„Bewertung der Energieeffizienz in öffentlichen Liegenschaften“
Werbung
„Bewertung der Energieeffizienz in öffentlichen Liegenschaften“ 7. Landesenergiekonferenz 23. November 2009 in Stenn bei Zwickau Prof. Dr.- Ing. Ralf Hartig Fakultät Informations Informations- und Elektrotechnik Technikumplatz 17; 09648 Mittweida Tel.: 03727-581686 bzw. 01735737058 M il [email protected] Mail: h ti @ht d Seite 1 Energie g und Gebäude Gebäude bilden eine Grundlage für Gewerbe, Handel und Dienstleistungen und sind dort Büroräume,, Werkshallen,, Lager. g Sie sind Orte der Leistungserstellung, g g, sind Wohnhäuser und öffentliche Einrichtungen. Viele Menschen halten sich in oft großräumigen Immobilien auf, indem sie dort ihre Arbeitsleistung be ts e stu g vollbringen. o b ge So unterschiedlich die Gebäude im einzelnen auch sein mögen, eines haben Sie gemeinsam: Sie verbrauchen Unmengen Energie und binden enorme finanzielle Mittel. Der jährliche Primärenergieverbrauch Deutschlands ergibt umgelegt auf die Einwohnerzahl 48.000 kWh/ Person Seite 2 Energie und Gebäude Die Bereitstellung der erforderlichen Energiemengen stellt die Betreiber aus • technischer • organisatorischer • und insbesondere wirtschaftlicher Sicht zunehmend Probleme. vor Seite 3 Energie g und Gebäude Der Endenergieverbrauch für den Bereich der Haushalte beträgt rund 1000 TWh = 25% des Primärenergiebedarfs. Tendenz steigend. Dabei lässt sich mit den heute bereitstehenden Möglichkeiten der Energiebedarf erheblich reduzieren. 300 E Energieverbr rauch in kWh h/m2/a Von den ca. ca 34 Mill. Mill Wohnungen in Deutschland sind rund ¾ älter als 25 J h Jahre. Fü Für di diese Wohnungen wird mehr als 90% der gesamten Heizenergie verbraucht. Energiekennzahlen im Vergleich Spannweite 250 200 150 100 50 0 Bestand WschVO '95 NEH Passiv Seite 4 Energie g und Gebäude Früher wurde nicht energiesparend gebaut, das liegt nicht nur an den damals fehlenden technischen Möglichkeiten - Kohle, Öl und Erdgas standen scheinbar unbegrenzt und billig zur Verfügung. Damit war der Energieverbrauch eines Gebäudes einfach kein Thema. Der drastische Anstieg der Energiepreise, ein erhöhtes Umweltbewusstsein und die sukzessive erhöhten gesetzlichen Anforderungen führen heute zu einem Umdenken. Durch • • • moderne d A l Anlagen energetisch sinnvolle Bauweise günstige g g städtebauliche Einordnung g kann der energetische Standard von Neubauten erheblich reduziert werden. Kamin 12 % 2710 kg/a 183 kg/a Gesamt CO2 Emission aufgewertet 22586 kg/a 1523 kg/a Dach 13 % 2936 kg/a k / 198 kg/a Lüftung 25 % 5647 kg/a k / Fenster 18 % 4066 kg/a 381 kg/a 274 kg/a Keller 7 % Fassade 25 % 5647 kg/a 381 kg/a 1581 kg/a 107 kg/a Energieeinsparung 93,3 93 3 % Seite 5 Energie g und Gebäude 12 1-2 Jahre 25 2-5 Jahre 20 % Ve erwertung g Planung P Ökonomisch klug ist, die meist e st knappen appe Finanzmittel a tte beim Hausbau gezielt einzusetzen und somit die B t i b k t innerhalb Betriebskosten i h lb der d 80 - 100 Jahre Nutzung minimal zu halten. Errrichtung Gebäude sind sehr langlebig - bei Planung und Bau wird somit bereits über die Energiekosten g des Hauses in den kommenden Jahrzehnten entschieden. Nutzung 20 - 40 Jahre 0-1 Jahre 80 % (davon ca. 50% Energiekosten) Der Energiebedarf eines Gebäudes im Lebenszyklus ist sehr hoch. Die Erschließung von Effizienzpotentialen Betrachtungen als bisher. bisher erfordert weitergehende Seite 6 Energie und Gebäude Während im Wohnungsbau die Beheizung den größten Posten des Energieverbrauchs ausmacht, steigt im Nichtwohnungsbau bei weiterhin sehr hohen Heizenergiebedarf der Stromverbrauch erheblich an. • höhere Dichte an Personen und technischen Geräten, • strengere Anforderungen an Lichtverhältnisse und Raumklima. • größere Aufwendungen in der technischen Gebäudeausrüstung Seite 7 Aufwendungen für den Betreiber Bemessungsgröße für den Betreiber/Nutzer sind die gesamten Aufwendungen, die für die nachhaltige Bewirtschaftung der Gebäude im gesamten Lebenszyklus aufgebracht werden müssen • • • Bau- und Betriebskosten Wartungs- und Instandhaltungskosten Rück-, Um-, Neubau Die Aufwendungen fallen meist nicht in gleichen, überschaubaren Intervallen an und betreffen, gerade im öffentlichen Bereich, unterschiedliche Instanzen über unterschiedliche Finanzierungsarten g und -zeitschienen unter unterschiedlichen Restriktionen. Letztendlich: Die Aufwendungen sind vom Betreiber zu tragen und erreichen oft riesige Werte, die, über einen längeren Zeitraum betrachtet, die Baukosten bei weitem übersteigen übersteigen. Seite 8 Forderung an die Praxis Für die Praxis sind folgende Punkte notwendig: • Enge Verzahnung aller am Bau Beteiligten, insbesondere zwischen Architekten, Hochbau- und TGA- Planern. • Enge Verzahnung E V h aller ll fü die für di Gebäude G bä d zuständigen tä di B hö d Behörden und d Instanzen. • Schaffung von allgemeingültigen Regeln für die Bewertung von „Effizienz- Nachhaltigkeit“ • Betrachtung g aller Entscheidungen g Nutzungszyklus des Objektes über den Lebens- und Um Gebäude in Planung, Bau und Betrieb bei Neubau- und Sanierungsprojekten auf ihre Energieeffizienz bewerten zu können, müssen entsprechende einfache, einfache belastbare und transparente Bewertungsmaßstäbe entwickelt werden. Seite 9 Bewertungsmatrix für Energieeffizienz im Bau Gebäude müssen so geplant und ausgeführt werden, dass • • • ein i kostenk t und d aufwandsminimaler, f d i i l flexibler, sicherer, komfortabler, ökologischer, nachhaltiger Betrieb des Objektes über die Nutzungszeit sichergestellt wird. Gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft, Verbänden und Kommunen soll deshalb eine Bewertungsmatrix für Energieeffizienz von Nichtwohngebäuden entstehen. Diese soll eine Ergänzung zu den bestehenden Bewertungsverfahren darstellen. Die herkömmlichen Bewertungskriterien wie u. a.: Architektur, Standfestigkeit Erschließung und Funktionalität Nutzungskonzeption/Zonierung werden nicht beeinflusst. Seite 10 Bewertungsmatrix für Energieeffizienz im Bau 1. Wie kann eine optimale Verbindung zwischen den am Bau Beteiligten unter dem Gesichtspunkt der Energieeffizienz erreicht werden? Ansätze: • Es müssen Ansätze,, Randbedingungen g g und Abläufe der jjeweiligen g Gewerke transparent dargestellt werden. • Die Punkte, die das Thema „Energieeffizienz“ berühren, müssen herausgearbeitet werden. werden • Diese Punkte müssen in einem, von allen Beteiligten anerkannten, Bewertungsschema integriert werden, welches im Sinne von 1. die einzelnen Randbedingungen kombiniert/koordiniert. Unter der Maßgabe, Maßgabe dass das Aufwand-Nutzen-Verhältnis Aufwand Nutzen Verhältnis umso besser wird, je näher das Thema „Energieeffizienz“ an den Anfang der Bearbeitungskette gestellt wird, dient das Bewertungsschema dazu, mit geringem zusätzlich ä Aufwand f energieeffiziente ff G ä Gebäude zu errichten. Seite 11 Bewertungsmatrix für Energieeffizienz im Bau 2. Wie wird eine energieeffiziente, nachhaltige Bewirtschaftung der Gebäude und Liegenschaften erreicht? Ansätze: • In der Planungsphase wird der Grundstein für die später anstehenden Bewirtschaftungskosten gelegt. gelegt Die einzelnen Gewerke sind mit ihren technischen Lösungen, in unterschiedlicher Ausprägung, insgesamt daran beteiligt. • Die Entwürfe und technischen Lösungen müssen so konzipiert sein, dass für den B t ib Betreiber ein i energieoptimaler i ti l B t i b bei Betrieb b i maximaler i l „Zufriedenheit“ Z f i d h it“ (Sicherheit, (Si h h it Flexibilität, Wartungsarm,…) über den Nutzungszeitraum sichergestellt wird. • Diese Punkte müssen in einem, von allen Beteiligten anerkannten, Bewertungsschema integriert werden, welches im Sinne von 1. die einzelnen Randbedingungen kombiniert/koordiniert. Unter U t der d Maßgabe, M ß b dass d d das A f Aufwand-Nutzen-Verhältnis dN t V hält i umso besser b wird, je näher das Thema „Energieeffizienz“ an den Anfang der Bearbeitungskette gestellt wird, dient das Bewertungsschema dazu, mit geringem zusätzlich Aufwand energieeffizient Gebäude betreiben zu können. Seite 12 Bewertungsmatrix für Energieeffizienz im Bau 3. Wie kann eine Verbindung zwischen Planung, Bau und Betrieb im Sinne einer gesamt- optimalen Lösung hergestellt werden? Ansätze: • Die gängigen Planungsszenarien zielen heute oft nur auf den Ist- Zustand ab. Die heute wesentlich verkürzten „Umschlagzeiten Umschlagzeiten“ in der Nutzung Nutzung, den Randbedingungen und Restriktionen werden dagegen kaum beachtet. • Die Bedingungen der Nutzer heute und vor allem „später“ müssen zwingend in die Pl Planung mit it einfließen. i fli ß • In die Bewertung der planerischen Entwürfe müssen die Nachhaltigkeitskriterien mit einfließen. Unter der Maßgabe, dass das Aufwand-Nutzen-Verhältnis umso besser wird, je näher das Thema „Energieeffizienz + Nachhaltigkeit Nachhaltigkeit“ an den Anfang der Bearbeitungskette gestellt wird, dient die Bewertungsmatrix dazu, mit geringem zusätzlich Aufwand energieeffiziente und nachhaltige Gebäude planen, planen errichten und betreiben zu können. können Seite 13 Bewertungsmatrix für Energieeffizienz im Bau Die Bewertungsmatrix gliedert sich in die folgenden Schwerpunkte, Schwerpunkte woraus sich Einflüsse auf die Energieeffizienz ableiten lassen • • • Architektur und Baukonstruktion Technische Gebäudeausrüstung Energiebedarf, CO2- Ausstoß Für die bezeichneten Schwerpunkte Wirtschaftlichkeitsberechnung durchzuführen auszustellen. auszustellen ist eine gesamtheitliche sowie eine Kostenplanung Seite 14 Bewertungsmatrix für Energieeffizienz im Bau Im Punkt „ Architektur und Baukonstruktion“ werden wesentliche Punkte im Bauentwurf im Hinblick auf die Energieeffizienz bewertet. bewertet Folgende Punkte werden bisher betrachtet • • • • • Kompaktheit des Gebäudes Fensterflächenanteil des Gebäudes Kompaktheit des Gebäudes Speichermasse des Gebäudes Netto Grundfläche und Technische Funktionsflächen des Gebäudes/Zonen Teilnehmer Verhältnis A/Ve Punktzahl Wertigkeit g P*W < 0,200 0 > 0,200 bis < 0,300 0 > 0,300 bis < 0,400 0 > 0,400 bis < 0,500 0 > 0,500 bis < 0,600 0 > 0,600 bis < 0,700 0 > 0,700 0 Seite 15 Bewertungsmatrix für Energieeffizienz im Bau Fensterflächenanteil des Gebäudes Durch den Fensterflächenanteil wird sehr entscheidend der Transmissionswärmeverlust in der Heizperiode und im Sommer der solare Eintrag und damit die sommerliche Raumtemperatur sowie die Transparenz und der Tageslichteintrag. Teilnehmer Verhältnis A/Ve Punktzahl Wertigkeit P*W < 0,200 0 > 0,200 bis < 0,300 0 > 0,300 bis < 0,400 0 > 0,400 bis < 0,500 0 > 0,500 bis < 0,600 0 > 0,600 bis < 0,700 0 > 0,700 0 Speichermasse des Gebäudes Mit der Speichermasse des Gebäudes wird der Heizungswärmebedarf und die sommerliche Raumtemperatur beeinflusst. Teilnehmer Schwere der Bauart kg/m² < 600 > 600 > 1.400 Punktzahl Wertigkeit P*W 0 bis < 1.400 0 0 Seite 16 Bewertungsmatrix für Energieeffizienz im Bau Im Punkt „Technische Gebäudeausrüstung“ werden wesentliche Punkte in der Versorgungstechnik im Hinblick auf die Energieeffizienz bewertet. bewertet Folgende Punkte werden bisher betrachtet • • • • CO2-Emission, Bedarf thermische Energie, Erneuerbare thermische Energie/Umweltenergie/Biomasse Einsparung Elektroenergie Teilnehmer Thermische erneurbare Energie / Jahreswärmebedarf Punktzahl Wertigkeit P*W > 50 5,0 0 < 5,0 bis > 2,0 0 < 2,0 bis > 1,0 0 < 10 1,0 bis > 05 0,5 0 < 0,5 0 Seite 17 Bewertungsmatrix für Energieeffizienz im Bau Besondere Bedeutung stellt der Punkt „Wirtschaftlichkeitsberechnung - Kostenplanung“ d dar. Di Wirtschaftlichkeitsberechnung Die Wi t h ftli hk it b h fü das für d G bä d in Gebäude i der d Gesamtheit G th it von Bau B und d TGA wird einheitlich nach VDI 2067 und nach der Annuitätsmethode vorgelegt. Herstellungskosten Für das Gebäude des Wettbewerbsbeitrages sind jeweils getrennt die Herstellungskosten für das Gewerk Bau und TGA in € auszuweisen. Jahresgesamtkosten Für das Gebäude des Wettbewerbsbeitrages sind jeweils getrennt die jährlichen kapitalgebundenen, verbrauchsgebundenen, betriebsgebundenen und sonstigen Kosten in €/Jahr sowie die Summe in €/Jahr auszuweisen. auszuweisen Energiekosten Für das Gebäude sind jeweils getrennt die jährlichen Wärme-, Strom- und Wasserkosten auszuweisen. Seite 18 Weiterentwicklung der Bewertungsmatrix Das Verfahren wurde im Rahmen eines g Architektenwettbewerbes in Chemnitz mit Erfolg angewandt. Zi l Ziel: W it Weiterentwicklung t i kl d Matrix der M ti g Arbeitschritte Weitere notwendige • Herausarbeiten von signifikanten Abhängigkeiten auf den Energiebedarf über den Nutzungszeitraum • Bestimmung notwendiger Festlegung von inneren und äußeren planerischen Parametern • • Erarbeitung von belastbaren Bewertungskriterien • Sta da d s e u g u Standardisierung und dC Clusterung uste u g von o Abläufen b äu e u und d Verfahrensschritten Zusammenfassung der einzelnen Bewertungsabschnitte zu einer Gesamtbewertung Seite 19 Weiterentwicklung der Bewertungsmatrix 1) Finden von signifikanten Abhängigkeiten auf den Energiebedarf über den Nutzungszeitraum • Von welchen Parametern hängt es über die Zeit ab, wer, wann, wo, wie und warum Energie verbraucht Soll Zu erwartendes Ist Seite 20 Weiterentwicklung der Bewertungsmatrix 1) Finden von signifikanten Abhängigkeiten auf den Energiebedarf über den Nutzungszeitraum • Wie können diese Parameter so konzentriert werden, dass sich einfache, transparente, nachvollziehbare und belastbare Aussagen ableiten bl i l lassen? ? A/V- Verhältnis und A/V Fensterflächenanteil Energiebedarf Seite 21 Weiterentwicklung der Bewertungsmatrix 2) Erarbeitung von belastbaren Bewertungskriterien • Wie können die teilweise sehr nicht nichtlinearen physikalischen Abhängigkeiten in eine objektive Bewertung umum gesetzt werden? • Wie erfolgt eine objektive bj k i B Bewertung unterschiedlicher Maßnahmen? Ansatz: Linearisierung der Zusammenhänge Seite 22 Weiterentwicklung der Bewertungsmatrix 3) Bestimmung notwendiger Festlegung von inneren und äußeren planerischen Parametern • • Wie werden sich ergebende Nachfolgekosten bewertet? Wie kann die Nachhaltigkeit eines Ansatzes erfasst werden? Informationen für den Vergleich von Bodenbelägen Ausführung: Beläge auf Boden- und Fundamentplatten, KG 325 nach DIN 276 (06/93) Ausführungsklasse g ((AK)) und Ausführungsart (AA) nach BKI1) Einheit: m² Belegte Fläche Kostenstand 1. Quartal 2003 m. MwSt. 325.41.81 Natursteinbelag auf Estrich 325.62.81 Textilbelag auf schwimmendem Estrich 325.71.01 Parkettbelag Eiche d=20-25mm 325.24.01 Schwimmender Zementestrich ZE 20 325.82.83 Linoleumbelag auf schwimmendem h i d E Estrich ti h Baukosten Neubau1) Technische Lebensdauer2) €/m² Jahre 110,00 150,00 180,00 100 41,00 58,00 75,00 Betriebskosten3) 320 Reinigung und Pflege ca. 250 Arbeitstage (AT) 4) Instandsetzungskosten g (KG 400) Art der Maßnahmen Häufigkeit €/m² Häufigkeit €/m² täglich wischen 0,06 Fugen ausbessern alle 10 Jahre 7,50 täglich saugen 0,08 5 – 10 jährlich shapoonieren 6,00 Schadstellen ausbessern alle 5 Jahre 5,00 80 – 100 täglich wischen 0,06 schleifen und versiegeln alle 10 Jahre 12,50 20 – 30 tä li h wischen täglich i h 0 06 0,06 67,00 22,00 60,00 67 00 67,00 74,00 S h d t ll Schadstellen ausbessern b alle 5 Jahre 6,00 Seite 23 Maßnahmetool „Sanierung Sanierung“ Zur transparenten Darstellung von technischen und wirtschaftlichen Kriterien und Auswirkungen von Sanierungsmaßnahmen wurde ein Planungstool erarbeitet, welches zur Entscheidungsfindung beiträgt. Seite 24 Maßnahmetool „Sanierung Sanierung“ Maßnahmepakete Seite 25 Maßnahmetool „Sanierung Sanierung“ Ist- Zustand Seite 26 Maßnahmetool „Sanierung Sanierung“ EnEV- Standard Seite 27 Maßnahmetool „Sanierung Sanierung“ Erhöhe Anforderungen, Verbesserte Bedingungen Seite 28 Maßnahmetool „Sanierung Sanierung“ Einsatz alternativer Energieträger Seite 29 Maßnahmetool „Sanierung Sanierung“ CO2- Ausstoß Energiebedarf Kosten Seite 30 Abschluss Im Maßnahmetool werden alle relevenaten technischen und wirtschaftlichen Zusammenhänge bei unterschiedlichen Varianten bestimmt. Die tabellarische und grafische Auswertung dient als Entscheidungsvorlage für die relevanten Gremien der Stadt Chemnitz Schlussfolgerung aus der Praxis: Transparenz, Einfachheit und Klarheit in der Anwendung dienen der Akzeptanz. Akzeptanz Entsprechend müssen die Ansätze für die Bewertungsmatrix weiterentwickelt werden. Seite 31
