Smart Energy Efficient Active Buildings and Building Clusters

Status

Abgeschlossen

Kurzfassung

Ausgangssituation/Motivation

Die EU-Gebäudeeffizienzrichtlinie 2010/31/EU fordert den Standard "Niedrigstenergie-gebäude" ein, sowie die Deckung des Bedarfes mit "Energie aus Erneuerbaren Quellen am Standort oder in der Nähe".

In Österreich ist zur Umsetzung dieser Richtlinie in Gebäudestandards (OIB) und -bewertungssystemen eine Präzisierung der Rolle der Erneuerbaren Energieträger und der eingesetzten Technologien notwendig. Weiters müssen der Begriff "am Standort oder in der Nähe" bzw. die Systemgrenze "Gebäude" sowie die Rahmenbedingungen definiert werden, vor allem vor dem Hintergrund, dass der geforderte Standard bei Gebäuden im städtischen Kontext sehr schwer, oftmals überhaupt nicht erreicht werden kann, wenn nicht (sinnvolle) Synergien im Gebäudeverband oder aus dem Netz genutzt werden können.

Der Markt nimmt sich dem Thema mit der Entwicklung zu Plusenergie­gebäuden an, ohne dass KonsumentInnen Klarheit haben, was damit gemeint ist.

Inhalte und Zielsetzungen

Ziel des Projekts Smart ABC war es, für offene Punkte zur Umsetzung der EU-Gebäudeeffizienzrichtlinie 2010/31/EU in Österreich Empfehlungen für Gebäudestandards und Bewertungssysteme abzuleiten, die auf wissenschaftlicher Basis begründet sind.

Dies umfasste:

• die Präzisierung der Abbildung der Erneuerbaren Energieträger und der verbundenen Technologien (Erzeugung dezentral vor Ort oder Versorgung aus einem zentralen Netz)
• Lösungen für Gebäude/ -verbände im urbanen bzw. städtischen Raum

Diese Ziele sollten durch eine energetische und ökologische Bewertung relevanter Kombinationen von Energieversorgungstechnologien auf Basis Erneuerbarer Energieträger für Einzelgebäude ("Smart Active Buildings") und Gebäudeverbände (Smart Active Building Cluster) erreicht werden.

Methodische Vorgehensweise

Modellrechnungen, Komponentenzerlegung und Sensitivitätsanalysen dienten der Identifikation relevanter Einflussgrößen und Rahmenbe­dingungen für die Energieversorgungsvarianten. Für die energetische Bewertung wurden Masterarbeiten mit thermischer bzw. kombinierter Gebäude- und Anlagensimulation verschiedener Varianten durchgeführt. Die ökologische Bewertung erfolgte durch den Einsatz des "GEMIS" Softwaretools und garantierte damit eine Lebenszyklusbetrachtung einschließlich der vorgelagerten Prozesse.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Zur ökologischen Bewertung wurden eigene Primärenergiefaktoren und THG-Emissionsfaktoren mittels GEMIS generiert, die den kumulierten Primärenergieaufwand des Energieversorgungssystems inkl. Kollektoren, Kessel, Speicher, etc. abbildeten. Das Ergebnis der primärenergetischen Analyse damit war, dass die angenommenen Kombinationen von Energieversorgungstechnologien keine "Plusenergiegebäude" und auch keine ausgeglichenen CO2-Emissionsbilanz zwischen Produktion vor Ort und Bedarf hervorbringen konnten. Der Primärenergiebedarf weist für die Biomasseheizungsvarianten durchwegs ein wenig höhere Werte auf als bei den Wärmepumpenvarianten, bei den CO2-Emissionen ergibt sich ein genau umgekehrtes Bild.

Wird der Primärenergiebedarf auf Personen und nicht auf die Brutto-Grundfläche bezogen, dann sind die meisten Mehrfamilienhaus-Energie­versorgungs-Varianten trotz kleinerer zur Verfügung stehender Flächen für Erneuerbarer Energieproduktion interessanter und näher dem "Nullen­ergiegebäude" als die Einfamilienhaus-Varianten. Kleine Gebäudeverbände mit je 9 Gebäuden, egal ob EFH- oder MFH-Verbände, schneiden mit einer zentralen Energieversorgung über Mikronetze primärenergetisch und in der CO2-Beurteilung schlechter ab als die dezentrale Energieversor­gung der Einzelgebäude. Dieser Nachteil kann durch zusätzlichen Einsatz von Erneuerbaren Energieträgern und Speichertechnologien egalisiert werden.

Ausblick

Die großen Herausforderungen der Zukunft zur Erreichung von nahezu Null- oder Plusenergiegebäuden liegen wie erwartet bei der Minimierung des (Haushalts-) Strombedarfs, bei der zeitlichen Übereinstimmung von Energie-Angebot und -Nachfrage und bei der Flächenbereitstellung für die Energieproduktion aus Erneuerbaren Energieträgern vor Ort oder in der Nähe bzw. deren Effizienzsteigerung bei der Produktion. Für die letzten zwei Punkte braucht es auch Energienetze. Zum Verhältnis der vor Ort Produktion und Nachfrage und der sinnvollen Interaktion mit diesen Energie- v.a. auch Wärmenetzen sollte und wird es weitere Studien und Untersuchungen geben.

Projektleiter

AEE Institut für Nachhaltige Technologien (AEE INTEC)

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

• ÖGNB Österreichische Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen 
• Umweltbundesamt GmbH
• 17&4 Organisationsberatung GmbH

DI Armin Knotzer
AEE Institut für Nachhaltige Technologien (AEE INTEC)
Feldgasse 19, 8200 Gleisdorf
Tel.: +43 (3112) 5886 - 0
E-Mail: a.knotzer@aee.at
Web: www.aee-intec.at