Innovation & Kosteneffizienz: Kostenoptimale Gebäudestandards für großvolumige Wohngebäude (Inno-Cost)

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

Ausgangssituation/Motivation

Seit der Neufassung der Europäischen Gebäuderichtlinie 2010/31/EU stellt die Kosteneffizienz einen zentralen Aspekt in der Festlegung der energietechnischen Anforderungen an die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden dar. Mitgliedsstaaten sollen ihre Mindeststandards an die thermische Qualität der Gebäudehülle und der Haustechnik so festlegen, dass sich aus der Betrachtung der Errichtungs- und Betriebskosten über die wirtschaftliche Gebäudelebensdauer ein Kostenoptimum ergibt. In Hinblick auf die Verpflichtung ab 2021 alle neuen Gebäude als nearly Zero-Energy Buildings (nZEB) zu errichten, sind Kosteneffizienz und Leistbarkeit auch für innovative Gebäudekonzepte ein zentrales Thema. Umso überraschender ist es deshalb, dass umfassende betriebswirtschaftliche Analysen über den Lebenszyklus von besonders energieeffizienten Gebäuden bisher nur in Teilaspekten durchgeführt wurden und bis dato keine Untersuchungen vorliegen, die die Wirtschaftlichkeit innovativer Gebäude auf Basis gemessener Daten aus dem Betrieb auf breiterer Basis untersucht haben.

Inhalte und Zielsetzungen

Zentrale Zielsetzung des Projekts ist die Untersuchung innovativer Gebäudekonzepte hinsichtlich ihrer betriebswirtschaftlichen Aspekte über den gesamten Lebenszyklus. Für ein repräsentatives Sample, bestehend aus rund 100 energieeffizienten großvolumigen Wohngebäuden, wurden die Lebenszykluskosten auf Basis gemessener Daten für Energieverbrauch und Kosten aus dem laufenden Betrieb ermittelt und ausgewertet. Die Berechnungsergebnisse bilden die Grundlage für eine qualifizierte Einschätzung der Kosteneffizienz innovativer Gebäudekonzepte, liefern Hinweise auf die erforderlichen Randbedingungen für die weitere Marktdiffusion innovativer Baustandards und zeigen weiteren Forschungsbedarf auf. Daneben bieten die Ergebnisse eine Orientierung für Wohnbauträger bei der konkreten Planung und Umsetzung von zukünftigen innovativen Projekten im Neubau und der Sanierung.

Methodische Vorgehensweise

Für die Ermittlung der Lebenszykluskosten wurden Energieverbrauchs- und Kostendaten von großvolumigen energieeffizienten Wohngebäuden (Neubau und Sanierung) aus dem laufenden Betrieb bei den Wohnbauträgern erhoben. In Betracht gezogen wurden Gebäude mit einem berechneten Heizwärmebedarf kleiner gleich 50 kWh/m2a. Die Erhebung erfolgte mittels einer dafür entwickelten Erhebungsmatrix in Kooperation mit dem Österreichischen Verband Gemeinnütziger Bauvereinigungen (gbv-Verband). Erhoben wurden neben den Basisdaten des jeweiligen Gebäudes, Daten zur technischen Ausstattung, der Energieverbrauch und die Energiekosten, Erträge aus Solaranlagen, Hilfsstromverbrauch, sowie Wartungs- und Errichtungskosten für Neubau oder Sanierung. Die Plausibilisierung der Daten erfolgte für die einzelnen Objekte bei den jeweiligen Bauträgern. Die Datenerhebung stellte sowohl für die Unternehmen selbst als auch für das Projektteam einen sehr großen Aufwand dar, da bis dato nur bei ganz wenigen Unternehmen ein standardisiertes Energieverbrauchs- und Kostenmonitoringsystem eingesetzt wird.

Die erhobenen Gebäudedaten repräsentieren ein Sample von rund 100 Objekten, für die plausible Datensätze für gemessene Energieverbräuche über mehrere Betriebsjahre sowie Kostendaten dokumentiert sind. Der überwiegende Anteil der Objekte wurde im Zeitraum von 2006 bis 2010 fertiggestellt (neu gebaut oder saniert). Erfasst wurden Objekte von fast allen Bundesländern (außer Burgenland). Auch was das A/V-Verhältnis und die Anzahl der Wohneinheiten pro Gebäude betrifft, repräsentiert das Sample die gesamte Bandbreite des großvolumigen Wohnbaus in Österreich.

Der gemessene Energieverbrauch wurde getrennt nach Energieverbrauch für Heizung und für Warmwasser betrachtet und nach HWB-Kategorien gegliedert. Der tatsächliche Verbrauch wurde außerdem den Heizwärmebedarfskennwerten der Objekte gegenübergestellt. Die Erträge der Solaranlagen wurden in die Energieverbrauchsanalyse ebenfalls einbezogen.

Die erhobenen Kostendaten für Energie und Wartung wurden ausgewertet und für die unterschiedlichen Energieträger jeweils Benchmarks gebildet. Die Baukosten wurden index-, garagen-, wohnungsgrößen- und standortbereinigt. Die Grundlage für die Berechnung der Lebenszykluskosten der Objekte bildeten die Gesamtkosten, bestehend aus den bereinigten Errichtungskosten und den laufenden Kosten.

Für die untersuchten Objekte wurde eine Lebenszykluskostenbetrachtung nach der dynamischen Barwertmethode auf Basis der realen Gesamtkosten durchgeführt. Für die Ermittlung des Kostenoptimums wurden zwei unterschiedliche Verfahren angewendet. Beim ersten Verfahren wurde das Kostenoptimum als Extremwert einer polynomischen Funktion ermittelt. Im zweiten Verfahren wurden HWB-Klassen gebildet. In beiden Fällen kam die dynamische Barwertmethode zum Einsatz. Mehrere Szenarien mit unterschiedlichen Nebenbedingungen wurden berechnet.

Schließlich wurde eine Kostenoptimalitätsberechnung nach den methodischen Vorgaben der EU (Delegierte Verordnung 244/2012) für unterschiedliche energietechnische Gebäudestandards durchgeführt. Dazu wurde ein typisches Referenzgebäude bestimmt, Varianten für Gebäudehülle und Haustechnik entwickelt sowie Nebenbedingungen und Parameter für die Sensitivitätsanalyse festgelegt. Neben der ermittelten Energiebedarfswerte nach der Energieausweismethode wurde als Vergleich auch der Energieverbrauch basierend auf dem Trendmodell, das anhand der im Projekt erhobenen Verbrauchsdaten bestimmt wurde, verwendet.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Die Untersuchung zeigt einen deutlichen Zusammenhang zwischen dem gemessenen Energieverbrauch der Objekte und der zugehörigen HWB-Klasse. Innovative Niedrigstenergie- und Passivhäuser haben im Durchschnitt auch in der Praxis einen geringeren Energieverbrauch als Objekte mit HWB 50. Die Trendlinie zwischen HWB 50 und HWB 10 (geplant) ergibt eine Verringerung des durchschnittlichen gemessenen Heizenergieverbrauchs um den Faktor 2 (von rund 60 auf rund 30 kWh/m2a).

Die Verbrauchswerte weisen jedoch eine hohe Streuung innerhalb der einzelnen HWB-Klassen auf. Sowohl bei den Niedrigenergiegebäuden als auch bei den Objekten in Niedrigstenergie- und Passivhausstandard gibt es eine große Bandbreite der gemessenen Energieverbräuche. Der Faktor zwischen dem niedrigsten und höchsten Wert einer HWB-Gruppe liegt durchschnittlich bei 3.

Auch die erhobenen Energietarife der einzelnen Objekte unterliegen einer großen Bandbreite und haben damit einen markanten Einfluss auf die Energiekosten. Neben den Energiekosten stellen Wartungskosten einen wichtigen Kostenfaktor dar. Hier zeigt sich ein erhebliches Potential für Kostenreduktionen. Tendenziell werden niedrige Energiekosten bei besonders energieeffizienten Gebäuden durch höhere Wartungskosten und Stromkosten für den Betrieb der Lüftung kompensiert.

Über den Betrachtungszeitraum von 30 Jahren zeigt die Kostenoptimalitätsberechnung sehr geringe Kostendifferenzen zwischen den unterschiedlichen energietechnischen Standards und bestätigt die Ergebnisse anderer Studien. Die derzeitigen Anforderungen der Bauordnung liegen zwar bereits im kostenoptimalen Bereich, eine moderate Verschärfung der Anforderungen in Richtung Kostenoptimum ist aber möglich und anzustreben.

Innovative Baustandards sind nur dann kosteneffizient, wenn im Betrieb die prognostizierten Verbrauchswerte auch tatsächlich eingehalten werden und der Aufwand für die Wartung der haustechnischen Anlagen kostenoptimiert erfolgt. Die Einhaltung der geplanten Energiebedarfswerte ist in der Praxis insbesondere von der Qualitätssicherung im gesamten Planungs-, Errichtungs- und Inbetriebnahmeprozess sowie vom NutzerInnenverhalten abhängig.

Generelle Aussagen über die Wirtschaftlichkeit von Baustandards sind auf Basis der Daten einzelner Objekte aufgrund der erheblichen Streuung der erhobenen Daten jedenfalls zu hinterfragen.

Für die weitere Verbreitung innovativer Gebäudetechnologien sind zusätzliche Impulse im Bereich der Qualitätssicherung über den gesamten Planungs-, Errichtungs- und Inbetriebnahmeprozess sowie der Betriebsoptimierung zu setzen. Unter dieser Voraussetzung erscheinen moderate Verschärfungen der bestehenden Bauordnung im Hinblick auf die Ziele im Jahr 2020 auch aus wirtschaftlicher Sicht gerechtfertigt.

Kostengünstige Lösungen für ein kontinuierliches und standardisiertes Energieverbrauchs- und Kostenmonitoring stellen für die Qualitätssicherung einen zentralen Aspekt dar.

Die Ergebnisse geben Orientierung, wie die weitere Verbreitung von innovativen Baustandards gefördert werden soll. Zukünftige Förderinstrumente sollten wesentlich stärker auf die Qualitätssicherung ausgerichtet sein und kontinuierliches Energieverbrauchsmonitoring – zumindest bei großvolumigen Gebäuden – als verpflichtendes Element der Qualitätssicherung als Fördervoraussetzung verankern.

Ausblick

In die Untersuchung sind Daten von innovativen bestehenden Gebäuden, also Niedrigenergie- und Passivhäuser der ersten Generation, eingeflossen. Die Gebäude und Gebäudetechnik sind also bereits 5 bis 10 Jahre alt. In der Zwischenzeit haben ein kontinuierlicher Wissenszuwachs und technologische Weiterentwicklung, insbesondere von kostengünstigeren Lösungen, stattgefunden. Daher erscheint eine laufende Erweiterung der Datenbasis mit Daten von neuen Gebäuden sinnvoll.

Die Qualitätssicherung spielt für die Verbreitung innovativer Technologien eine zentrale Rolle. Das zentrale Werkzeug der Qualitätssicherung ist ein detailliertes Energieverbrauchs- und Kostenmonitoring.

Vor diesem Hintergrund sollte einerseits im Bereich standardisierter und kostengünstiger Monitoringlösungen ein Forschung- und Entwicklungsschwerpunkt gesetzt werden. Andererseits sollten ein detailliertes Energieverbrauchs- und Kostenmonitoring als auch eine betriebswirtschaftliche Auswertung in zukünftigen Pilot- und Demonstrationsprojekten Kernthemen darstellen.

Projektleitung

DIpl.-Ing. Walter Hüttler, e7 Energie Markt Analyse GmbH

e7 Energie Markt Analyse GmbH
Dipl.-Ing. Walter Hüttler
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