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Denkmal und Energie - Technologien und Systeminnovationen zur Energieversorgung und -einsparung bei Baudenkmalen

Der vorliegende Schlussbericht dokumentiert die Ergebnisse des durch die DBU und den Energiefonds Berlin geförderten Projektes 'Denkmal und Energie - Technologien und Systeminnovationen zur Energieversorgung und -einsparung bei Baudenkmalen'. Im Kooperationsprojekt wurden unter anderem vergleichende Analysen von beispielhaften Baudenkmalen und bauklimatische Messungen an Referenzprojekten durchgeführt, sowie Demonstrations-projekte mit fachlicher Beratung begleitet. Die Bewahrung und Pflege von Baudenkmalen trägt zur Ressourcenschonung im Sinne des Umweltschutzes bei. Gleichzeitig führt eine optimierte Energieversorgung von Baudenkmalen zu einer Einsparung fossiler Energieträger und damit zur Reduktion von Treibhausgasemissionen. Dies ergibt eine weitere konkrete Umweltentlastung. Bei einer optimierten Energieversorgung von Baudenkmalen geht es um den visuellen und substanziellen Erhalt bei gleichzeitiger Senkung des Energieverbrauchs und Verbesserung des Raumkomforts. Diese Maßnahmen insgesamt stehen für eine Schonung kultureller und energetischer Ressourcen. Das Ziel des Projekts 'Denkmal und Energie' war einerseits die Dokumentation von beispiel-haften Projekten, andererseits die Begleitung von konkreten Planungen und die Adaption von Systemlösungen für den praxistauglichen Einsatz. Durch die Zusammenarbeit mit Denkmalpflegern, Planern und ausführenden kleinen und mittelständischen Unternehmen an den Demonstrationsobjekten gelang die Umsetzung von innovativen Lösungen unter Berücksichtigung denkmalpflegerischer Anforderungen. Das Projekt gliederte sich in fünf Phasen die sich teilweise überlagerten: Die 1. Phase galt der Evaluation bereits abgeschlossener Beispielprojekte. In der 2. Phase wurden aus den Beispielprojekten Referenzprojekte ausgewählt und vertieft betrachtet. Die-se Ausgangsarbeiten führten in der 3. Phase zur Entwicklung eines Planungsinstrumentariums. Die 4. Phase bildete mit der aufwendigen planerischen Begleitung von drei Demonstrationsprojekten einen Schwerpunkt im Arbeitsplan. Eine Dokumentation und Kommunikation der Ergebnisse aus Phase 5 erfolgte parallel zur gesamten Projektlaufzeit. Das Projekt 'Denkmal und Energie' verfolgte nicht nur den Anspruch, besonders innovative und richtungsweisende Projekte zu dokumentieren und planerisch zu begleiten, sondern auch die Forschungsergebnisse für Fachpublikum und allgemein öffentlichkeitswirksam zu verbreiten. Daher wurden die Forschungsergebnisse in zahlreichen Vorträgen, mehreren Workshops, Tagungen, Messeauftritten und durch mehrere ISBN-Publikationen veröffent-licht.1 Diese Veranstaltungen trafen auf ein sehr reges Interesse. Für die Kooperationspartner wurden Informationen aus dem Forschungsprojekt elektronisch unter der Internetseite www.denkmalundenergie.de zugänglich gemacht. (Text gekürzt)

Modellhafte energetische Sanierungsplanung zur denkmalgeschützten 50er-Jahre-Fassade des Rathauses Aschaffenburg

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Das sechsgeschossige Rathaus umfasst ein Raumvolumen von ca. 36.000 m3. Das Einzeldenkmal aus dem Jahr 1958 besteht aus einem Stahlbetonskelettbau, der mit Fensterelementen und Porenbeton ausgefacht ist. Die vorgehängte Natursteinfassade muss erhalten werden. Das Hauptproblem des Gebäudes sind unzumutbare Temperaturverhältnisse im Sommer und Winter durch schlechte Wärmedämmwerte und großen Fensteranteil ohne ausreichenden Sonnenschutz. Ziel ist eine vorbildliche energieeffiziente Sanierung unter Ausschöpfung der Einsparpotenziale von Außenhülle und Energietechnik. Die hohen Energie- und Instandhaltungskosten durch Reparaturstau sollen nachhaltig reduziert werden. Eine Prämisse des Objektes ist, den sommerlichen Wärmeschutz ohne Einsatz einer primärenergieaufwendigen Klimaanlage zu erreichen. Außerdem muss ein System zur effektiven Innendämmung entwickelt und mit sinnvoller Energietechnik ergänzt werden. Fazit: Die hochwertigen Planungsergebnisse in Verbindung mit eingesparten Nachfolgekosten und der erzielbaren Nachhaltigkeit dienen in der Stadt Aschaffenburg auch bei anderen Bauvorhaben als Beispiel und haben die Planungsstandards verbessert. Die zu erwartenden Energieverbrauchskennwerte können als Anhalt für andere Sanierungen dienen. Interessant hierbei ist, dass die Sanierungskosten etwa halb so hoch sind, als ein vergleichbarer Neubau und die erzielten Nutzerqualitäten einem Neubau gleichkommen. Es ist somit eindeutig, dass eine umfassende, ganzheitliche, energetische Sanierung eines Bestandsgebäudes den Restwert des Gebäudes voll erhält, die im Gebäude gebundenen Materialien und Energien weiter nutzt und den Verbrauch an Ressourcen deutlich einschränkt.

Energieeffiziente Sanierung von Bürogebäuden der 50er und 70er Jahre - Erarbeitung einer Planungshilfe

Die meisten Bürogebäudebestände in Deutschland sind in den 50er bis 70er Jahren entstanden. Inzwischen haben sich die Ansprüche der Nutzer an Komfort, Kommunikation, Flächenoptimierung, Ausstattung und Energieverbrauch gravierend verändert. In dem Forschungsprojekt 'PROsab - Energieeffiziente und komfortgerechte Sanierung von Bürogebäuden' erforschen die Institute für Baukonstruktion und Industriebau, für Bauwerkserhaltung und Tragwerk und für Gebäude- und Solartechnik der Technischen Universität Braunschweig, ob veraltete Gebäude durch moderne Sanierungskonzepte auf einen Stand gebracht werden können als umwelt- und ressourcenschonende Alternative zum Neubau. Dazu werden typische Bürogebäude der 50er bis 70er Jahre im Vollbetrieb untersucht. Im Rahmen von Machbarkeitsstudien werden Sanierungskonzepte für 15 - 20 Bauten entstehen, die in einem Folgevorhaben auch umgesetzt werden sollen.

Modellhafte Sporthallensanierung: Konzeptionelle Entwicklung einer prototypischen Sanierung und konkrete Umsetzung an der Halle des Teilvorhabens Bremen 1875 - Phase I

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Angesichts des enormen Sanierungsstaus im Sportstättenbestand in der BRD war es Ziel der Arbeiten, die Machbarkeit einer umfassenden Sanierung verbunden mit einer optimierten Energiebilanz an einer modellhaften Sporthalle darzustellen. Auf Basis einer gründlichen Bestandsaufnahme von Baukörper und technische Gebäudeausrüstung (TGA) galt es, Mängel und deren Ursachen zu analysieren. Anschließend waren am Beispiel der ausgewählten Halle grundsätzliche Möglichkeiten für Hallensanierungen zu erörtern und im konkreten Fall eine passende Sanierungsstrategie vorzuschlagen. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Ausgangspunkt der Arbeiten war die Festlegung auf einen Hallentyp, wie er in den Endsiebzigern in Deutschland vielfach errichtet wurde: Stahlbeton-Skelett-Bauart mit Fassadenelementen aus Stahlbeton oder Gasbeton bzw. 2-schaligem Mauerwerk, flach geneigtes Satteldach, Lichteinfall über Lichtkegel bzw. -band im Dach, einfache Stahlbetonsohle mit Schwingboden, angebaute Umkleide- und Sanitärräume, zentrale Wasserver- und Abwasserentsorgung, zentrales Heizsystem. Im Sept. 2004 wurden Messgeräte installiert, mit denen Messdaten über die Energieströme unter Berücksichtigung von Wetterdaten und Nutzung erfasst wurden. Auf der Grundlage wurde unter Hinzuziehung der bauphysikalischen Untersuchungen über die Gebäudesubstanz ein energetisches Modell simuliert, das wichtige Hinweise auf Mängel und Verbesserungsmöglichkeiten gab. Durch zusätzliche Auswertung der Verbrauchsdaten für Strom, Gas und Wasser sowie eine gründliche Untersuchung der Gebäudesubstanz wurden schließlich die aktuelle bauphysikalische und energetische Situation sowie die Versorgungs- und Entsorgungsgegebenheiten beschrieben. Für die Baukonstruktion wurde ein umfassender Bauteilkatalog an grundsätzlichen und übertragbaren Modernisierungsmöglichkeiten erarbeitet und nach Dämmstandards zu übertragbaren Sanierungsmodulen geordnet. Auch die Modernisierungsoptionender TGA wurden Modulen zugeordnet und zu kompletten Sanierungsvarianten zusammengefasst. Parallel hierzu wurde untersucht, mit welcher Art von Hemmnissen bei der Sporthallensanierung im allgemeinen zu rechnen ist, was zu deren Erleichterung getan werden kann und in welcher Beziehung Nutzerverhalten und Wirksamkeit technischer Sanierungen stehen.

Ökologische Sanierung Haus Lange Gasse 7, Quedlinburg

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Ziel des Pilotprojektes ist es, Alternativen zu bisher gebräuchlichen Methoden der Fachwerksanierung anzubieten, aber auch solche Bausysteme auszuführen, zu denen bereits gute praktische Erfahrungen vorliegen, deren breite Anwendung in der Baupraxis jedoch noch bevorsteht und diese unter messtechnischer Begleitung zu optimieren. Den Abschluss der Untersuchung bildet eine differenzierte Darstellung der Messergebnisse, der Baukosten und der Verbrauchsdaten mit einer zusammenführenden Bewertung unter Hinzunahme subjektiver Kriterien der Bewohner. Damit sollen künftige Bauherren, Baufachleute sowie Planer in die Lage versetzt werden, entsprechend des jeweiligen Kostenrahmens oder der spezifischen Nutzerwünsche, wie etwa nach alternativen Baumaterialien oder nach innovativen Heizkonzepten, eine angemessene Systemlösung für ihre Bedürfnisse zu wählen. Die Erfahrungen und Ergebnisse aus der Planung, Umsetzung und weiterführenden messtechnischen Begleitung des Projektes sollen bei zu-künftigen Sanierungsmaßnahmen zur Anwendung gelangen. Fazit: Die Untersuchungen zeigen teils erwartete, teils überraschende Ergebnisse. Erwartungsgemäß unterscheiden sich die eingesetzten Systeme zur Innendämmung und Heizung in ihren bauphysikalischen und heizenergetischen Auswirkungen. Deutliche Unterschiede zeigen sich im Trocknungsverhalten. Der hohe Stellenwert einer angepassten Baufolge mit ausreichender Lüftung der Räume und Trocknungszeiten vor Aufbringen des Wandputzes wird hier deutlich. Überraschend ist dagegen die messtechnisch begründete Erfahrung, dass die eingesetzten Dämmschalen aus den mineralischen Baustoffen Holzleichtlehm, Haacke-Cellco-Wärmedämmlehm gegenüber den in der Sanierung üblicherweise eingesetzten Dämmplatten durchaus Vorteile in der praktischen Bewährung besitzen. Die in der Heizperiode zu beobachtenden lokalen Auffeuchtungen im Bereich der Schwellen bei leichten Deckenaufbauten und Wandaufbauten mit Innen-Dämmplatten erfordern weitere Beobachtung zur Verbesserung der Detailplanung. Eine Sonderstellung unter den Heizsystemen nimmt die vollflächige Wandheizung auf Holzweichfaserplatten ein. Das Trocknungsverhalten wird durch die Temperaturerhöhung an der Wandoberfläche mit gleichzeitiger Erhöhung des Feuchtegradienten zwischen Wandoberfläche und Wandkern verbessert. Die Befürchtungen hinsichtlich eines zu hohen Heizenergieverbrauches haben sich nicht bestätigt, er ist eher als unterdurchschnittlich anzusehen. Zwischen der Fußbodenheizung und der Heizkörperheizung in den anderen Wohnungen sind keine signifikanten Unterschiede zu erkennen. Die für den Planungszustand (Innendämmung und ISO-bzw. Kastenfenster) errechnete spezifische Norm-Gebäudeheizlast von jährlich etwa 21709 W erreicht fast den Standard eines Niedrigenergiehauses und liegt gegenüber dem Ausgangszustand um mehr als die Hälfte niedriger. (Text gekürzt)

Verbundvorhaben: Energetische Sanierung des baulichen Wohnungsbestands der Nachkriegszeit

Ökologisch/ökonomische Bewertung zweier Fassadenkonzepte - Glasfassade versus Kunststofffassade - zur Sanierung eines Verwaltungsgebäudes der 1960er Jahre

Das Verwaltungsgebäude der Remscheider Entsorgungsbetriebe (REB), Ende der 60er Jahre erbaut, wies in vielerlei Hinsicht Sanierungsbedarf auf. Bautypische Defizite wie schlechter Dämmstandard, undichte Gebäudehülle und unzureichender Brandschutz, aber auch strukturelle Mängel wie fehlender behindertengerechter Zugang und insgesamt am Ende ihrer technischen Lebensdauer angelangte Gebäudeausstattung zeigten für den Bauherren Handlungsbedarf an. Durch eingehende Untersuchungen zu Beginn der Planung erwies sich die Sanierung gegenüber Abriss / Neubau ökonomisch und ökologisch als vorteilhaft. Mit finanzieller Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) wurden in einem integralen Planungsprozess verschiedene Szenarien untersucht und Konzepte für eine nachhaltige und energieeffiziente Sanierung entwickelt.

Passivhaustaugliche ökologische Solarfassaden für die Altbausanierung am Beispiel eines Gründerzeithauses

Zielsetzung/Anlass: Die Energieeinsparpotenziale von Neubauten sind gegenüber dem vorhandenen Altbaubestand eher als gering einzuschätzen, zumal die Baukonjunktur seit Jahren sehr schwach ist. Dagegen stehen große Bestände an sanierungsbedürftigen Wohngebäuden. Vor allem in Ostdeutschland gibt es eine große Anzahl an erhaltenswerten denkmalgeschützten Gründerzeithäusern. Allerdings entsprechen diese Gebäude in keiner Weise den heutigen Anforderungen an Wärmeschutz und Energieeffizienz. Fazit: Das entwickelte und geprüfte Bausystem nach Naumann & Stahr erfüllt mit allen seinen Komponenten Bodenplattenelement Außenwandelement Neubau Außenwandelement Sanierung Decken-/Dachelement Fassaden-Solarabsorber-Element Kastenfenster und Kastenfenstertüren sowie Kasten-Hauseingangstüren alle Anforderungen an die Passivbauweise sowohl beim Neubau als auch bei der Sanierung bestehender Gebäude. Dabei werden nicht nur die Anforderungen an den Wärmeschutz erfüllt. Zusätzlich erfüllt das System die Forderungen an einen erhöhten Schallschutz sowie einen hohen Brandschutz, der den Einsatz auch bei Gebäuden bis 5 Vollgeschosse und verschiedenen Gebäudenutzungen (Wohn- und Gesellschaftsbauten, öffentliche Gebäude, Sanierung von Bestandsgebäuden) ermöglicht.

Studentischer Wettbewerb zur Realisierung eines Umwelt- und Informationszentrums unter bauökologischen und energetischen Gesichtspunkten

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die Gemeinde Schönwalde am Bungsberg plant in Zusammenarbeit mit dem Kreis Ostholstein und mit Unterstützung der DBU eine Wiederbelebung des Bungsbergs mit einem Umwelt- und Informationszentrum für Besucher und Gäste. Der Bungsberg ist mit 168 m die höchste Erhebung Schleswig-Holsteins. Eine erste Einschätzung hat ergeben, dass besonders die Themen Wald, Forstwirtschaft, Gutswirtschaft, nachwachsende Rohstoffe und erneuerbare Energien einerseits noch kaum in der Region vertreten sind und andererseits am Bungsberg zur Präsentation gut geeignet wären. Als Informations- und Besucherzentrum soll die Einrichtung gleichermaßen der Bildung und Information über die Region dienen wie auch durch eine erlebnisorientierte Darstellung zur Verbesserung der touristischen Infrastruktur beitragen. Attraktive, didaktisch aufbereitete und kreative Angebote für Erwachsene und Kinder sollen zugleich zu einer Verlängerung der Vor- und Nachsaison beitragen. Fazit: Der studentische Wettbewerb hat für die Wiederbelebung des Bungsbergs eine ganze Reihe von interessanten Ideen geliefert. Eine wichtige Grundlage zur Realisierung des Projekts liefert die Machbarkeitsstudie. Das Ergebnis dieser Studie hat die das Projekt begleitende Lenkungsgruppe, bestehend u.a. aus Vertretern des Ministeriums für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume des Landes Schleswig-Holstein, dem Kreis Ostholstein sowie der AktivRegion Schwentine -Holsteinische Schweiz, veranlasst, ein Projektexposee zur Ansprache möglicher Betreiber sowie eine Untersuchung des gastronomischen Bereichs in Auftrag zu geben. Zur finanziellen und auch ideellen Unterstützung des Projekts konnte zwischenzeitlich ein Förderverein gegründet werden. Mitglieder sind Verbände und Institutionen, Bürgerinnen und Bürger aus der Region. Die Trägerschaft für das Leuchtturmprojekt Umwelt- und Erlebniszentrum Bungsberg wird ein zu gründender Zweckverband übernehmen. Wichtige Grundsteine, um das Projekt weiterführen zu können.

Interaktion von Gebäudetechnik und Nutzerverhalten am Beispiel von Bürogebäuden mit Doppelfassaden - Nachbewilligung, Interaktion von Gebäudetechnik und Nutzerverhalten am Beispiel von Bürogebäuden mit Doppelfassaden

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die Gesamtzielsetzung des Projektes war es, aufbauend und begleitend zum Projekt Twinskin, (Validierung von Planungskonzepten für Doppelfassaden bei Bürogebäuden anhand der Betriebs- und Nutzungserfahrungen; AZ 20258) umweltpsychologische Aspekte bei der Planung und Nutzung von Gebäuden mit Doppelfassaden zu analysieren und darauf aufbauend Empfehlungen für die Planungspraxis abzuleiten. In einem interdisziplinären Ansatz sollten hierfür technische Messungen durch die Perspektive der NutzerInnen ergänzt werden. Zudem wurden die Betrachtungsweisen von Gebäudegestaltern und -betreibern miteinbezogen, um auf diese Weise die sozialen Prozesse bei der Gebäudeentstehung sowie der effizienten Gebäudenutzung ganzheitlich analysieren zu können. Insgesamt wurden Evaluationen bereits verwirklichter Projekte im Bereich innovativer und ressourcenschonender Energiekonzepte durchgeführt und Handreichungen für zukünftige Projekte entwickelt. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Im Projekt wurden die unterschiedlichen Akteursinteressen und -wahrnehmungen im Entwurfs- und Planungsprozess von Bürogebäuden mit Doppelfassaden erfasst. Im Mittelpunkt der Untersuchungen standen die Erwartungen von Bauherren, BetreiberInnen, EigentümerInnen, NutzerInnen und PlanerInnen an das Bauteil hinsichtlich Energieverbrauch, Nutzungskomfort und Kosten und die tatsächlichen Eigenschaften bei Nutzung und Betrieb der Gebäude. Das Projekt hat in enger Abstimmung und Kooperation mit dem Projekt Twinskin, (AZ 20258) stattgefunden. Die zentralen Methoden waren standardisierte Fragebögen, Interviews sowie Telefon- oder Onlinebefragungen. Im Rahmen des Austauschs der beiden o.g. Institute erfolgte die interdisziplinäre Auswertung der NutzerInnenbefragungen. Als besonderer Schwerpunkt des Projektes wurde die Aufweitung der Untersuchung auf weitere beteiligte Gruppen, e.g. PlanerInnen, EigentümerInnen und Bauherren betrachtet. Insgesamt wurden Datenerhebungen in 8 Gebäuden durchgeführt, die Fragebogen-Daten von 179 NutzerInnen aus 5 Doppelfassaden-Gebäuden gingen in die statistische Analysen ein. Für die Perspektive der BetreiberInnen und Bauherren wurden die Daten um Gespräche und Austausch mit 7 Gebäudebetreibern ergänzt. Da die Beteiligung an der Online-Befragung von ArchitektInnen wider Erwarten sehr gering ausgefallen war, wurde eine telefonische Kurzbefragung von 27 Architekturbüros durchgeführt, um die Gründe zu ermitteln. Hieraus ergab sich die Möglichkeit der Durchführung von 6 ausführlichen (Telefon-)Interviews, aus denen relevante qualitative und prozess-sensitive Informationen ermittelt werden konnten.

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