1

2 3

Das vorliegende Kapitel 3 des Leitfadens basiert auf einer Broschüre, die gemeinsam von

Stadt Erlangen / Amt für Umweltschutz und Energiefragen, EnergieAgentur Mittelfranken, Industrie- und Handelskammer Nürnberg für Mittelfranken, Stadt Nürnberg herausgegeben und für

die Stadt Solingen mit finanzieller Unterstützung durch das Ministerium für Verkehr, Energie und Lageplanung des Landes Nordrhein-Westfalen ak-tualisiert und um Best-Practice-Beispiele ergänzt wurde.

Impressum

Energiekonzept

Gertec GmbHIngenieurgesellschaftViehofer Straße 11D-45127 EssenFon + 49(0)201/2 45 64-0Fax + 49(0)201/2 45 64-20info@gertec.dewww.gertec.de

Gestaltung Satz

stegepartnerArchitektur & Stadtplanung BDA SRL

Herausgeber

Umweltamt

Katharinenstraße 12D-44122 Dortmund

Fon + 49(0)231/50-25673Fax + 49(0)231/50-25428Umweltamt@stadtdo.dewww.phoenixdortmund.de

Dortmund 2005

Druck

xxx

LEG Stadtentwicklung GmbH & Co. KG

Karl-Harr-Straße 5D-44263 Dortmund

Fon + 49(0)231/43 41-2 89Fax + 49(0)231/43 41-3 50www.leg-nrw.de

Verfasser

c 2005 das Urheberrecht liegt beim Verfasser, die Nutzungsrechte liegen bei der LEG Stadtentwicklung GmbH & Co. KG, der Stadt Dortmund und beim Verfasser

4 5

Inhaltsverzeichnis

PHOENIX West – Zukunftsstandort auch im Energiebereich

Das Energiekonzept „PHOENIX West“ - Vorteile für Investoren - Teil 1

Ausführliche Erläuterungen zu den energetischen Anforderungen - Teil 2

1. Obligatorische energetische Anforderungen 1.1 Qualitätsanforderung Raumwärme 1.2 Qualitätsanforderung Strom für Beleuchtung 1.3 Qualitätsanforderung Raumkühlung 1.4 Qualitätsanforderung Wärmeversorgung 1.5 Qualitätsanforderung Kälteversorgung 1.6 Qualitätsanforderung Stromversorgung 1.7 Energetische Fachberatung in der Planungsphase 1.8 Regelungen für Produktionsbetriebe2. Optionales Angebot: Baubegleitende energetische Qualitätssicherung in der Bauphase3. Best-Practice-Beispiele

1. Ergänzende Erläuterungen Qualitätsanforderung Strom für Beleuchtung2. Ergänzende Erläuterungen Qualitätsanforderung Versorgung Kälte 2.1 Berechnung von Primärenergiefaktoren für die Kälteerzeugung aus den Planungsdaten eines Kälteversorgungssystems 3. Ergänzende Erläuterungen Qualitätsanforderung Stromversorgung4. Ergänzende Erläuterungen „Energetische Fachberatung in der Planungsphase“ 4.1 Baulicher Wärmeschutz 4.2 Technische Gebäudeausrüstung 4.2.1 Heizungsanlage + Warmwasserbereitung (incl. ggf. Elektrowärme) 4.2.2 Steuerungs-, Mess- und Regeltechnik + Verbrauchserfassung 4.2.3 Lüftung 4.2.4 Kälte 4.2.5 Beleuchtungstechnik 4.2.6 Zentrale Dienste 4.2.7 Arbeitshilfen und diverse Technik 4.3 Kostenüberblick

6-7

8-9

1011111212131314151516-17

181920

212223232323242424242425

1. Einleitung 2. Zielorientierte und integrale Planung 3. Energetisch optimiertes Gebäudekonzept 3.1 Reduzierung der Wärmelasten im Sommer 3.2 Reduzierung des Heizwärmebedarfs – 3.3 Rationeller Einsatz von Elektrizität 3.3.1 Besseres Licht mit weniger Strom 3.3.2 Minimierung der elektrischen Hilfsenergie für Heizung und Sanitär 3.3.3 Rationeller Stromeinsatz bei Lüftung /Klima 4. Regelungs- und Steuerkonzepte 5. Weitere Energieversorgungstechniken 6. Best-Practice-Beispiele

Allgemeine Hinweise für eine energieeffiziente Bauweise - Teil 3

Bildnachweis

Literaturhinweis

2626-272828-2930-3132-3334-353536-38394040-42

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44

6 7

PHOENIX West – Zukunftsstandort auch im Energiebereich

Perspektivische Darstellung mit einer beispielhaften Bebauung des Gesamtgeländes, stegepartner

Das Gebiet des ehemaligen Stahlwerkge-ländes PHOENIX West in Dortmund stellt eines der modernsten Entwicklungs-gebiete im Ruhrgebiet dar. Es soll zum neuen Antrieb für Dortmunds wirtschaft-liche Entwicklung werden und ist ein zentraler Baustein für die Zukunftsent-wicklung der Stadt.

Vor allem die neuen Industrien wie Mikrotechnologie, IT (Informationstechno-logie) und Software sollen sich hier an-siedeln. Es wird auf innovative Branchen gesetzt – nicht mehr auf Bergbau, Kohle und Stahl.

PHOENIX West ist einer der Zukunfts-standorte in Nordrhein-Westfalen und markiert signifikant den Strukturwechsel der Stadt Dortmund.

Dabei wird auch ein hoher Anspruch an die Gestaltung der Gebäude verfolgt. Durch die Qualität der einzelnen Bebau-ungen soll auf dem gesamten Gelände eine Einheit erreicht werden. Dies bedeu-tet z.B. eine Homogenität der Qualität, aber Heterogenität der Baumaterialien, gleichzeitig soll der monolithische Charakter der Baukörper unterstrichen werden. Zusätzlich wird im Sinne der Nachhaltigkeit eine Vielfalt angestrebt.

Zukunftsstandort bedeutet aber auch eine moderne und zeitgemäße Energie-versorgung. Dies heißt:

• Ressourcen schonender und intelli-genter Umgang mit Energie

• bei gleichzeitig minimierten Betriebskosten und

• keine wirtschaftliche Mehrbelastung für Energieeffizienz durch eine um-fassende Optimierung aller energe-tischen Abläufe von der Planung bis zum Betrieb.

8 9

Jährliche Energiekosteneinsparung durch energetische Optimierung in einem typi-schen neuen Bürogebäude

Die Energiekosten nehmen schon heute einen wichtigen Teil der Betriebskosten eines Gebäudes mit steigender Tendenz ein.

Mit dem Energiekonzept „PHOENIX West“ werden zwei Hauptzielsetzungen verfolgt: • Umweltschutz: Zum einen soll hinsichtlich des effi-

zienten Einsatzes von Strom, Wärme und Kälte ein Standard erreicht werden, der signifikant über das „Übliche“ hinausgeht.

• Betriebskostenminimierung: Zum anderen sollen für die

Bauherren und Nutzer der Gebäude die Betriebskosten für Energie dauer-haft minimiert werden.

Energieeffizientes Bauen bedeutet für Sie als Bauherr eines Gebäudes:

• Die Offenlegung der späteren Energiekosten liefert Ihnen von Anfang an eine Information zu den im laufenden Betrieb zu erwartenden Betriebskosten und ist zugleich eine wichtige Grundlage für Investitions-entscheidungen bei der Planung Ihres Gebäudes.

• Durch verbesserte Betriebskosten kann auf lange Sicht eine hö-here Sicherheit im Bereich der Vermietbarkeit gewährleistet werden,

da niedrigere Betriebskosten auch dauerhaft konkurrenzfähige Mieten bedeuten.

• Aufeinander abgestimmte technische Systeme sorgen für hohen Komfort im Bereich der Ausstattung und Nutzung.

• Durch die auf PHOENIX West gelten-den energetischen Anforderungen an das Gebäude und deren Versorgung sowie die obligatorische externe Fachberatung im Planungsprozess werden Planungs- und Ausführungsfehler vermieden. Diese haben weniger Reklamationen und somit zufriedenere Nutzer zur Folge.

• Die Erarbeitung von Alternativen im Bereich der energetischen Versorgung eines Gebäudes zeigt Handlungsspielräume auf. Dies erfolgt in einem normalen „linea-ren“ Planungsprozess nicht. Durch die übergreifende Koordinierung aller energierelevanten Planungen in den Bereichen der verschiedenen Gewerke werden Parallelinvestitionen verhindert. Die Vermeidung un-nötiger Sicherheitszuschläge bei der Dimensionierung der Anlagen –sprich Investitions- und Betriebskostensenkung– wird erwirkt.

• Eine optional angebotene Bau be-gleitende Qualitätssicherung bei der

Bauausführung verhindert unnötig erhöhte Energieverbräuche und ver-meidet so spätere Bauschäden.

• Sie zeigen Verantwortungsbewusst-sein gegenüber der Umwelt und haben damit einen Imagegewinn gegenüber Ihren Kunden.

In diesem Sinne heißt „gutes Bauen“ für Sie „energieeffizientes Bauen“.

Dies verdeutlicht auch die folgende Betrachtung:

Es ist davon auszugehen, dass mit den in PHOENIX West geltenden energetischen Anforderungen und die damit verbunde-ne energetische Fachberatung sich diese Energiekosten um bis zu 50 % redu-zieren lassen, ohne dass dies zu einer wirtschaftlichen Mehrbelastung für Sie als Bauherr führt.

Das Energiekonzept „PHOENIX West“ - Vorteile für Investoren

10 11

1. Obligatorische energetische Anfor-derungen

Sie werden in Ihrem Grundstückskaufver-trag einige verbindliche Anforderungen bezüglich der energetischen Qualität Ihres neues Gebäudes und seiner Ener-gieversorgung finden.

Es handelt sich hierbei zum einen um

• die Vorgabe von Kennwerten für den Energiebedarf für Raumwärme und Strom für Beleuchtung sowie für die Versorgung mit Strom, Wärme und Kälte und den zu verwendenden Nachweisverfahren

und zum anderen um

• die Verpflichtung, im Planungsprozess eine externe energetische Fachberatung für Ihre Architekten und Planer zu nutzen.

Die entsprechenden Nachweise zur Erfüllung dieser Anforderungen sind dabei vor Baubeginn gegenüber der LEG zu erbringen.

Alle Anforderungen wurden dabei unter der Maßgabe erarbeitet, signifikant zu einer Umweltentlastung zu führen, aber gleichzeitig für Sie als Investor zu keiner wirtschaftlichen Mehrbelastung zu führen.

1.1 Qualitätsanforderung Raumwärme Diese obligatorischen Anforderungen sind im Teil 1 dieses Leitfadens im Folgenden verkürzt erläutert und für Ihre Fachplaner im Teil 2 dieses Leitfadens ausführlicher dargestellt.

Im Teil 3 dieses Leitfadens erhalten Sie Hinweise, wie Sie energetische Qualität – und damit die Wirtschaftlichkeit Ihres Gebäudes – noch weiter optimieren können, deren Umsetzung sollte aber individuell für den Einzelfall durch Sie geprüft werden.

Anforderungen Erläuterungen

Die Hauptanforderung der Energieeinsparverordnung (EnEV) für den Primärenergiebedarf (Q’

P) ist unter der

Annahme des Einsatzes einer Erdgas-Brennwertheizung (Primärenergiefaktor f

P,WV = 1,1) einzuhalten.

Die Forderung sichert einen guten wärmetechnischen Standard der Gebäudehülle, unabhängig davon, welches Wärmeversorgungssystem in der Praxis tatsächlich einge-setzt wird. Sie führt auf der Gebäudeseite aufgrund der aus ener-getischer Sicht vorteilhaften städtebaulichen Vorgaben für die Gebäudegestaltung auf PHOENIX West zu keinen Mehrkosten im Vergleich zu einer baulichen Umsetzung, wie sie standardmäßig ohne diese Anforderung zu er-warten gewesen wäre. Ein planerischer Mehraufwand ist ebenfalls weder bei der Gebäudeplanung noch beim Nachweisverfahren (EnEV-Nachweis ist ohnehin erforder-lich) gegeben.

1.2 Qualitätsanforderung Strom für Beleuchtung

Anforderungen Erläuterungen

Der Grenzwert für Beleuchtung nach dem „Leitfaden Elektrische Energie“ (LEE) ist für jede einzelne Raumnutzungsart einzuhalten.

Der Nachweis ist nach dem LEE-Verfahren zu führen.

Der Leitfaden Elektrische Energie ist ein geeignetes Instrument, den Elektrizitätsbedarf für die Beleuchtung von Bürogebäuden zu erfassen, zu beurteilen und zu optimie-ren. Er stellt den Planern ein relativ einfaches Werkzeug zur Verfügung, mit dem der Strombedarf für Beleuchtungszwecke analysiert und optimiert werden kann. Da der Planer den Nachweis der Einhaltung der Grenzwerte nach dem LEE-Verfahren erbringen muss, wird damit die richtige Dimensionierung der Beleuchtung sichergestellt. Die Einhaltung der Grenzwerte nach LEE führt dabei bei heute üblichem Baustandard zu keinen investiven Mehrkosten. Lediglich die Anwendung des LEE führt bei ungeübten Planern zu einem Planungsmehraufwand von ca. einem halben Tag pro Nutzungstyp.

12 13

Anforderungen Erläuterungen

Eine qualifizierte Beratung des Bauherren hinsichtlich einer möglichen Vermeidung des Kühlbedarfs und einer energieeffizienten Kühlung und Klimatisierung ist vor-geschrieben (s. 1.7)

Der erforderliche Kühlbedarf eines Gebäudes wird wesentlich von den baulichen (Wärmedämmung, Fensteranteil etc.) und nutzerseitigen (Raumtemperatur-anforderungen, innere elektrische Lasten wie Beleuchtung etc.) Rahmenbedingungen beeinflusst, die schon im Planungsprozess festgelegt werden.

Hier soll eine entsprechende externe Fachberatung greifen, wie sie für PHOENIX West verbindlich vorgeschrieben ist. Insbesondere hinsichtlich des angestrebten Komforts kön-nen Toleranzen festgelegt werden, um technische Systeme zu ermöglichen, die aufgrund des Einsatzes natürlicher Quellen nicht immer konstante Temperaturqualitäten ga-rantieren können.

1.3 Qualitätsanforderung Raumkühlung

1.4 Qualitätsanforderung Wärmeversorgung

Anforderungen Erläuterungen

Die benötigte Wärme ist von dem in PHOENIX West täti-gen Energiedienstleister zu beziehen.

Im Rahmen einer europaweiten Ausschreibung wird durch die LEG ein Energiedienstleister ausgewählt, der hohe energetische Anforderungen (f

PE,WV ≤ 0,6) bei gleichzeitig

wirtschaftlicher Vergleichbarkeit zu konventionellen dezen-tralen Wärmeversorgungslösungen garantiert.

Es entstehen somit keine Mehrkosten für die Wärmever-sorgung aus Sicht des Gebäudebetreibers. Gleichzeitig reduzieren sich die Investitionskosten für das Gebäude, da die Kosten für die Wärmeerzeugungsanlage durch den Energiedienstleister auf den Wärmepreis als lau-fende Kosten umgelegt werden. Eine Eigenerzeugung von Wärme ist für den Gebäudebetreiber nicht möglich.

Anforderungen Erläuterungen

Die benötigte Kälte ist aus dem in PHOENIX West ange-botenen Kältenetz zu beziehen.

Wird keine Kälte zentral angeboten, so ist bei der de-zentralen Kälteerzeugung ein Primärenergiefaktor von fPE,KV

≤ 0,8 einzuhalten.

Im Rahmen einer europaweiten Ausschreibung wird durch die LEG ein Energiedienstleister ausgewählt, der hohe energetische Anforderungen (f

PE,KV ≤ 0,8) bei gleichzeitig

wirtschaftlicher Vergleichbarkeit zu konventionellen dezen-tralen Kälteversorgungslösungen garantiert.

Es entstehen somit keine Mehrkosten für die Kälteversorgung aus Sicht des Gebäudebetreibers. Gleichzeitig reduzieren sich die Investitionskosten für das Gebäude, da die Kosten für die Kälteerzeugungsanlage durch den Energiedienstleister auf den Kältepreis als lau-fende Kosten umgelegt werden. Eine Eigenerzeugung von Kälte ist für den Gebäudebetreiber nur möglich, wenn keine zentrale Kälte angeboten wird.

1.5 Qualitätsanforderung Kälteversorgung

1.6 Qualitätsanforderung Stromversorgung

Anforderungen Erläuterungen

Der bezogene Strom muss einen PrimärenergiefaktorfPE,el

≤ 2,4 aufweisen. Der Primärenergiefaktor im heutigen Strommix in der Bundesrepublik beträgt 2,98. Der geforderte Primärenergiefaktor wird eingehalten, wenn der Stromanbieter bei der Erzeugung seines Stromes ei-nen Anteil von ca. 10-15 % erneuerbarer Energien (z.B. Windkraft oder Fotovoltaik) hat.

Hierbei ist mit keinen nennenswerten Mehrkosten für den Gebäudebetreiber zu rechnen.

14 15

Anforderungen Erläuterungen

Für die Planungsphase ist eine energetische Fachberatung durch Fachberater aus dem Beraterpool PHOENIX West obligatorisch.

Im Rahmen einer zusätzlichen energetischen Fachberatung können weitere gebäudespezifische energetische Opti-mierungspotenziale erschlossen und ungeübte Planer bei der Einhaltung der oben genannten Anforderungen unterstützt werden. Die von dem Bauherren zu tra-genden Kosten werden sich – in Abhängigkeit von der Gebäudegröße - für ein typisches Bürogebäude mit 5.000 m² auf ca. 10.000 Euro (<0,5% der Erstellungskosten des Gebäudes) belaufen. Diese Kosten amortisieren sich kurz-fristig, da im Rahmen der Beratung Investitions- wie auch Betriebskosten weiter gesenkt werden, z.B. durch die Optimierung des Fensterflächenanteils und den damit ver-bundenen minimierten Investitionen in Verschattungs- und aktive Kühlungssysteme oder im Bereich stromsparende Beleuchtung und Geräte sowie effiziente Lüftungsanlagen.

Für die obligatorische, energetische Fachberatung im Planungsprozess steht ein ausgewählter Pool von Fachunternehmen zur Verfügung, die sich in einem Rahmenvertrag mit der LEG verpflichtet haben, im Rahmen ihrer Beratung ein vorgegebenes bestimmtes Leistungsspektrum mit entsprechenden Richtpreisen zu erbringen. Mit einem dieser Berater vereinbaren Sie als Bauherr eine individuell auf Ihr Bauvorhaben abgestimmte Beratung.

1.7 Energetische Fachberatung in der Planungsphase 2. Optionales Angebot: Baubegleitende energetische Qualitätssicherung in der Bauphase

Mit einer baubegleitenden Qualitätssicherung wird forciert, dass die geplanten Energieeffizienzmaßnahmen auf der Baustelle auch tatsächlich und fachgerecht ausgeführt werden – nicht nur, um niedrige Energieverbräuche zu erreichen, sondern auch, um Bauschäden zu vermeiden.Sowohl für die obligatorische, energeti-sche Fachberatung im Planungsprozess als auch für die freiwillige baubeglei-tende Qualitätssicherung steht Ihnen ein von der LEG NRW ausgewählter Pool von Fachunternehmen zur Verfügung, die sich in einem Rahmenvertrag verpflichtet haben, im Rahmen ihrer Beratung ein vorgegebenes bestimmtes Leistungsspektrum mit entsprechenden Richtpreisen zu erbringen. Mit diesen würden Sie eine individuell auf Ihr Bauvorhaben abgestimmte Beratung vereinbaren.

Eine Übersicht zu dem Fachunternehmer-pool finden Sie im Anhang.

Mit allen oben beschriebenen Maßnahmen wird nicht nur das Entstehen energieeffizienter und wirt-schaftlicher und damit zukunftssicherer Gebäuden gesichert, sondern auch der CO

2 -Ausstoß auf PHOENIX West um

mehr als 40% reduziert!

1.8 Regelungen für Produktionsbetriebe

Für Gebäude und Gebäudeteile, die ausschließlich einem Produktionsprozess zugeordnet sind, gelten aufgrund der sehr unterschiedlichen Nutzungsstruktur keine energetischen Anforderungen. Für Gebäude, die büroähnlich genutzt werden, z.B. Labors sowie Bürogebäude, die einer Produktionsstätte zugeordnet sind, gelten die gleichen energetischen Anforderungen wie für reine Bürogebäu-de (Kapitel 1.1 bis 1.5). Die energetische Fachberatung in der Planungsphase (Kapitel 1.7) ist obligatorisch für alle Gebäudekomplexe der Produktionsstätte. Prozesswärme oder -kälte kann indivi-duell hergestellt werden und wird von den Regelungen für Bürogebäude nicht erfasst. Die Nutzung von freier Wärme und Kälte aus vorhandenen Prozessen auf der Parzelle sollte dabei Vorrang haben. Die Anforderungen für die Stromver-sorgung (Kapitel 1.6) gelten für alle Nutzungstypen.“

16 17

Gira Giersiepen GmbH (Radevormwald)

Die Firma Gira Giersiepen in Radevormwald setzt bei ihrem 2002 errichteten Neubau v.a. auf die Nutzung der bei der Kunststoffproduktion und bei Kühlprozessen anfallenden Abwärme, die über Betonkerntemperierung und Heizkörper dem Produktions- und Verwaltungsbereich zugeführt wird. Auf einen Heizkessel für die Raumheizung kann vollständig verzichtet werden.

Natürliche Lüftung und ein turbulenz-armes Quellluftsystem machen den Verzicht auf eine aktive Klimatisierung möglich.

Die Glasfassaden mit außenliegen-dem Sonnen- und innenliegendem Blendschutz ermöglichen einen hohen Anteil natürlicher Beleuchtung, die nur bei Bedarf durch Kunstlicht ergänzt wird. Die Regelung erfolgt tageslichtabhängig und über Bewegungsmelder und wird – ebenso wie die Heizung und Lüftung - über eine zentrale Gebäudeleittechnik mit EIB-Bus gesteuert.

Weitere Informationen: Energieagentur NRW, Adresse siehe Anhang

Schriever GmbH (Lüdenscheid)

Die Hans Schriever GmbH in Lüdenscheid ist einer der größten Schraubenproduzenten Deutschlands. Für ihre neue Produktionsstätte behan-delte die Geschäftsleitung das Thema „Energie“ mit höchster Priorität und beschloss, ökonomische und ökolo-gische Bestmarken zu erreichen. Im Ergebnis konnten durch einen integralen Planungsprozess mit Unterstützung der Energieagentur NRW die Energiekosten im Vergleich zum alten Werk trotz 35% höherem Output um 30% reduziert wer-den.Die bei der Produktion anfallende Abwärme wird zur Beheizung von Büros, Produktions- und Lagerhallen genutzt. Außerdem wird die Zuluft über Erdkanäle vorgewärmt.

Tageslichtnutzung und moder-ne Beleuchtungssysteme mit Bewegungsmeldern reduzieren den Stromverbrauch in diesem Bereich um bis zu 75%.

Weitere Informationen: Energieagentur NRW, Adresse siehe Anhang oder im Internet unter www.schriever-schrauben.de.

Best-Practice-Beispiele

1)

2)

18 19

Ausführliche Erläuterungen zu ausgewählten energetischen Anforderungen

1. Ergänzende Erläuterungen Qualitätsanforderung Strom für Beleuchtung

Im Bereich der Stromnachfrage für die Beleuchtung ist der Leitfaden Elektrische Energie (LEE 2000) ein Hilfsmittel für die Analyse der Nutzung von Strom. Er nimmt eine Aufteilung der Kennwerte nach Gebäudezonen oder Betriebseinheiten vor und be-rücksichtigt hierbei, dass die ener-getischen Anforderungen nicht im gesamten Gebäude einheitlich sind. Die Grenzwerte nach LEE sind für jede einzelne Raumnutzungsart einzuhalten. Die Beleuchtungsstärke (gemessen in Lux), ist abhängig von der jeweiligen Raumnutzungsart. Als Maßstab für die Effizienz werden Richtwerte für die Lampenleistung pro Fläche bei verschie-denen Beleuchtungsstärken vorgegeben. Zum besseren Verständnis die unten aufgeführte Tabelle als Auszug aus dem LEE:

Nutzungsart Lux Tageslichtnutzung Nutzungsfrequenz Einfacher Richtwert

(Grenzwert) in kW/m2a

Verbesserter Richtwert

(Zielwert) in kW/m2a

Flur 100 überwiegend häufig 4,5 1,8

Büro 300 überwiegend dauernd 10 3,5

Großraumbüro 750 ohne dauernd 55 35

2. Ergänzende Erläuterungen Qualitätsanforderung Versorgung Kälte Für die dezentrale Kälteversorgung muss folgender Primärenergiefaktor eingehal-ten werden:

fPE,KV

≤ 0,8

(wenn keine Fernkälte angeboten wird)

Der Faktor für die Kälteversorgung ist in Anlehnung an DIN 4701-10 Abs. 5.4.2 nachzuweisen. Die Planungswerte für die in die Berechnung einzusetzenden Größen sind anhand aussagekräftiger Unterlagen zu belegen.

Für Strom oder Brennstoffe sind die Primärenergiefaktoren nach DIN 4701-10 Tabelle C.4-1 oder nach GEMIS 4.1 Szenario „Energie: Vorketten Biomasse und H

2“ zu verwenden.

Für solare oder geothermische Wärme ist der Primärenergiefaktor 0,0 zu verwenden. Für Nahwärme aus dem Nahwärmenetz PHOENIX West kann mit dem nachgewiesenen Primärenergiefaktor f

PE,wV dieses Netzes

gerechnet werden.

Eventuell bessere Primärenergiefaktoren für die aufgeführten oder andere, nicht aufgeführte Brennstoffe sind aufgrund einer Nachbildung der entsprechenden Prozesskette und Berechnung in GEMIS 4.1 nachzuweisen.

Ziel- und Grenzwerte des flächenspezifischen Strombedarfs der Beleuchtung bei ausgewählten Raumnutzungsarten; Quelle: LEE, 2000

20 21

2.1. Berechnung von Primärenergie-faktoren für die Kälteerzeugung aus den Planungsdaten eines Kälteversorgungssystems

fPE,KV

= (βel x f

PE,el+∑β

W,i x f

PE,i) / (ζ

KE x ζ

KN)

mit:

fPE,KV

: Primärenergiefaktor der Kälteversorgung in kWh Primärenergie je kWh Kälte am Übergabepunkt an den Nutzer

fPE,el

: Primärenergiefaktor der Strombereitstellung nach

DIN 4701-10 Tab. C.4-1 = 3,0

fPE,i

: Primärenergiefaktor des Energieträgers i nach DIN 4701-10 Tab. C.4-1 für Wärme aus dem Wärmenetz

PHOENIX West entsprechend Grenzwert oder nachgewie-senem besseren Wert, für solare Wärme oder Wärme aus Geothermie gilt der Faktor fPE = 0,0

βel : Jahresanteil der elektrischen

Arbeit an der gesamten zur Kälteerzeugung eingesetz-ten Arbeit, einschließlich der Hilfsenergie und der Antriebsenergie für den Kältenetzbetrieb

βW,i

: Jahresanteil der Wärmemenge des Energieträgers i an der gesamten zur Kälteerzeugung eingesetzten Arbeit

ζKE : Jahreswärmeverhältnis bzw.

Jahresarbeitszahl der Kälteer-zeugung ζ

KE = Q

0 / ( Q

H + W

el )

Q0 : Jahreskältemenge, die in das

Kältenetz eingespeist wird in kWh/a, MWh/a oder GWh/a

QH : Jahreswärmemenge zur Kälte-

erzeugung, einschließlich solarer oder geothermischer Wärme, in kWh/a, MWh/a oder GWh/a

Wel : elektrische Jahresarbeit zur

Kälteerzeugung, einschließlich Hilfsenergie und Antriebsen-ergie für den Kältenetzbetrieb, in kWh/a, MWh/a oder GWh/a

ζKN

: Jahresnutzungsgrad des Fernkältenetzes

3. Ergänzende Erläuterungen Qualitätsanforderung Stromversorgung

Der bezogene Strom muss einen Primärenergiefaktor unter 2,4 auf-weisen. Der Nachweis erfolgt durch den Stromversorger. Die folgende Tabelle zeigt die Veränderung des Primärenergiefaktors bei unterschiedli-chen Ökostrom-Anteilen:

Stromversorgung Primärenergiefaktor fPE,el

Strom-Mix 2,89

Strom mit 10% Fotovoltaik-Anteil 2,49

Strom mit 10% Wind-Anteil 2,44

Strom mit 25% Fotovoltaik-Anteil 2,18

Strom mit 25% Wind-Anteil 2,04

FEW Freiburg „Grün“ (Anbieter von „grünem Strom“) (Beispiel)

0,47

Änderung des Primärenergiefaktors gemäß des Anteils regenerativer Energien an der Stromversorgung

22 23

4. Ergänzende Erläuterungen „Energetische Fachberatung in der Planungsphase

Die energetische Fachberatung in der Planungsphase gliedert sich in zwei Teilbereiche:

• Beratung zum baulichen Wärmeschutz mit einzuhaltenden Grenzwerten

• Beratung zur Planung der techni-schen Gebäudeausrüstung

Die energetische Fachberatung findet statt, wenn seitens des Investors/Bauherren und seiner Fachplaner die Planungsphasen I und II der HOAI (Grundlagenermittlung und Vorplanung) bearbeitet sind.

Im Grundstückskaufvertrag sind einige verbindliche Anforderungen bezüglich der energetischen Qualität Ihres neuen Gebäudes zu finden. Es handelt sich hierbei um die Vorgabe von Kennwerten für den

• Energiebedarf für Raumwärme und Strom und für Beleuchtung sowie

• für die Versorgung mit Strom und Kälte und

• den zu verwendenden Nachweisverfahren

Die entsprechenden Nachweise zur Erfüllung dieser Anforderungen sind da-

bei zum Zeitpunkt der Fertigstellung der Genehmigungsplanung gegenüber der LEG NRW zu erbringen. Die energietech-nischen Standards sind Grundlage der im Folgenden beschriebenen obligatorischen Energieberatung in der Planungsphase durch unabhängige Fachberater.

Mit der Energieberatung erhalten Sie Hinweise, wie Sie energetische Qualität- und damit die Wirtschaftlichkeit Ihres Gebäudes- noch weiter optimieren kön-nen, deren Umsetzung sollte aber indivi-duell für den Einzelfall durch Sie geprüft werden.

Die Beratung will bei der Entwicklung eines modernen, zeitgemäßen und wirt-schaftlichen Gesamtenergiekonzeptes Hilfestellung bieten. Gleichzeitig wird die Einhaltung der energietechnischen Standards wie sie im ersten Teil dieses Leitfadens genannt sind geprüft.

4.1 Baulicher Wärmeschutz

Entsprechend den einzuhaltenden ener-gietechnischen Standards wird der bauli-che Wärmeschutz in der Planungsphase an folgenden Punkten überprüft:

• Überprüfung des Dämmkonzeptes• Konsequente Vermeidung von

Wärmebrücken (entsprechend DIN 4108, Beiblatt 2) Überprüfung der Detailskizzen

zu allen potenziell relevanten Wärmebrücken

(s. DIN 4108, Beiblatt 2)• Überprüfung des Luftdichtheitskon-

zeptes (entsprechend DIN 4108, Teil 7)• Check der Qualitätsanforderungen

Raumwärme.• Überprüfung der Einhaltung der

Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz nach DIN 4108-2.

• Check der Qualitätsanforderungen Raumkühlung

• Überprüfung des EnEV Nachweis auf Plausibilität

(U-Werte der Bauteile, Vollständigkeit und Richtigkeit der Flächen und Volumina)

Der Investor stellt hierzu alle erfor-derlichen Unterlagen zur Verfügung wie Wärmeschutznachweis, Wärmebedarfsausweis, Pläne im Maßstab 1:100, 1:50 sowie Detailplanungen, ggf. Wärmebrückenberechnungen.

4.2 Technische Gebäudeausrüstung

• Der Standard für den baulichen Wärmeschutz ist verbindlich vorge-geben, die Versorgungsmedien wie Strom, Heizwärme, Prozesswärme und Kälte werden als Energieträger bzw. Energiedienstleistung angebo-ten.

Daher ist es sinnvoll, die techni-sche Gebäudeausrüstung auf diese Vorgaben hin abzustimmen und in Hinsicht auf einen niedrigen Energieverbrauch und langfristig niedrige Kosten zu optimieren.

4.2.1 Heizungsanlage + Warmwasserbereitung (incl. ggf. Elektrowärme)

• Vorlage des Heizungs- und Warm-wasserbereitungskonzeptes durch den Investor

• Check des Heizungs- und Warm-wasserbereitungskonzeptes

• Check der Einhaltung der Anforderungen der EnEV

4.2.2 Steuerungs-, Mess- und Regeltechnik + Verbrauchserfassung

• Vorlage des Steuerungs-, Mess- und Regeltechnikkonzeptes und des Verbrauchserfassungskonzeptes durch den Investor

• Check des Konzeptes

24 25

4.2.3 Lüftung

• Vorlage des Lüftungskonzeptes durch den Investor

• Check des Konzeptes

4.2.4 Kälte

• Vorlage des Kältekonzeptes durch den Investor

• Check des Kältekonzeptes • Check der Einhaltung der

Qualitätsanforderung Kälteversorgung

4.2.5 Beleuchtungstechnik

• Vorlage des Beleuchtungskonzeptes durch den Investor

• Check des Beleuchtungskonzeptes• Check der Einhaltung der

Qualitätsanforderung Beleuchtung

4.2.6 Zentrale Dienste

Zu den zentralen Diensten gehören, soweit nicht bereits erwähnt, folgende Bereiche:

• EDV-Anlagen• Periphere EDV-Geräte• Experimentieranlagen• Lastenaufzüge, Hebezüge, Krane• Werkstätten• Küchen/Kantinen

Bereits in der Planungsphase ist klar, welche von diesen Einrichtungen im

Gebäude installiert werden.

• Vorlage des Konzeptes für die zentra-len Dienste durch den Investor

• Check der zentralen Dienste• Check der Minimierung des

Raumkühlungsbedarfs

4.2.7 Arbeitshilfen und diverse Technik

Zu den Arbeitshilfen zählen die klassi-schen Bürogeräte wie PC, Bildschirm, Drucker, Scanner, Fax, usw. Zur diversen Technik zählen sonstige Elektrogeräte wie z.B. Kaffeemaschinen, Getränkeautomaten, Kühlschränke. Soweit die Gutachter hierzu Vorschläge machen gilt:

• Vorlage des Konzeptes für Arbeitshilfen durch den Investor

• Check des Konzeptes für Arbeitshilfen • Check der Minimierung

des Raumkühlungsbedarfs (Nachfrageseitig)

4.3 Kostenüberblick

Die folgenden Tabellen geben beispiel-haft einen Überblick über die geschätzten Kosten für ein Bürogebäude mit 5000 m2 BGF. Diese gelten als Richtpreise für die Fachberater aus dem Beraterpool der LEG.

Planungsphase Aufwand [d] Honorar [€]

Baulicher Wärmeschutz 5,5 3.300

Heizung + Warmwasserbereitung, Lüftung, Beleuchtungstechnik , Steuerungs-, Mess-, Regeltechnik, Stromversorgung

3,75 2.250

Kältetechnik 0,75 450

Zentrale Dienste 1 600

Arbeitshilfen und diverse Technik 0,5 300

Summe (ohne Bedarfspositionen) Zzgl. Kosten für An-/Abfahrt

9,25 5.550

Summe (mit allen Bedarfspositionen) Zzgl. Kosten für An-/Abfahrt

11,5 6.900

1) = bei Bedarf

Als Investor/Bauherr vereinbaren Sie auf Basis des unten beschriebe-nen Leistungsumfangs eine auf Ihr Bauvorhaben abgestimmte individuelle Energieberatung in der Planungsphase mit einem der Fachberater aus dem Beraterpool der LEG.

2) 2)

2) = Richtwerte

1)

1)

1)

26 27

Allgemeine Hinweise für energieeffiziente Bauweise

1. Einleitung

In diesem Teil des Leitfadens für Bauherren, Investoren, Architekten und Planer sind in einer Gesamtschau die wesentlichen Gesichtspunkte einer energieeffizienten Bauweise darge-stellt. Er konzentriert sich dabei auf Anwendungsbereiche, die in Büro- und Verwaltungsgebäuden dominieren bzw. branchenübergreifend zur Anwendung kommen wie z.B. Beleuchtung, Lüftung/Klimatisierung, etc. Grundsätzliche Empfehlungen sind i.d.R. auch auf den Produktionsbereich übertragbar. Branchenspezifische Besonderheiten sprengen jedoch den Rahmen dieses Leitfadens und bedürfen einer detaillier-ten Betrachtung im Einzelfall.

2. Zielorientierte und integrale Planung

Die Anfangsentscheidungen wie Form und Orientierung des zu planenden Gebäudes sind bereits maßgebend für den zukünftigen Energieverbrauch. Nur wenn sich schon in dieser Phase eine integrale Planung vollzieht, sind echte Synergieeffekte möglich und somit später nutzbar zu machen - nicht nur hinsichtlich des Energieverbrauchs, sondern z.B. auch bzgl. des Bauablaufs und möglicher späterer Umnutzungen (offene, flexible Nutzungs- und Schaltungskonzepte, Freihalten von Kabeltrassen, etc.). Ein zeitgleicher Zusammenschluss von Architekten, Tragwerksplanern, Ingenieuren der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA), Produktionsplanern und den ausführen-den Firmen liegt daher im ureigensten Interesse des Bauherrn und sollte durch ihn eingefordert werden. Die rechtzeitig aufeinander abgestimmten Planungen erwachsen aus einer gemeinsamen, ziel-orientierten Zusammenarbeit. Wichtige Elemente des Planungsablaufs sind:

• Definition der energetischen Anforderungen und Vorgabe von Energiekennwerten an das Gebäude in einem Katalog oder Pflichtenheft

• Frühzeitige Beteiligung der Fachingenieure und Produktionsplaner an der Gesamtplanung

• Energetische Optimierung in den verschiedenen Planungsphasen

• Überprüfung der Ergebnisse und die Einhaltung der Energiekennwerte anhand der Anforderungen auf jeder Planungsstufe

Zu Beginn der Planung eines Gebäudes sind die funktionalen, qualitativen und finanziellen Ziele aus der Sicht der Energieeffizienz zunächst zu definieren und fest zu umreißen.

Anschließend ist es die Aufgabe der Architekten und Ingenieure, diese Ziele in der Planung und der Bauüberwachung umzusetzen.

Die Ausbildung der Gebäudeform sowie die Gebäudeausrichtung und -Konstruktion nach Energieeffizienz-Gesichtspunkten sind grundlegende Schritte, die entscheidend sind für die zukünftigen laufenden Kosten und für die Effektivität der Nutzung. Im frühen Vorplanungsstadium können einfache Computerprogramme bereits wichtige energetische Kenndaten vorausberech-nen. Während des späteren Verlaufs der Planung ist eine rechnergestützte thermische Simulation des Gebäudes im Jahreszeitenverlauf ein sehr hilfreiches Werkzeug zur Orientierung.

Der Bauherr sollte neben qualitati-ven Kriterien, die er in einer Zielliste

festlegt, klare quantitative Richtwerte als Kennwerte für die zukünftige Energie-Nutzung des Gebäudes vor-geben. Der Energieverbrauch von Nichtwohngebäuden wird mit Hilfe von Energiekennwerten (z.B. flächenbezogene Energieverbrauchswerte nach VDI 3807 oder Strom-Vergleichskennwerten bei typischen Nutzungsbedingungen in 1 und 5 in den Literaturhinweisen) beurteilt. Sie müssen allerdings auf Gebäude gleicher Nutzung be-zogen werden. Richtwerte für die Energiekennwerte in Form von Grenz- und Zielwerten ermöglichen dem Planer eine rasche und sichere Einschätzung seines Gebäudeentwurfs; dem Investor dienen sie als Hilfsmittel zur Entscheidungsfindung und Abschätzung der späteren Betriebskosten.

Diese Planungsvorgaben führen zu einer Optimierung der energetischen Qualität bereits im Entwurfsstadium und sind eine wichtige Voraussetzung für eine ganzheit-liche Betrachtung des Gebäudes. Somit werden für jeden Gebäudetyp geringst-mögliche Energiekennwerte erreicht.

In vielen Fällen sind diese Maßnahmen ohne Mehrkosten möglich bzw. amor-tisieren sich in kurzer Zeit. Konkrete Aussagen zur Wirtschaftlichkeit sind jedoch nur im Einzelfall möglich. Generell sind dabei meist die Unterschiede in der Nutzungsintensität bedeutsamer als die jeweiligen technischen Besonderheiten.

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3. Energetisch optimiertes Gebäudekonzept

An erster Stelle des energetisch optimierten Gebäudeentwurfs steht die Reduzierung der Kühl- und Heizlasten, wodurch der Strombedarf und der Heizwärmebedarf reduziert wird; damit hat die energetische Qualität der Gebäudehülle höchste Priorität.

3.1 Reduzierung der Wärmelasten im Sommer

ein Beitrag zur Minimierung von Strombedarf und -kosten für Lüftungs- und Klimaanlagen

Bei Nichtwohngebäuden ist wegen der hohen inneren Wärmelasten das som-merliche Verhalten kritischer zu betrach-ten als der Winter-Heizfall. Die internen Wärmegewinne (z.B. durch Bürogeräte oder Produktionsprozesse) fließen auch an kühlen Sommernächten nur langsam ab. So muß bei gut gedämmten mo-dernen Gebäuden dem sommerlichen Wärmeschutz eine wesentlich höhere Beachtung als bisher beigemessen wer-den.

Grundsätzlich sollten zuerst die Gebäude-hülle und die Betriebseinrichtungen im Hinblick auf geringe Heiz- und Kühllasten optimiert werden, bevor eine Klimaanlage vorgesehen wird. Zur Minimierung von inneren Wärmelasten ist die Realisierung folgender Konzepte erforderlich:

• Kein überhöhter Glasfassadenanteil bei Bürogebäuden u.ä., d.h. ein Fensterflächenanteil von 20% bis 40% der nutzbaren Raumgrundfläche ist ausreichend,

• Sonnenschutzmaßnahmen durch passive bauliche Maßnahmen

(z.B. Dachüberstand, auskragende Fluchtbalkone) und außenliegender Sonnenschutz mit Hinterlüftung,

• Reduzierung der Beleuchtungs-wärmelasten durch energieef-fiziente Beleuchtungskonzepte und Minimierung interner Wärmequellen (Einsatz energieeffizi-enter Geräte) sowie durch optimale Tageslichtnutzung; dabei ist auch die zukünftige Entwicklung der einge-setzten Geräte zu beachten,

• Abluftabsaugung möglichst direkt über Abwärme produzierenden Produktionsmaschinen

• Zugängliche hohe Speichermassen im Gebäudeinneren, d.h. massive Wände und wenn möglich keine abgehäng-ten Decken

(nur die ersten 10 cm von Massivbauteilen auf der Raumseite sind für die Wärmepufferung wirk-sam),

• Sofern möglich, Befensterung nach Süden und Norden; da vor allem West- und Ostfenster wegen des flachen Sonneneinstahlwinkels zur Überhitzung führen können,

• Nachtkühlung durch mechanische Lüftung, Atriumlüftung oder nächt-liche Fensterlüftung (automatische Fenstersteuerung).

Klarheit zur Beurteilung der genann-ten Maßnahmen hinsichtlich der zu erwartenden Raumtemperatur bringen bei größeren Wärmelasten (große Fensterflächen, Produktions- oder Geräte-Abwärme) nur rechnergestützte thermi-sche Simulationsrechnungen im frühen Planungsstadium. Hierdurch kann erst eine sachgerechte Entscheidung getrof-fen werden, ob und in welchem Maße Lüftungs- und Kühlmaßnahmen erforder-lich sind. Ideal ist ein bauliches Konzept, das ohne den Einsatz von Kühltechniken die Innentemperatur an nahezu allen Sommertagen unter 27° C hält.

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Bauteil einfacher Richtwert (W/m²K)

verbesserter Richtwert (W/m²K)

Außenwände <0,25 0,10 - 0,15

Fenster <1,30 <0,80

Dachflächen <0,20 0,10 - 0,15

Kellerdecke <0,25 0,15 - 0,20

Richtwerte für den Dämmstandard (Verwaltungsgebäude in Passivhaus-Standard Wagner & Co., Cölbe)

3.2 Reduzierung des Heizwärmebedarfs durch Wärmeschutzmaßnahmen

Der Jahres-Heizwärmebedarf für neue Nichtwohngebäude kann heute mit ge-ringem finanziellen Aufwand drastisch gesenkt werden. Auch der Standard der Energieeinspar-Verordnung (EnEV) kann – insbesondere bei großen Gebäuden mit günstigem A/V-Verhältnis – teilweise deutlich unterschritten werden. Damit es nicht zu Problemen mit sommerlicher Überhitzung kommt, ist hierbei ein inte-grierter Planungsansatz mit gleichzeitiger Minimierung der inneren Wärmelasten durch effiziente Elektrogeräte von beson-derer Bedeutung. Als Zielwert für ein mit einer Zentralheizungsanlage beheiztes Bürogebäude (mit Lüftungsanlage) läßt sich z. B. ein Heizenergiekennwert von rd. 30-40 kWh/m²a (witterungsbereinig-ter Heizenergiebedarf bezogen auf die Gebäudenutzfläche) angeben. Mit fol-genden baulichen Maßnahmen kann der Standard erreicht werden:

• Aufbau der Außenbauteile mit geringem U-Wert. Die EnEV gibt zwar keine starren U-Werte mehr vor, sondern lässt einen gro-ßen Spielraum zur Optimierung der einzelnen Bauteile und der Heizungsanlage mit dem Ziel eines geringen Primärenergieverbrauchs. Trotzdem erlauben die Richtwerte der nachfolgenden Tabelle eine erste

Orientierung. Mit ihnen ist je nach Heizsystem und A/V-Verhältnis i.d.R. eine etwa 20%ige Unterschreitung der EnEV-Anforderungen (einfacher Richtwert) bzw. ein Passivhaus-taug-licher Dämmstandard (verbesserter Zielwert) erreichbar.

• Realisierung von kompakten Gebäudeteilen, d.h. geringes A/V-Verhältnis,

• Orientierung der Arbeitsräume nach Süden, mehr Fensteranteile nach Süden bzw. weniger Fenster nach Norden,

• Reduzierung von Wärmebrücken, d.h. möglichst durchgehende Dämmschichten der Außenbauteile,

• Hohe Luftdichtheit der Gebäudehülle Luftwechsel bei Blower-Test: q

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< 1 m³/(qm x h) (mindestens 3 m³/(qm*h)

• Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung.

Grundsätzlich sollte schon für die ersten Gebäudeentwürfe eine comput-ergestützte Wärmebilanzierung unter Berücksichtigung der externen und inter-nen Wärmegewinne nach europäischem Normwerk erstellt werden, um so eine Optimierung des Gebäudekonzeptes zu erreichen. Dadurch wird gleichzeitig die

Heizungsanlage für einen wirtschaftlichen Betrieb nicht überdimensioniert.

Ab 2006 wird die Europäische Richtlinie „Gesamteffizienz von Gebäuden“ bei Nicht-Wohngebäuden auch Anforderungen an den Stromverbrauch für Beleuchtung, Lüftung und Klimatisierung stellen, deren Erfüllung in einem Energieausweis zu dokumentieren ist. Bei Neubauten über 1000 m² ist auch der mögliche Einsatz ökologischer Heizsysteme wie Kraft-Wärme-Kopplung oder regenerativer Energien zu prüfen.

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3.3 Rationeller Einsatz von Elektrizität

der Weg zur Minimierung des Strombedarfs und der Stromkosten

Die Stromkosten haben den entschei-denden Anteil bei den Energie- und Wasserkosten.

Die Optimierung von Anlagen und Komponenten und ihres Elektrizitätsbedarfs stützt sich auf Vergleiche der Wirtschaftlichkeit sowie der Betriebs- und Umweltfreundlichkeit von verschiedenen Varianten für Beleuchtung, Lüftung / Klima und diver-se Technik. Dies ist ein iterativer Prozess, bei dem Projektwerte über verschiedene Projektphasen (Vorentwurf, Entwurf, Werkpläne) wiederholt modifiziert werden, bis das Optimum hinsichtlich Elektrizitätsbedarf, Investitions- und Betriebskosten erreicht wird.

Der Elektrizitätsbedarf für Beleuchtung, Belüftung, Klimatisierung und diverse Technik ist auch von der jährlichen Betriebsdauer abhängig. Eine rationelle Elektrizitätsverwendung bedingt daher auch eine Optimierung der Betriebsdauer.

Bereits bei der Planung und beim Bau, wie auch beim Betrieb entsprechender Anlagen sind deshalb Voraussetzungen zu treffen, damit ein wirtschaftlich opti-mierter Betrieb möglich ist und dauernd aufrechterhalten werden kann.

Planungsvorgaben sind in Form von Grenz-/ Zielwerten für den spezifi-schen Strombedarf bezogen auf die Nettogrundfläche bei repräsentativen Nutzungsanforderungen verfügbar (s. a. Literatur-Hinweise, in 1 und 2 bzw. nachfolgende Tabelle).

einfacher / verbesserter Richtwert (kWh/m²a)

Zone Beleuchtung Lüftung, Klima zentrale Dienste diverse Technik

Büro Nichtraucher

überwiegend Tageslicht 10/3,5 3,0/1,5 3/1 7/4

500 Lux, z.T. Tageslicht, hoher Anteil Klima/Lüftung

22/12 12,0/6,0 8/4 7/4

750 Lux, Großraumbüro mit hoher Technisierung

55/35 12,0/6,0 k.A. k.A.

Verkehrsflächen (Korridor, Treppenhaus, Sanitärräume)

100 Lux, überw. mit Tageslicht 4,5/1,8 9/3 k.A. k.A.

100 Lux, ohne Tageslicht 12/8 9/3 k.A. k.A.

Werkstätten spez. Außenluftstrom 15 m³/h m²

300 Lux, überw. mit Tageslicht 10/4 18/6 k.A. k.A.

300 Lux, teilw. mit Tageslicht 15/8 18/6 k.A. k.A.

Lager

100 Lux, ohne Tageslicht 4,5/2,5 1,5/0,7 bis 15/6 k.A. k.A.

200 Lux, ohne Tageslicht 18/11 1,5/0,7 bis 15/6 k.A. k.A.

Verkaufsräume

Mittlerer Laden 35/25 18/7 6/4 8/8

Warenhaus 55/42 36/15 39/28 8/8

Richtwerte für den spezifischen Stromverbrauch nach LEE (vgl. Literaturhinweise)

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3.3.1 Besseres Licht mit weniger Strom

Tageslicht als Planungsstrategie

Der Elektrizitätsbedarf für Beleuchtung wird durch eine gute Tageslichtnutzung, insbesondere durch die Form, Orientierung und Ausstattung (Helligkeit) der Räume und der Fassaden, sowie Lage und Größe der Fenster, ent-scheidend bestimmt. Die Optimierung der Fassade in Bezug auf Größe und Anordnung der Fenster hat somit höchste Planungspriorität. Die entsprechende Planungshilfe ist die Tageslichtsimulation des Entwurfs.

Eine verbesserte Tageslichtbeleuchtung wird erreicht durch

• möglichst geringe Raumtiefe (kleiner als 5 m), Arbeitsplätze möglichst in der Tageslichtzone,

• entsprechende Fenstergestaltung und -größen (z.B. hohe Fenster, Fenster bis (sturzfrei) unter die Decke),

• tageslichtlenkende Maßnahmen, Verglasung mit hoher Licht-Transmission,

• guten Tageslichteinfall und gute Tageslichtverteilung bei genügendem Sonnenschutz und Blendungsfreiheit, helle Oberflächen in den Räumen, glatte und helle Decken im nahen Fensterbereich,

• Mitnutzung des Daches zur Belichtung,

• Belichtung innen liegender Räume bzw. Flure durch Oberlicht-Bänder angrenzender Räume mit Tageslicht.

Verbesserung der Tageslichtnutzung

Beleuchtungstechnik

Bei der Planung der Beleuchtungsanlagen kann durch geschickte Wahl der Leuchten und Leuchtmittel sowie eine bedarfs-gerechte Regelung der Beleuchtung ein bedeutendes Einsparpotential ausgenutzt werden:

• Hoher Leuchtenwirkungsgrad, d. h. weitgehender Einsatz von Spiegelrasterleuchten,

• Hoher Lampenwirkungsgrad, z.B. 16 mm Dreibanden-Leuchtstofflampen und elektronische Vorschaltgeräte (EVG) für die Leuchten,

• Einsatz von LED-Systemen

• Beleuchtungsregelung: zonen-, ta-geslicht- und bewegungsabhängige Schaltungen,

• Bei Büros ggf. zonierte Beleuchtung: Grundausleuchtung mit 300 Lux (8-12 W²/m ) und Arbeitsplatzleuchten (pro Büro-Arbeitsplatz ca. 25 W).

Für die spezifische Beleuchtungs-Anschlußleistung bezogen auf die Nettogrundfläche lassen sich nachfolgen-de Richtwerte angeben:

Richtwerte für die installierte Beleuchtungs-Leistung nach LEE (vgl. Literaturhinweise)

3.3.2 Minimierung der elektrischen Hilfsenergie für Heizung und Sanitär

Zur Dimensionierung der Heizungs- und anderer Pumpen sollte eine Rohrnetzberechnung durchgeführt werden. Es werden generell drehzahlge-regelte Pumpen empfohlen, die einen unnötigen Druckanstieg im Teillastbetrieb verhindern. Für die elektrische Leistung sollte ein Grenzwert, bezogen auf den Wärmebedarf, von 1 W je kW nicht über-schritten werden (bei Kesselleistungen unter 30 kW maximal 3 W je kW).

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3.3.3 Rationeller Stromeinsatz bei Lüftung /Klima

Lüftungstechnik

Im Niedrigenergiegebäude sollte eine ausreichende Raumlüftung stets durch eine Lüftungsanlage mit Wärmerück-gewinnung sichergestellt werden. Aus Komfort- und energetischen Gründen ist es sinnvoll, den Außenluftwechsel möglichst gering zu halten. Wird dennoch höherer Luftwechsel realisiert, sollten die lüftungstechnischen Komponenten großzügig dimensioniert werden. Durch eine optimale Abstimmung von Anlage, Ventilator und Regelungsart auf den Bedarf kann bei der Anlagenauslegung wesentlich zur Minimierung der Jahreskosten und des elektrischen Energieeinsatzes beigetragen werden. Bei Planung der Lüftungsanlage sollte von Anfang an auf eine Optimierung der energierelevanten Elemente geachtet werden. Dies beinhaltet:

• Abklärung des genauen Bedarfs be-zogen auf die Nutzung; Optimierung der Luftwechselraten je nach Bedarf an Frischluftzufuhr für die jeweilige Nutzung; Vermeidung unnötiger Sicherheitszuschläge

• Minimierung der zu transportieren-den Luftmenge,

• Minimierung der Druckverluste

in Lüftungskanälen und Anlagenkomponenten durch Wahl strömungsgünstiger Komponenten,

• Wahl einer niedrigen Strömungs-geschwindigkeit (ausreichend dimensionierte Kanalquerschnitte); der energetisch günstige Bereich bei Niederdrucksystemen liegt bei

2 - 3 m/s,

• Wahl eines auf die Anlage abge-stimmten Ventilators mit gutem Wirkungsgrad (Größe, Kennlinie, Regelverhalten),

• Installation einer bedarfsangepassten Ventilator- und Raumvolumenstromregelung, d.h. bedarfsabhängige Regelung der Volumenströme zu den einzelnen Räumen und Bereichen. Die wirksamste Maßnahme besteht in einer vollständigen Abschaltung der Anlage in Zeiten, in denen sie nicht benötigt wird.

• Natürliche Nachtkühlung im Sommer,

• U. U. Ansaugung der Außenluft von der Lüftungsanlage durch einen Erdwärmetauscher, da-durch Anwärmung im Winter und Vorkühlung im Sommer,

• Einsatz eines Lüftungssystems mit Wärmerückgewinnung mit hohem Rückgewinnungsgrad (75 - 95 %).

Luftvorwärmung bzw. Kühlung durch Erdreichwärmetauscher

Richtwerte für die Lüfterleistung nach „Stromsparcheck für Gebäude“ (vgl. Literatur-hinweise)

Nebenstehende Richtwerte für die spezifische Leistung Luftförderung, bezogen auf die Nettogeschossfläche, werden in Abhängigkeit vom Außenluftvolumenstrom in der Literatur angegeben.

Nutzungsabhängige Energiekennwerte in Abhängigkeit vom maximalen Gesamt-Volumenstrom lassen sich anlagenspe-zifisch über den Ventilator-Wirkungsgrad und Gesamt-Druckverlust-Richtwerte (s. Literaturhinweise 1: Leitfaden Elektrische Energie im Hochbau, IWU) jeweils genau ermitteln.

Klimaanlage

Der Einsatz einer Klimaanlage ist primär eine Frage des gewünschten Komforts und der verfügbaren Investitionsmittel. „Normale Gebäude“ können in der Regel auch ohne aktive Kühlung auskom-men. Simulationsrechnungen im frühen Planungsstadium sollten der endgültigen Entscheidung für eine Klimaanlage vor-ausgehen. Damit kann geklärt werden, ob für den Bauherren die mit einer Simulation ermittelten, auftretenden Raumlufttemperaturen ohne Klimaanlage akzeptabel sind. Die Kosten einer Klimaanlage sind 6-8 mal höher als bei einer konventionellen Heizungsanlage.

Häufig wird die Wärmeabgabe von Betriebseinrichtungen und damit der Kälteenergiebedarf überschätzt. Zur

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Vermeidung von Überdimensionierungen ist eine möglichst exakte Ermittlung der realen Betriebszeiten und Betriebsleistungen der Arbeitshilfen erforderlich. Um die verschiedenen Einflussfaktoren, wie z.B. Gebäudelasten, thermische Speichervorgänge und so-lare Einstrahlung, zu kennen, sollte der Energiebedarf einer Klimaanlage in einer dynamischen Simulation anhand des jeweiligen Gebäude-Nutzenergiebedarfs, der klimatischen Verhältnisse und der Anlagentechnologie berechnet werden.

Bei nachgewiesenem Bedarf ergeben sich Richtwerte für die spezifische Kälteleistung bei Kühlung aus nachfolgen-der Tabelle in Abhängigkeit der mittleren internen Wärmelasten im Durchschnitt über die Nutzungsdauer eines Tages (s.a. Literaturhinweise 4: Schweizer SIA 380/4).

Für eine Minimierung des Klimatisierungs-bedarfs müssen alle Komponenten optimiert und aufeinander abgestimmt werden. Folgende Möglichkeiten beste-hen zur Verminderung des Energiebedarfs für die Klimatisierung:

• Optimieren der Anlagenbetriebsweis-e, wie Wahrnehmen der Komfort-Toleranzbereiche bei Temperatur und Luftfeuchtigkeit, Anpassen der Außenluftrate und der Zuluftsollwerte an den Bedarf,

Richtwerte für die Kühlleistung nach LEE bzw. SIA 380/4 (vgl. Literaturhinweise)

• Optimieren der Luftbehandlungspro-zesse (Be- und Entfeuchten, Kühlen, Heizen),

• Nutzung freier Energiequellen (Wärme- und Feuchterückgewinnung, Einsatz von freier Kühlung mit Kühldecken),

• Einsatz von Wassersystemen zur Kühlung (Bauteil-, Deckenkühlung, etc.),

• Einsatz von sorptiven Kühlverfahren wie Absorptions- und Adsorptions-kälteanlagen oder sorptionsgestützte Klimatisierung.

4. Regelungs- und Steuerkonzepte

In großen Liegenschaften mit komple-xen technischen Einrichtungen werden Steuerungs- und Regelungsanlagen als digitale Systeme eingesetzt, um die Funktionen der technischen Anlagen optimal zu steuern, wodurch sich auch die Energiekosten senken lassen.

Die Gebäudeleittechnik ermöglicht es, im Gebäude verteilte haustech-nische Anlagen von einer zentralen Stelle aus zu überwachen, zu steuern und zu regeln. Durch entsprechende Programme zur Betriebsüberwachung, Störungsüberwachung, Zeitschaltung und Energieoptimierung lassen sich insbesondere in Verbindung mit einer direkten digitalen Regelung (DDC) der angeschlossenen Anlagen erhebliche Energieeinsparungen erzielen. Beispiele für den Einsatz der Zentralen Leittechnik sind:

• Realisieren von Zeitschaltplänen, bedarfsorientiertes Raumregeln, gleitendes Einschalten und zyklisches Schalten von Heizungs-/Lüftungs-/Klima-Anlagen

• Energieoptimaler Betrieb von Anlagen zur Wärme- und Kälteerzeugung

• Steuern von Beleuchtung und Sonnenschutz

• Energiemanagement durch differen-zierte Verbrauchsüberwachung.

Zentrale Gebäudeleittechnik mit Fernüberwachung

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5. Weitere Energieversorgungs-techniken

Solarkollektoren

• Solarkollektoren können Energie für die Brauchwasserwärmung bereitstel-len.

• Weiterhin kann Kollektorwärme zur solaren Kühlung in Absorptionskälteanlagen oder bei sorptionsgestützter Klimatisierung genutzt werden.

• Luftkollektoren eignen sich zum Einsatz bei Lüftungsanlagen als vorgeschaltete „Heizregister“ und helfen Energie zu sparen. Ebenso ist der Einsatz von ef-fizienten Energiefassaden auf Luftkollektorbasis möglich.

Photovoltaik

Die Photovoltaik wird im Rahmen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) auch im gewerblichen Bereich zunehmend interessant. Private Investoren suchen häufig geeignete größere Dachflächen zur Aufstellung von Großanlagen, die über Anlage-Fonds refinanziert werden.

6. Best-Practice-Beispiele

Die Zahl erfolgreich umgesetzter Projekte mit einem minimierten Energieverbrauch wächst auch im gewerblichen Bereich. Der Einsatz der Passivhaus-Bauweise setzt sich allmählich nicht nur bei Wohngebäuden, sondern auch bei Büro- und Verwaltungsgebäuden durch, erste Beispiele liegen auch aus dem produzierenden Gewerbe vor. Auch bei innovativen Lüftungs- und Klimakonzepten oder der Nutzung regenerativer Energien belegen zahlreiche erfolgreich realisierte Projekte das damit zu erschließende Energiesparpotenzial.

Verwaltungsgebäude, Standort: Creuzburg,

Die Fa. Pollmeier Massivholz GmbH ist ein exportorientiertes mittelständisches Unternehmen der holzverarbeitenden Industrie mit insgesamt 400 Mitarbeitern. Für die Hauptverwaltung in Creuzburg (bei Eisenach) hat der Bauherr ein neu-es Verwaltungsgebäude für bis zu 100 Mitarbeiter mit einer Nettogrundfläche von 3.400 m² errichtet. Um ein 3-ge-schossiges Atrium gruppieren sich im Erdgeschoss mehrere Besprechungs- und Serviceräume sowie eine Cafeteria. In den Obergeschossen befinden sich großzügige Bürobereiche, die zum Atrium großflächig verglast sind. Das Bauvorhaben erfüllt die Anforderungen an einen hochwertigen Niedrigenergiehausstandard (Heizwärmebedarf < 40 kWh/m²a).

Das Technikkonzept folgt dem Ideal eines “schlanken Gebäudes”. Ein minimaler Energiebedarf und ein angenehmes Raumklima werden durch eine opti-mierte Haustechnik erreicht, die auf das Nötigste reduziert ist. Das Gebäude besitzt eine Abluftanlage mit speziellen Zuluftöffnungen in der Fassade und ei-nen Nahwärmeanschluss, der aus einer bestehenden Holzfeuerung gespeist wird. Eine Abluftwärmepumpe unterstützt die Raumheizung und Warmwasserbereitung. Bei Haustechnik und Beleuchtung wurde durchgehend auf hohe Energieeffizienz

geachtet. Ein Teil der elektrischen Energie wird durch eine Photovoltaik-Anlage be-reitgestellt, die im Dachkranz des Atriums integriert ist.

Weitere Informationen: http://www.solarbau.de/monitor/doku/proj13/mainproj.htm

Pollmeier Massivholz GmbH

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S. 16 Firma Gira Giersiepen GmbH, Radevormwald Bild 1) H.G. Esch, Blankenburg, Bild 2) Gira Graphik- u. Multimediadesign

S. 17 Gebäude Schirever GmbH, Lüdenscheid TRICK DESIGN, Agentur für neue Medien, Lüdenscheid

S. 41 Pollmeier Massivholz GmbH, Creuzburg

S. 42 Firma WS Quack + Fischer GmbH, Viersen

Bildnachweis

WS Quack + Fischer GmbH (Viersen)

Die WS Quack + Fischer GmbH in Viersen demonstriert, dass der Einsatz von erneu-erbaren Energien im Gewerbe rentabel sein kann und sich Holzfeuerungen nicht auf holzverarbeitende Betriebe be-schränken müssen. Der Druckereibetrieb und Kartonagenhersteller benötigt große Mengen von Einwegpaletten, die zum Transport der zu bedruckenden Kartonbögen eingesetzt und nicht wirt-schaftlich wiederverwertbar sind. Durch ein Wärmeliefer-Contracting der Stadtwerke Düsseldorf wurde die Installation einer 300 kW-Holzhack-schnitzelfeuerung möglich, in der jährlich etwa 225 t Hackschnitzel aus 22.500 geshredderten Einwegpaletten verfeuert und damit rd. 70% des be-trieblichen Wärmebedarfs klimaneutral gedeckt werden. Für die Spitzenlast wird ein Gas-Brennwertkessel eingesetzt. Gegenüber einer reinen Erd-gasheizung werden so CO

2-Emissionen von über 200

t/a vermieden – bei rd. 50% geringeren Kosten als mit der alten Dampfheizung. Die gesamte Heizanlage ist in einem mobilen Heizcontainer untergebracht und wird durch den Contractor ständig fernüberwacht. Die Wärmeverteilung erfolgt in den Büros über die vorhande-nen Heiz-körper, im Hallenbereich wurde eine Warmluftheizung mit Wärmerückge-winnung installiert. Durch eine weitere Wärmerückgewinnung wird die Abwärme aus der Drucklufterzeugung genutzt.

Weitere Informationen: Energieagentur NRW, Adresse siehe Anhang

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Literaturhinweis

1. Institut Wohnen und Umwelt: Elektrische Energie im Hochbau, LEE- Leitfaden Elektrische Energie, Annastr. 15, 64285 Darmstadt, www.iwu.de

2. Institut Wohnen und Umwelt, Knissel, Jens: Energieeffiziente Büro- und Verwaltungsgebäude (1999), Annastr. 15, 64285 Darmstadt, www.iwu.de

3. Energieagentur NRW : Auf dem Weg zum energieeffizienten Bürogebäude (1998), Morianstraße 32, 42103 Wuppertal, www.ea-nrw.de

4. Schweizerischer Ingenieur und Architekten-Verein: Elektrische Energie im Hochbau SIA 380/4, (1995), Postfach, 8039 Zürich, www.380-4.ch

5. IMPULS-Programm Hessen: Stromsparcheck für Gebäude, Schleiermacherstraße 8, 64283 Darmstadt, www.impulspro-gramm.de

6. Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie: Geförderte Demonstrationsprojekte unter www.solarbau.de

WEITERE INFORMATION UND BERATUNG

• Energieagentur NRW, Morianstraße 32, 42103 Wuppertal, Telefon: 02 02 /2 45 52 –0, Email: Energieagentur.NRW@ea-nrw.de, Internet: www.ea-nrw.de

• Forschungszentrum Jülich GmbH, Projektträger Energie Technologie Nachhaltigkeit PTETN, Karl-Heinz Beckurts Straße 13, 52425 Jülich, Telefon: 0 24 61 /690 601, Email: info@pt-etn.tz-juelich.de, Internet:www.fz-juelich.de/etn

• Landesinitiative Zukunftsenergien NRW, Geschäftsstelle c/o MWMEV, Haroldstraße 4, 40213 Düsseldorf, Telefon: 02 11 /8 66 42 –0, Email: baumann@energieland.nrw.de, Internet: www.energieland.nrw.de

• Ministerium für Wirtschaft und Mittelstand, Energie und Verkehr (MWMEV) des Landes Nordrhein-Westfalen, Öffentlichkeitsreferat, Haroldstraße 4, 40213 Düsseldorf, Telefon: 02 11 /837 –2000, Email: poststelle@mwmev.nrw.de, Internet: www.mwmev.nrw.de

• Effizienz-Agentur Nordrhein-Westfalen, 47057 Duisburg, Mülheimer Str. 100, Telefon: 0203 / 378 79 – 30, Email: efa@efanrw.de, Internet: www.efanrw.de und www.pius-info.de/index.html (Produktintegrierter Umweltschutz)

Finanziert aus Mitteln: der Bundesrepublik Deutschland / Gemeinschaftsaufgabe des Landes Nordrhein-Westfalen / Regionales Wirtschaftsförderungsprogramm des Grundstücksfonds Nordrhein-Westfalen der Stadt Dortmund

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