Nachhaltiges Bauen: Energi ffi i iieeffiziente Sanierung · Fakultät Architektur Professur für...

Fakultät Architektur Professur für Bauökonomie und Computergestütztes Entwerfen, i.V. U. Mickan 06-03-2014

Nachhaltiges Bauen:i ffi i iEnergieeffiziente Sanierung

Dipl -Ing Ulrike Mickan ArchitektinDipl. Ing. Ulrike Mickan, Architektin(Energieeffizientes Göda e.V.)

Leitbild Nachhaltiges Bauen Folie 2Fakultät Architektur Professur für Bauökonomie und Computergestütztes Entwerfen, i.V. U. Mickan

Leitbild: Nachhaltiges Wirtschaften

e

Nachhaltiges Wirtschaften …

Öko

logi

e

Bedürfnisse der heutigen Generation

erfüllens

ohne die Möglichkeiten

zukünfiger S

ozia

le

zukünfigerGenerationen zu

gefährden, ihre eigenen Bedürfnisse

mie

zu befriedigen.

(Weltkommission für Umwelt und Entwicklung 1987)

Öko

nom

Dipl.-Ing. Ulrike Mickan, Architektin

(Weltkommission für Umwelt und Entwicklung, 1987)

Bild Quelle: hm.edu



e

Ökologische

Verantwortungsvoller Umgang mit Ressourcen

Öko

logi

e

Verträglichkeit

s

-

•Energieverbrauch•Rohstoffverbrauch•Wasser, Abwasser

Schutz natürlicher R

S

ozia

le

,•Flächenverbrauch, VersiegelungRessourcen

mie

•Artenvielfalt•Klimaschutz (Treibhausgase, Ozonschicht, Düngung)

Schutz der UmweltÖ

kono

m




e

Soziale Gerechtigkeit

Hohe Nutzungsqualität des Objektes

Öko

logi

e

Soziale Gerechtigkeit

s

-

•Gesundheit•Sicherheit•Behaglichkeit

Nutzungs-qualität

Soz

iale

g•Gestaltungsqualität

qualität

f hmie

•Barrierefreiheit•Variabilität Flächen (Umnutzungsmöglichkeit)

•ZugänglichkeitFunktion

Öko

nom


g g



e

Wirtschaftliche

Hoher Kapitalwert (Bau-/Folgekosten minimieren)

Öko

logi

e

Wirtschaftliche Leistungsfähigkeit

es

•Projektentwicklungskosten•Grundstücks- und Baukosten•Nutzungskosten

Lebens-zykluskosten

Soz

iale

g•Abbruch bzw. Erhaltungsaufwand

zykluskosten

mie

-

•Stabiler Ertragswert der Immobilie

•Standortwahl der Immobilie

Wert-erhaltungÖ

kono

m




Bau und Folgekosten von Büro und Wohngebäude:e

Kosten [€]

Bau- und Folgekosten von Büro- und Wohngebäude: Nach12 bzw. 16 Jahren übersteigen die kumulierten Folgekosten die Bauwerkskosten

Öko

logi

e

2000

2500

€ Folgekosten (KG200‐400)Wohngebäude >6WEkumulierter Barwertes

1500

Folgekosten (KG200‐400)Bürogebäude, mittl. Standardkumulierter BarwertBauwerkskostenS

ozia

le

500

1000Bauaufwendungen(KG 300+400)

Bauaufwendungen(KG 300+400)m

ie

-

0

500

0 5 10 15 20 25 30Nutzungsdauer

( )

Nutzungskosten (Verwaltung, Betriebskosten, Instandsetzung)

Öko

nom


0 5 10 15 20 25 30Nutzungsdauer

Quelle: eigene Berechnungen (Dissertation)



e Lebenszykluskosten (LZK) öffentlicher Gebäude (Beispiel Stadt Zürich)

Öko

logi

e Lebenszykluskosten (LZK) öffentlicher Gebäude (Beispiel Stadt Zürich)

es

Soz

iale

mie

-Ö

kono

m


Quelle: Stadt Zürich, Hochbaudepartement



e Wirtschaftlichkeitsberechnung mittels Kapitalwertmethode

Öko

logi

e

(Nutzungskosten DIN 18960)(Bauwerkskosten DIN 276)

Wirtschaftlichkeitsberechnung mittels Kapitalwertmethode(Methodik der Berechnung anhand eines Beispieles)

Barwert

s

-

…..Jährliche Einsparung an Brennstoffkosten

(Nutzungskosten DIN 18960)

Kosten einer Energiesparmaßnahme

(Bauwerkskosten DIN 276)

Barwert

Soz

iale

s Zahlung 1 jährl. Einsparung 472 €/avom 1.‐30. Jahr)

Barwert 1 472 €/a * RBF472 €/ * 22 396 10 571 €

(Vervielfältiger)

Zahlung 2 Investitionsausgabe: 4.592 €im 0. Jahr (n=0)

Barwert 2 ‐ 4.592 € * 1 / q4 592 € * 1/1 02 4 592 €

n

0

mie

- Kapitalwert = 10.571 € - 4.592 € = 5.979 € … heutiger Wert aller Zahlungen

Kapitalwert 5.979 €

472 €/a * 22,396 = 10.571 €‐ 4.592 € * 1/1,02 = ‐ 4.592 €

Öko

nom

p

Annuität 5.979 € * 1/RBF5.979 € * 1/22,396 = 267 € /a


Mittlere Einsparung bei Durchführender Sanierungsmaßnahme



Ökologische VerträglichkeitÖkologische

Verträglichkeitgeringe und nachhaltige RessourcenverwendungÖ

kolo

gie

VerträglichkeitVerträglichkeit - Bausoffe, Flächenverbrauch- Arten-, Klimaschutz

s

-

Soziale Gerechtigkeithohe Nutzungsqualität- Hohe Behaglichkeit ( z.B. Wärme, Lüftung, Belichtung)S

ozia

les

Wi t h ftli h Integration der Wirtschaftlichkeit in

- Barrierefreiheit, Variabilität

ie

-

Wirtschaftliche Leistungsfähigkeit

gden ganzheitlichen Ansatz:- Niedrige Gesamtkosten- Niedrige Bewirtschaftungskosten- hohe Werthaltigkeit des GebäudesÖ

kono

m


g



Gesamtheitliche Betrachtung bereits in der Vorplanung eines Projektes: Integrale Planung

Öko

logi

e Gesamtheitliche Betrachtung bereits in der Vorplanung eines Projektes: Integrale Planung

s

-

Soz

iale

sie

-Ö

kono

m


Quelle: bam Deutschland AG, Symposium 2012, Dresden



Planungs und Ausführungsgrundlagen (Beispiele vorhandener Handlungsleitfäden)Planungs- und Ausführungsgrundlagen (Beispiele vorhandener Handlungsleitfäden)

Leitfaden Nachhaltiges Bauen, Bauaufgaben des Bundes, Stand 07/2013B d i i t i fü V k h B d St dt t i kl (BMVBS)Bundesministeriums für Verkehr Bau und Stadtentwicklung (BMVBS)Verfahren, Zielvorgaben und Empfehlungen für den Bundesbau für die Planung und Realisierung von Neubauvorhaben und Erweiterungsbauten einschließlich

der Gestaltung von Außenanlagen,di Pl d R li i M d i i U b d U t h b b i die Planung und Realisierung von Modernisierungs-, Umbau- und Umnutzungsvorhaben bei Bestandsbauten,

das Nutzen und Betreiben sowie die Bauunterhaltung von Gebäuden und Liegenschaften

L itf d E i d B L d h t t dt D d St d 10/2013Leitfaden Energiesparendes Bauen, Landeshauptstadt Dresden, Stand 10/2013Planungs- und Ausführungsgrundlagen für Bauvorhaben der Landeshauptstadt Dresden

Effiziente Energienutzung in Bürogebäuden, Planungsleitfaden, 07/2008Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU)Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU)

Planungshilfe Energiesparendes Bauen, Stand 2003Ausschuss für staatlichen Hochbau der Bauministerkonferenz der Länder




aust

echn

ik

Planungs und Ausführungsgrundlagen

Ziele nachhaltigem Bauens:

Ha

/Far

be

Planungs- und Ausführungsgrundlagen

- Summe aller Investitions-, Betriebs- und Folgekosten minimieren- Verminderung der Emission von Kohlendioxid und Methan- für Neubauten: 25%ige Unterschreitung des Jahresprimärenergiebedarfes (EnEV 2009)

Raum

/pe

r

- für Sanierungsmaßnahmen: möglichst Anforderung für Neubauten umsetzen- wirtschaftlich optimierte Gesamtkonzeption

auf der Grundlage der Nutzeranforderungen und der standorttypischen GegebenheitenBau

körp

au

Wesentliche Voraussetzung: Integrale Gesamtplanung Optimieren von

Nutzeranforderungen

Stä

dteb

a

Nutzeranforderungen, standorttypischen Gegebenheiten und einer wirtschaftlichen Gesamtkonzeption

haft

lichk

eit


Wirts

c



aust

echn

ik

Planungs und Ausführungsgrundlagen

Wirtschaftlichkeitsvorbetrachtung und Variantenvergleicheim Rahmen der Vorplanung zur Optimierung des Gebäudes, einzelner Bauteile oder

Ha

/Far

be


unterschiedlicher technischer Anlagen

Raum

/pe

rBau

körp

au

dynamische Berechnung nach der Barwertmethode

(nach VDI 6025)

Stä

dteb

a ( )

Betrachtung aller anfallenden Ein- und Auszahlungen im Lebenszyklus

haft

lichk

eit Betrachtungszeitraum i.d.R. 25 Jahre

mit differenzierten Preissteigerungen je Ein-/AuszahlungKalkulationszinssatz mind. 2,5 %, sonst Pfandbriefe Bundesbank


Wirts

c



aust

echn

ik

Planungs und AusführungsgrundlagenHa

/Far

be Himmelsrichtung

Aufenthaltsräume: Orientierung nach Süden (+/ 45° Abweichung)


Raum

/pe

r

Aufenthaltsräume: Orientierung nach Süden (+/- 45° Abweichung)Notwendige künstliche Beleuchtung reduzieren

Räume mit hohen internen Lasten (Wärmequellen) nach Norden oder KellerNotwendige Kühlung reduzieren (z.B. Computer-, Serverräume)

Bau

körp

au

Hauptwindrichtung

Giebel zur HauptwindrichtungBei Kindertagesstätten Giebel 45° drehen, damit die Freiflächen windgeschützt sind Quelle: LF DD 10/2013

Stä

dteb

a

Baumbestand / Verschattung

Sommerlicher Wärmeschutz durch Schatten von Laubbäumen unterstützen Bei Laubbäumen im Winter solare Wärmegewinne und Licht

haft

lichk

eit

Höhenmäßige Einordnung

Souterrain-Geschosse, halb unter der Erdoberfläche mit natürlicher Belichtung:Speichermasse des Erdreiches nutzen Wärmeverluste im Winter verringern


Wirts

c Wärmeverluste im Winter verringern



aust

echn

ik


/Far

be Gliederung des Baukörpers

Verhältnis Hüllfläche (Außenwand Dach und Gründungsflächen) zum beheizten Volumen reduzieren


Raum

/pe

r

Verhältnis Hüllfläche (Außenwand-, Dach- und Gründungsflächen) zum beheizten Volumen reduzierenKompakte Bauweise

Gebäude weistgehend natürlich be- und entlüften

A / V < A / V

Bau

körp

au

Glasflächen

Anteil der Glasflächen (Außenwand) maximal 35 %Anordnung und Größe der Glasflächen vorrangig entsprechend Tageslichtbedarf der Räume

unwirtschaftlich

Stä

dteb

a Außenliegenden und hinterlüfteten Sonnenschutz für Glasflächen auf der Südseite (tageslichtoptimiert) Sommerliche Überhitzung und Kühlungsbedarf vermeiden Tageslicht optimal nutzen und Beleuchtungsbedarf minimieren (Raumtiefe max. 7 m, Reflexion nutzen)

haft

lichk

eit

Fassade / Baustoffe

Speicherfähigkeit schwerer Bauteile (Decken, Innenwände) nutzenReflexionsfähigkeit der Hüllfläche nutzen (helle Farbe, wenig Strukturierung)


Wirts

c Quelle: LF DD 10/2013



aust

echn

ik


/Far

be Raumplanung

Nutzflächen auf den erforderlichen Bedarf minimieren

VF / BGF > VF / BGF


Raum

/pe

r

Nutzflächen auf den erforderlichen Bedarf minimierenVerhältnis Nutzfläche zu Bruttogrundfläche erhöhen Nebennutzflächen und Verkehrsflächen je Bruttogrundfläche reduzieren

(VF / BGF minimieren) Aufenthaltsräume an der Außenwand anordnen (natürliche Belichtung)

unwirtschaftlich

Bau

körp

au

Neben-/Sanitärräume ggf. mittig Belichtung der Flure mit Oberlichtern

Gliederung nach Temperaturzonen Quelle: LF DD 10/2013

Stä

dteb

a Nordseite oder unbeheizte (ggf. natürlich belichteter) Kellerräume: Räume mit hohen internen Wärmegewinnen (Computer-, Serverräume)Unbeheizte Räume als Übergangszonen zwischen außen und beheiztem Bereich

haft

lichk

eit

Farbgestaltung

Helle Innenwandoberflächen mit hohen Reflexionsgraden minimieren den Einsatz von Kunstlicht


Wirts

c



aust

echn

ik

Planungs und AusführungsgrundlagenVorzugsweise Fernwärme mit KWK oder BHKW, BrennwerttechnikNiedrige Systemtemperaturen, Kurze Rohr-/KanalnetzeWärmeerzeuger innerhalb der thermischen Hülle

Ha

/Far

be


Verschiedene Heizkreise separieren :N-S-Ausrichtung, Funktionsbereichen (zeitl. unterschiedl. Nutzung)

Nicht vor transparenten AußenflächenWindfänge generell ohne Heizkörper

Raum

/pe

r

Windfänge generell ohne Heizkörper

Möglichst keine weit verzweigte, wenige Abnahmestellen

Belüftung der Räume über das Öffnen der FensterO ti l Ab h lt d Lüft l ß h lb d H i i d

Bau

körp

au Optional: Abschalten der Lüftungsanlage außerhalb der Heizperiode

Stä

dteb

a

Grundsätzlich Klimatisierung über bauliche Maßnahmen realisieren (Sonnenschutz, Speichermasse, Nachtkühlung, Räume im Norden)

Warmwasser nur dann wenn gesetzliche Forderungen bestehen

haft

lichk

eit Warmwasser nur dann, wenn gesetzliche Forderungen bestehen

Hebeanlagen vermeiden, Regenwassernutzung prüfenSpar-Armaturen verwenden

Beleuchtungssteuerung: Präsenzmelder, tageslichtabhängige Regelung,


Wirts

c Beleuchtung Wand und Fenster separat schalten



Ökonomie

Ökologie Soziales


Quelle: Gütesiegel Nachhaltiges Bauen DGNB

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