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erst denken , dann dämmen – erkenntnisse eines praktikers

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13.10.2014
1. Ingenieuretag Baden-Württemberg
Erst denken, dann dämmen!
Standortbestimmung, Perspektiven und
Anregungen zum energiesparenden Bauen aus
Sicht der Praxis
Erik Fischer, Kurz und Fischer GmbH Beratende Ingenieure, Winnenden
www.kurz-fischer.de
Winnenden
Halle (Saale)
Bottrop
Feldkirchen-Westerham Bretten
Übersicht
1. Energetisches Optimum bei sinkendem
Primärenergiefaktor
2. Passivhausstandard (nZEB)
3. wärmebrückenarmes Konstruieren
4. Ökologische Knappheit (Biomasseheizung)
5. Passivhaus in der Ökobilanz
6. Altbaumodernisierung
1. Ingenieuretag BW 2014
2
1
13.10.2014
Grundlagen: Der U-Wert als Bemessungsgrundlage
Energieeinsparung in Abhängigkeit von der Dämmschichtdicke
7,00
6,00
5,00
U-Wert [W/(m²K)]
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
1
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43
Altbekannt: der Wärmeverlust gehorcht einer 1/x-Funktion.
„der erste Zentimeter dämmt am besten“
1. Ingenieuretag BW 2014
3
Grundlagen: kumulierte Einsparung
30.000,00
25.000,00
20.000,00
Einsparung kumuliert [MJ/m²(30a)]
15.000,00
Die kumulierte Einsparung über 30 Jahre
nimmt mit steigender Dämmung nur
noch sehr wenig zu.
10.000,00
5.000,00
1
6
11
16
21
26
31
36
41
Dämmschichtdicke in cm
Kumulierte Energieeinsparung über die Nutzungsdauer, dickenabhängig
1. Ingenieuretag BW 2014
4
2
13.10.2014
Primärenergiegehalt von Dämmstoffen (PEI)
EPD für lastabtragende Wärmedämmung aus XPS
PEne = 2885 MJ/m³
1. Ingenieuretag BW 2014
5
Herstellungsenergie und Dämmfähigkeit
Herstellungsenergie PEI
Marktanteil
(GDI 2005)
Dämmstoff
%
54,6
30,0
5,8
4,9
1,0
<1
<1
<1
<1
massebezogen
Rohdichte
MJ/kg
Steinwolle ( für WDVS, FD)
Glasfaser (Mattenware)
EPS 15 grau 032
EPS 20 weiß 040
XPS
PUR (Blockschaum)
Schaumglas
Multipor
Holzfaser (Nassverf)
Flachsvlies
Celluloseflocken
13,8
28,7
119,0
89,7
103,3
76,1
12,7
12,1
13,3
41,5
4,1
90
30
15
20
28
40
120
115
190
30
55
PEI bezogen auf
Wärmeleit- Dämmfähigkeit je
fähigkeit
cm
volumenbezogen
dickenbezogen
MJ/m³
kWh/m²cm
W/(mK)
1.239,9
861,0
1.785,0
1.794,9
2.891,2
3.044,3
1.524,7
1.391,0
2.521,9
1.244,0
228,2
3,44
2,39
4,96
4,99
8,03
8,46
4,24
3,86
7,01
3,46
0,63
0,040
0,032
0,032
0,035
0,036
0,028
0,042
0,045
0,045
0,045
0,040
Herstellungsenergie einiger Dämmstoffe
Quelle
kWh/m³*W/(mK)
13,78
7,65
15,87
17,45
28,91
23,68
17,79
17,39
31,52
15,55
2,54
Ökobau.dat 2.01
Ökobau.dat 2.01
Öbox
Ökobau.dat 2.02
Ökobau.dat 2.03
Ökobau.dat 2.04
Ökobau.dat 2.05
Ökobau.dat 2.20
Ökobau.dat 2.10
Ökobau.dat 2.12
Ökobau.dat 2.11
Dämmfähigkeit = 1/l
(Die Datensätze sind Änderungen unterworfen)
1. Ingenieuretag BW 2014
6
3
13.10.2014
30.000,00
A
25.000,00
20.000,00
15.000,00
Einsparung kumuliert [MJ/m²(30a)]
PEne [MJ/m²]
10.000,00
5.000,00
B
1
6
11
16
21
26
31
36
41
A/B =
Erntefaktor
Kumulierte Einsparung und Primärenergieaufwand der Herstellung
1. Ingenieuretag BW 2014
7
Argumente der Dämmstoffindustrie
Quelle:
30.000,00
25.000,00
20.000,00
Einsparung
kumuliert
[MJ/m²(30
a)]
15.000,00
10.000,00
A/B =
Erntefaktor
= 200?
5.000,00
1
6
11
16
21
26
31
36
41
1. Ingenieuretag BW 2014
8
4
13.10.2014
Grundlagen
30.000,00
25.000,00
20.000,00
Einsparung kumuliert
[MJ/m²(30a)]
15.000,00
PEne [MJ/m²]
Gesamtenergie [MJ]
10.000,00
5.000,00
1
6
11
16
21
26
31
36
41
Kumulierte Einsparung und Primärenergieaufwand der Herstellung
(life cycle) - es gibt ein energetisches Optimum
1. Ingenieuretag BW 2014
9
20.000,00
18.000,00
16.000,00
14.000,00
Einsparung X-ter Zentimeter [MJ/m²a]
12.000,00
10.000,00
8.000,00
6.000,00
4.000,00
2.000,00
1
6
11
16
21
26
31
36
41
Differenzielle Betrachtung:
Wieviel Energie spart der x-te Zentimeter Dämmung?
1. Ingenieuretag BW 2014
10
5
13.10.2014
Grundlagen
200,00
Einsparung X-ter Zentimeter
[MJ/m²(30a)]
PEne [MJ/(cm*m²)]
180,00
160,00
140,00
120,00
A/B =
Erntefaktor
< 1!
100,00
80,00
Randbedingungen:
EPS 032/18
HGT=3500
fP=1,0
30 Jahre
60,00
40,00
Herstellungsenergie des x-ten
Zentimeters
20,00
1
6
11
16
21
26
31
36
41
X-ter Zentimeter der Dämmung
Zoom: der Schnittpunkt bestimmt die energetisch optimale Dicke
1. Ingenieuretag BW 2014
11
Grundlagen
200,00
180,00
Einsparung X-ter Zentimeter
[MJ/m²(30a)]
160,00
140,00
PEne [MJ/(cm*m²)]
120,00
Randbedingungen:
EPS 032/18
HGT=3500
fP=1,0 / 0,5
30 Jahre
100,00
80,00
60,00
40,00
Herstellungsenergie des x-ten
Zentimeters
20,00
1
6
11
16
21
26
31
36
41
X-ter Zentimeter der Dämmung
Je höher der regenerative Anteil der Wärmeerzeugung, desto weiter links
liegt das energetische Optimum (bezogen auf CO2-Emissionen)
1. Ingenieuretag BW 2014
12
6
13.10.2014
Grundlagen
200,00
180,00
Randbedingungen:
PUR 028/40
HGT=3500
fP=0,5
30 Jahre
160,00
140,00
120,00
100,00
80,00
60,00
40,00
Herstellungsenergie des x-ten
Zentimeters
20,00
1
6
11
16
21
26
31
36
41
X-ter Zentimeter der Dämmung
Der energetische Aufwand bei der Herstellung des Dämmstoffs
bestimmt das energetische Optimum
1. Ingenieuretag BW 2014
13
Grundlagen
Zusammenfassung Teil 1:
Die energetisch optimale Dämmschichtdicke (zur CO2-Vermeidung) wird
bestimmt durch:
• die Jahresheizgradtagszahl (Temperaturniveau)
• die Dämmfähigkeit
• den Energiebedarf für Herstellung und Entsorgung des Dämmstoffs
• den primärenergetischen Bewertungsfaktor der Wärmequelle
1. Ingenieuretag BW 2014
14
7
13.10.2014
Teil 2:
Wärmedämmung – wie geht es weiter im Neubau?
Passivhaus
nearly Zero Energy Building (nZEB)
…
Plusenergiehaus?
1. Ingenieuretag BW 2014
15
Historische Entwicklung der Dämm-Anforderungen
(Beispiele)
1977
(km, max)
[W/(m²K)]
1984
(km, max)
[W/(m²K)]
Wände
1,40 – 0,77
(A/V-abhängig)
Anforderung
Wand plus
Fenster
Fenster
Flachdach
1995
(kmax)
[W/(m²K)]
2002
(2004)
(Umax)
[W/(m²K)]
2007
(Umax)
[W/(m²K)]
1,20 – 0,60
0,50
0,35 – 0,45
0,35 – 0,45
(A/V-abhängig)
(kleine
Wohngebäude)
(kleine
Anbauten)
(Anlage 3)
0,35 – 0,45
0,35 – 0,45
1,75 – 1,45
1,50 – 1,20
(A/V-abhängig)
(A/V-abhängig)
-0,45
3,1
0,30
--
--
0,7
kmF,eq
1,7
0,22
0,25
2009
(Umax)
[W/(m²K)]
2014
(ab 2016)
(Umax)
[W/(m²K)]
Passivhaus
0,28
0,28
(Referenz)
(Referenz)
0,15…0,10
(siehe
Beispiel)
(Anlage 3)
(Anlage 3)
0,45 – 0,98
0,40 (0,50)
0,40 (0,50)
(Tabelle 2)
H‘ T
(Tabelle 2)
H‘T
(Tabelle 2)
H‘T
1,7
1,3
1,3
0,20
0,20
(0,10) 0,05
W/(mK)
(0,10) 0,05
W/(mK)
(Tabelle 1)
0,25
(Tabelle 1)
Wärmebrücken
--
--
--
0,10 (0,05)
W/(mK)
0,10 (0,05)
W/(mK)
Entwicklung der Anforderungen an die Dämmung
von Außenbauteilen (z. B. kleinere Wohngebäude, FFA < 30 %)
1. Ingenieuretag BW 2014
< 0,01
QP minus
25 % ab
1.1.2016
16
8
13.10.2014
Ambitionierte Energiesparziele…
Warum muss die Effizienzsteigerung über den PassivhausDämmstandard führen?
1. Ingenieurtag 2014
17
Historische und zukünftige Entwicklung
Beispiel aus einem Forschungsbericht *):
„Bei der Außenwanddämmung ist gut zu erkennen, das die Mehrkosten
für eine größere Dämmstärke sich nur geringfügig auf die Kosten
auswirkt. Die Dämmwirkung zwischen der Variante EnEV und
Passivhaus wird um 75% verbessert, während sich die Kosten nur um
22% erhöhen.“
*)
Forschungsvorhaben Untersuchung verschiedener Wärmedämmstandards des Neubaus der heilpädagogischen Einrichtung mit den
Wärmeerzeugungsvarianten Pelletheizung und Sole-Wasser Wärmepumpe der Kreuznacher Diakonie, Bad Sobernheim : Umwelt Campus
Birkenfeld, Institut für angewandtes Stoffstrommanagement
1. Ingenieuretag BW 2014
18
9
13.10.2014
Historische und zukünftige Entwicklung
Woher kommen eigentlich die Dämm-Anforderungen beim Passivhaus?
1. Ingenieuretag BW 2014
20
aus dem Passivhaus-Protokollband Nr. 11 (1997)
„Kostengünstige Passivhäuser“
Wirtschaftlich
optimale
Dämmung
1. Ingenieuretag BW 2014
21
10
13.10.2014
aus dem Passivhaus-Protokollband Nr. 11 (1997)
„Kostengünstige Passivhäuser“
(Das primäre Optimierungsziel des Passivhauses ist ein Heizwärmebedarf)
1. Ingenieuretag BW 2014
22
aus dem Passivhaus-Protokollband Nr. 11 (1997)
„Kostengünstige Passivhäuser“
Realität (nie
ohne Heizung)
1. Ingenieuretag BW 2014
23
11
13.10.2014
energetisch optimal gedämmte Gebäude plus fP-optimierte
Wärmeerzeugung (z. B. Wärmepumpe)
(Anmerkung: die Anforderungen aus dem EEWärmeG werden durch den
Dämmstandard ersatzweise erfüllt)
1. Ingenieuretag BW 2014
24
energetisch optimal gedämmte Gebäude plus fP-optimierte
Wärmeerzeugung (z. B. Wärmepumpe)
Wirtschaftlich
optimale
Dämmung
Vorschlag: Die eingesparten Kosten in die Altbausanierung und verbesserte
Haustechnik stecken!
1. Ingenieuretag BW 2014
25
12
13.10.2014
fP Wärmeerzeugung
2 konkurrierende Wege zur Energieeffizienz
Gebäudehülle
26
fP Wärmeerzeugung
EWärmeG BW, EEWärmeG
2 konkurrierende Wege zur Energieeffizienz
Gebäudehülle
EnEV; H‘ T
27
13
13.10.2014
fP Wärmeerzeugung
EWärmeG BW, EEWärmeG
2 konkurrierende Wege zur Energieeffizienz
Ersatzweise
Erfüllung
Gebäudehülle
EnEV; H‘ T
28
Grenzen der Dämmung: Historie
Quelle: Wohnstätten Sindelfingen
LAKRA-Förderung 1995: 20 cm Fassadendämmung
EnEV 2002: 10 cm Fassadendämmung und Solaranlage:
- Raumgewinn 48 m² innerstädtische Wohnfläche,
- 14 % günstigerer Energiebedarf
1. Ingenieuretag BW 2014
29
14
13.10.2014
Zukünftige Entwicklung
Die höhere Anforderung an QP führt je nach Wärmeerzeuger dazu, die
Dämmung noch weiter zu erhöhen, besonders bei Standards, die weit
über EnEV hinausgehen (KfW-55, KfW-40...).
Schwächen einzelner Bauteile müssen ggf. durch extreme
Anforderungen an andere Bauteile kompensiert werden.
1. Ingenieuretag BW 2014
30
Aktuelle Situation
Bauteil
Max. zulässiger U-Wert
Max. zulässige
Mindestdicke
[W/(m²*K)]
Wärmeleitfähigkeit
[cm]
[W/(m*K)]
Opake Außenwand WDVS
0,14
0,035
24
Opake Außenwand Vorsatzschale
0,17
0,035
20
Opake Paneel PR-Fassade
0,28
0,035
12
Opake Paneel PR-Fassade
0,23
0,028
12
Flachdach (mit Gefälledämmung)
0,14
0,025
22/12*
Flachdach (mit Gefälledämmung)
0,14
0,040
30/20*
Boden gegen Erdreich
0,21
0,040
18
Tore/Sektionaltore
1,50
Vorgaben an den baulichen Wärmeschutz
Gebäudehülle für neu zu errichtende Verwaltungsgebäude in
Passivhausqualität
(Vermögen und Bau Baden-Württemberg)
1. Ingenieuretag BW 2014
31
15
13.10.2014
Nachhaltigkeit von maximal-gedämmten Gebäuden
mit CO2-optimierter Wärmeerzeugung
1. Ingenieuretag BW 2014
32
1. Ingenieuretag BW 2014
33
Praxisbeispiel:
16
13.10.2014
Praxisbeispiel: Passivhaus-Wohnanlage, Teil 1
Fernwärme aus KWK: fP = 0,52
1. Ingenieuretag BW 2014
34
Praxisbeispiel Teil 1:
Vermeidung von Wärmeverlusten „um jeden Preis?“
Fernwärme aus KWK: fP = 0,52
1. Ingenieuretag BW 2014
35
17
13.10.2014
Vermeidung von Wärmeverlusten „um jeden Preis?“
Dimensionierungsziel: Energiekennwert
(= Heizwärmebedarf) < 15 kWh/m²a
(Passivhaus)
300 mm
1. Ingenieuretag BW 2014
36
Praxisbeispiel Teil 1
200,00
Dämmstoff
EPS
Haltbarkeit
180,00
Lambda
160,00
Faktor (HGT 3500)
fP-Faktor
140,00
120,00
50 Jahre
0,032 W/(mK)
84 -0,52 Heizung
R-Rohwand
0,270 m²K/W
Herstellungsenergie
2.380 MJ/m³
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
1
6
11
16
21
26
31
36
Haltbarkeit WDVS 50 Jahre –
der 30. Zentimeter amortisiert sich im 50. Jahr
1. Ingenieuretag BW 2014
41
Haltbarkeit 30 Jahre (z. B. Flachdach)
– negative Energiebilanz ab 24. cm
37
18
13.10.2014
Teil 3
Einfluss der Wärmebrücken
1. Ingenieuretag BW 2014
38
Zum Einfluss der Wärmebrücken
Beispiel Mehrfamilienhaus (KfW70)
Wärmeverlustanteile (nur Transmission)
DUWB
AW mit WDVS
Außenwand
Dach über UG
FB über TG
Flachdach
Terrasse über OG
Außenwand an TG
Fenster
AW erdberührt
Fußboden UG
Türen
Fenster
Wärmebrücken
1. Ingenieuretag BW 2014
39
19
13.10.2014
Warum Wärmebrücken beachten?
Beispiel Außenwand (20 cm Stahlbeton) mit WDVS. Der Einfluss der Wärmebrücken kann
über noch höhere Dämmdicken nicht mehr sinnvoll kompensiert werden.
40
Nachweisverfahren bisher
U (H‘T) = SF*AF+ SW*AW+ ST*AT + SD*AD /Ages + DUWB
D1
W2
F2
F1
W1
F1
T1
1. Ingenieuretag BW 2014
41
20
13.10.2014
Nachweisverfahren mit exakter Wärmebrückenberechnung
U (H‘T) = SF*AF+ SW*AW+ ST*AT + SD*AD /Ages + Sji*li
D1
W2
F1
Die Anzahl der
Wärmebrücken ist ein
Vielfaches der
Flächenanzahl
F2
F1
W1
F1
T1
1. Ingenieuretag BW 2014
42
Nachweisaufwand Wärmebrückennachweis (für KfW)
U (H‘T) = SF*AF+ SW*AW+ ST*AT + SD*AD /Ages + Sji*li
Wohnungsbau 2014
1. Ingenieuretag BW 2014
43
21
13.10.2014
Nachweisaufwand Wärmebrückennachweis
Beispiel eines Produktionsgebäudes:
komplexe Bauformen erzeugen hohen Bearbeitungsaufwand
1. Ingenieuretag BW 2014
44
Nachweisverfahren
Der wirtschaftlich e Aufwand erfordert BIM-Methoden
1. Ingenieuretag BW 2014
45
22
13.10.2014
Nachhaltigkeit von maximal-gedämmten Gebäuden
mit CO2-optimierter Wärmeerzeugung
Anwendung auf das Praxisbeispiel
1. Ingenieuretag BW 2014
46
Praxisbeispiel Wärmebrücken-Minimierung
Passivhaus-Wohnanlage, Teil 2
Vorgabe: Passivhaus, Qh < 15 kWh/m²a
Konsequenz: Wärmebrücken minimieren
1. Ingenieuretag BW 2014
47
23
13.10.2014
Nachhaltigkeit von maximal-gedämmten Gebäuden
mit CO2-optimierter Wärmeerzeugung
Vergleich
Doppelte Deckenplatte kontra Aufbau mit Wärmebrücken:
1. Ingenieuretag BW 2014
48
Nachhaltigkeit von maximal-gedämmten Gebäuden
mit CO2-optimierter Wärmeerzeugung
Vergleich
Doppelte Deckenplatte kontra Aufbau mit Wärmebrücken:
Decke: ca. 1512 m²
Umfang: ca. 276 m
Länge der WB
insgesamt rd. 500 m
Bildquelle:
1. Ingenieuretag BW 2014
49
24
13.10.2014
Nachhaltigkeit von maximal-gedämmten Gebäuden
mit CO2-optimierter Wärmeerzeugung
Problempunkt Tiefgaragendecke:
Unschöne Wärmebrücken
Bildquelle:
Bildquelle: www.planungsatlas-hochbau.de
1. Ingenieuretag BW 2014
50
Nachhaltigkeit von maximal-gedämmten Gebäuden
mit CO2-optimierter Wärmeerzeugung
Wärmebrücken vermieden. Energie gespart?
Bildquelle: www.planungsatlas-hochbau.de
1. Ingenieuretag BW 2014
51
25
13.10.2014
Nachhaltigkeit von maximal-gedämmten Gebäuden
mit CO2-optimierter Wärmeerzeugung
Bodenaufbau von oben nach unten:
50 mm
30 mm
80 mm
200 mm
300 mm
160 mm
Estrich (CA-F)
Trittschalldämmung (EPS 035)
Wärmedämmung EPS-DEO (Installationsverteilung)
Betondecke
EPS-DEO-dm,
in lastabtragenden Bereichen Schaumglas CG-dh
Betondecke (zusätzlicher Aufwand)
(U = 0,087 W/(m²K))
Summe Herstellungsenergie Stahlbeton
Bildquelle:
PEne
552.818
MJ
1. Ingenieuretag BW 2014
52
Nachhaltigkeit von maximal-gedämmten Gebäuden
mit CO2-optimierter Wärmeerzeugung
Energetische Amortisation der zweiten Betondecke: über 40 Jahre
Bildquelle:
1. Ingenieuretag BW 2014
53
26
13.10.2014
Nachhaltigkeit von maximal-gedämmten Gebäuden
mit CO2-optimierter Wärmeerzeugung
Energetische Amortisation der zweiten Betondecke: über 40 Jahre
Bildquelle:
1. Ingenieuretag BW 2014
54
Teil 4: Biomasse
Ökologische Knappheit
1. Ingenieuretag BW 2014
55
27
13.10.2014
Teil 3: Biomasse
fP Wärmeerzeugung = 0,2
CO2-Einsparpotenzial durch Dämmung bei
überwiegend regenerativer Energieerzeugung
Gebäudehülle
56
1. Ingenieuretag BW 2014
Biomasse
200,00
Randbedingungen:
PUR 030/40
HGT=3500
fP=0,2 (Pellet)
30 Jahre
180,00
160,00
140,00
120,00
100,00
A/B = Erntefaktor < 1!
80,00
60,00
40,00
Herstellungsenergie des x-ten
Zentimeters
20,00
1
6
11
16
21
26
31
36
41
x-ter Zentimeter der Dämmung
Bei regenerativen Energieträgern aus Biomasse kann die CO 2-Bilanz schon ab
mäßigen Dämmdicken negativ werden.
Deshalb weniger dämmen?
1. Ingenieuretag BW 2014
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28
13.10.2014
zur ökologischen Knappheit von Biomasse
Pro-Kopf Energieverbrauch in Deutschland
1960 bis 2009
Jahresverbrauch 2009
3.893 kg Öleinheiten
45.276 kWh/Pers
81.800.000 Pers
3.703.543.262.000 kWh/a
357.112 km²
10,37 kWh/m²a
1 Öleinheit =
11,6 kWh
jährlicher Energieverbrauch BRD
jährlicher Energieverbrauch je m²
spezifischer Energieverbrauch je m² und Jahr
Quelle: Google.de/publicdata ; Weltbank, Weltentwicklungsindikatoren
Gewinnung von regenerativer Energie aus der Fläche
(Standort Deutschland)
Energieträger
flächenspezifischer Ertrag (Basis
Einstrahlung 1000 kWh/m²a)
Rapsöl/Biodiesel
1,1
Wald (Deutschland)
1,5*)
Biogas
4,6
Bioethanol
1,8
BTl-Diesel, Ft-Diesel
2,3
PV - monokristallin
80
PV - Dünnschicht
40
Thermische Sonnenkollektoren
500
Oberflächennahe Geothermie *
100
Windkraft onshore
50
kWh/m²a
kWh/m²a
kWh/m²a
kWh/m²a
kWh/m²a
kWh/m²a
kWh/m²a
kWh/m²a
kWh/m²a
kWh/m²a
Quellen: Lüking, R.-M.; Hauser, G.: Nachhaltige Energieversorgung von Gebäuden.
TAB, 10/2009, Bauverlag BV GmbH, Gütersloh, S. 62–66
* Oberflächennahe Geothermie. Prof. Dr.-Ing. Martin Kaltschmitt, Ao. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Wolfgang Streicher, Dr.-Ing.
Andreas Wiese; "Erneuerbare Energien. Systemtechnik, Wirtschaftlichkeit, Umweltaspekte", 2006 - Seite 396.
*) Berechnet aus Jahresertrag in Festmetern
1. Ingenieuretag BW 2014
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Biomasseheizung:
Bewertung nach dem Prinzip der ökologischen Knappheit
(Standort Deutschland)
Jahresertrag Holz
70.000.000
Festmeter
38,5 Mio
Tonnen
166.833
GWh/a
Fläche Deutschland
357.112.000.000
m²
Waldfläche
Deutschland
110.704.720.000
m²
Jahresertrag bezogen 0,47
auf die Landfläche
Deutschlands
kWh/m²a
spezifischer
Energieverbrauch je
m² und Jahr (s. o.)
Quelle:
kWh/m²a
10,37
= 4,5 %
[1] Sperrholz-Spezial 2008: Fraunhofer-Institut für Holzforschung Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI)
und Verband der Deutschen Holzwerkstoffindustrie e. V. (VHI)
1. Ingenieuretag BW 2014
Prinzip der Ökologischen Knappheit berücksichtigt?
Im Jahr 2008 wurden mit 54,7 Mio. Festmetern Holz rund
42 % des Holzaufkommens in Deutschland energetisch genutzt. [1]
„Dem rechnerischen einheimischen Pro-Kopf-Verbrauch von jährlich rund
1,5 Kubikmeter Holz steht mindestens ein nachwachsender Kubikmeter
gegenüber. Zusammen mit den großen Mengen importierter Zellstoffe
deckt dies prinzipiell den Bedarf der holzverarbeitenden Industrie“. [2]
Abschied vom Nachhaltigkeitsprinzip des Carl von Carlowitz?
[1] Bioenergie Basisdaten Deutschland. Fachagentur Nachwachssende Rohstoffe e. V. und Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft
und Verbraucherschutz. Pelletheizungen, Marktübersicht 2010
[2] Sperrholz-Spezial 2008: Fraunhofer-Institut für Holzforschung Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) und Verband der Deutschen
Holzwerkstoffindustrie e. V. (VHI)]
1. Ingenieuretag BW 2014
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13.10.2014
Schlussfolgerungen.
Nicht nur fossile Brennstoffe sind knapp,
sondern auch Biobrennstoffe aus Photosynthese.
Daher ist ein hoher Dämmstandard auch oder gerade bei Biomasseheizung
notwendig.
Gutes Holz ist viel zu kostbar zum verheizen, sehr oft wird die Pelletheizung als
wirtschaftliche Alternative zur Erfüllung der Anforderungen angepriesen.
Eine ungebremster Verbrauch von Biobrennstoffen verstößt aber ebenso gegen
Prinzipien der Nachhaltigkeit wie der Abbau der fossilen Brennstoffe
Die Ausweitung von Flächen für Energiepflanzen vernichtet Lebensräume und
mindert die Biodiversität
Die Erhöhung des regenerativen Anteils sollte deshalb vorrangig nicht über
photosynthetische Prozesse erfolgen. Genau das wird durch den geringen
primärenergetischen Bewertungsfaktor des Holzes von fP = 0,2 gefördert.
Änderung des primärenergetischen Bewertungsfaktors für Holz
1. Ingenieuretag BW 2014
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Änderung des primärenergetischen Bewertungsfaktors für Holz?
Vorschlag der REHVA:
Keine Unterscheidung zwischen Primärenergie und nicht-erneuerbarer Primärenergie
(wie z. B. in Deutschland 1.1 für Öl und 0.2 für Holz)
EPBD definiert Primärenergie als “Energie aus erneuerbaren und nicht erneuerbaren
Quellen, die keinem Umwandlungsprozess unterworfen wurde.
“TOTAL primary energy and TOTAL primary energy factors shall be used according to
EPBD”
(Nach Interpretation der REHVA bedeutet dies, dass kein Unterschied zwischen
biologischen und fossilen Brennstoffen zu machen ist und dass der
primärenergetische Bewertungsfaktor stets größer ist als 1.)
Quelle: Präsentation REHVA seminar “HVAC for Net Zero Energy Buildings”, ISH Frankfurt, März 2011
1. Ingenieuretag BW 2014
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13.10.2014
Teil 5: Die Ökobilanz von
„nearly Zero Energy Buildings“ (nZEB) und Passivhäusern
CO2 ist nicht der einzige zu beachtende Ökoparameter.
Eine Nachhaltigkeitsbewertung umfasst auch Auswirkungen
 auf die lokale Umwelt (z. B: EP, POCP)
 und weitere globale Wirkparameter (z. B. ODP)
1. Ingenieuretag BW 2014
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Ökobilanz-Ergebnisse
Gesamt-Emissionen der Gebäudekonstruktionen
GWP:ODP:POCP:AP:EP = 3 : 1 : 1 : 1 : 1
1. Ingenieuretag BW 2014
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Ökoblianz-Ergebnisse
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1. Ingenieuretag BW 2014
Ökobilanz eines 12-Familienhauses
im DGNB-System, Gas-Brennwert + Solar
900%
AP Verbrauch
AP Technik
U = 0,28, 0,20, 0,15, 0,11 W/(m²K)
AP Hülle
700%
POCP Verbrauch
POCP Technik
POCP Hülle
500%
ODP Verbrauch
ODP Technik
ODP Hülle
EP Verbrauch
300%
EP Technik
EP Hülle
GWP Verbrauch
100%
GWP Technik
GWP Hülle
-100%
Quelle: Fischer, Isabel: Grenzen des Dämmstoffeinsatzes - Vergleich zwischen energetischer und ökologischer Optimierung. Bachelorarbeit
HfT Stuttgart 2014, FB Klimaengineering
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Ökobilanz eines 12-Familienhauses
200%
U = 0,28, 0,20, 0,15, 0,11 W/(m²K)
AP Verbrauch
150%
AP Technik
AP Hülle
POCP Verbrauch
100%
POCP Technik
POCP Hülle
ODP Verbrauch
50%
ODP Technik
ODP Hülle
EP Verbrauch
EP Technik
0%
EP Hülle
GWP Verbrauch
GWP Technik
-50%
GWP Hülle
-100%
Pellet-beheiztes Gebäude
1. Ingenieuretag BW 2014
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Schlussfolgerungen
Eine Erweiterung der Bilanzierungsgrenzen (wie
von WSVO auf EnEV) zum Nachweis der
Energieeffizienz unter Berücksichtigung
-- der Herstellungsenergie
-- weiterer Ökoparameter
…ist vor dem Hintergrund weiter steigender
Anforderungen notwendig, um Fehlentwicklungen
zu vermeiden.
1. Ingenieuretag BW 2014
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13.10.2014
Teil 6: Altbausanierung
1. Ingenieuretag BW 2014
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Altbausanierung
Gesamt: 41,3 Mio WE
2009-2014:
393.000 WE
Der Altbaubestand ist weiterhin maßgeblich am Energiebedarf beteiligt.
Dort liegen die nennenswerten Einsparpotenziale
Quelle: Wohnbestand einer Großstadt: arenha 1993, IWU 1994
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Förderpolitik
KfW-40 heißt:
QP = 60 % unter der EnEV-Anforderung,
H‘T = 45 % unter EnEV-Anforderung
Nur erreichbar mit höchstem Dämmaufwand und
gleichzeitig aufwändiger Heizung
= kleine Effekte bei hohem Aufwand.
1. Ingenieuretag BW 2014
Altbau: das größte Einsparpotenzial
Handlungsbedarf+
Fördermittelbedarf
1. Ingenieuretag BW 2014
Energiespareffekt
der KfWFörderung im
Neubau
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13.10.2014
Hemmnisse Altbaumodernisierung
 Der Umgang mit
Bestandsbauten erfordert
bauphysikalisches und
heizungstechnisches
Fachwissen
 Altbaumodernisierung ist viel
Kleinarbeit, Ingenieurleistungen
sind nicht zum Nulltarif erhältlich
Vorschläge
 Verstärkte Förderung der
Altbaumodernisierung
(Gebäudehülle), auch Innendämmung
 Verstärkte Förderung besonders
energieeffizienter
Heizsysteme in Gebäuden,
die schwer zu dämmen sind
 Einbezug von Ingenieurleistungen
in die Förderung der Altbaumodernisierung
 Abbau bürokratischer
Hemmnisse (BHKW)
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13.10.2014
Wunschliste

Kraft-Wärme-Erzeugung mit
Elektromobilität koppeln?
Entwicklung von Rechts- und
Wirtschaftsmodellen

Investition in regenerative
Energiegewinnung und
Speicherung

Energiepreise nicht
subventionieren

Günstige
Abschreibungsbedingungen
schaffen
(auch bei Mietermodernisierungen)

Mietpreisbremsen sind
Investitionshemmnisse

Berechenbarkeit der Förderpolitik
• Verfolgen wir die richtigen Optimierungsziele?
Trinkflaschenhalter, Carbon
Gewicht 26 Gramm
49,99 €
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13.10.2014
• Verfolgen wir die richtigen Optimierungsziele?
Gewicht
nur
26 Gramm!
1. Ingenieuretag BW 2014
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Zusammenfassung:
Aufgaben:
Vorrangige Förderung bester Heizsysteme in bestgedämmten Gebäuden überdenken
Energetisches Optimum der Dämmung im Auge behalten
Suffizienzkriterien beachten: Ökobilanz als notwendige Erweiterung der Bilanzierung
Primärenergiefaktor der Biomasse (speziell Holz) überdenken
Altbausanierung und Effizienz der Energieversorgungsseite fördern
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
1. Ingenieuretag BW 2014
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Seele and Geist
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