Daten
Kommune
Titz
Größe
9,8 MB
Datum
30.10.2014
Erstellt
08.10.14, 18:04
Aktualisiert
08.10.14, 18:04
Stichworte
Inhalt der Datei
Machbarkeitsstudie zur energetischen Sanierung des Schulzentrums Titz
3.1.4
Fenster und Außentüren
Im Bestand sind Fenster und Außentüren in den meisten Fällen nicht luftdicht eingebaut
und weisen nur eine schlechte Dämmqualität auf. Beim Austausch und Einbau von neuen,
thermisch getrennten und luftdicht eingebauten Fenstern entsteht eine gänzliche neue
bauphysikalische Situation. Die Fenster sind nunmehr nicht mehr zwingend der kälteste
Punkt der Fassade, ein Feuchtetransport durch Fugen wird weitestgehend
weitestgehend ausgeschlossen.
Als Reaktion auf diese Veränderten Rahmenbedingungen muss zwingend ein
Lüfttungskonzept entwickelt werden, um eine Verschlechterung der Raumluftqualität und
insbesondere um Feuchteschäden zu vermeiden. Da eine ausreichende Fensterlüftung
Fensterl
nicht immer sicher gestellt werden kann – gerade im Fall der nichtbesetzten Zeiträume – ist
eine kontrollierte Be- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung dringend zu empfehlen
(siehe Titel 3.4.3 Lüftung).
Sollte im Zuge einer baulichen Umsetzung in Erwägung
Erwägung gezogen werden, nur die Fenster
auszutauschen, ohne gleichzeitig eine Dämmung der Außenwände umzusetzen (wie im
Bestand in derr Grundschule zu Zeit umgesetzt),
umgesetzt), so muss sichergestellt sein, dass die
Fassadendämmung später wärmebrückenfrei angeschlossen
angeschlossen werden kann. Optimal ist
jedoch eine zeitgleiche Umsetzung der Maßnahmen, da die Fenster erwiesenermaßen in
der Dämmebene sitzen sollen, um die geringsten Einbauwärmeverluste zu erzielen.
(siehe Abbildung 52 Beispiel Isothermenverlauf Passivhausfenster, Einbausituation in
Dämmebene)
Es wird angeraten, beim Austausch der Außentüren diese in den Gebäudeteilen mit
Schüler- beziehungsweise Publikumsverkehr mit automatischen Türschließern auszustatten,
um die Wärmeverluste durch eine nicht ordnungsgemäße Benutzung (dauergeöffnet
halten) zu reduzieren. Wenn möglich, sollte hier immer ein Windfang ausgebildet werden.
Abbildung 51 Beispiel Isothermenverlauf Passivhausfenster, Einbausituation Außenkannte Mauerwerk18
18
Quelle: (PHI, Arbeitskreis kostengünstiges Bauen, Protokollband 37, [PHI37])
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Abbildung 52 Beispiel Isothermenverlauf Passivhausfenster, Einbausituation in Dämmebene19
Im Zuge der energetischen Variantenbildungen wurde im Bereich der alten Bestandsfenster
(Hauptschule sowie Nebenräume der Turnhallen),
Turnhallen) sowohl in der Betrachtung der
Sanierung nach EnEV 2014 als auch der Sanierung nach EnerPHit-Standard,
EnerPHit
der
Neueinbau von Kunststofffenstern mit Dreifachverglasung kalkuliert. Ein Einbau von
Dreifachverglasungen
lasungen ist heute gegenüber Zweifachverglasungen Standard,
Standard sowohl aus
wirtschaftlicher als auch aus energetischer Hinsicht. Der kostenmäßige Mehraufwand der
de
Fenster gegenüber einer Zweifachverglasung (wie 2010 in der Grundschule verbaut) ist
heute kaum noch erheblich, jedoch ist der Dämmeffekt um ein Vielfaches höher als bei der
Zweifachverglasung.
Im Bereich der Turnhallen wurde der Ausbau der Glasbausteinwände
Glasbausteinwände kalkuliert, da diese
aus energetischer Sicht völlig unzureichend sind. Auch hier wurde der Austausch gegen
Dreifachverglasungen kalkuliert, jedoch unter einer Reduzierung der Fensterflächen, um
Wärmeverluste zu Nordausrichtungen zu vermeiden (nennenswerte
(
solare
olare Gewinne sind
nur nach West-/ Süd- und Ostrichtung zu erzielen).
Da die ursprünglichen Fenster in der
der Grundschule erst im Jahr 2010,
2010 gegen neue,
thermische Fenster, die jedoch nur zweifach verglast sind, ausgetauscht wurden,
wurden werden
hier im Bereich der EnEV-Variante
Variante diese nicht ausgetauscht. In der EnerPHIt-Variante
EnerPHIt
wird
hier ein, aus Nachhaltigkeitsgründen nicht wirklich vertretbarer Austausch untersucht und
abschließend eine Variante mit Passivhauskomponenten gebildet, unter Beibehaltung
Beibehalt
der
derzeit vorhandenen Fenster.
19
Quelle: (PHI, Arbeitskreis kostengünstiges
günstiges Bauen, Protokollband 37, [PHI37])
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Abbildung 53 Effizienzklassen
klassen Passivhausfenster. Es wurden im EnEV Fall PH-Fenster
PH Fenster der Klasse B-C
B installiert, für die
anderen Varianten Fenster der Effizienzklasse
Effizienz
A.
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3.1.5
Sonnenschutz
Im Winter sollen über die Fensterflächen möglichst hohe solare Gewinne erzielt werden,
um diese als passive Wärmequelle zu nutzen. Im Sommer müssen vor allem die nach
Süden ausgerichteten Räume gegen eine Überhitzung durch diese geschützt werden. Aus
diesem Grunde
runde ist es notwendig, die Südfassaden mit Sonnenschutz auszustatten. Ein
solcher sollte möglichst vor den Fenstern,
Fenstern in der Dämmebene wärmebrückenfrei und
luftdicht ausgeführt werden. In der Praxis haben sich hier Raffstore-S
Raffstore Systeme, evtl. auch
Stoffbehängee bewährt, die sich relativ kostengünstig realisieren lassen. Gerade im
Schulbereich empfiehlt sich eine motorbetriebene Sonnenschutzvariante, zusätzlich
ausgerüstet mit einem SonnenSonnen und Windwächter. Der Sonnenwächter hilft, das
Raumklima zu optimieren, während
ährend der Windwächter die Behänge vor witterungsbedingten
Beschädigungen schützt.
Abbildung 54 Beispiel Fassadenschnitt Vorhandfassade mit Passivhausfenster und Raffstore20
20
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3.2
3.2.1
Haustechnik
Grundsätze eines Wärmeversorgungskonzepts
Ziele eines Wärmeversorgungskonzepts
Grundsätzliches Ziel eines Wärmeversorgungskonzepts ist es, die, in der Regel begrenzt
vorhandenen, finanziellen Mittel möglichst effizient und nachhaltig,
nachhaltig im Sinne der, im
Folgenden, aufgeführten Aspekte zu verwenden:
•
•
•
•
•
•
•
•
Energieeinsparung zur Minimierung der Energieverbrauchskosten
Energieeinsparung zur Minimierung von Emissionen und Klimabelastung
Sicherstellung einer mittelmittel und langfristig bezahlbaren Energieversorgung
gieversorgung
Berücksichtigung von Zukunftsoptionen
Steigerung der Unabhängigkeit von Energiepreisentwicklungen
Einhaltung gesetzlicher Rahmenbedingungen
Verbesserung des Raumklimas, Berücksichtigung von Behaglichkeitskriterien
(Gesunderhaltung)
Einige dieser Aspekte sind mehr oder weniger miteinander verknüpft
Zusätzliche Randbedingungen bei Sanierungsmaßnahmen
Zusätzlich sind bei Bestandssanierungen folgende Randbedingungen zu berücksichtigen:
•
•
•
•
•
•
Sanierung von sowieso-abgängigen
sowieso
en technischen Installationen,
Installationen Auflösung von
Sanierungsstau
Vorlaufende Schwachstellenanalyse der bestehenden Technik
Auswertung von vorhandenen Messdaten
Mess
Nutzungsspezifische und organisatorische Randbedingungen sind zu beachten
Bei einer zeitlich gestaffelten Abfolge mehrerer Einzelmaßnahmen
Einzelmaßnahmen sind in der
gesamten Sanierungsphase Überinvestitionen und -dimensionierungen
dimensionierungen aufgrund von
Provisorien zu minimieren (Orientierung am Endzustand).
Während der gesamten Sanierungsphase sind ausreichende Jahresnutzungsgrade
und ggf. Lastanteile/ Laufzeiten
Laufzeiten von technischen Einrichtungen anzustreben
Randbedingungen zur Erfüllung der Anforderungen aus ENEV und EEWärmeG
Durch das EEWärmeG sind zusätzliche Aufwendungen zum Einsatz regenerativer
Energieversorgungsarten erforderlich. Für öffentliche Objekte sind dazu grundsätzlich
schärfere Bedingungen zu erfüllen,
erfüllen
als für nicht-öffentliche
öffentliche Bauvorhaben
(Vorbildcharakter).
An alle Maßnahmen sind im EEWärmeG spezifische Gütekriterien und
Mindestdeckungsraten geknüpft (Mindestanforderungen). Die Randbedingungen des
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EEWärmeG sind vor allem dann zu erfüllen, wenn Sanierungsmaßnahmen in einem
zeitlichen Zusammenhang stehen.
Emissionsbewertung
Emissionsbewertung
Zur Bewertung von global-wirksamen
wirksamen Emissionen können Leitwerte Orientierung geben z.B. spezifische CO2-Emissionen
Emissionen oder –Äquivalente,
quivalente, die globale UmweltUmwelt und
Klimabelastungen repräsentieren.
Sonstige Bewertungskriterien
Zur Bewertung von Aspekten
pekten wie z.B. der Nachhaltigkeit oder bei der Berücksichtigung
Berücksich
lokaler Effekte müssen in der Regel mehr oder weniger individuelle und übergeordnete
Bewertungskriterien angewendet werden
Ebenso können Kriterien anhand von bereits existierenden Bewertungsverfahren
angewendet werden (z.B. „DENA-Standards
„DENA
“ o.ä.).
3.2.2
Vorgehen zur Erstellung eines Wärmekonzeptes
Aus den zuvor genannten Zielen und Randbedingungen ergibt sich folgendes,
folgendes
grundsätzliches Vorgehen, das nachfolgend erläutert wird. Es wird eebenfalls in einer
verkürzten Form auf einige Hintergründe eingegangen.
1. Reduktion des Wärmebedarfs
Hintergrund des grundsätzlichen Verbrauchsreduktionsgebots ist, dass jede Nutzung von
Energie letztendlich die Umwelt belastet. Selbst die Verwendung von rationellen
r
oder
regenerativen Energien stellt in dieser Hinsicht grundsätzlich keine Ausnahme dar, auch
wenn natürlich deutliche Unterschiede z.B. zur Nutzung fossiler Energieträger festzustellen
sind.
Auch rationale oder regenerative Wärmeerzeugungsanlagen
gsanlagen belasten
die Umwelt
proportional zum Verbrauch, spätestens dann, wenn alle Glieder der Prozesskette
berücksichtigt werden.
Auch regenerative Energiequellen sind endlich und - ggf. lokal - nur begrenzt verfügbar
(z.B. Holz). Ihre Nutzung bedeutet
bedeutet ebenfalls technischen Aufwand und benötigt
Ressourcen, die möglichst für alle reichen sollten.
Zudem ist keine „Zaubertechnik oder Zaubermaschinen“
Zaubermaschine “ verfügbar, deren ergänzender
Einsatz derartig entlastend wirkt, dass ein mangelhafter Verbraucher oder eine
ei schlechte
Gebäudesubstanz kompensiert werden könnten.
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Eine Verringerung des Bedarfs hingegen wirkt grundsätzlich positiv und nachhaltig auf alle
betrieblichen Emissionen. Zu beachten ist allerdings, dass keine Materialien verwendet
werden, deren eigene Umweltbilanz die betrieblichen Einsparungen aufzehren.
Mit einer grundsätzlichen Reduktion des Wärmebedarfs der zu versorgenden Einrichtungen
werden viele der o.g. Ziele in idealer Weise erreicht. Passive Wärmeerträge aus inneren
Prozessen, Abwärmenutzung und passive solare Erträge können so einen höheren Anteil
am Jahresenergiebedarf erreichen und insbesondere den Einsatz fossiler Energieträger
vermeiden helfen.
Der Idealzustand ist erreicht, wenn keine zusätzliche Energie von außen zugeführt
werden muss (z.B. Nullenergiehaus)
2. Vermeidung von Spitzenlasten
Spitzenlasten reduzieren technische Wirkungsgrade und sind somit oft überproportional an
schlechten Jahresnutzungsgraden und hohen Verbrauchskosten beteiligt. Meist sind im
Spitzenlastfall kurzzeitig besonders hohe Systemtemperaturen oder -leistungen
leistungen erforderlich.
Oft sind dazu sogar Zusatzsysteme technisch vorzuhalten und einzuschalten.
Wärmespitzenlasten treten im Jahresverlauf in der Regel selten auf, so dass sich die dazu
erforderlichen technischen
en Einrichtungen – oder Überdimensionierungen - aufgrund von
geringen Betriebszeiten entsprechend schlechter amortisieren.
Investiv vergleichsweise aufwendige Systeme wie PelletsPellets oder Wärmepumpentechnologie,
Solarthermie oder BHKW-Konzepte
Konzepte können sich jedoch
jedoch nur dann amortisieren, wenn auch
entsprechend lange Betriebszeiten dieser Anlagen möglich sind. Als reine
Spitzenlasttechnologie sind derartige Systeme deshalb ungeeignet.
Nutzungsbedingte, periodische Spitzenlasten lassen sich oft durch den Einsatz von
Speichertechnologien beseitigen oder zumindest dämpfen (z.B. im Bereichen von Minuten
bis wenige Stunden). Durch Speichertechnologien können Spitzenlasten verringert oder
verlagert werden. Im Bestand sind durch entsprechende Messreihen wesentliche
Verursacher
rsacher von Spitzenlasten meist gut zu lokalisieren und zu reduzieren.
Länger andauernde thermische Spitzenlasten (z.B. im Bereich von Tagen oder Wochen bis
hin zu Saisonspeichern) bedeuten deutlich aufwendigere Speichertechnologien, die
aufgrund des heute noch üblichen Dämmstandards oft räumlich und wirtschaftlich nicht
mehr oder noch nicht sinnvoll darstellbar sind.
Im Rahmen eines Versorgungskonzepts wird deshalb denjenigen Verbrauchern besondere
Aufmerksamkeit gewidmet, die maßgeblich Spitzenlasten verursachen.
veru
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Der Idealzustand ist dann erreicht, wenn Zeiten mit Spitzenlastleistungen und
Teillastzuständen durch Speichertechnologien komplett ausgeglichen und „geglättet“
werden können.
3. Senkung der mittleren Versorgungstemperaturen
Thermodynamisch wird der Wirkungsgrad von Heizsystemen verbessert, wenn das
Nutztemperaturniveau abgesenkt werden kann. Konventionelle Energieträger können so
besser ausgenutzt werden und Wärmeverluste - auch in der Verteilung - werden verringert.
Wirkungsgrade
grade von alternativen Technologien wie Wärmepumpen, Solaranlagen usw.
weisen eine noch höhere Abhängigkeit von betrieblich erforderlichen Nutztemperaturen
auf.
Ein Absenken der notwendigen Systemtemperaturen in Heiznetzen ist für einige
Alternativkonzepte - z.B. der WärmepumpentechnologieWärmepumpentechnologie oder der Solarthermie – sogar
zwingend erforderlich, um ausreichende Wirkungsgrade zu erreichen und einen effizienten
Betrieb zu ermöglichen. So erzielt eine Wärmepumpe in Kombination mit einer
Fußbodenheizung bessere Jahresnutzungsgrade,
ahresnutzungsgrade, als in Kombination mit Heizkörpern.
Auch BHKWs sind ebenfalls mit Brennwerttechnologie verfügbar, so dass hier mit niedrigen
Systemtemperaturen die besten Nutzungsgrade erreichbar sind.
Ein Minimieren von Systemtemperaturen in der Heiztechnik
Heiztechnik erfordert - neben den
Verbesserungen an der Gebäudehülle – in der Regel zusätzlich den Einsatz von
flächendeckenden Niedertemperaturheizsystemen wie Fußbodenheizungen oder der
Betonkerntemperierung (BKT). Allerdings ist deren spezifische Leistung je Flächeneinheit
begrenzt, so dass thermische Schwachstellen in der Gebäudehülle (Fensterdämmung,
Fensterlüftung) durch bauliche Maßnahmen auf ein Mindestmaß reduziert werden müssen.
Dies ist im Gebäudebestand nachträglich oft nur mit erheblichem baulichem
bauliche Aufwand
erreichbar.
Ebenfalls zu prüfen ist von Fall zu Fall der Einsatz von Lüftungsanlagen mit einer möglichst
hohen Wärmerückgewinnung, um insbesondere den oft sehr hohen Anteil von
Fensterlüftungsverlusten (30 bis zu70%) in gut gedämmten Gebäuden zu reduzieren.
Alle diese genannten Technologien müssen wesentliche Teile der Gebäudeheizlast
übernehmen, um die höheren Anschaffungskosten amortisieren zu können.
Der thermodynamische Idealzustand ist erreicht, wenn die erforderlichen
Heizkreistemperaturen nur noch unwesentlich über der Raumsolltemperatur liegen.
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3.2.3
Jahresdauerlinie Wärmebedarf & Lastverteilung
Um ausgewählte aktive Maßnahmen der Wärmeerzeugung miteinander vergleichen zu
können reicht es nicht aus, nur den „Auslegungsfall“ der Gebäude – z.B. benötigte
Wärmeleistung am statistisch kältesten Tag des Jahres - zu betrachten.
Es müssen vielmehr alle Lastzustände eines ganzen Jahres betrachtet werden, also auch
Teillastfälle.
In einem ersten Schritt werden im Bestand für den Istzustand entsprechend repräsentative
Verbrauchswerte aufbereitet, z.B. durch Auswertung von WärmeWärme oder Gaszählern. Durch
Verfahren
ahren zur Klimabereinigung können Verbrauchswerte auf ein mittleres Nutzungsjahr
normiert werden. Dazu werden örtliche Wetteraufzeichnungen einbezogen.
Für den Istzustand ebenfalls zu berücksichtigen sind mittelmittel und langfristige Prognosen
hinsichtlich einer
er möglichen Nutzungsänderung. Gegebenenfalls werden ebenfalls
gesetzliche Vorgaben und Rahmenbedingungen - etwa ENEV-Kriterien - vorgeprüft.
In einem zweiten Schritt werden statistische KlimaKlima und Nutzungsprofile genutzt, um aus
den gewonnen klimabereinigten
klimabereinigten Verbrauchskenndaten des Gebäudes charakteristische
Zeitverläufe des Wärme- und gegebenenfalls auch Strombedarfs zu erhalten.
Das Gebäude wird über ein Jahr weg „statisch simuliert“. Dazu werden u.a. statistische
Temperaturverläufe für Außentemperaturen
Außentemperaturen und Nutzungsprofile für Raumtemperaturen
genutzt.
In einem dritten Schritt werden die zeitliche Abfolge verschiedener Lastzustände und deren
Häufigkeit nach Leistung sortiert und in einer sogenannten „Geordneten Jahresdauerlinie
des Heizwärmbedarfs“ für ein mittleres, klimatisches Normaljahr berechnet und dargestellt.
In
der
Summe
ergibt
sich
wieder
der
prognostizierte
klimabereinigte
Jahreswärmeverbrauch, die einzelnen Lastzustände sind lediglich übersichtlicher verteilt.
Die Darstellungsform der geordneten
geordneten Jahresdauerlinie zeigt übersichtlich auf, welcher
Gebäudelastzustand zeitlich mit welcher Häufigkeit auftritt. Die genaue zeitliche Abfolge
der Lastzustände ist dabei unerheblich. Meist wird eine Darstellungsfolge in zeitlich
abfallender Folge gewählt.. Das Maß für den Jahresenergiebedarf sind dabei jeweils die
Flächen unter den Kurven.
Mit steigender Güte des Dämmstandards der einzelnen baulichen Varianten sinkt der
Wärmebedarf und die Fläche unter der Kurve der geordneten Jahresdauerlinie wird
analog kleiner. Es sind darüber hinaus folgende Grenzparameter als charakteristische
Gebäudekennwerte direkt erkennbar: Spitzenleistung, Grundlast und Heizzeit.
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Diese Darstellung erfolgt sowohl für verschiedene bauliche Varianten:
-
den instandgesetzten Istzustand
Istzustan
die energetische Sanierung z.B. auf Basis der Vorgaben z.B. der ENEV (Stufe 2)
als zu erreichender Mindeststandard der Gebäudehülle
der energetischen Sanierung z.B. auf Basis des sog. EnerPHit-Standards
EnerPHit Standards (Stufe 3).
Die Darstellungsform der geordneten Jahresdauerlinie erlaubt, die im Folgenden
untersuchten
Wärmeerzeugungsalternativen,
deren
Deckungsanteil
an
der
Jahresheizenergiearbeit und die wirtschaftlichen Parameter zu ermitteln und miteinander zu
vergleichen.
3.2.4
Variantenbildung und rechnerisches Vorgehen
Den zuvor dargestellten Grundsätzen folgend,
folgend werden im Energiekonzept verschiedene,
aufeinander technisch abgestimmte, aktive und passive Maßnahmen vorgeschlagen.
Aus den vorgeschlagenen Maßnahmen an der Gebäudesubstanz (passiv) und am
Energieversorgungssystem
orgungssystem (aktiv) wird,
wird der Übersichtlichkeit halber, eine begrenzte Anzahl
von „bautechnisch sinnvollen Paketen“ oder Varianten gebildet – z.B. Erneuerung der
Bodendämmung in Verbindung mit dem Einsatz einer Fußbodenheizung. Es entsteht eine
Verzahnung
g der architektonischen und technischen Vorschläge.
Durch die Variantenbildung soll die Entscheidungsfindung
Zusammenhängen möglichst erleichtert werden.
von
komplexen
Ziele sind es:
1.
2.
die vorgeschlagenen Sanierungsmaßnahmen auf Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit
Wirtschaftlic
zu untersuchen, so dass
ss sich für den Bauherrn eine, nach wirtschaftlichen Kriterien,
Kriterien
gestufte Rangfolge von Handlungsempfehlung ergibt
die Gesamtkosten zu ermitteln um ein vorhandenes Gesamtbudget zu beachten
Auswahl passiver Maßnahmen – Wärmebedarf, Thermische Gebäudehülle
Passive Maßnahmen zur Reduktion des Wärmebedarfs – z.B. Dämmungen an „Dach„Dach und
Gefach“
sind dazu in diesem Bericht im Bereich der Gebäudehülle (Titel 3.1)
beschrieben.
Weitere Möglichkeiten zur Reduktion des Wärmebedarfs
Bei den heute üblichen gut gedämmten Gebäuden mit gleichzeitig hohen inneren
Wärmequellen (Personen- und Gerätedichte) beträgt
gt der Heizwärmeanteil zur
Konditionierung der notwendigen Frischluft in der Regel mehr als 50 % des
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Gebäudegesamtwärmebedarfs. Dieser Energieverlustanteil der ungeregelten Fensterlüftung
ist nicht steuerbar. Lüftungsanlagen mit WRG kommt dabei auch eine besondere
b
Rolle im
Nachweisverfahren wie ENEV, PHPP, usw. zu.
Zusätzlich sind derartige Lüftungsanlagen unabdingbar,
unabdingbar um insbesondere in Gebäuden
mit hoher Personendichte,
Personendichte ausreichend gute Luftqualitäten zu erreichen und
bauphysikalischen Mängeln vorzubeugen.
vorzubeugen. Eindeutige Aussagen zu einer guten
lufthygienischen Qualität mit einer Begrenzung der Luftschadstoffe macht die rel. neue DIN
EN 13779.
In gut gedämmten und „luftdichten“ Gebäuden – insbesondere wenn die thermische Güte
über das Mindestmaß
tmaß der ENEV hinausgehen
hin
soll – ist ihr Einsatz dringend zu empfehlen.
Müssen Gebäude zusätzlich aktiv gekühlt werden, vergrößert sich das thermische und
wirtschaftliche Einsparungspotential entsprechend.
Einige Kommunen machen den Einsatz derartiger Anlagen im Schulbereich
Schulbere
schon seit
Jahren zur Pflicht (z.B. Stadt Aachen).
Durch eine effiziente, stromsparende, flächendeckende Lüftungsanlage mit
Wärmerückgewinnung (WRG) für alle Aufenthaltsbereiche kann der Anteil der
Lüftungswärmeverluste
erheblich
und
und
nachhaltig
reduzie
reduziert
werden.
Wärmerückgewinnungsgrade von Lüftungsmaschinen können mehr als 80% betragen.
Zur Erzielung dieses positiven Effekts ist bei Wärmerückgewinnungsanlagen im
EEWärmeG/ ENEV eine Minimierung des Hilfsenergieaufwandes gefordert, was neben
dem Einsatz hocheffizienter Antriebe z.B. entsprechende Kanalgrößen erfordert,
erfordert um den
kanalseitigen Luftwiderstand zu begrenzen.
Zusätzlich lassen sich ggf. auch die Anschlusskosten und Nennleistungen der
einzusetzenden Wärme- und ggf. auch Kälteerzeuger z.T. deutlich
deutlich reduzieren.
Es bieten sich zwei grundsätzliche Konzepte von Lüftungsanlagen zur Vermeidung von
Fensterlüftungsverlusten an:
•
•
dezentrales Lüftungskonzept mit WRG
zentrales Lüftungskonzept mit WRG
Zusätzlich sind allerdings bauliche Aufwendungen zu berücksichtigen, wie z.B.:
•
•
•
•
Installationsplatzbedarf
Abhangdeckenaufwand
Raum- und Schachtbedarf
ggf. Dachaufstellflächen
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Diese ergänzenden Optionen müssen wirtschaftlich und ggf. auch baurechtlich geprüft
werden. Eine allgemeine Lüftungspflicht für Schulgebäude
Schulgebäude existiert derzeit jedoch nicht.
Die Mehrkosten für beide genannten Lüftungskonzepte sind erheblich, so dass immer auch
eine Grundsatzentscheidung ansteht. Insbesondere die möglichen Betriebszeiten sind bei
einer wirtschaftlichen Betrachtung von Bedeutung.
B
Auswahl aktiver Maßnahmen, Wahl verschiedener Wärmeversorgungssysteme
Aus der Darstellung „Geordnete Jahresdauerlinie“ als approximierter JahresJahres
Heizwärmebedarf lassen sich für die einzelnen Varianten vergleichende Rückschlüsse
ziehen auf:
•
•
•
•
•
•
•
erreichbare
hbare Lastanteile der verschiedenen Technologien und Kombinationen
Ermittlung sinnvoller Auslegungen bzgl. Anlagenleistungen
Erfüllung gesetzlicher Randbedingungen (z.B. EEWärmeG)
Verbrauchs- und Wartungskosten
Investitionskosten
Umweltbelastung
Weitere Nachhaltigkeitskriterien
achhaltigkeitskriterien
Es ist diejenige Heizsystemvariante - bestehend aus Wärmeerzeugung, Wärmeverteilung
und Wärmeabgabe - zu wählen, die:
•
•
alle technischen und die wirtschaftlichen Betriebsbedingungen einhält
den Wärmeenergiebedarf möglichst wirtschaftlich
wirtschaftlich und umweltschonend im Sinne der
o.g. Aspekte bereitstellt.
Bei einer zeitlichen Staffelung von Sanierungsmaßnahmen sind der IstIst und Endzustand zu
berücksichtigen. Ggf. sind Interimsmaßnahmen erforderlich.
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3.2.5
Objektspezifisches Vorkonzept zur Wärmeversorgung
Wärmeversorgung
Im Rahmen dieser Machbarkeitsstudie wird ein Vorkonzept zur Wärmeversorgung erstellt.
Dieses orientiert sich an der Realisierung von wärmetechnischen Dämmstandards, so wie
er im Rahmen der Empfehlungen des Titels Gebäudehülle (Titel 3.1) vorgeschlagen wird.
Aus den architektonisch
tektonisch vorgeschlagenen Maßnahmen resultiert ein Dämmstandard, der
zwischen den Erfordernissen der gültigen ENEV und denen des Passivhausstandards für
den Gebäudebestand („EnerPHit“) liegt.
Der Wärmebedarf im Istzustand wird damit tatsächlich mittelfristig nahezu
nahezu halbiert.
Auf Basis dieses erwarteten Wärmebedarfs
Wärmebe
im sanierten Zustand - inkl.
l. der prognostizierten
zukünftigen Veränderungen durch Nutzungsänderungen
Nutzungsänderungen (Primuskonzept) - ergibt die Basis
zur Ermittlung der erwarteten Verbrauchsstruktur in der geordneten Jahresdauerlinie.
Die Einflüsse einer erweiterten Küchennutzung im Rahmen des Primuskonzepts
Primuskonz
sind dabei
noch nicht erfasst,
t, da eine verlässliche Prognose,
Pr
aufgrund der derzeitigen Datenlage,
Datenlage
noch nicht möglich ist.
Die hier seitens TGA vorgeschlagenen Versorgungsvarianten lassen sich damit für
Vorentscheidungen und erste wirtschaftliche Betrachtungen hinreichend genau vergleichen
und es lassen sich vor
or allem Variantenvorauswahlen und Richtungsentscheidungen treffen.
Zur präzisieren Leistungsbestimmung und Verifizierung der Vorauswahl – ggf. unter
geänderten Randbedingungen des Auftraggebers - ist ein erweitertes Energiekonzept
unbedingt zu empfehlen.
Dies
ies setzt allerdings voraus, dass weitere Entscheidungen und Präzisierungen getroffen
werden, hinsichtlich:
•
•
•
•
Ausbildung der gewünschten Schulstruktur (Küche)
Schwimmbadeinbindung
Präzise Randbedingungen der dynamischen Wirtschaftlichkeitsberechnungen
Kostenbudget
stenbudget in Bezug auf die Liste zur Schwachtstellenanalyse, Einschätzungen
Beurteilung der thermischen Qualität der Gebäudehüllen, Senkung des Wärmeverbrauchs
und der Spitzenlasten
Es wurden entsprechend dem o.g. Vorgehen zunächst Maßnahmen an den Gebäuden
Gebäud und
deren thermischen Hüllen geprüft, die den Energieverbrauch reduzieren.
Hier sind, nach heutigen Maßstäben,
Maßstäben erhebliche Einsparpotentiale erkennbar. Die
thermische Qualität der Gebäudehüllen entspricht nicht mehr oder nur z.T. dem heutigen
technischen
n Standard und ist beteiligt am:
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•
•
•
hohen Energieverbrauch
z.T. Höhe der Spitzenlasten (z.B. in Wiederaufheizphasen)
schlechten Teillastverhalten
Weitere Zielvorgaben ergeben
Niedrigenergiehausstandard
oder
Gebäudebestand“ EnerPHit.
sich z.B. noch durch die ENEV,
den
sog.
„Passivhausstandard
für
den
den
Die entsprechenden Maßnahmen werden im Bereich der Architektur (Titel 3.1) untersucht.
Senkung der
der Versorgungstemperaturen
Versorgungstemperaturen
Da im Bestand flächendeckend vor allem Heizkörper installiert sind, wird die
Wärmeversorgung auch in Zukunft vergleichsweise hohe Versorgungstemperaturen
erfordern (im Auslegungsfall mind. > 50°C, i.d.R. im Bestand 60 – 70°C). Durch
Austausch aller Heizkörper wäre eine begrenzte Absenkung der Heiz-Vorlauftemperaturen
Heiz Vorlauftemperaturen
möglich. Es fallen jedoch hohe wirtschaftliche Aufwendungen an. Ein Austausch ist z.Zt.
nicht empfehlenswert, da die bestehenden Heizkörper noch überwiegend in einem guten
Zustand sind.
Der flächendeckende Einsatz einer Fußbodenheizung wäre nach einer energetischen
Sanierung der Gebäudehülle zwar ebenfalls technisch möglich, bedeutet aber ein RückRück
und Neubau aller Böden und entsprechend wirtschaftliche Aufwendungen. Eine
flächendeckende
ckende Versorgung über Fußbodenheizung wäre nur bei einer Kernsanierung der
Gebäude wirtschaftlich darstellbar.
Damit scheiden z.B. Wärmepumpen aus, die ein Versorgungstemperaturniveau von
maximal ca. < 45°C erfordern. Das zukünftige Temperaturniveau wird mittelfristig bei
70°C und wird als langfristiges Optimum eher bei ca. 60°C liegen, wenn alle
vorgeschlagenen Maßnahmen an der Gebäudehülle durchgeführt würden.
Da im Bestand flächendeckend vor allem Heizkörper installiert sind und bleiben, wird die
Wärmeversorgung
versorgung auch in Zukunft entsprechend hohe Versorgungstemperaturen
erfordern.
Prognose des Jahreswärmeverbrauchs im Schulzentrum Titz, geordnete Jahresdauerlinie
des Heizwärmebedarfs
Aus dem Istzustand wurde für das vorliegende Objekt in einem ersten Schritt
Sc
der
Wärmebedarf nach DIN EN 12831 bzw. ENEV (s. technische Daten der
Gebäudesteckbriefe) - mit getrennter Angabe für TransmissionsTransmissions und Lüftungsverluste - aus
den bisher realisierten Bauvorhaben ermittelt.
Anhand der Klimadaten für den Bereich Titz, den Messwerten aus der Messkampagne
2013/14 und der Typisierung der einzelnen Gebäude wurde daraus in einem 2. Schritt
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der zeitliche Wärmebedarf
(Klimabereinigung).
für
ein
klimatisches
Normaljahr
abgeschätzt
Zur Vorbemessung verschiedener Wärmeerzeugungstechnologien
Wärmeerzeugungstechnologien wurde aus dem
genäherten zeitlichen Wärmebedarf in einem 3. Schritt eine geordnete Jahresdauerlinie
des Wärmebedarfs errechnet (s. Anhang), die insbesondere zur Vorauslegung der
Wärmeerzeuger geeignet ist.
Als Fazit erscheint eine Halbierung des
des jährlichen Wärmeenergiebedarfs technisch
problemlos möglich – je nach realisiertem Wärmedämmstandard (ENEV, EnerPHit oder
Zwischenzustand). Dies ist an den geordneten Jahresdauerlinien im Anhang erkennbar.
Das Maß für den Jahresenergiebedarf sind dabei jeweils die Flächen unter den Kurven.
Sonstige Randbedingungen, thermischen und hydraulische Einbindung: (Sollzustand)
Sanierung der Wärmeverteilung
Hydraulische
Optimierung
der
Kesselzentrale
und
der
Verteilungen,
Ermöglichen eines Brennwertbetriebes durch Sicherstellung niedriger – optimal geregelter Rücklauftemperaturen (siehe Anhang, Abbildung 100) und maximal möglicher
Temperaturspreizungen zwischen
ischen VorlaufVorlauf und Rücklauf
Ersatz
der
für
hydraulischen Schaltungen
den
Niedertemperaturbetrieb
ungeeigneten
Vorgeschlagen werden sog. Einspritzschaltungen mit 2 Wege-Ventilen,
Wege Ventilen, die sowohl eine
überaus gute hydraulische Entkopplung aller Heizkreise und Trassen, als auch die
niedrigsten möglichen Rücklauftemperaturen aus den Heizkreisen ermöglichen.
Hydraulischer Abgleich der Heizkreise
Heizkörper ohne voreinstellbare Heizkörperthermostatventile oder drosselbare
Rücklaufverschraubungen erhalten voreinstellbare
voreinstellbare Regelventile. Hydraulische Kurzschlüsse
werden so vermieden, das Netz wird technisch kalkulierbar, die Rücklauftemperaturen
werden beschränkt und der Fördervolumenstrom von Heizungspumpen auf das
notwendige Maß reduziert. Zonen mit Unterversorgung lassen sich so beseitigen.
Durch die gleichzeitige bedarfsgerechte Fahrweise von Pumpen läßt sich auch das
Stromeinsparpotential heutiger Pumpen
Pump in vollem Umfang ausnutzen.
Für eine Erweiterung aber auch für einen effektiven Einsatz von zukünftigen
Alternativtechnologien (BHKW, Pelletkessel, Pufferspeicher) ist dies zwingend erforderlich.
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Vorrüstung oder Einsatz eines Pufferspeichers
Die hydraulische Einbindung verschiedener Wärmeerzeuger – insbesondere bei
ergänzendem Einsatz von Alternativtechnologien
Alternativtec
– erfolgt durch einen thermischen
Pufferspeicher, der mehrere Funktionen erfüllt:
•
•
•
•
•
•
hydraulische Entkopplung der
der verschiedenen Wärmeerzeuger und Verbraucher
(gleichzeitig Funktion als „hydraulische Weiche“)
thermische Einkopplung verschiedener Temperaturniveaus
Temperaturniveaus in den Prozess (z.B. bei
Solaranlagen, ggf. dezentral für die Sporthallenbereiche)
Speicherung von Energiemengen, die nicht zeitgleich
zeitgleich oder leistungsgleich zur
Nutzung bereitstellbar sind (z.B. Solaranlagen)
Sicherstellung einer optimalen Folgeschaltung verschiedenartiger Wärmeerzeuger
Dämpfung von kurzzeitigen Verbrauchsspitzen
Sicherstellung der Mindestlaufzeit
Mindest
von zukünftigen BHKW- oder Pelletanlagen
Spätestens bei einer Erweiterung der Heizzentrale um einen ökologischen Baustein
(Solaranlage-, BHKW- oder Holzfeuerung usw.) ist der Speicher in die Hydraulik
einzubinden.
3.2.6
Eigenschaften möglicher Wärmeerzeuger
SpitzenSpitzen- und Reservewärmeerzeuger: GasGas-Kesselanlage
Allgemeine Funktion
Die Funktion von Kesselanlagen ist eigentlich trivial und
u
grundsätzlich bekannt, so dass
hier nur in kurzer Form auf diese Technik eingegangen wird.
Unterschiede der Kessel- und Brennertypen bestehen in der Regel nur in den verwendeten
Materialien und der Feuerungstechnik. In den letzten Jahren sind hier – ähnlich wie in der
Fahrzeugtechnik – immer weitergehende Verbesserungen erzielt worden. So werden im
Gas-Niedertemperaturbereich
Niedertemperaturbereich fast ausschließlich Brennwertgeräte verwendet, die aufgrund
der verwendeten besseren Materialien keine Probleme mit Verbrennungskondensaten
Verbrennungskond
aufweisen. Der Kondensationseffekt erlaubt gleichzeitig eine höhere Ausnutzung des
Brennstoffes – die Mehrkosten haben sich gegenüber konventioneller
konventioneller Technik relativiert.
Atmosphärische Gasbrenner werden nur noch selten eingesetzt, weil die VerbrennungsVerbrennungs
Gemischaufbereitung i.d.R. schlechter als bei „gesteuerten“ Brennern mit Gebläse ist und
so ein höherer Anteil an SekundärSekundär Schadstoffen entstehen kann.
In Altanlagen ist zudem der Bereitschaftsverlust
Bereitschaftsverlust von atmosphärischen Anlagen durch
„Naturzug“ hoch. Zur Verbesserung der Verbrennungstechnik werden insbesondere im
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größeren Leistungsbereich Gas-Gebläsebrenner
Gas Gebläsebrenner eingesetzt, die durch Verwendung von
Lamdasonden die Gemischaufbereitung optimieren
optimieren und nur wenig „Schadluft“ durch den
Kesselkörper fördern. Drehzahlgeregelte Antriebe der Brenner-Lüftermotore
Brenner Lüftermotore erlauben einen
in weiten Bereichen leistungsgeregelten Betrieb.
Bei Gas-Neuanlagen
Neuanlagen im mittleren und großen Leistungsbereich werden deshalb bei
konventionellen heutzutage Brennwertgeräte mit Gas-Gebläsebrenner
Gas Gebläsebrenner eingesetzt.
Auslegungskriterien
Zur späteren Spitzenlastversorgung und aus Redundanzgründen wird eine zentrale
modulierende Gas-Brennwertkesselanlage
Brennwertkesselanlage auf nahezu 100% der Gebäudenennlast
ausgelegt
elegt bzw. ist bereits vorhanden.
Aus technischer Sicht kann ein brennwerttauglicher Kesselwärmetauscher nicht
überdimensioniert
werden
und
führt
eher
zu
höheren
Wirkungsgraden.
Die Modulation erlaubt zudem eine Leistungsanpassung bis zu einer Teillast von
vo ca. 20 –
30%. Gleichzeitig ist hierdurch ggf. ein Umschalten der Versorgungsprioritäten zwischen
alternativem Brennstoff und Gas möglich (Tarifautonomie).
Grundlastwärmeerzeugung durch GasGas-BHKW
Allgemeine Funktion
BHKW-Aggregate
Aggregate liefern im Betrieb gleichzeitig StromStrom und Wärme. Sie arbeiten im
Grundlastbereich des verfügbaren Lastprofils der abnehmenden Verbraucher.
Mit Erdgas oder Heizöl (fossile Energieträger) befeuerte BHKW zählen zur sog. „rationalen
Energieanwendung“.
g“. Wird das BHKW mit nachwachsenden Ressourcen betrieben (Biogas,
Pflanzenöl, Holz) zählt es entsprechend zu den regenerativen Energieanwendungen.
Der Vorteil einer wärmegeführten BHKW-Anwendung
BHKW Anwendung ist in jedem Fall, dass die bei der
gekoppelten Stromproduktion
ion prozessbedingt anfallende Abwärme lokal direkt genutzt
werden kann - im Gegensatz zu herkömmlichen Kondensationskraftwerken.
Sinkt der aktuelle Gebäudewärmebedarf unter die BHKW-Mindestwärmeproduktion,
BHKW Mindestwärmeproduktion,
schaltet das Aggregat frühzeitig – wärmegeführt – ab. Dadurch wird eine nicht nutzbare
Wärmeüberproduktion verhindert.
Bei dieser wärmegeführten Sichtweise ist der Strom quasi Nebenprodukt. Er wird deshalb
emissions-bilanztechnisch
bilanztechnisch oft als „Stromgutschrift“ betrachtet.
Entsprechend einer energetisch und wirtschaftlich sinnvoll einsetzbaren BHKWBHKW
Leistungsgröße verringern sich der konventionelle Strombezug und gleichzeitig die damit
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verbundenen,
anrechenbaren
Kondensationskraftwerken.
„volkswirtschaftlichen“
Prozessverluste
von
Als Antriebsaggregat kommen Ottomotoren (Erdgasbetrieb), Dieselmotoren (Heizöl und
Pflanzenöl) aber auch Stirlingmaschinen (Wärmezufuhr über jeden Brennstoff inkl.
in
Solarthermie und Holz) in Frage.
Auch bei Brennstoffzellen handelt es sich um BHKW, da diese – nur ohne mechanische
Antriebskomponente - ebenfalls Wärme und Strom gekoppelt erzeugen (Erdgasbetrieb)
Auslegungskriterien
Die minimale Auslegungsleistung orientiert sich an den derzeitig gültigen gesetzlichen
Erfordernissen aus EnEV und EEWärmeG für das jeweilige Objekt.
Die maximale
ximale Auslegungsgröße orientiert sich an den Möglichkeiten,
Möglichkeiten ausreichende
Laufzeiten zur Wärme- und Stromproduktion für das Aggregat zu erzielen, so dass auch ein
wirtschaftlicher Betrieb gegeben ist.
Abgeschätzt ergibt sich ein wirtschaftlicher Betrieb eines
ei
BHKW-Aggregats
Aggregats dann, wenn
unter Volllastbedingungen mindestens ca. 5.000 – 6.000 Betriebsstunden pro Jahr erreicht
werden können. Für allgemeine Gebäudetypen wie Bürogebäude, Schulen, Wohngebäude
ergeben sich daraus BHKW-Auslegungsleistungen,
Auslegungsleistungen, die sich im Bereich von 10 – 20% des
Wärmebedarfs des Gebäudes bewegen (siehe geordnete Dauerlinie des
Jahreswärmebedarfs).
Die geordnete Jahresdauerlinie zeigt, dass bei einer BHKW-Auslegung
BHKW
im
Grundlastbereich (10 – 20%), bereits erhebliche Anteile an der benötigten
benöti
Jahreswärmemenge über das BHKW bereitgestellt werden können. Dieser Anteil liegt bei
den o.g. Gebäudetypen i.d.R. im Bereich von 30 – 50%.
Gebäudetypen mit erheblich größeren Grundlasten wie z.B. Schwimmbädern kann der
Leistungsanteil entsprechend größer
grö
gewählt werden.
Ein zu groß ausgelegtes Aggregat (über die Grundlast hinaus) führt zu Taktbetrieb und
langen Stillstandszeiten, so dass das Investitionsziel - eine Mindestdeckung des
Wärmeenergiebedarfs - nicht erreicht werden kann.
In begrenztem Maße kann die Betriebszeit eines BHKW durch Leistungsregelung oder
Stufenschaltungen verlängert werden. Dies geht allerdings zu Lasten des Wirkungsgrades,
bedeutet ein Mehraufwand an Regelungstechnik und ist z.Zt. nur bei kleinen Aggregaten
verfügbar.
Um kurzzeitige
eitige Schwankungen im aktuellen
entsprechende Pufferspeicher eingesetzt.
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Wärmebedarf
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zu
glätten,
werden
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Durch die Stromgutschrift wärmegeführter BHKW-Aggregate
BHKW Aggregate können zudem erhebliche
Mengen an CO2-Emissionen
Emissionen in der Gesamtbilanz eines Gebäudes eingespart werden, da
entsprechende Emissionen in konventionellen Kraftwerken indirekt vermieden werden.
Dies wird in den Bilanzmodellen - z.B. der EnEV - grundsätzlich berücksichtigt.
Grundlastwärmeerzeuger HolzHolz-Pelletkessel
Allgemeine Funktion
Pelletskessel
bestehen
aus
einer
automatischen
Brenngutförder
Brenngutförderund
Ascheaustrageinrichtung, zünden automatisch über ein Heißluftgebläse und besitzen eine
primäre und sekundäre Verbrennungszone. Ein lambda-geregeltes
lambda geregeltes Saug-Zug-Gebläse
Sa
sorgt für optimale Verbrennungsbedingungen.
Zur exakten Anpassung an die thermische Last wird ein modulierender Pelletvorschub mit
elektronischer Regelung verwendet.
Es wird eine innen verlegte, druckdichte Abgasanlage aus Edelstahl über Dach
Da geführt.
Pelletskessel werden grundsätzlich in der Bauart Standkessel mit großem Wasservolumen
und geringem inneren Druckverlust ausgeführt (gleichzeitige Wirkung als hydraulische
Weiche, einfache regelungstechnische Integration).
Dadurch entfallen separate
rate Druckausgleichsstrecken oder –behälter
behälter (separate hydraulische
Weichen) und aufwendige Druckregelarmaturen bzw. elektronische Kompensationsregler.
Auslegungskriterien
Die minimale Auslegungsleistung orientiert sich an den derzeitig gültigen gesetzlichen
Erfordernissen aus EnEV und EEWärmeG für das jeweilige Objekt.
Ein Pelletskessel weist trotz Leistungsregelung eine vergleichsweise hohe thermische
Trägheit auf, so dasss er nur bedingt spitzenlasttauglich ist. Die Leistungsregelung ist
aufgrund des im Feuerraum befindlichen Festbrennstoffes ebenfalls nur zeitverzögert
möglich, so dass ebenfalls ein Pufferspeicher benötigt wird,
wird, um kurzzeitige
Leistungsschwankungen auszugleichen.
auszugleichen. Ein Taktbetrieb ist ebenfalls nur unter bestimmten
Bedingungen möglich bzw. sollte aus technischen Gründen minimiert werden.
Die minimal regelbare Leistung eines Pelletkessels beträgt ca. 20 - 30% der Nennlast. Sie
ist so zu wählen, dass sie nicht unter der langfristige Gebäudewärmegrundlast der Heizzeit
liegt um nicht übergroße Pufferspeicherkapazitäten zu erfordern.
Die maximale Auslegungsgröße orientiert sich an
regelungstechnischen und wirtschaftlichen Randbedingungen.
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diesen
beschriebenen
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Ein Pelletkessel kann unter den beschriebenen Aspekten deshalb i.d.R. nur auf den
Grundlastbedarf von ca. 20 – 40 % ausgelegt werden (s.a. geordnete Jahresdauerlinie des
Wärmebedarfs).
Die geordnete Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs zeigt, dass bei einer Pelletkessel
Pell
Auslegung in diesem Bereich bereits erhebliche Anteile an der benötigten
Jahreswärmemenge bereitgestellt werden können. Dieser Anteil liegt bei den o.g.
Gebäudetypen i.d.R. im Bereich von 60 – 80%.
Nachteilig bei Pelletanlagen in dicht besiedelten
besiedelten Zonen ist ggf. eine nicht ganz
auszuschließende, zeitweilige Geruchsbelästigung der unmittelbaren Nachbarschaft durch
Windeinflüsse. Es werden zwar alle Grenzwerte eingehalten, trotzdem sollte durch die Lage
des Kamins mit entsprechender Sorgfalt gewählt werden (Hauptwindrichtung etc.)
Ebenfalls zu berücksichtigen ist
Zusatzplatzbedarf auslösen kann.
die
Brennstofflagerung,
die
einen
erheblichen
Es ist eine Bunkeranlage auszulegen, die im Dauerbetrieb für mindestens 2 - 4 Wochen
Lagerkapazität bereitstellt,
t, um nicht einen zu häufigen LKW-Anlieferungsverkehr
LKW Anlieferungsverkehr zu
verursachen.
Grundlastwärmeerzeugung: Thermische Solaranlage zur Warmwasserbereitung
Es können sowohl Flach- als auch Röhrenkollektoren verwendet werden. Röhrenkollektoren
benötigen tendenziell geringere
gere Kollektorflächen (ggf. Vorteil bei Platzbeschränkungen),
sind aber spezifisch teurer. Im Falle einer zusätzlich gewünschten Heizungsunterstützung
weisen Röhrenkollektoren Vorteile auf, da ihre Verluste bei den im Heizfall vorhandenen
tiefen Außentemperaturen
raturen geringer sind.
Die solare Wärme wird direkt in-Pufferspeichern
in
eingekoppelt.
Bei der Auslegung wird Sommervolldeckung angestrebt, um den taktenden Betrieb
anderen Wärmeerzeuger mit längeren Stillstandszeiten zu vermeiden Dies ist z.B. bei
Kesseln energetisch unerwünscht (Auskühlverluste), bei BHKW aus mechanischen
Gründen. Die Kollektoren müssen dazu bei Südorientierung mit einem Neigungswinkel
von ca. 30 – 40° installiert werden.
Bei einer optional zusätzlich zu einem BHKW eingesetzten thermischen Solaranlage ist zu
berücksichtigen, dass die Anlage in der Übergangszeit nicht zu viel Wärmegrundlast
abdeckt, um die wirtschaftlich erforderlichen Mindestlaufzeiten des BHKW nicht zu
gefährden.
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3.2.7
Auswahl und Empfehlung für Wärmeversorgungsvarianten in Titz
Titz
Aus dem energetischen Konzept – insbesondere derr durchgeführten Mängelanalyse –
kommen aus Sicht der Verfasser im Fall des Schulzentrums Titz folgende technische
Wärmeerzeugungsstrategien und Anlagentechniken mittelmittel und langfristig in Betracht bzw.
werden vorgeschlagen:
GrundlastGrundlast- / Führungswärmeerzeuger
•
BHKW-Anlagemit
Anlagemit den Antriebsvarianten:
Antriebsv
Erdgas- oder Biogas-Ottomotor
Biogas
Stirlingmotor (Nutzung des Energieträgers Holz zur Stromerzeugung)
In BHKW-Anlagen
Anlagen können regenerative Brennstoffe (Biogas, Holz) oder rationell
genutzte Brennstoffe (Standard-Erdgas
(Standard Erdgas zur Stromerzeugung)verwendet werden
•
•
Pelletkessels als regenerativer Wärmeerzeugungsanteil, bei größeren Anlagen auch
Hackschnitzelfeuerungen
Einsatz
von
dezentralen
thermischen
Solaranlagen
bei
dezentralen
Warmwasserbereitungen
mit
hohem
Verbrauch
(Sporthallen,
Küchen),
Auslegung auff Sommervolldeckung zur Minimierung von Netzverlusten
(Vermeidung des verlustreichen Sommerbetriebs für die Technikzentrale
Wärmepumpenanlagen scheiden aufgrund des erforderlichen Temperaturniveaus für die
Heizungsanlage aus. Zweistufige Anlagen, die ein ausreichendes
ausreichendes Temperaturniveau
erreichen könnten, scheiden z.Zt. noch aufgrund des deutlich geringeren COP-Wertes
COP
aus
(Maß für den Wirkungsgrad).
Spitzenlastwärmeerzeuger
•
•
Nutzung
des
bestehenden
Gas Brennwertkessels
Gas-Brennwertkessels
als
redundanter
Spitzenlastwärmeerzeuger
Demontage des bestehenden Niedertemperatur-Heizkessels:
Niedertemperatur
Schaffung des erforderlichen Platzes für alternative Wärmeerzeugung
ggf. Weiterbetrieb des Geräts im Bestzustand als Redundanz
Zur Interimsversorgung, späteren Spitzenlastversorgung und für den zeitweisen
zeitwe
zur
Hochtemperaturbetriebentsprechender Heizkreise – wird diemodulierende GasGas
Brennwertkesselanlage beibehalten.
Gleichzeitig ist hierdurch ggf. ein Umschalten der Versorgungsprioritäten zwischen
alternativem Brennstoff und Gas möglich (Tarifautonomie),
(Tarifautonomie), wenn z.B. alternative
Brennstoffe wie Holz-Pellets
Pellets oder Hackschnitzel zum Einsatz kommen. Der Spitzenkessel
stellt ebenfalls die Redundanz bei Ausfall des Grundlastaggregats sicher.
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Thermische Solaranlage zur Warmwasserbereitung
Die solare Wärme wird direkt
rekt im Wärmepufferspeicher der Sporthallen eingekoppelt. Eine
solarthermische Anlage kann im einfachsten Fall auf die maximale Pufferspeicherkapazität
einspeicherbare Wärme ausgelegt werden. Dadurch werden die Solaranlagenkosten nicht
durch größere Pufferspeicher
speicher wirtschaftlich belastet und kein zusätzliche Platzbedarf
erzeugt.
Bei der Auslegung wird eine Sommervolldeckung angestrebt, da dann andere
Wärmeerzeuger nur im Teillastbetrieb bzw. mehr oder weniger intensiv Takten.
Bei einem optional eingesetzten
eingesetzten BHKW ist zu berücksichtigen, dass die Anlage in der
Übergangszeit nicht zu viel Wärmegrundlast abdeckt, um die Laufzeiten z.B. eines BHKW
nicht zu gefährden.
3.2.8
•
•
•
•
Anpassung der Hydraulik
Hydraulische Optimierung der Kesselzentrale und der Verteilungen, Ermöglichen
eines Brennwertbetriebes durch Sicherstellung niedriger Rücklauftemperaturen (siehe
Anhang, Abbildung 101)
Sanierung der Wärmeverteilung:
Ersatz der für den Niedertemperaturbetrieb ungeeigneten hydraulischen Schaltungen,
Absenkung der Rücklauftemperaturen und Sicherstellung einer ausreichenden
Temperaturspreizung zum bestimmungsgemäßen
bestimmungsgemäßen Betrieb der vorhandenen
vorhanden Anlagen.
Vorgeschlagen werden sogenannte Einspritzschaltungen mit 2 Wege-Ventilen,
Wege
die
sowohl eine überaus gute hydraulische Entkopplung aller Heizkreise und Trassen, als
auch die niedrigsten möglichen Rücklauftemperaturen aus den Heizkreisen
ermöglichen (siehe Anhang, Abbildung 101)
Für eine Erweiterung des Schulbetriebs in Bezug auf das Primuskonzept aber auch für
einen
n effektiven Einsatz von zukünftigen Alternativtechnologien (BHKW, Pelletkessel,
Pufferspeicher) ist dies zwingend erforderlich.
Durchführung eines hydraulischer Abgleichs
in geringem Umfang Austausch defekter Heizkörper
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3.2.9
Warmwassererzeugung Sporthallen
Wasserhygiene
Aus Gründen der Trinkwasserhygiene und Vermeidung von Keimkontaminationen im
Warmwassernetz sollten die vorhandenen Warmwasserspeicher zu reinen Pufferspeichern
mit Frischwasserstationen (thermische Durchlauferhitzer) umgebaut werden. In den
Speichern wird dann nur Heizungswasser vorgehalten (siehe Anhang, Abbildung 101)
3.2.10 Sporthallenheizung
Einsatz einer Schwingbodenheizung in der Sporthalle der Hauptschule, Ersatz der
Luftheizung – ggf. Sanierung der Lüftungskanäle und effiziente Nutzung zur
Wärmerückgewinnung.
3.2.11 Einsatz von Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung
•
•
Einsatz von Lüftungsanlagen zur Vermeidung von Feuchteschäden, ggf. Einsatz von
Anlagen mit WRG und Mehrfachnutzung der Luft (siehe Grafik xxxx_3.2.11.1) zur
zusätzlichen und nachhaltigen Sicherstellung lufthygienischer Parameter
Einsatz von Lüftungsanlagen in den Schulklassen zur Vermeidung von
Feuchteschäden in hochwertig
hochwertig gedämmten Gebäuden, ggf. Einsatz von Anlagen mit
WRG zur zusätzlichen und nachhaltigen Sicherstellung lufthygienischer Parameter in
Aufenthalts- oder Nassräumen und Räumen mit hoher Personendichte (s.a. DIN EN
13779)
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3.2.12 Einsatz von Stromspartechnologien, Beleuchtung und Hilfsstrom
•
•
•
Einsatz hocheffizienter Pumpen, Reduktion
Reduktion des Pumpenstrombedarfs
Es werden Pumpen mit einer Proportionalkennlinie eingesetzt, die mit fallendem
Volumenstrom (Last) den aufgebauten Differenzdruck automatisch verringern.
Zusammen mit einem gut regelbaren Motor wird dadurch der Hilfsenergiebedarf
gesenkt und hydraulischen Problemen vorgebeugt.
Einsatz von Lüftungsanlagen mit hocheffizienten Antrieben und druckverlustarm
ausgelegten Kanalnetzen
Erneuerung der Beleuchtungsanlagen in der Sporthalle der Hauptschule,
•
Erneuerung der Beleuchtungsanlage und/-oder
und/ oder
unsanierten Bereich der Hauptschulklassen
•
Verbesserung der Beleuchtungsanlagen in Grundschule und Sporthalle der
Grundschule durch Einsatz von Beleuchtungssteuerungen
Beleuchtung
Beleuchtungssteuerung
im
3.2.13 Gebäudeautomation und Zählerstruktur
•
•
Installation einer erweiterbaren gebäudeübergreifenden zentralen Regelung (DDC)
mittelfristige Erweiterung der DDC durch einen GLT-Rechner
GLT Rechner mit automatischem
Energiemesskonzept zur laufenden Kontrolle der Energieverbräuche, Benchmarking
und zur Fehlererkennung
3.2.14 Gesamtoptimierung benachbarter Liegenschaften
•
•
Wiedereinbindung des Schwimmbades zur Vergrößerung des Grundlastanteils für
alternative Wärmeerzeuger
Kopplung der Anlagentechniken des Schulzentrums mit
mit denen des Kindergartens
( Kindergarten partizipiert an ggf. eingesetzten Alternativtechnologien).
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4
Kosten und Wirtschaftlichkeit
Die ermittelten Ergebnisse aus der Bestandsanalyse, die reine Instandsetzungsmaßnahme
sowie einzelne Varianten zur energetischen Sanierung wurden mithilfe eines
Wirtschaftlichkeitstools vergleichend gegenübergestellt und überprüft. Es handelt sich
dabei um ein Excel-Tabellenwerk,
Tabellenwerk, welches im Hochbauamt der Stadt Frankfurt entwickelt
wurde. Gebäude verursachen über ihren
ihren gesamten Lebenszyklus hinweg Kosten. Diese
Dies
beziehen sich auf die Errichtung,
Errich
den Betrieb beziehungsweise Unterhalt und auch den
späteren Abriss des Gebäudes. Im Sinne eines wirtschaftlichen Umgangs mit Ressourcen
besteht bei der Konzeption eines Gebäudes – auch im Sanierungsfall – die Zielvorgabe,
die gebäudebezogenen Kosten während des Lebenszyklus zu minimieren.
„Im
Im Rahmen der knapper werdenden Haushaltsmittel ist es notwendig, für alle […]
durchgeführten Maßnahmen einen detaillierten Wirtschaftlichkeitsnachweis
W
tsnachweis zu erbringen.
Dabei kann es nicht Ziel sein, einzig die Investitionskosten zu minimieren und dabei hohe
Folgekosten in der Zukunft in Kauf zu nehmen. Vielmehr müssen sämtliche Kosten
während Bau und Betrieb eines Gebäudes über die gesamte Nutzungsdauer
Nutzun
incl.
einfacher Ansätze für die Umweltfolgekosten in der Berechnung enthalten sein. Daher
wurde ein Verfahren zur Berechnung der Gesamtkosten von Gebäuden entwickelt, welches
bei den Investitionskosten auf der DIN 276 (Fassung Juni 1993) basiert.“
basiert.“21
Das verwendete Berechnungswerkzeug der Stadt Frankfurt dient dazu, unter Einbeziehung
aller wesentlichen Faktoren die „jährlichen Gesamtkosten (Summe aus Kapitalkosten,
Betriebskosten und Umweltfolgekosten) über den gesamten Betrachtungszeitraum
(Planung, Bau, Betrieb, Abriss und Entsorgung) zu minimieren.“22 Im Folgenden wird die
Lesart des Tools schematisch dargestellt und die Ergebnisse zusammentragen. Die
detaillierten Berechnungen
erechnungen sind auf der Studie beigefügten CD zu finden.
21
22
Quelle: (Hochbauamt Frankfurt a. M.: Amtsverfügung 23/2000)
Quelle: (Leitlinien wirtschaftliches Bauen der Stadt Frankfurt a. M., www.energiemanagement.stadt-frankfurt.de
www.energiemanagement.stadt
(BNB) )
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4.1
4.1.1
Randbedingungen der Wirtschaftlichkeitsberechnung
Allgemeine Daten
Nachfolgend wird der Aufbau der Gesamtkostenberechnung (siehe
iehe CD) erläutert:
Im ersten Blatt ‚Gesamtkosten‘ „[…] werden für verschiedene Varianten der Bauausführung
die Gesamtkosten zusammengestellt. Diese setzen sich aus den Kapitalkosten, den
mittleren Betriebskosten über den Betrachtungszeitraum und den Umweltfolgekosten
Umwe
zusammen. Zur Charakterisierung des Gebäudes sind darüber hinaus wesentliche
Kenngrößen des Gebäudes mit aufgeführt, die Grundlage für die Gesamtkostenermittlung
waren. Damit fasst dieses Blatt alle wesentlichen Ergebnisse der anderen Rechenblätter
Rechenb
23
(Tabellen) zusammen.“
Der Betrachtungszeitraum wurde für die Gebäude des Schulzentrums der Gemeinde Titz
auf 25 Jahre festgelegt, dies entspricht einem realistischen Zeitraum, in dem die
Kostensteigerungen für Energie und Sonstiges abgeschätzt und die Investitionskosten
amortisiert werden können. Die mittlere Lebensdauer der verwendeten Bauteile liegt über
diesem Zeitraum
Bei der ökonomischen und ökologischen Bewertung über den Lebenszyklus des Gebäudes
ist es erforderlich, die Lebensdauer der Bauteile
Bauteile in die Bewertung einzubeziehen.
Die in den nachfolgenden
chfolgenden Tabellen
Tabelle ‚Baukosten‘ angegebenen Lebenserwartungen
beziehen sich auf den bisherigen Erfahrungszeitraum mit diesen Gewerken. Die
tatsächliche Lebensdauer der Bauteile wird vor allem von den Bauteileigenschaften,
Bauteileigenschaften, der
Ausführungsqualität, der konkreten Beanspruchung und der Wartung / Instandhaltung
beeinflusst. Die Lebenserwartung wird deshalb mit von-/bisvon
Werten angegeben.
Die Kosten für Inspektion und Wartung, Reinigung sowie der werterhaltende Bauunterhalt
werden mit einbezogen.
Der Kapitalzins auf dem freien Markt entspricht dem Zins der letzten fünf Jahre, zum
Zeitpunkt der Studie liegt er auf einem historischen Tief. Dieser
er ist mit 3,0 % angesetzt, das
entspricht einem mittleren Zinssatz
Zi
über eine Laufzeit von 25 Jahren. Für die, über den
reinen Instandsetzungsstand sowie die energetische Sanierung auf dem gesetzlichen
Mindeststandard (EnEV 2014),
2014) hinausgehenden Varianten wurde ein kumulierter Zinszatz
von 1,0 % angesetzt. Dieser geht davon aus, dass ein Teil der Sanierungskosten über das
KfW-Förderprogram 218 (Kredit) „IKK – Energetische Stadtsanierung – Energieeffizient
23
Quelle: (http://www.energiemanagement.stadt-frankfurt.de/Investive(http://www.energiemanagement.stadt
Massnahmen/Gesamtkostenberechnung/Gesamtkosten-Erlaeuterungen.pdf)
Massnahmen/Gesamtkostenberechnung/Gesamtkosten
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Sanieren“24 finanziert wird, mit einem, zum Zeitpunkt der Studie entsprechend
entsprechend niedrigen
Zinssatz von 0,1 %. Die Förderprogramme werden näher unter Titel 4.2.3 dieser Studie
erläutert. Das statistische Bundesamt lieferte die Daten zur Preissteigerung Energie und zur
Preissteigerung Sonstiges, betrachtet über die letzten 10 Jahre.
Gerechnet wurde nach der Annuitätenmethode,
A
die Annuitätsfaktoren errechnen sich aus
diesen Daten.
„Die Annuitätenmethode ist ein Verfahren der klassischen, dynamischen
Investitionsrechnung.
nsrechnung. Der Kapitalwert einer Investition wird auf die Nutzungsdauer so
verteilt, dass die Zahlungsfolge aus Einzahlungen und Auszahlungen in die sogenannte
Annuität umgewandelt wird. Im Gegensatz zum Kapitalwert wird also nicht der
Gesamtzielwert ermittelt,
ttelt, sondern der Zielwert pro Periode.“25
Aufbau der Tabelle:
Im Bereich der ‚Kapitalkosten‘ werden die reinen Investitionskosten für die untersuchten
Varianten zusammengefasst, eventuell abzüglich einzelner Zuschüsse (siehe Titel 4.2.3),
aus denen sich der Eigenkapitaleinsatz errechnet.
Unter Punkt ‚E. mittl. Betriebskosten‘ werden die Betriebskosten, die in der jeweils
untersuchten Variante
nte entstehen, zusammengefasst. Der Wert der mittleren Betriebskosten
bezeichnet
net dabei die durchschnittlich jährlichen Betriebskosten über den
Betrachtungszeitraum,
gemittelt
unter
Berücksichtigung
der
vorgenannten
Preissteigerungen.
Die unter ‚G. Gesamtkosten‘
osten‘ aufgeführten Werte beziffern jeweils die mittleren, jährlich
aufzubringenden Gesamtkosten der jeweils untersuchten Varianten, berechnet aus den
aufzubringenden Kapitaldiensten, mittleren Betriebskosten und Umweltfolgekosten.
Die Gesamteinsparsummen
en der Varianten beziehen sich dabei auf den instandgesetzten
instandgesetzte
Bestand, das heißt, die dringend erforderlichen
erforderliche Maßnahmen sind bereits in die
Grundlagenbetrachtung ‚Instandsetzung‘ mit eingeflossen.
24
(https://www.kfw.de/inlandsfoerderung/%C3%96ffentliche
//www.kfw.de/inlandsfoerderung/%C3%96ffentliche-Einrichtungen/EnergetischeStadtsanierung/Finanzierungsangebote/Energieeffizient-Sanieren-Kommunen-%28218%29/)
Stadtsanierung/Finanzierungsangebote/Energieeffizient
25
Quelle: (http://de.wikipedia.org/wiki/Annuit%C3%A4tenmethode)
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4.2
4.2.1
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
Parameter der dynamische
dynamischen
ynamischen Wirtschaftlichkeitsberechnung
Methode
Betrachtungszeitraum
Kapitalzins
Annuitätenmethode
25 Jahre
3 % (reine Instandsetzung sowie EnEV 2014)
durchschnittlicher Zins der letzten fünf Jahre auf dem
freien Markt, anteilig eingeflossen für nicht förderfähige
Maßnahmen
Kapitalzins
1 % (kumulierter Zins unter Berücksichtigung
Berücksi
KfWKredite für energetische Sanierungen
aktueller Förderzins der KfW-Bankengruppe
Bankengruppe
Programm 218 anteilig eingeflossen
Preissteigerung Energie
Preissteigerung sonstiges
im
5 % (für alle Energieträger gleich)
2,5 % nach statistischem Bundesamt
Abbildung 55 Deckblatt Gesamtkosten Hauptschule
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4.2.2
Berücksichtigung von Reinvestkosten, Restwerte
Im Rahmen der Machbarkeitsstudie und der Anwendung der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
des „Frankfurter Modells“ sind insbesondere bei technischen Anlagen Reinvestitionen zu
berücksichtigen, wenn der Betrachtungszeitraum der Liegenschaft die technische
Lebensdauer einer Komponente übersteigt.
Der Betrachtungszeitraum beträgt im vorliegenden
vorliegenden Fall des Schulzentrums Titz 25 Jahre
und orientiert sich an der Lebensdauer der baulichen Maßnahmen in der Architektur.
Um die, im Betrachtungszeitraum erforderlichen,
erforderlichen Reinvestitionen von kürzerlebigen
Anlagen der
er TGA zu berücksichtigen, werden die entsprechenden
entsprechen
zyklischen
Reinvestitionskosten technischer Anlagen durch einen entsprechenden Aufschlag auf die
prozentualen jährlichen Instandsetzungsaufwendungen berücksichtigt.
Der Aufschlag wird in erster Näherung durch einen linearen jährlichen prozentualen
Abschreibungsanteil gebildet. Durch die Annuitätenmethode und den berücksichtigten
allgemeinen Preissteigerungsansatz des Frankfurter Modells werden die zyklischen
Reinvestitionskosten damit „dynamisiert“.
Nachteilig
teilig ist bei dieser Betrachtungsweise, dass gegebenenfalls vorhandene Restwerte
technischer Anlagen nicht als „wirtschaftlicher Bonus“ berücksichtigt werden können. Wenn
man vereinfachend annimmt, dass die Restwerte den zukünftigen Rückbaukosten
entsprechen,
hen, ist dieser Einfluss jedoch unerheblich.
4.2.3
Energiepreise
Bezug, Bruttokosten (mittlere Energiekosten für Privatpersonen in Titz)
Strom
0,2270 Euro/kWh
Gas (Erdgas)
0,0640 Euro/kWh (im Vorkonzept ohne
Berücksichtigung Steuerrückerstattung BHKW Gas
Ga
Pellet
0,0534 Euro/kWH
Vergütung, Bruttovergütungen
BHKW Strom eingespeist
0,105 Euro/kWh
BHKW Strom selbstgenutzt
vermiedener Strompreis (im Vorkonzept ohne
Berücksichtigung von Zahlung der EEG Umlage für
sebstgenutzten Strom)
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4.2.4
Fördermittel
Zur finanziellen Unterstützung der energetischen Baumaßnahmen können
Fördermöglichkeiten in Anspruch genommen werden.
KfWKfW-Förderprogram 218
Im Rahmen der Förderprogramme der KfW-Bankengruppe
KfW Bankengruppe steht das Programm
Progra
218
26
(Kredit) „IKK – Energetische Stadtsanierung
Stadtsanieru – Energieeffizient Sanieren“ für energetische
Gebäudesanierungen, die über den gesetzlichen Mindeststandard hinausgehen,
hinausgehen zu
Verfügung. (Stand 01.09.2014)
2014)
„Es
Es gelten folgende Höchstbeträge:
•
•
•
•
•
Sanierung zum KfW-Effizienzhaus:
Effizienzhaus: 500 Euro pro m² Nettogrundfläche (NGF)
Einzelmaßnahmen: insgesamt 300 Euro pro m² NGF
bis zu 100 % Finanzierung Ihrer förderfähigen Kosten
Auszahlung zu 100 %, wahlweise in einer Summe oder in 2 Teilbeträgen
Abruf innerhalb
lb von 12 Monaten nach Zusage – in Einzelfällen kann diese Frist auf
maximal 36 Monate verlängert werden
Für das Darlehen kommt der am Tag der Auszahlung geltende Produktzinssatz zur
Anwendung. Maßgeblich für die Zinsfestschreibung ist der Zeitpunkt Ihres Kreditabrufs.“27
Effektivzins
pro Jahr
0,10 %
0,10 %
Laufzeit
tilgungsfreie Anlaufzeit
Zinsbindung
20 Jahre
30 Jahre
3 Jahre
5 Jahre
10 Jahre
10 Jahre
Bei einer Komplettsanierung zum Effizienzhaus werden auf die Kreditsumme
Tilgungszuschüsse gewährt, die sich nach dem erzielten KfW-Effizienzhaus
Effizienzhaus-Standard richtet:
KfWKfW-Effizienzhaus
KfW-Effizienzhaus 55
KfW-Effizienzhaus 70
KfW-Effizienzhaus 85
KfW-Effizienzhaus 100
KfW-Effizienzhaus
Effizienzhaus Denkmal
Höhe des Tilgungszuschusses
17,5 % des Zusagebetrages
12,5 % des Zusagebetrages
7,5 % des Zusagebetrages
5,0 % des Zusagebetrages
2,5 % des Zusagebetrages
26
Quelle: (https://www.kfw.de/inlandsfoerderung/%C3%96ffentliche-Einrichtungen/Energetische
(https://www.kfw.de/inlandsfoerderung/%C3%96ffentliche Einrichtungen/EnergetischeStadtsanierung/Finanzierungsangebote/Energieeffizient-Sanieren-Kommunen-%28218%29/)
Stadtsanierung/Finanzierungsangebote/Energieeffizient
27
Quelle: (https://www.kfw.de/inlandsfoerderung/%C3%96ffentliche
landsfoerderung/%C3%96ffentliche-Einrichtungen/Energetische
Einrichtungen/EnergetischeStadtsanierung/Finanzierungsangebote/Energieeffizient
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Bei den untersuchten Sanierungen nach EnEV-Standard
EnEV Standard können diese Kredite und die
damit verbundenen Tilgungszuschüsse nicht in Anspruch genommen werden, da
d diese
lediglich den gesetzlichen Mindeststandard widerspiegeln. Die KfW-Effizienzhäuser
KfW Effizienzhäuser (die
genauen Kriterien sind den Fördermodalitäten zu entnehmen) definieren Standards, die
über den gesetzlichen Mindeststandard hinausgehen.
Bei den Untersuchungen zur Sanierung im EnerPHit-Standard
EnerPHit Standard kann sowohl bei der
Hauptschule als auch bei den beiden Turnhallen wirtschaftlich der Standard eines KfWKfW
Effizienzhauses 70 erreicht werden, das mit einem Tilgungszuschuss von 12,5 % gefördert
wird. Bei der Grundschule kann, aufgrund der bereits erfolgten Sanierungen,
Sanierungen wirtschaftlich
kein Effizienzhaus-Standard
Standard erreicht werden,
werden, so dass hier dieser Fördertopf nicht
ausgeschöpft werden kann.
„progres.nrw“
Im Rahmen des Förderprogrammes „progres.nrw“28 stellt
ellt das Land NRW über die
Bezirksregierung Arnsberg Fördermittel zu Verfügung. Für kommunale Bauten sind diese
jedoch nicht genau beziffert,
beziffert sondern müssen mit den Regierungsstellen verhandelt
werden. Gefördert werden Maßnahmen, die den hocheffizienten Umgang
Um
mit Energie
behandeln, besonderess Augenmerk liegt dabei auf der Passivhausförderung und
Maßnahmen, die den Einsatz von regenerativen Energien im Land voranbringen. Gefördert
werden kann ein prozentualer Ansatz der Mehrkosten, die aufgebracht werden müssen,
mü
um
ein Gebäude über den gesetzlichen Mindeststandard hinaus zu sanieren. Der Zuschuss
liegt bei ca. 20 % der Mehrkosten.
Die progres-Mittel
Mittel sind kumulierbar mit anderen Fördertöpfen, wie den KfW-Krediten.
KfW
Aufgrund der am 01. Juli 2014 verkündeten Haushaltssperre werden allerdings zu Zeit
keine Anträge mehr abschließend bearbeitet. Bei Aufhebung der Haushaltssperre oder
nach Beschluss eines Nachtragshaushaltes für 2014 kann über neue Anträge wieder
entschieden
en werden. Da ein möglicher Baubeginn nicht in 2014 realistisch ist, dürfte das
Schulzentrum hiervon nicht betroffen sein. Im Regelfalle stehen Gelder des neuen
Haushaltsjahres ab Mitte März des jeweiligen Jahres zu Verfügung (Es besteht jedoch kein
Rechtsanspruch
anspruch auf die Fördergelder).
Bei den untersuchten Varianten zur Sanierung im EnerPHit-Standard
EnerPHit Standard wurde bei der
Hauptschule und der Grundschule sowie bei den beiden Turnhallen eine Fördersumme in
Höhe von 20 % der Mehrkosten gegenüber der jeweiligen Variante
Vari
EnEV 2014
angenommen.
28
Quelle: (http://www.progres.nrw.de/page.asp?RubrikID=6987)
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4.3
4.3.1
TGATGA-Kosten, integraler Baustein der Gesamtkostenbetrachtung
Ergebnistabelle der Schwachstellenanalyse
Bei den Begehungen wurden technische Schwächen und Mängel in der Substanz
festgestellt und in einer umfangreichen tabellarischen
tabellarischen Mängelliste zusammengefasst.
zusammengefasst Hier
sind alle weiteren festgestellten Mängel und empfohlene Maßnahmen in einem Katalog
übersichtlich zusammengestellt und erläutert. Es werden Abhilfemaßnahmen und
Handlungsempfehlungen zur Sanierung angegeben, sowie deren
deren Investitionsvolumen und
wirtschaftlichen Randbedingungen wie Lebensdauer, InstandhaltungsInstandhaltungs und Wartungsbedarf
berücksichtigt.
Die Mängelliste ist Grundlage der dynamischen Wirtschaftlichkeitsberechnung. Der
Maßnahmenkatalog ist somit die Basis für eine weitergehende wirtschaftliche Betrachtung
im Rahmen der Vollkostenbetrachtung des „Frankfurter Models“. Die ausführliche Tabelle
befindet sich auf der beigefügten CD.
Die
gebäudespezifischen
ebäudespezifischen
Maßnahmen und
deren
Kosten
sind
Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
htungen für die einzelnen Gebäude eingeflossen.
in
die
Die Maßnahmen und Varianten zur Sanierung der Energiezentrale wurden in einer
separaten Wirtschaftlichkeitsbetrachtung untersucht.
4.3.2
Beschreibung und Zuordnung in Sanierungsstufen,
gebäudespezifisch
Die jeweiligen
igen Einzelmaßnahmen der Schwachstellenanalyse werden nach Prioritäten
entsprechenden Sanierungsstufen zugeordnet. In begrenztem Umfang können – je nach
Budgetierung der Baumaßnahmen und in Abstimmung zwischen Bauherrn und Planung die Zuordnungen auch verändert und der Bildung von Bauabschnitten angepasst werden.
Stufe 1.1
1.1:
.1: Allgemeine Instandsetzungsmaßnahmen
Maßnahmen und Investitionen der Stufe 1.1
1 dienen lediglich der Erneuerung abgängiger
Anlagen und der Instandsetzung bestehender, mängelbehafteter
mängelbehaftete
Anlagen.
Energieeinsparungen lassen sich nur in begrenztem Umfang - ggf. indirekt – erzielen.
Stufe 1.2
1.2:
.2: Instandsetzungsmaßnahmen Primus
Wie vor, jedoch mit Erweiterung um die Funktionen des Primuskonzepts
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Stufe 2.1
2.1:
.1:
empfohlene Maßnahme zur Sanierung in Anlehnung nach Vorgaben
der ENEV 2014
Maßnahmen und Investitionen der Stufe 2.1
2
sind energetisch wirksam und werden
empfohlen, um Gebäude und Technik im Wesentlichen nach den Vorgaben der ENEV
2014 zu sanieren. Energieeinsparungen
gieeinsparungen lassen sich in entsprechendem Umfang erzielen
und sind im Rahmen der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung berücksichtigt. Unter anderem
werden zur
Erfassung der erzielbaren Energieeinsparungen die z.Zt. vorhanden
klimabereinigten Verbräuche, Wärmebedarfsberechnungen
Wärmebedarfsberechnungen und das PHPP-Passivhaustool
PHPP
zur energetischen Bewertung herangezogen.
Stufe 2.2:
2.2: empfohlene Maßnahmen zur Sanierung nach Vorgaben EnerPhit
Maßnahmen und Investitionen der Stufe 2.2 sind energetisch wirksam und werden
empfohlen, um Gebäude
äude und Technik nach den Vorgaben EnerPhit =
„Passivhausstandard für den Gebäudebestand“ zu sanieren.
sanieren Energieeinsparungen lassen
sich in entsprechend größerem Umfang erzielen, als bei einer nach ENEV 2014
durchgeführten Sanierung. Allerdings sind entsprechend
entsprechend höhere Investitionen
aufzuwenden. Dies ist im Rahmen der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung berücksichtigt. Es
werden ebenfalls die Rechenmodelle der Stufe 2 herangezogen.
herangezogen
Stufe 3.1:
3.1: Energieverbund Schwimmbad
Wie vor unter 2.2 beschrieben, jedoch mit Wärmeverbund Schwimmbad (ohne Sanierung
der anderen technischen Einrichtungen des Schwimmbades).
Stufe 3.2:
3.2:
Energieverbund Schwimmbadmit Sanierungen im technischen Sanierungen im
Schwimmbad
Wie vor unter 3.1 beschrieben, jedoch mit Sanierung der anderen technischen
t
Einrichtungen des Schwimmbades.
Stufe 4: Energieverbund Kindergarten
Wie vor, jedoch mit Energieverbund Kindergarten (ohne Sanierung der anderen
technischen Einrichtungen des Kindergartens).
Stufe 5:
Maßnahmen
zur
Sanierung
nach
Vorgaben
weiteren, ggf. auch zukunftsweisenden Zusatzoptionen
EnerPhitt
EnerPhi
mit
Maßnahmen und Investitionen der Stufe 4 gehen noch deutlich über die Maßnahmen der
Stufe 3 hinaus. Sie verstehen
stehen sich ggf. auch als „Menüliste“,
„Menüliste“, um weitere Schritte in
Richtung Ökologie, Zukunftsfähigkeit
Zukunftsfähigkeit und Komfortsteigerungen des Schulzentrums zu
erreichen.
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4.3.3
Variantenbetrachtung Sanierung Energiezentrale
Aufbauend der Ausführungen in den vorangegangenen Kapiteln wurden für die Sanierung
der Energiezentrale die folgenden fünf Varianten hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit
untersucht.
Variante 1 – Nullvariante: Instandsetzung der bestehenden Zentrale
Variante 2 – Installation eines Pelletkessels 150 kW mit
Brennwertkessel Spitzenlastkessel und Redundanz
bestehendem
Gas
Gas-
Variante 3 – Gas-BHKW
BHKW für das Schulzentrum mit bestehendem Gas-Brennwertkessel
Gas
Spitzenlastkessel und Redundanz (ohne Schwimmbadaufschaltung)
Variante 4 – Gas-BHKW
BHKW für Schulzentrum und Schwimmbad
Gas-Brennwertkessel
Brennwertkessel Spitzenlastkessel und Redundanz
mit
bestehendem
Variante 5 – Gas-BHKW
BHKW für Schulzentrum und Schwimmbad mit bestehendem
Gas-Brennwertkessel
Brennwertkessel
Spitzenlastkessel
und
Redundanz
optimie
optimierte
Auslegung
4.3.4
Kostenermittlung der TGATGA-Varianten
Die TGA Kostenermittlung für die verschiedenen Sanierungsstufen der einzelnen Gebäude
ist im Rahmen der oben beschrieben Schwachstellenanalyse tabellarisch erfolgt und in den
Gesamtkostentabellen des Titels
Tit 0 (in den 400er-Kosten
Kosten nach DIN 276) enthalten.
Die TGA-Kosten
Kosten zur Instandhaltung, EnEVEnEV und EnerPhit-Variante
Variante
Gesamtwirtschaftlichkeit berücksichtigt.
sind in der
Für die unterschiedlichen Varianten der Sanierung der Energiezentrale wurden die Kosten
ebenfalls tabellarisch zusammengestellt.
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4.4
Gesamtkostenbetrachtung
Gesamtkostenbetrachtung
Zusammenfassend lässt
st sich für das Schulzentrum der Gemeinde Titz anhand der
vorgenannten Parameter und der, unter den Sanierungsvarianten, jeweils vorgeschlagenen
konkreten Aufbauten ein wirtschaftliches Optimum errechnen.
Die Ergebnisse sind im Folgenden für die Einzelgebäude gegenübergestellt. Die hier
eingefügten Grafiken stellen die Ergebnisse aus dem PHPP und dem Frankfurter
Berechnungsmodell dar (die kompletten Tabellen sind im Anhang in CDCD-Form beigefügt).
4.4.1
Grundschule
An der Grundschule wurden 4 Varianten untersucht:
u
•
•
•
•
Bestandssituation mit reiner Instandsetzung
Energetische Sanierung nach EnEV 2014 inkl. Instandsetzung
Energetische Sanierung nach EnerPHit inkl.
inkl. Instandsetzung (inkl. erneutem
Fensteraustausch)
Energetische Sanierung mit Passivhauskomponenten inkl. Instandsetzung (wie
EnerPHit unter Beibehalt der Fenster von 2010)
Der nachfolgenden Grafik kann entnommen werden, dass der reine Heizwärmebedarf,
Heizwärmebedarf im
Vergleich zum heutigen Gebäudebestand,
Gebäudeb
bei einer EnEV 2014-Sanierung
Sanierung um ca. 25 %
reduziert und bei einer EnerPHit-Sanierung
EnerPHit
um bis zu 80 % sowie bei einer teilweisen
Passivhauskomponenten-Sanierung
Sanierung immerhin noch um bis zu 65 %.
Heizwärmebedarf (Euro)
25000
20000
Istsituation
15000
EnEV
10000
EnerPHit
PKK
5000
0
Abbildung 56 Variantenvergleich
eich Heizwärmebedarf nach PHPP (Euro)
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Bei einem detaillierten Blick auf die Verteilung der Verlustraten ist zu erkennen, dass sich
die Erhöhung richtig deutlich erst in der EnerPHit-Variante
EnerPHit
(sowie PHK)
K) bemerkbar macht:
Die Luftdichtigkeit in Kombination mit einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung
(WRG) trägt wesentlich
h zur Minimierung, auch der Lüftungswärmeverluste bei. In der EnEVEnEV
Variante wurde lediglich mit einer reinen Abluftanlage gearbeitet.
Lüftungs- und Transmissionswärmeverluste
250
200
150
Heizwärmebedarf
100
Solare und interne Gewinne
50
Verluste Gebäudehülle
0
Verluste Fenster
Lüftungswärmeverluste
Abbildung 57 Variantenvergleich Verteilung der LüftungsLüftungs und Transmissionswärmeverluste gegenüber den passiven
Energiegewinnen nach PHPP [kWh/(m²a)]
Auswertung der Gesamtkosten
Anhand des Diagramms zu dem Variantenvergleich in den Gesamtkosten wird verdeutlicht,
dass sich eine EnerPHit-Sanierung
Sanierung im Vergleich zu den reinen Instandsetzungen
Instands
nicht
rechnet. Hier würde, bei den vorgenommenen Parametern zur Energiepreisentwicklung,
Energiepreisentwicklung in
25 Jahren, die Höhe der Einsparungen, unter denen der Instandsetzungsvariante,
Instandsetzungsvariante lediglich
bei -28.840 Euro liegen.
Eine EnEV-Sanierung
Sanierung würde sich gegenüber der reinen Instandsetzung rechnen, hier wäre
die Einsparung gegenüber der Instandsetzungsvariante
Instandsetzungsvariante bei insgesamt 493.700 Euro (siehe
Zeile G3, Abbildung 60).
Eine Sanierung mittels Passivhauskomponenten würde sich am deutlichsten rechnen, hier
läge die Einsparung gegenüber der Instandsetzungsvariante nach 25 Jahren bei insgesamt
558.524 Euro.
Bei einer Betrachtung über die 25 Jahre hinaus würde sich der Einsparungseffekt
Einspa
weiter
verstärken.
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€/m²a
120
Gesamtkosten
100
Umweltfolgekosten
Verwaltung+Versicherung
Instandhaltungskosten
Betriebsführungskosten
Reinigungskosten
Wasser-/Abwasserkosten
Stromkosten
Heizkosten
Kapitalkosten
80
60
40
20
0
Instandsetzung
EnEV
EnerPHit
PHK
0
Abbildung 58 Variantenvergleich der Gesamtkosten des Frankfurter Gesamtkostentools
Gesamtk
- Vergleichsgrafik (ausführliche
(a
Berechnung siehe CD)
Die vorgenannte Grafik der Gesamtkosten geht davon aus, dass die Lüftungsanlage, die
in der EnerPHit- und in der PHK-Variante
PHK
kalkuliert wird, eine durchschnittliche
Lebensdauer von über 25 Jahren erfüllt. Dies ist unter den realen Bedingungen
Bed
auch
durchaus
chaus legitim, da in der Regel derartige haustechnische
austechnische Einbauten eine deutlich
längere Lebensdauer als in der DIN angenommen aufweisen.
Geht man jedoch von einer Betrachtung nach reiner DIN aus, müsste die Lüftungsanlage
nach 15 Jahren ausgetauscht
sgetauscht werden (was in Hinsicht auf eine nachhaltige Bauweise
kaum zu empfehlen ist). Unter Berücksichtigung eines Austausches nach 15 Jahren und
entsprechender Erhöhung des kumulierten Instandhaltungsaufwandes
Instandhaltun saufwandes entsteht die
nachfolgende Gesamtkostenvers
stenverschiebung, nach der sich nur noch eine reine EnEVEnEV
Sanierung gegenüber der Instandsetzungsvariante rechnen würde (Einsparung
(Einspar
EnEV nach
25 Jahren: 232.812 Euro, Einsparung nach PHK-Komponenten:
PHK
-186.869
186.869 Euro).
Im Hinblick auf die deutliche Verbesserung der Luftqualität
Luftqualität und die damit verbundenen
Erhöhungen der Leistungsfähigkeit von Schülern und Lehrern wäre jedoch der Einbau einer
Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung sowie BeBe und Entlüftung dringend zu
empfehlen.
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Gesamtkosten
€/m²a
120
100
Umweltfolgekosten
Verwaltung+Versicherung
Instandhaltungskosten
Betriebsführungskosten
Reinigungskosten
Wasser-/Abwasserkosten
Stromkosten
Heizkosten
Kapitalkosten
80
60
40
20
0
Instandsetzung
EnEV
EnerPHit
PHK
0
Abbildung 59 Variantenvergleich der Gesamtkosten des Frankfurter Gesamtkostentools
Gesamtk
- Vergleichsgrafik (ausführliche
(a
Berechnung siehe CD) mit erhöhten Instandhaltungskosten aufgrund des kalkulierten Austausches der Lüftung nach 15
Jahren
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Abbildung 60 Deckblatt Gesamtkostenberechnung Grundschule (siehe CD)
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4.4.2
Hauptschule
An der Hauptschule
schule wurden 4 Varianten untersucht:
•
•
•
•
Bestandssituation mit reiner Instandsetzung mit der derzeitigen Minimalnutzung von
100 Personen
Bestandssituation mit reiner Instandsetzung unter Berücksichtigung einer
Vollnutzung durch 360 Personen im Primus-Vollbetrieb
Primus
Energetische Sanierung nach EnEV 2014 inkl. Instandsetzung (Primus-Vollbetrieb)
(Primus
Energetische Sanierung nach EnerPHit inkl. Instandsetzung (Primus-Vollbetrieb)
(Primus
Der nachfolgenden Grafik kann entnommen werden, dass
dass der reine Heizwärmebedarf im
Vergleich zum Bestand, unter Vollnutzung der Primusschule,
Primusschule bei einer EnEV 20142014
Sanierung um 60 % reduziert werden kann, bei einer EnerPHit-Sanierung
Sanierung um bis zu 85 %.
Heizwärmebedarf (Euro)
50000
40000
Bestand
30000
Primus
20000
EnEV
EnerPHit2
10000
0
Abbildung 61 Variantenvergleich
eich Heizwärmebedarf nach PHPP (Euro)
Auch bei der Hauptschule wird bei einem detaillierten Blick auf die Verteilung (siehe
Abbildung 62) der Verlustraten erkennbar,
erkennbar dass die Luftdichtigkeit in Kombination mit einer
Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung (WRG) wesentlich
esentlich zur Minimierung, auch der
Lüftungswärmeverluste beiträgt
trägt. In der EnEV-Variante wurde auch hier lediglich mit einer
reinen Abluftanlage gearbeitet.
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Lüftungs- und Transmissionswärmeverluste
250
200
150
Heizwärmebedarf
100
Solare und interne Gewinne
50
Verluste Gebäudehülle
0
Verluste Fenster
Lüftungswärmeverluste
Abbildung 62 Variantenvergleich Verteilung der LüftungsLüftungs und Transmissionswärmeverluste gegenüber den passiven
Energiegewinnen nach PHPP [kWh/(m²a)]
Auswertung der Gesamtkosten
Anhand des Diagramms zu dem Variantenvergleich in den Gesamtkosten wird verdeutlicht,
dass sich die Betriebskosten durch die Implementierung der Primusschule deutlich erhöhen.
In beiden Varianten, Bestand mit 100 Personen und Bestand (Primusschule) mit 360
Personen, wurden die reinen Instandhaltungskosten gerechnet. Die energetischen
Sanierungsvarianten
varianten werden mit der Primus-Vollnutzung
Primus
verglichen.
Eine EnEV-Sanierung
Sanierung würde sich gegenüber
gegenüber der reinen Instandsetzung (Primus-Vollnutzung)
(Primus
rechnen, hier wäre die Einsparung nach 25 Jahren bei insgesamt 1.881.535 Euro (siehe
Zeile G3, Abbildung 65).
Eine Sanierung im EnerPHit--Standard würde sich am deutlichsten rechnen, hier läge die
Einsparung gegenüber der Instandsetzungsvariante (Primus-Vollnutzung)
Vollnutzung) nach 25 Jahren
bei insgesamt 1.978.456 Euro.
Bei einer Betrachtung über die 25 Jahre hinaus würde sich der Einsparungseffekt
Einsparungseff
weiter
verstärken.
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Machbarkeitsstudie zur energetischen Sanierung des Schulzentrums Titz
Gesamtkosten
€/m²a
140
120
Umweltfolgekosten
Verwaltung+Versicherung
Instandhaltungskosten
Betriebsführungskosten
Reinigungskosten
Wasser-/Abwasserkosten
Stromkosten
Heizkosten
Kapitalkosten
100
80
60
40
20
0
Instandsetzung Primus
EnEV
EnerPHit
0
Abbildung 63 Variantenvergleich der Gesamtkosten des Frankfurter Gesamtkostentools
Gesamtk
- Vergleichsgrafik (ausführliche
(a
Berechnung siehe CD)
Die vorgenannte Grafik der Gesamtkosten geht auch bei der Hauptschule davon aus, dass
die Lüftungsanlage, die in der EnerPHitEnerPHit und in der PHK-Variante kalkuliert wurde, eine
durchschnittliche Lebensdauer von über 25 Jahren erfüllt. Dies ist,
ist, wie beschrieben, unter
den realen
ealen Bedingungen legitim, da in der Regel haustechnische
haustechnische Einbauten eine deutlich
längere Lebensdauer aufweisen.
Geht man wieder von einer Betrachtung nach reiner DIN aus und kalkuliert den Austausch
Aust
der
Lüftungsanlage
nach
15
Jahren
ein,
entsteht
die
nachfolgende
Gesamtkostenverschiebung,
ostenverschiebung, nach der sich zwar immer noch beide Sanirungsvarianten
rechnen würden, jedoch die EnEV-Sanierung deutlicher als die EnerPHit-Sanierung
EnerPHit
(Einsparung EnEV nach 25 Jahren: 1.549.496 Euro, Einsparung EnerPHit:
EnerPHit 984.599 Euro).
Im Hinblick auf die deutliche Verbesserung der Luftqualität und die damit verbundenen
Erhöhungen der Leistungsfähigkeit von Schülern und Lehrern wäre jedoch auch hier der
Einbau einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung sowie BeBe und Entlüftung
E
dringend
zu empfehlen,, zumal das Einsparungspotential immer noch deutlich wäre gegenüber der
reinen Instandhaltung.
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Machbarkeitsstudie zur energetischen Sanierung des Schulzentrums Titz
Gesamtkosten
€/m²a
140
120
Umweltfolgekosten
Verwaltung+Versicherung
Instandhaltungskosten
Betriebsführungskosten
Reinigungskosten
Wasser-/Abwasserkosten
Stromkosten
Heizkosten
Kapitalkosten
100
80
60
40
20
0
Instandsetzung Primus
EnEV
EnerPHit
0
Abbildung 64 Variantenvergleich der Gesamtkosten des Frankfurter Gesamtkostentools - Vergleichsgrafik (ausführliche
Berechnung
echnung siehe CD) mit erhöhten Instandhaltungskosten aufgrund des kalkulierten Austausches der Lüftung nach 15
Jahren
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Abbildung 65 Deckblatt Gesamtkostenberechnung Hauptschule (siehe CD)
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Machbarkeitsstudie zur energetischen Sanierung des Schulzentrums Titz
4.4.3
Turnhalle Grundschule
An der Turnhalle der Grundschule
schule wurden 4 Varianten untersucht:
•
•
•
•
Bestandssituation mit reiner Instandsetzung
Energetische Sanierung nach EnEV 2014 inkl. Instandsetzung
Energetische Sanierung nach EnerPHit inkl. Instandsetzung mit Einbau einer
hochdämmenden Vakuum-Isolationspaneel-Dämmung
Vakuum
Dämmung im Fußboden der
Nebenräume
Energetische Sanierung nach EnerPHit inkl. Instandsetzung mit Einbau einer PUR29Dämmung im Fußboden der Nebenräume
Der nachfolgenden Grafik kann entnommen werden, dass der reine Heizwärmebedarf im
Vergleich zum Bestand bei einer EnEV 2014-Sanierung
2014
lediglich um 35 % reduziert werden
kann, bei einer EnerPHit-Sanierung
Sanierung mit Vakuum-Isolationspaneel
Isolationspaneel aber sehr deutlich um bis
zu 73 % und unter Verwendung einer PUR-Dämmung
PUR
um bis zu 70 %.
Heizwärmebedarf (Euro)
10000
8000
Bestand
6000
EnEV
4000
EnerPHIT (VIP)
EnerPHit (PUR)
2000
0
Abbildung 66 Variantenvergleich
eich Heizwärmebedarf nach PHPP (Euro)
Auch bei der Turnhalle Grundschule
Grundschule wird bei einem detaillierten Blick auf die Verteilung
der Verlustraten (siehe Abbildung 67) erkennbar, dass die Luftdichtigkeit in Kombination
mit einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung (WRG) wesentlich zur Minimierung,
auch der Lüftungswärmeverluste beiträgt. In der EnEV-Variante
EnEV
wurde wie bisher lediglich
mit einer reinen Abluftanlage gearbeitet. Im Hinblick auf die Verluste über die
Gebäudehülle wird hier bereits ersichtlich, dass der Unterschied zwischen den
Dämmstoffen in der EnerPHit-Sanierung insgesamt keine großen Auswirkungen
rkungen hat.
29
PUR: Polyurethan
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Lüftungs- und Transmissionswärmeverluste
250
200
150
Heizwärmebedarf
100
Solare und interne Gewinne
50
Verluste Gebäudehülle
0
Verluste Fenster
Lüftungswärmeverluste
Abbildung 67 Variantenvergleich Verteilung der LüftungsLüftungs und Transmissionswärmeverluste gegenüber den passiven
Energiegewinnen nach PHPP [kWh/(m²a)]
Auswertung der Gesamtkosten
Anhand des Diagramms zu dem Variantenvergleich in den Gesamtkosten wird verdeutlicht,
dass sich alle drei energetischen Sanierungs-Varianten
Sanierungs
gegenüber der Bestands-Variante
Bestands
mit reiner Instandsetzung rechnen würden.
Eine EnEV-Sanierung
Sanierung würde gegenüber der reinen Instandsetzung eine Einsparung nach
25 Jahren von insgesamt 318.869 Euro (siehe Zeile G3, Abbildung 70) erwirken.
Eine Sanierung im EnerPHit--Standard mit einer hochwertigen VIP-Dämmung
Dämmung würde sich
gegenüber der EnEV-Variante
Variante rechnen, jedoch würde sie sich mit einer Einsparung von
364.869 Euro im
m direkten Vergleich mit der EnerPHit-Variante
Variante mit PUR-Dämmung
PUR
aufgrund der höheren Investitionskosten nicht lohnen. Die Einsparung bei der EnerPHitEnerPHit
Sanierung mit PUR-Dämmung
Dämmung brächte die größte Einsparung mit 404.980 Euro nach 25
Jahren gegenüber der Instandsetzungsvariante
ndsetzungsvariante.
Bei einer Betrachtung über die 25 Jahre hinaus würde sich der Einsparungseffekt weiter
verdeutlichen.
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Machbarkeitsstudie zur energetischen Sanierung des Schulzentrums Titz
€/m²a
140
Gesamtkosten
120
Umweltfolgekosten
Verwaltung+Versicherung
Instandhaltungskosten
Betriebsführungskosten
Reinigungskosten
Wasser-/Abwasserkosten
Stromkosten
Heizkosten
Kapitalkosten
100
80
60
40
20
0
Instandsetzung
EnEV
PHK VIP
PHK PUR
0
Abbildung 68 Variantenvergleich der Gesamtkosten des Frankfurter Gesamtkostentools
Gesamtk
- Vergleichsgrafik (ausführliche
(a
Berechnung siehe CD)
Auch bei der Turnhalle Grundschule müsste man nach reiner Betrachtung nach DIN von
einem Austausch der Lüftungsanlage nach 15 Jahren ausgehen. Da der Einsparungseffekt
der EnerPHit-Variante
Variante jedoch sehr hoch ist, würde sich hier selbst in diesem Falle die
größte Einsparung
insparung ergeben, so dass diese Sanierung an der Turnhalle Grundschule in
jedem Falle empfohlen werden kann.
€/m²a
140
Gesamtkosten
120
Umweltfolgekosten
Verwaltung+Versicherung
Instandhaltungskosten
Betriebsführungskosten
Reinigungskosten
Wasser-/Abwasserkosten
Stromkosten
Heizkosten
Kapitalkosten
100
80
60
40
20
0
Instandsetzung
EnEV
PHK VIP
PHK PUR
0
Abbildung 69 Variantenvergleich der Gesamtkosten des Frankfurter Gesamtkostentools - Vergleichsgrafik (ausführliche
(a
Berechnung siehe CD) mit erhöhten Instandhaltungskosten aufgrund des kalkulierten Austausches der Lüftung nach 15
Jahren
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Abbildung 70 Deckblatt
att Gesamtkostenberechnung Turnhalle Grundschule
Grund
(siehe CD)
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4.4.4
Turnhalle Hauptschule
An der Turnhalle der Hauptschule
Haupt
wurden ebenfalls 4 Varianten wie bei der Turnhalle
Grundschule untersucht:
•
•
•
•
Bestandssituation mit reiner Instandsetzung
Energetische Sanierung nach EnEV 2014 inkl. Instandsetzung
Energetische Sanierung nach EnerPHit inkl. Instandsetzung,
Instandsetzung mit Einbau einer
hochdämmenden Vakuum-Isolationspaneel-Dämmung
Vakuum
Dämmung im Fußboden der
Nebenräume
Energetische Sanierung nach EnerPHit inkl. Instandsetzung, mit Einbau einer PUR30Dämmung im Fußboden der Nebenräume
Der nachfolgenden Grafik kann entnommen werden, dass sich der reine Heizwärmebedarf
im Vergleich zum Bestand etwas stärker als bei der Turnhalle Grundschule reduzieren lässt,
da hier auch die Fläche der Halle im Fußboden bei einer Sanierung gedämmt werden
kann, bei einer EnEV 2014-Sanierung
2014
läge die Einsparung bei 40 %, im Falle einer
EnerPHit-Sanierung
Sanierung mit Vakuum-Isolationspaneel
Vakuum
deutlich höher, bei bis zu 80 % und
unter Verwendung einer PUR--Dämmung bei bis zu 76 %.
Heizwärmebedarf (Euro)
12000
10000
Bestand
8000
EnEV
6000
EnerPHIT (VIP)
4000
EnerPHit (PUR)
2000
0
Abbildung 71 Variantenvergleich
eich Heizwärmebedarf nach PHPP (Euro)
Auch bei der Turnhalle Hauptschule
Haupt
wird, bei einem detaillierten Blick auf die Verteilung
der Verlustraten (siehe Abbildung 72), erkennbar, dass die Luftdichtigkeit in Kombination
mit einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung
Wärm
(WRG) zur Minimierung, auch der
Lüftungswärmeverluste
gswärmeverluste beiträgt. In der EnEV-Variante
EnEV
wurde, wie bei allen Bauten, lediglich
mit einer reinen Abluftanlage gearbeitet.
30
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Lüftungs- und Transmissionswärmeverluste
300
250
200
150
Heizwärmebedarf
100
Solare und interne Gewinne
50
Verluste Gebäudehülle
0
Verluste Fenster
Lüftungswärmeverluste
Abbildung 72 Variantenvergleich Verteilung der LüftungsLüftungs und Transmissionswärmeverluste gegenüber den passiven
Energiegewinnen nach PHPP [kWh/(m²a)]
Auswertung der Gesamtkosten
Anhand des Diagramms zu dem Variantenvergleich in den Gesamtkosten wird verdeutlicht,
dass sich auch hier alle drei energetischen Sanierungs-Varianten
Sanierungs Varianten gegenüber der BestandsBestands
Variante mit reiner Instandsetzung rechnen würden.
Eine EnEV-Sanierung
Sanierung würde gegenüber der reinen Instandsetzung eine Einsparung nach
25 Jahren von insgesamt 341.083 Euro (siehe Zeile G3, Abbildung 75)) bewirken.
be
Eine Sanierung im EnerPHit--Standard mit einer hochwertigen VIP-Dämmung
Dämmung würde sich
gegenüber der EnEV-Variante
Variante rechnen, jedoch würde sie sich mit einer Einsparung von
633.189 Euro gegenüber dem direkten Vergleich mit der EnerPHit-Variante
Variante mit PURPUR
Dämmung aufgrund der höheren Investitionskosten nicht lohnen. Die Einsparung bei der
EnerPHit-Sanierung mit PUR--Dämmung
Dämmung brächte die größte Einsparung mit 667.294 Euro
nach 25 Jahren gegenüber
enüber der Instandsetzungsvariante.
Bei einer Betrachtung über die 25 Jahre hinaus würde sich der Einsparungseffekt
Einspa
weiter
verstärken.
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180
Gesamtkosten
160
€/m²a
140
Umweltfolgekosten
Verwaltung+Versicherung
Instandhaltungskosten
Betriebsführungskosten
Reinigungskosten
Wasser-/Abwasserkosten
Stromkosten
Heizkosten
Kapitalkosten
120
100
80
60
40
20
0
Instandsetzung
EnEV
PHK VIP
PHK PUR
Variante 5
Abbildung 73 Variantenvergleich der Gesamtkosten des Frankfurter Gesamtkostentools
Gesamtk
- Vergleichsgrafik (ausführliche
(a
Berechnung siehe CD)
Auch bei der Turnhalle Grundschule müsste man nach reiner Betrachtung nach DIN von
einem Austausch der Lüftungsanlage nach 15 Jahren
Jahre ausgehen. Da der Einsparungseffekt
der EnerPHit-Variante
Variante jedoch sehr hoch ist, würde sich hier selbst in diesem Falle die
größte Einsparung ergeben, so dass diese Sanierung an der Turnhalle Grundschule in
jedem Falle empfohlen werden kann.
180
Gesamtkosten
160
€/m²a
140
Umweltfolgekosten
Verwaltung+Versicherung
Instandhaltungskosten
Betriebsführungskosten
Reinigungskosten
Wasser-/Abwasserkosten
Stromkosten
Heizkosten
Kapitalkosten
120
100
80
60
40
20
0
Instandsetzung
EnEV
PHK VIP
PHK PUR
Variante 5
Abbildung 74 Variantenvergleich der Gesamtkosten des Frankfurter Gesamtkostentools
Gesamtk
- Vergleichsgrafik (ausführliche
(a
Berechnung siehe CD) mit erhöhten Instandhaltungskosten aufgrund des kalkulierten Austausches der Lüftung nach 15
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Abbildung 75 Deckblatt Gesamtkostenberechnung Turnhalle Hauptschule (siehe CD)
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4.5
Energiezentrale
Für die verschiedenen Varianten der Sanierung der Energiezentrale wurde eine
Gesamtkostenbetrachtung auf Basis des Frankfurter Models und mit den in den
vorangehenden Kapiteln aufgezählten Rahmenbedingungen durchgeführt.
Nachfolgend sind die spezifischen mittleren jährlichen Gesamtkosten der untersuchten
Wärmeversorgungsvarianten dargestellt.
jährl. mittlere Gesamtkosten
160.000
140.000
120.000
100.000
80.000
60.000
40.000
20.000
0
Var2
Var1
Kapitalkosten
Var 3
Var 4
Var 5
mittlere Betriebskosten
Ohne Schwimmbad
Var 1 Instandsetzung
zung Var 2 Pellet Var 3 BHKW (klein)
mit Schwimmbad
Var 4 BHKW (groß)
Var 5 BHKW (groß optimiert)
Abbildung 76 Übersicht Ergebnis der Wirtschaftlichkeitsberechnung unterschiedlicher Wärmeversorgungsvarianten
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In der folgenden Tabelle ist zusammengestellt, wie sich die mittleren jährlichen
Gesamtkosten der einzelnen Varianten aus Kapitalkosten und mittleren Betriebskosten
Betrieb
(Verbrauchskosten + Instandhaltungskosten) zusammensetzen.
Var1
Var2
Var 3
Var 4
Var 5
84.523
246.675
158.673
226.672
226.672
4.854
14.166
9.112
13.017
13.017
Baukosten
Kapitalkosten
€
€/a
Heizkosten
Stromkosten
Wärmeerlöse
Instandhaltungskosten
€/a
€/a
€/a
€/a
21.086
30.645
19.774
30.645
22.850
27.467
9.534
19.581
heutige Betriebskosten €/a
mittlere Betriebskosten €/a
61.265
109.142
jährl. mittl. Gesamtkosten
€/a
113.996
15.051
59.119
-991
-20.832
21.570
59.168
-2.569
-20.832
21.570
70.000
120.248
65.368
113.949
58.866
98.506
57.337
95.660
134.414
123.062
111.523
108.677
*) Gutschrift für Wärmelieferung an das Schwimmbad
Abbildung 77 Übersicht Ergebnis der Wirtschaftlichkeitsberechnung unterschiedlicher Wärmeversorgungsvarianten
Es wird deutlich, dass sich die Varianten mit einem großen BHKW unter Einbeziehung des
Schwimmbades, als die wirtschaftlichsten Varianten darstellen.
Der Einsatzes
nsatzes eines kleine BHKWs (ohne Einbeziehung des Schwimmbades) oder eines
Pelletkessels lässt sich gegenüber der Variante 1 (nur Instandsetzung) nicht wirtschaftlich
darstellen.
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4.5.1
Sensitivität „Energiepreissteigerung“
Um die Auswirkungen der Entwicklung der Energiepreise auf die Wirtschaftlichkeit der
einzelnen Wärmeversorgungsvarianten zu ermitteln, wurde eine Sensitivitätsanalyse
durchgeführt.
180.000
Ohne
Schwimmbad
Var 1
Instandsetzung
mittlere Gesamtkosten €/a
160.000
140.000
120.000
Var 2 Pellet
100.000
Var 3 BHKW
klein
80.000
60.000
mit Schwimmbad
Var 4 BHKW
Groß
40.000
20.000
0
Energiepreissteig. 6,5 %
Var1
Var 2
Energiepreissteig 5 %
Var3
Var 4
Var 5
Var1
mittlere Gesamtkosten €/a
Energiepreissteig. 6,5 %
Energiepreissteig 5 %
Energiepreissteig 3,5 %
Energiepreissteig 3,5 %
Var 2
135.746
113.996
96.855
155.613
134.415
117.708
Var3
Var 5 BHKW
groß
optimiert
Var 4
144.217
123.062
106.390
Var 5
127.204
111.523
99.165
123.715
108.677
96.826
Abbildung 78 Veränderung der mittleren jährlichen Gesamtkosten für verschiedene Varianten der Energiezentrale bei
unterschiedlichen Energiepreisentwicklungen
Die Ergebnisse zeigen, dass selbst bei einer Energiepreissteigerung von nur 3,5 % die
Variante 5 (großes BHKW mit Einbindung Schwimmbad) gleich auf liegt mit der reinen
Instandsetzungsvariante.
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4.5.2
Emissionsbetrachtung und Primärenergiebetrachtung der Varianten
Varianten
Neben reinen wirtschaftlichen Gesichtspunkten sollten auch ökologische Gesichtspunkte
bei der Entscheidung über die zu wählende Energieversorgungsvariante nicht unbeachtet
bleiben.
Die ökologische Qualität einer Variante lässt sich zum einen über die zu erwartenden CO2
Emissionen und zum andern über den eingesetzten Primärenergiebedarf bewerten.
In den folgenden Grafiken sind die zu erwartenden CO2 Emissionen und der
Primärenergiebedarf der einzelnen Varianten gegenübergestellt.
CO2 Emissionen in kg/a
250.000
200.000
150.000
100.000
50.000
0
Var1
Var2
Var3
Var4
Var5
-50.000
-100.000
Gas
Pellet
CO2 Emissionen kg/a
Strom
Var1
Gas
Pellet
Strom
eingesp. Wärme Schwimmb.
Summe
eingesp. Wärme Schwimmb.
Var2
82.368
Var3
Summe
Var4
Var5
89.258
230.933
231.124
91.800
24.711
8.814
91.800
82.280
-23.800
-77.500
-38.760
-77.500
174.168
125.325
171.538
129.633
114.864
Ohne Schwimmbad
Var 1 Instandsetzung Var 2 Pellet Var 3 BHKW (klein)
mit Schwimmbad
Var 4 BHKW (groß)
Var 5 BHKW (groß optimiert)
Abbildung 79 CO2-Emissionen
Emissionen der Versorgungsvarianten
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Hinsichtlich der CO2-Emissionen
Emissionen liegt die Variante großes BHKW optimiert leicht vor der
Pelletvariante.
Primärenergiebedarf kWh/a
1.200.000
1.000.000
800.000
600.000
400.000
200.000
0
Var1
Var2
Var3
Var4
Var 5
-200.000
-400.000
-600.000
Gas
Pellet
PE Bedarf kWh/a Var1
Gas
Pellet
Strom
eingesp. Wärme Schwimmb.
Summe
362.421
Strom
eingesp. Wärme Schwimmb.
Var2
Var3
Var4
Summe
Var 5
392.737
1.016.105
1.016.947
351.000
108.726
50.368
351.000
314.600
-91.000
-341.000
-148.200
-341.000
713.421
510.094
707.337
584.105
527.747
Ohne Schwimmbad
Var 1 Instandsetzung Var 2 Pellet Var 3 BHKW (klein)
mit Schwimmbad
Var 4 BHKW (groß)
Var 5 BHKW (groß optimiert)
Abbildung 80 Primärenergiebedarf der Versorgungsvarianten
Hinsichtlich des Primärenergieeinsatzes liegt die Pelletvariante vorne, gefolgt von der den
Varianten mit großem BHKW.
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5
Handlungsempfehlungen,, Zeitschiene
Handlungsempfehlungen
5.1
Ausgangslage
Bindende Vorgaben für eine Sanierungsabfolge
Sanierungsabfolge sind vor allem in dem dringenden
Instandsetzungsbedarf festzustellen. Wichtigstes
Wich
Kriterium hierbei ist es,, einen Ausfall der
Haustechnik zu vermeiden.
Als zweites Kriterium sind der laufende Betrieb der Schulen
S
sowie die Hallennutzungen
auch während einer Umbauzeit zu gewährleisten.
Als drittes Kriterium stellt sich schließlich die Frage des Sanierungsstandards,
Sanierungsstandards gemäß den
vorgenannten Ausführungen.
Hierbei sind die nachfolgenden Vorüberlegungen zu treffen.
•
•
•
•
•
•
Entscheidung des Gemeinderates zur Durchführung und Festlegung eines
Rahmenbudgets zur Feinoptimierung aller Sanierungsmaßnahmen
Festlegung Sanierungsniveau Gebäudehülle
Festlegung Sanierungsniveau Haustechnik unter Entscheidung des zukünftigen
Umganges mit der Schwimmhalle
Schwim
Feinjustieren der Technik
Akquirierung von Fördergeldern
dergeldern
Bildung von Bauabschnitten
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5.2
Handlungsempfehlungen
Aufgrund der Einzelbetrachtungen der Gebäude war zu ersehen, dass sich in allen
Gebäuden über eine reine Instandsetzung hinaus eine energetische Sanierung rechnet,
jedoch auch, dass nicht für jeden Baukörper der gleiche Standard gleich wirtschaftlich ist.
Ohnehin erforderliche Instandsetzungsmaßnahmen und zu behebende Mängel sowie
einige technische Sanierungsmaßnahmen
Sanierungsmaßnahme sind weitgehend
hend unschädlich in Bezug auf noch
nicht festgelegte Gebäudezukunftsstrategien
Gebäudezukunftsst
(EnEV/
EnEV/ EnerPHit/ Passivhauskomponenten).
Passivhauskomponenten
Diese sind, z. B. bei der Haustechnik,
Haustechnik die bestehenden Kesselanlagen, Verteilungen und
die Regelung sowie im Hochbau die Brandschutzsanierungen
Brandschutzsanierungen sowie der Mensaausbau
(dies sind sogenannte Sowieso-Kosten).
Sowieso
Jedoch ist im Hinblick auf die vorangeschrittene Implementierung der Primusschule und
die damit verbundenen zukünftigen Betriebskosten eine zeitnahe Entscheidung zu einer
energetischen Sanierung
nierung sinnvoll.
Bei der Entscheidung zum energetischen Standard an der Grundschule steht vorrangig die
Überlegung
berlegung nach dem Umgang mit dem Thema Gebäudelüftung. Wie in den
Gesamtkostenberechnungen ersichtlich war,
war rechnet sich der Einbau einer Lüftungsanlage
Lüftungsanl
mit Wärmerückgewinnung rein wirtschaftlich nur bei einer Lebensdauer über 25 Jahren.
Wie beschrieben ist diese Annahme durchaus realistisch, jedoch ist die wirtschaftliche
Betrachtung nach DIN nicht außeracht zu lassen. Aus den Gründen der Luftqualität wäre
allerdings eine ausschließlich wirtschaftliche Betrachtungsweise nicht wirklich angebracht.
Die gleiche Entscheidung ist bei der Hauptschule zu treffen, wenn auch nicht in der
Konsequenz wie bei der Grundschule, da hier in jedem Fall von einem deutlichen
Einsparungspotential ausgegangen werden kann.
Bei den beiden Turnhallen hat die Entscheidung zur Sanierung im EnerPHit-Standard
EnerPHit
keine
Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit bei einem Ausfall der Lüftungsanlage.
Auf Basis der Wirtschaftlichkeitsberechnung und der ökologischen Bewertung ergeben sich
folgende Empfehlungen, abhängig davon, welche Entscheidung
Entscheidung über die Zukunft des
Schwimmbades gefällt wird.
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Haustechnik
Option 1:
Entscheidung propro-Schwimmbad
Das Schwimmbad bleibt mittelmittel bis langfristig erhalten:
gemeinsame Zentrale von Schule und Schwimmbad mit BHKW und Spitzenlastkessel
(Brennwertkessel)
Option 2:
Entscheidung
gegen
des Schwimmbads
den
mittel-
bis
langfristigen
Erhalt
Weiterbetrieb des Kessels in der Sanierungsphase
Je nach Gesetzeslage (EEWärmeG) und politischen Vorgaben der Gemeinde
(Klimaschutzziele)
Ergänzung der Zentrale um einen Pelletkessel
Für die weitere Planung zu der Energiezentrale sind folgende Fragen zu klären
Zukunft Schwimmbad
Rechtliche Rahmenbedingungen WärmeWärme und
Schwimmbad
Stromlieferung von Schule an
Festlegung Sanierungsniveau Gebäudehülle (Schulzentrum, Schwimmbad)
Grundschule
Aus Gründen der Behaglichkeit und unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit
empfehlen wir die Sanierung der Grundschule mit den Passivhauskomponenten unter
Beibehalt der Fenster aus dem Jahre 2010.
Im Vergleich zum Bestand kann bei dieser Sanierungsvariante der Heizwärmebedarf von
derzeit 149,4 kWh/(m²a) auf 40,8 kWh/(m²a) reduziert werden. Der Primärenergiebedarf
sinkt dabei von 182,1 kWh/(m²a) auf 60,3 kWh/(m²a). Insgesamt werden die CO2Emissionen von 41,4 kg/(m²a) auf 13,7 kg/(m²a) reduziert.
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Grundschule
Standard
Altbau
sanierungsbedürftig
(Abriss)
<
30
Standard
<
15
Niedrigenergiehaus
0
Niedrigenergiehaus
Passivhaus
EnerPHit/EnerPHit i
A+++ A++ A+
Niedrigstenergiehaus
Energieeffizienzklassen
nach EnEV 2014, Anlage
10
Endenergieverbrauch
Wärme in kWh/(m²a)
Nullenergiehaus
Plusenergiehaus
Machbarkeitsstudie zur energetischen Sanierung des Schulzentrums Titz
A
B
C
D
E
F
G
H
<
50
<
75
<
100
<
130
<
160
<
200
<
250
>
250
41
149
Abbildung 81 Energieeffizienzklasse EnerPHit-sanierte
EnerPHit
Grundschule
Hauptschule
Aus Gründen der Behaglichkeit und unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit
empfehlen wir die Sanierung
erung der Hauptschule im EnerPHit-Standard.
EnerPHi
Hauptschule Primus
Niedrigenergiehaus
Niedrigenergiehaus
Standard
Standard
Altbau
sanierungsbedürftig
(Abriss)
A+
A
B
C
D
E
F
G
H
<
30
<
50
<
75
<
100
<
130
<
160
<
200
<
250
>
250
Passivhaus
EnerPHit/EnerPHit i
A+++ A++
0
Niedrigstenergiehaus
Energieeffizienzklassen
nach EnEV 2014, Anlage
10
Endenergieverbrauch
Wärme in kWh/(m²a)
Nullenergiehaus
Plusenergiehaus
Im Vergleich
Vergleich zum Bestand kann bei dieser Sanierungsvariante der
der Heizwärmebedarf von
190 kWh/(m²a) im PrimusPrimus-Vollnutzungsfall auf 23,9 kWh/(m²a) reduziert
reduziert werden. Der
Primärenergiebedarf sinkt dabei von 234,2 kWh/(m²a) auf 37,1 kWh/(m²a).
kWh/(m²a). Insgesamt
werden die CO2-Emissionen von 53,2 kg/(m²a) auf 8,4 kg/(m²a) reduziert.
<
15
24
190
Abbildung 82 Energieeffizienzklasse
nzklasse EnerPHit-sanierte
EnerPHit
Hauptschule
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Machbarkeitsstudie zur energetischen Sanierung des Schulzentrums Titz
Turnhalle Grundschule
Aus Gründen der Behaglichkeit und unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit
empfehlen wir die Sanierung der Turnhalle Grundschule im EnerPHIt-Standard
EnerPHIt Standard mit PURPUR
Dämmung.
Turnhalle Grundschule
Standard
Altbau
sanierungsbedürftig
(Abriss)
<
30
Standard
<
15
Niedrigenergiehaus
0
Niedrigenergiehaus
Passivhaus
EnerPHit/EnerPHit i
A+++ A++ A+
Niedrigstenergiehaus
Energieeffizienzklassen
nach EnEV 2014, Anlage
10
Endenergieverbrauch
Wärme in kWh/(m²a)
Nullenergiehaus
Plusenergiehaus
Im Vergleich zum Bestand kann bei dieser Sanierungsvariante der
der Heizwärmebedarf von
derzeit 190,3 kWh/(m²a) auf 34,0 kWh/(m²a) reduziert
reduziert werden. Der Primärenergiebedarf
sinkt dabei von 243,2 kWh/(m²a) auf 61,6 kWh/(m²a).
kWh/(m²a). Insgesamt werden die CO2Emissionen von 55,3 kg/(m²a) auf 14,0 kg/(m²a) reduziert.
A
B
C
D
E
F
G
H
<
50
<
75
<
100
<
130
<
160
<
200
<
250
>
250
34
190
Abbildung 83 Energieeffizienzklasse EnerPHit-sanierte
EnerPHit
Turnhalle Grundschule
Turnhalle Hauptschule
Aus Gründen der Behaglichkeit und unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit
empfehlen wir die Sanierung der Turnhalle Hauptschule im EnerPHIt-Standard
EnerPHIt Standard mit PURPUR
Dämmung.
Im Vergleich zum Bestand kann bei dieser Sanierungsvariante der
der Heizwärmebedarf von
derzeit 220,1 kWh/(m²a) auf 32,0 kWh/(m²a) reduziert
reduziert werden.
werden. Der Primärenergiebedarf
sinkt dabei von 286,0 kWh/(m²a) auf 66,9 kWh/(m²a).
kWh/(m²a). Insgesamt werden die CO2Emissionen von 65,0 kg/(m²a) auf 15,2 kg/(m²a) reduziert.
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Turnhalle Hauptschule
Standard
Altbau
sanierungsbedürftig
(Abriss)
<
30
Standard
<
15
Niedrigenergiehaus
0
Niedrigenergiehaus
Passivhaus
EnerPHit/EnerPHit i
A+++ A++ A+
Niedrigstenergiehaus
Energieeffizienzklassen
nach EnEV 2014, Anlage
10
Endenergieverbrauch
Wärme in kWh/(m²a)
Nullenergiehaus
Plusenergiehaus
Machbarkeitsstudie zur energetischen Sanierung des Schulzentrums Titz
A
B
C
D
E
F
G
H
<
50
<
75
<
100
<
130
<
160
<
200
<
250
>
250
32
220
Abbildung 84 Energieeffizienzklasse EnerPHit-sanierte
EnerPHit
Turnhalle Hauptschule
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Machbarkeitsstudie zur energetischen Sanierung des Schulzentrums Titz
5.3
Eigenkapitaleinsatz
Unter Berücksichtigung der beschriebenen Fördermittel im Bereich der
d
EnerPHitSanierungen entstehen für die gesamte Baumaßnahme (ohne
(ohne Berücksichtigung der
Mehrkosten für die Sanierung der Kesselzentrale unter Einbindung des Schwimmbades) je
nach Sanierungsvariante
variante unterschiedliche Kapitalaufwendungen,
K
die in der nachfolgenden
Grafik zusammengefasst werden (Eigenkapital, nach Abzug der angenommenen
Fördermittel).
Eigenkapitaleinsatz (€)
(
6000000
5000000
4000000
3000000
2000000
1000000
0
Eigenkapitaleinsatz TH
Grundschule
Eigenkapitaleinsatz TH
Hauptschule
Eigenkapitaleinsatz
Grundschule
Eigenkapitaleinsatz
Hauptschule
Abbildung 85 Eigenkapitaleinsatz in Euro für die Gesamtbaumaßnahme nach Sanierungsstandard
Die zuvor genannten Sanierungsempfehlungen würden für alle Gebäude insgesamt zu
heutigen Preisen Investitionskosten von 5.184.346 Euro erfordern. Abzüglich der
möglichen Fördermittel in Höhe von insgesamt 647.994 Euro würde der
Eigenkapitaleinsatz bei 4.536.352
4.536.352 Euro liegen.
Die jährlichen Gesamtkosten, die für den jeweiligen Kapitaldienst, die mittleren
Betriebskosten sowie die Umweltfolgekosten
Umweltfol
anfallen, würden, gemäß der nachfolgenden
Grafik, bei der Sanierung im EnerPHit-Standard
EnerPHit Standard bzw. mit Passivhauskomponenten am
geringsten ausfallen, mit jährlich im Mittel 589.817 Euro gegenüber 734.188 Euro im im
Fall einer lediglich instandgesetzten Primusschule
Primusschule auf dem ansonsten energetisch
derzeitigem Niveau.
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Jährliche Gesamtkosten (€/a)
(
800000
700000
600000
500000
400000
300000
200000
100000
0
Gesamtkosten €/a TH
Grundschule
Gesamtkosten €/a TH
Hauptschule
Gesamtkosten €/a
Grundschule
Gesamtkosten €/a
Hauptschule
Abbildung 86 jährliche mittlere Gesamtkosten für die Gesamtbaumaßnahme nach Sanierungsstandard
Hieraus folgend würden die Einsparungen gegenüber der reinen instandgesetzten PrimusPrimus
Vollnutzungsvariante nach 25 Jahren Betrachtungszeitraum im empfohlenen
Sanierungsstandard
mittels
EnerPHit Sanierung
EnerPHit-Sanierung
beziehungsweise
mittels
Passivhauskomponenten am höchsten ausfallen,
ausfallen mit insgesamt 3.609.254 Euro.
Euro
Einsparung nach 25 Jahren
4000000
3500000
3000000
2500000
2000000
1500000
1000000
500000
0
-500000
Einsparung (nach Abzug
Kapitaleinsatz) TH
Grundschule
Einsparung (nach Abzug
Kapitaleinsatz) TH
Hauptschule
Einsparung (nach Abzug
Kapitaleinsatz)
Grundschule
EnEV
EnerPHit
(THs: VIP)
EnerPHit
(THs:
PUR)/PHK
Einsparung (nach Abzug
Kapitaleinsatz)
Hauptschule
Abbildung 87 Einsparung nach 25 Jahren nach Sanierungsstandard
S
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Zusammenfassung
Sanierung der Hauptschule sowie der Turnhallen im EnerPHit-Standard
EnerPHit
Sanierung der Grundschule mit Passivhauskomponenten:
Investitionskosten gesamt, Instandsetzung + Energetische
Energetisch Sanierung
abzüglich Fördermittel
5.184.346 Euro
-647.994 Euro
Investitionskosten gesamt
mt (Eigenkapital)
4.536.352 Euro
abzüglich reine Instandsetzungskosten
Instandsetzungsk
Primus (=„Sowieso-Kosten“)
2.172.939 Euro
Investitionskosten Energetische Sanierung EnerPHit/PKK
EnerPHit/PKK
2.363.413
2.363.413 Euro
Einsparung in 25 Jahren durch Senkung Betriebskosten
3.609.254
3.609.254 Euro
Reingewinn aus rein Energetischer Sanierung
1.245.841
1.245.841 Euro
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5.4
Zeitplan Sanierungsschritte, Empfehlung
Abbildung 88 vorgeschlagener Zeitpan der baulichen Umsetzung
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Der vorliegende Zeitplan definiert eine mögliche zeitliche Abfolge einer baulichen
Umsetzung dieser Machbarkeitsstudie unter Berücksichtigung der beschriebenen baulichen
und gebäudetechnischen
etechnischen Sanierungsschritte. Grundsätzliche Voraussetzung ist, wie
beschrieben, die Gewährleistung des laufenden Schulbetriebes, die Ertüchtigung der
Gebäudetechnik, um einen Ausfall zu vermeiden, sowie das entscheidende Zwischenziel,
den Übergang des ersten Primus-Schuljahrganges
Primus Schuljahrganges in das Gebäude der Hauptschule im
Sommer 2018 zu gewährleisten. Nachfolgend werden die wichtigsten Meilensteine noch
einmal aufgeführt:
Grundschulzeit 1. Jahrgang PrimusPrimus-Schule
08.2014 – 07.2018
Entscheidung des Gemeinderates
nderates zur baulichen Umsetzung
- Ende 12.2014
Entscheidung des Gemeinderates zur Schwimmhalle
- Ende 3. Quartal 2015
Grundlegender Planungszeitraum
01.2015 – 06.2015
Instandsetzungsarbeiten
06.2015 – 10.2016
EnerPHit-Sanierung
Sanierung Hauptschule
11.2016
1.2016 – 10.2017
EnerPHit-Sanierung
Sanierung Turnhalle Hauptschule
10.2017 – 05.2018
Hauptschulzeit 1. Jahrgang PrimusPrimus-Schule
ab 08.2018
EnerPHit-Sanierung
Sanierung Turnhalle Grundschule
07.2018 – 01.2019
PHK-Sanierung Grundschule
02.2019 – 12.2019
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5.5
Nutzerinformation
Nutzerinformation
Aus der Erfahrung mit vergleichbaren Baumaßnahmen,
maßnahmen, beispielsweise der energetischen
Sanierung des Gymnasiums Baesweiler, ist abzuleiten,, dass der grundsanierte Zustand im
hochenergetischen
chen Bereich eine Nutzerinformation erfordert, im Rahmen derer die Nutzer,
Nutzer
in diesem Falle sowohl Lehrer als auch Schüler, im Umgang mit den neuen HeizHeiz und
Lüftungstechniken eines Gebäudes vertraut gemacht werden. Im Zuge dieser Schulung
kann der Umgang mit einer Fensterlüftung, die auch weiterhin
weiterhin in einem EnerPHit-Haus
EnerPHit
durchgeführt werden kann, jedoch nicht zwingend erforderlich ist,
ist, erläutert werden.
werden Für ein
besonders luftdichtes und hochwärmegedämmtes Haus ist es in besonderer Weise
ineffizient, Fenster in einer Dauerkippstellung zu halten.
en. Genauso bedarf es des bewussten
Umganges mit Eingangstüren, die bei unnötiger Daueröffnung gerade im effizientesten
Haus einen relativ hohen Wärmeverlust auslösen.
auslösen
Ebenfalls sollte gegebenenfalls der Umgang mit einer, eventuell automatisierten,
Lichtsteuerung erläutert werden.
Eine Nutzerschulung ist ebenfalls zudem sinnvoll, um die Hochfahrzeiten von Lüftung und
Heizung zu optimieren sowie die Einstellung von Sonnenschutzanlagen.
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6
Gestalterische Umsetzung – Varia
Varianten
Die nachfolgenden Graphiken zeigen anhand einer Perspektive des Gebäudes der
Hauptschule,
wie
die
gestalterische
Umsetzung
der
energetischen
Sanierungsempfehlungen dieser Studie aussehen könnte.
Wie bereits beschrieben, wurde für diejenigen Gebäudeteile, die der erhöhten
Nutzungsbeanspruchung
eanspruchung ausgesetzt sind, mit Vorhangfassaden gearbeitet. In
I dieser
Variante optisch umgesetzt in Form einer Lochblechfassade, die den Gebäuden eine
leichtere Anmutung verleit, als die bestehende Klinkerfassade. Die höher liegenden
lie
Fassaden wurden mit einem WDVS gestaltet.
Das farbliche Konzept orientiert sich dabei an den bestehenden Klinker-Farbtönen,
Klinker
wobei
hier auch die Freiheit genutzt
utzt wurde, dem „neuen“ Schulzentrum ein verändertes Gesicht
zu geben.
en. Ziel dabei war es, die Zukunftsorientierung der neuen Primusschule in einen
neuen, freundlichen Gesamteindruck des Gebäudes zu übertragen.
übertragen
Abbildung 89 Entwurf einer gestalterischen Umsetzung der Baumaßnahme
Die zweite Ansichtsvariante spielt mitt größeren Lochblechanteilen in den Kopfansichten des
Gebäudes.
Bei den Entwürfen handelt es sich um erste Design-Studien.
Design
Genauere gestalterische
Konzeptionen würden in der Entwurfsplanung der baulichen Umsetzung untersucht werden.
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Abbildung 90 Entwurfsvariante einer gestalterischen Umsetzung
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7
Verzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1 Logo der Gemeinde................................................................
................................................ 1
Abbildung 2 Aufnahmen Titel ................................................................
..................................................... 1
Abbildung 3 Luftbild ...............................................................................................
................................
............................... 10
Abbildung 4 Organigramm des Gebäudebestands mit Baujahrübersicht ...................... 13
Abbildung 5 Lageplan Genehmigungsplanung 1975, Scan, Quelle: (Archiv Gemeinde
Titz)................................................................
........................................................................................
........................ 15
Abbildung 6 Wandaufbauten Bestand Grundschule ....................................................
................................
16
Abbildung 7 Bodenplattenaufbauten Bestand Grundschule .........................................
................................
17
Abbildung 8 Dachaufbauten Bestand Grundschule .....................................................
................................
18
Abbildung 9 Wärmeverluste Bestand Grundschule................................
Grundschule...................................................... 19
Abbildung 10 Wärmegewinne Bestand Grundschule ..................................................
................................
20
Abbildung 11 Energieeffizienzklasse Bestand Grundschule (nach EnEV 2014) ............... 20
Abbildung 12 Wandaufbauten Bestand Hauptschule ..................................................
................................
21
Abbildung 13 Bodenaufbauten Bestand Hauptschule ..................................................
................................
21
Abbildung 14 Dachaufbauten Bestand Hauptschule ...................................................
................................
22
Abbildung 15 Wärmeverluste Bestand Hauptschule ....................................................
................................
23
Abbildung 16 Wärmegewinne Bestand Hauptschule ...................................................
................................
24
Abbildung 17 Energieeffizienzklasse Bestand Hauptschule ...........................................
................................
24
Abbildung 18 Wärmeverluste Bestand Primusvollnutzung Hauptschule ......................... 25
Abbildung 19 Wärmegewinne Bestand Primusvollnutzung Hauptschule ........................ 25
Abbildung 20 Energieeffizienzklasse Bestand Primusvollnutzung Hautpschule ................ 26
Abbildung 21 Wandaufbauten Bestand Turnhalle Grundschule ...................................
................................ 27
Abbildung 22 Bodenaufbauten Bestand Turnhalle Grundschule ...................................
................................ 28
Abbildung 23 Dachaufbauten Bestand Turnhalle Grundschule ....................................
................................ 28
Abbildung 24 Wärmeverluste Bestand Turnhalle Grundschule .....................................
................................
30
Abbildung 25 Wärmegewinne Bestand Turnhalle Grundschule ....................................
................................ 30
Abbildung 26 Energieeffizienzklasse Bestand Turnhalle Grundschule ............................ 31
Abbildung 27 Bodenaufbauten Bestand Turnhalle Hauptschule ...................................
................................ 32
Abbildung 28 Dachaufbauten Bestand Turnhalle Hauptschule .....................................
................................
32
Abbildung 29 Wärmeverluste Bestand Turnhalle Hauptschule ......................................
................................
33
Abbildung 30 Wärmegewinne Bestand Turnhalle Hauptschule.....................................
................................
34
Abbildung 31 Energieeffizienzklasse Bestand Turnhalle Hauptschule ............................ 34
Abbildung 32 Beispiel Mensaküche................................................................
Mensaküche
........................................... 36
Abbildung 33 Organigramm Maßnahmenpakete reine Instandsetzung ......................... 39
Abbildung 34 Übersicht Wärmeversorgung Schulzentrum Titz ......................................
................................
40
Abbildung 35 Zählerstruktur Strom des Schulzentrums Titz ...........................................
................................
42
Abbildung 36 Heinzenergieverbrauchskennwert .........................................................
......................... 44
Abbildung 37 Stromenergieverbrauchskennwert .........................................................
......................... 44
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Abbildung 38 Schimmelbefall im Umkleidebereich TH Grundschule wegen fehlender
Lüftungsanlage ................................................................................................
................................
....................................... 52
Abbildung 39 Systemschnitt WDVS-Fassade
WDVS
...............................................................
............................... 58
Abbildung 40 Systemschnitt Vorhangfassade, Beispiel Tekofix wärmebrückenfreies
Unterkonstruktionssystem .........................................................................................
................................
......................... 59
Abbildung 41 Beispieldetail Innendämmung ..............................................................
.............................. 60
Abbildung 42 Wandaufbauten neu: Vorsatzschale, WDVS mit Bestandsabbruch, WDVS
ohne Bestandsabbruch (v.l. ab Seite 59) ................................................................
.................................... 61
Abbildung 43 Beispieldetail Sockeldämmung .............................................................
............................. 62
Abbildung 44 Bodenaufbauten neu, Grundschule ......................................................
................................
63
Abbildung 45 Bodenaufbau neu, Turnhalle Hauptschule .............................................
................................
63
Abbildung 46 Bodenaufbau neu, Turnhallen Nebenräume ..........................................
................................
64
Abbildung 47 Vakuumisolationspaneel ................................................................
...................................... 64
Abbildung 48 Dachaufbauden neu, Grundschule .......................................................
....................... 65
Abbildung 49 Dachaufbauten neu, Hauptschule ........................................................
........................ 66
Abbildung 50 Dachaufbauten neu, Turnhalle Hauptschule ..........................................
................................
66
Abbildung 51 Beispiel Isothermenverlauf Passivhausfenster, Einbausituation Außenkannte
Mauerwerk ................................................................................................
................................
............................................. 67
Abbildung 52 Beispiel Isothermenverlauf Passivhausfenster, Einbausituation in
Dämmebene ................................................................................................
................................
........................................... 68
Abbildung 53 Effizienzklassen Passivhausfenster. Es wurden im EnEV Fall PH-Fenster
PH
der
Klasse B-C
C installiert, für die anderen Varianten Fenster der Effizienzklasse
Effizienzklasse A................. 69
Abbildung 54 Beispiel Fassadenschnitt Vorhandfassade mit Passivhausfenster und Raffstore
................................................................
.............................................................................................
............................. 70
Abbildung 55 Deckblatt Gesamtkosten Hauptschule ...................................................
................................
94
Abbildung 56 Variantenvergleich Heizwärmebedarf nach PHPP (Euro) ........................ 101
Abbildung 57 Variantenvergleich Verteilung der LüftungsLüftungs und Transmissionswärmeverluste
gegenüber den passiven Energiegewinnen nach PHPP [kWh/(m²a)] ............................ 102
Abbildung 58 Variantenvergleich der Gesamtkosten des Frankfurter Gesamtkostentools Vergleichsgrafik (ausführliche Berechnung siehe CD) ................................................
................................
103
Abbildung 59 Variantenvergleich der Gesamtkosten des Frankfurter Gesamtkostentools Vergleichsgrafik (ausführliche Berechnung siehe CD) mit erhöhten Instandhaltungskosten
aufgrund des kalkulierten Austausches der Lüftung nach 15 Jahren ............................ 104
Abbildung 60 Deckblatt Gesamtkostenberechnung Grundschule (siehe CD) ............... 105
Abbildung 61 Variantenvergleich Heizwärmebedarf nach PHPP (Euro) ........................ 106
Abbildung 62 Variantenvergleich Verteilung der LüftungsLüftungs und Transmissionswärmeverluste
gegenüber den passiven Energiegewinnen nach PHPP [kWh/(m²a)] ............................ 107
Abbildung 63 Variantenvergleich der Gesamtkosten des Frankfurter Gesamtkostentools Vergleichsgrafik (ausführliche Berechnung siehe CD) ................................................
................................
108
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Abbildung 64 Variantenvergleich der Gesamtkosten des Frankfurter Gesamtkostentools Vergleichsgrafik (ausführliche
führliche Berechnung siehe CD) mit erhöhten Instandhaltungskosten
aufgrund des kalkulierten Austausches der Lüftung nach 15 Jahren ............................ 109
Abbildung 65 Deckblatt Gesamtkostenberechnung Hauptschule (siehe CD)................ 110
Abbildung 66 Variantenvergleich
Variantenvergleic Heizwärmebedarf nach PHPP (Euro) ........................ 111
Abbildung 67 Variantenvergleich Verteilung der LüftungsLüftungs und Transmissionswärmeverluste
gegenüber den passiven Energiegewinnen nach PHPP [kWh/(m²a)] ............................ 112
Abbildung 68 Variantenvergleich der Gesamtkosten des Frankfurter Gesamtkostentools
Gesamtkostentools Vergleichsgrafik (ausführliche Berechnung siehe CD) ................................................
................................
113
Abbildung 69 Variantenvergleich der Gesamtkosten des Frankfurter
Frankfurter Gesamtkostentools Vergleichsgrafik (ausführliche Berechnung siehe CD) mit erhöhten Instandhaltungskosten
aufgrund des kalkulierten Austausches der Lüftung nach 15 Jahren ............................ 113
Abbildung 70 Deckblatt Gesamtkostenberechnung Turnhalle Grundschule (siehe CD) . 114
Abbildung 71 Variantenvergleich Heizwärmebedarf nach PHPP (Euro) ........................ 115
Abbildung 72 Variantenvergleich Verteilung der LüftungsLüftungs und Transmissionswärmeverluste
gegenüber den passiven Energiegewinnen nach PHPP [kWh/(m²a)] ............................ 116
Abbildung 73 Variantenvergleich der Gesamtkosten des Frankfurter Gesamtkostentools Vergleichsgrafik (ausführliche Berechnung siehe CD) ................................................
................................
117
Abbildung 74 Variantenvergleich der Gesamtkosten des Frankfurter Gesamtkostentools Vergleichsgrafik (ausführliche Berechnung siehe CD) mit erhöhten Instandhaltungskosten
aufgrund des kalkulierten Austausches der Lüftung nach 15 Jahren ............................ 117
Abbildung 75 Deckblatt Gesamtkostenberechnung Turnhalle Hauptschule (siehe CD) . 118
Abbildung 76 Übersicht Ergebnis der Wirtschaftlichkeitsberechnung unterschiedlicher
unters
Wärmeversorgungsvarianten ................................................................
.................................................. 119
Abbildung 77 Übersicht Ergebnis der Wirtschaftlichkeitsberechnung unterschiedlicher
Wärmeversorgungsvarianten ................................................................
.................................................. 120
Abbildung 78 Veränderung der mittleren jährlichen Gesamtkosten für verschiedene
Varianten der Energiezentrale
entrale bei unterschiedlichen Energiepreisentwicklungen ........... 121
Abbildung 79 CO2-Emissionen
Emissionen der Versorgungsvarianten .........................................
................................
122
Abbildung 80 Primärenergiebedarf der Versorgungsvarianten ....................................
................................ 123
Abbildung 81 Energieeffizienzklasse EnerPHit-sanierte
EnerPHit
Grundschule ........................... 127
Abbildung 82 Energieeffizienzklasse EnerPHit-sanierte
EnerPHit
Hauptschule ............................ 127
Abbildung 83 Energieeffizienzklasse EnerPHit-sanierte
EnerPHit sanierte Turnhalle Grundschule ............. 128
Abbildung 84 Energieeffizienzklasse EnerPHit-sanierte
EnerPHit sanierte Turnhalle Hauptschule ............. 129
Abbildung 85 Eigenkapitaleinsatz in Euro für die Gesamtbaumaßnahme nach
Sanierungsstandard ...............................................................................................
................................
............................... 130
Abbildung 86 jährliche mittlere Gesamtkosten
Gesamtkosten für die Gesamtbaumaßnahme nach
Sanierungsstandard ...............................................................................................
................................
............................... 131
Abbildung 87 Einsparung nach 25 Jahren nach Sanierungsstandard .......................... 131
Abbildung 88 vorgeschlagener Zeitpan der baulichen Umsetzung.............................. 133
Abbildung 89 Entwurf einer gestalterischen Umsetzung der Baumaßnahme................. 136
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Abbildung 90 Entwurfsvariante einer gestalterischen Umsetzung ................................ 137
Abbildung 91 ................................................................................................
................................
....................................... 146
Abbildung 92 ................................................................................................
................................
....................................... 147
Abbildung 93 ................................................................................................
................................
....................................... 148
Abbildung 94 ................................................................................................
................................
....................................... 149
Abbildung 95 ................................................................................................
................................
....................................... 150
Abbildung 96 ................................................................................................
................................
....................................... 151
Abbildung 97 ................................................................................................
................................
....................................... 152
Abbildung 98 ................................................................................................
................................
....................................... 153
Abbildung 99 ................................................................................................
................................
....................................... 154
Abbildung 100 ................................................................................................
................................
..................................... 155
Abbildung 101 ................................................................................................
................................
..................................... 156
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Sanierung im Bestand für Nichtwohngebäude nach Anlage 3 zu §9 der EnEV 2014.
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