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Innovative Plus-Energie-Gebäude mit erneuerbarer Energie

Raphael Bointner

Im Rahmen des „Symposiums Plus-Energie-Gebäude“

Prechtlsaal, TU Wien, 28. November 2011

Gebäudeintegration

Rechtlicher Rahmen

EU 20-20-20 Ziele

Gebäuderichtline 2010/31/EU „Niedrigst-Energie-Gebäude“ – Nationale Definition bis Juli 2012

Ab 2019 für Gebäude der öffentlichen Hand

Ab 2021 für ALLE Renovierungen und Neubauten

Geschultes Fachpersonal

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Europäische Zielvorgabe zur CO2-Reduktion gemäß der EU Low-Carbon-Roadmap 2050, KOM(2011) 112

„Emissionssenkung um 80 % bis 95 % in der EU“

Rechtlicher Rahmen

Definition vonPlus-Energie-Gebäuden

Quelle: Marszal et al. 2011

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Quelle: Hernandez, Kenny: „From net energy to ZEB“, Energy and Buildings No. 42, 2010

Prim

är

Sekundär

Definition vonPlus-Energie-Gebäuden

Definition vonPlus-Energie-Gebäuden

• Ausgeglichene Primärenergiebilanz des jährlichen Energiebedarfs im Betrieb

• Grundstücksgrenze = Systemgrenze

• Einsatz von Biomasse und Fernwärme falls nötig

• Anbindung ans Stromnetz (Bezug / Einspeisung)

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• Potenziale aktiver und passiver Energieerträge von Bauteilen mit Nutzung erneuerbarer Energiequellen

• Energieeffiziente und ökologische Gestaltung von Gebäudebauteilen unter Berücksichtigung der Kosten

Vom Passivhaus zum Plusenergie-Haus der Zukunft.

Gebäudeintegration

• Institut für Energiesysteme und elektrische Antriebe, Energy Economics Group

• Institut für Energietechnik und Thermodynamik

• Institut für Hochbau und Technologie

• Institut für Architektur und Entwerfen, Arbeitsgruppe Nachhaltiges Bauen

• Gruppe Angepasste Technologie, Verein an der TU Wien

Gebäudeintegration - Team

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Architektur

Standort / Klima

Nutzerdaten (z. B. Nutzerverhalten,…)

Gebäudehülle / Bauteile

Konversionsfaktoren

Energiewandler (therm./elektr.), (erneuerbar/fossil)

Stromverbrauch

Innere Wärmequellen

…

Eingabedaten Gesamtmodell

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Übersicht Modellgebäude

Annahmen für Wohngebäude:WNFL = (BGF – AAußenwände) *0,9AAufenthaltsräume = WNFL*0,75~ 43 m² WNFL/Pers.Annahmen Büro:25 m² NGF/APL

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Beispiel Wohngebäude: Einfamilienhaus mit geneigter Dachfläche

Typ: EinfamilienhausKürzel: EFHsBeschreibung: "durchschnittliches" Einfamilienhaus in Passivhausbauweise (maximale 

Fördergröße laut österreichischen Wohnbauförderungsgesetzen 130 m² ‐ 150 m² NFL, durchschnittliche NFL bei Wohnungen von Hauseigentümern 2008 laut Mikrozensus Statistik Austria 134,1 m²) mit einhüftigem Satteldach

Baukörper: kompakter Baukörper (quadratischer Grundriss), 2 Geschosse (RH = 2,6 m), nicht unterkellert, einhüftiges Satteldach

BGF: 179,36 m²WNFL: 126,11 m²Volumen: 635,55 m³Hüllfläche: 440,62 m²AV‐Verhältnis: 0,69

Nutzung: Normnutzung für Einfamilienhäuser lt. ÖNORM B 8110‐5Personenbelegung: statistisch:           2,96 Personen

berücksichtigt:    3 Personen

Varianten: 3 Varianten durch Vergrößerung der Glasfläche in der SüdfassadeEFHs_V1:mindesterforderliche Belichtungsfläche nach OIB RL 3 (davon 10% 

nach Norden, je 25% nach Osten und Westen, 50% nach Süden)EFHs_V2:doppelte Glasfläche in der SüdfassadeEFHs_V3:4‐fache Glasfläche in der Südfassade

GebäudeintegrationLangjähriger, halbsynthetischer Klimadatensatz von 1978-2007

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Beispiel Einfamilienhaus

1 mindesterforderliche Belichtungsfläche nach OIB RL 3

2 Doppelte Glasfläche Süd

3 4-fache Glasfläche Süd

Beispiel Einfamilienhaus

1 mindesterforderliche Belichtungsfläche nach OIB RL 3

2 Doppelte Glasfläche Süd

3 4-fache Glasfläche Süd

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Beispiel Einfamilienhaus

Temperaturverhalten des Testraums im Einfamilienhaus mit großer südorientierter Glasfläche (V3)

Beispiel Einfamilienhaus

Standardgeräte oder effiziente Haushaltsstromgeräte?

Standard-Haushaltsgeräte 30,30 kWh / m²a

Effiziente Haushaltsgeräte 21,05 kWh / m²a

18,5 kWh / m²(BGF)a PV-Ertrag in Radstadt (20m² PV-Anlage)16,2 kWh / m²(BGF)a PV-Ertrag in Wien (20m² PV-Anlage)

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Beispiel Einfamilienhaus

Beispiel Einfamilienhaus

Bewertungsgrundlage für Netzeinspeisung:Substitution des Grenzkraftwerkes durch Merit-Order-Effekt

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Beispiel Einfamilienhaus

GebäudeintegrationKosten der Eigenstromversorgung am Standort

Wien (bis 2050)

BetrachteteKombinationPhotovoltaik/ Windkraft

Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4

Photovoltaik allein

Photovoltaik und Windkraft

Photovoltaik und Wind mit 50%

Investitionszuschuss für Wind

Windkraft allein

Barwert t0 € 3.576 -€ 230 € 7.662 -€ 2.535

Break-even 8,6 Jahre 19,1 Jahre 8,6 Jahre 35,6 Jahre

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GebäudeintegrationKosten der Eigenstromversorgung am Standort

Wien (bis 2050)

Wände: Holzständerkonstruktion & Stroh bzw. Beton & EPS

Warmdach: Massivholz & Stroh bzw. Stahlbeton

Ökologie – Primärenergieinhalt

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Maßnahmenkatalog „+Energie“

1. Passivhausstandard

2. Nutzung passiver Wärmequellen

3. Effiziente Geräteausstattung

4. Nutzung erneuerbarer Energiequellen vor Ort

5. Lieferung von erneuerbarer Energie

1. Projektendbericht „Gebäudeintegration“

2. EU-Projekt AIDA• Studienreisen, Unterstützung für Gemeinden bei der Planung

• Mitmachen möglich! Infos: Karl Höfler AEE-INTEC, Raphael Bointner; TU Wien

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Ausblick Frühjahr 2012

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Gebäudeintegration

(Vorläufige) Schlussfolgerungen• Plus-Energie-Gebäude sind grundsätzlich – auch

mit ökologischen Materialien - möglich• Erneuerbare Energie zur Deckung des

Energiebedarfs• Umfassende Standortanalyse ist nötig• Entscheidend ist der Nutzer• Politische Rahmenbedingungen• Ausbildung und Schulung von Fachpersonal

Rückfragen bointner@eeg.tuwien.ac.at

Unterlagen zur Veranstaltung unter www.eeg.tuwien.ac.at/gebin

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Innovative Plus-Energie-Gebäude mit erneuerbarer Energie