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Bücher, Broschüren

Buch: Energieeffiziente Schulen
Blick ins Buch

Energieeffiziente Schulen

Konzept - Umsetzung - Messung - Ergebnis - Kosten

Johann Reiß, Micha Illner, Hans Erhorn, Annette Roser, Karin Schakib-Ekbatan, Edelgard Gruber, Manuel Winkler, Werner Jensch
2021, 372 S., 262 Abb., 63 Tab., Hardcover
Fraunhofer IRB Verlag
ISBN 978-3-7388-0539-0

Inhalt

Die räumlichen und hygienischen Bedingungen vieler Schulen erfüllen nicht mehr die heutigen Erwartungen. Zudem weisen die Gebäude einen hohen Energieverbrauch auf und belasten damit den Haushalt der Kommunen. In der Bevölkerung besteht Konsens, dass Schulen für die gesellschaftliche Zukunft eine hohe Bedeutung haben.
Mit der Forschungsinitiative »Energieeffiziente Schulen - EnEff:Schule« förderte das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) ein Vorhaben, bei dem gezeigt wurde, wie Schulgebäude das energetische Niveau einer 3-Liter-Haus-Schule oder einer Plusenergieschule erreichen können. Neben der energetischen Sanierung von zum Teil 50 Jahre alten Schulgebäuden wurden auch Schulneubauten erstellt. Die umgesetzten Beispiele zeigen, wie durch heute verfügbare technische und bauliche Innovation der Primärenergiebedarf für Heizung, Lüftung, Kühlung, Trinkwarmwassererwärmung und Beleuchtung wirtschaftlich gesenkt werden kann. Eine Begleitforschung hat alle Projekte intensiv begleitet, die Messergebnisse ausgewertet, dokumentiert und die Daten in Querauswertungen einander gegenübergestellt. Ferner fanden Befragungen der Schülerinnen und Schüler sowie der Lehrerinnen und Lehrer vor und nach der Sanierung statt.
Anhand der ermittelten Daten und Erkenntnisse konnten umfangreiche Empfehlungen zusammengestellt werden, die sowohl für die Sanierung als auch für den Schulneubau hilfreich sind. Für alle Personen und Institutionen, die bei der Planung eines Schulneubaus oder der Sanierung eines Schulgebäudes eingebunden sind, enthält dieses Buch wertvolle Informationen.

Verfügbare Formate

Hardcover
EUR 69.00 (* inkl. MwSt.)
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BuchPlus (Buch + E-Book (PDF-Datei))
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Inhaltsverzeichnis

Geleitwort

Vorwort

1 Einführung

1.1 Hintergrund

1.2 Ziele

1.3 Grundlagen und Methodik

1.3.1 Planungsphase

1.3.2 Bauphase

1.3.3 Monitoringphase und Zweitbefragungen

1.4 Datenerhebung

1.4.1 Raumparameter und deren Bewertungskriterien

1.4.2 Energiekennwerte und Ziele

1.4.3 Kosten

1.4.4 Nutzer-Gebäude-Interaktion

2 Ergebnisse der sanierten Schulen

2.1 Uhlandschule, Stuttgart

2.1.1 Projektbeschreibung

2.1.2 Monitoring-Ergebnisse

2.1.3 Sozialwissenschaftliche Begleitforschung

2.1.4 Fazit

2.2 Friedrich-Fröbel-Schule, Olbersdorf

2.2.1 Projektbeschreibung

2.2.2 Monitoring-Ergebnisse

2.2.3 Sozialwissenschaftliche Begleitforschung

2.2.4 Fazit

2.3 Felix-Fechenbach- und Dietrich-Bonhoeffer-Berufskolleg, Detmold

2.3.1 Projektbeschreibung

2.3.2 Monitoring-Ergebnisse

2.3.3 Sozialwissenschaftliche Begleitforschung

2.3.4 Fazit

2.4 Schul- und Sportzentrum, Lohr a. M.

2.4.1 Projektbeschreibung

2.4.2 Monitoring-Ergebnisse

2.4.3 Sozialwissenschaftliche Begleitforschung

2.4.4 Fazit

2.5 Max-Steenbeck-Gymnasium, Cottbus

2.5.1 Projektbeschreibung

2.5.2 Monitoring-Ergebnisse

2.5.3 Sozialwissenschaftliche Begleitforschung

2.5.4 Fazit

2.6 Gymnasium Marktoberdorf

2.6.1 Projektbeschreibung

2.6.2 Monitoring-Ergebnisse

2.6.3 Sozialwissenschaftliche Begleitforschung

2.6.4 Fazit

2.7 Nordwindkinner-Grundschule und Europaschule, Rostock

2.7.1 Projektbeschreibung

2.7.2 Monitoring-Ergebnisse

2.7.3 Sozialwissenschaftliche Begleitforschung

2.7.4 Fazit

3 Ergebnisse der Schul-Neubauten

3.1 Arche Noah Kinderhaus, Höhenkirchen-Siegertsbrunn

3.1.1 Projektbeschreibung

3.1.2 Monitoring-Ergebnisse

3.1.3 Sozialwissenschaftliche Begleitforschung

3.1.4 Fazit

3.2 St. Franziskus Grundschule, Halle

3.2.1 Projektbeschreibung

3.2.2 Monitoring-Ergebnisse

3.2.3 Sozialwissenschaftliche Begleitforschung

3.2.4 Fazit

3.3 Grundschule Niederheide, Hohen Neuendorf

3.3.1 Projektbeschreibung

3.3.2 Monitoring-Ergebnisse

3.3.3 Sozialwissenschaftliche Begleitforschung

3.3.4 Fazit

3.4 Science College, Overbach

3.4.1 Projektbeschreibung

3.4.2 Monitoring-Ergebnisse

3.4.3 Sozialwissenschaftliche Begleitforschung

3.4.4 Fazit

3.5 Willibald-Gluck-Gymnasium, Neumarkt i. d. OPf.

3.5.1 Projektbeschreibung

3.5.2 Monitoring-Ergebnisse

3.5.3 Sozialwissenschaftliche Begleitforschung

3.5.4 Fazit

4 Querauswertung

4.1 Querauswertung der Monitoring-Ergebnisse

4.1.1 Raumtemperatur

4.1.2 Luftqualität

4.1.3 Raumluftfeuchte

4.1.4 Energieverbrauch

4.1.5 Kosten

4.1.6 Innovative Komponenten

4.2 Querauswertung der sozialwissenschaftlichen Ergebnisse

4.2.1 Beschreibung der Stichprobe und Struktur der Erhebung

4.2.2 Erwartungen der Lehrkräfte an die sanierten Schulgebäude bzw. die Neubauten

4.2.3 Bewertung des Raumklimas und räumliche Aspekte im Vorher-Nachher-Vergleich

4.2.4 Bewertungen von Schülerschaft und Lehrkräften im Vergleich

4.2.5 Vergleich der sanierten Gebäude mit den Neubauten

4.2.6 Luftqualität

4.2.7 Raumtemperatur

4.2.8 Lichtverhältnisse im Klassenraum

4.2.9 Bewertung des Sonnenschutzes

4.2.10 Nutzerverhalten

4.2.11 Bewertung der innovativen Komponenten

4.2.12 Einflussfaktoren auf die Bewertung des allgemeinen Wohlbefindens in den Schulen

4.2.13 Nutzereingriffsmöglichkeiten in das Raumklima und Bewertungen

4.2.14 Bewertung des Lernklimas

4.2.15 Einbindung des Energiekonzepts und des Themas Energie in den Unterricht

4.2.16 Partizipation

4.2.17 Zusammenfassung der wesentlichen sozialwissenschaftlichen Ergebnisse

5 Strategien und Empfehlungen

5.1 Bauen als partizipativer Prozess

5.2 Ausgangsphase

5.3 Energetische Ziele

5.4 Gebäude

5.5 Anlagentechnik

5.6 Klassenraum

5.7 Betrieb

6 Ausblick

Literaturverzeichnis

Autoreninfo

Dipl.-Ing. Johann Reiß: Fraunhofer-Institut für Bauphysik; Lehrbeauftragter an der Universität Stuttgart
M.Sc. Micha Illner: Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Energieeffizienz und Raumklima am Fraunhofer-Institut für Bauphysik
Dipl.-Ing. Hans Erhorn: Principal Adviser für das Fraunhofer-Institut für Bauphysik
Dr. Annette Roser: Leiterin des Geschäftsfeldes Sozialwissenschaftliche Evaluation am Institut für Ressourceneffizienz und Energiestrategien (IREES)
Dr. Karin Schakib-Ekbatan: Senior-Wissenschaftlerin im Geschäftsfeld Sozialwissenschaftliche Evaluation am Institut für Ressourceneffizienz und Energiestrategien (IREES)
Dipl.-Soz. Edelgard Gruber: Senior Consultant am Institut für Ressourceneffizienz und Energiestrategien (IREES)
Dr. Manuel H. Winkler: Sachgebietsleiter im Baureferat der Landeshauptstadt München
Prof. Dr.-Ing.: Werner Jensch: Professor für Gebäudeautomation und Informationstechnologie, Hochschule München, Fakultät 05 / Fachbereich Energie- und Gebäudetechnik

Publikationslisten zum Thema:
Schulgebäude, Energieeffizienz, Plusenergiehaus, Energieeinsparung, Sanierungsmaßnahme, Energetische Sanierung, Forschungsprojekt, Forschungsergebnis,


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Bücher, Broschüren

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Von Wohnungsunternehmen wird gefordert, dass ihre Gebäudebestände künftig den ambitionierten Klimaschutzvorgaben entsprechen. Dazu sollte zunächst der gegenwärtige energietechnische Zustand des Wohngebäudebestands festgestellt und transparent erfasst werden. Die Unternehmen stehen vor der Herausforderung, die z. B. durch Energieausweise gewonnenen Daten sowie weitere energierelevante Informationen in ihren Managementprozess - insbesondere das Portfoliomanagement - zu integrieren. Für die Unternehmen der Wohnungswirtschaft bedeutet der Aufbau eines umfassenden energietechnischen Portfoliomanagements jedoch häufig einen erheblichen Aufwand. Ein pragmatischer Einstieg in das energietechnische Portfoliomanagement über ein Energiekataster und eine Gebäudetypologie, um technische und wirtschaftliche Einsparpotenziale zu identifizieren, ist Inhalt einer energietechnischen Potenzialanalyse und wird im Buch am Beispiel eines fiktiven Wohnungsunternehmens dargestellt. Das Buch wendet sich in erster Linie an das Management von (kommunalen) Wohnungsunternehmen, aber auch an Akteure auf (kommunal)politischer Ebene, die mit entsprechenden Vorgaben die Entwicklung des Unternehmens wesentlich beeinflussen können.


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Auf der Grundlage zweier Beispiele (Wohngebäude - WG, Nichtwohngebäude - NWG) werden im Buch die neuen Anforderungen anschaulich und nachvollziehbar dargestellt. Das Anforderungsniveau wird mit dem GEG derzeit nicht erhöht und viele Berechnungsregeln werden übernommen, dennoch gibt es einige, relevante Umstellungen: Zusammenführung von EnEG, EnEV und EEWärmeG; quartiersbezogene Bilanzierung; die Temperaturkorrekturfaktoren für untere Gebäudeabschlüsse; pauschale Wärmebrückenzuschläge; Gleichwertigkeitsnachweis nach DIN 4108 Bbl.2:2019; der Nutzenergiebedarf für Warmwasser; Wärmeverluste der Heizwärmeübergabe; Energieertrag thermischer Solaranlagen; Berechnung von Wärmepumpen, PV-Anlagen und Blockheizkraftwerken; verpflichtende Energieberatung. Die Berechnungsgrundlagen für die Beispiele beruhen für beide Gebäudetypen auf der DIN V 18599 (2018). Für ein Wohngebäude wird ausführlich dargestellt, wie sich die energetischen Anforderungen in den letzten Jahren entwickelt haben. Ziel soll sein, Häuser so zu planen und zu bauen, um den zukünftigen Anforderungen für einen klimaneutralen Gebäudebestand zu entsprechen. Vergleichend wird auch untersucht, inwieweit die vereinfachten Nachweisverfahren bei Wohngebäuden angewendet werden dürfen. Man darf zwar Wohngebäude weiterhin nach DIN V 4108-6:2003 berechnen, allerdings nur noch bis Ende 2023.Das Beispiel für das Nichtwohngebäude wurde so gewählt, dass verschiedene Varianten gegenübergestellt werden. Neben den baulichen Faktoren spielen die technischen Varianten eine immer wichtigere Rolle. Dabei muss auch untersucht werden, inwieweit das Gebäude aktiv zur Energiegewinnung herangezogen werden kann. Insbesondere sind hier Photovoltaikanlagen zu nennen die beim Gebäudenachweis berücksichtigt werden.


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Statistische Untersuchung der Flächen- und Nutzstromanteile von Zonen in Nichtwohngebäuden
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Für häufig vorkommende Nichtwohngebäude liegen nur wenige Informationen über das Vorhandensein unterschiedlicher Nutzungszonen und deren Anteil an der Nettogrundfläche vor. Darüber hinaus fehlt bei der Energiebilanzierung von Nichtwohngebäuden bisher die normative Möglichkeit, den Nutzer- bzw. Anwenderstrombedarf anhand gesicherter Kennwerte realitätsnah abzuschätzen und somit eine vollständige Wärme-, Kälte- und Strombilanz zu erzeugen. Mit dem Ziel, Aussagen zur Zonenflächenzusammensetzung unterschiedlich genutzter Nichtwohngebäude zu treffen, konnten detaillierte Angaben zur Zonenhäufigkeit und der Flächenzusammensetzung für Büro- und Verwaltungsgebäude, Schulen, Kindertagesstätten, Handelsgebäude/Lebensmittel, Hotels mit Restaurant, Museen und Theater erarbeitet werden.


EU-Projekt CoNZEBs - Solution sets for the Cost reduction of new Nearly Zero-Energy Buildings. Lösungsansätze für die Kostenreduzierung von Niedrigstenergiegebäuden
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2021, 42 S., 18 Abb. u. 4 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag
 
 
In vier EU-Ländern wurde analysiert, wie die erhöhten Investitionskosten von Niedrigstenergiegebäuden im Vergleich zu den Gebäuden gemäß den energetischen Mindestanforderungen im Jahr 2017 reduziert werden können. Die Analysen Projekt haben gezeigt für die deutsche Situation, dass die anhand realisierter Mehrfamilienhäuser ermittelte Investitionskostendifferenz zwischen einer Umsetzung gemäß den energetischen Mindestanforderungen und einem KfW-Effizienzhaus 55 durch ein intelligentes Energiekonzept nicht nur ausgeglichen, sondern sogar das KfW-Effizienzhaus 55 kostengünstiger errichtet werden kann.


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Weiterentwicklung der EnEV-Nachweisverfahren und -Anforderungen unter Berücksichtigung des Gebäudelebenszyklus
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2021, 201 S., 69 Abb. u. 34 Tab.,
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Die wesentlichen Anforderungen an die Energieeffizienz von Gebäuden sind in Deutschland im Jahr 2019 durch die Energieeinsparverordnung (EnEV) und das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) festgelegt. Bei der Bewertung der energetischen Gebäudequalität wird jedoch nur der Energiebedarf während der Nutzungsphase betrachtet. Wissenschaftliche Untersuchungen haben gezeigt, dass mit Verschärfung der energetischen Gebäudeanforderungen in der Vergangenheit auf der einen Seite der Energieverbrauch des Gebäudebestandes gesenkt werden konnte. Auf der anderen Seite ist der prozentuale Anteil des Energieaufwands für die Herstellung und Instandhaltung von Gebäuden im Vergleich zum Energiebedarf für den Gebäudebetrieb gestiegen. Es erscheint deshalb im Sinne des Erreichens der anspruchsvollen Klimaschutzziele Deutschlands nicht mehr zweckmäßig den Energieaufwand für die Herstellung und Instandhaltung von Gebäuden bei der Bewertung der energetischen Qualität weiterhin zu vernachlässigen. Mit diesem Forschungsprojekt wurde insbesondere das Ziel verfolgt das Berechnungsverfahren der EnEV sinnvoll weiterzuentwickeln, um zukünftig zusätzlich zum Energiebedarf resultierend aus dem Gebäudebetrieb auch den Energieaufwand für die Herstellung, Instandhaltung und Entsorgung von Gebäudekomponenten berücksichtigen zu können.


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Analyse der Diskrepanz zwischen berechnetem Energiebedarf nach EnEV und tatsächlichem Energieverbrauch
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2021, 60 S., 41 Abb. u. 24 Tab.,
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Studien haben aufgezeigt, dass es Diskrepanzen zwischen nach EnEV berechneten Energiebedarfswerten und gemessenen Energieverbrauchswerten gibt. Diskrepanzen können zu Irritationen und zur Minderung der Akzeptanz der EnEV führen. Ferner können zu erwartende Betriebskosten oft nur unzureichend abgeschätzt werden und eine präzise Aussage hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit von Maßnahmen zur energetischen Optimierung ist kaum möglich. Zur Untersuchung der Abweichungen zwischen Energiebedarf und Energieverbrauch, werden diese für reale Gebäude verglichen. Weiter werden aufbauend auf den Ergebnissen Ansätze entwickelt, um die Berechnungs- und Nachweisverfahren besser an den tatsächlichen Verbrauch anzupassen.


Einheitliche Dokumentation der Gesamt- und Zwischenergebnisse der Energiebilanz nach DIN V 18599
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Einheitliche Dokumentation der Gesamt- und Zwischenergebnisse der Energiebilanz nach DIN V 18599
Abschlussbericht.
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Mit der Energiebilanzierung von Gebäuden sind im Rahmen der Bauantragsstellung oder Bestandsmodernisierung Fachplaner betraut. Für den Nichtwohnungsbau ist in Deutschland die Normenreihe DIN V 18599 die einzig zulässige Norm, für den Wohnungsbau eines von mehreren Alternativverfahren. Kommt die DIN V 18599 zum Einsatz, wird eine Software verwendet. Darüber hinaus ist für jede Zone des Berechnungsmodells eine Monatsbilanz u.a. für die Nutzungs- und Nichtnutzungszeiten sowie für den Heiz- und Kühlfall durchzuführen. Alleine die Fülle der erforderlichen Berechnungen macht den Softwareeinsatz erforderlich. Ziel des Projektes war es daher, eine verbindliche Dokumentationsrichtlinie (Ausgabeformat und Handlungsanweisung zur Erstellung) zu entwickeln, die allen Ansprüchen einer Prüfung und allen Wünschen der beteiligten Kreise gerecht wird. Angestrebt wird die Veröffentlichung der Projektergebnisse als Beiblatt zur DIN V 18599.


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Zeitschriftenartikel

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Vorländer, Jochen
CO2-Kosten sollen in Stufen geteilt werden. CO2-Bepreisung (kostenlos)
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Musall, Eike; Mueller, Dennis; Rödder, Maximilian; Bauer, Jana; Brockerhoff, Maximilian; Hering, Janine
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Tuschinski, Melita
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Energieeffizienzklassen für Gebäude. Eine moderne Gebäudeautomation kann bis zu 30 Prozent der benötigten Energie für Heizung, Kühlung und Beleuchtung einsparen
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Harbusch, Volker
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