plusenergiefassaden

P L U S E N E R G I E FA S S A D E N
Machen Sie
aus Bauwerken
Kraftwerke!
Die Notwendigkeit, den Klimawandel aufzuhalten, bringt eine neue Aufgabe für
Gebäude mit sich: Sie müssen nicht nur ihren Energiebedarf reduzieren, sondern
selbst Energie produzieren.
Das ist nichts Neues. Doch die gesetzlichen Vorgaben und Forderungen verschärfen
sich in den nächsten Jahren und damit wachsen die Herausforderungen an
Architekten, Verarbeiter und Hersteller.
Lithodecor als Pionier in Sachen Wärmedämmung hat früh erkannt, dass dafür auch
neue Ideen erforderlich sind.
Unser Ansatz: Mit vorgehängten, hinterlüfteten Fassadensystemen Dämmung und
Stromerzeugung mittels Bauwerkintegrierter Photovoltaik zu verbinden.
Das Ergebnis heißt Plusenergiefassade und ist ein neuartiges Gesamtkonzept zur
vielseitigen ästhetischen Gestaltung von Fassaden, die Strom produzieren.
Diesen Ansatz stellen wir Ihnen im Folgenden vor.
01
Klimaschutz
gestalten.
Die Bundesrepublik Deutschland
hat am 3. Dezember 2014 beschlossen, bis 2020 mindestens 40 %
weniger Treibhausgase zu emittieren (ausgehend Stand 1990).
Treibhausgase bestehen zu 87 %
aus CO2. Das entsteht im Wesentlichen durch das Verbrennen fossiler
Energieträger wie zum Beispiel
Kohle, Öl und Gas.
Anforderung: Bis 2020
Für dieses Klimaschutzziel müssen
unter anderem das umwelt- und
klimafreundliche Bauen sowie die
Erhöhung der Energieeffizienz im
Gebäudebereich Hand in Hand
gehen.
Architekten können den Klimaschutz
aktiv gestalten, indem sie zur Reduktion
der CO 2-Emission beitragen.
Vorgaben zum Erreichen dieser
Ziele sind die Richtlinie 2010/31/EU
„über die Energieeffizienz von Gebäuden“ und die Energieeinsparverordnung (EnEV).
Die Treibhausgase sind für den
Temperaturanstieg und damit für
den Klimawandel verantwortlich.
Das Kyoto-Protokoll sieht vor, die
Treibhausgase soweit zu reduzieren, dass der weltweite Temperaturanstieg seit Beginn der Industrialisierung unter 2° C gehalten wird.
mindestens 40 % Reduktion des Treibhausgases
CO2 durch umwelt- und
klimafreundliches Bauen
02
03
Hoch gesteckte Ziele,
harte Vorgaben.
Die Richtlinie 2010/31/EU fordert
die Verringerung des Energieverbrauchs und die Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen zur
Verringerung der Treibhausgase.
Die Mitgliedsstaaten der EU haben
zu gewährleisten, dass neue Gebäude, die von Behörden als Eigentümer benutzt werden nach dem
31. Dezember 2018 und sämtliche
Gebäude nach dem 31. Dezember
2020 Niedrigstenergiegebäude sind.
In Deutschland regelt die Energieeinsparverordnung (EnEV) die Vorgaben der Richtlinie 2010/31/EU. In
der Novelle, die für Neubauten am
1. Januar 2016 wirksam geworden
ist, wird der erlaubte Jahres-Primärenergiebedarf um durchschnittlich 25 % gesenkt und der Wert für
die Mindestwärmedämmung der
Gebäudehülle um durchschnittlich
20 % erhöht.
Neue Richtlinien zur Energieeinsparung sind
bereits wirksam – ab Anfang 2019 verschärfen
sie sich weiter.
Die Energieeinsparverordnung (EnEV) fordert
ab 2019 Niedrigstenergiegebäude
04
05
Energiekosten
werden nicht
gedämmt.
kWh
Der Primärenergiebedarf wird nach
DIN V 18599 über das gesamte Jahr
aus der Energie für Heizung (im
Winter), Trinkwassererwärmung
(Brauchwasser), Raumlufttechnik
(Lüftung) und Kälte (Klimatisierung
im Sommer) berechnet.
1990
2016
Fossile Energie
2030
Strom
Der Primärenergiebedarf
von Gebäuden nimmt ab.
Der Energiemix verschiebt sich von fossiler
Energie hin zu Strom, bis
2030 zum „Nur-StromGebäude“
06
Selbst diese Niedrigstenergiegebäude verbrauchen Energie in Form
von Strom für Lüftung und Kühlung.
Deshalb schreibt die EnEV eine
Bilanzierung des Primärenergiebedarfs über das ganze Jahr vor und
betrachtet nicht nur den Winter,
sondern auch den Sommer.
Die Energieeinsparung mittels Wärmedämmung stößt an ihre Grenzen.
Ausschlaggebend für die Energie
zum Beheizen von Gebäuden ist der
U-Wert aller Bauteile der jeweiligen Gebäudehülle und damit deren
Wärmedämmung. Heute können bereits Gebäude errichtet werden, deren Energieeffizienz so gut ist, dass
sie ohne separate Heizungsanlage
auskommen. Bei solchen Gebäuden
reicht die Betriebswärme der Gebäudetechnik und von Geräten wie
Kühlschränken, Wasch- und Spülmaschinen, Beleuchtung und Computern im Wesentlichen aus, um das
Gebäude zu beheizen. So entstehen
Nur-Strom-Gebäude, die lediglich
mit einer elektrischen Notheizung
ausgestattet sind.
07
Der Strom hat im
Sommer Hochsaison.
Die Architektur realisiert zunehmend größere Fensterflächen, um
möglichst viel Tageslicht in die
Räume zu lassen. Auch wenn diese
Fenster einen kleinen U-Wert haben
(geringer Wärmedurchgang) und
mit einer Abschattung versehen
sind, gelangt im Sommer so viel
Sonnenstrahlung in die Räume,
dass Raumtemperaturen entstehen, die als unangenehm empfunden werden. Bei Bürogebäuden
kommt der Wärmeeintrag durch
elektrische Anlagen und Geräte,
wie zum Beispiel Computer, hinzu.
Daher müssen solche Gebäude im
Sommer gekühlt werden. Auf diese Problematik verweist auch die
Richtlinie 2010/31/EU in Absatz 25:
„... In den letzten Jahren ist eine
zunehmende Verwendung von Klimaanlagen in den Ländern Europas
zu verzeichnen. Dies führt zu großen Problemen zu Spitzenlastzeiten
mit der Folge, dass die Stromkosten
steigen und die Energiebilanz beeinträchtigt wird...“
Im Sommer brauchen Gebäude mit großem
Fensteranteil viel Strom.
Moderne Gebäude haben
bei Sonneneinwirkung
einen hohen Stromverbrauch zum Kühlen der
Räume
08
09
die zwei JahreSzeiten
deS StroMS.
Monatlicher Energieverbrauch eines Nichtwohngebäudes
kWh/a
2.500
2.000
Lüftung
1.500
Beleuchtung
Die jährliche Energiebilanz des Gebäudes
muss betrachtet werden.
Kühlung
Warmwasser
1.000
Heizung
500
0
|
Jan
|
Feb
|
Mrz
|
Apr
|
Mai
|
Ab April nimmt der Energiebedarf fürs Heizen
ab, der fürs Kühlen zu.
Jun
|
Jul
|
Aug
|
Sep
|
Okt
|
Nov
|
Dez
Für die Berechnung des jährlichen
Verbrauches an Energie wird monatlich bilanziert.
Der Strombedarf des
Gebäudes kann im Sommer mit selbst erzeugtem
Solarstrom kompensiert
werden.
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Der Energieverbrauch für das
Erwärmen des Trinkwassers und
für die Lüftung ist, über das Jahr
betrachtet, relativ konstant. Die
beiden großen Variablen im Jahresverlauf sind die Energie für das
Heizen im Winter und für das Kühlen im Sommer.
PV Ertrag
Die Energie für das Heizen im
Winter ist von der Lufttemperatur
außerhalb des Gebäudes und der
Wärmedämmung der Gebäudehülle
abhängig. Mit zunehmender Wärmedämmung wird der zum Heizen
nötige Energieaufwand immer geringer bis hin zu einem Nur-StromHaus.
Die Energie zum Kühlen ist neben
der Lufttemperatur von der Sonneneinstrahlung abhängig, die im Sommer am höchsten ist. So bietet sich
an, den Strom aus der Sonneneinstrahlung im Sommer im Wesentlichen für die Kühlung zu nutzen.
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Nicht teuer kaufen,
selbst produzieren.
Umsatzsteuer:
4,58 Cent
Stromsteuer:
2,05 Cent
Stromerzeugung,
Vertrieb: 6,11 Cent
16%
7,1 %
EEG-Umlage:
6,35 Cent
22,1 %
28,69
Cent je kWh
21,3 %
24,6 %
3,0 %
5,8 %
Sonst. Umlagen: KWK,
§19 Offshore: 0,86 Cent
Konzession: 1,66 Cent
Netzentgelte, Messung,
Abrechnung: 7,70 Cent
Zusammensetzung des
Strompreises 2016:
Durchschnittlicher
Strompreis für Haus-
Der Preis des Stroms, der aus dem
Netz bezogen wird, beinhaltet
neben den Kosten zur Stromerzeugung fast 80 % Steuern und Umlagen. Wird der am Gebäude selbst
erzeugte Strom ins Netz eingespeist, beträgt die Vergütung weniger als die Hälfte des Strompreises
– mit abnehmender Tendenz in der
Zukunft (Stand 2016).
Es ist daher sinnvoller, selbst
erzeugten Strom zum Heizen, Erwärmen des Trinkwassers, Lüften,
Kühlen oder Betreiben elektrischer
Geräte sowie für die Beleuchtung
im Gebäude zu nutzen.
Der Strom aus dem Netz beinhaltet
knapp 80 % Umlagen.
haltskunden in Deutschland mit einem Jahresverbrauch von 3.500 kWh
Quelle: Strom-Report.de
Daten BDEW 2016
12
13
Aus Bauwerken
müssen Kraftwerke
werden.
Die EnEV für Neubauten, novelliert
am 1. Januar 2016, ist ohne zusätzliche erneuerbare Energiequelle
am Gebäude nicht zu realisieren.
Solche Energiequellen am Gebäude
sind zum Beispiel Wärmepumpen,
Solarthermie und Solarstrom.
Mit zunehmender
Gebäudehöhe wächst
der Anteil der Fassadenflächen gegenüber
den Dachflächen
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Photovoltaikanlagen dürfen nach
der EnEV, novelliert 2009, § 5 bei der
Bilanzierung des Primärenergiebedarfs nach der DIN V 18559 für
die Raumkonditionierung (Heizen,
Lüften, Kühlen) und Trinkwasseraufbereitung berücksichtigt werden.
Hierfür müssen diese Anlagen in
„unmittelbarem räumlichen Zusammenhang“ mit dem Gebäude stehen
und dieser Strom im Gebäude selbst
genutzt werden.
Am Gebäude stehen für Bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV)
das Dach und die Fassade zur
Verfügung. Bei Ein- und Zweifamilienhäusern sowie großflächigen
Gebäuden mit geringer Höhe (großer Dachanteil, geringer Fassadenanteil) bietet sich das Dach zur
Anbringung der BIPV an. Mit zunehmender Gebäudehöhe nimmt der
Anteil an Fassadenfläche zu. Deswegen ist bei höheren Gebäuden
BIPV an der Fassade die bessere
Wahl, da diese neben der Stromerzeugung mit einer hochwertigen
Oberfläche auch zum Wetterschutz
dient.
Die logische Konsequenz aus Gesetzgebung und
Wirtschaftlichkeit ist die Gewinnung von Strom
am Gebäude.
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Unsere Lösung:
Photovoltaik an
die Fassade!
LITHO Photovoltaic
Anteil der jährlichen
Der Stromertrag aus Sonnenstrahlung ist neben dem Standort
auch von der Neigung der Strom
erzeugenden Photovoltaik-Module
abhängig. Auch wenn Fassaden
im Laufe des Tages eine geringere
Ausbeute an Strom als Dächer
haben, ist der Vorteil der Nutzung
der Ost-, Süd- und Westfassaden,
dass der Stromertrag sich fast
gleichmäßig über den Tag verteilt.
Zum Erzeugen von Strom an der
Fassade bietet sich die Plusenergiefassade als Systemlösung an.
Plusenergiefassaden sind vorgehängte, hinterlüftete Fassaden
(VHF) nach DIN 18516 Teil 1 und
DIN 18008 Teil 1 bis 3 mit Bauwerkintegrierter Photovoltaik (LITHO
Photovoltaic) nach DIN EN
50583 Teil 1. Sie dienen neben der
Stromerzeugung dem Wärme- und
Wetterschutz und offerieren vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten –
auch für die nicht Strom erzeugenden Teile der Fassade. Als System
berücksichtigen Plusenergiefassaden baurechtliche Vorgaben, ohne
die Bauwerkintegrierte Photovoltaik
nicht in eine Fassade integriert werden darf.
Mit Lithodecor Plusenergiefassaden.
Globalstrahlung auf
Flächen, beispielhaft für
Würzburg. Südfassaden
haben demnach eine
relative Einstrahlung
von 77 %, Ost- und Westfassaden von 57 % der
Globalstrahlung.
16
35.000 kWh/Jahr
17
PLUSENERGIEFASSADEN
sind Architekturfassaden.
Getreu dem Bauhaus-Credo „Form
follows Function“ betrachten wir
die Plusenergiefassade als Gestaltungselement – harmonisch
integriert in die Gebäudehülle. Die
Plusenergiefassade ist kein Einzelprodukt, sondern ein architektonisches Konzept für das ästhetische
Erscheinungsbild des ganzen Baukörpers. Das ist auch notwendig, da
nur etwa ein Viertel der Fassaden
eines Gebäudes mit Bauwerkintegrierter Photovoltaik belegt werden
können. Plusenergiefassaden
beinhalten als System die Unterkonstruktion sowie Hinweise zur
Montage mit Detaillösungen und
Zulassungen.
Die nicht mit LITHO PhotovoltaicModulen belegten Teile der Plusenergiefassaden können mit
weiteren Materialien aus dem Lieferprogramm von Lithodecor – zum
Beispiel Stein, Glas, Keramik, Putz
oder Farbe – kombiniert werden.
Damit sind Variationen von Material, Oberfläche, Struktur, Farbe,
Design, Licht und Haptik aus einer
Hand, passend zueinander,
möglich. Mit der Plusenergiefassade macht Lithodecor Bauwerkintegrierte Photovoltaik zum Strom
erzeugenden Gestaltungselement.
Die Plusenergiefassade setzt
architektonisch neue Maßstäbe.
Vorgehängte, hinterlüftete Fassadensysteme
bieten wie kaum eine
andere Technologie
eine große Vielfalt und
Gestaltungsfreiheit, um
kreative Entwürfe zu
realisieren
18
16.000 kWh/Jahr
19
Lithodecor begleitet
Beratung sowie mit
Bauprojekte gemein-
einem umfassenden
sam mit Netzwerk-
Dienstleistungs-
partnern in punkto
portfolio
Mit Experten planen
heiSSt Erfolg planen.
Wie zu all seinen Produkten bietet
Lithodecor Architekten, Verarbeitern und Bauherren auch zur
Plusenergiefassade kompetente
Beratung. Gemeinsam mit Netzwerkpartnern begleitet Lithodecor
den gesamten Prozess mit einem
umfassenden Dienstleistungsangebot – von der Planung, Ausschreibung und Baudurchführung bis hin
zur Bauabnahme.
Beratung
Planung
Ausschreibung
Durchführung
Abnahme
Technologieberatung
Anlagenkonzept
Ausführungsdetails
Formatberatung
Modulgröße
Leistungsverzeichnisse
Bauzustandsbesichtigung
Baurechtsberatung
Moduloptimierung
Ausschreibungsunterlagen
ZiE-Begleitung
Standortbewertung
UK-Optimierung
Angebotserstellung
Flächenbewertung
Rasterung
Objektbegleitung
Ertragabschätzung
Verschaltungskonzept
Monitoring
Förderung
Verschattungsbetrachtung
Zertifizierung
Budget
Farben
Oberflächen
Ausführungsarten
Verarbeiternetzwerke
Lithodecor begleitet Ihr BIPV-Projekt zuverlässig
und partnerschaftlich bis zur Abnahme.
bautechnische
Nachweise
Baubegleitung
Ertragskalkulation
Gewerkeplanung
Anschlussplanung
Statikplanung
Baugenehmigung
Aufbaumuster
20
21
Unser ganzes
Wissen für Sie.
Die Anforderungen an Bauwerkintegrierte Photovoltaik unterscheiden
sich von „nur“ Strom erzeugenden
Photovoltaik-Modulen, beispielsweise bezüglich des Brandschutzes,
der mechanischen Belastbarkeit
sowie der Standsicherheit. BIPVModule sind als Bauprodukt integraler Teil der Fassade und Strom
erzeugenden Anlage. Sie unterliegen baurechtlichen Vorschriften
und elektrotechnischen Vorgaben.
Vertikalschnitt des
Systemaufbaus einer
BIPV-Fassade aus dem
neuen Leitfaden zur
Planung von Photovoltaik-Fassaden
Diesen branchenübergreifenden
Komplex hat Lithodecor zusammen
mit der Technischen Universität
Dresden, Institut für Baukonstruktion, Leitung Professor Dr. B. Weller,
produktneutral in dem Buch „Photovoltaik-Fassaden – ein Leitfaden
zur Planung“ zusammengefasst.
Hier werden Photovoltaik-Module
in Verbindung mit vorgehängten,
hinterlüfteten Fassaden erläutert,
mit Detailzeichnungen die Konstruktion solcher Fassaden gezeigt und
rechtliche sowie wirtschaftliche
Hinweise gegeben.
Der Leitfaden zur Planung von
Photovoltaik-Fassaden ist eine vertiefende Lektüre zum Einstieg in das
spannende Feld zum Erzeugen von
Strom mit Fassaden.
Das neue Standardwerk zum Thema Bauwerkintegrierte Photovoltaikanlagen
– in Zusammenarbeit mit der TU Dresden.
UVP: 29,00 EUR
ISBN: 978-3-86780-463-9
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Vorgehängt, hinterlüftet und höchst
innovativ.
Übersicht über das Gesamtprogramm
von Lithodecor.
maßen und in verschiedensten Oberflächen –
allesamt kompatibel mit
LI TH O S tone
Litho Photovoltaic.
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Eine Alternative dazu, insbesondere
in der Verbindung von Photovoltaik
und Glas, ist LITHO Glassic. Hier
werden die Elemente mit einem
Klammersystem an der Unterkonstruktion befestigt. Sämtliche Systeme von Lithodecor können mit
Litho Photovoltaic zu Plusenergiefassaden kombiniert werden.
LI TH O P hotovoltaic
großformatigen Element-
Die vorgehängten, hinterlüfteten
Fassaden LITHO Stone, LITHO
Glass, LITHO Ceramic, LITHO Glass
Ceramic basieren auf einem patentierten Leichtbetonträger mit nicht
sichtbarer Befestigung. Damit sind
Fassadenelemente bis zu einem
Maß von 1,8 m x 4,3 m mit einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung möglich.
LI TH O G lassic
systeme gibt es mit
LI TH O G lass
Lithodecor Fassaden-
25
120 Jahre faMilientradition.
Die DAW SE beschäftigt rund
5.600 Mitarbeiter, ist in über 40
Ländern vertreten und verfügt über
29 Produktionsstandorte. Das Produktspektrum der Firmengruppe
reicht von Farben, Putzen, technischen und dekorativen Spachtelmassen über Lacke und Lasuren
bis hin zu Systemen für die Betoninstandsetzung und -beschichtung.
Materialien für die Wärmedämmung
von Fassaden und Innenräumen
gehören genauso zum Produktprogramm wie Naturstein-, Glas- und
Photovoltaik-Fassadensysteme.
Dem Dialog mit Architekten, Planern und Gestaltern kommt eine
hohe Bedeutung bei der Produktentwicklung zu.
Dr. Klaus Murjahn und
sein Sohn Dr. Ralf Murjahn, die vierte und fünfte
Generation des Familienunternehmens, stehen für
Pioniergeist, Innovationsbereitschaft und Verantwortungsbewusstsein sind unumstößliche
Werte des in fünfter Generation
geführten Familienunternehmens.
Bereits 1957 entwickelte die DAW
erste Wärmedämmverbundsysteme. Seit 2007 engagiert sich die
DAW als Gründungsmitglied der
Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) und seit
2012 als Mitglied im Global Compact
für eine nachhaltige, ökologisch
sinnvolle Entwicklung des Bauens.
Der Bedeutung Bauwerkintegrierter Photovoltaik geschuldet, ist die
DAW seit 2016 Gründungsmitglied
des Vereins Allianz Bauwerkintegrierte Photovoltaik (www.allianzbipv.de).
Die DAW-Gruppe ist ein Pionier
in Sachen Nachhaltigkeit.
Auch heute verstehen sich die Unternehmen der DAW-Gruppe als
Innovationstreiber und zuverlässige
Realisierungspartner, wenn es darum geht, die hoch gesteckten Klimaziele architektonisch umsetzbar
zu machen.
Konstanz, Leistung und
Zuverlässigkeit
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Das Plus
im Namen:
Das „Plus“ im Namen Plusenergiefassade steht für eine Reihe
von Pluspunkten, die dem Bauherrn, Architekten sowie dem
Klimaschutz zugute kommen:
+ Stromerzeugung mittels Bauwerkintegrierter Photovoltaik (BIPV)
als System unter Beachtung baurechtlicher Anforderungen
+ integrierte Wärmedämmung und hochwertiger Wetterschutz
in einem System
+ architektonisches Gesamtkonzept
+ vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten in Kombination mit anderen
Materialien (Oberfläche, Struktur, Farbe, Design)
+ Beratungs- und Dienstleistungen seitens Lithodecor
+ Sicherheit und Zuverlässigkeit der DAW-Gruppe
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INNOVATIVE
FASSADENSYSTEME
DAW SE
Geschäftsbereich LITHODECOR
Ostwaldstraße
D-99834 Gerstungen
Telefon
Telefax
E-Mail
Webseite
+49 369 22 88 - 400
+49 369 22 88 - 202
[email protected]
www.lithodecor.de