Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
11
Expertentreffen Ostrava 2011
Präsentation
Christian EbokeDipl.– Ing. Arch. FH / TU
Energieberater (BAFA)
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
22
Gliederung - Übersicht
Tätigkeitschwerpunkte
FH Frankfurt
Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Potentiale Teschchien Erneuerbare Energie, thermische Solarenergie
Energieeffizienz in Gebäuden, Bestand I
Slowakisch – Österr. Energiepartnerschaft, Bestand II
Ansatzpunkte, Hausverwaltung, Sanierungsmaßnahmen, etc.
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
33
Tätigkeitsstationen
Freier Mitarbeiter u. a. EARM in Frankfurt/M.
Lehrauftrag FH- Frankfurt: Fachgebiet „Zukunftssicher Bauen“
Energieberatung und Gebäudesanierung
Energieausweise: Wohn- und Nichtwohngebäude
Realisierung von Projekten im Hochbau und Energieberatung
Energie- und Unweltbeauftragter der Stadt Babenhausen
Z.Zt. Energieberatung für die UNDP in Kasachstan
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
44
FH- Frankfurt am Main
FB 1 Architektur, Bauning., Geomatik Master, Bachelor) ZUSIBA, Landmanagement
Neu FB 2: Energieeffizienz und Erneuerbare Energien (Bachelor)
FB 2:Elektrotechnik: PV- Anlagen
FB 2: ÖKO Verfahrenstechnik
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
55
FH- Frankfurt am Main
Geomatik, Landmanagement (Fr. Prof.. Klärle): Solarkataster, Potential Analyse über alle EE in Kommunen
Rechner dazu im Internet unter : „Erneuerbare.com“
„ZUSIBA“ Zunftssicher Bauen“ seit Som.Sem. 2009:Bauökologie, Ressourc. Optimiertes Bauen, Bionik, Gebäudetechnologie, Bauen für extreme Natureinwirkung,Ökonomie, Planungsrecht, Projekt Hochbau (Projektarbeit, Betreuung von Masterarbeiten)
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
66
FH- Frankfurt am Main
Projekt Hochbau:Energetische Nachweise von Neubauten: Passivhausnachweis mit dem PHPPNichtwohngebäude, Büros, etc. nach DIN V18599,geplant dynamische Gebäude Simulation (Programm IDA ICE)
Sanierung: Sanierung nach DIN 4108 PHPP, geplant dynamische Gebäude SimulationSanierung von Nichtwohngebäude, Büros, etc. nach DIN V18599geplant dynamische Gebäude Simulation (Programm IDA ICE)
Betreuung von Masterarbeiten:Vakuumisolierung (VIP Dämmung) und Innendämmung bei denkmalschützten Gebäuden,Gebäudesanierung eines Lagergebäudes nach DIN V 18599,Aktuell: Passivhaussanierung Mehrfamilienhaus: Solarhaus, Nahwärme, vorfabrizierte Fassadenelement, ...
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
1. Kasachstan
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Das Kasachische Ministerium für Industrie und neue Technologien hat zusammen mit dem UNDP die Entwicklung des Nationalen Zentrums für Energieeffizienz initiiert. Es ist Teil der UNDP / GEF Projekte „Energy efficiency in municipal heating“ und „Energy efficient design and construction of residential buildings“.
Es soll als Sammelstelle von EE-Initiativen in Kasachstan dienen und beherbergt neben einem Bürokomplex von etwa 8.000 m² einen Ausstellungsbereich von etwa 2.000 m².
Der Name des Projektes ist zugleich Verpflichtung, bei Planung und Bau des Projektes sollen innovative energieeffiziente Konzepte und Technologien zur Anwendung kommen.
Das Projekt dient als Pilotprojekt, nach seiner Fertigstellung sind 3 weitere Zentren in anderen Regionen Kasachstans angedacht.
Der Auftrag besteht u. a. in der Analyse und Optimierung von Konzeption und Planung, mit dem Ziel, ein möglichst energieeffizientes Gebäude zu erhalten.
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Gebäudeform, Gebäudehülle, Ausrichtung
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Gebäudeform, Gebäudehülle, Ausrichtung
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Ebene 01 vorher
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Ebene 01 nachher
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Ebene 02 vorher
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Ebene 02 nachher
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Ebene 03 vorher
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Ebene 03 nachher
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Schnitt vorher
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Schnitt nachher
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
natürliche Belichtung
Bürogebäude Bleichstraße
Erstes vom Passivhausinstitut zertifiziertes Bürogebäude in Frankfurt.
Bauherr: Stiftung Waisenhaus
Architekten: B+V Architekten
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
2121
Slowakisch – Österr. EnergiepartnerschaftWohnbestand II
Professionelle Hausverwaltung als Schlüsselmaßnahme zur thermischen Sanierung
Projektbeteiligte:In 2006 wurde zwischen der slowakischen Energieagentur, österreichischen Bauträgern und dem IIBW (Institut für Immobilien, Bauen und Wohnen GmbH) zwei Werkverträge (Energiepartnerschaft) geschlossen mit dem Schwerpunkt der Plattenbausanierung.
Anreiz für die Sanierung von Plattenbauten : große Anzahl an seriell gefertigten Gebäuden in Schlechtem baulichen Zustand mit serieller Strategie zu sanieren.
Jedoch Probleme u.a. in rechtlicher, technischer, organisatorischer, finanzieller Hinsicht
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
2222
Slowakisch – Österr. EnergiepartnerschaftWohnbestand II
Das Thema der Plattenbausanierung wurde von den Projektbeteiligten eingegrenzt und konkretisieret.
In einen darauffolgenden Workshop wurde der oft fehlenden Hausverwaltung eine Schlüsselrolle heraus-gearbeitet.
Slowakei, Wohnungsbestand, Situation: Im EU- Vergleich einen unterdurchschnittlichen Wohnungsbestand.Ca. 350 Wohnungen je 1.000 Einwohner. Deutlich weniger als in der Tschechischen Republik und um 1/3 weniger als im EU- Schnitt.
Seit der Wiederveinigung von Ost- und Westeuropa ist der Bestand zu einem Drittel privatisiert worden (höchster Anteil der MOE Länder).
Über die Hälfte des Wohnungsbestandes sind Mehrwohnungsbauten.
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
2323
Slowakisch – Österr. EnergiepartnerschaftWohnbestand II
Die Slowaken geben 1/6 ihrer Haushaltsausgaben für Energie aus.
Das ist aufgrund des geringeren Einkommens aber gleichen Energiepreisen ca. dreimal so hoch wie im EU- Durchschnitt.
Trotz großer Bemühungen ist die Sanierungsquote in der Slowakei wie im EU- Schnitt recht bescheiden.
Großes Problem ist durch den verhältnismäßig großen Anteil an Wohnungs-Eigentümern eine Einstimmigkeitbei der Sanierungsentscheidung zu finden.
Als Entscheidungshemmnis kann auch das oftmals geringe Einkommen der Wohnungs-Eigentümern betrachtet werden.
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
2424
Slowakisch – Österr. Energiepartnerschaft Schlüsselrolle Hausverwaltung
Großes Manko im Wohnungsbestand ist neben der baulichen Mängel das vielerorts fehlende professionelle Hausverwaltung.
Die Professionalisierung der Hausverwaltung ist ein erster Zwischenschrittt zur umfangreichen energetischen Sanierung.
Vorteile einer professionellen Hausverwaltung: Heranführen bzw. Gewöhnen der Eigentümer bzw. Mieter an die regelmäßigen Zahlungen der
Bewirtschaftungskosten. Professionelle Hausverwaltungen organisieren begleiten Sanierungsmaßnahmen und regel auch
mit der Eigentümergemeinschaft die Finanzierung. Jahrelange Zahlungsdiziplin und einrichten eines Sanierungsfonds ermöglichen eine Finanzierung
einer umfassenderen Sanierung über ein Bankdarlehen. - Wohnungseigentum bedeutet Rechten und Pflichten. Die professionelle Hausverwaltung hilft dabei.
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
2525
Ansatzpunkte
In einem Seminar wurden folgende Ansatzpunkte definiert:
- Erhöhung der Kosten für den gesetzliche Verpflichtung eines Reperaturfonds von 50 €/ct/m².
- Auflegen von Contracting Modelle sind wegen der hohen Heizkosten sinnvoll.
- Steigerung des Anteils an Eigentümergemeinschaften durch gesetzlichen Beschluss.
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
2626
Sanierungsmaßnahmen im Wohnungsbau
Neue Fenster,
Dämmung der Außenwände und obere Geschoßdecke bzw. des Dachs, (ca. 70 % der Kosten)
Anlagentechnik: Hydraulischer Abgleich, Einbau von Effizienzpumpe,
Installation von Messgeräten zur Erfassung der Wärmeabgabe,
Durch Informationsveranstaltung Schulung der Bewohner in ihrem Nutzerverhalten,
Ca. 30 % Einsparung möglich.
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
2727
Ausblick
Entwickeln eines (studentischen) Pilotprojektes (Wohnungsbau) unter EU-Förderung,
mögliche Unterthemen: - Prof. Hausverwaltung,- Finanzierung, Contracting Modelle- Dabei Überprüfung der Nahwärmeversorgung (BhKW) in Hinblick auf Biomasse, Abfall, KWK, etc. …..
Mögliches Sanierungsziel „Passivhaus“
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
2828
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Bearbeitungsziel Passivhaus
Definiton: Heizwärmebedarf maximal 15 kWh/m²a Primärenergiebedarf maximal 120 kWh/m²a Überhitzungshäufigkeit unter 5 % (Temperaturen über 25 °C)
Datengrundlage: Bruttofläche: 8.900 m² Geschosse: 3 Stockwerke (Sockel), 9 Stockwerke (Hochhaus) Energiebezugsfläche: 7.565 m² = Nettogrundfläche A/V: 0,26 Volumen: 42.050 m³ Innentemperatur: 20°C Referenzklima: Astana Nachweis: Passivhausprojektierungspaket (PHPP)
Wärmeschutz: Außenwand: U = 0,106 W/m²k, [D = 32 cm, WLG 0,035 W [mk], Beton = 15 cm] Dach: U = 0,136 W/m²k, [D = 25 cm, WLG 0,035 W [mk], Beton = 18 cm] Bodenplatte: U = 0,130 W/m²k, [D = 25 cm, WLG 0,035 W [mk], Beton = 18 cm] Transparente Bauteile (Fenster, Oberlichter): U = 0,47 W/m²k, g-Wert: 0,72
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Wärmebrücken: Ausführung der relevanten baukonstruktiven Details (z. B. Auskragungen) mit einem
Wärmebrückenfaktor von weniger als 0.010 W/mK (Wärmebrückennachweis über Thermografie) Verbesserung des A/V Verhältnisses (Hüllfläche / Gebäudevolumen) durch Verglasung
des offenen Bereiches in Ebene 01 (Beheizter Bereich)
Wärmegewinne: Passive Nutzung der Solarstrahlen über die Verglasung g-Werte = 0.72 Interne Wärmegewinne 3,5 W/m² (Bürogebäude) Speichermassen aus Beton, unbekleidete Decken
Sommerlicher Wärmeschutz: Fensterflächenanteil max. 40 % der Innenwandfläche Interner und externer Sonnenschutz Interner Sonnenschutz möglich durch Nachtauskühlung und Querlüftung des Gebäudes (öffenbare Fenster, Atrium) Ohne Querlüftung und Nachtlüftung Gefahr der Überhitzungshäufigkeit größer als 5 % Pflanzen in der Zwischenzone in Ebene 01 (Verdunstungskühlung) ggf. Seewassernutzung (Wärmepumpe, Verdunstungskühlung) Speichermassenutzung, unbekleidete Decken und Wände
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Mechanische Lüftung: Minimierung der Lüftungswärmeverluste durch luftdichte Gebäudehülle Luftwechselrate: min. 0,3 1/h, Volumenstrom 9.000 m³/h Lüftungsanlage mit Zu- und Abluft und Grad der Wärmerückgewinnung > 70 % Luftwechsel bei Drucktest n50, 1/h Wert = 0.60 (Blower-Door-Test) Luftvorwärmung-Kühlung über Erdkanal Übergangszeit (April bis Oktober): Manuelles Lüften über die Fenster möglich Betonkernaktivierung mit Luft
Tageslicht: Verbesserung des Tageslichteinfalls im Sockelgebäude durch das Öffnen des Daches
(Atrium) Öffnen der Wände um den Veranstaltungs- und Ausstellungsbereich und im Mezzanin Geschoßhohe Fenster mit Lichtlenkelementen im oberen Bereich der Fenster, Wegfall des
Sturzes Weiß gestrichene, gerichtete Decke Öffenbare Oberlichter in den Trennwänden der Bürogeschoße (Unterstützung der
Nachtlüftung) Trennwände aus Milchglas Geschoßdecke im Mezzanin aus lichtstreuendem, begehbaren Glas, Oberlichter in der Flurzone in Ebene 03 des Sockelgebäudes
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Effiziente Stromnutzung / Energiemanagement: Reduktion des Stromverbrauchs durch bessere Tageslichtnutzung Einsatz von LED Beleuchtung Verwendung von MSR-Technik (z.B. „smart meter“, Präsenzmelder) Effiziente Anlagentechnik (Drehzahlgesteuerte Pumpen, Ventilatoren, etc.) Stromsparende Bürotechnik, z. B. TFT Bildschirme, Notebooks, etc. Schulung der Mitarbeiter in energieeffizientem Verhalten
Energiecontrolling: stetige, systematische Beobachtung des Energieverbrauchs im Gebäudebetrieb zur weiteren
Verbrauchsreduzierung a) Energieverbrauchsdaten: wie Objekt- und Nutzerdaten, Verbrauchsdaten, Kosten, etc., b) Betriebsdaten: wie Anlagendaten, Störungsmeldung
Automatische, softwaregestützte Datenaufnahme ist einer manuellen Aufnahme vorziehen (Personalaufwand).
Die Datenübertragung erfolgt durch spezielle Verbrauchszähler per Ferndatenübertragung an einen zentralen Rechner
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Ergebnisse Heizwärme und Primärenergiebedarf (nach PHPP): Zur Erzeugung des Restwärmebedarfs wurden vier Optionen untersucht. In allen Optionen wurden die
gleiche hochwärmedämmende Gebäudehülle, mechanische Lüftung mit Wärmerückgewinnung, Erdkanal, Nachtauskühlung und Bauteilaktivierung gewählt.
1. Option 01 - Holz-Pelletkessel 2. Option 02 - 80% Erdwärmepumpe, 20% Fernwärme (ohne KWK) 3. Option 03 - Fernwärme ohne KWK 4. Option 04 - Fernwärme mit KWK (35 bzw. 70 %) Der maximale Heizwärmebedarf von 15 kWh / m² a wird bei allen Optionen eingehalten, ebenso wird die
Überhitzungshäufigkeit von max. 5% nicht überschritten. Die Wahl der Anlagentechnik zur Abdeckung des Restheizwärmebedarfs hat einen wesentlichen Einfluss
auf den Primärenergiebedarf:
1. Option 01 - 64,1 kWh / m² a (= 76,92 KJ/m²a Kd) 2. Option 02 - 87,0 kWh / m² a (= 104,4 KJ/m²a Kd) 3. Option 03 - 104,1 kWh / m² a (= 124,9 KJ/m²a Kd) 4 Option 04 - 35 % KWK: 93,4 kWh / m² a (= 112,8 KJ/m²a Kd) 70 % KWK 85,4 kWh / m² a (= 102,5 KJ/m²a Kd)
Der niedrigste Primärenergiebedarf wird aufgrund des niedrigen Primärenergiefaktors von 0,2 (für Holz) bei der Verwendung eines Holz-Pelletkessels erreicht.
Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke
Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan
3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz
Photovoltaik: In der Fassade auf ca. 200 m² angeordneten Photovoltaikelemente werden zur Stromerzeugung
verwendet und erzeugen ca. 250.000 kWh / a. Das entspricht 66,1 kWh / m² a und spart etwa 14,2 kg / m² a an CO2 Ausstoß ein.
Der CO2 Ausstoß des Gebäudes liegt bei 16,0 kg / m² a, aus der Differenz ergibt sich effektiv ein jährlicher CO2 Ausstoß von 1,8 kg / m² a (oder absolut von 13,62 t / a) für das Bauwerk.
Ausblick:
Überprüfung der Ergebnisse mit Hilfe der dynamischen Gebäudesimulation in Hinblick auf:
a) Verteilung des Tagelichtes in den Räumen unter Berücksichtigung der elektrischen Beleuchtungb) Einhaltung des sommerlichen Wärmeschutzes bzw. Wirksamkeit des innenliegenden Sonnenschutzesc) Genauere Betrachtung der verglasten „Pufferzone“ in Ebene 01d) Bauteilaktivierung und Nachtauskühlunge) Optimierung des CO2 Ausstoßes mit dem Ziel eines „Zero-Emission-Building“f) Seewassernutzung, Nachhaltigkeit (DGNB, LEED)
Gebäude nach Passivhausbauweise lassen sich bei entsprechend sorgfältiger Planung wohl überall auf der Welt realisieren.