Energieeffizienz von Nichtwohngebäuden - Ingenieurkammer ...
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Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Inhalt Fachforum:<br />
<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Begrüßung und Moderation<br />
Dr.-Ing. Siegfried Schlott, Vizepräsident der <strong>Ingenieurkammer</strong> Sachsen<br />
Wesentliche Änderungen der neuen EnEV – Konsequenzen für Eigentümer und<br />
Nutzer öffentlicher Gebäude<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Ulrich Marmai<br />
Bauphysikalische Bewertung der Gebäude und Modernisierungsempfehlungen<br />
Dr.-Ing. Saad Baradiy, öbuv Sachverständiger für Bauphysik und Schallschutz<br />
Energetische Bewertung der Nichtwohngebäude – Modernisierungsempfehlungen<br />
Dr.-Ing. Siegfried Schlott, Vizepräsident der <strong>Ingenieurkammer</strong> Sachsen<br />
Energieeffiziente Neubau- und Sanierungsmaßnahmen<br />
Dr. Bernd Wolters, Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie<br />
Einsatz erneuerbarer Energien für Nichtwohngebäude<br />
Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Schlegel, Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie<br />
1
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Zielstellung Fachforum:<br />
Bewertung <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
• Gesamtbewertung <strong>von</strong> Gebäude und Anlagentechnik -<br />
Konsequenzen für Eigentümer und Nutzer<br />
• (Prof. Marmai)<br />
• Handlungsbedarf durch den Gesetzgeber (ab 2008),<br />
• Aufzeigen der Potentiale, Modernisierungsempfehlungen<br />
• Beratung zur Finanzierung<br />
• Aus- und Weiterbildung der Ingenieure<br />
• Bewertung Baukonstruktion, Gebäudehülle, Bauphysik,<br />
• (Dr.-Ing. Baradiy, Dr.-Ing. Wolters, Dipl.-Ing. Schlegel)<br />
• Bewertung der Anlagentechnik,<br />
• (Dr.-Ing. Schlott)<br />
2
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
1. Vortrag Fachforum<br />
Wesentliche Änderungen der neuen EnEV – Konsequenzen<br />
für Eigentümer und Nutzer öffentlicher Gebäude<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. Ulrich Marmai<br />
3
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Dr.- Ing. Siegfried Schlott VDI<br />
Vizepräsident der <strong>Ingenieurkammer</strong> Sachsen<br />
Energetische Bewertung der Gebäude<br />
- Modernisierungsempfehlung-<br />
(Wohn- und Nichtwohngebäude)<br />
Gliederung<br />
1. <strong>Energieeffizienz</strong><br />
2. Potenzen im Energiemix, Umwandlungstechnologien<br />
3. Verbrauch in Schulen<br />
4. Zentral – dezentral Wärmeversorgung<br />
5. Kostenfunktionen, Aufwand und Einsparung<br />
6. Energetische Hebel<br />
7. Anlagentechnische Beispiele<br />
8. Zusammenfassung<br />
9. Lehrgang IKS und AKS<br />
4
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
<strong>Energieeffizienz</strong> Energiewirksamkeit<br />
Gebäude<br />
Wärme- und Stoffstrom für ein Gebäude<br />
5
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
<strong>Energieeffizienz</strong><br />
Energieertrag<br />
EFZ =<br />
=<br />
Energieaufwand<br />
E<br />
E<br />
ab<br />
zu<br />
EFZ<br />
=<br />
Biomasse +<br />
Wärme + Kälte + Strom<br />
Solar + Umweltenergie + Gas + Öl<br />
+<br />
Strom<br />
Wirtschaftlichkeit<br />
Kostenertrag<br />
W =<br />
=<br />
Kostenaufwand<br />
Ertrag aus Nutzung und Verkauf<br />
Kosten für Einkauf und Eigenaufwand<br />
6
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Möglichkeiten & Potenzen im Energiemix<br />
7
Umwandlungstechnologien<br />
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
8
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Realisierte Lösung - Beispiel<br />
9
Verbrauch<br />
Schulen<br />
10<br />
320<br />
300<br />
280<br />
260<br />
240<br />
220<br />
200<br />
180<br />
160<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
2830<br />
3060<br />
3110<br />
2590<br />
2620<br />
2400<br />
2660<br />
2600<br />
2050<br />
2610<br />
2950<br />
2060<br />
3040<br />
2280<br />
3030<br />
2880<br />
2240<br />
2490<br />
3400<br />
3080<br />
Nr. der Liegenschaften<br />
2870<br />
2940<br />
3010<br />
2540<br />
2630<br />
2680<br />
28<br />
26<br />
24<br />
22<br />
20<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
Wärme<br />
Strom<br />
Spez. Wärmeverbrauch in kWh/m²*a<br />
2840<br />
3220<br />
3150<br />
3330<br />
2150<br />
3170<br />
2830<br />
2210<br />
2940<br />
2450<br />
2230<br />
2250<br />
5470<br />
2820<br />
2960<br />
3290<br />
2600<br />
3280<br />
2580<br />
3360<br />
2390<br />
3030<br />
2480<br />
2220<br />
2900<br />
3210<br />
Nr. der Liegenschaften<br />
Spez. Stromverbrauch in kWh/m²*a
Schema Zentral - Dezentral<br />
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
25% (bei Altanlagen bis 45%)<br />
15% (bei Neuanlagen < 10%)<br />
11
Zentral - Dezentral<br />
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
HW_Heizwerk (1 Stck = zentral)<br />
WZ_Wärmezentralen (2 Stck = 2,5%)<br />
MBZ_Mehrblockzentralen (6 Stck = 7,5%)<br />
BZ_Blockzentralen (20 Stck = 25%)<br />
HZ_Hauszentralen (80 Stck = 100% = dezentral)<br />
4HZ 4HZ 4HZ<br />
1 BZ BZ BZ<br />
4HZ 4HZ 4HZ 4HZ 4HZ<br />
1 BZ BZ BZ BZ BZ<br />
4HZ 4HZ 4HZ 4HZ 4HZ 4HZ<br />
1 BZ BZ BZ BZ BZ BZ<br />
4HZ 4HZ 4HZ 4HZ 4HZ 4HZ<br />
1 BZ BZ BZ BZ BZ BZ<br />
MBZ MBZ MBZ MBZ MBZ<br />
MBZ<br />
WZ<br />
WZ<br />
HW<br />
12
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Kostenfunktion dezentrale Wärmeerzeuger<br />
spez. Kosten in €/kW<br />
200<br />
180<br />
160<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
y = 1331,4x -0,4936<br />
0 200 400 600 800 1.000 1.200<br />
Wärmeleistung WZ in kW<br />
Kessel Potenziell (Kessel)<br />
spez. Kosten in €/kW<br />
120<br />
100<br />
80<br />
y = 269,81x -0,3114<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
0 200 400 600 800 1.000 1.200<br />
Wärmeleistung WZ in kW<br />
Brenner Potenziell (Brenner)<br />
QH = 120 kW
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Aufwand und Einsparung<br />
Beispiel (Stand WSchVO):<br />
Sanierung Ost-West AW:<br />
Heizwärmeinsparung: 40 kWh/m²a<br />
Investkosten: 24 €/m²NF<br />
14
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Kostensenkung durch Dezentralisierung<br />
Relative spez. Wärmekosten<br />
1,5<br />
1,4<br />
1,3<br />
1,2<br />
1,1<br />
1,0<br />
0,9<br />
0,8<br />
0,7<br />
0,6<br />
0,5<br />
0,4<br />
0,3<br />
0,2<br />
0,1<br />
0,0<br />
Im Beispielfall:<br />
Optimaler Dezentralisierungsgrad: 20% bis 40%<br />
Maximale Einsparung<br />
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0<br />
Grad der Dezentralisierung<br />
15
Energetische Hebel<br />
Energetische Hebel und effiziente Energieanwendung<br />
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Anlagentechnische Maßnahmen / Anlagenaufwandszahl<br />
Brennwertkessel als Bezugsbasis<br />
zentzrale selbstständige Einrichtungen zur Verringerung und Abschaltung der<br />
Wärmezufuhr in Abhängigkeit der Außentemperatur<br />
Raumweise Regelung der Raumtemperatur<br />
Leistung > 25 kW, Umwälzpumpen 3-stufig / Drehzahlregelung<br />
Zirkulationspumpen mit selbstständig wirkender Ein-und Ausschaltung<br />
warmgehende Leitungen dämmen und innerhalb der thermischen Hülle verlegen<br />
Aufrechterhaltung der energetischen Qualität beim Wärmeschutz<br />
Ausnahmen / Befreiung<br />
Anlagenaufwandszahl e p e p =(Q P,max / (Q h + Q TW )) Q P,max = max. Primärenergieaufwand<br />
Keine Mindestanforderungen an die Anlagentechnik<br />
Q h = Jahresheizwärmebedarf<br />
Q TW = Wärmebedarf TWWB<br />
Energetische Hebel für eine Effizenzsteigerung bei der Raumheizung, WWB und Lüftung<br />
Jahresnutzungsgrad der Heizungsanlage<br />
Wärmeerzeuger: zentral oder dezentral<br />
(Heizung / WWB) Kombination zentral und dezentral<br />
Wärmeträger / Energieverbrauch / Nennleistung<br />
Abgasverluste (aus der Kesselprüfung)<br />
Nutzungsgrad Heizwärmeverteilung (DN, Länge,Dämmung)<br />
Vor- und Rücklauftemperatur / Betriebszeit (Vollaststunden)<br />
Regelungstechnische Ausstattung<br />
Warmwasserbedarf (Wasserbedarf, Temperatur)<br />
Elektrische Hilfsenergie (Pumpen RH & WWB, Ventilatoren, MSR)<br />
Einbindung Einbindung erneurbarer Energien<br />
16
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Belastungsverlauf Raumheizung<br />
1,20<br />
Relativer Belastungsgrad<br />
1,00<br />
0,80<br />
0,60<br />
0,40<br />
0,20<br />
0,00<br />
Mittlerer Belastungsgrad = 42%<br />
5762 h/a<br />
WWB ganzjährig<br />
8760 h/a<br />
0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000<br />
Betrieb in Stunden<br />
h/ta<br />
450<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0<br />
Belastungsgrad<br />
Praktische Häufigkeitsverteilung<br />
Geordnete Häufigkeitsverteilung<br />
17
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Dezentrale Pumpe<br />
18
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Rohrleitungsverluste<br />
19
Vakuumdämmung - Wärmeleitzahlen<br />
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Mit der Vakuumdämmung kann der Wärmeverlust um den Faktor 4 verringert werden<br />
20
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Beleuchtung Glühbirne<br />
21
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Leuchtstofflampe<br />
22
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Zusammenfassung der Wärmeverluste (Beispiel 200m² NF)<br />
Zusammenfassung Wärmeverluste und Hilfsenergie<br />
Spez. Energiekosten:<br />
Energetische Hebel<br />
kElt = 0,15 €/kWh<br />
4.800 € Kesseltausch <strong>von</strong> Konstantkessel auf Brennwertkessel kGas = 0,065 €/kWh<br />
950 € Verteilung RH Verlegung <strong>von</strong> außerhalb nach innerhalb d. thermischen Hülle<br />
450 € Unrüstung <strong>von</strong> ungeregelten auf geregelte Pumpen (1 Pumpe)<br />
650 € Heizkörperregelung <strong>von</strong> xP =2K auf xP = 0K<br />
450 € Verteilung TWWB Verlegung <strong>von</strong> außerhalb nach innerhalb d. thermischen Hülle<br />
125 € Speicher TWWB Verlegung <strong>von</strong> außerhalb nach innerhalb d. thermischen Hülle<br />
7.425 €<br />
einfache<br />
Rückflußdauer<br />
Altanlage / Vergleichswert: 1.961 €/a 162 €/a 2.123 €/a 100,0%<br />
Einrechnung der energetischen Hebel: 1.618 €/a 38 €/a 1.656 €/a 78,0%<br />
modifizierte energieeffiziente Anlage: 343 €/a 125 €/a 467 €/a 22,0% 4,5 a<br />
Energiekosten Raumheizung & WWB Wärme Strom Gesamt Prozent<br />
Einsparungen:<br />
Einsparung Beispiel für 200m²:<br />
Wärme Elt Wärme<br />
Kosten<br />
Elt Gesamt<br />
Wärmeerzeugung (KK ==> BWK) 17.252 kWh/a 0 kWh/a 1.121 €/a 0 €/a 1.121 €/a<br />
Verteilung Raumheizung 1.620 kWh/a 104 kWh/a 105 €/a 16 €/a 121 €/a<br />
Umrüstung auf geregelte Pumpe 2.403 kWh/a 0 kWh/a 156 €/a 0 €/a 156 €/a<br />
Heizkörperregelung (P ==> PI) 1.624 kWh/a 0 kWh/a 106 €/a 0 €/a 106 €/a<br />
Verteilung WWB 1.660 kWh/a 132 kWh/a 108 €/a 20 €/a 128 €/a<br />
Speicherung WWB 340 kWh/a 14 kWh/a 22 €/a 2 €/a 24 €/a<br />
Raumbe- und -entlüftung 0 kWh/a 0 kWh/a 0 €/a 0 €/a 0 €/a<br />
Nutzerverhalten 0 kWh/a 0 kWh/a 0 €/a 0 €/a 0 €/a<br />
24.899 kWh/a 250 kWh/a 1.618 €/a 38 €/a 1.656 €/a<br />
Schlussbemerkung<br />
Die energetischen Hebel für eine effiziente Energieverwendung im Altbau sind bisher noch lange nicht umfassend genutzt. O<br />
beziehung des Nutzerverhaltens wird im vorgerechneten Beispiel ein Einsparpotential <strong>von</strong> ca. 1.341 €/a aufgezeigt.<br />
Hier kann und sollte der erfahrene Ingenieur ansetzen, um eine effiziente Energieeinsparung für den Nutzer zu erreichen.<br />
23
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Weiterbildung durch AK + IK in Sachsen<br />
24
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Lehrgangsübersicht_1<br />
Lehrgang der <strong>Ingenieurkammer</strong> Sachsen<br />
und der Architektenkammer Sachsen<br />
Träger<br />
PG Energie der Architektenkammer und der <strong>Ingenieurkammer</strong> Sachsen<br />
Gesamtleitung Dr. Schlott, <strong>Ingenieurkammer</strong> Sachsen<br />
Wissenschaftliche<br />
Leitung<br />
Prof. Marmai, Chemnitz<br />
Prof. Roloff, TU Dresden<br />
Organisation Dr. Nitzsche, <strong>Ingenieurkammer</strong> Sachsen<br />
Dauer<br />
72 Doppelstunden an 9 Wochenenden, Freitag und Samstag<br />
Beginn/Abschluss 9. und 10. März 2007/6. und 7. Juli 2007<br />
Lehrgebiet 2: Gebäudeentwurf und Baukonstruktion7 Doppelstunden<br />
Dipl.-Ing. Reiter Reiter Architekten BDA, Dresden<br />
Prof. Roloff<br />
Technische Universität Dresden, Institut Bauklimatik<br />
25
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Lehrgangsübersicht_2<br />
Lehrgebiet 3: Bauphysik<br />
20 Doppelstunden<br />
Dr. Blechschmidt Ingenieurbüro für Bauphysik, Dr.-Ing. Volker Blechschmidt, Zwickau<br />
Dr. Baradiy<br />
Sachverständigenbüro Bauphysik, c/o iproplan Chemnitz<br />
Lehrgebiet 4: Thermische Energietechnik 36 Doppelstunden<br />
Prof. Marmai Chemnitz<br />
Prof. Reichel Ingenieurbüro für Haustechnik Hartmannsdorf GmbH, Hartmannsdorf<br />
Dr. Schlott<br />
Dr. Schlott und Partner GmbH Ingenieurbüro für TGA, Zwickau<br />
Prof. Trogisch HTW Hochschule für Wirtschaft und Technik Dresden<br />
Lehrgebiet 5: Elektro- und MSR-Technik 6 Doppelstunden<br />
Prof. Hartig<br />
Hochschule Mittweida, FB Informations- und Elektrotechnik, Mittweida<br />
Dipl.-Ing. Rothe Chemnitz<br />
Dipl.-Ing. Weber Ingenieurbüro für Elektrotechnik, Sehma-Cranzahl<br />
26
Forum „<strong>Energieeffizienz</strong> <strong>von</strong> <strong>Nichtwohngebäuden</strong><br />
Schluss<br />
Nicht weil die Dinge schwierig sind,<br />
wagen wir es nicht,<br />
sondern weil wir es nicht wagen,<br />
sind die Dinge schwierig.<br />
H. W. Roth, SV Tag 2004 Leipzig, (LTG)<br />
Vielen Dank für Ihre Geduld und<br />
Aufmerksamkeit und den besten Erfolg<br />
beim Vermehren der gewonnenen<br />
Erkenntnisse.<br />
27
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