An der Notwendigkeit eines verstärkten Einsatzes von Wärmedämmstoffen im Hochbau zur Reduzierung der CO2 -Emissionen besteht seit dem Klimaschutzgipfel von Rio de Janeiro 1992 kein Zweifel mehr. Deutschland verpflichtete sich dort, die CO2 -Emissionen bis zum Jahr 2005 um 30 Prozent gegenüber dem Vergleichsjahr 1987 zu verringern. Mit Einführung der Wärmeschutzverordnung WschVO 1994 wurde der Heizenergiebedarf um 30 Prozent, mit seit 2001 gültigen Energieeinsparverordnung EnEV um weitere 25-30 Prozent verringert. Die gestiegenen Anforderungen an den Wärmeschutz bewirkten ein Wachstum des deutschen Dämmstoffmarkts von 1992 bis 1997 um ca. 50 Prozent. Zeitgleich entwickelte sich bei den Verbrauchern ein Bedürfnis nach natürlichen, ökologischen und gesunden Baustoffen, das die Markteinführung einer Reihe von natürlichen, organischen Faserdämmstoffen (NOFD) zusätzlich begünstigte. Diese Dämmstoffe basieren aus der Rohstoffbasis von (Alt-) Papier, Schafwolle, Baumwolle, Holz, Kokos, Flachs, Hanf, etc. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Dämmstoffen, wie z.B. Mineralwollen und Hartschäume, sind die Emissionen bei der Herstellung, Verarbeitung und in der Nutzungsphase der natürlichen Dämmstoffe noch nicht restlos geklärt. Ziel des Forschungsvorhabens war es daher, Informationsdefizite abzubauen und für die einzelnen Dämmstoffgruppen und Einbaumethoden eine exemplarische Datenbasis über Belastungen beim Einbau und in der Nutzungsphase zu schaffen. In den Untersuchungsumfang aufgenommen wurden Produkte, die über eine Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik verfügen bzw. genormt sind. Für die gesamte Bandbreite der natürlichen, organischen Faserdämmstoffe wurden in der reellen Baupraxis die unterschiedlichen Einbringmethoden (offenes Aufblasen feucht und trocken, Sprühverfahren, Einblasen, manueller Einbau von Matten und Platten) in die verschiedenen Einbaustellen (Boden, Wand, Decke, Dach) erfasst.
In dieser Untersuchung wurde das Potential von Energieeinspartechnologien und erneuerbaren Energien an fuenf typischen Gebaeuden Saarbrueckens ermittelt. Hierzu wurden Waermeschutzmassnahmen sowie die Integration verschiedener Energieeinspartechnologien und der Einsatz regenerativer Energien beruecksichtigt und miteinander verglichen. Der Energieverbrauch wurde mit dem dynamischen Simulationsprogramm HELIOS berechnet. Mit diesem Programm kann das gesamte Gebaeude simuliert und somit die Auswirkung verschiedener Wandaufbauten, Fenster etc. auf den Heizwaermebedarf untersucht werden. Es zeigte sich, dass an allen Gebaeuden auch Waermeschutzmassnahmen, die ueber die Waermeschutzverordnung hinausgehen, energetisch und wirtschaftlich und damit auch oekologisch sinnvoll sind.
Thüringen hat das Ziel, den Anteil zukunftssicherer, erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch bis 2020 auf 30 Prozent zu steigern. Um eine Doppelstrategie aus mehr erneuerbare Wärme und weniger Wärmebedarf umzusetzen, sollten landesrechtliche Regelungen und Fördermaßnahmen erarbeitet werden, die auf eine Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien an der Wärmeversorgung der Bestandsgebäude im Freistaat Thüringen und eine Steigerung der Energieeffizienz abzielen. Als Grundlage dafür erarbeitete Ecofys eine Gebäudestudie, die folgende Informationen umfasst: - Energetischer Ist-Zustand der bestehenden Gebäude (Energieeffizienz, Einsatz erneuerbarer Energien), diesbezügliche Entwicklungen seit 1990 sowie deren Zusammenhang mit den jeweiligen Wärmeschutzvorschriften. - Auswirkung des EEWärmeG des Bundes auf Energieeffizienz und Anteil erneuerbarer Wärme an Neubauten. - Handlungsempfehlungen zur Steigerung des Anteils erneuerbar erzeugter Wärme. Die Handlungsempfehlungen wurden gemeinsam von Ecofys und dem Hamburg Institut erarbeitet.
Durch den Betrieb bestehender Gebäude werden in Deutschland 35% der Energie verbraucht und 30% der CO2 Emissionen verursacht. 64% der Bürogebäude in Deutschland wurden vor der Wärmeschutzverordnung 1978 gebaut. Das Energieeinsparpotenzial in Bestandsgebäuden durch Optimierung des Gebäudebetriebs liegt oftmals im Bereich von 20%-30%. Ziel dieses Mikroprojekts ist die Entwicklung einer IoT- und KI-basierter Gebäude Retrofit-Lösung für ein optimales Raumklima unter minimalem Verbrauch von Energie für Wärme und Kälte. Mit Enerthings energieautarker IoT Sensorik ist die skalierbare Grundlage geschaffen für eine schnelle, minimalinvasive und wartungsfreie Nachrüstung des Gebäudebestands zur Erfassung von Sensordaten auf Raumebene. Gemeinsam mit Fraunhofer ISE geht es in diesem Mikroprojekt darum ML Modelle zu entwickeln aus diesen Sensordaten auf Raumebene Erkenntnisse zu energetischen Optimierungspotentialen in Bestandsgebäuden zu identifizieren. Basierend auf den Messungen von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftqualität (CO2) und Bewegung auf Raumebene sollen Einsparpotentiale identifiziert werden, welche durch Handlungsempfehlungen an die Nutzer und/oder Steuerungsoptimierungen realisiert werden können.
Brennstoffarten zur Erzeugung von Gebäudewärme Aufgrund der engen inhaltlichen Bezüge entstand ein gemeinsamer Text für die beiden Karten 08.01 Versorgungsbereiche Gebäudewärme und 08.02 Überwiegende Heizungsarten. Berlin ist das größte zusammenhängend bebaute Ballungsgebiet in der Bundesrepublik Deutschland. Auf einer Fläche von 889 km 2 leben ca. 3,4 Millionen Einwohner. Die Entwicklung der Raumwärmeversorgung und die Verteilung der Brennstoffarten sind eingebunden in die Entwicklungsgeschichte der Stadt und geprägt von ihrer Sozial- und Baustruktur. Im Zuge der Industrialisierung ab etwa 1875 und des damit einhergehenden raschen Bevölkerungszuwachses entwickelte sich Berlin um den alten Stadtkern innerhalb des heutigen S-Bahn-Ringes weitgehend zu einer Mietskasernenstadt. Am Innenstadtrand entstanden erste Siedlungen der Wohnungsbaugesellschaften. Im Außenbereich wurden Villenkolonien bzw. Gartenstadtprojekte errichtet. Bis zum Ende des 2. Weltkrieges bestimmte der Einsatz von Braun- und Steinkohle fast vollständig die Wärmeversorgung der Stadt. Die Nachkriegsentwicklung war geprägt von großen Wiederaufbau- und Neubaumaßnahmen, die zunächst den Zeilenbau wiederverwendeten. In den 60er bis 80er Jahren entstanden im Außenbereich Großsiedlungen und Trabantenstädte, in der Innenstadt bestimmten zunächst Abriß und Neubau die Wohnungsbauprogramme. Ab Mitte der 70er Jahre wurden vor allem in Wedding und Kreuzberg behutsame Formen der Stadterneuerung durchgeführt (vgl. Karte 06.07, SenStadtUm 1995f). West-Berlin Der Einsatz verschiedener Brennstoffe zur Beheizung von Wohn- und Arbeitsstätten entwickelte sich in dieser Zeit in Ost- und West-Berlin unterschiedlich. Im Westteil von Berlin fand seit Beginn der 70er Jahre ein kontinuierlicher Ersatz von Kohle durch andere Energieträger statt. Die Ersatzstruktur war dabei abhängig von der Siedlungsstruktur: Vor allem in den Ein- und Zweifamilienhausbereichen im Außenbereich wird seitdem vorrangig mit leichtem Öl geheizt. Im Geschoßwohnungsbau und bei der Arbeitsplatzbeheizung richtet sich die Art der Brennstoffe dagegen mehr nach der Nähe zu Versorgungsnetzen der leitungsgebundenen Energieträger bzw. dem Einsatz eigener ölbefeuerter Heizhäuser. Die aufgrund der Insellage hohe Dichte mit Heizkraftwerken ermöglichte einen kontinuierlichen Ausbau der Fernwärmeversorgung durch die BEWAG, wenn auch der Vorrang der Stromversorgung dort bisher eine wärmetechnisch optimierte Planung verhinderte. Ost-Berlin Im Ostteil von Berlin wurden bis 1989 sowohl in den Ein- und Zweifamilienhausgebieten als auch in den mehrgeschossigen Altbauquartieren und im Bereich der Arbeitsstätten nahezu ausschließlich Braunkohle und Erdgas für die Beheizung verwendet. Etwa 60% der Wohnungen im Ostteil von Berlin waren 1989 mit Kohleeinzel- und Sammelheizungen versorgt; ca. 40% der Wohnungen wurden durch Fernwärme aus Heiz- und Heizkraftwerken versorgt. Aufgrund der Verwendungsbeschränkung in der ehemaligen DDR wurde Heizöl für den Wärmemarkt nicht eingesetzt. Die gesamte Energieversorgung einschließlich des Stromanteils weist bis heute erhebliche Unterschiede in beiden Stadthälften auf. Aus Abbildung 1 geht hervor, daß für den Westteil Berlins lediglich 6 % der Kraftwerksleistung für die Fernwärme zur Verfügung stehen, während im Ostteil der Stadt mit 43 % fast die Hälfte der Leistung auf die Wärmeversorgung entfällt. Die Integration Ost-Berlins in das östliche Strom-Verbundnetz ermöglichte bereits in der DDR eine überwiegende Nutzung der vier Heizkraftwerke zu Wärmeversorgungszwecken. Seit Dezember 1994 ist der Westteil Berlins wieder in ein Strom-Verbundnetz integriert und damit die energietechnische Insellage nach über 42 Jahren aufgehoben. Nachdem auch alle technischen Voraussetzungen für die Direkteinspeisung in das Stromnetz der BEWAG erfüllt sind, besteht bei den West-Berliner Heizkraftwerken ein hohes Potential für eine erweiterte Fernwärmenutzung. Im Ostteil der Stadt wird die Modernisierung der Kraftwerke – z. B. durch den Neubau des Heizkraftwerkes Mitte – weiter fortgesetzt. Die grundlegenden Veränderungen im Rahmen der Wärmeversorgung haben zu einer deutlichen Entlastung der lufthygienischen Situation in der Stadt geführt. Die Entwicklung bei den wichtigsten Schadstoffen wird im Rahmen der Umweltatlas-Karten 03.01 bis 03.08 ausführlich beschrieben. Soweit es die Belastung durch Kraftwerke, Hausbrand und Industrie betrifft, konnten Schwefeldioxid, Stäube und auch Stickoxide beträchtlich vermindert werden. Für den Ostteil der Stadt wird der Prozeß der technischen Nachrüstung und Änderung der Brennstoffarten insbesondere im Hausbrandbereich noch weitere Zeit in Anspruch nehmen. Die Wirkung hausbrandbezogener Maßnahmen auf die Situation der Schadstoffimmission ist in Anbetracht der jeweils niedrigen Emissionshöhen höher als bei Industrie und Kraftwerken. Kohlendioxid-Emissionen Das seit einigen Jahren in den Mittelpunkt der Diskussion gerückte Kohlendioxid (CO 2 ) läßt sich dagegen durch technische Maßnahmen nicht entscheidend reduzieren. Ansatzpunkte für die Umsetzung des politischen Ziels einer 25 %-Minderung der Kohlendioxid-Emission pro Kopf der Bevölkerung bis 2010 sind die größtmögliche Effizienz im Hinblick auf den Wärme- und übrigen Energiebedarf und ein insgesamt ressourcenschonender Umgang mit allen Rohstoffen. Der Berliner Senat hat zu diesem Zweck im Dezember 1994 das Energiekonzept Berlin beschlossen. Schwerpunkte des Berliner Konzepts sind u.a. die Reduzierung des Energieverbrauchs zur Wohnraum- und Arbeitsstättenbeheizung, hier insbesondere der öffentlichen Einrichtungen. Im Bereich des größten Energieeinsparpotentiales, dem Wohnungsbestand, sollen im Jahre 2010 gegenüber 1990 rund 1,85 Mio. t CO 2 eingespart werden. Bis 1994 konnten bereits mehr als 150 000 Wohnungen energietechnisch umgestellt bzw. optimiert werden (vgl. Tab. 1). Tabelle 2 verdeutlicht den Abbau der CO 2 -Emissionen im Land Berlin für den Zeitraum von 1987 bis zum ersten Halbjahr 1994. Für den Neubaubereich gilt als Ziel ein Niedrigenergiestandard, der die Vorgaben der Wärmeschutzverordnung um mindestens 20 % unterschreitet. Angesichts der immensen Sanierungserfordernisse, aber auch vieler aktueller großflächiger Neubaumaßnahmen kommt weiteren konzeptionellen Überlegungen große Bedeutung zu. Zu diesem Zweck sind bisher etwa 20 Energiekonzepte erstellt worden, die auch die stärkere Einbeziehung regenerativer Energieträger vorsehen. So werden in Berlin pro Jahr etwa 9,5 Mrd. kWh Strom verkauft, direkt von der Sonne werden dagegen bisher nur ca. 200 000 kWh aus etwa 160 Photovoltaik-Anlagen gewonnen. Zusätzlich bestehen z. Zt. rund 1 000 solarthermische Anlagen, über die u. a. Brauchwasser erwärmt wird. Der Einsatz von Wärmepumpen zur Heizenergieversorgung ist vernachlässigbar gering. Zentrale Bedeutung für die Bereitstellung von Wärme haben dagegen in der Stadt die 12 Heizkraftwerke der BEWAG. Daneben existieren etwa 40 Anlagen als Blockheizkraftwerke (Stand: Februar 1995) mit einer thermischen Gesamtleistung von 55 MW (im Vergleich dazu HKW Reuter-West: 650 MW) sowie mehrere hundert genehmigungsbedürftige Feuerungsanlagen im öffentlichen und privaten Bereich. Da die Umweltfreundlichkeit der Fernwärme auch von den in den Erzeugeranlagen eingesetzten Brennstoffen abhängt, stellt Karte 08.02.1 für die größeren Anlagen der Versorger den Brennstoffeinsatz im Wärmemarkt für 1994 dar. Die vorliegenden Karten 08.01 und 08.02 stellen erstmalig den derzeitigen Anteil der einzelnen Energieträger für Wohnraum- und Arbeitsstättenbeheizung im Gebäudeblock dar. Sie liefern damit eine wertvolle Hilfe für die geplante Ausweisung von Vorranggebieten für Fernwärme und Erdgas und verdeutlichen die noch bestehenden Sanierungserfordernisse. Für Neubaugebiete werden Anschlußpotentiale an bestehende Versorgungsnetze aufgezeigt.
Porenbeton ist ein verhältnismäßig leichter, hochporöser, mineralischer Baustoff auf der Grundlage von Kalk-, Kalkzementoder Zementmörtel. Seit Einführung der Wärmeschutzverordnung und später der Energieeinsparverordnung wird dieses Material aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit verstärkt eingesetzt. Der Umgang mit Porenbetonbruch bei Hausabrissen ist jedoch noch nicht geklärt und wird zukünftig ein wachsendes Problem darstellen. Nur sortenreiner Porenbeton könnte wieder in der Produktion eingesetzt werden, ansonsten müssen die Abfälle deponiert werden. Insbesondere für feinkörnige Reste gibt es bisher keine Recycling-Möglichkeiten. Die Amtliche Materialprüfungsanstalt Bremen (MPA) hat für diesen Porenbetonschutt Verwertungsstrategien entwickelt und diese Methoden bereits erfolgreich auf Laborebene überprüft. Die Übertragung der Ergebnisse in eine Produktionstechnik auf Industrieanlagen erfordert jedoch weitere intensive Forschungsarbeit. Dazu wollen die MPA Bremen und die Forschungsvereinigung Recycling und Wertstoffverwertung im Bauwesen e.V. (RWB) gemeinsam mit den Firmen Berding Beton GmbH, Bremen, und Stebah GmbH & Co. KG, Stuhr, im Rahmen dieses Projektes Mauersteine bzw. Werktrockenmörtel aus Porenbetonschutt fertigen. Die beiden Firmen werden dafür ihre Produktionsanlagen sowie Personal für die Versuche zur Verfügung stellen.
Für den Gebäudebereich ist es erklärtes Entwicklungsziel, den Einsatz von Komponenten und Systemen zur Heizwärmeeinsparung in der Baupraxis zu beschleunigen. Besonders hinsichtlich der in Planung befindlichen Energiesparverordnung 2000 wird der optimierte Einsatz dieser Systeme unumgänglich. Die Forderung nach 20 prozentiger Verringerung des Heizwärmebedarfs gegenüber dem Standard der Wärmeschutzverordnung 95 kann für den Geschoßwohnungsbau durch Beseitigung von Schwachstellen im Bereich Wanddurchbrüche und Fensteranschlüsse in Kombination mit kontrollierter Lüftung erreicht werden. Bei dem zu erwartenden hohen Verbreitungsgrad der innovativen Entwicklung des Vorhabens ist demnach ein maßgeblicher Beitrag zur Minderung des CO2-Ausstoßes im Raumheizungs- und Lüftungsbereich gegeben. Durch den Einsatz eines neu entwickelten dampfdiffusionsoffenen Wärmedämmverbundsystems (LOBAPOOR) soll das Austrocknen der Rohbauwand beschleunigt werden und damit ebenfalls ein erheblicher Beitrag zur Heizenergie-Einsparung geleistet werden. In Zusammenarbeit mit vier Firmen aus den Bereichen Mauerwerksbau, Wärmedämmverbundsysteme, Fensterbau, Lüftungstechnik soll eine energetisch und lüftungstechnisch optimierte Fassade entwickelt werden. Dabei ist ein iteratives Vorgehen geplant: Durch Messungen unter realen Bedingungen (PASSYS-Testzellen) sollen Schwachstellen identifiziert und durch Konstruktionsänderungen in enger Zusammenarbeit mit den Herstellerfirmen Verbesserungen erzielt werden. Anschließend soll die optimale Position des Außenwand-Luftdurchlasses durch Variation der Versuchsparameter bestimmt werden. Bauteiländerungen zur Vermeidung von Wärmebrücken können aus ökonomischer Sicht oft nur dann durchgeführt werden, wenn die Produktmehrkosten durch Einsparungen bei der Montage kompensiert werden. Dies soll im Projekt durch Konstruktion von Montagehilfen und optimierten Anschlußdetails erreicht werden. Die fertigungstechnischen Details werden hierbei von den beteiligten Firmen eingebracht, der wärmetechnische Teil wird vom Bewilligungsempfänger beigetragen. Durch die bestehende Gewerkekooperation kann eine Abstimmung der Firmen untereinander erfolgen, die Koordination erfolgt durch den Bewilligungsempfänger.
In zehn Mehrfamilienhaeusern in Niedrig-Energie-Bauweise wurde der Energieverbrauch und die CO2-Emission sowie die Akzeptanz und das Nutzerverhalten der Bewohner untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass im Vergleich zum Standard nach Waermeschutzverordnung '95 der Waermeverbrauch um weitere 25 bis 30 Prozent gesenkt werden kann. In die Bewertung eines Gebaeudes auf Primaerenergiebasis muss in Zukunft allerdings der Stromverbrauch fuer die Heizung und die Lueftungsanlagen einbezogen werden, da dieser bei den untersuchten Gebaeuden einen durchschnittlichen Anteil von 20 Prozent am Primaerenergieverbrauch hat. Die Bewohner sind weitgehend mit den Gebaeuden und der installierten Technik (Heizung und mechanische Wohnungslueftung) zufrieden. Das Lueftungsverhalten der Bewohner wird durch die Art und Qualitaet der Informationsvermittlung ueber die installierte Technik beeinflusst.
Zielsetzung: Ein bisher noch ofenbeheiztes Gebaeude der Plattenbauserie WBS 70 mit 30 WE wurde modellhaft energetisch so saniert, dass es den neuen Anforderungen hinsichtlich der zu erwartenden Energiesparverordnung 2000 entsprechen kann. Danach soll der Jahresheizwaermebedarf auf ca. 30 kWh/(m2 a) gesenkt werden. Mit der Erhoehung der Waermedaemmung werden die Transmissionswaermeverluste so gering, dass es sinnvoll erschien, sie in ein unter diesen Bedingungen an sich notwendiges Be- und Entlueftungssystem zu integrieren und damit in der Beheizung zu einem Luftheizungssystem ueberzugehen. Zur Zuluftfuehrung in die einzelnen Wohnraeume wurden an diesem Objekt die erforderlichen Zuluftkanaele unterhalb der Waermedaemmung angeordnet. Der Zulufteintritt in die Raeume erfolgt ueber speziell entwickelte Lueftungsmodul e unterhalb der Fenster. Die zentrale Zulufterwaermung erfolgt ueber Waermerueckgewinnung und Solarenergienutzung in einer im Dachraum des Gebaeudes angeordneten Luefterzentrale. Die dezentrale Nacherwaermung wird ueber Nacherwaermungsmoeglichkeiten, die sich in den Lueftungsmodulen befinden, realisiert. Arbeitsprogramm: Das erforderliche Modernisierungskonzept wurde auf der Grundlage einer Bauzustandsbegutachtung einschliesslich TGA-Analyse und einer Energiediagnose erarbeitet. Die Bauplanung ging von dem Modernisierungskonzept als Grundlage aus. Nach Fertigstellung der Baumassnahmen erfolgt in einem gesonderten Messprogramm die messtechnische Erfassung der Waermeverbrauchswerte und der Waermeeintraege. Der Waermeverbrauch ist durch den erforderlichen Gaseinsatz bestimmt. Die Waermeeintraege sind im wesentlichen die Waermeinhalte der Waermerueckgewinnung, der Solarenergiegewinne ueber die Solar-Luft-Kollektoren und auch die inneren Waermegewinne. Aktueller Stand der Arbeiten: Das Bauvorhaben wurde in zwei Bauabschnitten realisiert. Nach dem 1. Bauabschnitt war die zentrale Trinkwassererwaermung fuer die Mieter nutzbar. Ab Herbst 1998, nach dem 2. Bauabschnitt, erfolgt auch die Beheizung mit dem solargestuetzten Luftheizungssystem. Fuer die Jahre 1999 und 2000 liegen nunmehr detaillierte Messergebnisse vor. Komplett ausgewertet wurde das Jahr 1999. Fuer 2000 befinden sich die Daten noch in der Auswertungsphase. Fuer 1999, dem ersten Jahr der Nutzung des Gebaeudes und der Anlage, betragen die Kosten fuer den waermetechnischen Teil der Heizung 0,60 DM/(m2 x Monat). Der Elektroenergieverbrauch fuer die Luefterantriebe des Heizungssystems fuehrte zu Kosten in Hoehe von 0,41 DM/(m2 x Monat). Fuer das Jahr 2000 wird aufgrund des qualifizierten Umganges mit der Anlage einerseits mit einer Verringerung der Verbrauchswerte gerechnet aber andererseits aufgrund von Kostenerhoehungen bei Gas und Oel dennoch insgesamt eine Erhoehung der Heizkostenumlage erwartet.
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