Nachhaltiges Bauen durch Kybernetische ... - balck + partner
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<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
1 Brennpunkt Nachhaltigkeit<br />
2 Planen und Entwerfen im Lebenszyklusansatz<br />
3 Lebenszykluskosten<br />
4 Thermodynamische Computersimulationen<br />
5 Strategische Bauteile und Produkte<br />
Seite 1
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Entwicklung des Begriffes Nachhaltigkeit<br />
1560 in der kursächsischen Forstordnung:<br />
".....daß den Untertanen und Bergwerken …auch eine<br />
unseren Ämtern … bleibende und beharrliche Nutzung<br />
bleiben möge."<br />
1713 „Anweisung zur wilden Baum Zucht“<br />
Hans Carl von Carlowitz, Oberberghauptmann<br />
am kursächsischen Hof in Freiberg (Sachsen)<br />
fordert Maßnahmen zur<br />
„nachhaltenden Nutzung“ der Wälder<br />
Nachhaltigkeit bedeutet:<br />
Nur so viel Holz schlagen,<br />
wie auch nachwachsen kann.<br />
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<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Entwicklung des Begriffes Nachhaltigkeit<br />
1972 „Die Grenzen des Wachstums“ (D.L. Meadows)<br />
„We are searching for a model output that represents a world<br />
system that is …sustainable without sudden and uncontrollable<br />
collapse (...)“<br />
1987 Brundtland-Bericht*<br />
„Eine nachhaltige Entwicklung entspricht den Bedürfnissen der<br />
Gegenwart, ohne die Fähigkeiten zukünftiger Generationen zu<br />
gefährden, deren eigene Bedürfnisse zu decken“<br />
* norwegische Ministerpräsidentin Gro Harlem Brundtland<br />
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<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Nachhaltigkeit wird zum Unternehmensleitbild<br />
3-Säulen-Modell der Nachhaltigkeit<br />
1992 in Rio: Agenda 21<br />
Umweltgipfel der UNO<br />
nationale Verpflichtung zur<br />
Nachhaltigkeitsstrategie<br />
2007 Globale Klima-Studien der<br />
UNO fordern die Politik heraus<br />
EnEV 2007 – 2009….2012<br />
2009 Nachhaltigkeit wird zum<br />
Wettbewerbsvorteil<br />
Green Building, Green IT,<br />
Autoindustrie, BASF, Siemens<br />
……<br />
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<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Klassisches Zielsystem im Bauprojekt<br />
Investitionskosten<br />
Projekt -<br />
ziele<br />
Abnahmequalität Fertigstellungstermin<br />
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<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Lebenszyklusorientiertes Zielsystem im Bauprojekt<br />
Zeithorizonte im Projekt<br />
1-2 Jahre Planung<br />
1-3 Jahre Ausführung<br />
Abnahme -<br />
Qualität<br />
Investitions-<br />
kosten<br />
Projekt -<br />
ziele<br />
Zeithorizonte der Nachhaltigkeit<br />
Bauteil-Nutzungsdauern: 10 – 80 Jahre<br />
Immobilien-Lebensdauer: 50 bis 500 Jahre<br />
Fertigstellungs-<br />
termin<br />
Seite 6
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Lebenszyklusorientiertes Zielsystem im Bauprojekt<br />
Abnahme -<br />
Qualität<br />
Investitions-<br />
kosten<br />
Projekt -<br />
ziele<br />
Qualität im<br />
Prozess<br />
Fertigstellungs-<br />
termin<br />
Nutzungs-<br />
kosten<br />
Betriebs-<br />
ziele<br />
z. B. Verfügbarkeit<br />
Zuverlässigkeit<br />
Reaktionszeiten, u.a.<br />
Seite 7
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Deutsches Gütesiegel <strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> DGNB)<br />
Ökologische<br />
Qualität<br />
Ökonomische Qualität<br />
Soziokulturelle und<br />
funktionale Qualität<br />
Technische<br />
Qualität<br />
Prozess-<br />
Qualität<br />
Standortqualität<br />
Gliederung der Kriteriensteckbriefe<br />
Wirkung auf die Umwelt<br />
Ressourcen-Inanspruchnahme<br />
Lebenszykluskosten (11,25 %)<br />
Wertentwicklung<br />
Gesundheit, Behaglichkeit,<br />
Funktionalität, Gestalterische Qualität<br />
Qualität der technischen<br />
Ausführung<br />
Qualität der Planung, Bauausführung<br />
Qualität der Bewirtschaftung<br />
Immobilienwirtschaftliche Bewertung<br />
Wichtung<br />
22,5 %<br />
22,5 %<br />
22,5 %<br />
22,5 %<br />
10 %<br />
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<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
1 Brennpunkt Nachhaltigkeit<br />
2 Planen und Entwerfen im Lebenszyklusansatz<br />
3 Lebenszykluskosten<br />
4 Thermodynamische Computersimulationen<br />
5 Strategische Bauteile und Produkte<br />
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In Europa seit 2005: „GREEN BUILDING“<br />
Weiter<br />
Green-Building-Programm der<br />
Europäischen Kommission:<br />
Energieeffizienz in<br />
Nichtwohngebäuden<br />
Gebäude-Eigentümer wird Green Building-Partner<br />
Nachweis im Bestand: Sanierung bringt mind. 25%<br />
Energieeinsparung<br />
Umsetzung in Deutschland federführend <strong>durch</strong><br />
Deutsche Energie-Agentur (dena) bis 2010<br />
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GREEN BUILDING Projektbeispiele B+P<br />
GreenBuilding-Projektbegleitung: WestendGate Frankfurt a.M.<br />
EFFIZIENZ: ca. 36% Verbesserung zum Altzustand<br />
GreenBuilding-Partner: Deutsche Gesellschaft für Immobilienfonds<br />
GreenBuilding Unterstützer: BALCK + PARTNER Facility Management<br />
Lifecycle Engineering: BALCK + PARTNER<br />
Fassadenerneuerung/GreenBuilding-Zertifizierung:<br />
Sparkasse Vorderpfalz Ludwigshafen<br />
EFFIZIENZ: 65% Verbesserung zum Altzustand<br />
Auftraggeber: Sparkasse Vorderpfalz (2007-2008)<br />
Lifecycle Engineering: BALCK + PARTNER<br />
Gesamtsanierung: Wilhelm Hack Museum Ludwigshafen<br />
EFFIZIENZ: 60% Verbesserung zum Altzustand<br />
Auftraggeber: Stadt Ludwigshafen / BASF (2007-2008)<br />
Lifecycle Engineering: BALCK + PARTNER<br />
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<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Energetische Sanierung<br />
Wilhelm-Hack-Museum Ludwigshafen / Rhein<br />
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Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Variantenrechnung mit Verstärkung der Dämmung<br />
Mit 80mm<br />
Wärmedämmung<br />
Mit 120mm<br />
Wärmedämmung<br />
Mit 120mm Wärmedämmung<br />
plus 3-fach Verglasung<br />
Seite 13
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Auszeichnung<br />
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<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
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Architekt A<br />
Architekten-Wettbewerb<br />
Architekt B<br />
Welcher Entwurf gewinnt: der Schönste oder der Nachhaltigste ?<br />
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Primärenergiebedarf**<br />
Fenster<br />
Reinigung<br />
A/V<br />
NF/BFG<br />
NF/BRI<br />
VF/NF<br />
Technikkonzept*<br />
Wettbewerbsergebnis der Vorprüfung (BALCK+PARTNER)<br />
bester Wert<br />
schlechtester Wert<br />
Architekt A<br />
Architekt B<br />
Architekt A Architekt B Architekt C Architekt D Architekt E<br />
0,28 0,3 0,38 0,33 0,35<br />
0,6 0,63 0,62 0,67 0,57<br />
0,13 0,15 0,14 0,16 0,14<br />
0,44 0,29 0,47 0,32 0,58<br />
3,7 2,1 2,5 2,6 2,9<br />
156.772 35.840 342.230 79.338 125.490<br />
13.385 32.203 15.016 20.519<br />
12.553 36.457 59.569 44.257<br />
- nicht ermittelt -<br />
-<br />
61.778 410.890 153.923 190.266<br />
59% 41% 54% 32% 50%<br />
Heizung kWh/ a<br />
Beleuchtung kWh/a 40.657<br />
Belüftung kWh/a 98.150<br />
Kühlung kWh/a 35.366<br />
Jahressumme kWh/a<br />
Glasanteil an Fassade<br />
330.945<br />
Uw*** (
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Faasadensanierung + Erneuerung der Technik<br />
Sparkasse Vorderpfalz Ludwigshafen, Rhein<br />
Wiederverwendung von<br />
bestehenden Komponenten<br />
1.100 qm Fassadenelemente<br />
gereinigt und neu lackiert<br />
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Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
1 Brennpunkt Nachhaltigkeit<br />
2 Planen und Entwerfen im Lebenszyklusansatz<br />
3 Lebenszykluskosten<br />
4 Thermodynamische Computersimulationen<br />
5 Strategische Bauteile und Produkte<br />
Seite 19
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Instandsetzungen nach Kostengruppen DIN 276 – 5000 Bahnhöfe<br />
Enthält<br />
Beleuchtung<br />
Entstörungen und Instandsetzungen<br />
innerhalb der „Bauteil-Standzeit“<br />
Forschungsinitiative ZukunftBAU<br />
„Lebenszyklusorientierte Ausschreibung<br />
und Vergabe“ – 2008-09<br />
DB Station & Service - Betrachtungszeitraum: 2003-2006<br />
Seite 20
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LifeCycle Management im PPP-Projekt<br />
Lifecycle Management: Neubau - BMBF Berlin<br />
Lebenszyklusmodell, Projektmethodik, Computersimulation,<br />
Anlagenoptimierung, Projektbegleitendes FM<br />
Durchführung<br />
Prof. Balck, Institut für Projektmethodik und Systemdienstleistungen<br />
Seite 21
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Rechenmodell Lebenszykluskosten<br />
Thermodynamische<br />
Simulation<br />
Datenaufbereitung<br />
für Simulation<br />
Datenaufbereitung<br />
für Simulation<br />
Wärme,<br />
Kälte,<br />
Beleuchtung<br />
Teilmodelle<br />
Erneuerung<br />
(Ersatzinv.)<br />
Instandhaltung<br />
Verbräuche<br />
Hilfsenergie<br />
Reinigung /<br />
Pflege<br />
ARCH<br />
Planungen<br />
Filter<br />
Strategische<br />
Bauteile<br />
Energiekonzept<br />
Investitionskosten DIN 276<br />
Rechenmodell<br />
Lebenszyklus-<br />
kosten<br />
TGA<br />
Planungen<br />
LEGEP<br />
ÖkobilanzenB<br />
auteile<br />
LZK- Auswertungen Seite 22
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Bürogebäude Computermodell der LZK 30 – Kostengruppen DIN276<br />
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100.000.000 €<br />
80.000.000 €<br />
60.000.000 €<br />
40.000.000 €<br />
20.000.000 €<br />
Lebenszykluskosten Neubau Bürogebäude<br />
- €<br />
26 % von 51.300.000 €<br />
29 % von 51.300.000 €<br />
13 %<br />
Summe 30 Jahre = 100 %<br />
(bei min. Risiko) 51.300.000 €<br />
Erfasste Bauteile: ca. 600<br />
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50<br />
Jahre<br />
minimales Risiko mittleres Risiko PSC Berechnungsansatz<br />
Minimales Ausfall-Risiko (Minimale Nutzungsdauer, unterster Wert der Kennwerte, entspricht<br />
hohem Erneuerungsaufwand bzw. erhöhte Anforderungen an den Erhaltungszustand)<br />
Mittleres Risiko (Mittlere Nutzungsdauer )<br />
PSC (Berechnungsansatz für PSC, Mittel zwischen minimaler und mittlerer Nutzungsdauer)<br />
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KG 300<br />
106 Bauteile<br />
KG 400<br />
612 Bauteile<br />
°°<br />
°<br />
°°<br />
°<br />
Stand: 06-2011<br />
Folgekosten-Relevanzbaum für Bauprojekte<br />
Investitionskosten Relevanzfilter A Relevanzfilter B<br />
Bauteil B 1<br />
Bauteil B 2<br />
Bauteil B 3<br />
Bauteil B 4<br />
Bauteil B n<br />
Bauteil T 1<br />
Bauteil T 2<br />
Bauteil T 3<br />
Bauteil T 4<br />
Bauteil T 5<br />
Bauteil T 6<br />
Bauteil T 7<br />
Bauteil T 8<br />
Bauteil T n<br />
Bauteil X 1<br />
Bauteil X 2<br />
°°<br />
°<br />
Bauteil X n<br />
39 Bauteile<br />
Bauteil Y 1<br />
Bauteil Y 2<br />
Bauteil Y 3<br />
Bauteil Y 4<br />
°°<br />
°<br />
Bauteil Y n<br />
142 Bauteile<br />
Sortierung nach<br />
relevanten Folgekosten<br />
Bauteil Z 1<br />
°<br />
°<br />
Bauteil Z n<br />
3 Bauteile<br />
4% Invest.<br />
Bauteil V 1<br />
Bauteil V 2<br />
°°<br />
Bauteil V n<br />
9 Bauteile<br />
6% Invest.<br />
Auswahl nach<br />
LZK-Faktoren für<br />
Ausschreibungen<br />
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<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
1 Brennpunkt Nachhaltigkeit<br />
2 Planen und Entwerfen im Lebenszyklusansatz<br />
3 Lebenszykluskosten<br />
4 Thermodynamische Computersimulationen<br />
5 Strategische Bauteile und Produkte<br />
Seite 26
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Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Vorgehensmodell – Computersimulationen und Entwurfsoptimierung<br />
STUFE 1<br />
Bestand<br />
Simulation<br />
des<br />
Bestandes<br />
Optimierung<br />
<strong>durch</strong><br />
Einzelmaßnahmen<br />
STUFE 2<br />
Optimierung<br />
Optimierung<br />
<strong>durch</strong><br />
Maßnahmenpakete<br />
STUFE 3<br />
SommerlicherWärmeschutz<br />
STUFE 4<br />
Auswertung /<br />
Empfehlung<br />
Seite 27<br />
Seite 27
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Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Thermodynamische Simulation<br />
Instationäre Berechnung von<br />
Wärme, Feuchte, Licht mit Speicher- und<br />
Pufferwirkung<br />
Grundlage:<br />
Klimadaten Vorgaben für die Räume<br />
Klimadaten außen nach dem Testreferenzjahr<br />
Die Daten werden stündlichen für das ganze Jahr<br />
gerechnet<br />
Wärme<br />
Feuchte<br />
CO²<br />
RLT Anlage<br />
mit WRG<br />
und Umluft<br />
Licht Wärme<br />
Sommer 21-24°C<br />
50-58%rF<br />
Winter 19-23°C 48-56%rF<br />
Wärme- +<br />
Feuchte-<br />
speicherung<br />
Wärme<br />
Feuchte<br />
CO²<br />
Licht<br />
Wärmestrahlung<br />
Wärmetransmission<br />
Wärmestrahlung<br />
Wärmetransmissio<br />
Seite 28
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Energetische Sanierung Wilhelm-Hack-Museum<br />
Seite 29
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Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Seite 30
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
350.000,00 €<br />
300.000,00 €<br />
250.000,00 €<br />
200.000,00 €<br />
150.000,00 €<br />
100.000,00 €<br />
50.000,00 €<br />
- €<br />
Ist-Zustand<br />
Modell<br />
1:<br />
Ist-Zustand mit<br />
optimalem<br />
Betrieb<br />
Verkehrssicherung<br />
Modernisierung<br />
mit<br />
Aufsatzdach<br />
Alternative mit<br />
FlachdachDÄ<br />
Modell<br />
1b:<br />
Jahreskosten Energie<br />
Modell<br />
2:<br />
Modell<br />
3:<br />
Modell<br />
4:<br />
Strombedarf für Beleuchung<br />
Strombedarf für Antriebsenergie<br />
HLK<br />
Strombedarf für<br />
Dampfbefeuchtung<br />
Kältebedarf aus Fernkälte<br />
Heizwärmebedarf aus<br />
Fernwärme<br />
Seite 31
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
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4.000.000 €<br />
3.500.000 €<br />
3.000.000 €<br />
2.500.000 €<br />
2.000.000 €<br />
1.500.000 €<br />
1.000.000 €<br />
500.000 €<br />
- €<br />
Kostenentwicklung Energie mit 5% Steigerung/a<br />
1 2 3 4 5 6 7 8<br />
Ist-Zustand<br />
Verkehrs- sicherung<br />
Modernisierung mit Aufsatzdach<br />
Alternative mit FlachdachDÄ<br />
Seite 32
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Alternative Glasfassade vor Großplastiken<br />
geplant<br />
Alternative<br />
Seite 33
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Variantenrechnung mit Verstärkung der Dämmung<br />
Mit 80mm<br />
Wärmedämmung<br />
Mit 120mm<br />
Wärmedämmung<br />
Mit 120mm Wärmedämmung<br />
plus 3-fach Verglasung<br />
Seite 34
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Fortluft<br />
Regenerativwärmetauscher<br />
mit<br />
Feuchterückgewinnung<br />
Museum RLT Anlage mit Nachbehandlung für 9 Zonen<br />
M<br />
M<br />
M<br />
Verdunstungs-<br />
befeuchter<br />
9 Zonen<br />
Sommer 21-<br />
24°C 50-58%rF<br />
Winter 19-23°C<br />
48-56%rF<br />
Strahlung<br />
Wärme<strong>durch</strong><br />
gang<br />
Wärme<strong>durch</strong><br />
gang<br />
Seite 35
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Kostenentwicklung – vorher - nachher<br />
Seite 36
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Kostenentwicklung – vorher - nachher<br />
Seite 37
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Tausende<br />
2.500<br />
2.000<br />
1.500<br />
1.000<br />
500<br />
0<br />
Erneuerung Leuchten mit Kapitaldienst und<br />
5% Energiepreissteigerung<br />
0 5 10 15 20 25 30<br />
Vorhanden<br />
Erneuerung<br />
Seite 38
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Zonierung im Simulationsmodell (Basis EnEV)<br />
Seite 39
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
1.800.000 kWh<br />
1.500.000 kWh<br />
1.200.000 kWh<br />
zzgl. Warmwassererzeugung<br />
900.000 kWh<br />
600.000 kWh<br />
300.000 kWh<br />
Vergleich Fernwärmezähler - Simulation<br />
kWh<br />
Kaiserhof<br />
Kundenhalle + Altbau +<br />
Kaiserhofsaal +<br />
Bürogebäude<br />
Immobilien Center<br />
Im Zähler sind<br />
weitere<br />
Gebäudeteile<br />
inbegriffen<br />
Hermanstr. 4<br />
Wohnungsnutzung<br />
Hermanstr. 4<br />
Büronutzung<br />
Nur die Hälfte des<br />
Gebäudes wurde<br />
genutzt / beheizt.<br />
Zählerdaten<br />
2009<br />
Simulation,<br />
zzgl.<br />
Warmwassererzeugung<br />
Seite 40
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Sparkasse Vorderpfalz<br />
vorher nachher<br />
Seite 41
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Lebenszyklus<br />
250.000 €<br />
200.000 €<br />
150.000 €<br />
100.000 €<br />
50.000 €<br />
0 €<br />
Betriebskosten Fassade und Technik/a<br />
vorhandene Fassade und Anlage erneuert<br />
Reinigungs Fassade<br />
Inspektion und Wartung<br />
Antriebsleistung<br />
Licht<br />
Kälte<br />
Heizung<br />
Seite 42<br />
Grafik: Balck + Partner
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Lebenszykluskosten der Klimatechnik bei 10% Energiepreissteigerung /a<br />
Kosten<br />
25.000.000<br />
20.000.000<br />
15.000.000<br />
10.000.000<br />
5.000.000<br />
-<br />
0<br />
Lebenszykluskosten der Klimatechnik bei 10% Energiepreissteigerung/a<br />
2<br />
4<br />
6<br />
8<br />
10<br />
12<br />
14<br />
16<br />
18<br />
20<br />
22<br />
24<br />
26<br />
28<br />
30<br />
Vorhanden<br />
Erneuert<br />
Lebensdauer<br />
Seite 43
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Lebenszykluskosten Fassade und Technik 10% Energiepreissteigerung /a<br />
Kosten<br />
35.000.000<br />
30.000.000<br />
25.000.000<br />
20.000.000<br />
15.000.000<br />
10.000.000<br />
5.000.000<br />
-<br />
Lebenszykluskosten von Fassade und Technik mit 10% Energiepreissteigerung /a<br />
0<br />
2<br />
4<br />
6<br />
8<br />
10<br />
12<br />
14<br />
16<br />
18<br />
20<br />
22<br />
24<br />
26<br />
28<br />
30<br />
Vorhanden<br />
Erneuert<br />
Lebensdauer<br />
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<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Seite 45
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
1 Brennpunkt Nachhaltigkeit<br />
2 Planen und Entwerfen im Lebenszyklusansatz<br />
3 Lebenszykluskosten<br />
4 Thermodynamische Computersimulationen<br />
5 Strategische Bauteile und Produkte<br />
Seite 46
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Bauwerk Bauteile<br />
Relevante Bauteile<br />
für Techn. Betrieb<br />
Bauteile benötigen<br />
„Hilfsenergie“ für ihre<br />
Funktionen, z.B.:<br />
o Pumpen<br />
o Ventilatoren<br />
o Beleuchtung<br />
Systematik Strategischer Bauteile<br />
Energetisch<br />
Aktive Bauteile<br />
Relevanz hinsichtlich<br />
der Folgekosten<br />
Strategische Bauteile Nicht strategische Bauteile<br />
Energetisch relevante<br />
Bauteile<br />
Energetisch<br />
Passive Bauteile<br />
Bauteile mit Beiträgen zur<br />
Energieeffizienz ohne<br />
Hilfsenergie, z.B.:<br />
o Fenster<br />
o Wärmedämmung<br />
o Wärmespeicher<br />
Relevante Bauteile<br />
für Reinigung<br />
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<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
2007 - letzter Höchsttand der Ölpreise<br />
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Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Office-Neubau 2009 – LCC-Prognose / Betrachtungszeitraum: 30 Jahre<br />
Beispiele Strategischer Kostengruppen<br />
3.000.000 €<br />
2.500.000 €<br />
2.000.000 €<br />
1.500.000 €<br />
1.000.000 €<br />
500.000 €<br />
0 €<br />
Investition Erneuerung Abbruch Wartung Inspektion Instand-… Energie<br />
Seite 49
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
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Technikverbrauch und Nutzerverbrauch<br />
Nutzerverbrauch Wasser<br />
Nutzerverbrauch Strom<br />
Nutzerverbrauch Heizung<br />
Nutzerverbrauch Kühlung<br />
Seite 50
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Aufspüren strategischer Bestandteile des Bauwerks<br />
Baukonstruktionen Technik<br />
Tragwerk<br />
KG 300<br />
Ausbau<br />
KG 400<br />
40 % 30 % 20 %<br />
15 % 10 %<br />
Strategische Komponenten<br />
Seite 51
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Tragwerk<br />
Aufspüren strategischer Bestandteile des Bauwerks<br />
Baukonstruktionen Technik<br />
KG 300<br />
Ausbau<br />
KG 400<br />
40 % 30 % 20 %<br />
15 % 10 %<br />
Strategische Komponenten<br />
B E I S P I E L<br />
Strat. Bauteil :<br />
Leuchte,<br />
Leuchtmittel<br />
Seite 52
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Optimierung der Beleuchtung<br />
Seite 53
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Werkstätten –<br />
Häufigkeitsanalyse<br />
Störungen /<br />
Instandsetzungen<br />
nach Bauteilen<br />
Gemischter<br />
Baubestand<br />
2002<br />
Heizung<br />
Aufzug<br />
Türgriff<br />
Spender<br />
Schranktür<br />
Regal<br />
Trockner<br />
Schrank<br />
Wasserhahn<br />
Steckdose<br />
Dusche<br />
Fenster<br />
Waschmaschine<br />
Waschbecken<br />
Spülmaschine<br />
Schloss<br />
Telefon<br />
Tür<br />
WC<br />
Beleuchtung<br />
"Strategische" Geräte / Bauteile<br />
68%<br />
32% Rest<br />
0 100 200 300 400 500 600 700<br />
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<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
445<br />
410<br />
470<br />
Strategische Kostengruppen - Reha Klinik<br />
Anzahl Störungen und Reparaturen (2004)<br />
344<br />
610<br />
450<br />
420<br />
440<br />
430<br />
338<br />
460<br />
338 - Sonnenschutz<br />
344 - Türen, Fenster<br />
410 - Sanitär<br />
420 - Heizung<br />
430 - Raumluft<br />
440 – Starkstrom<br />
445 - Beleuchtung<br />
450 - Informationstechnik<br />
460 - Förderanlagen<br />
470 - Nutzungsspezifisch<br />
610 - Ausstattung<br />
Seite 55
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Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Reparaturaufträge* Personalwohngebäude 2001 – 2003 – Übersicht nach DIN 276<br />
Anzahl<br />
180<br />
160<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
161<br />
147<br />
52<br />
Allgemeine Ausstattung 611<br />
Wasseranlagen 412<br />
Beleuchtungsanlagen 445<br />
Außentüren und Außenfensterfenster 334<br />
44 43<br />
Sonnenschutz 338<br />
Küchentechnische Anlagen 471<br />
* Auswertung handschriftlicher Auftragszettel<br />
Strategische Kostengruppen - Klinik<br />
33<br />
18<br />
Innentüren 344<br />
Fernseh- und Antennenanlagen 455<br />
Niederspannungsinstall.anlagen 444<br />
12 11 11 8<br />
Raumheizflächen 423<br />
Abwasser-,Wasseranlagen; sonstiges 419<br />
Such- und Signalanlagen 452<br />
Kostengruppen nach DIN 276<br />
Innentüren und Innenfenster 344<br />
A-Kostengruppe<br />
B-Kostengruppe<br />
C-Kostengruppe<br />
3 1 1 1<br />
Abwasseranlagen 411<br />
Telekommunikationsanlagen 451<br />
Seite 56
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Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Design als Kostentreiber<br />
Zugänglichkeit:<br />
→ Leiter<br />
→ Hubsteiger<br />
De- / Remontage von<br />
Leuchtenteilen<br />
→ Werkzeuge<br />
→ Detailwissen<br />
→ Zeitaufwand<br />
→ Fingerabdrücke/<br />
Beschädigung<br />
Reflektoreigenschaften<br />
→ Verlust der<br />
Reflektionswirkung<br />
→ Reinigungsaufwand<br />
Fehlentscheidungen<br />
Strategie 1<br />
Leuchtenstandards<br />
Lebenszykluskosten Beleuchtung<br />
Energiekosten + Prozesskosten<br />
Kostentreiber Leuchtmittel<br />
Energieverbrauch<br />
Lichtwirkung sinkt in der<br />
Nutzungszeit<br />
Lebensdauer<br />
→ Problem: Firmenangaben bei<br />
Billiganbietern!<br />
Aufwand bei Umstellung auf<br />
andere Leuchtmittel<br />
→ Vorschaltgeräte umrüsten<br />
→ Adapter<br />
(teilw. Qualitätsprobleme)<br />
Beschädigungen<br />
bei Leuchtmittelwechsel<br />
→ der Reflektoren<br />
Strategie 2<br />
Leuchtmittelstandards<br />
Seite 57
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Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Tragwerk<br />
Strategische Bauteile in Baukonstruktionen<br />
Baukonstruktionen<br />
KG 300<br />
Ausbau<br />
Technik<br />
KG 400<br />
40 % 30 % 20 %<br />
15 % 10 %<br />
Strategische<br />
Komponenten<br />
Bodenbelag<br />
Seite 58
<strong>Nachhaltiges</strong> <strong>Bauen</strong> <strong>durch</strong> <strong>Kybernetische</strong> Architektur<br />
Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Lebenszykluskosten für Granit und Betonwerkstein<br />
Beispiel Instandsetzung Bodenbelag im Hbf Frankfurt<br />
12.000.000 €<br />
10.000.000 €<br />
8.000.000 €<br />
6.000.000 €<br />
4.000.000 €<br />
2.000.000 €<br />
- €<br />
Hoher Pflegeaufwand <strong>durch</strong> regelmäßige<br />
Beschichtungen (Polymerdispersion) bei<br />
Betonwerkstein<br />
Betonwerkstein<br />
geflammt + gebürstet<br />
Granit<br />
poliert + gelasert<br />
Granit<br />
geschliffen C120<br />
Jahre<br />
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30<br />
Seite 59
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Projektmethodik IPS Seminar 2012 in Heidelberg<br />
Lebenszykluskosten für Granit und Betonwerkstein – gesamt „Lupe“<br />
Beispiel Instandsetzung Bodenbelag im Hbf Frankfurt<br />
2.500.000 €<br />
2.000.000 €<br />
1.500.000 €<br />
1.000.000 €<br />
500.000 €<br />
- €<br />
Granit<br />
poliert + gelasert<br />
0 1 2 3<br />
Betonwerkstein<br />
geflammt + gebürstet<br />
Granit<br />
geschliffen C120<br />
Jahre<br />
Seite 60
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