesanierung eine Spitzenposition einnimmt. Gegenwärtig werden pro Jahr etwa 2,5 % der Gebäude saniert. Eine energetische Vollsanierung findet allerdings lediglich in 1 % der Fälle statt, so dass im Gebäudebestand auch künftig weiterhin erhebliche Effizienzsteigerungspotenziale anzunehmen sind. Entsprechend hat sich die Bundesregierung in ihrem Koalitionsvertrag von November 2005 das sehr ambitionierte Ziel gesetzt, dass jedes Jahr etwa 5 % des Gebäudebestands vor Baujahr 1978 energetisch saniert werden. Zur Erreichung dieser Zielsetzung bzw. zur Aktivierung des vorhandenen Potenzials nutzt der Bund eine Reihe von Maßnahmen, die sich im Wesentlichen in folgenden Kategorien zusammenfassen lassen: • eine beratende und finanzielle Flankierung über Informationskampagnen, Vor-Ort-Beratung der Verbraucher und finanzielle Förderprogramme sowie • die Berücksichtigung des Themas „Energieeffizienz in Gebäuden“ im Rahmen der Energieforschung des Bundes. Die bedeutendste ordnungsrechtliche Maßnahme im Bereich der Gebäude- Energieeffizienz ist die Energieeinsparverordnung (EnEV). Diese stützt sich auf das Energieeinsparungsgesetz von 1976, dessen Rechtsrahmen zuletzt zur Umsetzung der EUGebäudegesamtenergieeffizienz-Richtlinie 2005 erweitert wurde. Die seit 2002 geltende EnEV beinhaltet im wesentlichen Vorgaben für energetische Standards bei Neubauten und für wesentliche Änderungen bestehender Gebäude, sowie für Energieausweise bei Neubauten. Mit ihr wurden die bis dahin getrennten Regelungsbereiche der Wärmeschutz- und Heizungsanlagenverordnung für die Gebäudehülle und Anlagentechnik zusammengefasst und eine primärenergetische Betrachtungsweise eingeführt (energetische Gesamtbilanzierung). Für die Umsetzung weiterer Elemente der EU-Gebäuderichtlinie (insbes. zur Berücksichtigung von Klimaanlagen und Beleuchtung bei Nichtwohngebäuden sowie die Einführung von Energieausweisen auch für bestimmte Bestandsgebäude) wurden im September 2005 durch Novellierung des Energieeinspargesetzes die gesetzlichen Grundlagen geschaffen. Details dieser noch zu ergänzenden Bereiche werden gegenwärtig im Rahmen einer EnEVNovelle geregelt. Das Ordnungsrecht kann allerdings nur einen Teil der vorhandenen Effizienzpotenziale erschließen. Deshalb bedarf es zusätzlich einer beratenden und finanziellen Flankierung. Neben der Förderung der Energieberatung in Verbraucherberatungsstellen und in Beratungsstützpunkten durch Architekten und Ingenieure Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 5 auf Honorarbasis fördert die Bundesregierung auch eine vertiefte Energieberatung direkt am Objekt (so genannte Vor-Ort-Energieeinsparberatung), ebenfalls durch besonders qualifizierte Energieberater. Darüber hinaus fördert die Bundesregierung über die Deutsche Energie-Agentur (dena) sowie das Bürgerinformationszentrum Energie (BINE) die Öffentlichkeitsarbeit zum energiesparenden Bauen bzw. Energiesparen im Gebäude- und Haushaltsbereich. Die Palette der Maßnahmen reicht dabei von Kampagnen zu Themen der Energieeffizienz über den Betrieb einer EnergieHotline bis zur Ausrichtung von Fachtagungen und Konferenzen. Die finanzielle Flankierung erfolgt insbesondere über die wohnwirtschaftlichen Programme der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW). Diese Programme werden einerseits durch Eigenmittel der KfW gespeist, andererseits stehen aber auch in erheblichem Maße Mittel aus dem Bundeshaushalt hierfür bereit. So hat die Bundesregierung die Mittel im besonders stark für energetische Gebäudesanierung genutzten CO2-Gebäudesanierungsprorgramm für die Jahre 2006 bis 2009 gegenüber den Vorjahren annähernd verdreifacht: von 360 Mio. € auf 1 Mrd. € pro Jahr. Die Programme werden seit Jahresanfang 2006 in erheblich größerem Umfang genutzt als zuvor. Ende Mai 2006 waren in den energetisch relevanten Programmen für den Gebäudesektor Darlehen über mehr als 5 Mrd. € zugesagt worden und damit das Ergebnis des Gesamtjahres 2005 (rd. 2 Mrd. € insgesamt) um das 2,5 -fache übertroffen. Insgesamt wurden in den Programmen Wohnraum Modernisieren, Ökologisch Bauen und CO2-Gebäudesanierungsprogramm bis Ende Juli 2006 bereits Kreditzusagen in Höhe von ca. 6,9 Mrd. € erteilt. Das Spektrum der Maßnahmen wird abgerundet durch die Beleuchtung des Schwerpunktthemas Bauen in der Energieforschung des Bundes. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie hat im Rahmen der Energieforschung die Förderaktivität „Energetische Verbesserung der Bausubstanz (EnSan)“ als Teil des Förderkonzeptes „Energieoptimiertes Bauen (ENOB)“ deutlich verstärkt. Zu den Zielen von „EnSan“ gehört es, die technischen Möglichkeiten der Energieverbrauchsreduktionen in bestehenden Gebäuden weiter zu entwickeln und auf längere Sicht auch mit einer wirtschaftlichen Perspektive zu verbinden. Kontakt Dr. Marc Ringel BMWi, Bonn Telefon E-Mail +49 (0) 30 18 61 52 874 [email protected] Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 6 Aktivitäten der deutschen Energie-Agentur (dena) Felicitas Kraus, dena, Berlin In privaten Haushalten in Deutschland wird rund 87% der Endenergie allein für die Erzeugung von Raumwärme und Warmwasser verwandt, in Gewerbe-, Handels- und Dienstleistungsgebäuden immer noch 56%. Gleichzeitig ist der Gebäudebereich in Deutschland - wie in der EU - der Handlungssektor mit den größten wirtschaftlichen Einsparpotenzialen. Angesichts der steigenden Energie- und Nebenkostenpreise wächst auch das Verbraucherinteresse an energieeffizienten Wohnungen und Gebäuden stark. Deshalb stellt das Thema Energieeffizienz nicht nur für den Nutzer, sondern insbesondere für den Hausbesitzer eine wirtschaftlich sehr attraktive Option dar. me unter besonderer Berücksichtigung der verstärkten Nutzung von regenerativen Energien. Ihre Gesellschafter sind die Bundesrepublik Deutschland und die KfW Bankengruppe. Felicitas Kraus ist Bereichsleiterin "Energieeffizienz im Gebäudebereich". Struktur des Endenergieverbrauchs in Deutschland 2002 nach Anwendungen und Sektoren. 800 700 600 [TWh pro Jahr] Die Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) ist das bundesdeutsche Kompetenzzentrum für Energieeffizienz und regenerative Energien. Ihre zentralen Ziele sind die rationelle und damit umweltschonende Gewinnung, Umwandlung und Anwendung von Energie sowie die Entwicklung zukunftsfähiger Energiesyste- 500 400 300 200 100 0 Industrie Gewerbe, Handel & Dienstleistungen Raumwärme Prozesswärme Beleuchtung Haushalte Verkehr Warmwasser mechanische Energie Information und Kommunikation (IuK) 10 EF F IZ IE NZ E NT S CH E IDE T Strategische Ansätze der dena im Gebäudebereich Ziel der dena Projekte im Gebäudebereich ist es: • Durch Information von Endverbrauchern und Schaffung von Markttransparenz die Nachfrage nach energieeffizienten Häusern und Wohnungen und hochwertigen technischen Lösungen in der Gebäudesanierung zu steigern und gleichzeitig; • Durch Information, Qualifizierung und Beratung von Fachzielgruppen wie Planer und Handwerker ein flächendeckendes und qualifiziertes Angebot für die Beratung von Gebäudeeigentümern und die Planung und Durchführung von Energieeffizienzmaßnahmen im Bestand zu schaffen. Energieeffizienz im Gebäudebereich: Projekte (Übersicht). Dachmarke Projekt Energiepass für Gebäude / EnEV Projekt Niedrigenergiehaus im Bestand Projekt Contracting Kampagne Solarwärme Plus Export -initiative Energieeffizienz in Gebäuden (Rußland/ China) EFFI ZIENZ EN TSCHEI DET 2 Schaffung von Markttransparenz – Der Energiepass für Bestandsgebäude Ein zentrales strategisches Instrument zur CO2Minderung im Gebäudebestand ist die Einführung des bedarfsorientierten Energieausweises für Bestandsgebäude. Denn obwohl das Interesse von Käufern und Mietern an energieeffizienten Gebäuden und Wohnungen stark gestiegen ist, sind heute vor Einzug kaum verlässliche Informationen über die energetische Qualität des Gebäudes erhältlich. Die Praxiserfahrungen der dena aus den Feldversuchen, der anschließenden Markteinführungskampagne und der Informationsarbeit der letzten Jahre mit dem freiwilligen Energieausweis zeigen: • Der bedarfsorientierte Energiepass wird vom Verbraucher verstanden und am Markt akzeptiert. • Er ist mit guter Qualität und zu niedrigen Kosten zu erstellen. Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 7 • Der bedarfsorientierte Energiepass kann starke Impulse geben für Modernisierungsinvestitionen und die Nachfrage nach energieeffizienten Gebäuden. Aus diesen Gründen engagiert sich die dena für einen einheitlichen und verbraucherfreundlichen Energieausweis, der einen möglichst unkomplizierten Vergleich zwischen unterschiedlichen Angeboten am Wohnungsmarkt ermöglicht. Nur so kann die Markttransparenz hergestellt werden, die von der EURichtlinie angestrebt wird. Die Modernisierungshinweise im Energieausweis sind nach den Erfahrungen aus den Feldversuchen und der Markteinführungskampagne das „Herzstück“ des Energiepasses. Sie bilden für den Eigentümer einen wichtigen Mehrwert und führen unmittelbar zu Investitionen. Sie sind nicht durch allgemeine, nicht auf das individuelle Gebäude bezogene Hinweise oder Checklisten ersetzbar. Energiepässe sollen kosteneffizient und unbürokratisch, gleichzeitig jedoch fachlich qualifiziert ausgestellt werden können. Aus Sicht der dena ist hierfür z.B. eine Begehung des Gebäudes durch einen fachlich qualifizierten Aussteller erforderlich. Eine Analyse der Verbrauchswerte des Gebäudes oder „Ferndiagnosen“ auf der Grundlage allgemeiner Checklisten erlauben keine vergleichbare qualifizierte Einschätzung des Gebäudes. Die Diskussion um die Qualität von bedarfsorientierten Gebäudeenergiepässen ist notwendig. Die dena arbeitet hier – zusammen mit Marktpartnern – an der Etablierung eines freiwilligen von den Marktakteuren getragenen Qualitätssicherungssystems. Aussteller von Energieausweisen verpflichten sich darin freiwillig zur Einhaltung höherer Anforderungen bezüglich Dokumentation und Qualifikation, als dies der Gesetzgeber vorschreibt. Der bedarfsbasierte Energieausweis soll sich damit zu einem Marktinstrument entwickeln, das hohes Verbrauchervertrauen genießt. Niedrigenergiehaus im Bestand – Markteinführungsstrategie für einen innovativen Standard im Bestand Aufgrund der sehr kleinteiligen Akteursstruktur des Gebäudemarktes ist das Innovationstempo insbesondere im Bestand heute zu gering. Ergebnisse aus Bauforschung und Pilotprojekten werden nicht systematisch „in die Breite“ getragen und im Markt umgesetzt. So benötigt auch die Einführung „marktreifer“ Techniken und Technologien häufig Jahre, wenn nicht sogar Jahrzehnte. Deswegen will das Pilotprojekt „Niedrigenergiehaus im Bestand“ einen hochinnovativen Standard in der Gebäudesanierung in mehreren Schritten in den Markt einführen. In Zusammenarbeit mit der Wohnungswirtschaft sowie zahlreichen regionalen Partnern sollen praktische Erfahrungen in der Umsetzung gesammelt werden. Insgesamt werden so rund 150 Gebäude (2.230 Wohnungen mit 138.000 m² Wohnfläche) auf einen Energiestandard saniert, der bis zu 55% unter den Anforderungen für einen ver- gleichbaren Neubau nach EnEV liegt und zum Teil sogar „Passivhaus-Standard“ erreicht. Um Multiplikatoreffekte zu nutzen, werden „Regionale Kompetenznetzwerke“ etabliert und Gebäudeeigentümern, Architekten, Fachplanern und Ingenieuren das notwendige Wissen zur Umsetzung der Projekte vermittelt. Nicht zuletzt sorgen zahlreiche Fachveranstaltungen sowie eine breitenwirksame Öffentlichkeitsarbeit, wie der für 2007 geplante „1. Tag des offenen Niedrigenergiehauses“, für eine umfassende Information von Fachzielgruppen und Endverbrauchern. Ein erster Schritt, einen neuen energieeffizienteren Breitenstandard zu definieren, ist getan: die von der dena entwickelten energetischen Standards werden ab 2007 in die offizielle Förderung der Bundesregierung (KfW-CO2-Gebäudesanierungsprogramm) einfließen. Contracting und Energiedienstleistungen für öffentliche Liegenschaften Steigende Energiekosten belasten die Haushalte von Bund, Ländern und Gemeinden. Die öffentliche Hand will privaten Eigentümern „ein gutes Beispiel“ für CO2-Minderung in Bestandsgebäuden geben. Doch für die Umsetzung von Energieeinsparmaßnahmen fehlen den Liegenschaftsverwaltern häufig Finanzmittel, Personal und das erforderliche spezialisierte Know-how. Mit ihrem Projekt „Contracting in Bundesliegenschaften“ ist es der dena gelungen, Hemmnisse für die Durchführung (z. B. im Haushaltsrecht) abzubauen und eine große Zahl von Liegenschaften in ein Ausschreibungsverfahren zu bringen. Die Bundesregierung möchte das Instrument „Contracting“ in den nächsten Jahren verstärkt nutzen, so der Koalitionsvertrag. Mit der „Contracting-Offensive“ macht die dena die für die Bundesliegenschaften entwickelten Instrumente (Musterverträge, -Ausschreibungen, Checklisten) etc. auch für kommunale Entscheidungsträger nutzbar. Informationsveranstaltungen, eine Internetplattform und Initialberatungen informieren kommunale Entscheidungsträger über alle Fragen von Energiedienstleistungen und Contracting. Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 8 Schluss Gegen die krisenhafte Entwicklung der Energiemärkte und des Klimas hilft nur, Energie weltweit und auf allen Ebenen effizienter einzusetzen, vor allem auf der Nachfrageseite wie etwa im Baubereich. In Russland ließe sich mit effizienter Technologie der Energiebedarf in Wohngebäuden um weit über fünfzig Prozent reduzieren. In China könnte der Anstieg des Primärenergieverbrauchs, der unter anderem in Folge des dortigen Baubooms zu erwarten ist, massiv gebremst werden, wenn hochwertige Effizienzstandards eingeführt würden. Auch in Deutschland, das bei der Energieeffizienz weit vorne liegt, sind große Potenziale ungenutzt. Bei der Durchsetzung von Energieeffizienz sollten Marktinstrumente neben Verordnungen und Förderprogrammen eine größere Rolle spielen als bisher. Viele Effizienzmaßnahmen sind für Verbraucher hoch wirtschaftlich, besonders bei steigenden Energiepreisen. Gut informierte Verbraucher werden sich immer mehr für Energieeffizienz entscheiden. Darauf setzen die dena und ihre Partner aus Politik und Wirtschaft mit ihren Kampagnen – sei es beim Energiepass, bei der energetischen Sanierung, beim Contracting oder beim Einsatz regenerativer Energien Kontakt Felicitas Kraus dena, Berlin http://www.dena.de Telefon E-Mail +49 (0) 30 72 61 65 660 [email protected] Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 9 Die aktuelle Novelle der Energieeinsparverordnung in Deutschland Hans-Dieter Hegner, Berlin Dieser Artikel wurde auf der Grundlage von Pressemitteilungen des BMWi von Herrn Dimitri Pescia aktualisiert. Baudirektor Dipl.-Ing. Hans-Dieter Hegner, Jahrgang 1960, studierte an der Hochschule für Architektur und Bauwesen Sofia. Von 1983 bis 1990 ist er als Experte für Wissenschaft und Technik im Ministerium für Bauwesen der DDR tätig. Seit 1990 ist er Referent im Bundesministerium für Raumordnung, Bauwesen und Städtebau (BMBau) bzw. im Bundesministerium für Verkehr, Bau- und Stadtentwicklung (BMVBS), verantwortlich für energiesparendes Bauen, Fragen der Bauforschung und der Modernisierung der Bausubstanz. Seit langem wird der Entwurf der Ministerien zur Neufassung der Energieeinsparverordnung (EnEV 2007) erwartet, jetzt liegt er zur Abstimmung vor. Die Verordnung soll die EU-Richtlinie 2002/91/EG über die Gesamteffizienz von Gebäuden in deutsches Recht umsetzen. Als wichtigste Änderung wird ein Energieausweis für bestehende Gebäude eingeführt. • verbesserte energetische Modernisierung im Gebäudebestand Die Verordnung zur Energieausweis-Pflicht ist zwar noch nicht verabschiedet, Experten gehen aber davon aus, dass die Novellierung der Energieeinsparverordnung (EnEV) Mitte 2007 beschlossen wird und pünktlich am 1. Januar 2008, zwei Jahre nach der Vorgabe der EU-Richtlinie, in Kraft tritt. 2. Energieeinsparverordnung - EnEV 2002 1. EG-Richtline über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden Die EU-Richtlinie fordert verschiedene Maßnahmen und Instrumente, mit denen eine umsichtige und rationale Nutzung von Energieressourcen erreicht und die Umweltauswirkungen durch den Energieeinsatz in Gebäuden verringert werden sollen. Dabei geht es insbesondere um die • ganzheitliche Beurteilung der energetischen Effizienz von Gebäuden • transparente Informationen für den Verbraucher • Informationen und Anforderungen an die energetische Verbesserung der technischen Gebäudeausrüstung. Die Bundesrepublik Deutschland hat mit Inkrafttreten der Energieeinsparverordnung im Jahre 2002 (EnEV 2002) zu vielen Schwerpunktfragen bereits Vorlauf geschaffen. Forderungen der Richtlinie nach nationalen Standards für die energetische Effizienz von Gebäuden im Neubau wie im Bestand oder die Umsetzung einer ganzheitlichen Methode werden zum Teil mit der EnEV bereits gesetzt. Auch die Forderung nach regelmäßigen Inspektionen von Heizkesseln wird generell durch die Kontrollpflicht des ersten Bundes-Immisionschutzgesetzes (BImschV), die Dimensionierungsvorschriften der bisherigen Heizungsanlagenverordnung (HeizAnlV), die Anforderung zur Außerbetriebnahme alter Anlagen nach EnEV und viele Fördermaßnahmen bereits umgesetzt. Neue energiesparrechtliche Vorschriften – EnEV 2007 In mehreren Punkten geht die EU-Richtlinie jedoch über die nationale Verordnung von 2002 hinaus. Deshalb musste das nationale Energieeinsparrecht an einigen Stellen angepasst werden. Dies betrifft insbesondere: • die obligatorische Einführung von Energieausweisen für den Gebäudebestand (bei Verkauf und Vermietung) • das Aushängen von „Energieplaketten“ für öffentliche, stark frequentierte Gebäude • die Einbeziehung des Energiebedarfs von Beleuchtung und Klimaanlagen im Nichtwohnbereich • die regelmäßige Inspektion von Klimaanlagen. wenig. Die im Jahre 2002 eingeführten Anforderungen und die Methodik bleiben unangetastet. Zentraler Ansatzpunkt der Energieeinsparverordnung 2002 ist das Zusammenspiel zwischen Gebäude und seiner Heizungstechnik. Immerhin liegen die Verluste, die bei der Umwandlung des Energieträgers (z.B. Öl oder Gas) in Wärme entstehen, im Durchschnitt bei 20 % der Gesamtverluste in der Energiebilanz des Gebäudes. Aus diesem Grund stellt die EnEV 2002 Anforderungen an die gesamte Energieeffizienz des Gebäudes einschließlich der Umwandlungsverluste der Heizungstechnik. Es werden Höchstwerte für den Jahres-Primärenergiebedarf und die Transmissionswärmeverluste (baulicher Wärmeschutz) als Funktion des A/V-Verhältnisses vorgegeben. Der sachliche Änderungsbedarf wird in der EnEV 2007 umgesetzt. Für Wohngebäude ändert sich nur Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 10 Neuland bei Nichtwohngebäuden Im Gegensatz dazu muss die Kategorie der Nichtwohngebäude in der EnEV 2007 mit einem neuen Verfahren bedacht werden. Zur Integration der Energiebedarfsanteile Beleuchtung und Klimaanlagen in die Gesamtenergieeffizienzberechnung bei Nichtwohngebäuden musste das erforderliche technische Regelwerk umfangreich bearbeitet und angepasst werden. Dabei wurde in vielen Bereichen Neuland beschritten: einheitliches Monatsbilanzverfahren für die Bau- und Anlagentechnik, Bewertung des sommerlichen Verhaltens von Gebäuden, Tageslichtnutzung u.a. Um dem Anliegen der Gesamtbetrachtung entgegenzukommen, wurde in einem interdisziplinären Arbeitsausschuss des DIN (Bau-, Anlagen- und Lichttechnik) die Norm DIN V 18599 „Energetische Bewertung von Gebäuden entwickelt. Die neuen Ansätze dieser Norm werden mit der EnEV 2006 im Neubau und Bestandsbereich der Nicht-Wohngebäude gelten. Nichtwohngebäude haben sehr unterschiedliche Nutzungsanforderungen zu erfüllen. Deshalb ist eine primärenergetische Anforderung allein als Funktion des A/V-Verhältnisses nicht zielführend. Vielmehr muss die zukünftige Anforderung eines NichtWohngebäudes in Abhängigkeit von seinen Nutzungskriterien entstehen. Deshalb wurde die Einführung eines „Referenzgebäude-Verfahrens“ vorgeschlagen. Die Anforderung für ein konkretes Gebäude ergibt sich demnach aus einer genauen Berechnung bei Berücksichtigung der geometrischen Abmessung des Gebäudes und seiner Nutzungszonen. Die Haupanforderungsgröße ist weiterhin der JahresPrimärenergiebedarf, der sich aus den Bedarfsanteilen für Heizwärme, Lüftung, Warmwasserbereitung, Beleuchtung und Kühlung ergibt. Einführung von Energieausweisen Energieausweise müssen über die energetische Qualität von Gebäuden und damit über die damit verbundenen warmen Betriebskosten Auskunft geben. Für Neubauten ist die Ausstellung von Energieausweisen schon lange - seit 1995 - vorgeschrieben, gegenwärtig aufgrund der Energieeinsparverordnung aus dem Jahre 2004. Mit der EnEV 2007 sollen Energieausweise auch schrittweise im Bestand eingeführt werden. Nach der künftigen Energieeinsparverordnung sind Eigentümer und Vermieter verpflichtet, im Falle des Verkaufs oder der Vermietung Kauf- und Mietinteressenten einen Energieausweis zugänglich zu machen. Nach der EU-Richtlinie ist es prinzipiell möglich, Energieausweise auf der Grundlage von Bedarfsrechnungen oder auf der Basis von Verbrauchsmessungen zu erstellen. Eine Bedarfsberechnung wird unter normativen Annahmen für das Klima und die Nutzung erstellt. Man könnte auch von einem „rechnerischen Verbrauch“ reden. Der große Vorteil ist, dass eine neutrale Bewertung abgegeben wird; unterschiedliche Nutzer spielen keine Rolle. Gebäude lassen sich so in ihrer Qualität gut vergleichen. Gleichzeitig ist die Berechnung des Gebäudes auch eine Diagnose, etwaige Schwachstellen werden erkannt und beschrieben. Beispiel eines ausgestellten Energieausweises im dena-Feldversuch (Aushang im Rathaus Essen) Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 11 Die Verbrauchsmessung bildet neben der tatsächlichen energetischen Qualität des Gebäudes insbesondere das individuelle Nutzerverhalten und die Witterungseinflüsse ab. Diese Einflüsse können die wirkliche energetische Qualität eines Gebäudes völlig überdecken. Im Zweifelsfalle hätte das leer stehende Haus die höchste Energieeffizienz. Die Diskussionen um richtiges Nutzerverhalten, die richtige Überprüfung und Einstellen der Anlagentechnik, sind zwar interessant und notwendig, können aber die Feststellung der energetischen Qualität – wie von der Richtlinie gefordert - nicht ersetzen. Eine Witterungsbereinigung ist für vergleichende Untersuchungen in jedem Fall notwendig. Eine Gebäudediagnose und Vorschläge für die Modernisierung sind allein mit Verbrauchskennwerten nicht möglich. Nach der nationalen EnEV 2007 ist der Energieausweis in diesen zwei verschiedenen Varianten ge- plant: als bedarfs- und als verbrauchsorientierter Ausweis. Welcher Ausweis bei Wohngebäuden jeweils verwendet wird, hängt von der Größe und dem Baujahr des Wohngebäudes ab. Eigentümer und Vermieter von Wohngebäuden mit mehr als vier Wohneinheiten können zwischen diesen zwei verschiedenen Varianten wählen. Das Gleiche gilt für Wohngebäude mit bis zu vier Wohnungen, die entsprechend dem Standard der 1977 erlassenen Wärmeschutzverordnung errichtet oder später auf diesen Standard gebracht wurden. Nur für Wohngebäude aus der Zeit vor der Wärmeschutzverordnung von 1977, die dieses Qualitätsniveau nicht erreichen, soll ab dem 1. Januar 2008 der Bedarfsausweis verbindlich gemacht werden. Übergangsweise soll die Wahlfreiheit zwischen Energieausweisen auf Bedarfs- und auf Verbrauchsgrundlage vor dem 1. Januar 2008 uneingeschränkt gelten. Ausblick: Inkrafttreten der neue Energieeinsparverordnung - EnEV 2007 Zu dem Referentenentwurf werden noch die Länder und die Spitzenverbände angehört, bevor die Bundesregierung die Novellierung der Verordnung end- gültig beschließt. Der Bundesrat muss der Verordnung danach noch zustimmen. Die EnEV 2007 sollte pünktlich am 1. Januar 2008 in Kraft treten. Kontakt Dipl.-Ing Hans-Dieter Hegner BMVBS (Bundesministerium für Verkehr Bau und Stadtentwicklungs) Telefon E-mail +49 (0) 030 20 08 71 41 [email protected] Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 12 Inhalt, Ziele und Förderwirkungen der KfW-Programme zum Umwelt- und Klimaschutz im Gebäudebereich Lorenz Szyperski , KfW Bankengruppe Der Dipl.-Geograph und Umwelt-Auditor Lorenz Szyperski arbeitet als Sachverständiger für Umweltfragen in der technischen Beratung der KfW- Wohngebäudeprogramme und ist zuständig für den betrieblichen Umweltschutz der KfW Bankengruppe. Einführung Die internationalen Übereinkommen und Erfordernisse zum Klimaschutz lassen erkennen, dass die Verminderung der Treibhausgasemissionen auf absehbare Zukunft eine zentrale Aufgabe für die Umweltpolitik bleiben muss. In Deutschland besteht vor allem im Wohnungsbestand noch ein erhebliches Potenzial zur Minderung von Kohlendioxid (CO2), dem Hauptverursacher des Treibhauseffektes. Von den über 30 Mio Wohnungen in Deutschland, die vor der zweiten Wärmeschutzverordnung von 1984 errichtet wurden, sind bislang lediglich 5 Millionen umfassend saniert. Die Bundesregierung und die KfW haben aus diesen Gründen zum 1. Februar 2006 die Förderinitiative „Wohnen, Umwelt, Wachstum“ gestartet. Im Rahmen dieser Initiative werden die Förderanreize zur Energieeinsparung und CO2-Minderung im Gebäudebereich in den KfW-Programmen nochmals erhöht. Insgesamt will die Bundesregierung zur Förderung der energetischen Gebäudesanierung für die Jahre 2006 2009 Haushaltsmittel in Höhe von 1,4 Mrd. € zur Verfügung stellen. Davon sollen 1 Mrd. € pro Jahr für Verbesserungen des Förderangebotes der KfW verwendet werden. Zusätzlich bringt die KfW eigene finanzielle Mittel in die Initiative ein. Neben Wohngebäuden im engeren Sinne sind in beiden Programmen nun auch Wohn-, Alten- und Pflegeheime förderfähig, damit erhält der Klimaschutz im Gebäudebereich in beträchtlichem Umfang neue Impulse. Inhalt der Förderprogramme der KfW zum Klimaschutz im Gebäudebereich Die KfW bietet derzeit sechs Programme zur Finanzierung von Maßnahmen zur Energieeinsparung und CO2-Minderung an, in denen mit unterschiedlichen Schwerpunkten Investitionen von privaten Haushalten, Wohnungsgesellschaften, gewerblichen Unternehmen und öffentlichen Körperschaften in Wohn- und Gewerbeimmobilien gefördert werden: 1. Das KfW- CO2Gebäudesanierungsprogramm Dieses Programm ist seit 2001 Bestandteil des Nationalen Klimaschutzprogramms. Es dient der Finanzierung von besonders umfangreichen Investitionen zur Energieeinsparung in Wohngebäuden, die bis zum 31.12.1983 fertig gestellt wurden. Der Finanzierungsvorteil in dem Programm besteht vor allem im besonders günstigen Zinssatz. Wird darüber hinaus der Energiebedarf eines Altbaus durch die Sanierung auf die Vorgaben der Energieeinsparverordnung für Neubauten gesenkt, kann zusätzlich ein Tilgungszuschuss gewährt werden. Das Programm wird zum 1. Januar 2007 durch die Einführung direkter Kampagne des Ministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) für das Zuschüsse neben der Kreditvariante KfW-CO2-Gebäudesanierungsprogramm neu gestaltet und ausgeweitet. Des Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 13 Weiteren steht seit dem 1. Januar 2007 für gemeinnützige Organisationen, Kommunen und kommunale Zweckverbände ein Förderfenster in den Programmen Sozial Investieren und KfW-Kommunalkredit für die energetische Gebäudesanierung zur Verfügung. 2. Das KfW-Programm Wohnraum Modernisieren In diesem Programm fördert die KfW grundsätzlich alle Investitionen zur Instandsetzung und Modernisierung von Wohngebäuden unabhängig vom Baujahr, wobei zwischen STANDARD-Maßnahmen zur allgemeinen Modernisierung und besonderes umweltschonenden ÖKO-PLUS-Maßnahmen unterschieden wird, die einen verbesserten Zinssatz aufweisen. 3. Das KfW-Programm Ökologisch Bauen Das KfW-Programm „Ökologisch Bauen“ dient der Förderung von KfW-Energiesparhäusern (KfW-40 und KfW-60) einschließlich Passivhäusern. Ziel dieser Förderung ist es, die Entwicklung und Verbreitung energiesparender Technologien auch im Neubau weiter voranzubringen. Die Installation von Heizungstechnik auf der Basis erneuerbarer Energien, KraftWärme-Kopplung, Nah- oder Fernwärme wird in dem Programm ebenfalls finanziert. 4. Das KfW-Umweltprogramm Das KfW-Umweltprogramm ergänzt in der Regel Kredite aus dem ERP-Umwelt- und Energiesparprogramm und dient wie dieses der Finanzierung von Umweltund Klimaschutzinvestitionen gewerblicher Unternehmen und Freiberufler. Gefördert werden unter anderem die energieeffiziente Sanierung von Nichtwohngebäuden sowie die Errichtung betrieblicher Gebäudeneubauten mit geringem Energiebedarf. 5. Das Programm Solarstrom Erzeugen Gefördert wird die Errichtung, die Erweiterung und der Erwerb von Photovoltaikanlagen. Alleine im Jahr 2005 wurden 17.650 Kredite in Höhe von insgesamt 550 Mio € für die Errichtung von Photovoltaik-Anlagen mit einer Gesamtnennleistung von 139 MWp vergeben. Mit dieser Kapazität können über 30.000 Privathaushalte ihren jährlichen Strombedarf mit umweltschonender Sonnenenergie decken. 6. Das KfW-Programm zur Förderung erneuerbarer Energien Das KfW-Programm zur Förderung erneuerbarer Energien ist Bestandteil des Marktanreizprogramms und unterstützt speziell den Bau von großen Biomasse-, Biogas- und Geothermieanlagen. Das Programm gibt damit wichtige Impulse, damit die angestrebte Erhöhung des Marktanteils erneuerbarer Energien erreicht werden kann. Das Programm ruht zur Zeit, soll aber auf Grund des Erfolges weitergeführt werden. Ziele der KfW-Programme zum Umwelt- und Klimaschutz im Gebäudebereich Mit ihren Programmen zur Energieeinsparung und CO2-Minderung im Gebäudebereich ermöglicht die KfW Bund und Ländern möglichst wirksam und zugleich haushaltsschonend ihre umwelt- und wohnungspolitischen Ziele umzusetzen. Die KfWProgramme bewirken dies auf dreierlei Weise: 1. Sie helfen den Bewohnern und Gebäudeeigentümern ihren Energieverbrauch und damit auch ihre Heiz- und Stromkosten deutlich zu senken. Die geförderten Maßnahmen verbessern zudem spürbar die Wohnqualität und erhöhen die Immobilienwerte. 2. Sie stärken Konjunktur und Wachstum, sichern und schaffen in beträchtlichem Umfang Arbeitsplätze. 3. Sie leisten einen unverzichtbaren Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz. Das wichtigste Förderinstrument, um diese Ziele effizient zu erreichen, ist aus Sicht der KfW der langfristige Kredit. Dieser bringt für die Förderung diverse Vorteile, da sich so die Kosten für den Bundeshaushalt bei Förderkrediten auf einen langjährigen Zeitraum verteilen und Kredite anders als z. B. Zuschüsse, zurückgezahlt werden müssen. Zudem ist der zinsverbilligte Kredit flexibel, er lässt sich für besonders anspruchsvolle und förderungswürdige Vorhaben mit einem Zuschuss kombinieren, wie dies bereits im CO2-Gebäudesanierungsprogramm mit dem Tilgungszuschuss geschieht. Weitere Vorteile sind der unbürokratische und schnelle Antragsweg in den wohnungswirtschaftlichen Programmen der KfW. Er beträgt maximal 8 Bankarbeitstage. Nicht zuletzt werden Modernisierungsvorhaben meist vollständig oder fast vollständig durch einen Förderkredit finanziert. Anders als beim Zuschuss oder einer steuerlichen Förderung müssen die Investoren kaum ergänzende Finanzierungsmittel zu teureren Marktkonditionen aufbringen Förderwirkungen der wohnungswirtschaftlichen KfW-Programme Von 1990 bis 2005 konnte der jährliche CO2-Ausstoß im Wohnungsbestand durch die von der KfW geförderten Investitionen um 10 Mio t gesenkt werden. Das entspricht etwa 8% des CO2-Ausstoßes durch private Haushalte in Höhe von 128 Mio t im Jahr 1990. In ihren Förderprogrammen für die Wohnungswirtschaft hat die KfW seit 1990 Kredite über 34 Mrd. € für Maßnahmen zur Energieeinsparung und CO2Minderung in 2,2 Mio Wohnungen zugesagt; allein im Jahr 2006 wurden zinsgünstige Kredite von 9,4 Mrd.€ zugesagt. Die KfW-Förderung der energetischen Gebäudesanierung leistet aber nicht nur einen bedeutenden Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz und zur Aufwertung des Wohnungsbestandes. Auch der Ar- Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 14 beitsmarkt und vor allem die Bauwirtschaft profitieren. Durch die von der KfW im Wohnungssektor geförderten Energiesparinvestitionen konnten allein im Jahr 2005 rd. 56.000 Arbeitsplätze für ein Jahr gesichert werden. Fazit Die KfW-Programme sind die mit Abstand wirksamsten und bedeutsamsten Maßnahmen zum Klimaschutz in Wohngebäuden, die es in Deutschland gibt. Durch ihre günstigen Förderkonditionen senken sie die Finanzierungskosten von Energiesparmaßnahmen spürbar ab und setzen so erhebliche Anreize, vor allem in Gebäuden mit besonders hohem Energieverbrauch energetische Sanierungen durchzuführen. So leisten die Programme einen unverzichtbaren Beitrag, damit Deutschland auch seine internationa- len Verpflichtungen zum Klimaschutz erfüllen kann. Grundsätzlich strebt die KfW mit ihren Förderprogrammen im Gebäudebereich eine Breitenwirkung an. Nur so kann Klimaschutz die nötigen Erfolge vorweisen. Daher wurden die Förderbedingungen, Antragsverfahren und Verwendungsnachweise für die Förderkredite so transparent und schlank wie möglich gestaltet. Dies hält den Förderaufwand niedrig und gewährleistet bei Gebäudeeigentümern und durchleitenden Banken die erforderliche Akzeptanz. Kontakt Lorenz Szyperski KfW Bankengruppe, Stabsstelle Umwelt, Bonn http://www.kfw-foerderbank.de http://www.energie-fuer-morgen.de/ Telefon E-Mail +49 (0) 228 831 80 77 [email protected] Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 15 Energieoptimiertes Bauen: Förderschwerpunkte des BMWi Dr. Astrid Wille und Markus Kratz, Ansprechpartner beim Projektträger Jülich Als Dienstleister für Forschungsmanagement unterstützt der Projektträger Jülich Bundes- und Länderministerien sowie die Europäische Kommission bei der Konzeption und Durchführung ihrer Forschungsförderung. Antragsteller aus Unternehmen, Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen berät er über aktuelle Förderinitiativen und betreut sie bei der Vorbereitung und Umsetzung ihrer Vorhaben. Mit der Anbindung als weitgehend selbständige Organisation an das Forschungszentrum Jülich, das eines der größten in Europa ist, befindet sich der Projektträger in einem kompetenten wissenschaftlichen Umfeld und kann auf eine leistungsfähige Infrastruktur zurückgreifen. Neben dem Standort Jülich verfügt der Projektträger über einen Standort in Berlin und einen in Rostock-Warnemünde. In 2004 beschäftigte der Projektträger 320 Personen, davon waren über 150 wissenschaftlich tätig. Neben der Biotechnologie kommt der Energieforschung ein Hauptaugenmerk zu. Die Bundesregierung verfolgt das Ziel, den Energieverbrauch zu senken und die Energieproduktivität bis 2020 zu verdoppeln. Dazu sind konsequente Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz notwendig. Besonderes Potenzial sieht die Bundesregierung auf der Verbraucherseite. Das 5. Energieforschungsprogramm „Innovation und neue Energietechnologien“ betont diesen Schwerpunkt. Neben der Förderung der Erneuerbaren Energien spielt die Steigerung der Energieeffizienz eine wichtige Rolle. Für beide Themengebiete stellt die Bundesregierung zwischen 2006 und 2009 insgesamt fast 1,2 Mrd. € zur Verfügung. Legt man die technisch machbare „3-Liter-HausSanierung“ zugrunde, so erschließt die heute praktizierte energetische Sanierung bestehender Gebäude nur ein Drittel bis die Hälfte des Einsparpotenzials. Das Förderkonzept strebt daher an, durch innovative Technologien und verlässliche Daten erster Pilotanwendungen die Basis für eine breite Marktanwendung konsequenter und nachhaltiger Sanierungen zu schaffen. Eine vergleichbare Problematik zeichnet sich im Neubausektor ab. Der Projektträger Jülich betreut im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) die Förderschwerpunkte Fernwärme und Wärmespeicherung, Energieeffizienz und Energieoptimiertes Bauen. Der Gebäudebereich stellt den größten einzelnen Verbrauchssektor dar. Mehr als ein Drittel der gesamten Endenergie wird in Gebäuden zur Beheizung und Warmwasserbereitung eingesetzt. Dabei werden zu mehr als 80 Prozent fossile Energieträger genutzt. Auch der Stromverbrauch für Klimatisierung, Beleuchtung, Lüftung und Geräte nimmt kontinuierlich zu. Neben der Demonstration und messtechnischen Evaluierung innovativer Konzepte spielen die Erforschung und Entwicklung neuer Konzepte und Komponenten im Gebäudebereich sowie der Transfer der aus diesen Vorhaben resultierenden Ergebnisse in die Praxis eine wichtige Rolle. Aktuell werden Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu folgenden Themen gefördert: 1. Bautechnik · Innovative hochwirksame Wärmedämmstoffe (z. B. Vakuumisolationspaneele) · Hocheffiziente funktionale Gläser, Fenster- und Fassadensysteme · Latentwärmespeichermaterialien (PCM) in Bauteilen · Funktionale Textilien und Membranen Elektrochrome Verglasung als temporärer schaltbarer Sonnenschutz in verschiedenen Zwischenstufen, erkennbar an der Blaufärbung, die stets eine Durchsicht ermöglichen (Quelle: Gesimat). Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 16 2. Technische Gebäudeausrüstung · Niedrigenergiesysteme zum Heizen, Lüften, Klimatisieren (LowEx) · Erprobung neuartiger Strukturen netzgebundener Wärme- und Kälteversorgung · Innovative Kopplung von Tages- und Kunstlichtsystemen · Erprobung von Techniken für kurz- und mittelfristige Wärmespeicherung · Innovative Systeme zur Raumluftkonditionierung 3. Planung/Betrieb · Intelligente Mess-, Steuer- und Regelungstechnik für energieoptimierte Gebäude Prinzipskizze einer Leichtbauwand mit mikroverkapseltem Paraffin (PCM)., Quelle: Fraunhofer ISE · Hilfsmittel zu Inbetriebnahme und Optimierung des Betriebs von „schlanker“ und auch komplexer Anlagentechnik (Energiemanagement-Systeme). Kontakt Dr. Astrid Wille Tel: +49 2461 61 1576 Email: [email protected] Markus Kratz Tel: +49 2461 61 8644 Email: [email protected] Informationen und aktuelle Ergebnisse aus den geförderten Vorhaben finden Sie im Internet unter http://www.enob-info.de. Dort findet sich auch eine Darstellung der geförderten Pilot- und Demonstrationsbauten aus den Bereichen EnBau (energieeffiziente Neubauten) sowie EnSan (energieeffiziente Sanierungen). Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 17 Das Passivhaus – eine kaum sichtbare Effizienzrevolution Jürgen Schnieders, Passivhaus Institut, Darmstadt Jahrgang 1967, 1988 bis 1995 Studium der Physik in Tübingen und Oldenburg mit Schwerpunkten im Bereich der Solarenergie und der rationellen Energienutzung, 1996-1997 wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität–GH Siegen im Softwarelabor für Niedrigenergie- und Solararchitektur, seit 1997 wis- senschaftlicher Mitarbeiter am Passivhaus Institut, Darmstadt. Arbeitsschwerpunkte sind Gebäudeenergiebilanzen, thermische Gebäudesimulation, Auswertung von Messungen an Gebäuden, energetische Modernisierung, internationale Kooperationen lumen, reduziert die Wärmeverluste an die Umgebung. Lassen sich die Ziele hohe Behaglichkeit, gute RaumEin kompaktes Gebäude ist auch kostengünstiger zu luftqualität, wirtschaftlicher Betrieb und vertretbare realisieren, denn die bauliche Hülle macht einen groInvestitionskosten bei einem Neubau gemeinsam erßen Anteil an den Kosten eines Gebäudes aus. reichen? Lange Zeit schien es, als ob Ökonomie und Ökologie widerstreitende Ziele wären, zwischen denen zumindest ein Kompromiss geschlossen werden Verbesserte Wärmedämmung bedeutet nicht nur muss. Durch die zahlreichen realisierten Beispiele von reduzierte Wärmeverluste, sondern auch im Winter Passivhäusern wissen wir heute, dass Ökologie und höhere und im Sommer niedrigere InnenoberflächenÖkonomie sich gleichermaßen zufriedenstellend betemperaturen. Dadurch steigt die Behaglichkeit (Strahrücksichtigen lassen. lungsklima) und sinkt die Anfälligkeit für Tauwasser an Der Schlüssel hierzu ist eine ganz erheblich verbes-serte Energieeffizienz. Im Passivhaus wird im Vergleich mit Altbauten um einen Faktor 10, gegenüber der aktuellen deutschen Gesetzgebung um einen Faktor 4 weniger Energie für die Raumheizung verbraucht: Der Heizwärmebedarf beträgt nur noch 15 kWh pro Quadratmeter Wohnfläche und Jahr. Gleichzeitig erhöht sich die thermische Behaglichkeit, der Schutz der Bausubstanz wird verbessert, die Wohnverhältnisse werden gesünder und behaglicher. Dadurch steigt der Wert des Gebäudes im allgemeinen mehr, als für die Verbesserungen an Mehrinvestionen aufgewendet werden muss. Bei den mittlerweile über 6000 realisierten Wohneinheiten im Passivhausstandard, vorwiegend Einfamilienhaus in Passivhausbauweise in Ganderkesee. Architekten: Team 3. in Deutschland und Österreich, Innenoberflächen. Bessere Wärmedämmung beruht werden diese Ergebnisse durch das Zusammenspiel auf dem vermehrten Einsatz von Dämmstoffen ('verder nachfolgend beschriebenen Techniken erzielt. packter Luft'); dies sind sehr leichte Baustoffe – von Natur aus kostengünstig und wenig materialintensiv. Unabhängig von einem konkreten Entwurf stehen die An den Fenstern, deren Wärmedämmung gegenüber beiden Anforderungen an die Orientierung der den Wänden in der Regel geringer ist, bildet sich ohne Hauptfassade relativ zur Sonne und die Kompaktheit Heizkörper ein Kaltluftabfall, der den Aufenthalt in der des Gebäudes an herausragender Stelle. Die HauptNähe von konventionellen Fenstern an kalten Winterfassade sollte möglichst nach Süden orientiert und tagen besonders unkomfortabel macht. Am Fußboden wenig verschattet sein, weil nur so die solaren Wärbildet sich eine kalte Luftschicht aus. Eine gewisse megewinne im Winter einen nennenswerten Beitrag Linderung schafft der Heizkörper, der an der Außenzur Energiebilanz des Gebäudes beitragen können. wand eines Raumes (unter dem Fenster) platziert Eine kompakte Bauweise, d.h. eine möglichst geringe wird. Gebäudeoberfläche im Verhältnis zum umbauten Vo- Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 18 Beim Passivhaus (UWand ≤ 0,15 W/(m K)) sind die Wand-Innentemperaturen so weit erhöht, dass sie sich auch im Auslegungsfall kaum mehr von der mittleren Raumtemperatur unterscheiden. Selbst am Fenster 2 (UFenster ≤ 0,8 W/(m K)) sinkt die mittlere Temperatur an der Innenoberfläche nicht mehr unter 17 °C. 2 Die Vermeidung von Wärmebrücken stellt nach den Erfahrungen im Passivhausbau eine der wirtschaftlichsten Effizienzmaßnahmen dar. Auch hier sind der erreichte Schutz der Bausubstanz und die verbesserte Behaglichkeit offensichtlich. Bei wohnraumüblichen Temperaturen und Feuchtigkeiten gibt es in einem wärmebrückenfrei konstruierten Passivhaus kein Tauwasser und keine Schimmelgefahr an Innenoberflächen mehr. Eine Gebäudehülle weist dann keine Wärmebrücken auf, wenn die wärmedämmende Schicht ununterbrochen um das gesamte Gebäude herumgezogen ist – ein- benötigt. Die Scheibenzwischenräume sind mit Edelgas (meist Argon) niedriger Wärmeleitfähigkeit gefüllt. Eine der Oberflächen in jedem Scheibenzwischenraum ist mit einer infrarotreflektierenden (low-e) Beschichtung versehen. Diese wirkt wie ein Spiegel, der allerdings nur Wärmestrahlung, d.h. infrarotes Licht reflektiert. Mit einer solchen Verglasung können auch über den Kernwinter hinweg solare Nettogewinne realisiert werden, sofern die Fenster nicht verschattet oder ungünstig orientiert sind. Neben den Wärmeverlusten der Verglasung sind die schließlich einmündender Mehrfamilien-Passivhaus in Hamburg. Architekt: Reinig. Wände und der BodenVerluste durch einen ungedämmten Fensterrahmen platte bzw. Kellerdecke. Auch für schwierig erscheierheblich. Bei einem herkömmlichen Fensterrahmen nende Anschlüsse gibt es geeignete Lösungen. sind sie etwa doppelt so groß wie bei einer typischen Sowohl für die gute Wärmedämmung als auch für eine Passivhausverglasung. Zu einer hochwertigen Verglawärmebrückenfreie Konstruktion braucht man eine sung gehört daher auch ein gut wärmedämmender außenliegende Dämmung. Nahezu alle Details lassen Fensterrahmen. Heute ist eine Vielzahl von hochwärsich damit erheblich einfacher und robuster lösen als medämmenden Fensterrahmen am Markt erhältlich, mit der in Frankreich üblichen Innendämmung. und zwar als Kunststoff-, Holz-, Holz-Alu- oder Metallrahmen. Auch die Luftdichtheit reduziert die Anfälligkeit für Bei diesen Fenstern wird die Wärmebrücke am GlasBauschäden. Der Drucktest mit der 'Blower-Door' ist rand durch geeignete Maßnahmen reduziert, und sie ein zentrales Mittel der Qualitätssicherung für ein Passind selbstverständlich mit umlaufenden Dichtungen sivhaus. Hierbei wird das Gebäude mit einem Ventilaluftdicht ausgeführt. Weiterhin kommt es auf einen tor unter einen Über- bzw. Unterdruck von 50 Pa gesachgerechten Einbau in der Dämmebene an, um setzt und der zugehörige Luftwechsel im Gebäude auch hier Wärmebrückeneffekte zu minimieren. gemessen. Dieser sogenannte n50-Wert liegt bei typischen Neubauten bei 3 bis 5 Luftwechseln pro StunDie Lufterneuerung für die Bewohner darf über allen -1 de. Der Grenzwert für Passivhäuser beträgt 0,6 h , Maßnahmen zum Wärmeschutz und zur Luftdichtheit und viele gebaute Beispiele zeigen, dass n50-Werte nicht vernachlässigt werden. Zuverlässig, in genau der -1 um 0,3 h reproduzierbar erreicht werden können. richtigen Menge, am gewünschten Ort, pollenfrei und Durch die bereits vor einem Jahrzehnt realisierten komfortabel ist die Frischluftzufuhr durch eine geregelPassivhäuser ist inzwischen im Langzeittest nachgete Wohnungslüftung mit Zu- und Abluft möglich. Auch wiesen, dass sorgfältig geplante und ausgeführte Gehier stehen Lufthygiene und Behaglichkeit im Vorderbäudehüllen dauerhaft luftdicht bleiben. grund. Durch die inzwischen am Markt verfügbaren Beim Bauteil Fenster wurden in den letzten Jahren entscheidende Qualitätsverbesserungen erreicht. Hochwertige Fenster mit Gesamt-Uw-Werten von weniger als 0,85 W/(m²K) sind für das Passivhaus eine wichtige Voraussetzung. Hierfür wird zunächst eine hochwertige Dreischeiben-Wärmeschutzverglasung hocheffizienten Geräte zur Wärmerückgewinnung kann diese Aufgabe mit einer entscheidenden Verbesserung der Effizienz verbunden werden. Die kontrollierte Wohnungslüftung ist ein zentraler Bestandteil des Passivhauses. Sie versorgt die Wohnung dauernd mit hygienisch einwandfreier frischer Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 19 Luft und transportiert Feuchtigkeit, Gerüche und andere Luftbelastungen aus der Wohnung. Die Zuluft hat nach dem Wärmeübertrager auch im Auslegungsfall eine Temperatur von mindestens 16,5°C. Diese Temperatur genügt, um unbehagliche Temperaturschichtungen im Zuluftraum zu vermeiden. Die Lüftungsanlage darf insgesamt nicht mehr Primärenergie verbrauchen als sie an Wärmeverlusten einspart. Dies wird durch hocheffiziente Gleichstromventilatoren mit geringem Stromverbrauch und ein druckverlustarmes Rohrnetz erreicht. werden muss, zuzuführen. So kann die Lüftung gleichzeitig auch für die Heizwärmeverteilung genutzt werden. Die Investitionskosten reduzieren sich entsprechend. Gegenüber dem konventionellen Baustandard in Deuschland sind für ein Passivhaus etwa 5 bis 10 Prozent höhere Investitionskosten (bezogen auf die reinen Baukosten des Gebäudes) zu veranschlagen. Die Planung von Passivhäusern erfordert mittlerweile keine aufwendigen wissenschaftlichen Simulationsrechnungen mehr. Das vom Darmstädter Passivhaus Institut entwickelte Passivhaus Projektierungs Paket (PHPP) stellt Erst durch die Kombination von dem Planer ein Werkzeug zur Verfügung, mit dem die sehr guter WärmeEnergiebilanz und mithin dämmung, Luftdichtheit, die Funktionstüchtigkeit des entstehenden PassivWarmfenstern und hauses vom ersten bis zum einer Komfortlüftung letzten Planungsschritt mit hocheffizienter verfolgt werden kann. PasWärmerückgewinsivhäuser sind inzwischen nung, jeweils auf als freistehende Einfamilihöchstem Niveau, Passivhaus-Bürogebäude in Ulm. Architekten: oehler faigle archkom enhäuser, Reihenhäuser, wird es möglich, Geschosswohnungsbauten, Wohnheime, BürogebäuHäuser im mitteleuropäischen Klima so zu bauen, de, Schulen, Kindergärten und Produktionsgebäude dass die Heizung eine funktionale Verbindung mit der realisiert worden. Eine Begrenzung seitens der NutLüftung eingehen kann. Auch im Passivhaus muss ein zungsmöglichkeiten ist bisher nicht in Sicht: Ganz im Restwärmebedarf gedeckt werden – es ist kein NullGegenteil, die Vielfalt der Ansätze hat sich mit der Zeit heizenergiehaus. Es reicht aber aus, die Wärme durch immer mehr verstärkt. eine Nacherwärmung der Zuluft, die ohnehin verteilt Kontakt Jürgen Schnieders Passivhaus Institut Telefon: E-Mail : +49 61 51 82 6990 [email protected] Auf den Internetseiten www.passiv.de, www.passivhaustagung.de und www.ig-passivhaus.de sind von Basisinformationen über zertifizierte Bauteile bis hin zu Beispielen gebauter Projekte zahlreiche weiterführende Informationen – derzeit leider fast nur in deutscher und englischer Sprache – verfügbar. Das EU-Projekt Passive-On (www.passive-on.org) bemüht sich um die Verbreitung des Passivhausstandards unter anderem in Frankreich. Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 20 Energieoptimiertes Bauen und Solarenergie Dr. Volker Wittwer, Fraunhofer ISE, Freiburg Dr. Volker Wittwer ist stellvertretender Institutsleiter des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg. Das Institut ist mit über 400 Mitar- beitern das größte Forschungsinstitut für Solarenergie in Europa. Ein zentrales Thema im Kontext des Klimaschutzes ist die Energieeffizienz in Gebäuden. Dies zeigt folgende Zahl: Wir verbrauchen heute in Deutschland für den Betrieb von Gebäuden über 40 Prozent der Endenergie. Damit wird geheizt, gekühlt, gelüftet, beleuchtet und vieles mehr. Rationelle Energienutzung reduziert den Energieeinsatz für diese Dienstleistungen und verbessert dabei oft den Nutzungskomfort. In jedem Fall gilt: Je geringer der verbleibende Energiebedarf, desto größer ist der Anteil, den erneuerbare Energien sinnvoll decken können. Am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg sind Gebäude und ihre technische Ausrüstung ein zentrales Geschäftsfeld. Nachhaltige Gebäude schützen nicht nur das Klima, sondern lassen sich auch besser vermarkten. Dies gilt für Neubauten ebenso wie für das Bauen im Bestand, für gewerbliche Bauwerke ebenso wie für das Einfamilienhaus. Wohngebäude Will man energieeffizient bauen und gleichzeitig die Investitionskosten begrenzen, ist eine sinnvolle Abwägung zwischen den einzelnen Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz notwendig. Dies betrifft die Aspekte Wärmedämmung, Wärmerückgewinnung, Regelungstechnik und Maßnahmen zur Solarenergienutzung wie Solarkollektoren und Photovoltaik. In noch höherem Maße als für das Einfamilienhaus trifft dies für Reihenhäuser, Mehrfamilienhäuser oder Siedlungsprojekte zu. Dies sei am Beispiel von Mehrfamilienhäusern in Passivhausbauweise gezeigt. Abb. 1: Der externe Energiebedarf von Wohngebäuden unterschiedlichen Standards im Vergleich. Die Zahlenangaben beziehen sich auf Einfamilienhäuser. Solar-Passivhäuser Passivhäuser sind eine Weiterentwicklung des Niedrigenergiehauses. Ein Passivhaus ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeverluste der Gebäudehülle und der Lüftung soweit reduziert werden, dass allein die Nutzung der Sonnenenergie über Fenster und Fassaden genügt, um den Jahresheizwärmebedarf im hiesigen Klima auf ein Niveau von etwa 15 kWh pro m2 zu senken. Ein sehr hoher baulicher Wärmeschutz bei hoher Ausführungsqualität und eine mechanische Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung sind die dafür notwendigen Voraussetzungen. Durch den Einsatz vorgefertigter Bauelemente ist die hohe Qualität der Gebäudehülle wirtschaftlich erreichbar. Beide Aspekte verändern das Bauen. Solar-Passivhäuser nutzen die Solarenergie durch Kollektoren für Warmwasserbereitung und / oder durch Photovoltaik zur Stromerzeugung. Beides ist deshalb von großer Bedeutung, weil der Energiebedarf und die damit verbundenen Emissio- nen bei der Passivhausbauweise von der Warmwasserbereitung und vom Stromverbrauch im Haushalt dominiert werden. (Abb. 1) Mit der Evaluierung einer Vielzahl von Passivhäusern mit thermischen Solaranlagen und Kleinwärmepumpen im Rahmen eines Projekts in BadenWürttemberg steht uns ein breites Querschnittswissen über die erreichte Energieeinsparung, die Wirtschaftlichkeit und die Betriebserfahrung zur Verfügung. 1999 entstand auf Initiative einer Bauherrengemeinschaft und mit finanzieller Förderung durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt DBU der erste mehrgeschossige Wohnungsbau als SolarPassivhaus (Abb.2), dem viele weitere Beispiele – auch ohne Förderung – folgten. Bei Mehrkosten in Höhe von 9% der Baukosten werden die CO2Emissionen gegenüber einer marktüblichen Bauweise um 70% reduziert. Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 21 Abb. 2: Mehrfamilienhaus »Wohnen & Arbeiten«, Vauban, Freiburg (Architekt: M.Gies, Freiburg). Die Förderung durch die Bundesstiftung Umwelt ermöglichte eine intensive Energieplanung. Im Rahmen der Arbeit in der Internationalen Energieagentur IEA und mit finanzieller Förderung des BMWA wurde das Gebäude im Betrieb vermessen. Die Jahreswärmebilanz zeigt einen Heizenergieverbrauch von 12 kWh/m²/a. »Schlanke Bürogebäude« Bürogebäude benötigen bei ähnlichem Wärmebedarf mehr elektrische Energie als Wohngebäude. Hauptursachen sind die höhere Dichte an Personen und technischen Geräten, sowie strengere Anforderungen an das Raumklima und die Lichtverhältnisse. Große Baukörper (günstiges Verhältnis von Oberfläche zu Volumen), ein hoher elektrischer Energieverbrauch (interne Wärmequellen) und die im Vergleich zu Wohngebäuden kürzere Nutzungszeit verringern die Bedeutung des Heizwärmebedarfs. Anders als bei Wohnbauten ist der überwiegende Teil des Stromverbrauchs durch die technische Gebäudeausrüstung und nicht durch die Geräteausstattung bestimmt. Dies ändert sich erst bei »schlanken Gebäuden«. Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Freiburg. Architekten: Dissing + Weitling Arkitektfirma, Kopenhagen. Ohne Berücksichtigung des Energiebedarfs für den Betrieb von Reinraum und Labortechnik wurde der Energiebedarf um 40% reduziert und beträgt 45 kWh/m²a Heizwärme und 18 kWh/m² Strom für Beleuchtung und Lüftung Die unmittelbar mit dem Bezug von Energie verbundenen Kosten sind in der Mehrzahl der Fälle nur ein Bruchteil der gesamten anfallenden Kosten in einem Gebäude: In Bürogebäuden dominieren die Gehälter der Mitarbeiter, während die unmittelbaren Energiekosten nur etwa 1% ausmachen. Wegen der hohen Bedeutung der Personalausgaben stehen optimale Bedingungen am Arbeitsplatz im Mittelpunkt einer Gebäudeplanung, um die Produktivität des Personals zu fördern. Thermischer und visueller Komfort sind dabei entscheidende Aspekte und eng verbunden mit dem planerischen Konzept eines Gebäudes in den Bereichen Lüftung, Kühlung und Beleuchtung. Solarkonzepte für Bürogebäude basieren heute in erster Linie auf einer verbesserten Nutzung des Tageslichts und dem Ersatz von aktiver Klimatisierung durch eine sogenannte »passive Kühlung«. Solche Gebäude zeichnen sich durch niedrige Investitionsund Unterhaltskosten für die technische Gebäudeausrüstung bei gleichzeitig steigendem Budget für die Baukonstruktion aus (Kostenverschiebung). Ziel ist eine kostenneutrale oder kostengünstigere Bauweise bei hohem Komfort am Arbeitsplatz und geringem Energieverbrauch. Schwerpunktmäßig energierelevante Planungsaufgabe ist neben dem sommerlichen und winterlichen Wärmeschutz die technische Gebäudeausrüstung für Heizung, Lüftung, Klimatisierung und Beleuchtung. Dieses Vorgehen deckt sich mit der neuen EU-Richtlinie zur Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden. Eine integrale Gebäudeplanung unter Einsatz moderner Simulationswerkzeuge ist heute in der Lage, die vielfältigen Einflüsse des Baukörpers auf die Lichtverhältnisse und das sommerliche Raumklima abzubilden, so dass frühzeitig Planungssicherheit erreicht werden kann. Auf dem Gebiet der Materialentwicklung ergeben sich vielfältige Ansätze zur Verbesserung der Tageslichtnutzung. Einerseits geht es darum, die Tageslichtverteilung im Raum so zu beeinflussen, dass die Helligkeit im fensternahen Bereich zugunsten einer Aufhellung in der Raumtiefe abnimmt. Ansatz dafür sind Verglasungen mit der zusätzlichen Eigenschaft der Lichtumlenkung. Neue Entwicklungen konzentrieren sich darauf, derartige Eigenschaften auch durch nanound mikrostrukturierte Oberflächen zu erreichen. Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 22 Sommerliches Temperaturverhalten und Passive Kühlung (Quelle: clauss markisen Projekt GmbH) : s_enn, energieeffizientes Sonnenschutzsystem, Entwicklung der Firma clauss markisen Projekt GmbH mit dem Fraunhofer ISE. Durch die optimierte Profilform wird ab einem Sonnenstand von 20 Grad über dem Horizont direkte Sonneneinstrahlung ausgeblendet. Ein angenehmes sommerliches Raumklima zu schaffen, ist selbstverständliches Ziel jeder Bürogebäudeplanung. Die Verbindung dieser Forderung mit moderner Glasarchitektur gelingt nicht immer mit einem überzeugenden Ergebnis für die Nutzer, vor allem dann nicht, wenn auf aktive Klimatechnik verzichtet wird. Mögliche Gründe für einen solchen Verzicht können sowohl wirtschaftliche Aspekte (Investitions-, Unterhalts- und Energiekosten) wie auch Diskussionen über das so genannte ”Sick Building Syndrome“ (Gebäude- und Technik- induziertes Nichtwohlbefinden) sein. Immer öfter werden daher Architekten und Fachingenieure vor die Aufgabe gestellt, ein Gebäude zu errichten, das ohne Klimaanlage ein angenehmes sommerliches Raumklima sicherstellt. Als passive Kühlung werden in diesem Zusammenhang diejenigen Konzepte bezeichnet, die - mit oder ohne Ventilatoren - auf den Einsatz von Kältemaschinen verzichten. Alternativ werden natürliche Kältequellen wie das Erdreich, das Grundwasser oder die kühle Nachtluft herangezogen. Dazu gehören unter anderem freie und mechanische Nachtlüftung sowie Erdwärmetauscher (luftdurchströmte Rohre im Erdreich). Nachtlüftung und Erdwärmetauscher sind in der Baupraxis eingeführt, können zu wettbewerbsfähigen Kosten (Investition und Betriebskosten) realisiert werden und gewährleisten – bei richtiger Planung und Betriebsführung – ein gutes Raumklima ohne aktive Klimatisierung. Die Wärmekapazität eines Gebäudes ist wesentlicher Faktor für die Wirksamkeit einer passiven Kühlung. Neben der Bestrebung zur Verwendung schwerer Baustoffe und gutem thermischem Kontakt der Bauteile zur Raumluft (freie Decken) ergeben sich erweiterte Möglichkeiten durch neueste Materialentwicklungen. Ein Beispiel sind neue Verfahren und Systeme auf der Basis von Phasenwechselmaterialien zu bauteilintegrierten Latentwärmespeichermaterialien. Solare Kühlung Im saisonalen Maßstab und oft auch im Tageszyklus fallen Kühllasten und Solargewinne zeitlich zusammen. Daher ist eine Nutzung von Solarenergie für Kühlzwecke ohne aufwendige Speicherung unmittelbar möglich. Dies gilt in besonders hohem Maße für die Länder Südeuropas. Thermische Kollektoren arbeiten besonders wirkungsvoll in Kühlprozessen mit Niedertemperaturwärme. Beispiel dafür sind Anlagen auf der Basis offener Verdunstungskühlprozesse, den sogenannten DEC-Verfahren (dessicant cooling), mit Arbeitstemperaturen von ca. 55°C. Dabei können im Prinzip alle heute marktgängigen Kollektoren zum Einsatz kommen, u.a. auch Luftkollektoren. Solarluftkollektor auf dem Dach der IHK Südlicher Oberrhein in Freiburg. Dort wurde 2001 die erste solarautarke Klimatisierungsanlage in Deutschland errichtet. Kontakt Dr. Volker Wittwer Fraunhofer ISE, Berlin Telefon E-Mail +49 (0) 188 85 75 094 [email protected] Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 23 Hocheffizienter Wärmeschutz von Gebäuden durch evakuierte Elemente - Vakuumisolationspaneele (VIP) und Vakuumisoliergläser (VIG) Dr. Ulrich Heinemann, Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung, Würzburg Dr. Ulrich Heinemann, geboren 1957, Diplom Physiker, ist Mitarbeiter seit der ersten Stunde an dem 1991 gegründeten Bayerischen Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V., ZAE Bayern. In der Würzburger Abteilung „Funktionsmaterialien der Energietechnik“, ehemals „Wärmedämmung und Wärmetransport“, war er 1996 bis 2001 Leiter des Labors „Stationäre Messmethoden“, 2001 bis 2005 Leiter der Arbeitsgruppe „Vakuumdämmungen“. Aktuell ist er Senior Scientist im Bereich thermische Isolationen und Leiter der Koordinationsstelle für die nationalen Tätigkeiten zum ECBCS-Annex 39 ‚High Performance Thermal Insulations for Buildings’ der Internationalen Energie Agentur (IEA).. Das Bayerische Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V., kurz ZAE Bayern, ist ein wissenschaftliches Forschungsinstitut, welches im Gesamtziel einer rationellen Energienutzung und einer nachhaltigen Energieversorgung verpflichtet ist. Mit unterschiedlichen, jedoch auf Synergie angelegten Schwerpunkten betreibt das ZAE Bayern in drei Abteilungen an den bayerischen Standorten Würzburg, Erlangen und Garching Entwicklung und Optimierung von Materialien, Komponenten und Systemen zur Energieumwandlung, Energiespeicherung und rationellen Energienutzung. Einer der wesentlichen Schwerpunkte der Würzburger Abteilung sind die Analyse und die Optimierung des Wärmetransports in Wärmedämmstoffen und Wärmedämmsystemen. Anwendungsbereiche sind die Raumfahrt, die Luftfahrt, der Automobilbereich, sowie industrielle Anlagen. Ganz besondere Bedeutung kommt der Wärmedämmung von Gebäuden zu. In Mittel- und Nordeuropa eröffnen sich hier enorme Energieeinspar- und CO2-Emissionsreduzierungpotentiale. Während die Potentiale bei Neubauten zu einem großen Teil ausgeschöpft werden können, meist mit Hilfe konventioneller Dämmstoffe in zum Teil erheblicher Stärke (bis zu 40 cm bei Niedrigstenergiehäusern), gestaltet sich die Realisierung der Energieeinsparpotentiale von Gebäuden im Bestand auch von technischer Seite als deutlich schwieriger. Vakuumisolationspaneele (VIP) Die Analyse des Wärmetransports in konventionellen Dämmmaterialien bei Umgebungstemperatur, zeigt, dass ein Großteil der Energie immer noch über das an sich schlecht wärmeleitende Gas transportiert wird. Mit einem Faktor 5 bis 10 ganz erhebliche Verbesserungspotentiale 50 Wärmeleitfähigkeit λ 10−3 W/(m·K) Speziell für die Anwendung im Bauwesen entwickelt und entwickelte das ZAE Bayern zusammen mit Industrieunternehmen und anderen Forschungseinrichtungen energieeffiziente Materialien, Komponenten und Systeme. Bei den hochwärmedämmenden Komponenten sind hier insbesondere die Vakuumisolationspaneele (VIP) und Vakuumisoliergläser (VIG) zu nennen. Effizient sind diese Elemente insbesondere hinsichtlich ihrer geringen Einbautiefe. 40 30 20 10 0 Stein-, Glaswolle, Polystyrolschäume Polyurethanschäume Nanostrukturierte Silika, Aerogele Evakuierte Isolationen Bild 1: Dämmmaterialien (-systeme) im Vergleich. Die blau unterlegten Bereiche geben etwa die Bandbreite wieder. Während herkömmliche Dämmmaterialien, wie Glas-, Mineralwolle oder Polystyrolschäume bei Umgebungstemperatur Wärmeleitfähigkeiten von etwa 0.035 bis 0.045 W/(m•K) aufwei-sen, lassen sich mit evakuierten Isolationsmaterialien Wärmeleitfähigkeiten im Bereich von etwa 0.002 bis 0.008 W/(m•K) erreichen; ein Verbesserungspotential von einem Faktor 5 bis 10! Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 24 Fasern würden eine um einen Faktor 100 dichtere Hülle erfordern. Vakuumisolationspaneele sind weniger ein Dämmmaterial, das nach Bedarf bearbeitet und zurechtgeschnitten werden kann, vielmehr sind es vorgefertigte hocheffiziente Dämmelemente. Diese hocheffizienten Wärmedämmungen werden insbesondere dort eingesetzt, wo man ein vorgegebenes Dämmmaß mit einem möglichst schlanken Aufbau erreichen möchte oder dort, wo der für die Dämmung verfügbare Raum begrenzt oder sehr wertvoll ist. Die Vorzüge der Vakuumdämmung ergeben sich aus dem Raumgewinn, einem verbesserten Bild 2: Thermisch äquivalente Dämmsysteme im Vergleich. Insbesondere bei kleinDämmwert oder einer Kombination von volumigen Elementen ist der Raumgewinn erheblich. Das Bruttovolumen der Box aus Vakuumisolationspaneelen beträgt bei gleichem Nutzvolumen und gleicher beiden. Dämmwirkung nur etwa 1/15-tel der entsprechenden Box aus EPS-Schaum (Bild Lagen die Schwerpunke der Aktivitäten rechts). des ZAE Bayern in diesem Bereich zunächst auf der Charakterisierung und ergeben sich, wenn man diesen Beitrag unterdrücken Optimierung allein der Füllmaterialien, so wurden im kann. Deutlich wird das Potential aus der GegenüberWeiteren Fragestellungen zur Herstellung, Prüfung stellung verschiedener Dämmmaterialen in Abbildung und Bewertung der umhüllten Elemente angegangen. 1. Der erhebliche Raumgewinn wird anhand der in Bild Die Anforderungen an die Dichtigkeit des Hüllmaterials 2 dargestellten thermisch äquivalenten Systeme ofsind so hoch, dass für Standardmessverfahren die fensichtlich. Nachweisgrenze erreicht oder überschritten ist. Eine Qualitätsprüfung an serienmäßig gefertigten PaneeEin Vakuumisolationspaneel besteht prinzipiell aus len, der Nachweis, dass die hervorragende Dämmwireinem Füllmaterial und einer Hülle (siehe auch Bild 3). kung voraussichtlich auch über Jahrzehnte nicht weWährend bei den bekannten Vakuum-basierten hochsentlich nachlässt, ist auch heute noch eine methodieffizienten Wärmedämmungen wie Thermoskannen sche Herausforderung, an der das Institut arbeitet. Da zylindrische Gehäuse in der Lage sind, den äußeren diese hocheffizienten Dämmelemente mit einigen atmosphärischen Belastungsdruck von 1 bar – dieser entspricht immerhin einer Gewichtslast von 10 t/m² zu tragen, müssen bei flachen Vakuumisolationspaneelen druckstabile Füllmaterialien oder Strukturen die entsprechenden Druckkräfte aufnehmen. Hierfür kommen verschiedene Faser-, Pulver- oder Schaumprodukte in Frage. Ausgehend von den bekannten evakuierten Isolationen wie Thermoskannen oder Kryogefäßen lässt sich ableiten, dass die dort verwendeten Hüllmaterialien Edelstahl, Aluminium oder Glas prinzipiell auch für flache Vakuumisolationspaneele geeignet sind. Jedoch weisen spezielle Kunststoffhochbarrierefilme in Bild 3: Aufbau eines Vakuumisolationspaneels, in diesem Bezug auf die Flexibilität im Herstellungsprozess und Beispiel mit Kern aus gepresstem Pulverboard und einer Hülle den Produktionskosten erhebliche Vorteile auf. Beaus einem mehrfach metallisierten Kunststoffhochbarrierelasonders in der Kombination von nanostrukturierten minat. Füllmaterialien auf der Basis von pyrogener KieselsäuBesonderheiten in Bezug auf ihr Wesen, die konstrukre mit den geringsten Anforderungen an die Qualität tive Integration in die Gebäudehülle und das Handling des Vakuums und den dichtesten heute verfügbaren und die Verarbeitung verbunden sind, betreibt das Kunststofflaminaten ergeben sich VIP-Produkte mit Institut zur Unterstützung von Herstellern, Verarbeitern Funktionsdauern von mehreren Jahrzehnten, wie sie und allgemein an dieser Technik Interessierten eine im Bauwesen gefordert sind. VIPs mit Schäumen oder Informations- und Kommunikationsplattform. Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 25 Vakuumisolierglas (VIG) scheinung treten. Die Anforderungen an die Qualität Auch bei den gut wärmegedämmten Gebäuden sind des Vakuums und damit die Dichtigkeit der Hülle, die thermischen Schwachstellen heute noch im Beinsbesondere der des Randverbundes, sind bei eireich der Fenster zu finden (siehe Bild 4). Während bei den opaken Fassaden U-Werte von 0.15 nem VIGs weitaus höher als bei einem VIP. Kann bei den VIPs mit nanostrukturiertem Füllmaterial der W/(m2K) erreicht werden, liegen die UW-Werte Gasdruck einige oder einige zig Millibar betragen, so exzellenter Fenster (Verglasung inkl. Rahmen) nur muss bei den Vakuumisolierglasfenstern über die bei 0.8 W/(m2K) und damit um einen Faktor 5 gesamte Funktionsdauer der Gasdruck um einen schlechter. Faktor 10 000 geringer sein (< 10-3 mbar). Wie bei den Dämmstoffen bietet auch bei den FensEin besonderes Problem bei den wärmetechnisch tern die Unterdrückung des Wärmetransports über das Gas in dem Scheibenzwischenraum durch Evahocheffizienten opaken, wie auch transparenten Elementen stellen Wärmebrücken im Bereich der Ankuierung ein erhebliches Verbesserungspotential. In schlüsse und Befestieinem aktuell am ZAE gungen dar. Hier konBayern verfolgten Projekt werden solche Vastruktive, möglichst allgemein anwendbare kuumisoliergläser mit Lösungen zu entwieinem angestrebten Uckeln, ist Gegenstand Wert von 0.4 W/(m²K) weiterer Arbeiten. zusammen mit Partnern entwickelt. Die techniKlimaschutz und beschen Herausforderungrenzte Energieresgen bestehen hier darin, sourcen bedingen die Stützen zu entwickeln, Einsicht zur Notwendie, wie das Füllmaterial digkeit nachhaltigen bei den VakuumpaneeBauens. Eine gute len, in der Lage sind, Wärmedämmung der die externe Last aufzuGebäudehülle ist mit nehmen, ohne jedoch Sicherheit der erste nenneswert zum Geund wichtigste Ansatz samtwärmetransport für ein energieeffizienbeizutragen. Zudem tes Gebäude. sollten diese optisch Bild 4: Infrarotaufnahme eines mit Vakuumisolationspaneelen gedämmten Neubaus (rechts) und einem nicht wärmegedämmten Altbau (links). möglichst wenig in Er- Kontakt Dr. Ulrich Heinemann ZAE Bayern – Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. Telefon E-Mail +49 (0) 931 705 64 35 [email protected] http://www.zae-bayern.de Informationsplattform zu Vakuumisolationspanelen im Bauwesen: http://www.vip-bau.de Infos zum Projekt Vakuumisolierglas: http://www.vig-info.de Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 26 Energetische Gebäudesanierung mit Faktor 10 Schulze Darup Schulze Darup ist als freischaffender Architekt tätig mit Schwerpunkt auf Sanierungs- und Neubauprojekten im Bereich des umweltverträglichen und energiesparenden Bauens. Als Referent auf Fachkongressen und bei Seminaren sowie in seinen zahlreichen Veröffentlichungen setzt sich Schulze Darup für die Themen Bauökologie und Energieeffizienz bei Wohngebäuden ein. 2003 und 2004 war er für die Konzeption und Koordination des Forschungsprojektes „Energetische Gebäudesanierung mit Faktor 10“ verantwortlich, beide gefördert von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU). Energetische Gebäudesanierung wird für die nächsten beiden Jahrzehnte zu einem zentralen Aufgabengebiet der Bauwirtschaft gehören. Für die Wirtschafts-, Umwelt- und Arbeitsmarktpolitik ergeben sich daraus große Potenziale, u. a. für den Klima- und Ressourcenschutz. Im Gebäudebereich ist Energieeinsparung mit bestem Kosten-Nutzen-Verhältnis möglich. Etwa ein Drittel der Endenergie (BRD) wird für die Bereitstellung von Raumwärme aufgewandt. Niedrigenergie- und Passivhaustechnologie ermöglichen hohe Einsparungen – bei der Sanierung bis zur Reduktion um Faktor 10. Im Neubaubereich sind in wenigen Jahren bereits 4000 Gebäude als Passivhäuser realisiert worden. Die Techniken sind marktverfügbar und können bei der Sanierung ohne grundlegende Probleme eingesetzt werden. Lüftung Durch den gezielten und regelmäßigen Eintrag frischer Außenluft wird die Raumluftqualität entscheidend verbessert. In Fachkreisen setzt sich zunehmend die Erkenntnis durch, dass zur Sicherstellung einer ausreichenden Luftwechselrate eine mechanische Lüftungsanlage unabdingbar ist. Es bieten sich zwei Anlagenkonzepte an: Abluftanlagen und Zu-/Abluftanlagen mit Wärmerückgewinnung. Aus energetischer Sicht ist letztere Variante zu bevorzugen mit einem besten Wärmebereitstellungsgrad des Gerätes und hoher Elektroeffizienz. Diese Anlagen haben sich über den Passivhausbau in den letzten Jahren etabliert und können im Bereich der Sanierung eingesetzt werden. In den nächsten Jahren werden kostengünstige zentrale Lösungen für Mehrfamilienhäuser auf den Markt gebracht. Heizsystem Die Maßnahmen an der Gebäudehülle sind die Voraussetzung für die Auswahl eines sinnvollen Heizsystems: die Heizlast reduziert sich gravierend auf etwa 10 bis 20 Watt pro m² beheizter Fläche. Dadurch kann mit geringer Vorlauftemperatur die Wärme transportiert werden. Bauliche Komponenten für Sanierung mit Faktor 10 Bauliche Komponenten Es geht von der baulichen Seite her vor allem darum, die wärmeübertragende Gebäudehülle möglichst gut zu dämmen. Statt der üblichen Dämmdicken von 6 bis 12 cm werden Dämmungen von 15 bis 30 cm angestrebt. Dazu kommen hochwertige Fenster mit Dreifach-Wärmeschutzverglasung und gedämmten Rahmen. Hinsichtlich der Qualitätssicherung muss besonderes Augenmerk auf die Minimierung von Wärmebrücken und eine hohe Luft- und Winddichtheit gelegt werden. Im Heizungsbereich können hinsichtlich der Auslegung der Zentrale und der Heizkreise Kosten gegenüber Standardsanierungen eingespart werden. Die gängigsten sinnvollen Versorgungsvarianten stellen Gas-Brennwertheizungen dar. Kraft-Wärme-Kopplung, gleich ob als Fern-, Nahwärme- oder BHKW-Variante reduziert CO2-Emissionen durch die dezentrale Bereitstellung von Strom in Verbindung mit der Nutzung der Abwärme und senkt die primärenergiebezogene Anlagenaufwandszahl um 20 bis 40 %. Nutzung von Biomasse zu Heizzwecken führt zu einer weiteren Verbesserung der Primärenergiebilanz. Bei kleinen Einheiten kann auf Holzpellets zurückgegriffen werden, bei großen Anlagen können Hackschnitzel zum Einsatz kommen. Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 27 250 Bestand Die Verbindung mit Solarthermie ist vor allem bei den Kessel-Varianten mit allen Brennstoffen sinnvoll. Eine wirtschaftlich sinnvolle Variante stellt die solare Warmwasserbereitung dar. Durch Vergrößerung der Absorberflächen sinkt zwar die Wirtschaftlichkeit, der solare Deckungsgrad kann allerdings nochmals deutlich erhöht werden. Im Heizungsbereich werden in den nächsten Jahren zahlreiche Innovationen zu verzeichnen sein, die der Entwicklung des geringen spezifischen Heizwärmebedarfs durch die Maßnahmen an der Gebäudehülle Rechnung tragen. Lüftungswärmeverluste kWh/(m²a) 225 Interne Gewinne Solarstrahlung 200 Wärmebrücken 175 Fenster 150 Kellerdecke Dach Heizwärmebedarf 204 kWh/(m²a) 125 100 Sanierung 75 Außenwand 50 27 kWh/(m²a) 25 0 Verluste Gewinne Verluste Gewinne Energiebilanz am Sanierungsbeispiel Jean-Paul-Platz in Nürnberg: Heizwärmereduktion mit Faktor 8,7 und CO2Reduktion > Faktor 10 Bauphysik, Behaglichkeit und Komfort Zahlreiche Parameter sprechen aus Behaglichkeitsund Komfortgründen für eine hochwertige energetische Sanierung. Eine Auswahl der Aspekte wird im Folgenden dargestellt. Oberflächentemperaturen Je besser ein Gebäude gedämmt ist, desto höher liegen die inneren Oberflächentemperaturen der Außenbauteile zu Wand, Dach und Keller. Bei gut gedämmten Gebäuden sind alle Oberflächen ungefähr gleich warm und haben keine größere Temperaturdifferenz als 3 bis 4 Kelvin, was nochmals als Kriterium für ein hohes Behaglichkeitsempfinden auch bei niedrigerer Raumlufttemperatur gilt. Wärmebrücken und Mikroorganismen Selbst bei guter Dämmung in der Fläche entstehen an Wärmebrücken Temperaturen, die zu Schäden führen können. Bei unsanierten Gebäuden tritt in den meisten Fällen Tauwasser und Schimmelpilzbildung auf, bei Standarddämmungen (6-8 cm) ist an vielen Detailpunkten noch mit der Bildung von Schimmelpilzen zu rechnen. Erst bei guter Dämmung im U-Wert Bereich um bzw. unter 0,2 W/(m²K) treten keine Mängel mehr auf. Luftgeschwindigkeit und Luftschichtung Temperaturunterschiede stellen neben Undichtheiten eine wesentliche Ursache für Raumluftbewegungen dar. Wenn ein Gebäude luft- und winddicht gebaut ist, zudem ausgewogene Temperaturen in allen Bereichen eines Raumes aufweist und schließlich für die Beheizung nur sehr geringe Vorlauftemperaturen erfordert, so führt dies zu sehr geringen Luftgeschwindigkeiten und mithin hoher Behaglichkeit. Zwangslüftung –Komfortlüftung Lüftungsanlagen werden von Nutzern zunächst mit Vorbehalt bedacht, weil Klimaanlagen mit zwangsverschlossenen Fenstern assoziiert werden. Richtig geplante Lüftungsanlagen haben eine extrem hohe Nutzerakzeptanz. Sie werden in der überwiegenden Zahl der Fälle als deutliche Erhöhung des Komforts angesehen. Der lästige Zwang zum Fensterlüften entfällt. Die beständig frische Raumluft bei geschlossenen Fenstern wird sehr geschätzt. In innerstädtischen Bereichen und an verkehrsträchtigen Straßen wirken Lüftungsanlagen zudem als Schallschutzmaße. Natürlich können die Fenster geöffnet werden: im Sommer und außerhalb der Heizzeit soll bzw. kann ergänzend Fensterlüftung betrieben werden. Durchgeführte Projekte : Kosten und Wirtschaftlichkeit Im Rahmen des dena-Projektes „Niedrigenergiehaus im Bestand“ werden derzeit über 800 Wohneinheiten in 36 Gebäuden hoher Energieeffizienz saniert. Förderung wird seitens der KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau) gewährt. Zum Beispiel sanierte die Nürnberger WBG ein Mehrfamilienhaus (Bj. 1930) zu einem 3-Liter-Haus unter dem Aspekt hoher Wirtschaftlichkeit: die kostenoptimierte energetische Sanierung wurde für 503 €/m² Wohnfläche durchgeführt. Berechnet man die Kosten pro eingesparte Kilowattstunde, so ergeben sich äußerst günstige Werte. Nach ähnlichem Schema kann das große Gebäudepotenzial von Mehrfamilienhäusern der 60er-Jahre, die in den nächsten Jahren zur Sanierung anstehen, auf effiziente Weise saniert werden. Sind darüber hinaus grundlegende Maßnahmen erforderlich, wie z. B. Grundrissänderungen mit Totalentkernung bei 50er-Jahre-Gebäuden, so werden deutlich höhere Kosten bis hin zu vergleichbaren Neubaukosten erreicht in Höhe von 900 bis 1200 €/m². Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 28 Drei-Liter-Haus (WBG Nürnberg) am Jean-Paul-Platz 4 in Nürnberg vor und nach der Sanierung Umsetzung Derzeit werden jährlich ca. 2 % der Gebäude saniert, davon nur ein geringer Anteil energetisch optimal. Ziel ist eine jährliche Sanierungsrate von 3 bis 3,5 % bei nachhaltigen energetischen Standards bis hin zum Faktor 10. Dazu müssen Impulse gegeben werden. Aufgabe der Politik ist es, Rahmenbedingungen zu schaffen, die einer sinnvollen Entwicklung Unterstützung bieten. Vorrangig geht es darum, einen gesellschaftlichen Grundkonsens über die Notwendigkeit hoher Energieeffizienz zu schaffen. Die Industrie muss in Vorleistung treten, damit sie die Anforderungen an die Energieeffizienz-Techniken mit den Sanierungs-Spezifika erfüllen kann. Ein Erfolg kann nur erreicht werden, wenn staatliche und privatwirtschaftliche Aktivitäten in einem sinnvollen Miteinander entwickelt werden. Schließlich muss finanzielle Förderung integraler Bestandteil dieses Gesamtkonzeptes sein. Fazit Das Aufgabengebiet der Gebäudesanierung stellt eine hervorragende Chance für die Arbeitsmarkt-, Umwelt- und Stadtentwicklungspolitik der nächsten zwei Jahrzehnte dar. Das Ziel der hohen Verbreitung hocheffizienter Sanierungstechniken lässt unter ökonomischen, ökologischen und soziokulturellen Aspekten Gewinne entstehen: • der Wohnungswirtschaft wird Hilfestellung zum Abbau ihres Sanierungsstaus geleistet • der Industrie wird ein breites Anwendungsspektrum für innovative Produkte eröffnet • die (regionale) Bauwirtschaft kann die Einbrüche der letzten Jahre ausgleichen • Fördermitteln steht ein Investitionsvolumen mit dem Faktor 10 gegenüber • • • • • Arbeitslosen- und fiskalische Effekte lassen Fördermittel zu 100 % zurückfließen die avisierten 50er- und 60er-Jahre Quartiere werden städtebaulich aufgewertet hoher Komfort und Behaglichkeit statt Kondenswasser- und Schimmelprobleme CO2-Reduktion mit sehr günstigem Kosten-NutzenVerhältnis deutliche Reduktion des Ressourcenverbrauchs fossiler Energieträger als Grundlage für nachhaltige Volkswirtschaft sowie globalen Interessenausgleich, der eine Voraussetzung für ein weltweites friedliches Miteinander darstellt. Kontakt Dr. Burkhard Schulze Darup Architetekturbüro Shulze Darup Telefon E-Mail +49 (0) 911 83 25 262 [email protected] Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 29 Solararchitektur: Hightech, Ästethik und Ökologie Rolf Disch, Architekt, Freiburg Rolf Disch, 1944 in Freiburg im Breisgau geboren, absolvierte zuerst eine Lehre zum Möbelschreiner und anschließend zum Maurer. Es folgte ein Studium der Bautechnik an der Bautechnikerschule in Freiburg und Hochbau an der Fachhochschule in Konstanz. Seit 1969 leitet er das „Architekturbüro Rolf Disch“ für Solararchitektur in Freiburg mit derzeit ca. 10 Mitarbeitern. Solartechnologie, Kosten-NutzenRechnung und Architektur verschmelzen bei Rolf Disch zu einer überzeugenden Alternative zum konventionellen Bauen und Wohnen. Seit mehr als 30 Jahren baut der Freiburger „Solararchitekt“ Rolf Disch Gebäude, die nicht nur aus ökologischen Materialien bestehen, sondern auch regenerative Energien zur Anwendung bringen - ja sogar produzieren. Energieverbrauch insgesamt und zum Anderen eine hohe Aufenthaltsqualität. So beschäftigt sich sein Büro seit Jahren mit der Entwicklung von Plusenergiehäusern®: kleinen Kraftwerken, die die Sonnenenergie aktiv wie passiv optimal nutzen, um eine konkrete Alternative zu fossilen und atomaren Energieträgern zu bieten, denn solares und zudem energieeffizientes Bauen hat sich in den letzten Jahren deutlich gewandelt – vom rein technischen Erfordernis zur architektonisch hochwertig gestalteten Wohn- und Arbeitswelt mit Funktion und Schönheit. Das Haus der Zukunft – als Eigenheim, als Mehrfamilienhaus und sogar als Büro- und Gewerbecenter – ist keine Utopie mehr, sondern bereits auf gutem Weg zur Standard-Bauweise der Zukunft zu werden. Solararchitektur bietet Bewohnern und Nutzern ein ganzheitliches Konzept – zum Einen zur Nutzung regenerativer Energien bei gleichzeitig stark reduziertem Energieverbrauch insgesamt und zum Das erste, von Architekt Rolf Disch entworfene Gebäude dieser Art war das Heliotrop®. Es war Mitte der 90er Jahre ein entscheidender und nach wie vor repräsentativer Schritt zum energieoptimierten Eigenheim. Heute, gut zehn Jahre später, ist mit der Solarsiedlung in Freiburg ein Ensemble von 59 Reihenhäusern – so genannten Plusenergiehäusern®, die mehr Energie erzeugen als sie verbrauchen – entstanden. Die Gestaltung wirkt vor allem durch die bunte Farbe, große Südverglasungen und großflächige Solardächer. Teil der Siedlung ist zudem das so genannte „Sonnenschiff“, ein Büro- und Gewerbebau mit Penthäusern zur privaten Nutzung, der das Viertel zur Hauptverkehrsstraße hin abschirmt, aber vor allem – wie das Heliotrop in den 90er Jahren – der Konventionalisierung energieeffizienten Bauens, nun im gewerblichen Bereich, den Weg bereitet. Das Heliotrop: ein drehbares Solarhaus Dem drehbaren Solarhaus Heliotrop® liegt die Idee zugrunde, ein Gebäude zu konstruieren, das höchsten Ansprüchen an Architektur und Umweltschutz genügt und seinen Bewohnern exklusiven Wohnkomfort bietet. Das Heliotrop® ist ein architektonisch außergewöhnliches Wohn- und Geschäftshaus und fußt auf einem Konzept, das in jeder Hinsicht so ressourcenschonend wie möglich vorgeht. Das Multifunktionshaus wurde 1994 in Freiburg im Breisgau erstmals fertig gestellt und bezogen. Es präsentiert sich als drehbares Baumhaus, das dem Stand der Sonne nachgeführt werden kann. Es dient als Wohn-, Atelier- und Experimentalhaus. Der Gebäudetyp „Heliotrop“ ist aber flexibel nutzbar, so auch als Büro und Praxis, als Firmensitz, als Café oder Hotel. In der Primärenergiebilanz ist es ein Plus-Energie-haus, das fünf- bis sechsfach mehr Energie erzeugt als in ihm verbraucht wird. Vakuumröhren-Kollekto-ren dienen zur Warmwasserbereitung und Heiz-unterstützung. Das Heliotrop Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 30 Die Solarsiedlung am Schlierberg Die gesamte Struktur der Bebauung orientiert sich am Lauf der Sonne, denn alle Reihenhäuser sind nach Süden ausgerichtet und die Abstände zwischen den Hauszeilen so gewählt, dass auch an Wintertagen der Sonneneinfall gewährleistet ist. Sowohl die Auswahl der Baumaterialien als auch Wasser- und Energiesysteme berücksichtigen die natürlichen Ressourcen und deren Schonung. Die Hausreihen sind auf der Südseite vollflächig mit PV-Anlagen bestückt, so dass die Siedlung dem Namen „Solarsiedlung“ alle Ehre macht. Das Sonnenschiff Die Solarsiedlung am Schlierberg Energiesparen und Nutzen der Sonnenenergie, energieeffizientes Bauen in einer ansprechenden Ästhetik, Verwendung natürlicher Baumaterialien, Schaffung eines gesunden Lebens- und Arbeitsklimas, das waren die selbstgesteckten Ziele Rolf Dischs beim Bau der Freiburger Solarsiedlung am Schlierberg. Für den Bau der Solarsiedlung wurde das Konzept des Heliotrops auf Reihenhäuser übertragen. Es ging darum, Plusenergiehäuser® mit vergleichbarer Leistungsfähigkeit, aber erheblich geringerem Kostenaufwand zu bauen. Die hier entstandenen Häuser sind als Holzhäuser gefertigt und von dem Berliner Farbkünstler Erich Wiesner genannt „Der Färber“ mit den unterschiedlichsten Farben versehen worden. Als Plusenergiehäuser® besitzen sie auf Grund ihrer hohen Energieeffizienz und der großen Photovoltaikanlage eine deutlich positive Energiebilanz, wobei die gewonnene Energie den Verbrauch im Hausinneren bis um des 4-fache übersteigen kann. Der Strom wird ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Umgesetzt hat Rolf Disch Anspruch mit zwei- und dreigeschossigen Plusenergiehäusern® als Reihenhaussiedlung am Fuße des Freiburger Schlierbergs. Das Sonnenschiff ist das erste solare Dienstleistungszentrum in Plusenergiebauweise. Es setzt neue Standards für den Gewerbebau und wurde 2005 fertig gestellt. Das Gebäude schließt auf einer Länge von 125 m die Solarsiedlung nach Westen hin ab und ist bis zu 6 Stockwerke hoch. Die gesamte Nutzungsfläche beträgt 6000 m². Zahlreiche Einkaufsläden, Büros, Praxen und ein Bistro haben sich im Sonnenschiff niedergelassen. Auf dem Dach des Gebäudes wurden PlusenergiePenthäuser als „Aufbauten“ gesetzt, deren Bewohner hier oben den einmaligen Blick über Schwarzwald und Vogesen genießen können. Als eines der größten zusammenhängenden SolarWohnprojekte Europas setzt die Siedlung neue Maßstäbe für ein solares Bauen, Wohnen und Arbeiten. Rolf Disch sieht sich in einer Vorbildfunktion für den modernen Hausbau - beim solaren Bauen: Häuser, die mehr Energie produzieren als Ihre Bewohner verbrauchen können. Hohe Lebensqualität durch gesunde Baustoffe. Sonnenenergie als Motor der Gesellschaft. Das ist seine Vision. Dass diese Vision keine Utopie bleiben muss, haben er und sein Team bewiesen. Seine unterschiedlichsten Bauprojekte bezeugen dies anschaulich. Das Sonnenschiff Kontakt Rolf Disch Architekturbüro Rolf Disch Telefon E-Mail +49 (0) 761 459 44 0 [email protected] Science Allemagne Energieeffizienz von Gebäuden 04/2007 31
