ERFA-Seminar: Graue Energie

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MINERGIE® ERFA-Seminar „Graue Energie“

SG-001-A-ECOFoto Sabrina Scheija

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„Mensch ärgere Dich nicht, denn aus Erfahrung wird man klüger!“

Aus Fehlern und Erfolgenlernen!!!

MINERGIE® – ERFA Seminar Graue Energie I 16.04.2013

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„Hygiene und Reinigung im Umfeld der Komfortlüftung“


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Partner mit grossem Verantwortungsbewusstsein


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Expertenreferat Theorie und Praxis


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„Fachsimpeln“


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Fallbeispiel aus der Praxis (Seminar Teilnehmer)


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Workshop


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Netzwerk entlang der WertschöpfungsketteGU-Architekt-Fachplaner-Unternehmer-, Zertifizierungsstelle, etc.


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ERFA-Seminare dienen auch dem Kompetenzerhalt


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Welche Themen an ERFA-Seminaren künftig behandelt werden sollen, bestimmen Sie


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Programm


Von Bis Thema Referent

0900 0905 Begrüssung ERFA-Seminar „Graue Energie“ St. Gallen Chr. Röthenmund0905 0920 Einleitung ins Fachgebiet „Graue Energie“ Severin Lenel0920 1010 Expertenreferate: Nachweis der „Grauen Energie“

1. Allgemeine Informationen zum Nachweis 2. Spezifische Aspekte Nachweis MINERGIE-A3. Spezifische Aspekte Nachweis MINERGIE-ECO4. Diskussion / Fragestellung

Severin LenelBastian BurgerRobert Minovsky

1010 1040 Kaffeepause1040 1110 Planungshilfsmittel „Graue Energie“

Bestehende Softwarehilfsmittel und spezifische EigenschaftenDiskussion / Fragestellung

1110 1200 Erfahrungsaustausch der Seminarteilnehmer 1. Gemachte Erfahrungen bezüglich Aufwand, Einfachheit und

Optimierungsmöglichkeiten2. Erkenntnisse und Nutzen aus den Ergebnissen der

Nachweise 3. Fazit durch die Gruppensprecher

Bastian BurgerRobert MinovskyChr. Röthenmund

1200 1330 Stehlunch

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− sgsfd



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Abschluss und weitere Schritte

1. Ausfüllen Kursbewertung2. Download der Referate (link per Email)3. Gruppenfoto 4. Stehlunch


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In diesem Sinne eine gute und sichere Heimreise


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Intep – Integrale Planung GmbH


Grey matter

matters

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Graue Energie

−Graue Energie ist die gesamte Menge an nicht erneuerbarer Primärenergie, die für alle Prozesse eines Baustoffs oder eines Energieträgers über seinen ganzen Lebenszyklus aufgewendet wird.

−Graue Energie ist ein aussagekräftiges Mass für den Aufwand an nicht erneuerbaren energetischen Ressourcen eines Baustoffs.

−Die Daten sind von guter Qualität.


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Was steckt in der Grauen Energie?


Rohstoffe Herstellung Transporte Verarbeitung Entsorgung

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Beispiel Graue Energie: Verpackung


132 g Energiewert: 2.2 MJ 6g Aluminium: 0.91 MJ16g PET: 1.42 MJ1g Papier: 0.03 MJTotal Packaging: 2.36 MJ

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Zum Vergleich


1 Profi-Velorennfahrer200 Watt Dauerleistung3.3 Stunden

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SIA-Merkblatt 2032 (1)

−Methodik für die Berechnung der Grauen Energie von Neubauten, Umbauten, Gebäudeteilen sowie einzelner Bauteile

−Dabei wird der ganze Lebenszyklus betrachtet−Die Graue Energie eines Gebäudes soll immer zusammen

mit der Betriebsenergie betrachtet werden.


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SIA-Merkblatt 2032 (2)


Nicht einbezogen: Sicherheits-, Kälte- und Transportanlagen, einge-bautes Mobiliar, Umge-bungund Ausstattung Gebäude, Transporte auf Baustelle

Bezugsgrösse: GF, allenfalls EBF

Bilanzperimeter: ganzes Gebäude, inkl.

Haustechnik und Anla-gen zur Gewinnung

erneuerbarer Energie, Aussenanlagen

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Nutzungsdauer Gebäude / Bauteile


Rohbau Fenster, Ausbau Technik, Oberflächen

Ca. 30 Jahre Ca. 30 Jahre Ca. 30 Jahre

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KBOB/IPB/eco-bau Empfehlung 2009/1

−Die Liste enthält Daten zu einer Vielzahl von Baumaterialien, Gebäudetechnikkomponenten, Energieträgern und Transporten im Baubereich.

−Verfügbare Wirkungskategorien:•UBP•Primärenergie gesamt•Primärenergie nicht erneuerbar•Treibhausgasemissionen.

−Die „Ökobilanzdaten im Baubereich“ sind die Basis für •SIA 2031 „Energieausweis für Gebäude“•SIA 2032 „Graue Energie von Gebäuden“•SIA 2039 „Siedlungsinduzierte Mobilität“•SIA 2040 „Effizienzpfad Energie“


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KBOB/IPB/eco-bau Empfehlung 2009/1


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Wie stehen die Gewichte zueinander?


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Graue Energie: grosser Anteil an Umweltbelastung


Gebäude 1 Gebäude 2 Gebäude 3 Gebäude 4 Gebäude 5 Quelle: AHB Stadt Zürich

Graue Energie von Instandsetzungen (Werte in MJ/m2a)

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Graue Energie und Betriebsenergie


0

10

20

30

40

50

60

MINERGIE-A MINERGIE-P-ECO MINERGIE-ECO SIA Effizienzpfad

kWh/

m2a

Betrieb Graue Energie

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Vergleich Primärenergie nicht erneuerbar


0

200'000

400'000

600'000

800'000

1'000'000

1'200'000

Referenzgebäude Variante MINERGIE-P fossil Variante ZeroEmission

Prim

ären

ergi

e ni

cht e

rneu

erba

r [M

J/a]

Material Baustruktur&Hülle Haustechnik Betrieb Summe PEne

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Vergleich CO2-Emissionen


0

10'000

20'000

30'000

40'000

50'000

60'000

Referenzgebäude Variante MINERGIE-P fossil Variante ZeroEmission

CO

2-E

mis

sion

en [

Kg

CO

2-eq

/a]

Material Baustruktur&Hülle Haustechnik Betrieb Summe CO2-Eq

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Grenzen der Grauen Energie


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Grau, teurer Freund, ist alle Theorie und grün des Lebens goldner Baum.

Johann Wolfgang von Goethe

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.

MINERGIE® – ERFA Seminar Graue Energie I 16.04.2013Danke für Ihre Aufmerksamkeit.

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Inhalt

Bilanzperimeter Tools zur Berechnung der Grauen Energie Grenzwerte ein guter Antrag Wie wird kontrolliert? Sonderfall: Baumaterial nicht im Katalog- was nun? Vereinfachte Erfassung von Innenbauteilen Knackpunkte bei der Erfassung Anforderungen Minergie-A Anrechenbarkeit von Photovoltaik Genauigkeit der Erfassung Planungshilfen


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Bilanzperimetergrenze

−Gebäudehülle beheizt und unbeheizt

− Innenbauteile: Innenwände und Decken

−Haustechnik (Erdsonde, PV, Solarkollektoren, Heizungs-, Kühlung-, Lüftung-, Sanitär- und Elektroanlagen)

−Aushub


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Bilanzperimeter zur Berechnung der Grauen Energie

− Schlussbericht > Systemnachweis MINERGIE-ECO− SIA 2032


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Beispiele


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Tools zur Berechnung der Grauen Energie

− LESOSAI−Bauteilkatalog− Thermo 6

−Grundlage SIA Merkblatt 2032 „Graue Energie von Gebäuden“

−Datengrundlage der Baustoffe: KBOB-Empfehlung "Ökobilanzdaten im Baubereich"

−Graue Energie in MJ/m2EBF*a

−Grenzwerte / Objektwert


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LESOSAI

− Energienachweis•SIA 380/1•Wärmebrückenkatalog•Materialdatenbank

− Tageslichtberechnung•SIA 380/4

−Berechnungsmodul PV und Solarthermie


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LESOSAI

− Format gbXML importieren (Revit, ArchiCAD, Sketchup, …)−Wizard (Assistent) für Vorprojekt und Renovierung− Klassisch anhand von Plänen

➞ www.lesosai.com


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Bauteilkatalog


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Bauteilkatalog

−U-Wert−Ökologische Kennwerte: UBP 06, Treibhausgasemission,

Primärenergie gesamt➞ www.bauteilkatalog.ch


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Thermo 6


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Thermo 6

−Betriebsenergie (SIA 380/1)− Zur Zeit für Neubauten

➞ www.thermo-bauphysik.ch


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LESOSAI / Bauteilkatalog / Thermo


Kommunikations-plattformmit Zertifizierungsstelle

Graue Energie

Tageslicht Vorgaben-katalog

Bewertung / Resultate

Online Nachweisinstrument MINERGIE®-ECO

Bauteil-katalog

Tageslicht-Tool

MINERGIE®-ECO

I

II

Betriebs-energie

Diverse Software SIA 380/1

LESOSAI ab Version 7.1Evtl. weitere Software, welche die ECO-DLL‘s verwenden

Nachweisinstrument MINERGIE®-ECO

Tageslicht-Tool

MINERGIE®-ECO

THERMO 6III

Online Nachweisinstrument

MINERGIE®-ECO

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Grenzwert – Projektwert Graue Energie


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Grenzwerte MINERGIE

MINERGIE-A:50 kWh/m2a

MINERGIE (-P / -A)- ECO:


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Wann ist ein Nachweis der grauen Energie gut prüfbar?

−Nachvollziehbarkeit−Gute Dokumentation (Pläne, Auszüge)−Ausdrucke der Zusammenstellung und Einzelbauteile− Konsistent mit der Heizwärmebedarfsberechnung SIA380/1−Auswahl der richtigen Bauteile− Komplette Haustechnik eingerechnet

(PV, Heizungserzeugung, Heizungsverteilung, g.g.f. Erdsonde, Elektroinstallation, Lüftung, Sanitär)

−Achtung auf Bilanzperimeter


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Praxisbeispiel

−Grundlagen zum SIA380/1


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Praxisbeispiel

−Grundlagen zur grauen Energie


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Praxisbeispiel

−Auszug und Übersicht


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Praxisbeispiel

−Auswertung Bauteile


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Kontrolle durch die Zertifizierungsstelle


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Baustoff nicht in Katalogen vorhanden-was nun?


Gibt es kein näherungsweise passendes Material, so kann ein «Platzhalter» verwendet werden.

BSP. Schafswolle gedämmt Holzständerwand

Schafswolle wird nicht aufgeführt-Internetrecherche ergibt 16.4 MJ/kg Graue Energie , Dichte 30 kg/m3 (Quelle belegen!)

-> (16.4 MJ/kg) * (30 kg/m3) = 492 MJ/m3

Ständerwand hat 25 cm Dämmstärke-> 492 (MJ/m3) * 0.25 m = 123 MJ/m2

Amortisationszeit 40 Jahre-> 123 (MJ/m2) / 40 Jahre = 3.075 MJ/(m2/a)

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1. Möglichkeit: Dämmstärke anpassen


1. Entsprechende Konstruktion auswählen

2. Dämmstärke anpassen

-> 25 cm Schafswolle entsprechen 26.4 cm Steinwolle

Dichte beachten!!

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2. Möglichkeit: Platzhalterbauteil (1)


1. Auswahl Materialien mittels KBOB-Material-Liste (oder Literaturwerten)


2. Zusammenstellung Konstruktion in Xcel:• Materialien• ID-Nummer (gem. KBOB)• Dicke• Dichte• Amortisationszeit• GE / m2 (oder pro kg; gem. KBOB)• GE total (über Ausmass)

GE des Bauteils (absolut in MJ)

3. Wahl Platzhalterbauteil• Bauteil aus gleicher Kategorie wählen• Anpassung der Bauteilfläche bis absoluter Wert mit eigener Berechnung übereinstimmt

4. Deklaration• Im Report unbedingt handschriftlich vermerken, welches der Platzhalter ist

2. Möglichkeit: Platzhalterbauteil (2)

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Erfassen der Bauteile Neubau und Modernisierung

1. Detaillierte Erfassung nach Elementengruppegemäss Hochbau eBKP-H

2. Vereinfachte Erfassung anhand von Standard-konstruktionen und Durchschnittswerten


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Vereinfachte Erfassung: Neubau

Gebäude−Raumhöhe [m]−Geschossfläche [m2]− Energiebezugsfläche [m2]−Anzahl Stockwerke

unbeheizt−GF unterirdisch [m2]−Anzahl Stockwerke unter

Terrain− unbeheizte Fläche ausser-

halb des Gebäudes [m2]

Ergibt:➞ Aushub [m3]


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Zwischendecken− Schallschutzanforderungen− Konstruktionstyp− Deckenstärke➞ Auswahlsystem

Innenwände− Schallschutzanforderung− Konstruktionstyp− Grundrisstyp➞ Auswahlsystem



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Vereinfachte Erfassung: Beispiel Innenwände

3 Grundrisstypen


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Haustechnik− Erdsonde [Ja/Nein]−MINERGIE-Standard [Auswahl]− PV-Anlage [m2]− Sonnenkollektoren [m2]


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Vereinfachte Erfassung: Modernisierung

−Bauteile erfassen, die einer Massnahmen unterzogen werden.

− streichen ≠ Massnahme−Neue Gebäudeteile

(Unterkellerung oder Aufstockung) = Neubau

Gebäude−Raumhöhe [m]− Energiebezugsfläche [m2]Zwischendecken− keine Angaben erforderlichInnenwände−Grundrisstyp [Auswahl]− Konstruktionstyp [Auswahl]− Eingriffstiefe [Auswahl]Haustechnik− analog Neubau


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Weiterführende Informationen

− Schlussbericht System-nachweis MINERGIE-ECO

−Anhang zum Schlussbericht

− SIA Merkblatt 2032 „Graue Energie von Gebäuden“

− Faktorthemenheft 35 «Material»


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Mögliche Knackpunkte beim Nachweis der grauen Energie?

− Perimeter−Amortisationszeiten−Haustechnik− Eingabe im Bauteilkatalog (PV, Wärmeerzeugung)−Bauteile ECO im Bauteilkatalog


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Perimeter am Beispiel von Ersatzneubauten

Ausgangslage:−Bestehendes Gebäude bis auf den Keller und die

Bodenplatte abgebrochen.Was ist in der grauen Energie des Neubaus nicht einzurechnen?


HLSE

Bodenplatte/Keller

Aushub

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Haustechnik

Vollständigkeit beachten:−Wärmeerzeugung, Erdsonde zu WP separat erfassen−Wärmeverteilung− Lüftungsanlage− Sanitäranlagen− Elektroanlagen (mind. Mittlerer Installationsgrad)− Sonnenkollektoren, Warmwasser und Heizung− Solarstromanlage


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Haustechnik

− Eingabe der Projektdaten, Reiter «MINERGIE-A»Nur für die Berechnung des Grenzwertes ECO


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Haustechnik

−Verwendung des Bauteils Haustechnik Wohnenüber die vereinfachte Erfassung


Zusätzlich zu erfassen:- Wärmeerzeugung- Wärmeverteilung

- Solaranlagen

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Anforderungen Graue Energie bei MINERGIE-A


Kat. I+II (Wohnen EFH+MFH) Grenzwert Bemerkungen

Neubau 50 kWh/(m2*a) • Nachweis zwingend• Kompensation mit PV möglich• Das ganze Gebäude ist zu

erfassen

Modernisierung (vor 2000) 50 kWh/(m2*a) • Nachweis ist nur auf Wunsch ZS nachzureichen

• Kompensation mit PV möglich• Nur neue Materialien /

Bauteile sind zu erfassen

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Anrechenbarkeit von Photovoltaik


nur beim Grenzwert von MINERGIE-A möglich, Grenzwerte von –ECO sind unveränderbar!

Anrechenbarkeit PV-Produktion

Wird eine Kennzahl Wärme von unter 0 kWh erreicht, so kann der Betrag der Differenz vom berechneten Wert der GE abgezogen werden (analog bei Grenzwert 15 kWh, wenn PV installiert ist und diese Menge produziert wird)

⇒ Bedingung: PV-Anlage in der GE enthalten

Bsp:Kennzahl Wärme: -5.4 kWh/m2, GE: 52.8 kWh/m2

⇒ 52.8-5.4 = 47.4 kWh/m2 ≤ 50 kWh/m2 ⇒ erfüllt

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Einfluss zusätzlicher PV-Leistung


Graue Energie pro kWp: 275.9 kWh/kWp

Ertrag pro kWp: 800 kWh/kWp (Standardwert)

Gewichteter Ertrag (Gewichtung 2) 1600 kWh/kWp

Gewichteter «Gewinn» GE 1600-275.9 = 1324.1 kWh/kWp

Beispiel EFH, 180m2

KZW= 0 kWh/m2

GE= 54.2 kWh/m2

Wieviel zusätzliche PV-Leistung ist nötig zur Erfüllung?

54.2-50 =4.2 kWh/m2 muss ausgeglichen werden 1324.1 (kWh/kWp) / 180m2 = 7.36 kWh/(kWp*m2) 4.2 (kWh/m2) / 7.36 kWh/(kWp/m2) =

0.57 kWp sind nötig zur Erfüllung der Anforderung an die graue Energie

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Intep – Integrale Planung GmbHMINERGIE® – ERFA Seminar Graue Energie I 16.04.2013

Mit welcher Genauigkeit müssen Bauteile für die Berechnung der Grauen Energie erfasst werden?

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Genauigkeit der Erfassung - Grundsätze

− 100% der Flächen müssen erfasst werden, d.h. die Flächen der thermischen Gebäudehülle müssen mit denjenigen im Energienachweis nach SIA 380/1 übereinstimmen.

−Mindestens 80% der Bauteilflächen müssen den tatsächlichen Bauteilen entsprechen

− Für die restlichen 20% können zutreffende Näherungen verwendet werden (Bauteile mit sehr ähnlichem Aufbau, die keine wesentliche Abweichungen bezüglich Grauer Energie aufweisen)


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Genauigkeit der Erfassung – Beispiel 1

− Ein Gebäude mit 4 Geschossen weist einen Sockel von 35 cm Höhe auf, welcher einen leicht anderen Bauteilaufbau aufweist (Beton anstatt Backstein, 1 cm dickerer Verputz).

−Der Flächenanteil beträgt rund 3% der Fassadenfläche. −Der Bauteilaufbau des Sockels muss nicht separat erfasst

werden, falls die restlichen «Vereinfachungen» weniger als 17% betragen. Er kann z.B. durch das Bauteil der opaken Fassadenteile ersetzt werden.


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Genauigkeit der Erfassung – Beispiel 2

− Ein Gebäude weist eine hinterlüftete Fassadenverkleidung aus Holz auf. Auf der Westfassade soll eine witterungsbeständigere Verkleidung angebracht werden. Es soll ein 4 mm dickes Aluminiumblech zur Anwendung kommen.

−Das Aluminiumblech weist eine Graue Energie von rund 1600 MJ/m2 auf, die Holzverkleidung von etwa 70 MJ/m2.

−Der grosse Unterschied zwischen der Grauen Energie einer Holz- und einer Aluminiumverkleidung erlaubt es nicht, die gesamte Fassade nur mit einem Bauteil zu erfassen.



Werkzeuge zur Grauen Energie auf der MINERGIE-Website

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Planungshilfe MINERGIE-ECO: Anleitung GE

−Graue Energie gemäss SIA 2032−Berechnung der Projektwerte−Grenzwerte −Weiterführende Literatur


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Planungshilfe MINERGIE-ECO: FAQ-Liste

−Allgemeines−Ausschlusskriterien− Schallschutz− Innenraumklima−Gebäudekonzept−Materialien u. Bauprozesse−Berechnung Tageslicht−Berechnung Graue Energie


Documents

ERFA-Seminar: Graue Energie