Die bedeutendste Herausforderung, um bis 2050 den Schweizer Gebäudepark klimaneutral zu transformieren, besteht in den bereits existierenden Gebäuden, welche zu einem Großteil fossil beheizt sind. Das Ziel des Autors ist es, zu beantworten, wie Bestandsbauten aus drei verschiedenen Gebäudeperioden der Schweiz bestmöglich energieeffizient sowie nachhaltig erneuert oder saniert werden können. Dabei wird die Frage aufgeworfen, wie und ob mit einer optimierten Gebäudetechnik ähnliche Einsparungen erzielt werden können – ohne dass die Gebäudehülle kostenintensiv erneuert wird.
Um diese Frage zu beantworten, wurden drei typische Gebäudeperioden mit den entsprechenden Kennwerten untersucht. Um eine Vergleichbarkeit zu ermöglichen, wurden die Resultate pro 1000 m2 Energiebezugsfläche veranschaulicht. Für jede Gebäudeperiode wurde eine Standardlösung mit den zu beachtenden Rahmenbedingungen aufgestellt. Alle Lösungen wurden anschließend bezüglich der Auswirkungen auf Ressourcen, der Energieverbräuche und der Kriterien der Nachhaltigkeit analysiert. Daraus konnten wichtige Erkenntnisse erlangt werden, um Gebäude entsprechend zu klassifizieren.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Ausgangslage
1.2 Problemstellung
1.3 Aufbau und Zielsetzung
1.3.1 Muss-Ziele
1.3.2 Kann-Ziele
1.3.3 Optionale-Ziele
1.4 Definition/Methodische Vorgehen
1.4.1 Projektstrukturplan
1.5 HHM
1.6 Persönliche Vorstellung des Diplomanden
2 Hauptteil
2.1 These
2.2 Aktuelle und zukünftige Richtlinien
2.2.1 Überblick Umweltsphäre CH
2.2.2 Fazit Umweltsphäre CH
2.2.3 Chancen und Risiken
2.2.4 Zukünftige Regelungen Fazit
2.3 Übersicht Gebäudeperioden
2.3.1 Überblick Gebäudekennwerte
2.3.2 Periode 1 Praxisbeispiel / Gebäudestruktur und Dämmung
2.3.2.1 U-Wert Aussenwand
2.3.2.2 Typische Kennwerte
2.3.3 Periode 2 Praxisbeispiel/Gebäudestruktur vs. Dämmung
2.3.3.1 U-Wert Aussenwand
2.3.3.2 Typische Kennwerte
2.3.4 Periode 3 Praxisbeispiel / Potential der Gebäudetechnik
2.3.4.1 Typische Kennwerte
2.3.5 Baudenkmäler und Ortsbilder – Der Heimatschutz
2.4 Drei Strategien/Lösungen zur Sanierung von Wohnanlagen
2.4.1 Einführung
2.4.2 Umfassende- oder Bauteilsanierung
2.4.3 Die Bauteile der Gebäudehülle
2.4.4 Dashboard Lösungsansätze
2.4.5 Standardlösung 1 Bauperiode 1950 bis 1965
2.4.6 Standardlösung 2 Bauperiode 1970 bis 1989
2.4.7 Standardlösung 3 Bauperiode 1990 bis 2005
2.5 Lösungen beurteilen anhand des Nachhaltigkeitsdreiecks & Auswirkungen und Ressourcenverbrauch
2.5.1 Verdichtung und Kreislaufwirtschaft
2.5.2 Wirtschaftliche Wirkung
2.5.3 Beurteilung Standardlösung 1 Bauperiode 1950 bis 1969
2.5.4 Beurteilung Standardlösung 2 Bauperiode 1970 bis 1989
2.5.5 Beurteilung Standardlösung 3 Bauperiode 1990 bis 2005
2.5.5.1 Wärmepumpen optimieren Tipps/Tricks
2.6 Ergebnisse
2.6.1 Standardlösung 1
2.6.2 Standardlösung 2
2.6.3 Standardlösung 3
2.7 Wahlkriterien für die Klassifizierung von Gebäuden
2.8 Gebäude als Kraftwerk
2.8.1 Aktuell verfügbare Trends und Technologien
2.8.2 Unbegrenzte Energie
3 Schlussteil
3.1 Schlussfolgerungen
3.2 Empfehlungen
3.3 Ausblick
3.4 Rückblick
4 Ziel- und Arbeitsergebniskontrolle
4.1 Kontrolle Zielerreichung
4.2 Kontrolle Erreichung Arbeitsergebnisse/Lieferobjekte
5 Anhang A
5.1 Berechnungstools
5.2 Validierung Volllaststunden
5.3 Berechnungen / Simulationen
5.3.1 Grobabschätzung Wärmeverbrauch Praxisbeispiele
5.3.1.1 Praxisbeispiel MFH Kräzernstrasse 89, 9015 nach Sanierung 1993 / Kapitel 2.3.2
5.3.1.2 Praxisbeispiel MFH Hochhaus Isenringstrasse 9, 9200 Gossau, IST 1971 / Kapitel 2.3.3
5.3.1.3 Praxisbeispiel MFH Ekkehardstrasse 4/6, 9400 Rorschach, IST 1995 / Kapitel 2.3.4
5.3.2 Berechnung U-Wert Aussenwand Praxisbeispiel 1 / Kapitel 2.3.2
5.3.3 Berechnung U-Wert Aussenwand Praxisbeispiel 2 / Kapitel 2.3.3
5.3.4 Berechnung U-Wert Aussenwand Praxisbeispiel 3 / Kapitel 2.3.4
5.3.5 Messtabelle Abschätzen U-Wert Fenster / Kapitel 2.5.4
5.3.6 Simulation PVA Dimensionierung und Ertrag / Kapitel 2.8.1
5.3.7 Berechnung der Wirkungsgrade BHKW / Kapitel 2.8.1
5.3.8 Berechnung Umwandlungsverluste H2 / Kapitel 2.8.1
5.4 Besuch Umweltarena Spreitenbach
5.4.1 VHF mit integrierter Photovoltaik / Kapitel 2.7.1
6 Anhang B
6.1 Projektantrag
6.2 Meilensteinplan
6.3 Projektfortschritts Kontrolle / Terminübersicht
6.4 Besprechungsprotokolle
6.5 Projektjournal / Stundenerfassung
Zielsetzung & Themen
Ziel der Arbeit ist es, für Bestandsbauten aus drei verschiedenen Schweizer Gebäudeperioden optimale, nachhaltige und energieeffiziente Sanierungsansätze zu entwickeln. Dabei wird insbesondere untersucht, inwieweit durch optimierte Gebäudetechnik und Systemdenken signifikante Energieeinsparungen erzielt werden können, ohne die Gebäudehülle unverhältnismäßig kostenintensiv zu erneuern.
- Analyse und Vergleich dreier Schweizer Gebäudeperioden (1950–1969, 1970–1989, 1990–2005)
- Entwicklung von Standardlösungen zur energetischen Sanierung
- Beurteilung der Lösungsansätze anhand des Nachhaltigkeitsdreiecks (Ökonomie, Ökologie, Soziales)
- Bewertung des Einflusses von Gebäudetechnik, Gebäudeautomation und Gebäudehülle auf den Energieverbrauch
- Analyse der wirtschaftlichen Auswirkungen und des Ressourcenverbrauchs bei Sanierungsvorhaben
Auszug aus dem Buch
2.4.1 Einführung
Generell kann mit Bestandsbauten wie folgt umgegangen werden: Liegenschaft abbrechen, Neubau errichten Folgen: Wesentlich höhere Mieten, nicht sozialverträglich Totalsanierung mit Mieterauszug, Mieterwechsel Folgen: Mietzinserhöhung bis auf das doppelte, günstiger Wohnraum schwindet, sozial fraglich Keine Sanierung Folgen: Grosse Umweltbelastung und finanzielle Belastung für Mieter und Miterinnen, CO2-Ziele können nicht eingehalten werden Es kann auch saniert werden: Folgen: Mieter und Miterinnen verbrauchen in geringerem Masse Energie, haben tiefe Nebenkosten Die Bauherrschaft investiert für eine Werterhaltung, Kosten sind besser voraussehbar, Risiken der fossilen Wärmeerzeugung sind weitgehend minimiert, CO2-neutrales Wohnen sowie Vermarktungspotential Unmittelbar werden Unternehmen involviert – somit wird die Wertschöpfungskette im Inland verlegt und neue Arbeitsplätze sowie Know-how werden gefördert.
Obenstehende Überlegungen sind oft diskutierte Themenpunkte, wobei sich Investoren manchmal in einer Grauzone bewegen, weil manche Entscheidungen nicht sozial verträglich sind.
Zahlreiche Sanierungen scheitern nicht an der Finanzierbarkeit, sondern an den fehlenden Entscheidungsverfahren und Hilfsmitteln sowie an einer oft mangelhaften oder einseitigen Informationslage.
Die grössten Problemfelder und Barrieren: Um eine erfolgreiche Sanierung zu erreichen, müssen alle Beteiligten einbezogen werden. Die nachfolgenden Stichworte können am Anfang jeder Planung auftreten und müssen bei der Lösungssuche beachtet werden: mangelhafte Informationen und zu geringe Zeit zum Planen, bereits durchgeführte Teilsanierungen, Leistbarkeit sowie generelle Abneigung/Bewohnerstruktur.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Beschreibt die Ausgangslage des Schweizer Gebäudeparks, die Problemstellung hinsichtlich der Sanierungsrate und die Zielsetzung der Arbeit.
2 Hauptteil: Analysiert aktuelle Richtlinien, kategorisiert drei Gebäudeperioden anhand von Kennwerten und entwickelt spezifische Standard-Lösungsansätze zur Sanierung.
3 Schlussteil: Reflektiert die Ergebnisse der Diplomarbeit, zieht Schlussfolgerungen aus der Analyse und gibt persönliche Empfehlungen für Bauherren.
4 Ziel- und Arbeitsergebniskontrolle: Überprüft die Erreichung der gesetzten Muss-, Kann- und optionalen Ziele sowie der definierten Arbeitspakete.
5 Anhang A: Enthält detaillierte Berechnungstools, Validierungen und Simulationen, die als Grundlage für die Analysen im Hauptteil dienten.
6 Anhang B: Dokumentiert das Projektmanagement, den Projektantrag, Meilensteinpläne sowie Protokolle und die Stundenerfassung.
Schlüsselwörter
Energieeffizienz, Gebäudesanierung, Gebäudehülle, Wärmepumpe, Nachhaltigkeit, Gebäudetechnik, CO2-Gesetz, Heizungssysteme, Sanierungsstrategien, Graue Energie, Photovoltaik, Gebäudeautomation, Kreislaufwirtschaft, Bestandssanierung, Wärmeverbrauch
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Diplomarbeit primär?
Die Arbeit befasst sich mit der energetischen Transformation des Schweizer Gebäudeparks bis 2050 und untersucht, wie Bestandsbauten aus drei unterschiedlichen Bauperioden effizient und nachhaltig saniert werden können.
Welche zentralen Themenfelder werden in der Arbeit behandelt?
Die zentralen Themen umfassen die energetische Sanierung von Gebäudehüllen, den Einsatz moderner Gebäudetechnik, die Einhaltung gesetzlicher Richtlinien wie der MuKEn sowie die ökologische und ökonomische Bewertung von Sanierungsmaßnahmen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist es, Bauherren und Gebäudebewirtschaftenden maßgeschneiderte Standardlösungen anzubieten, die den Energieverbrauch senken und die Nachhaltigkeit fördern, ohne dass zwingend eine kostenintensive Gesamtsanierung der Gebäudehülle erforderlich ist.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Es werden typische Gebäudeperioden analysiert, Kennwerte ermittelt und mittels Berechnungstools (z. B. für Energieverluste, U-Werte und Umweltbelastung) mathematisch fundierte Vergleiche angestellt, um optimale Sanierungsstrategien abzuleiten.
Was deckt der Hauptteil der Arbeit inhaltlich ab?
Der Hauptteil analysiert aktuelle regulatorische Rahmenbedingungen, klassifiziert Gebäude anhand von drei Perioden, entwickelt für diese spezifische Standardlösungen und bewertet diese anhand eines Nachhaltigkeitsdreiecks und ökonomischer Kriterien.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Wesentliche Begriffe sind unter anderem Energieeffizienz, CO2-Neutralität, Wärmeerzeugung (z.B. durch Pellets oder Wärmepumpen), Gebäudeautomation und Kreislaufwirtschaft.
Warum spielt die Gebäudetechnik eine entscheidende Rolle für die Ergebnisse?
Die Analyse zeigt, dass die Gebäudetechnik oft das größte energetische Einsparpotenzial bietet, unabhängig vom Alter des Gebäudes, und eine technische Optimierung häufig kostengünstiger ist als eine bauliche Sanierung.
Welche Bedeutung kommt der "grauen Energie" bei der Sanierung zu?
Die Arbeit verdeutlicht, dass Bestandsbauten gegenüber Neubauten ökologische Vorteile durch bereits investierte graue Energie haben, weshalb der Erhalt und die intelligente Sanierung oft nachhaltiger sind als ein kompletter Abbruch.
Wie unterscheidet sich die Vorgehensweise bei den drei untersuchten Gebäudeperioden?
Die Perioden werden nach ihren spezifischen Baueigenschaften analysiert; während bei älteren Bauten oft der Fokus auf der Technik liegt, erfordern Bauten der mittleren und jüngeren Perioden differenzierte Mix-Strategien aus Gebäudehüllendämmung und technischer Aufrüstung.
- Arbeit zitieren
- Fabio Schiess (Autor:in), Energieeffiziente Gebäude. Analyse und Empfehlungen zu drei Schweizer Gebäudeperioden, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1187451
