Plusenergieschule_2010_RZ_Layout 1 - Fraunhofer

PlusEnergieschule
Die Uhlandschule erzeugt mehr Energie...
... als sie verbraucht.
Internet:
www.stuttgart.de/plusenergieschule
www.uhlandschule-rot.de
Ansprechpartner: Dr.-Ing. Jürgen Görres
E-Mail: [email protected]
Telefon 0711/ 216-88 6 68
Landeshauptstadt Stuttgart Amt für Umweltschutz
Abteilung Energiewirtschaft
Herausgeberin:
Landeshauptstadt Stuttgart
Amt für Umweltschutz in Verbindung mit
der Abteilung Kommunikation
Gestaltung: Peter Schott
Fotos: Kraufmann (Titel, Seite 1, 3, 4), EnBW
(Seite 5, Seite 8), Stadtmessungsamt (Seite 2),
Bosch (Seite 6), Saint-Gobain (Seite 7)
Schaubild Seite 6: Fraunhofer-Institut für Bauphysik
Kartenausschnitt: Stadtmessungsamt
September 2010
Uhlandschule wird Plusenergieschule
1. Ziel des Projekts
Angesichts knapper werdender Ressourcen stehen wir
heute vor der Aufgabe, Strategien für eine zukunftsweisende Energieversorgung auch für öffentliche Gebäude
zu entwickeln. Unseren Schulen kommt hierbei eine zentrale Rolle zu. Sie verfügen über mehr als 40 Prozent der
städtischen Gebäudefläche und ihr Anteil an den Energiekosten der Stadt beträgt 20 Prozent – hier liegt ein enormes Einsparungspotenzial. Noch wichtiger ist die Bedeutung der Schulen, wenn es darum geht, möglichst vielen
Menschen einen Ressourcen schonenden Umgang mit
Energie zu vermitteln.
Die bestehende Grund- und Werkrealschule der Uhlandschule in Stuttgart-Zuffenhausen soll im laufenden Schulbetrieb ganzheitlich energetisch verbessert und auf das
Niveau einer Plusenergieschule gebracht werden. Um als
Plusenergieschule zu gelten, muss die Gesamtliegenschaft
über das Jahr gemittelt mehr Energie gewinnen als sie benötigt. Das Vorhaben sieht eine energetische Steigerung
der Energieeffizienz durch Sanierungsmaßnahmen an der
Gebäudehülle und der Anlagentechnik vor. Innovative
Wärmedämmmaterialien und Lüftungskonzepte sollen
eingebaut werden. Zudem wird über die regenerativen
Energieträger Sonnenenergie und Erdwärme der verbleibende Energiebedarf für Strom und Wärme vor Ort erzeugt.
Mit dem Umbau der Uhlandschule in Stuttgart-Zuffenhausen zur Plusenergieschule zeigt die Landeshauptstadt
Stuttgart gemeinsam mit ihren Partnern das technisch
Machbare bei der energetischen Gebäudesanierung. Der
gesamte Energiebedarf soll durch Nutzung lokal verfügbarer erneuerbarer Energiequellen gedeckt werden.
Das Projekt hat Vorbildcharakter, mit den Erfahrungswerten soll Anstoß für weitere Vorhaben zur energieeffizienten Sanierung gegeben werden. Partner der Stadt sind
die EnBW Energie Baden-Württemberg AG, die Robert
Bosch GmbH und die Saint-Gobain Gruppe. Die wissenschaftliche Begleitung des Projekts liegt beim FraunhoferInstitut für Bauphysik (IBP). Das Projekt wird im Rahmen
der Energieforschung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie gefördert.
Die in Stuttgart realisierten Demonstrationsvorhaben zur
Effizienzsteigerung und Energieeinsparung haben in der
Vergangenheit gezeigt, dass Sanierungsmaßnahmen an
Schulgebäuden durch umfassende Dokumentation der
Einsparmaßnahmen und durch eine Visualisierung der
erreichten Einsparziele beziehungsweise des Komforts
das Bewusstsein der Öffentlichkeit gegenüber Energieeffizienz sensibilisieren kann. Über die Institution Schule
kann eine starke Durchdringung der Gesellschaft erreicht
werden, da alle Gesellschaftsschichten und Altersgruppen
entweder direkt oder indirekt mit ihr im Alltag berührt
sind.
Bild 1: Die Uhlandschule besteht aus mehreren, unterschiedlich alten Gebäuden
1
Die Landeshauptstadt Stuttgart will mit dem Bauvorhaben den Innovationsgedanken aufgreifen und Gebäude
nicht nur beispielhaft sanieren, sondern die Umwandlung
in eine nachhaltige Energieversorgung vorantreiben. Den
Schülern soll die Umsetzung von Energieeinsparmaßnahmen direkt vor Ort dargestellt werden. Dieser praxisnahe
Bezug und die im Projekt gesammelten Erfahrungen werden zudem in dem Lehrstoff der Unterrichtsstunden aufgearbeitet und dienen dazu, den Schülern Wissen zum
rationellen Energieeinsatz und Umweltschutz frühzeitig
zu vermitteln.
Hauptbau
Pavillion
Erweiterungsbau
Turnhalle
Leuchtturmprojekt „Energieeffiziente Schule“
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Im Rahmen der vom Bundeskanzleramt 2005 gestarteten Innovationsinitiative hat das Fraunhofer-Institut für
Bauphysik im Impulskreis Energie die energieeffiziente
Schulsanierung als Innovationsidee für die Effizienzsteigerung eingebracht. Das Projekt „Energieeffiziente
Schulsanierung“ wurde vom Bundesministerium für
Wirtschaft und Technologie (BMWi) als Initiative innerhalb der „High-Tech-Strategie Deutschland“ verankert
und in den aktuellen Forschungsprogrammen fortgeschrieben.
Als Schwerpunkt innerhalb der Forschungsinitiative
EnOB konzentriert es sich derzeit auf die Entwicklung
von Grundlagen für zukunftsorientierte Schulgebäudekonzepte. In Modellprojekten werden Lösungen erprobt,
mit denen eine deutlich verbesserte Energieeffizienz bei
gleichzeitiger Komfortsteigerung sichergestellt werden
kann. Die Initiative strahlt als Leitprojekt bis in den europäischen Raum hinein.
Weitere Informationen im Internet unter:
www.eneff-schule.de; www.enob.info/de;
www.buildup.eu/communities/schoolfuture
2. Objekt
Die Auswahl der Grund- und Werkrealschule der Uhlandschule in Stuttgart-Zuffenhausen erfolgte auf Basis einer
umfangreichen Analyse im Vorfeld des Projekts. Ausschlaggebend waren neben bevorstehenden umfassenden Instandsetzungsmaßnahmen die geografische Lage
der Schule und die Übertragbarkeit der Rahmenbedingungen auf andere Objekte.
Bild 2: Luftbildaufnahme der Uhlandschule
Der Gebäudekomplex umfasst neben dem Hauptbau
einen Pavillon, einen quadratischen Erweiterungsbau
sowie eine Turnhalle (vgl. Bild 2). Der Hauptbau, der Pavillon und die Turnhalle wurden im Jahr 1954 errichtet. Die
Fundamente und Untergeschosse bestehen aus Stampfbeton und die Erd- und Obergeschosse aus einem Stahlbetonskelett mit Ausfachung in Wabensteinen. Die Innenwände sind als Backsteinmauerwerk und die Decken
allgemein als Massivbauten konzipiert. Während die Dachkonstruktionen aus Stahlbetonbinder zusammen mit
Holzgebälk bestehen, sind die Dachdeckungen als Flachdachpfannen auf Schindelschirme konstruiert. Im Jahr
2003/2004 wurde das Schulareal durch einen Neubau
erweitert, der als Stahlbetonkonstruktion errichtet wurde
und eine umfassende Glasfassade aufweist. Die gesamte
zu beheizende Fläche inklusive Turnhalle und Neubau
beträgt 6.437 m².
Der Hauptbau, ein lang gestrecktes Gebäude mit einer
Grundfläche von 1.200 m², besitzt drei oberirdische und
ein unterirdisches Geschoss. Im Erdgeschoss befinden sich
Aufenthalts- und Werkräume sowie eine Hausmeisterwohnung. In den Obergeschossen sind Klassenräume
untergebracht. Das Untergeschoss unterkellert etwa die
Hälfte des Gebäudes und umfasst Lager- und Technikräume. Der Pavillon mit einer Grundfläche von 460 m²
besteht aus zwei oberirdischen Geschossen. Auf deren
Südseite befinden sich Klassenräume, auf der Nordseite
der Flurbereich mit auf der Stirnseite angeordneten Sanitärzellen. Die Hauptdachfläche ist mit einer Neigung von
16 Grad nach Süden ausgerichtet.
Der Erweiterungsbau ist ein quadratisches Gebäude mit
einer 32 m x 32 m großen Grundfläche und besteht aus
zwei oberirdischen Geschossen sowie einem Souterraingeschoss. Das Gebäude beinhaltet ein zentrales Atrium,
das auch als Aula genutzt wird und von dem aus die Klassenräume erschlossen werden. Sowohl die Fassade des
Erweiterungsbaus als auch das Atriumsdach sind umlaufend vollverglast. Der Dachabschnitt über den Klassenräumen ist als Gründach ausgebildet. Die Turnhalle wurde
zeitgleich mit dem Hauptbau und dem Pavillon errichtet
und beinhaltet neben der eigentlichen Turnhalle Umkleide- und Sanitärräume. Die Turnhalle ist unterkellert
und verfügt im Kellergeschoss über einen separaten Technikraum.
Die Gebäude werden gegenwärtig über eine zentrale
Warmwasserheizung durch einen älteren erdgasbefeuerten Standardkessel beheizt, der sich im Keller des Hauptbaus befindet. Über diese Anlage werden zusätzlich die
Turnhalle und der Neubau versorgt.
EnEff:Schule-Sanierungsstandards
In den Demonstrationsvorhaben des Förderschwerpunkts EnEff:Schule wird gezeigt, welche unterschiedlichen innovativen Möglichkeiten es gibt, den Primärenergiebedarf für die Beheizung, Trinkwarmwassererwärmung, Lüftung, Kühlung und Beleuchtung deutlich zu
reduzieren. Die eingebundenen Projekte werden durch
Sanierung auf unterschiedliche energetische Niveaus
gebracht.
Plusenergieschulen haben die beste Energiebilanz. Sie
erzeugen im Jahresmittel mehr Primärenergie als sie für
Beheizung, Lüftung, Trinkwarmwassererwärmung und
Beleuchtung benötigen – inklusive aller dafür notwendigen Hilfsenergien. Um dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen, werden in einem ersten Schritt die Wärmeverluste
durch Transmission und Lüftung reduziert. Dies wird
durch einen hohen Wärmeschutz der kompletten Gebäudehülle, der weitgehenden Beseitigung von Wärmebrücken sowie durch eine effiziente Lüftung erreicht. Im
zweiten Schritt ist der verbleibende Wärmebedarf sowie
der Bedarf an Elektrizität so effizient wie möglich mit erneuerbaren Energien zu erzeugen. Im dritten Schritt ist
ein Energieüberschuss zu erzielen.
3-Liter-Schulen sind echte Energiesparer und bieten
darüber hinaus ein gutes Raumklima. Sie benötigen für
die Beheizung und Lüftung (einschließlich der dafür notwendigen Hilfsenergien) lediglich maximal 34 kWh/m²a
Primärenergie. Dies entspricht dem Primärenergieinhalt
von 3 Litern Heizöl oder 3 m³ Erdgas. Der Bedarf liegt
etwa 70 Prozent unter dem Anforderungsniveau der
Energieeinsparverordnung 2009.
Niedrigenergieschulen unterschreiten die Anforderungen der Energieeinsparverordnung 2009 um 30 bis 50
Prozent und sind durch ein ausgewogenes Verhältnis
zwischen energetischer Effizienz und Wirtschaftlichkeit
gekennzeichnet.
Bild 3: Treppenhaus im Hauptbau
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3. Bisheriger Energiebedarf – aktuelle
Energiekosten
Der Energieverbrauch von Wärme, Strom und Wasser
wird für den gesamten Gebäudekomplex seit 1998 durch
das städtische Energiekontrollsystem (SEKS) kontinuierlich
erfasst. Die beheizte Nettogrundfläche hat sich im Jahr
2004 aufgrund des Erweiterungsbaus von 4.252 m² auf
6.437 m² vergrößert. Dies ist bei der Darstellung des spezifischen, auf die Fläche bezogenen Kennwertes, zu berücksichtigen.
Bild 5: Entwicklung des Stromkennwerts
Im Jahr 2009 wurde in der Uhlandschule ein witterungsbereinigter Heizwärmeverbrauch von 1.016 MWh/a
Endenergie benötigt. Gegenüber 2008 ist dies ein Verbrauchsrückgang von 9,1 Prozent, wobei der Wärmeverbrauch im Jahr 2008 aufgrund eines Kesseldefekts außerdurchschnittlich hoch ausfiel. Der durchschnittliche, über
die vergangenen zehn Jahre gemittelte spezifische jährliche Heizwärmeverbrauch des Schulkomplexes beträgt
168,4 kWh/m² a. Nach der Sanierung zur Plusenergieschule soll der Heizkennwert auf 39 kWh/m² a reduziert
werden (vgl. Bild 4).
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Der Wasserverbrauch ist sehr gering. Frischwasser wird
überwiegend in den Duschräumen der Turnhalle und in
den Toilettenräumen benötigt. Im Jahr 2009 betrug der
Bedarf an Frischwasser für den gesamten Schulkomplex
1.161 m³. Der durchschnittliche spezifische Wasserverbrauch der vergangenen zehn Jahren liegt bei
184,1 l/m²a.
Die Energiekosten aus der Nutzung von Wärme, Strom
und Wasser beliefen sich für die Uhlandschule im Jahr
2009 auf etwa 80.100 Euro. Bei den Verbrauchskosten
dominieren die Heizkosten mit einem Anteil von über
75 Prozent. Strom nimmt einen Anteil von 20 Prozent
und Wasser inklusive der Abwassergebühren einen Anteil
von 5 Prozent der Kosten ein. Aus der Verbrauchskostenentwicklung der vergangenen Jahre ist ein steter Anstieg
der Heizkosten zu entnehmen, der auf die Steigerung der
Wärmepreise zurückzuführen ist. Gegenüber 2000 haben
sich die Wärmepreise von 3,4 Ct/kWh auf 6,7 Ct/kWh
nahezu verdoppelt.
Bild 4: Entwicklung des Heizkennwerts
Der Stromverbrauch der Uhlandschule reduzierte sich im
Jahr 2009 gegenüber 2008 von etwa 99,8 MWh/a um
2,6 Prozent auf 97,2 MWh/a. Bezogen auf die Gebäudegrundfläche betrug der spezifische Stromverbrauch
15,5 kWh/m² a (vgl. Bild 5). Der durchschnittliche spezifische Stromverbrauch der vergangenen zehn Jahre im
Zeitraum 2000 bis 2009 beträgt etwa 14 kWh/m² a. Der
deutliche Anstieg des Stromverbrauchs aus dem Jahr
2005 wurde durch den zusätzlichen Baustellenstrom
während der Errichtung des Neubaus verursacht. Nach
der Sanierung ist mit einem spezifischen Stromverbrauch
in Höhe von 9,3 kWh/m² a zu rechnen.
Bild 6: Außenansicht des Treppenhauses
4. Projektablauf
Die Projektdurchführung gliedert sich in Bestandsanalyse,
Konzeption, Planung, Bau und Einregulierung. Mit der
Bestandsanalyse wurde 2009 begonnen. Die umfangreichen Sanierungs- und Baumaßnahmen erfolgen in den
Jahren 2012/13 und müssen eng mit dem Schulbetrieb
abgestimmt werden.
Nach Fertigstellung der Baumaßnahmen setzt die Messphase ein, in der mit einem detaillierten Messprogramm
die Wirksamkeit der realisierten Maßnahmen nachgewiesen und ausgewertet wird. Die einzelnen Umsetzungen
dokumentieren die Machbarkeit dieses Ansatzes. Die erzielten Einsparungen werden der Öffentlichkeit bekannt
gegeben.
5. Bestandsaufnahme und Sanierungskonzept Gebäudehülle
In Abstimmung mit allen beteiligten Projektpartnern wird
ein energetisches Gesamtkonzept für die Uhlandschule
erarbeitet. Dazu erfolgt als erster Schritt eine Bestandsaufnahme der bisherigen Verbrauchsdaten, um auf dieser
Basis die umfangreichen baulichen Maßnahmen aufeinander abzustimmen.
Ein besonders guter baulicher Wärmeschutz ist notwendig, um die drei älteren Gebäudetrakte des Hauptbaus,
des Pavillons und der Turnhalle auf das technisch höchste
Bild 7: Kollektoren der Photovoltaikanlage
Niveau zu bringen. Die Außenwände werden deshalb mit
einem innovativen Wärmedämmverbundsystem versehen,
die zum einen die hohen Anforderungen an den Brandschutz und zum anderen die geforderten Werte für einen
exzellenten Wärmeschutz erfüllt. Wärme- und Schallschutz, Luftdichtheit und Brandschutz werden integral
aufeinander abgestimmt.
Um das betriebswirtschaftlich beste Ergebnis zu erzielen,
werden mögliche Varianten miteinander verglichen. Die
Dämmschicht der Außenwand dient auch zur Verlegung
von Miniluftkanälen, Elektroinstallationen, von Rohren
sowie der Integration solarer Elemente in der Wetterschutzschicht. Für die Dachmodernisierung ist ein Aufsparren-Dämmsystem vorgesehen, an das vergleichbare
Anforderungen wie für die Außenwanddämmung gestellt
werden. Hier sind ähnlich wie im Außenwandbereich
Synergieeffekte in der Medienführung und Integration
erneuerbarer Energiesysteme bei gleichzeitiger Sicherstellung der Luftdichtheit und der Wetterschutzanforderungen zu erlangen.
Vakuumdämmsysteme sorgen für eine wirkungsvolle
Wärmedämmung des Fußbodens. Vakuumdämmpaneele
können heute schon einen Wärmeleitwert von 0,007 W/mK
erreichen. Jedoch liegen bislang keine Erfahrungswerte
bezüglich des Langzeitverhaltens von Vakuumdämmplatten unter Schwingböden in Turnhallen oder hoch frequentierten Bodenbelägen vor.
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Transparente Fassaden aus einer wärmetechnisch hochwertigen Holz-/Aluminiumkonstruktion und einer Dreifach-Wärmeschutzverglasung mit einem Wärmedurchlasswert von ca. 0,8 W/m²K nutzen solare Wärme, bieten
jedoch auch den erforderlichen Sonnenschutz. Die multifunktionale Scheibenkomposition ermöglicht eine optimale Tageslichtnutzung und trägt so zu einer positiven
Gesamtenergiebilanz der transparenten Fassade bei.
Schwachstellen wie Wärmebrücken oder mangelnde Luftdichtheit werden von vornherein durch den Einsatz hochwertiger Bauteilanschlüsse und ein ausgeklügeltes Luftdichtheitskonzept vermieden.
6. Sanierungskonzept technische Anlagen
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Die gesamten Gebäude sollen neben den hocheffizienten
Bau- und Anlagentechniken mit energiesparenden Geräten im IT- und Servicebereich ausgestattet werden (PC,
Peripheriegeräte, Beamer, etc.), um den Gesamtstrombedarf der Schule konsequent zu senken. Um während der
Ferien und am Wochenende die Schule komplett abschalten zu können, werden die Wärmeversorgungsstränge
der Hausmeisterwohnung und der Turnhalle von den
Strängen der Schule entkoppelt und separat eingerichtet.
Der bestehende Erdgaskessel wird stillgelegt und entfernt. Die Wärmebereitstellung übernehmen zukünftig
hocheffiziente Sole/Wasser-Wärmepumpen. Das neue
Konzept basiert auf einer dezentralen Energieversorgung
mit an den Verbrauch angepassten Wärmepumpen pro
Bild 9: Energiekonzept der Plusenergieschule
Bild 8: Neue Wärmeverteilung
Gebäude. Durch die dezentrale Anordnung werden die
Wärmetransportverluste minimiert und das Niedertemperaturheizsystem im Ganzen effizienter. Die eingesetzten
Wärmepumpen beziehen bis zu 75 Prozent der benötigten Wärme aus dem Erdreich. Zur Erschließung der Erdwärme werden Sonden bis zu 100 m abgeteuft. Die
Wärme wird mit Hilfe von Speichersystemen mit unterschiedlichen Temperaturniveaus für die einzelnen Verbraucher vorgehalten.
Den notwendigen Strom zum Betrieb der Wärmepumpe
(im Heizkennwert enthalten) erzeugt künftig eine Photovoltaikanlage mit einer Gesamtfläche von 2.370 m².
Das öffentliche Stromnetz dient als Zwischenspeicher, um
Schwankungen zwischen Produktion und Bedarf auszugleichen. Die Photovoltaikanlage wird so ausgelegt, dass
sie jährlich mehr Energie liefert, als in der Schule tatsächlich benötigt wird.
Für die Grundbeheizung von Haupthaus, Pavillon und
Turnhalle ist ein Flächenheizsystem auf Niedertemperaturbasis anstelle des bisherigen Betriebs mit Heizkörpern
vorgesehen. Die Führung der Luftkanäle ist, wo erforderlich, im Dämmsystem vorgesehen. Mit der Bauteiltemperierung wird der Betrieb mit einem exergetisch günstigeren Temperaturniveau erreicht. Zusätzlich wird in den
Gebäuden ein bedarfsorientiertes Lüftungssystem mit
mindestens 90 Prozent Wärmerückgewinnung installiert.
Dadurch kann die Nacherwärmung der Frischluft die Beheizung der Räume unterstützen. Während des Bedarfsfalls im Sommer werden die Flächen der Bauteiltemperierung zur natürlichen Kühlung unterstützend zur
Nachtauskühlung herangezogen.
Auf eine zentrale Warmwasserbereitung in der Schule
wird weitestgehend verzichtet. Das in der Schulküche
benötigte Warmwasser wird dezentral erzeugt. Die Sanitärbereiche der Turnhalle erhalten eine mit Solarenergie
versorgte Warmwasserbereitung. In den Gebäuden werden hocheffiziente Leuchtensysteme mit elektronischen
Vorschaltgeräten und tageslichtabhängiger Regelung eingebaut. Eine nutzungsgerechte und bedarfsorientierte
Lichtsteuerung ist mit Hilfe von Anwesenheits- und Tageslichtsensoren zu erreichen. Eine Aufteilung in hochwertige, arbeitsplatzgebundene Beleuchtung und geringwertige Allgemeinbeleuchtung ist vorgesehen.
Bild 10: Einbau von Vakuumdämmsystemen
7. Planungs- und Ausführungsphase
Nachdem das energetische Gebäude- und Anlagenkonzept erarbeitet und dimensioniert ist, erfolgt die Detailplanung. Die Planung muss iterativ verlaufen, Planungsvarianten werden stets aktualisiert und einander gegenüber
gestellt. Besonderes Augenmerk gilt der Detailplanung
aller wärmetechnisch relevanten Bauteilanschlüsse, um
mögliche Wärmebrücken bereits im Vorfeld auszuschließen. Um eine fehlerfreie Ausführung zu gewährleisten,
wird eine Bauüberwachung projektbegleitend durchgeführt.
8. Inbetriebnahme
Allgemein liegt für den Erweiterungsbau nahezu kein Sanierungsbedarf vor, da er erst vor sechs Jahren in Betrieb
genommen wurde. Wenngleich der Wärmeschutz dieses
Gebäudeteils mit erhöhten Anforderungen zur damaligen
Zeit versehen wurde, ergeben sich nunmehr deutlich höhere Heizwärmebedarfswerte als für Plusenergieschulen
üblich. Nichtsdestotrotz verbleibt das bestehende Heizsystem auf der bisherigen Betriebseinstellung. Die Anlagentechnik ist in das Energieversorgungssystem der Plusenergieschule zu integrieren und die Beleuchtungsanlage an
das Niveau der geplanten Beleuchtungstechnik anzupassen.
Die komplexe Anlagentechnik mit der darauf abgestimmten Gebäudeleittechnik bedarf einer ausreichenden Einregulierungsphase, bevor die messtechnische Validierungsphase aufgenommen werden kann. Die messtechnischen
Kenngrößen beziehen sich auf alle relevanten Energiekennwerte und auf aussagekräftige Parameter zur Bewertung der Qualität der Lern- und Lehrstätten (thermische,
akustische, visuelle, luftqualitätssichernde Messwerte).
Neben der Gebäudekonstruktion hängt der Energieverbrauch eines Gebäudes wesentlich von der Anlageneffizienz der Heiz-, Lüftungs-, Beleuchtungs-, Regel- und
Steuerungskomponenten, vom Außenklima und vom
Nutzer ab.
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Daher ist eine umfangreiche Messtechnik erforderlich, um
einerseits eine exakte Energiebilanz erstellen zu können,
aus der die einzelnen Verlust- und Gewinnkomponenten
hervorgehen, und um andererseits Folgerungen für zukünftige Verbesserungsvorschläge qualitativ bewerten zu
können. Die Messkonfiguration wird so ausgelegt, dass
die Bildung vollständiger monatlicher Energiebilanzen
möglich ist.
Dazu ist neben der kontinuierlichen Messung von Raumluftemperaturen, CO2-Konzentrationen und Fensteröffnungszeiten in repräsentativen Räumen die fortlaufende
Erfassung der Solarbeiträge, Stromverbräuche und Konditionierungsenergien notwendig. Dies erfordert die Installation einer Datenerfassungsanlage mit den entsprechenden Sensoren, die mit der Gebäudeleittechnik und dem
städtischen Langzeitmonitoringsystem abgeglichen wird.
Bild 11: Thermische Solaranlage
9. Finanzierung
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Die Gesamtkosten des Bauvorhabens liegen bei 12,3 Millionen Euro. Die Kosten werden anteilig vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (Förderkennzeichen: 0327430J), von dem projektbegleitenden Industriekonsortium, bestehend aus der EnBW Energie BadenWürttemberg AG, der Robert Bosch GmbH, der SaintGobain und der Landeshauptstadt Stuttgart, getragen.
Das BMWi beteiligt sich mit 4,4 Millionen Euro an den
förderfähigen Investitionskosten der innovativen Systemkomponenten.
10. Projektpartner
Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik begleitet als wissenschaftlicher Forschungspartner das Projekt und überprüft
das energetische Gesamtkonzept sowie dessen Effektivität und Akzeptanz in der Praxis.
Bosch Thermotechnik engagiert sich im Projekt Uhlandschule, weil das Energie-Plus-Haus der richtige Weg zur
Erreichung der Klimaschutzziele ist. Es lässt sich mit heute
verfügbarer Technik umsetzen, auch in weiten Teilen des
Gebäudebestands. Das Energie-Plus-Haus ist für Bosch
Thermotechnik daher der Gebäudestandard der Zukunft.
Ziel der Saint-Gobain-Gruppe ist es, Gebäude der Zukunft
zu realisieren: Für die Plusenergieschule werden Innovationen bereitgestellt, mit denen höchst energieeffizient
modernisiert und somit den Herausforderungen des Klimaschutzes begegnet werden kann. Beachtung findet
zudem die Erkenntnis, dass eine Schule den Schülern und
den modernen pädagogischen Anforderungen gerecht
werden soll.
Seit Jahren engagiert sich die EnBW Energie Baden-Württemberg AG in der Entwicklung innovativer Gebäudeenergiekonzepte. Nach ihrer Überzeugung kommen hierbei der Energieeffizienz und dem rationellen Energieeinsatz eine besondere Bedeutung zu: Sie sind Voraussetzung für einen wirksamen Beitrag der erneuerbaren Energien zum Klimaschutz. Die Umwandlung der Uhlandschule in eine Plusenergieschule bietet der EnBW Gelegenheit, von den Partnern zu lernen und eigenes Knowhow einzubringen. Dabei kann die EnBW auf vielfältige
Kompetenzen im Bereich der erneuerbaren Energien, wie
beispielsweise der Photovoltaik zurückgreifen.
Kooperationspartner
Bosch Thermotechnik ist ein führender europäischer Hersteller von ressourcenschonenden Heizungsprodukten
und Warmwasserlösungen. Im Geschäftsjahr 2009 erzielte der Bosch-Geschäftsbereich mit rund 13.000 Mitarbeitern einen Umsatz von 2,87 Milliarden Euro, davon
66 Prozent außerhalb Deutschlands. Bosch Thermotechnik
verfügt über starke internationale und regionale Marken
und ein differenziertes Produktspektrum, das in insgesamt
21 Werken in elf Ländern Europas, Nordamerikas und
Asiens produziert wird. Am Projekt Uhlandschule ist
Bosch Thermotechnik mit seinen Marken Buderus und
Junkers beteiligt.
Mit rund sechs Millionen Kunden und über 21.000 Mitarbeitern hat die EnBW Energie Baden-Württemberg AG
2009 einen Jahresumsatz von über 15 Milliarden Euro erzielt. Als drittgrößtes deutsches Energieversorgungsunternehmen konzentrieren wir uns auf die Tätigkeitsbereiche
Strom – unterteilt in die Geschäftsfelder Erzeugung und
Handel sowie Netz und Vertrieb, – Gas, Wasserversorgung sowie Energie- und Umweltdienstleistungen. Wir
bekennen uns zum Standort Baden-Württemberg und
Deutschland. Hier ist der Fokus unserer Aktivitäten. Darüber hinaus sind wir auch auf weiteren Märkten Europas
aktiv.
Saint-Gobain ist eines der weltweit führenden Unternehmen bei der Gestaltung und Schaffung von Lebensräumen, in denen der Mensch wohnt, arbeitet und seine
Freizeit verbringt. Die internationale Gruppe ist in 64 Ländern mit 191.000 Mitarbeitern präsent. Das bereits 1665
gegründete Unternehmen, das in Deutschland rund
20.000 Mitarbeiter beschäftigt, entwickelt, produziert
und vertreibt in erster Linie Produkte und Systeme, die
hervorragende Lösungen für ein nachhaltiges und umweltfreundliches Bauen und Modernisieren bieten. An
dem Projekt Uhlandschule ist Saint-Gobain mit seiner
Hauptsparte Construction Products beteiligt, in der unter
anderen so bekannte Marken wie ISOVER, Rigips und
Weber-Maxit zu finden sind.
Bauphysik ist ein entscheidender Faktor, der Bauen erfolgreich macht. Die Aufgaben des Fraunhofer IBP konzentrieren sich auf Forschung, Entwicklung, Prüfung, Demonstration und Beratung auf den Gebieten der
Bauphysik. Dazu zählen insbesondere Maßnahmen zur
Steigerung der Energieeffizienz, Optimierung der Lichttechnik und die Entwicklung innovativer Konzepte für
energieeffizientes Bauen. Produkte, Prozesse und Dienstleistungen werden unter ökologischen, sozialen und tech-
nischen Gesichtspunkten analysiert, um damit die Nachhaltigkeit, die nachhaltige Optimierung und die Förderung von Innovationsprozessen zu bewerten. Das Fraunhofer IBP forscht verstärkt auf den Gebieten der
rationellen Energieverwendung sowie der Entwicklung
von anlagentechnischen Komponenten. Gleichzeitig bietet die Einbindung in die lokalen Hochschulstandorte und
eine direkte Anbindung an die regionale Industrie ein
Höchstmaß an Präsenz der jeweiligen Fachkompetenz.
Lageplan: Uhlandschule, Tapachstraße 4, 70437 Stuttgart