Abschlussprojekt Universität Kassel

Energetisches Sanierungskonzept für 6 Mehrfamilienhäuser

Weiterbildendes Studium Energie und Umwelt Rationelle Energienutzung

eingereicht von 

Astrid Nolte und Schorsch Michael Tschürtz

Wintersemester 2002/2003

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis ... IV

Tabellenverzeichnis ... V

1. Einleitung ... 1
1.1 Motivation ... 1
1.2 Aufgabenstellung ... 1
1.3 Beschreibung des Gebäudebestands ... 1
1.4 Beschreibung der Sanierungsmaßnahme ... 2

2. Bestandsanalyse ... 4
2.1 Bestand allgemein ... 4
2.2 Dämmstandard Bestand ... 4
2.3 Anlagenstandard Bestand ... 4
2.4 Wärmebedarfsberechnung ... 5
2.5 Energetische Bewertung Bestand ... 7

3. Neuplanung ... 8
3.1 Neuplanung allgemein ... 8
3.2 Gebäudehülle - Wärmedämmung ... 9
3.2.1 Darstellung der Bauteilverhältnisse und der unterschiedlichen Bauteile ... 9
3.2.2 Übersicht der gewählten Dämmvarianten ... 10
3.2.3 Investitionskosten der unterschiedlichen Dämmstoffvarianten (Nolte) ... 13
3.2.4 Bauteilaufbauten detailliert ... 14
3.2.4.1 Dämmstoffe allgemein ... 14
3.2.4.2 Wand ... 15
3.2.4.3 Dach ... 18
3.2.4.4 Fenster ... 20
3.2.4.5 Kellerdecke ... 22
3.2.5 Wärmebrücken / Anschlussdetails ... 23
3.2.5.1 Wärmebrücken allgemein ... 23
3.2.5.2 Detail Außenecke ... 24
3.2.5.3 Anschlussdetail Kellerdecke ... 26
3.2.5.4 Anschlussdetail Dach ... 27
3.2.5.5 Anschlussdetail Balkon alt - neu ... 27
3.2.5.6 Anschlussdetail Fenster - Leibung / Brüstung / Sturz ... 27
3.3 Lüftung ... 29
3.3.1 Lüftungswärmeverluste ... 29
3.3.2 Mögliche Anlagenvarianten ... 30
3.3.3 Kosten Lüftung ... 30
3.4 Wärmeversorgung ... 31
3.4.1 Rahmenbedingungen und Simulationsgrundlagen ... 31
3.4.1.1 Rahmenbedingungen ... 31
3.4.1.2 Auswahl des Energieträgers ... 31
3.4.1.3 Auswahl des Wärmeerzeugers ... 32
3.4.1.4 Grundlagen der Simulation mit BHKW-Plan (Wärme- und Strombedarf) ... 32
3.4.1.5 Grundlagen der Simulation mit BHKW-Plan (Kosten) ... 34
3.4.1.6 Anlagenkonstellation ... 34
3.4.1.7 Auslegung des BHKW ... 35
3.4.2 Simulationen ... 35
3.4.2.1 Simulationsergebnisse der Variante 1_345 ... 35
3.4.2.2 Kostenvergleich 3 Modul - 4 Modulsysteme ... 38
3.4.2.3 Kostenvergleich Niedertemperaturkessel - Brennwertkessel ... 38
3.4.2.4 Kostenvergleich Brennwertkessel - BHKW + Spitzenkessel ... 38
3.4.2.5 Kostenvergleich Brennwertkessel - Mephisto G34 + Spitzenkessel ... 39
3.4.2.6 Ergebnis Mephisto G34 (Variante 1_345 b) ... 40
3.4.2.7 Brennstoffverbrauch und Emissionen der wirtschaftlichsten Anlagenkonstellationen ... 42
3.4.3 Empfehlung Anlagentechnik ... 44

4. Ergebnisdarstellung ... 45
4.1 Zusammenfassung der Ergebnisse ... 45
4.1.1 40% Regel - Bilanzverfahren im Bestand ... 45
4.1.2 Ergebnis bei nur bauteilbezogenen Maßnahmen ... 46
4.1.3 Ergebnis bei bauteilbezogenen Maßnahmen + BHKW ... 46
4.1.4 Variantenvergleich mit bestehenden Standards ... 48
4.1.5 Primärenergieeinsatz ... 49
4.1.6 CO2 Reduktion ... 49
4.1.7 Berechnung der CO2-Reduktion nach KfW ... 52
4.2 Finanzierung ... 53
4.2.1 Förderungsmöglichkeiten KfW-Programme ... 53
4.2.2 Bauteilsanierung ... 54
4.2.3 Bauteilsanierung + Gas-Brennwertkessel Heizungsanlage ... 54
4.2.4 Wirtschaftlichkeit - Amortisation der Kosten ... 56
4.2.4.1 Überschlägige Kostenberechnung mit KfW Konditionen ... 56
4.2.4.2 Amortisation ... 58
4.2.5 Anmerkung zur Wahl der Dämmstoffdicke ... 58

5. Fazit - Empfehlung an den Bauherrn ... 60

6. Anhang ... 61

1. Einleitung
1.1 Motivation
Kohlendioxid (CO2) ist das quantitativ wichtigste Treibhausgas, das durch menschliche Aktivitäten, insbesondere Verbrennung fossiler Energieträger, freigesetzt wird. In Deutschland entfallen rund ein Drittel der jährlichen CO2-Emissionen auf die Beheizung, Kühlung und Beleuchtung von Gebäuden. Vor allem durch Stromverbrauch werden in Deutschland hohe CO2-Emissionen verursacht.

Fossile Energieträger sind endlich und die Ressourcen, wie selbst positive Prognosen bestätigen, werden in wenigen Generationen zur Neige gehen (Bild 1). Der schonende Umgang mit unserer Erdatmosphäre, die effiziente Nutzung bzw. die Substitution der endlichen Energiequellen durch regenerative, scheint der einzige Weg zu sein um unseren energetischen Lebensstandard und die klimatischen Verhältnisse auf unserer Erde, auch für zukünftige Generationen zu sichern.

!! Im PDF-Dokument befindet sich an dieser Stelle eine Grafik !!

[Bild 1] (Quelle: World Energy Council, Bundesanstalt
für Geowissenschaften, BP Amoco in RWE-Studie)

Aus diesem Grunde werden in dieser Abschlussarbeit Möglichkeiten der Energieeinsparung im Altbaubestand untersucht. Dabei sollen Möglichkeiten und Chancen bei Sanierungsmaßnahmen in energetischer und wirtschaftlicher Hinsicht betrachtet werden.

1.2 Aufgabenstellung
Anhand der Sanierungsmaßnahme von 6 Mehrfamilienhäuser sollen unterschiedliche Maßnahmen zur Reduzierung des Primärenergiebedarfs untersucht werden. Dabei werden Einsparmöglichkeiten, durch Verbesserung der Bauteile, sprich der wärmeübertragenden Hüllfläche, durch Reduzierung der Lüftungswärmeverluste und durch effiziente Bereitstellung von Heizwärme bzw. Trinkwarmwasser geprüft. Die vorgeschlagenen Maßnahmen sollen anschließend auf ihre Wirtschaftlichkeit untersucht werden.

1.3 Beschreibung des Gebäudebestands
Beim zu untersuchenden Gebäudebestand handelt es sich um 6 Mehrfamilienhäuser der Gemeinnützigen Wohnungsbaugesellschaft der Stadt Rüsselsheim mbH. Die Gebäude wurden 1956 - 58 erbaut und befinden sich auf einem Grundstück. Sie sind als Doppelhäuser in U-Form auf dem Grundstück angeordnet. (Bild 2+3) Das Grundstück wird im Norden von der Walter-Flex-Str., im Süden von der Birkenstr. und im Osten von der Tannenstr. begrenzt. Im Westen schließt ein weiteres Grundstück der GEWOBAU an.

Die Gebäude haben jeweils ein Kellergeschoss, vier Vollgeschosse und ein Dachgeschoss. Das Dachgeschoss ist nicht ausgebaut und dient momentan als Speicher bzw. als Wäschetrockenraum. Auf jeder Etage befinden sich jeweils drei Wohnungen (Bild 4). Diese entsprechen, in Zuschnitt (Zimmergrößen) und Raumaufteilung, nicht mehr dem heutigen Wohnstandard. Zudem weisen die Wohnungen erhebliche bauliche Mängel auf.

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