Arbeitsgruppe Gebäude - Quartier - Stadt

Mehr als 40 Prozent des Energieverbrauchs in Deutschland und Europa wird in Gebäuden verursacht. Aktuelle bau- und anlagentechnische Innovationen erlauben es, Gebäudekonzepte zu realisieren, die nahezu keinen Energiebedarf mehr aufweisen oder sogar zu Energieüberschuss führen. Die Gebäude der Zukunft können zu Minikraftwerken werden. Städte und Kommunen spielen bei der Planung und Umsetzung von langfristigen Projekten der Energiewende eine entscheidende Rolle. Der Umbau der Energiesysteme in Richtung einer zuverlässigen, effizienten und erneuerbaren Energieversorgung kann nur auf lokaler Ebene umgesetzt werden. Bei dieser Entwicklung ist ein besonderes Augenmerk auf den Gebäudeverbund in Siedlungen und Stadtteilen zu werfen, um eine wirtschaftliche Verwertung von Überschüssen im Wärme- und Strombereich zu ermöglichen.

Die Arbeitsgruppe »Gebäude – Quartier – Stadt« arbeitet in einer Vielzahl von Projekten an den Zielen des besonders energieeffizienten und nachhaltigen Bauens und Wohnens. So konnte sie sich im Rahmen des Wettbewerbs »Energieeffiziente Stadt« des BMBF gleich mit zwei der fünf Siegerstädte erfolgreich bewerben. Im Projekt »Stadt mit Energieeffizienz – SEE Stuttgart« geht es dabei vor allem um eine intensivere Einbindung der Energieversorger, Wohnungswirtschaft, Industrie und Bevölkerung zur Steigerung der Energieeffizienz. Das Projekt »Wolfhagen 100% EE« dagegen strebt die Umwandlung des Energiesystems der Kleinstadt hin zu einer Vollversorgung mit erneuerbaren Energien an.

Die Arbeitsgruppe plant, betreut und beurteilt Energiekonzepte für hocheffiziente Einzelgebäude und Siedlungen von privaten und öffentlichen Bauträgern, Fertighausfirmen, Systemherstellern und Energiedienstleistern und entwickelt Energie- und Klimaschutzkonzepte sowie langfristige Roadmaps für Kommunen bis hin zu Megastädten. Wärme- und Kältesysteme und ihre Schnittstelle zum Gebäude sind dabei die zentralen Aufgabenfelder, aber auch die Schnittstelle zwischen Gebäuden und einer auf erneuerbaren Energien basierenden Stromversorgung bildet einen wachsenden Schwerpunkt der Arbeiten. Besonders auf Quartiersebene werden innovative Lösungen für eine umweltschonende Energieversorgung entwickelt, so z.B. für die Städte Kassel und Ladenburg, die auf eine möglichst vollständige erneuerbare Wärmeversorgung ihrer Neubauquartiere abzielen. Im Projekt Stuttgart Neckarpark wird ein Niedrigstenergie-Neubauquartier mit Wärme aus einem Abwasserkanal versorgt. Die Ergebnisse und Erfahrungen strahlen auch international aus, so z.B. im IEA EBC Annex 64 »LowEx Communities – Optimised Performance of Energy Supply Systems with Exergy Principles« oder im Auftrag der GIZ China im Rahmen der deutsch-chinesischen Klimapartnerschaft im Projekt »Erstellung von integrierten Energiekonzepten für ausgewählte chinesische Städte«.

Eine Auswahl an Projekten, die in der Gruppe bearbeitet wurden:

 

»Energieeffiziente Schulen«

Wissenschaftliches Begleitprojekt zum Forschungsvorhaben

Viele Schulen in Deutschland sind sanierungsbedürftig. Der kommunale Investitionsbedarf summiert sich laut DiFu-Studie in den kommenden 15 Jahren allein im Schulbereich bundesweit auf 73 Mrd. Euro. Die Schulgebäude weisen in der Regel einen hohen Heizenergiebedarf auf. Die Nutzungs- und Komfortbedingungen sind häufig nicht mehr zeitgemäß und der Haushalt der Kommunen wird jährlich mit hohen Betriebskosten belastet.

 

SEE –
Energiebilanz Stuttgart:

Entwicklung und Umsetzung einer Energieeffizienz-Strategie für die Gesamtstadt Stuttgart

Im Projekt »Stadt mit Energie-Effizienz (SEE Stuttgart)« arbeitet das Fraunhofer IBP an einer Energiebilanz für die gesamte Landeshauptstadt Stuttgart als Mikro- und Makroanalyse. Hierbei wird der Energieinput über die Stadtgrenze bis in detaillierte Verbrauchsstrukturen heruntergebrochen bzw. alle Verbraucher wie Gebäude, Verkehr, Industrieprozesse, etc. verdichtet zu Energieverbräuchen in Ortsteilen und im Gesamtkomplex. Zusätzlich werden Maßnahmenpakete zur Energieeffizienzsteigerung mit dem Fokus auf Dienstleistungsprozesse entwickelt. Ziel ist es, den Energiebedarf der Stadt Stuttgart in den nächsten 10 Jahren um etwa 20 Prozent zu reduzieren.

 

Effizienzhaus Plus - Begleitforschung

Ausgehend von dem Pilotprojekt in Berlin  wurde die Evaluierung und Verbreitung des Effizienz­haus Plus Standards zum Ziel gesetzt. Der Effizienzhaus Plus Standard ist erreicht, wenn sowohl ein negativer End- als auch Primär­energiebedarf unter Berücksichtigung eines Haushaltsstrombedarfs von 20 kWh/m² (maximal 2.500 kWh/a je Wohneinheit) nachgewiesen wird.auch energetische Aspekte betrachtet. In ein­em zweijährigen...

 

Living Lab Wuppertal -

Praxis-Vergleich verschiedener Speicherstrategien für Plusenergiehäuser in exemplarischen Wohnsiedlungen

Projektziel ist die praktische und theoretische Untersuchung zur quartierzentralen Speicherung überschüssiger regenerativer (PV-) Energie. Hierbei werden sowohl wirtschaftliche als auch energetische Aspekte betrachtet. In ein­em zweijährigen Monitoringvorhaben in der Living Lab Plattform des Bundesverbands Deut­scher Fertighaushersteller e.V.

 

 

Plusenergie-Kinderhaus in Höhenkirchen

 

Ein besonders nachhaltiges Kinderhaus zu bauen, das war das Ziel der Gemeinde Höhenkirchen-Siegertsbrunn, 50 Kilometer südlich von München gelegen. Das Gebäu­de sollte mehr Energie erzeugen, als es selbst verbraucht, und einen hohen ther­mischen Komfort aufweisen. Die Gemeinde beauftragte daher das Fraunhofer IBP, ein innovatives Konzept zu entwickeln und darüber hinaus ein interdisziplinäres Team aus Architekten und Fachplanern bei der Realisierung zu begleiten.

 

Einfluss der Nachtlüftung auf die Behaglichkeit und den Kühlbedarf typischer Wohngebäude

Ermittlung des Einflusses natürlicher Lüf­tung auf die sommerlichen Temperaturen und den theoretischen Kühlbedarf typischer neugebauter Wohngebäude in Deutsch­land.

 

Wege zum 
Effizienzhaus Plus

 

In Deutschland hat energiesparendes Bauen eine lange Tradition. Seit mehr als 30 Jahren wird am Gebäude der Zukunft geforscht, das klimaneutral bewohnt werden kann. Das Niedrigenergiehaus ist seit mehr als 15 Jahren gesetzlicher Mindest­standard für Neubauten. Dank intensiver Forschungs- und Entwicklungsarbeiten ist es nun gelungen, Gebäude soweit fortzuentwickeln, dass sie nicht mehr Energieverbraucher sondern Energieerzeuger sind. Das Effizienzhaus Plus ermöglicht es, dass mit ihm im Laufe eines Jahres mehr Energie gewonnen wird als das Gebäude und seine Nutzer verbrauchen.

 

BUILD UP –

Das EU-Internetportal für Wissen rund um Energieeffizienz in Gebäuden

Am 16. Juni 2009 eröffnete die Europäische Kommission das unter der Mitwirkung des Fraunhofer IBP neu entwickelte Webportal »BUILD UP« für den Wissenstransfer und den Austausch von Informationen über Energieeinsparung von Gebäuden. Die auf dem Portal angebotenen vielfältigen Themen reichen von Best-Practice-Beispielen zur Energieverbrauchssenkung bis zu Informationen über Rechtsvorschriften.

Das Fraunhofer IBP zeichnet verantwortlich für die Sektoren News und Newsletter, Cases und Tools des Portals sowie die darauf eingerichteten Communities:

 

»Energieeffiziente Stadt – EnEff:Stadt«

Wissenschaftliche Begleitung der BMWi-Förderaktivität

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP beschäftigen sich in mehreren Forschungsprojekten mit der Steigerung der Energieeffizienz von Städten und Stadtteilen. So wurde dem Fraunhofer IBP in Kooperation mit Fraunhofer UMSICHT und weiteren Partnern die Begleitforschung der Forschungsinitiative »EnEff:Stadt« übertragen.

 

CO2-neutrale
Wärmeversorgung

der Wohnanlage Lilienstraße Nord
in München

Ziel des Projekts war die energetische Sa­nierung der Wohnanlage aus den 50er Jahren auf einen Primärenergiebedarf der mindestens 50 % unter dem zulässigen Wert eines Neubaus liegt. Die noch benö­tigte Restwärme sollte bilanziell CO2-neu­tral mit hohen Anteilen von erneuerbaren Energien erzeugt werden.

 

Energetische Sanierung  des Billing-Baus der Kunsthalle Mannheim  

Mit dem Demonstrationsvorhaben soll die Integration innovativer Techniken in einem denkmalgeschützten Museumsgebäude demonstriert und wissenschaftlich ausge­wertet werden. Es soll gezeigt werden, dass auch in Museumsbauten, die aufgrund ihrer raumklimatischen Anforderungen einen hohen Energiebedarf aufweisen, die Effizienz durch eine Sanierung gesteigert werden kann, so dass der Primärenergiever­brauch 30 % unter den Anforderungen der EnEV 2007 liegt.

 

Effizienzhaus Plus
in Berlin

 

Das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) hat im Rahmen der Bau- und der Elektromobilitätsforschung das Nachfolgemodell des Plus-Energie-Hauses gestartet: Das »Effizienzhaus Plus mit Elektromobilität«.

Basierend auf dem Konzeptionsentwurf des Instituts für Leichtbau, Entwerfen und Konstruieren (ILEK) der Universität Stuttgart, die aus dem 2010 ausgelobten Architektur- und 

 

Effizienzhäuser Plus in Köln-Frechen

Die Entwicklung der Bau- und Anlagenindustrie der letzten Jahre führte zur Konzeption von Effizienzhäusern Plus (auch als Plusenergiehäuser bezeichnet), die für ihren Betrieb keine Zufuhr von fossilen Energien mehr benötigen, sondern sogar noch Energieüberschüsse produzieren und in das öffentliche Versorgungsnetz einspeisen können.
Dass sich dieses Konzept auch auf dem Sektor der Fertighäuser im Einfamilienhausbau erfüllt, wollen sechs Unternehmen unter Beweis stellen, die ihre Neuentwicklungen auf der Ende 2011 eröffneten Fertighaus-Ausstellung in Frechen bei Köln präsentieren.

 

Positionspapier - Wärmedämmung

Die energetische Sanierung des Gebäude-bestands stellt einen wesentlichen Baustein der Energiewende dar. Die Gebäudehülle und die im Gebäude eingesetzte Anlagen-technik bilden eine Einheit, die vor einer Gebäudesanierung grundsätzlich gemeinsam analysiert werden sollten.
In dem erstellten Positionspapier wird dennoch nur die Gebäudehülle behandelt - der Schwerpunkt liegt auf der Wärmedämmung.

 

IWO-Studie

Energetische Gebäudesanierung in Deutschland

Die Bundesregierung hat in ihrem Energiekonzept ehrgeizige Ziele formuliert:
Bis 2050 sollen im Wohngebäudebereich 80 Prozent der Primärenergie eingespart werden. Der dazu im Konzept aus dem Jahr 2010 angekündigte Sanierungsfahrplan liegt bisher allerdings noch nicht vor.

Wie die vergangenen Jahre gezeigt haben, bremsen vor allem finanzielle Gründe die...

 

School of the Future:

Auf dem Weg zur Nullemission bei gleichzeitiger hoher Innenraumqualität

»School of the Future« hat als Ziel den zukünftigen energieeffizienten Gebäudestandard vom Entwurf über die Realisierung bis hin zur Evaluierung zu demonstrieren. Dabei stehen vier zu sanierende Schulgebäude im Fokus, um u. a. auch die Schüler, d. h. die nächste Generation für die Energieeinsparung zu sensibilisieren.  

 

IEA ECBCS Annex 46

IT-Toolkit für die energieeffiziente Sanierung von öffentlichen Gebäuden

m Rahmen der Internationalen Energieagentur wurde mit Teilnehmern aus acht Ländern das Projekt Annex 46 »Energy Efficient Retrofit Measures for Government Buildings (EnERGo)« gestartet. Die Arbeitsgruppe, die zwischen 2006 und 2010 aktiv war, hatte als Ziel, den Entscheidungsprozess bei Sanierungen von öffentlichen Gebäuden zu unterstützen und den Einsatz energieeffizienter Maßnahmen voranzutreiben. Das Hauptergebnis des Projekts ist das »IT-Toolkit für energieeffiziente Sanierungsmaßnahmen«, eine Sammlung von computergestützten Hilfsinstrumenten für öffentliche Gebäudeeigentümer und Planer.

 

EU-Kommissions-Gebäude in Brüssel

EU-Richtlinie über die Gesamteffizienz von Gebäuden

Der europäische Rat und das Parlament haben Ende 2002 den Richtlinienvorschlag der Kommission »Gesamteffizienz der Kommission« beschlossen. Die Richtlinie fordert ganzheitliche, energetische Bewertungen von Gebäuden im gesamten EU-Raum durchzuführen. Künftig müssen die in der Energieeinsparverordnung nicht enthaltenen Aspekte Beleuchtung/Belichtung und Raumluftkonditionierung mit in eine durchgängige Bewertungsnorm integriert werden. Auch muss das Bewertungswerkzeug auf Bestandsbauten anwendbar sein.
Das Fraunhofer IBP unterstützt das Bundesamt bei der nationalen und internationalen Abstimmung im Umsetzungsprozess.

 

»BRITA in PuBs«

– Integriertes Projekt im 6. FRP der EU zum Abbau von Hemmnissen bei der Gebäudesanierung

Das integrierte Projekt hatte das Ziel, die Marktanteile von innovativen und effektiven Sanierungsmaßnahmen zu erhöhen, um die Energieeffizienz und den Einsatz von erneuerbaren Energien in Gebäuden zu moderaten Zusatzkosten zu verstärken. Die Realisierung erfolgte durch die wissenschaftliche Begleitung von beispielhaften Sanierungen acht öffentlicher Demonstrationsgebäude in den vier teilnehmenden europäischen Regionen.