Energetische Optimierungsmöglichkeiten im Altbau - Fallbeispiel

Energetische Optimierungsmöglichkeiten
im Altbau - Fallbeispiel

Masterarbeit
zur Erlangung des akademischen Grades Master of Science (M.Sc.)
im Studiengang Umweltwissenschaften
der Fernuniversität Hagen und dem Fraunhofer Institut Umsicht

eingereicht von:
Sonja Hage

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis ... iv

Abkürzungsverzeichnis ... vi

Einleitung ... 1

Fragestellung und Aufbau der Arbeit ... 2

1. Energiepolitische Rahmenbedingungen

1.1. Klimawandel und Treibhausgasemissionen ... 3

1.2. EG-Richtlinie, EnEG und EnEV ... 6

1.3. Energiekostenentwicklung ... 10

2. Analyse Ist-Zustand

2.1. Objektbeschreibung ... 14

2.2. Bestandsaufnahme
2.2.1. Maßliche Aufnahme ... 17
2.2.2. Dach ... 17
2.2.3. Oberste Geschossdecke ... 18
2.2.4. Wände ... 18
2.2.5. Fußboden ... 18
2.2.6. Fenster ... 19
2.2.7. Heizungsanlage ... 19
2.2.8. Keller ... 20
2.2.9. Energieverbräuche 2001-2004 ... 20

2.3. Verteilung der Wärmeverluste
2.3.1. Kalkulationsverfahren und Annahmen ... 21
2.3.2. Berechnung ... 23
2.3.3. Ergebnis ... 23

2.4. Energietechnische Objektbewertung ... 25

3. Optimierungsmöglichkeiten

3.1. Vorüberlegungen zur Modernisierung
3.1.1. Nutzungskonzept und Zielsetzung ... 26
3.1.2. Grobkonzept der Maßnahmen ... 28
3.1.3. Nachhaltigkeit ... 29
3.1.4. Bewertungskriterien der Baustoffe ... 31
3.1.5. Methodik der Wirtschaftlichkeitsrechnung ... 34

3.2. Bewertung und Auswahl der Dämmstoffe
3.2.1. Vorauswahl der zu vergleichenden Dämmstoffe ... 36
3.2.2. Vergleich und Bewertung
3.2.2.1. Glaswolle vs. Flachsfaser (Dach) ... 38
3.2.2.2. Glaswolle vs. Zelluloseplatten (Oberste Geschossdecke) ... 40
3.2.2.3. Polystyrol (EPS) vs. Schilfrohr (Außenwände und Kellerdecke) ... 42
3.2.2.4. Polystyrol (XPS) (Bodenplatte) ... 45
3.2.3. Zusammenfassung ... 46

3.3. Erste Optimierungsstufe: Sofortmaßnahmen
3.3.1. Oberste Geschossdecke ... 47
3.3.2. EG-Innenwand ... 47
3.3.3. Kellerdecke ... 48
3.3.4. Ergebnis ... 48

3.4. Zweite Optimierungsstufe: 1. Bauabschnitt
3.4.1. Oberste Geschossdecke ... 50
3.4.2. Außenwände ... 50
3.4.3. EG-Innenwand ... 51
3.4.4. Fußboden / Bodenplatte ... 51
3.4.5. Fenster ... 51
3.4.6. Heizung ... 52
3.4.7. Ergebnis ... 53

3.5. Dritte Optimierungsstufe: 2. Bauabschnitt
3.5.1. Dach ... 55
3.5.2. Außenwand ... 55
3.5.3. Oberste Geschossdecke ... 56
3.5.4. Heizung ... 56
3.5.5. Ergebnis ... 57

3.6. Zusammenfassung ... 58

4. Sanierungsplan

4.1. Förderung der Investitionen ... 59

4.2. Zeitplan ... 60

4.3. Ergebnis ... 61

Ausblick ... 64

Literaturverzeichnis ... 66

Einleitung

Die Energieträger, die üblicherweise zum Heizen von Gebäuden verwendet werden, schienen früher unbegrenzt zur Verfügung zu stehen. Dementsprechend war der Energiebedarf eines Gebäudes kein Thema bei der Planung und es wurde nicht sehr energiesparend gebaut. Seit Anfang der 1970er Jahre sind die Energiepreise jedoch kontinuierlich und sehr deutlich gestiegen (vgl. Abb. 1.4) und für die Zukunft wird eine weitere Verteuerung prognostiziert. Daher ist eine deutliche Reduzierung des Heizenergiebedarfes wirtschaftlich sinnvoll und kann im Zuge von Modernisierungsoder Sanierungsmaßnahmen durchgeführt werden. Zudem ist die deutliche Reduzierung der CO2-Emissionen erklärtes Ziel des Kyoto-Protokolls, welches auch von der Bundesregierung ratifiziert wurde. Neben der Industrie bietet der Heizenergiebedarf der privaten Haushalte in Deutschland ein großes Potenzial für Emissionsreduzierungen, insbesondere die Gruppe der Altbauten. Aus energietechnischer Sicht dürften dies die meisten vor 1984 errichteten Gebäude sein.

Die 2002 in Kraft getretene Energiesparverordnung (EnEV) begrenzt den zulässigen Primärenergiebedarf. Galt die EnEV bislang primär für Neubauten, zielt die aktuelle Novelle des Energieeinspargesetzes (EnEG) vor allem auf den Bestand. Kernelement dieser anstehenden Novellierung des EnEG ist die Einführung von Energieausweisen für bestehende Gebäude. Diese Ausweise sollen Mietern und Käufern Informationen zu der energetischen Qualität von Gebäuden bieten. Da so erstmals ein direkter Vergleich möglich ist, wird ein Anreiz zu verstärkter energetischer Sanierung des Gebäudebestandes gegeben (vgl. BMWA 2005). Energiesparende Gebäude werden in Zukunft also bessere Marktchancen haben (UBA 2003:6). Der Energiepass wird daher nicht nur durch die Regierung, sondern auch von der Industrie propagiert. Es wird erwartet, dass sich für Altbaubesitzer ob dieser neuen Vergleichsmöglichkeit der zu erwartenden Mietnebenkosten die Wettbewerbssituation verändert und die Nachfrage nach Dämmstoffen zur Verbesserung der Werte steigt. Aufgrund des prognostizierten Anstiegs der Energiepreise werden sich darüber hinaus auch Eigentümer von Selbstgenutzten Wohnimmobilien für den Energiepass bzw. eine energetische Optimierung ihres Hauses interessieren (vgl. TUSCHINSKI 2005). Die Enquête- Kommission¹ beziffert das Einsparpotenzial für den Bereich Raumwärme im Gebäudebestand auf 30%, wovon zwei Drittel alleine durch Wärmeschutzmaßnahmen als realisierbar angesehen werden (vgl. SCHWICKERT 2001:8).

Es stellt sich die Frage, wie eine Altbausanierung zur Senkung des Heizenergiebedarfs ökologischen bzw. nachhaltigen als auch ökonomischen Aspekten genügen kann. Ziel dieser Arbeit ist die Erstellung eines Sanierungsplanes für einen Altbau hinsichtlich des Energiebedarfs. Besondere Berücksichtigung findet der geplante Ausbau, wobei der passive Wärmeschutz im Fokus der Maßnahmen liegt. Die Anforderungen der EnEV dienen hierbei als Orientierung.

Das Objekt des Fallbeispiels ist ein freistehendes Gebäude mit etwa 270 m² Nutzfläche und weiteren 165 m2 Wohnfläche. Die Nutzfläche besteht aus unbeheizten Räumen, die früher u.a. als Stallungen oder Heuboden genutzt wurden. Diese Räume sollen künftig eine teilweise Umnutzung zum Wohnbereich erfahren. Am Beispiel dieses etwa 100 Jahre alten Gebäudes werden Maßnahmen zur Senkung des Energiebedarfs unter verschiedenen Aspekten bewertet, wobei das Thema Nachhaltigkeit eine zentrale Rolle einnimmt. Hierzu werden Energiebilanzen der Baustoffe ebenso herangezogen wie umweltmedizinische und baubiologische Aspekte. Auch werden die Maßnahmen wirtschaftlich bewertet.

Im ersten Abschnitt soll der Kontext der Energieeinsparverordnung hinsichtlich der politischen Rahmenbedingungen sowie der Historie und der Zielsetzungen betrachtet werden. Des Weiteren wird die Kostenentwicklung einiger Energieträger dargestellt.

Das Fallbeispiel beginnt im zweiten Abschnitt mit der Aufnahme und Analyse der Bestandsdaten. Hierzu werden die theoretischen Wärmeverluste berechnet und bewertet. Weiterhin wird der reale Energieverbrauch der letzten Jahre betrachtet.

Anschließend werden im dritten Abschnitt mögliche energetische Optimierungsmöglichkeiten bewertet. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Wärmedämmung des Gebäudes. Die Prioritäten zwischen den einzelnen Bauteilen ergeben sich aus dem vorangegangenen Abschnitt. Ökologische und konventionelle Dämmstoffe werden aus Sicht verschiedener Disziplinen hinsichtlich Nachhaltigkeit, sowie ihren Kosten und Materialeigenschaften verglichen.

Der vierte Abschnitt konsolidiert die Ergebnisse des vorigen Kapitels und schließt das Fallbeispiel mit einem Sanierungsplan unter Berücksichtigung von Fördermöglichkeiten ab.

[...]

1 Enquête-Kommission „Schutz des Menschen und der Umwelt – Ziele und Rahmenbedingungen einer nachhaltig zukunftsverträglichen Entwicklung“ des deutschen Bundestages.