Microsoft PowerPoint - 22.01.22 Energieeffiziente
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Die energieeffiziente Logistikimmobilie. -Lösungen, Beispiele, Wirtschaftlichkeit Fritz Nüßle Uponor / Zent-Frenger 01 | 2013 Inhalt • Gesetzliche Bauvorschriften • Ganzheitlicher Planungsansatz • Raumtemperierung • EE Quellenverbund-Lösungen • Energieeefizienz Wärmepumpen • Beispiele aus der Baupraxis 30 January 2013 ©Uponor 2 Einflüsse und normative Anforderungen auf die Bauweise Anforderungen an Raumtemperatur Geltende Energieeinsparverordnung Gesetzlich vorgeschriebene Verwendung von erneuerbaren Energien Energieverbrauchskosten Erzeugte CO2 Emissionen Qualitative Immobilienbewertung 30 January 2013 ©Uponor 3 Geltende Bauvorschriften EnEV 2009 Energieeinsparverordnung Verpflichtung des Investors zu einem energieeffizienten Gebäude EEWärmeG 2011 Erneuerbare-EnergienWärme-Gesetz Verpflichtung des Investors ein Teil der benötigten Wärme- und Kälteenergie aus erneuerbaren Energiequellen zu decken oder ersatzweise die Energieeffizienz des Gebäudes durch anerkannte Ersatzmassnahmen zu steigern. Verbindliche Ziele der Europäische Union Bis 2020 mindestens 20% des BruttoEndenergieverbrauch der Gemeinschaft durch erneuerbare Energien gedeckt werden müssen 30 January 2013 ©Uponor 4 Anforderungen des EEWärme(Kälte)Gesetz Anforderung EE Nutzung gemäß Wärmegesetz 2011 Neubau: Anteil mindestens Solarenergie Solarthermische Anlagen mit Wärmeträgerfluid 15% Biogas KWK 30% Flüssige Biomasse Nachhaltiges Bioöl in Heizkesselanlagen 50% Feste Biomasse Biomassekessel mit Wasser als Wärmeträger 50% Geothermie Umweltwärme Effiziente Wärmepumpen 50% Erneuerbare Kälte Umschaltbare Wärmepumpen + Geothermie, Kälte-WärmeVerbund-Anlagen 30 January 2013 ©Uponor 50% 5 Geltungsbereich EEWärmeGesetz Das Wärmegesetz 2011 betrifft vorwiegend den Neubau Renovierung Bestandsbauten nach den Vorgaben des Wärmegesetz derzeit ist nur für Bauten der öffentliche Hand vorgeschrieben Öffentliche Hand als Eigentümerin Bei grundlegender Renovierung des Gebäudes muss das Wärmegesetz erfüllt werden Öffentliche Hand als Mieterin Bei grundlegender Renovierung des Gebäudes muss der Investor das Wärmegesetz erfüllen. Bei Neuanmietungen kommen vorrangig nur grundlegend nach dem Wärmegesetz renovierte Gebäude in Betracht Nichtöffentliche Bestandsbauten derzeit noch keine gesetzl. Vorgaben Eigentümer von Bauvorhaben sind grundsätzlich nachweispflichtig 30 January 2013 ©Uponor 6 Wirtschaftlichkeitsaspekte • Maßnahmen zur Zielerreichung müssen wirtschaftlich vertretbar sein! • Die investiven Mehraufwendungen für EE müssen den berechneten Energiekosteneinsparungen gegenübergestellt werden. • Alternativ sind auch im EEWärmeG definierte Ersatzmaßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz zulässig; es sind die erhöhten Anforderungen nach EnEV zu berücksichtigen • Wirtschaftlichkeitsvergleiche sind wie folgt zu erstellen Aufwendungen für Erneuerbare Energien versus ersparte Energieverbrauchskosten Aufwendungen für äquivalente Ersatzmaßnahmen versus ersparte Energieverbrauchskosten 30 January 2013 ©Uponor 7 Formen erneuerbare Energien Erneuerbare Energien nach dem EEWärmeGesetz 2011 Wärme aus Geothermie Wärme aus Wasser Wärme aus der Luft (ohne Abwärme) Wärme von der Sonne (ohne passive Strahlungswärme) Wärme aus Biomasse (fest, flüssig, gasförmig) Kälte aus erneuerbaren Energien (Geothermie, Grundwasser Kälte aus Geo-Kälte-Wärme-Verbundanlagen) 30 January 2013 ©Uponor 8 Mögliche Ersatzmaßnahmen Ersatzmaßnahmen nach dem EEWärmegesetz 2011 Wärme aus der Abluft (WRG, mindestens 70%) Wärme aus Abwasser Nutzung von Abwärme (mindestens 50%) KWK Anlagen (mindestens 50%) Ferwärme- /Fernkälteanschluss • Höchstwert Jahres-Primärenergiebedarf 15% unter geltende EnEV • Anforderung an Wärmeschutz mindestens 15% besser als geltende EnEV oder eine höhere Anforderung 30 January 2013 ©Uponor 9 Nutzungspflicht Eigentümer • Eigentümer von Gebäuden > 50m² Nutzfläche • Gebäude werden unter Einsatz von Energie beheizt oder gekühlt • Wärme- und Kältebedarf muss zum Teil durch erneuerbare Energien gedeckt werden • Bundesländer können EE für Bestandsgebäude vorschreiben • Ausnahmen von der Nutzungspflicht ― Provisorische Gebäude ― Innentemperatur Heizperiode <12°C ― jährliche Heizzeit <4 Monate, Kühlzeit <2Monate • Quartiersbezogene Lösungen: mehrere Gebäude / Eigentümer sind gemeinsam erfüllungspflichtig • EE und Ersatzmaßnahmen können kombiniert werden • Nutzung EE wird durch BAFA und die KfW öffentlich gefördert 30 January 2013 ©Uponor 10 Ganzheitlicher Planungsansatz wirtschaftliche Temperierung von Logistikgebäuden Technische Betrachtung Kostenanalyse Systemlayouts Ausführungszeichnungen Hydraulikberechnungen Materialspezifikationen qualifizierte Montagepartner Baustellenbegleitung / Beratung VW Zentrum für Teilelogistik, Wolfsburg, 20.000 m² Industrieflächenheizung 30 January 2013 ©Uponor 11 Bausteine ganzheitliche Lösungen 30 January 2013 ©Uponor 12 Raumtemperierungsarten Einflüsse auf Raum - Menschen - Betreiber • Keine Kühlung- abfallende Leistung • Separates Heizsystem erforderlich • geringe Energiekosten • eingeschränkter Nutzungskomfort • • • • • Luftgestützte Kühlung Gefahr von Zugerscheinungen Geräuschentwicklung Hohe Energie- + Betriebskosten Hohe Investitionskosten • Nutzung vorhandener Bauteile als speicherbasierte Kühl- /Heizfläche • niedrige Energieverbrauchskosten • Niedrige Investitionskosten • Multifunktionale Anwendungsmöglichkeiten • Nutzung Umweltenergiequellen 30 January 2013 ©Uponor 13 Vergleich übliche Heizungssysteme in der Logistik Heizungsart Medium Gradient geeignet für EE Industriebodenheizung Niedertemp. gering Alle Arten Gasstrahler Gas mittel Biogas Deckenstrahlplatten Hochtemp. mittel Holzhackschnitzel Deckenluftheizer Hochtemp. hoch Holzhackschnitzel Niedertemperatur-Industriebodenheizung Raumlufttemperatur kann bei selber Empfindung 2K niedriger eingestellt werden als bei Luftheizungen geringere Transmissionswärmeverluste Gasstrahler Erdgas wegen hohem Primärenergiefaktor, nur in Kombination mit Ersatzmaßnahmen und besserem Wärmeschutz realisierbar 30 January 2013 ©Uponor 14 Wirkungsweise speicherbasierte Systeme A Kühlung ist in diesem Gebäude zwingend notwendig. Während einer 5-tägigen Hitzeperiode steigt die Innenraumtemperatur auf 34 °C. 30 January 2013 B Betonkernaktierung verhindert ein sukzessives Aufschaukeln der Innenraumtemperatur. Die temperatur pendelt zwischen 20 und 26 °C. ©Uponor C Wenn zusätzlich eine mechanische Lüftung mit 2 Luftwechseln pro Stunde zum Einsatz kommt (Lufttemperatur 18°C) kann die Schwankung der Innenraumtemperatur in einem noch engerem Band gehalten werden. 15 Speichersysteme im Tag – Nacht Wechsel Kühlmethode Tag Grundwasser Geothermie heizen/kühlen Nacht • Gekühltes Wasser kühlt/aktiviert die gesamte Gebäudestruktur Nachtluft • In wärmerem Klima kann eine zusätzliche Kühlung und/oder Entfeuchtung notwendig sein 30 January 2013 Kühlgeräte ©Uponor 16 Industrieflächenheizung – ausgeglichene Temperaturen Hallenhöhe: 9m Außentemperatur: 4.2 °C Raumtemperatur: 16 °C Fußbodentemperatur: 20 °C Heizwärmestromdichte: qH = 8,92 (ti - tFB, m)1,1 = 44 W/m² Vor-/Rücklauftemperatur: 27,5 °C/ 21,5 °C Raumtemperaturgradient vertikal (2 - 9m): < 1 K 301/30/2013 January 2013 © Uponor 2008 ©Uponor Page 17 17 Industrieflächenheizung – optimale Wärmeverteilung durch Strahlung Untersuchungen (Prof. Bjarne Olesen) 0,10 m/s Randbedingungen: Hochregallager 13 m Heizwärmestromdichte ca. 40 W/m² Ergebnisse: 13 m 0,12 m/s 0,16 m/s 301/30/2013 January 2013 © Uponor 2008 ©Uponor niedrige Luftgeschwindigkeiten turbulenzarme Raumluft niedriger Temp.Gradient Unempfindlich gegen eindringende Kaltluft Angenehme Warmstrahlung in Fußbodennähe Empfundene Temperatur höher als Lufttemperatur Page 18 18 Bauteilintegrierte Systeme +Umweltenergie ergänzen sich wichtige Merkmale • Flächensysteme arbeiten nach dem Strahlungsprinzip • Wasser als Transportmedium weit effektiver als Luft • Wassertemperaturen nahe der Raumtemperatur • Hohe Wirkungsgrade der Wärme-/Kälteerzeuger • Beste Voraussetzungen für regenerative Energien (Erwärme, Solar, etc.) 30 January 2013 Tiefenbohrung/Energiepfähle Erdkollektoren ©Uponor 19 EE Quellenverbund Konzepte Erdsonden Energiepfähle Kollektoren Erdkörbe Grundwasser Abwasser Grubenwasser Löschwasserspeicher Latent Speicher Flusswasser GEOZENT Energiezentrale Außenluft 30 January 2013 ©Uponor 20 Bausteine eines geothermischen Energiekonzepts Kühl- /Heizdeckensysteme Raumlufttechnik Betonkerntemperierung MSRTechnik Geothermische Quelle: • Erdwärmesonden • Energiepfähle • Erdkollektoren • Grundwasser 30 January 2013 Geothermische Energiezentrale (reversible Wärmepumpe) ©Uponor 21 Bivalente Lösung Geothermie - Fernwärme Industrieflächenheizung. Logistikhalle Fernwärmeübergabe 30 January 2013 ©Uponor 22 Bivalente Lösung Löschwasserspeicher, Abwärmeverwertung+ Spitzenlastkessel 30 January 2013 ©Uponor 23 Monovalente Lösung Löschwasserspeicher + Solarthermie + Geothermie 30 January 2013 ©Uponor 24 Energieeffizienz TAB Systeme in Kombination erdgekoppelter Wärmepumpentechnik Übersicht gemessene Arbeitszahlen (Fraunhofer Inhaus-2 Duisburg) Nutzen Aufwand 25 30 January 2013 Heizen AZ = 4,9 kWh Dualbetrieb AZ = 9,2 kWh Kühlen AZ = 4,3 kWh Naturalkühlen AZ = 16 kWh 1 kWh elektrischer Strom ©Uponor 25 Verlegearbeit mit Uponor Fertigmodule • Anlieferung und Montage der Register 30 January 2013 ©Uponor 26 Einbetonieren von Uponor TAB System 30 January 2013 ©Uponor 27 Verlegung von Uponor TAB in Filigrandecken • Montage und Positionierung der Bauteilaktivierung auf Halbfertigteilen Verkürzte A-Träger für Uponor TAB System Module Uponor TAB System Module Uponor TAB System Module 30 January 2013 ©Uponor 28 Spannbeton-Fertigdecken mit Uponor TAB System 30 January 2013 ©Uponor 29 Zusammenfassung Industrieflächenheizung ist die universelle Basis einer ganzheitlichen Systemtechnik mit Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen Niedertemperatursysteme sind für alle EE geeignet und offen für alle zukünftigen Anforderungen des Gesetzgebers Vorhandene Löschwasserspeicher, Geothermie, Wärmepumpe arbeiten sehr wirtschaftlich als saisonale Energiespeicher Industriefußbodenheizung: bedeutet behagliche Wärme dort, wo sie gebraucht wird Mit Wärmepumpentechnik werden die bereits geplanten Verschärfungen der EnEV in 2014 + 2016 keinen Einfluss auf die Bauweise ausüben Zukünftige Energiepreissteigerungen beim Strom wirken sich nur zu 20% auf die Kosten aus. 30 January 2013 ©Uponor 30
