e80^3 - Subprojekt 2: Konzeptentwicklung

Dieses Projekt ist ein Subprojekt des Leitprojekts e80^3-Gebäude - "Sanierungskonzepte zum Plus-Energiehaus mit vorgefertigten aktiven Dach- und Fassadenelementen, integrierter Haustechnik und Netzintegration".

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

Ausgangssituation / Motivation

Im Gegensatz zum Neubau müssen in der Sanierung die Gegebenheiten des Bestandes berücksichtigt werden und ein Hauptaugenmerk auf die Reduktion des Energieverbrauchs liegen. Die Zielsetzung ist daher die signifikante Verbesserung der thermischen Qualität der Gebäudehülle und die Implementierung einer innovativen Energiegewinnung und Energie­versorgung.

Die Verbesserung der thermischen Qualität bedeutet eine Minimierung der Transmissions- und Lüftungswärmeverluste unter Berücksichtigung der erforderlichen Sanierungsmaß­nahmen aus einer vertieften Bestandserhebung. Daher muss die thermische Gebäudehülle in Varianten- und Designstudien hinsichtlich Geometrie, Transmissions- und Lüftungswärme­verlusten, sowie Reduktionen von Wärmebrücken optimiert werden. Eine Gegenüberstellung von konkurrierenden Maßnahmen soll die Vor- und Nachteile aufzeigen und eine Entscheidungshilfe bieten.

Gleichzeitig muss das Ziel aber auch die Optimierung des Einsatzes einer solaren Energieproduktion (Solarthermie und Photovoltaik) sein.

Inhalte und Zielsetzungen

Die wesentlichen Inhalte und Ziele des Subprojektes 2 "Konzeptentwicklung" sind:

• Weiterführende vertiefte Bestandserhebung des IST-Zustandes der Demonstrations­projekte
• Definition von Zielwerten und Anforderungsprofilen für Plus-Energie-Sanierungen (SOLL-Zustand)
• SOLL - IST Analyse der Demonstrationsgebäude
• Optimierte Sanierungskonzepte der thermischen Gebäudehülle und Haustechnik zur Reduktion des Heizwärmebedarfs (HWB) der Demonstrationsprojekte um mind. 80%
• Erarbeitung eines innovativen Energieversorgungskonzeptes zur Erreichung des Plus-Energiestandards mit Netzintegration

Methodische Vorgangsweise

Das Subprojekt 2 wurde grundsätzlich in sechs Arbeitspakete gegliedert, wobei in jedem Arbeitspaket unterschiedliche methodische Ansätze gewählt wurden.

AP 1 - Bestandserhebung

• Vertiefte Bestandserhebung inkl. Messungen und MieterInnenbefragungen
• Vorortbegehungen mit den zuständigen Hausverwaltungen und ProjektpartnerInnen
• Berechnung der Energiekennzahlen nach dem OIB-Monatsbilanzverfahren
• Recherche der gegebenen Nachbarschaftssituation (Strom- und Wärmenetze)

Die Bestandserhebung wurde gemeinsam mit den relevanten ProjektpartnerInnen durchgeführt und durch erforderliche Messungen ergänzt.

AP 2 - Ziel- und Anforderungsdefinition, Ableitung der Sanierungsstrategie

• Recherchen, Erarbeiten Bilanzierungsverfahren
• Gegenüberstellungen und vergleichende Betrachtungen
• Ableitung von konkreten Maßnahmen

Fokus in AP 2 war jedoch die Gegenüberstellung vom SOLL-IST-Zustand und der daraus resultierenden Ableitung von konkreten (Bau- und Sanierungs-) Maßnahmen.

AP 3 - Konzeption thermische Gebäudehülle

• Ausarbeitung von je 3 Design- und Variantenstudien
• Gegenüberstellung und vergleichende Betrachtungen - Diskussionsprozess im Projektteam
• Berechnung von je 2 definierten Varianten nach dem OIB-Monatsbilanzverfahren

Das Ziel ist die Erarbeitung eines Sanierungskonzeptes der thermischen Gebäudehülle zur Reduktion des Heizwärmebedarfs (HWB) der Demonstrationsprojekte um mind. 80%.

AP 4 - Konzeption Energieversorgung

• Konzeptentwicklung von Energieproduktion, -speicherung, -verteilung und -abgabe
• Entwicklung eines angepassten Lüftungssystems
• Erstellung von Wärme- und Stromlastprofilen
• Recherchen zu Stromverbrauchsreduktionen (Hilfs- und Haushaltsstrom)
• Variantenuntersuchungen zur Abdeckung von Spitzenlasten

In Arbeitspaket 4 war das Ziel die Entwicklung eines angepassten, innovativen Energie- und Haustechniksystems für die Demonstrationsprojekte.

AP 5 - Monitoring- und Auswertungskonzept

• Erstellung allgemeines Konzept für netzintegrierte Plus-Energiegebäude (aufbauend auf AP 2)
• Ableitung Grobkonzept für Monitoring- und Auswertungskonzept für beide Demonstrationsprojekte
• Laufende Abstimmung mit Methodik der Evaluierung im Rahmen der Haus der Zukunft Plus - Leitprojekte

AP 6 - Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen

• Recherche u. Festlegung der Bewertungsgrundlagen für die Bewertung der Lebenszykluskosten und der umweltbezogenen Qualität
• Bewertung des gewählten Energieversorgungskonzeptes

Die Bewertung des Energieversorgungskonzeptes erfolgt dabei in Abstimmung mit relevanten Normen (wie z.B. ÖNorm B1801-3) und den Rahmenbedingungen aus der Haus der Zukunft Plus - Leitprojektlinie hinsichtlich der Energieverbrauchskosten und der Kosten für die Betriebsführung.

Ziel des Subprojektes 2 ist ein ausgearbeitetes Energieversorgungskonzept für die Sanierung der Demonstrationsobjekte zu Plus-Energiegebäuden im Netzverbund.

Ergebnisse

Aufbauend auf das Subprojekt 1 "Grundlagen" wurde mit Hilfe von zusätzlichen Unterlagen (Plänen, Abrechnungen ) und Vorortbegehungen, mit den zuständigen Hausverwaltungen der ÖWG und der ennstal SG, eine vertiefte Bestandserhebung durchgeführt.

Die Festlegung einer gültigen Bilanzierungsmethodik für netzintegrierte Plus-Energie­gebäude in der Sanierung war erforderlich, um eine Vorgabe und ein Konzept für die Energieversorgung zu erarbeiten. Durch die Gegenüberstellungen und vergleichende Betrachtungen vom SOLL-IST-Zustand und der daraus resultierenden Ableitung konnten konkrete (Bau- und Sanierungs-)Maßnahmen erarbeitet werden.

Mittels der Ergebnisse der Arbeitspakete 1 (vertiefte Bestandserhebung) und Arbeitspaket 2 (Plus-Energiebilanzierung / Ableitung von konkreten Maßnahmen aus dem SOLL-IST-Vergleich) wurde in weiterer Folge die Konzeption der thermischen Gebäudehülle in Arbeitspaket 3 durchgeführt. Das Ergebnis ist ein umfassendes Sanierungskonzept zur Reduktion des Heizwärmebedarfs der Demonstrationsprojekte um mindestens 80%.

In Arbeitspaket 4 wurde anschließend ein innovatives, angepasstes Energie- und Haustechnikkonzept für Plus-Energiegebäude in der Sanierung entwickelt. Dabei wurden sowohl die Energiebereitstellung, als auch die Energiespeicherung, -verteilung und -abgabe detailliert betrachtet und für das jeweilige Demonstrationsprojekt erarbeitet. Ebenso erfolgte die Ausarbeitung eines angepassten Lüftungskonzeptes.

Aufbauend auf die Festlegung der Plus-Energie-Bilanzierungsmethodik in AP 2 wurde im Arbeitspaket 5 ein darauf abgestimmtes Messtechnikkonzept entwickelt und anschließend festgelegt. Ebenso wurde die geplante Messdatenerfassung erläutert sowie Angaben über die Auswertung der Messdaten gemacht.

In Arbeitspaket 6 erfolgte die Lebenszykluskostenanalyse (LCCA) für die ausgewählten Kostengruppen auf Basis der bestehenden Lebenszykluskostennorm im Facilitymanagement GEFMA 220 Teil 1 bzw. Teil 2.

Im ersten Schritt wurde zu diesem Zweck eine Grobabschätzung der Wirtschaftlichkeit auf Basis ausgewählter Errichtung- und Folgekosten durchgeführt. Die Basis dazu bildeten ausgewählte Errichtungskosten gem. ÖNORM B1801-1 für die Kostenbereiche Bauwerk-Rohbau, -Technik und -Ausbau sowie für die Nutzungskosten gem. ÖNORM B1801-2 ausgewählte Erhaltungs- und Betriebskosten. Anschließend wurde die Sanierungsvariante zum Plus-Energie-Gebäude mit einer Passivhaussanierungsvariante verglichen.

Die Ergebnisse aus SP2 bilden die Basis für die Umsetzung eines Demonstrationsobjektes zum Plusenergiegebäude in Kapfenberg.

Projektleitung

DI Dr. Karl Höfler
AEE - Institut für nachhaltige Technologien

Mitarbeiter

DI Sonja Geier, DI Armin Knotzer, DI David Venus

Projekt- und Kooperationspartner

• DI Helmuth Kreiner, DI Alexander Passer
  TU Graz - Institut für Materialprüfung und Baustofftechnologie
• Arch. DI Werner Nussmüller, DI Tobias Weiss
  Architekten Nussmüller ZT GmbH
• DI Erich Feix, BM Anton Mössner
  Ennstal SG
• DI Volker Taschil
  GAP-Solution
• Ing. Johann Hollerer
  Stadtwerke Kapfenberg
• Mag. Christian Krainer, DI Alexander Lackner, DI Fladendorfer
  ÖWG/ÖWGES

AEE - Institut für nachhaltige Technologien
DI Dr. Karl Höfler
A-8200 Gleisdorf, Feldgasse 19
Tel.: +43 (3112) 5886 25
Fax: +43 (3112) 5886 25-18
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