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Der aktuelle Energiebericht 2013 in der Reihe „Regensburg plant und baut“ führt den den Energiebericht 2010 fort.
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Energiebericht 2013Regensburg plant & baut 22
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Vorwort
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Ich freue mich, Ihnen den aktuellen Energiebericht 2013 vorstellen zu können,der in der Reihe „Regensburg plant und baut“ den Energiebericht 2010 fortführt.
In den letzten drei Jahren sind die Energiekosten für den Betrieb unserer städtischen Gebäude erheblich angestiegen. Wesentlicher Faktor dafür sind die gestiegenen Bezugs-preise bei Strom, Gas und anderen Energieträgern. Aber auch zusätzliche Gebäude und intensivere Nutzungen wie z. B. durch Mittagsversorgung und Nachmittagsunterricht,haben zu höheren Ausgaben beigetragen. Umso mehr führen energiesparende Maß-nahmen zu wirtschaftlichen Ergebnissen. Investitionskosten für den Einsatz regenerativerEnergien sind zunehmend unter dem Gesichtspunkt weiterer deutlicher Anstiege der Bezugspreise bei konventionellen Energieträgern zu bewerten.
Aufgrund der allgemeinen Energiesituation und den erklärten Umwelt- und Klimaschutz-zielen der Bundesregierung ändern sich gesetzliche Vorgaben ständig. So ist inzwischen bei unseren Gebäuden durch das Erneuerbare-Energie-Wärmegesetz (EEWärmeG) ver-pflichtend ein Anteil an erneuerbaren Energie einzusetzen. Dies betrifft sowohl Neubautenals inzwischen auch Generalsanierungen.
Die Stadt Regensburg setzt die politischen Vorgaben kurzfristig um. Die Ziele des „Klima-schutzprogramms Bayern 2020“ hat die Stadt Regensburg bereits heute in Teilen erfüllt.Eines dieser Ziele ist es, den Ausstoß des Treibhausgases CO2 im Vergleich zu 1990 um 40 %zu verringern. Im Bereich des Heizenergiebedarfes ist dies bei der Stadt Regensburg bereits erreicht.
Trotz sehr guter Ergebnisse im Bereich der Energieeinsparung vieler öffentlicher Gebäudeist es erforderlich, die Anstrengungen in diesem Bereich weiter zu erhöhen und insbeson-dere energetische Sanierungen im Bestand durchzuführen.
Ich hoffe, dass auch der Energiebericht 2013 das Interesse einer breiten Leserschaft findetund sich die positive Resonanz der vorangegangenen Energieberichte fortsetzt.
Christine SchimpfermannPlanungs- und BaureferentinBerufsmäßige Stadträtin
Einführung 5
Energieverbrauch 6 Gesamtkostenentwicklung in absoluten Zahlen 6
Heizung 8
Verbrauchs- und Kostenentwicklung Heizung 8 Energieeinsparung bei der Heizung 10 Emissionen 14
Wasser 15
Verbrauchs- und Kostenentwicklung Wasser 15
Strom 17
Verbrauchs- und Kostenentwicklung Strom 17
Energiemanagement 19
Pilot- und Forschungsprojekt Energie-Monitoring für öffentliche Gebäude der Stadt Regensburg 19 Neubau der FOS/BOS Regensburg am Standort der ehemaligen Nibelungenkaserne 21 Generalsanierung Goethe-Gymnasium Regensburg 24 Sanierung Richard-Wagner-Straße 20 29
Erneuerbare alternative Energien und Techniken 32
Photovoltaik-Anlagen zur Stromerzeugung 32 Solarthermie 33 Kraftwärmekopplung (BHKW) 34 Wärmepumpen 35 Holzhackschnitzelheizung 36 Energiegewinnung (Wärme und Kälte) aus Kanalabwasser 37
Ausblick 40
Neue Software für das Energiecontrolling 40 Weitere Investitionen in energiesparende Bauweise und Technik 42
Impressum 43
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Inhalt
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Einführung
Die Stadt Regensburg senkt mit vielfältigen Maßnahmen den Energie- und Wasserverbrauch ihrer Liegenschaften.
Im vorliegenden Bericht erhalten Sie einen Überblick über den Energieverbrauch und die Energiekosten der städtischen Liegenschaften der Jahre 1994 bis 2012, die bisher durchgeführten Maßnahmen und die weiteren Ziele.
Die im Bericht genannten Verbrauchswerte (Gas-, Öl- und Fernwärme) beinhalten alle ca. 128 beheizten städtischen Gebäude (Schulen, Kindergärten, Verwaltungsgebäude)mit einer beheizten Nettogrundfläche von ca. 396.000 m2 (Stand: 31.12.2012).
Bei den Strom-, Wasser- und Abwasserverbräuchen sind zusätzlich alle Brunnen, Spiel-, Bolz- und Festplätze sowie Anstrahlungen bedeutender Gebäude erfasst.
5.000.000 €
4.500.000 €
4.000.000 €
3.500.000 €
3.000.000 €
2.500.000 €
2.000.000 €
1.500.000 €
1.000.000 €
500.000 €
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Jahreskosten von Öl Gas Fernwärme Strom Wasser/Abwasser
Energieverbrauch
Gesamtkostenentwicklung in absoluten Zahlen
Die Ausgaben der Stadt Regensburg für Gas, Öl, Strom, Wasser- und Abwasser der Jahre1994 bis 2012 sind in der nachfolgenden Grafik und Tabelle dargestellt.
1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
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Öl Gas Fernwärme Strom Wasser/ Gesamt-
Abwasser kosten/Jahr
2012 31.788 € 2.711.769 € 13.287 € 1.799.630 € 329.391 € 4.885.864 €
2011 20.417 € 2.215.297 € 12.665 € 1.748.677 € 334.377 € 4.331.433 €
2010 13.026 € 2.166.817 € 14.072 € 1.609.633 € 338.482 € 4.142.029 €
2009 8.744 € 2.200.089 € 12.926 € 1.396.079 € 337.774 € 3.955.612 €
2008 9.788 € 2.263.903 € 12.988 € 1.318.820 € 342.864 € 3.948.362 €
2007 11.429 € 2.023.525 € 12.105 € 1.352.767 € 354.569 € 3.754.395 €
2006 20.820 € 2.172.332 € 12.094 € 1.291.475 € 350.843 € 3.847.564 €
2005 14.297 € 1.765.555 € 10.810 € 1.201.868 € 358.286 € 3.350.816 €
2004 21.483 € 1.459.933 € 9.732 € 1.100.900 € 336.430 € 2.928.477 €
2003 16.564 € 1.431.052 € 9.734 € 983.021 € 347.867 € 2.788.238 €
2002 20.634 € 1.395.438 € 8.317 € 905.332 € 312.999 € 2.642.720 €
2001 49.811 € 1.529.165 € 14.728 € 801.747 € 335.016 € 2.730.468 €
2000 50.424 € 1.245.740 € 9.064 € 765.079 € 342.870 € 2.413.178 €
1999 33.195 € 1.096.800 € 2.947 € 918.400 € 355.497 € 2.406.838 €
1998 38.537 € 1.159.002 € 1.149.377 € 397.750 € 2.744.666 €
1997 50.367 € 1.234.027 € 1.118.105 € 365.485 € 2.767.984 €
1996 55.258 € 1.211.880 € 1.147.629 € 377.659 € 2.792.426 €
1995 36.841 € 1.162.086 € 1.238.850 € 354.237 € 2.792.014 €
1994 44.468 € 1.162.086 € 1.216.227 € 343.818 € 2.766.599 €
Die Kosten von 2.800.000 € zu Beginn des Berichtszeitraumes bleiben bis 1998 – trotz einer Zunahme der Nutzfläche und der Bezugspreise – annähernd konstant. Der deutliche Rückgang der Kosten in den Jahren 1999und 2000 resultiert im wesentlichen aus dem Abschluss eines neuen Stromliefervertrages (mit günstigem Strompreis), dem reduzierten Verbrauch bei Gas und Strom und einem konsequenten Vertragsmanagement.
Der deutliche Kostenanstieg bei Gas zwischen 2009 und 2012 ist auf die drastisch gestiegenen Bezugspreisesowie auf das „kalte“ Jahr 2010 zurückzuführen.
Der Kostenanstieg bei Strom lässt sich sowohl mit dem gestiegenen Bezugspreis als auch mit dem Ausbau der Mittagsbetreuung an den Schulen, mit der Zunahme des Nachmittagsunterrichts und den damit verbunde-nen längeren Nutzungszeiten erklären.
Im Jahr 2012 stiegen die Gesamtkosten auf fast 5.000.000 €.
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Heizung
Verbrauchs- und Kostenentwicklung Heizung
Öl Gas Fernwärme Jahressummen
Liter Kosten m3 Kosten Mwh Kosten Mwh Kosten
2012 35.874 31.788 € 3.373.105 2.711.769 € 125 13.287 € 35.256 2.756.844 €
2011 24.822 20.417 € 3.139.078 2.215.297 € 108 12.665 € 32.717 2.248.379 €
2010 22.378 13.026 € 3.672.191 2.166.817 € 143 14.072 € 38.225 2.193.914 €
2009 15.797 8.744 € 3.335.316 2.200.089 € 118 12.926 € 34.661 2.221.759 €
2008 16.627 11.557 € 3.144.302 2.263.903 € 108 12.988 € 32.690 2.288.448 €
2007 20.700 11.429 € 3.212.470 2.023.525 € 114 12.105 € 33.439 2.047.059 €
2006 36.039 20.820 € 3.662.412 2.172.332 € 119 12.094 € 38.234 2.205.246 €
2005 25.576 14.297 € 3.743.510 1.765.555 € 126 10.810 € 38.974 1.790.662 €
2004 50.846 21.483 € 3.725.301 1.459.933 € 126 9.732 € 39.036 1.491.148 €
2003 53.134 16.564 € 3.475.740 1.431.052 € 121 9.734 € 36.481 1.457.349 €
2002 53.241 20.634 € 3.621.794 1.395.438 € 97 8.317 € 37.964 1.424.389 €
2001 145.171 49.811 € 3.644.605 1.529.165 € 192 14.728 € 39.202 1.593.704 €
2000 124.672 50.424 € 3.561.446 1.245.740 € 127 9.064 € 38.077 1.305.229 €
1999 145.171 33.195 € 4.135.733 1.096.800 € 57 2.947 € 44.131 1.132.941 €
1998 202.810 38.537 € 4.338.145 1.159.002 € 46.730 1.197.539 €
1997 236.889 50.367 € 4.380.733 1.234.027 € 47.506 1.284.394 €
1996 256.808 55.258 € 4.883.934 1.211.880 € 52.891 1.267.137 €
1995 210.374 36.841€ 4.400.251 1.162.086 € 47.445 1.198.926 €
1994 232.904 44.468 € 4.237.891 1.162.086 € 45.994 1.206.554 €
Die nach Heizenergieträgern (Gas/Öl/Fernwärme) gegliederte Verbrauchs entwicklung verdeutlicht den dominierenden Einfluss von Gas. Der Anteil an Heizöl betrug 2012 nurnoch 1 % des Gesamtheizenergie verbrauchs, der Fernwärmeanteil lag bei 0,4 %.
Zur Ermittlung des Gesamtheizenergieverbrauches wurden die verfeuerten Öl-, Gas- und Wärmemengen bei Zugrundelegung des unteren Heizwertes (Hu) in Megawattstunden(MWh) umgerechnet. Der Beriebsheizwert (HB) bei Gas beträgt 10,31 kWh/m3, bei Öl 9,89 kWh/l. Die Werte sind nicht flächen- und temperatur bereinigt.
2012 betrugen die Gesamtheizenergiekosten 2.756.844 €. Bezogen auf die beheizte Nettogrundfläche (NGFb) von 396.500 m2 errechnet sich ein spezifischer Wert von 6,95 €/m2 NGFb und Jahr (3,85 €/m2 NGFb pro Jahr – 1994).
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Städtische Liegenschaften: Jährlicher absoluter Gesamtheizenergieverbrauch (MWh) und Kosten
Steigende Kosten trotz Reduzierung im Verbrauch
35.256 MWh
2.756.844 €2012
32.717 MWh
2.248.379 €2011
38.225 MWh
2.193.914 €2010
34.661 MWh
2.221.759 €2009
32.690 MWh
2.288.448 €2008
33.439 MWh
2.047.059 €2007
38.234 MWh
2.205.246 €2006
38.974 MWh
1.790.662 €2005
39.036 MWh
1.491.148 €2004
36.481 MWh
1.457.349 €2003
37.964 MWh
1.424.389 €2002
39.202 MWh
1.593.704 €2001
38.077 MWh
1.305.229 €2000
44.131 MWh
1.132.941 €1999
46.730 MWh
1.197.539 €1998
47.506 MWh
1.284.394 €1997
52.891 MWh
1.267.137 €1996
47.445 MWh
1.198.926 €1995
45.994 MWh
1.206.554 €1994
Energieeinsparung bei der Heizung
Um die jährlichen Heizenergieverbräuche miteinander vergleichen zu können, muss derGesamtheizenergieverbrauch jedes Jahres witterungs- und flächenbereinigt werden. ZurBeurteilung der Effizienz wurde das Jahr 1994 als Basisjahr gewählt, denn im Jahr 1994lagen erstmals gesicherte Werte der beheizten Nettogrundfläche – 313.000 m2 (NGFb) – vor.
Der Witterungseinfluss wird über die sogenannte Gradtagszahl berücksichtigt. Dabei werden über alle Heiztage eines Jahres (Tagesmitteltemperatur unter +15°C) die Tempera-turdifferenzen zwischen Raumsolltemperatur (20 °C) und mittlerer Außentemperatur aufsummiert. Somit wird in den kalten Wintern eine hohe, in den milden Wintern eineniedrige Gradtagszahl erreicht.
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80 €
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40 €
30 €
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Durchschnittspreisentwicklung
Der Durchschnittspreis für Heizenergie (gilt analog für Strom, Wasser und Fernwärme) errechnet sich aus den Jahreskosten einschließlich aller Steuern, Abgaben und Zähler- gebühren dividiert durch den Jahresbezug und ist somit ein Jahresmittelwert.
Die Grafik zeigt die Entwicklung der Heizkosten pro MWh (entspricht ca. 100 m3 Gas oder 100 Liter Heizöl). Besonders auffällig sind die starken Preisanstiege zwischen 2010 und 2012. Im Jahr 2012 lag der Durchschnittspreis (78,19 €/MWh) um mehr als 100 % über dem Preis von 2002 (37,52 €/MWh) und hat sich somit verdoppelt.
78,19 €
57,40 €
70,00 €
37,52 €
40,65 €
23,96 €
26,23 €
Jährlicher Durchschnittspreis Heizenergie
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57 % entspricht 84 kWh/m2a
396.500 m22012
57 %
390.500 m22011
56 %
390.500 m22010
60 %
383.500 m22009
60 %
367.000 m22008
65 %
358.000 m22007
69 %
353.500 m22006
68 %
351.500 m22005
70 %
347.000 m22004
67 %
345.500 m22003
73 %
344.000 m22002
72 %
343.500 m22001
76 %
342.500 m22000
84 %
341.000 m21999
87 %
340.000 m21998
87 %
334.000 m21997
88 %
327.000 m21996
90 %
318.500 m21995
100 % entspricht 147 kWh/m2a
313.000 m21994
Städtische Liegenschaften: Flächen- und temperaturbereinigter Heizenergieverbrauch (kWh/m2a)
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4200
4000
3800
3600
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Jährliche Gradtagszahlen für Regensburg (1994 bis 2012)
Bei der Witterungs- und Flächenbereinigung wird der reale Jahresheizenergie verbrauchdurch die Jahresgradtagszahl und die NGFb des jeweiligen Berechnungsjahres dividiert. Dem Basisjahr 1994 werden 100% zugeordnet. Seit 1994 ist ein deutlicher und steter Rückgang des Heizenergie verbrauchs (witterungs- und flächenbereinigt) von fast 50%
zu verzeichnen.
Für das Jahr 2012 bedeutet das eine Heizenergieein sparung von über 26.000 MWh. Diesentspricht ca. 2.600.000 m3 Gas – Heizenergie mit der ca. 1.000 Einfamilienhäuser ein Jahrlang versorgt werden können. Die Kosteneinsparung beträgt mehr als 2.000.000 €, dieCO2-Emission konnte um ca. 5.800 Tonnen reduziert werden.
Die gesamte Einsparung seit 1994 – also in einem Zeitraum von 18 Jahren – beziffert sichauf ca. 290.000 MWh mit einer Umweltentlastung von ca. 64.000 Tonnen CO2 und einer Kostenentlastung von über 15.000.000 €.
1994 bis 2012: Haushalts-Entlastung ca.15.000.000 €
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5.000.000 €
4.500.000 €
4.000.000 €
3.500.000 €
3.000.000 €
2.500.000 €
2.000.000 €
1.500.000 €
1.000.000 €
500.000 €
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Einsparung (z.B. 2012: 2.050.000 €)
tatsächliche Heizkosten
1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Tatsächliche Heizkosten der städtischen Liegenschaften
Das Einsparergebnis läge eigentlich noch höher, da als Bezugsgröße nur die beheizte Nettogrundfläche zugrunde gelegt wurde und die deutliche Zunahme des Nachmittags-unterrichts und die damit verbundenen längeren Nutzungs- und Heizzeiten an den Schulen bei der Berechnung unberücksichtigt blieb.
Emissionen
Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe werden zahlreiche Schadstoffe, wie Schwefel-dioxid (SO2), Stickoxid (NOx), Kohlenmonoxid (CO), Staub und Kohlenwasserstoff-verbindungen (CmHn) sowie das als Hauptverursacher für den Treibhauseffekt geltendeKohlendioxid (CO2) emittiert.
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CO NOx SO2 CmHn Staub CO2
2012 5711 kg/a 5492 kg/a 136 kg/a 685 kg/a 16 kg/a 7736 t/a
2011 5300 kg/a 4705 kg/a 133 kg/a 587 kg/a 14 kg/a 6625 t/a
2010 6192 kg/a 5072 kg/a 171 kg/a 632 kg/a 16 kg/a 7144 t/a
1994 7451 kg/a 6706 kg/a 783 kg/a 828 kg/a 30 kg/a 9438 t/a
Schadstoffemissionen der städtischen Heizungsanlagen
Jährliche Einsparung von ca. 5.800 Tonnen CO2
Für die Berechnung der Schadstoffemissionen wurden die in der Broschüre EVA 92/Anhang 7 genannten mittleren Emissionsfaktoren verwendet. Diese wird vom ArbeitskreisMaschinen- und Elektrotechnik staatlicher und kommunaler Verwaltungen (AMEV) aufge-stellt und herausgegeben. Die flächen- und temperaturbereinigte CO2-Emission verringertesich zwischen 1994 und 2012 um mehr als 45% (1994: 8,45 g/m2 Nutz fläche und Gradtag; 2012: 4,78 g/m2 Nutzfläche und Gradtag).
Reale CO2-Emission der städtischen Heizungsanlagen (t/Jahr)
11.000
10.000
9.000
8.000
7.000
6.000
1996
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10.846 t/a
7.144 t/a
Wasser
Die Wasserverbräuche sind analog den Heizungsverbräuchen dargestellt. Eine Wertung kann nur gebäudespezifisch erfolgen.
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Städtische Liegenschaften: Jährlicher Wasserverbrauch (m3) und Wasserkosten
111.765 m3
329.591 €2012
113.139 m3
334.377 €2011
115.461 m3
338.482 €2010
129.556 m3
337.776 €2009
130.692 m3
342.864 €2008
138.432 m3
354.569 €2007
127.276 m3
350.843 €2006
153.247 m3
358.286 €2005
130.269 m3
336.430 €2004
144.663 m3
347.867 €2003
125.654 m3
312.999 €2002
142.349 m3
335.016 €2001
145.551 m3
342.870 €2000
151.915 m3
355.497 €1999
178.282 m3
397.750 €1998
162.247 m3
365.485 €1997
160.229 m3
377.659 €1996
164.495 m3
354.237 €1995
148.304 m3
343.818 €1994
Verbrauchs- und Kostenentwicklung Wasser
2012 belief sich der Wasserverbrauch auf 111.765 m3. Er ist – trotz Zuwachs an Ge bäuden –rückläufig. Die Gesamtkosten betrugen für das Jahr 2012 329.591 €. In den Gesamtkostensind der Wasserpreis, die Abwassergebühr, die Zählergebühr sowie alle Abgaben beinhaltet.
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2012 betrug der Durchschnittspreis pro m3 2,95 €. Der Anstieg zwischen 2009 und 2012ist auf die Erhöhung der Abwasser gebühren und einer geringeren Abnahme bei gleich bleibenden Grundgebühren zurückzuführen. Der Rückgang ab 2007 ist das Ergebnis einerkonsequenten Vertragsangleichung.
3,00 €
2,90 €
2,80 €
2,70 €
2,60 €
2,50 €
2,40 €
2,30 €
2,20 €
2,10 €
2,00 €
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2003
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2,32 €
2,15 €
2,34 €
2,61 €
2,76 €
2,95 €
Jährlicher Durchschnittspreis für Wasser (€/m3)
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Städtische Liegenschaften: Jährlicher Stromverbrauch (MWh) und Stromkosten
8.902 MWh
1.799.630 €2012
8.899 MWh
1.748.677 €2011
9.214 MWh
1.609.633 €2010
8.868 MWh
1.396.079 €2009
8.510 MWh
1.318.820 €2008
9.182 MWh
1.352.767 €2007
8.760 MWh
1.291.475 €2006
8.746 MWh
1.201.868 €2005
8.190 MWh
1.100.900 €2004
7.349 MWh
983.021 €2003
7.288 MWh
905.332 €2002
7.109 MWh
801.747 €2001
7.662 MWh
765.079 €2000
7.643 MWh
918.400 €1999
8.336 MWh
1.149.377 €1998
8.056 MWh
1.118.105 €1997
8.223 MWh
1.147.629 €1996
7.825 MWh
1.238.850 €1995
7.693 MWh
1.216.227 €1994
Strom
Die Stromverbräuche sind analog den Heizungsverbräuchen dargestellt. Eine Wertung kann nur gebäudespezifisch erfolgen.
Verbrauchs- und Kostenentwicklung Strom
Der Stromverbrauch 2012 betrug 8.902 MWh. Trotz Zunahme der Nutzflächen, dem verstärkten Ausbau der Datenverarbeitungs-Installation allgemein, der Einführung von G8 mit dem damit verbundenen häufigeren Nachmittagsunterricht und dem verstärktenAusbau der Mittagsbetreuungen einschl. Schulküchen in den Schulen, ist der Verbrauch nicht wesentlich angestiegen. Dies ist vor allem auf den Einsatz neuer, energieeffizienterTechniken zurückzuführen.
Die Gesamtkosten betrugen für das Jahr 2012 ca. 1.800.000 €, daraus ergab sich einDurchschnittspreis von 202,20 €/MWh. Im Strompreis sind alle Kosten enthalten.
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Jährlicher Durchschnittspreis für Strom (€/MWh)
Beim Strompreis war der Tiefpunkt nach Einbrüchen durch die Liberalisierung im Jahre2000 erreicht. Seitdem kennt der Strompreis nur noch eine Richtung, die Richtung nachoben.
Trotz des 2009 in der 4. Nachtragsvereinbarung zur bestehenden Rahmenvereinbarung(Belieferung von Einrichtungen und Liegenschaften der Stadt Regensburg mit elektrischerEnergie) vereinbarten konstanten Stromenergiepreises für die Jahre 2010 bis 2013erhöhte sich der „Strom-Endpreis“ von 2009 auf 2012 um fast 30 %. Hauptgrund dafür ist die stufenweise Anhebung der EEG-Umlage von netto 12,00 €/MWh in den Jahren2008/2009 auf 20,47 €/MWh (2010), 35,53 €/MWh (2011) und schließlich 52,27 €/MWh in den Jahren 2012 und 2013.
Aktuell beträgt der Anteil für Steuern und Abgaben 50%. Weitere Anhebungen der Abgaben sind nicht auszuschließen.
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170 €
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202,2 €
157,4 €
99,8 €
158,1 €
Strom 36%
Steuern und Abgaben50%
Netzentgelde13%
Abrechnung 1%
Strompreis-Zusammensetzung 2013
Damit die eingesetzte Energie auch in der Betriebsphase des Schulgebäudes sparsam undeffizient eingesetzt werden kann, ist es wichtig jenen Einsatz kontinuierlich zu erfassenund zu dokumentieren. Dies wird durch die Stadt Regensburg in Zusammenarbeit mit derEnergieagentur Regensburg und der Technischen Hochschule Regensburg in einem Pilot-und Forschungsprojekt umgesetzt.Dabei werden Daten, wie Außentemperatur, Temperatur des Heizkessels, der Verbrauch an Gas, Strom und Wasser und auch die Verteilung der einzelnen Wärmeströme mittels automatischer Zähler aufgezeichnet und auf einem externen Computer gesammelt.
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Pilot- und Forschungsprojekt Energie-Monitoring für öffentliche Gebäudeder Stadt Regensburg
Der Neubau der Grundschule Prüfening nahm 2012 zum ersten Mal den Schulbetrieb auf.Die vierzügige Schule bietet 385 Schülern ein modernes Gebäude auch in Sachen Energie-einsparung. Schon bei der Planung wurde auf ein besonderes Augenmerk auf die energe-tische Optimierung des Schulneubaus gelegt.Es wurde auf eine möglichst hoch wärmegedämmte Außenfläche geachtet. Die Wärme-versorgung erfolgt hauptsächlich über zwei Wärmepumpen, welche dem Grundwasser die zum Heizen des Gebäudes notwendige Energie entziehen. Zudem besteht in den Sommermonaten die Möglichkeit die Räume zu kühlen. Effiziente Leuchten werden bei der tageslichtabhängig gesteuerten, künstlichen Beleuchtung eingesetzt. Eine eigene Photovoltaikanlage am Dach der Schule trägt zur Stromversorgung bei.
Grundschule Prüfening – auch in der Betriebsphase unter energetischer Beobachtung.
Dokumentieren und Visualisieren der Verbrauchsdaten mittels IT-Unterstützung.
Ziel des Projekts ist die lückenlose Erfassung sämtlicher Energieströme, um die Wirksam-keit der geplanten Energieeffizienzkonzepte zu überprüfen. Durch eine tägliche Kontrolle
Das Projekt fördert einen verantwortungsvollen Umgang mit Energieressourcen und dieReduzierung von Emissionen und Treibhausgasen. Ansteigende Energiekosten sollen durcherreichte Einsparungen kompensiert werden.
Das Projekt wird vom Freistaat Bayern, Landesamt für Umwelt, durch das „CO2-Minde-rungsprogramm“ mit 40 Prozent der Kosten über einen Zeitraum von drei Jahren (2013 –2016) gefördert. Auftraggeber des Pilot- und Forschungsprojektes ist die Stadt Regensburg,Amt für Hochbau und Gebäudeservice. Die Umsetzung erfolgt durch die EnergieagenturRegensburg in Zusammenarbeit mit der Hochschule Regensburg und der Einbindung des regionalen Softwareanbieters EBSnet GmbH.
der eingehenden Informationen soll zum Beispiel ein unverhältnismäßig hoher Verbrauchzeitnah festgestellt und nach Ursachenfindung abgestellt werden. Die Analyse der über einen längeren Zeitraum gesammelten Daten gibt eine zeitlich strukturierte Auskunft über die Wärme-, Strom- und Wasserverteilung und die verbrauch-ten Mengen. Damit können Rückschlüsse auf möglicherweise unnötig hohe Verbräuche gezogen werden und energiesparende Maßnahmen geplant werden. So wird es möglich,die Energieeffizienz auch während der Betriebsphase des Gebäudes noch zu optimierenund Verbesserungen für neue Projekte abzuleiten.Energieeinsparungen und die damit einhergehende Verringerung des CO2-Ausstoßes können nicht nur durch die Optimierung der Heizungs- und Anlagentechnik erzielt werden.Ganz wichtig ist auch die Einbindung der Schüler-, Lehrerschaft und Hausbetreuer. Bewusster Umgang mit Energie und der damit verbundene Ressourceneinsatz trägt maßgeblich zum Erfolg des Projekts bei. Darüber hinaus stellt auch die Steigerung der Behaglichkeit ein wichtiges Projektziel dar.
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Datenerfassung, Vernetzung und Auswertung bzw. Alarmierung mittels IT-Unterstützung.
Zähler
Modem
Datenbank
Internet
Gebäudenutzer
Auswertungen
Energiemanager
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Ab Herbst 2013 wird das Goethe-Gymnasium ebenfalls in das Pilot- und Forschungsprojekt aufgenommen.
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Die Bildungsinstitutionen der Regensburger Fach- und Berufsoberschulen sind derzeit dezentral auf mehrere Standorte in der Stadt verteilt und arbeiten im Grenzbereich der vorhandenen Raumkapazitäten. Im Zuge der Aufgabe des Standortes Nibelungenkasernedurch die Bundeswehr im Jahr 2010 wird die Chance genutzt, die etablierten Bildungs-angebote weiterzuentwickeln und in einer Beruflichen Oberschule zusammenzufassen.
Ziel ist, aus den resultierenden Synergien ein zukunftsfähiges übergreifendes Schulangebotzu formulieren, das als mehrdimensionales Zentrum die urbane Qualität des „InnerenStadtsüden“ von Regensburg stärkt und zum Initial für den erfolgreichen Umbau des ehe-maligen Kasernenstandortes wird. Am Übergang zwischen Wohngebiet und gewerblicherNutzung wird die neue Schule als städtebauliches Bindeglied für eine sensible Nahtstelleinstalliert, die auf dem ehemaligen Kasernengelände eine neue urbane Mitte mit einemgroßzügigen Freibereich schafft. Die kammartige Struktur der abgestaffelten Gebäudekubatur zeichnet die drei Bildungs-bereiche Technik, Wirtschaft und Sozialwesen entlang der Fort-Skelly-Straße nach undbricht das große Volumen der Schule auf den Maßstab des angrenzenden Wohnquartiers.
Um architektonisch ansprechende Lösungsansätze für die Umsetzung der Programmzielezu entwickeln, wurde ein Realisierungswettbewerb ausgelobt. In den Auslobungsunter-lagen wurde unter der Leitlinie „Zuerst nachhaltig und energieeffizient bauen, dann denRestenergiebedarf möglichst regenerativ bereitstellen“ ein nachhaltiges, energieeffizientesund wirtschaftliches Gebäudekonzept gefordert.
Neubau der FOS/BOS Regensburg am Standort der ehemaligen Nibelungenkaserne
Modell des Neubaus der FOS/BOS Regensburg im Stadtgefüge
Energiekonzept
Kern des Gebäude- und Technikkonzeptes ist ein hoher Dämmstandard der Gebäudehülle –also Wände, Dach, Boden und Fenster – sowie die Überprüfung der Wärmebrücken. Zusätz-lich werden die noch verbleibenden zuzuführenden Wärme- und Kälteströme sowie Strom-mengen mit einer möglichst effizienten Anlagentechnik erzeugt.
Unter besonderem Augenmerk steht die Wirtschaftlichkeit aller Gebäude und Anlagenteilebei bestmöglicher Behaglichkeit für Raumtemperaturen, Belüftung und Belichtung.
Folgende Maßnahmen wurden zur Erzielung der Anforderungen getroffen:
n Sehr guter Dämmstandard der opaken Bauteilen 3-fach Wärmeschutzverglasungn Energieeffiziente Wärmeerzeugung über eine Luft/Wasserwärmepumpen Verbesserung des sommerlichen Raumklimas durch effizienten Sonnenschutz, Kühlung der Zuluft und Fußbodenkühlungn Zentrale Lüftungsanlagen mit 90% Wärme-Kälterückgewinnung und einer im Gerät integrierten Wärmepumpe zur Anhebung/Senkung der Zulufttemperaturen im Heiz- und Kühlfalln Tageslichtabhängige Steuerung des Kunstlichts mit Präsenzmeldernn PV-Anlage mit direkter Einspeisung in das Gebäude
Die Wärmepumpe wird in folgenden Einsatzbereichen von einem Gasbrennwertkessel unterstützt, da aufgrund der hohen Heizmitteltemperaturen die Wärmepumpe nur mitniedriger Effizienz arbeiten würde:
n Sporthallenbeheizungn Warmwasserbereitung Küchen und Sporthalle
Außerdem wird der Gaskessel für Spitzenlasten bei sehr niedrigen Außentemperaturensowie als Redundanzwärmeerzeuger benötigt.
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Luft/Luft-Wärmepumpe
UmluftkühlerRäume mit erhöhten inneren Kühlkasten
Fußbodenheizung und -kühlung
TrinkwassererwärmungKüche/SporthalleHeizung Sporthalle
WärmequelleAußenluft
HeizungBrennwertkessel
bzw. BHKWSpitzenlast 10 %
VL 60° C Kaltwasser-satz
Luft/Wasser-Wärmepumpe
reversibelhocheffizient
Lüftung zentralWärmerückgewinnung
regenerativüber umschaltbare Akkus*
*Rückwärmezahl 91 % Winter / 84 % Sommer
Außenluft
Ab-/Fortluft
Zuluft
RL Heizung NT/HT + Kühlung
VL Heizung NT/HT
VL Kühlung
3. Obergeschoss
2. Obergeschoss
1. Obergeschoss
Erdgeschoss
Zur Bestimmung der sommerlichen Behaglichkeit in den Klassenzimmern und zur Ermitt-lung der erforderlichen Leistung der Wärmeerzeuger wurde eine thermische Gebäude-simulation, sowohl für einzelne Klassenzimmer als auch für das Gesamtgebäude, erstellt.
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Besondere Anforderungen an die Regelungstechnik erfordert die Regelung der Raum-temperaturen in den Übergangszeiten, bei denen in dichter Abfolge Heiz- und Kühlbedarfvorliegt.
Die Einhaltung der geplanten Werte für den Verbrauch von Wärme und Strom wird über ein Monitoring erfasst und überprüft.
Mit den Maßnahmen zur Gebäudehülle und Anlagentechnik werden die neuesten Anforderungen der Bundesregierung für Neubauten deutlich unterschritten. Der Primär-energieeinsatz für das Gebäude liegt bei dem geplanten Einsatz der Photovoltaik von 180 KWp unter der Hälfte der Anforderung.
300 KW
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Gemittelte Tageswerte der maximalen Leistung Heizen Kühlen
Jan. Feb. März April Mai Juni Juli Aug. Sept. Oktober Nov. Dez.
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70
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Spezifischer Energiebedarf
Primärenergie+HE-PV Planungsstand Referenzgebäude EnEV 14
kWh/
(m²a)
Kühlung
RLT
Beleuchtung
Warmwasser
Heizung
Generalsanierung Goethe-Gymnasium Regensburg
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Das Goethe-Gymnasium während der Sanierung 2012 Quelle: Foto Design, Herbert Stolz
Die in den Jahren 2008 – 2012 durchgeführte Sanierung des Goethe-Gymnasiums ist bis auf Restarbeiten abgeschlossen. Ziel war es auch, die beispielhafte energetische Sanierung der Schule, die Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts errichtet wurde, zu zeigen.Das Bauvorhaben wurde von der Deutschen Energieagentur (dena) als Modellvorhabenausgewählt, in den Bereich „Niedrigenergiehaus im Bestand für Schulen“ aufgenommenund wissenschaftlich begleitet.
Die energetische Fachplanung und Bauüberwachung erfolgte durch das Amt für Hochbauund Gebäudeservice in Zusammenarbeit mit dem Sachverständigenbüro Rainer Dirk, Regensburg.
Energetische Ausgangslage
Die Außenbauteile entsprachen dem Bauzeitpunkt vor ca. 100 Jahren. Teilweise warensogar noch die ursprünglich eingebauten Fenster aus dieser Zeit vorhanden. Die Außenwandstärken – zwischen 50 cm im EG und 1. OG – verjüngten sich in den oberen Geschossen auf 38 cm. Dadurch ergaben sich Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Werte)von 1,0 – 1,3 W/(m²K). Diese Werte entsprachen nicht mehr den heutigen Mindest-anforderungen in Bezug auf ein hygienisches Raumklima und führten in der Heizperiode zu geringen Oberflächentemperaturen auf den Innenseiten der Außenwände. UndichteFenster erzeugten Zugerscheinungen, die neben einem erhöhten Heizenergieverbrauch zu erheblichen Komfortbeeinträchtigungen führten.Die Heiztechnik bestand aus einer gasbefeuerten Mehrkesselanlage mit konventionellerRegelung. Auch Beleuchtung und Sonnenschutz entsprachen nicht mehr modernen Anforderungen.
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Berücksichtigt man diese Ausgangslage, ergeben sich laut Berechnung nach DIN 18599 folgende energetische Ausgangswerte:
n Jahres-Heizwärmebedarf (Qh) 212 kWh/(m²a)n Jahres-Endenergiebedarf 260 kWh/(m²a)n Jahres-Primärenergiebedarf 275 kWh/(m²a)
Der Jahres-Heizwärmebedarf beschreibt die Wärme, die den Räumen zugeführt werdenmuss, um die Raumtemperatur von größer 20 C° einzuhalten. Als Endenergie wird dieMenge an Energie bezeichnet, die zusätzlich zum Heizwärmebedarf für den Betrieb derTechnik benötigt wird. Bei der Primärenergie wird berücksichtigt, welcher Energieträgereingesetzt wird und inwieweit dieser als fossile Energie zusätzlich CO2 emittiert bzw. alsregenerative Energie bilanztechnisch keine CO2-Emission verursacht.
Ziele und Ergebnisse
Entsprechend der Ausgangslage war eine grundlegende Sanierung unabdingbar. Im Modellvorhaben der dena wurde das Ziel vorgegeben, die zum Antragszeitpunkt gültigeEnEV 07 um 40 % zu unterschreiten, tatsächlich wurden 50 % erreicht.
Folgende Maßnahmen wurden konzipiert:
n Vollwärmeschutz der gesamten Hofseite mit 14 cm WDVS n Innendämmung (6 cm) im Bereich der Goethe- und Uhlandstraßen Neue Holzfenster mit Wärmeschutzverglasung nach historischem Vorbildn Dämmung der Dachgeschossdecke (32 cm)n Optimierte Beleuchtungssysteme mit tageslicht- und anwesenheitsabhängigen Steuerungenn Einbau von 2 gasbetriebenen Blockheizkraftwerken (BHKW) n Hocheffiziente Wärmerückgewinnung bei den WC-Lüftungsanlagenn Lüftungsampeln zur Eigenkontrolle und Sensibilisierung der Nutzer für die Luftqualitätn Zentrale Leittechnik (RSM-Anlagen mit BAC-Net)n CAFM (Computer Aided Facility Management-System)n Monitoring aller Energiedaten durch die Stadt
Dämmung der Dachgeschossdecke mit zweilagigem Dämmaufbau (32 cm)
Mit diesen Maßnahmen werden nachfolgende rechnerische Werte erreicht:
n Jahres-Heizwärmebedarf (Qh) 61 kWh/(m²a)n Jahres-Endenergiebedarf 74 kWh/(m²a)n Jahres-Primärenergiebedarf 84 kWh/(m²a)
Dadurch verringern sich der rechnerische Erdgasbedarfund die CO2-Emissionen um ca. 60%. Die momentan nochgültige EnEV 09 wird damit um ca. 15 % unterschritten.Das Bauwerk erfüllt somit sogar die voraussichtlichen Anforderungen nach EnEV 2014.
Bauliches Sanierungskonzept
Durch das Dämmen der Außenwände steigt die innere Oberflächentemperatur der Wände.War bei den Bestandsbauteilen noch mit Temperaturen von ca. 16°C zu rechnen, so weisendie gedämmten Bauteile nun deutlich erhöhte Werte auf (ca. 19°C) und verbessern damitganz wesentlich die Behaglichkeit in den Räumen.
Die Temperaturverteilung im Wandquerschnitt unterscheidet sich je nach Lage der Dämmung. Außen gedämmte Konstruktionen verfügen über ein großes Speicherpotentialund beeinflussen dadurch das Raumklima positiv.
Bei innen gedämmten Wänden kühlt sich der Wandquerschnitt deutlich ab. Um Schäden zu vermeiden, ist es unabdingbar, dass die auf der Innenseite gedämmte Wand keiner erhöhten Schlagregenbelastung ausgesetzt ist. Des Weiteren muss das Innendämm-material vollflächig verklebt werden, um Hohlstellen zu vermeiden. Als Material wurden 80 mm starke Mineralschaumplatten gewählt. Hiermit sollte gewährleistet werden, dassdurch die Offenporigkeit ein Feuchtigkeitstransport in beide Richtungen möglich ist.
Die Reduktion aller Bauteil-U-Werte um 50 – 90% ist der wesentliche Baustein, für die gute energetische Gesamtbilanz des Gebäudes. Dies ist nur zu erreichen, wenn bei den einzelnen U-Werten maximale Werte – unter Beachtung der Regeln der Technik – umge-setzt werden. Berücksichtigt man, dass die jetzige umfassende Sanierung der größte bauliche Eingriff seit der Errichtung des Gebäudes vor ca. 100 Jahren ist, sind die geforder-ten Maßnahmen realistisch und notwendig. Das sanierte Gebäude, insbesondere die
baulichen Komponenten,müssen in den kommen-den Jahrzehnten den Herausforderungen be-züglich der energetischenEntwicklung gewachsensein. Damit lassen sichdie technisch aufwendi-gen Maßnahmen wie dieInnendämmung oder dieDämmstärke im Dach-bodenbereich von 32 cm begründen.
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(m²a)
275
9984
Bestand Neubau-standard
saniert
Primärenergiebedarf
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0 W/(
m²K
)
Boden AW-51e AW-51 AW-38 Fenster Decke Türen
Bauteilverluste U-Wert Bestand U-Wert nach Sanierung
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Das Goethe-Gymnasium nach der Sanierung, Ansicht Goethestraße/Uhlandstraße.
Energieausweis und Auszeichnung durch das Europäische GreenBuilding-Programm.
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BHKW Modul
Die Lüftungsampel zeigt eine zu hohe CO2-Konzentration
an und fordert zum Lüften auf.
Anlagentechnik
Die Kesselanlage besteht aus zwei parallel geschalteten Gasheizkesseln, einem Brennwertkessel und einem Nieder-temperaturkessel. Die Anlage versorgt das komplette Schularealmit Unterrichtshauptgebäude, Turnhalle, Mittagsbetreuung und Fidelis. Aus wirtschaftlichen Überlegungen wurde ein Austausch dieser Kessel noch nicht durchgeführt.Zur Erhöhung des regenerativen Anteils an der Energieversor-gung des Schulkomplexes wurden zwei gasbetriebene Block-heizkraftwerke (BHKW) in das bestehende System eingebunden. Bei einer thermischen Leistung von 30 kW, einer elektrischenvon 14 kW und unter der Annahme von 5.500 Vollbenutzungs-stunden, errechnet sich eine Energieeinsparung von 74.812 kWhim Jahr.
Lüftungskonzept
Gegen eine angestrebte zentrale Be- und Entlüftungsanlage(RLT-Anlage) für die Klassenräume sprachen konstruktive (statische Tragkraft der bestehenden Deckenkonstruktionen),brandschutztechnische, schallschutztechnische und nicht zu-letzt auch wirtschaftliche Gründe. Lediglich die beiden Sanitär-bereiche werden durch RLT-Anlagen mit hoch effektiver Wärme-rückgewinnung mit Frischluft versorgt.
Dementsprechend sind die notwendigen Lüftungsvorgänge von den Schülern – durch das Öffnen der Fenster – selbsttätigherbeizuführen. Nachdem, im Gegensatz zu den alten Fenstern,die neuen gut schließenden Fenster kaum noch Infiltrationsver-luste zulassen, muss gezielt und bewusst gelüftet werden. ZurUnterstützung der Nutzer wurden „Lüftungsampeln“ installiert,die auf der Basis erhöhter CO2-Konzentrationen anzeigen, wannfrische Außenluft zugeführt werden soll.
Resümee
Aussagekräftige Verbrauchswerte des sanierten Goethe-Gym-nasiums liegen wegen der kurzen Zeitspanne noch nicht vor. In einem ab Herbst 2013 durchzuführenden Energiemonitoring(siehe S.19) werden alle energie- und komfort-relevanten Datenerfasst und ausgewertet. Erste Befragungen bei der Lehrer-schaft und den Schülerinnen und Schülern bezeugen eine deutliche Komfortsteigerung.
Sanierung Richard-Wagner-Straße 20
Ausgangssituation
Die Stadt Regensburg hat das Anwesen „Richard-Wagner-Straße 20“ vom Freistaat Bayernzur Unterbringung städtischer Verwaltungseinheiten erworben. Mit dem Erwerb und der Sanierung wurde insbesondere dem Raumbedarf des Amtes für Jugend und FamilieRechnung getragen.
Im 3-geschossigen Altbau aus dem Jahr 1890 und dem Erweiterungsbau mit Zwischentraktund Garagen aus den 1960iger Jahren war zuletzt das staatliche Straßenbauamt unterge-bracht. Es gab bauliche Defizite in allen Bereichen, vor allem aber an der Außenhaut undbei der Technik. Ohne Aufzug war keine behindertengerechte Erschließung sicherzustellen.Zudem bot das Anwesen wenig Behaglichkeit bei hohem Energieverbrauch. Eine grund-legende Sanierung war unabdingbar.
Ziel des Vorhabens
Eine energetisch hocheffiziente Sanierung unter Beachtung aller finanziellen Gesichts-punkte soll das Gebäude für die Zukunft bereit machen. Das erklärte Ziel ist, mit geeigne-ten Maßnahmen den Energie- und Wasserverbrauch zu minimieren.
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Richard-Wagner-Straße 20 nach der Sanierung
Ausgeführte energetische Maßnahmen
n Vollwärmeschutz der Wände mit 180 mm Dämmung im gesamten Sanierungsbereich aus den 60er Jahrenn Innendämmung der Kellerwände im Bereich Weißenburgstraße mit hocheffizienter Dämmungn Dämmung der Bodenplatte und der obersten Geschossdecke mit 180 mm Dämmungn Austausch aller Fenster und Außentürenn Neuaufbau der Fassade des Zwischenbaues mit einer Pfosten-Riegel-Fassade mit Sonnenschutzverglasungn Außenliegender Sonnenschutz mit Tageslichtlenksystemn Erneuerung der Haustechnik (Heizung, Lüftung, Sanitär): – Beheizung über Gas-Brennwertkessel – Verteilung des Heizungswassers mit hocheffizienten Umwälzpumpen – Warmwasserversorgung dezentral mir Elektro-Warmwasserspeichern – Abwärme der Abluft wird (über die zentrale Lüftungsanlage mit effektiven Wärme- tauschern) zur Erwärmung der Zuluft genutzt – Versickerung des Niederschlagswassers über Rigolensystem (dadurch konnte auf ein Regenrückhaltebecken mit Abwasserhebeanlage verzichtet werden) – Wasserlose Urinale zur Minimierung des Wasserverbrauchs
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Aufnahmen Hofseite mit der Wärmebildkamera: vor (links) und nach der Sanierung.
Primärenergiebedarf (kWh/Jahr)
301.218,3
133.817,3
Jährliche CO2-Emissionen (kg/Jahr)
75.529,6
33.884,8
Endenergiebedarf (kWh/Jahr)
282.946,6
110.351,1
vor der Sanierung
nach der Sanierung
Ergebnis
Das Bauvorhaben zeigt, dass unter Einsatz von vergleichsweise geringen finanziellen Mitteln – unter Zuhilfenahme von erprobten und neuen Techniken – erhebliche Einsparun-gen und die Steigerung der Arbeitsplatzqualität möglich ist. Zudem wurde eine attraktiveFörderung aus besonders langfristigen und zinsgünstigen Krediten der KfW Förderbank erreicht.
Der fertiggestellte Bau (Zwischenbau und „Neubau“) unterschreitet die geforderten Werteder aktuellen EnEV 2009 (Niveau eines Neubaus):
n Transmissionswärmeverluste: - 16,1 %n Primärenergiebedarf: - 12,6 %. n Der CO2-Ausstoß wurde um weit mehr als die Hälfte reduziert: 41.644,80 kg/Jahr
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vor der Sanierung 309 kWh/m2a
EnEV-Anforderungs-wert Neubau
EnEV-Anforderungswert modernisierter Altbau
EnEV-Anforderungs-wert Neubau
EnEV-Anforderungswert modernisierter Altbau
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Erneuerbare alternative Energien und Techniken
Bereits lange vor in Kraft treten des Erneuerbare-Energien-Wärmegesetzes (EEWärmeG),das Eigentümern neuer Gebäude vorschreibt, einen Teil ihres Wärme- und Kältebedarfs miterneuerbaren Energien zu decken, war die Stadtverwaltung Regensburg schon bemüht,Teile ihres Energieverbrauches alternativ zu erzeugen.
Die Energieform kann der Eigentümer frei wählen. Wichtig ist aber, dass ein bestimmterProzentsatz der benötigten Wärme und/oder Kälte mit erneuerbarer Energie erzeugt wird.Der Prozentsatz wiederum ist abhängig von der gewählten Energieform. Wer keineerneuerbaren Energien nutzen möchte, kann verschiedene sogenannte Ersatzmaßnahmeneinsetzen.
Das EEWärmeG wurde zum 1. Mai 2011 novelliert. Seither gelten die Vorschriften nicht nurfür Neubauten, sondern auch für bereits bestehende öffentliche Gebäude. Diese Vorbild-funktion muss bei allen öffentlichen Gebäuden beachtet werden – sowohl bei Gebäuden,die sich im Eigentum der öffentlichen Hand befinden als auch bei angemieteten.
Photovoltaik-Anlagen zur Stromerzeugung
Zum Jahresende 2012 waren in städtischen Gebäuden neun Photovoltaik-Anlagen mit einer Gesamtleistung von ca. 178 kWp und einer solaren Jahresernte von ca. 170.000 kWhinstalliert. Der erzeugte Strom wird größtenteils in den eigenen Gebäuden verbraucht,nur ein kleiner Anteil wird ins öffentliche Netz eingespeist und vergütet.
Das Amt für Hochbau und Gebäudeservice prüft laufend zusätzliche Standorte für den Einsatz von Photovoltaik-Anlagen. So entstehen im Rahmen des Neubaus der BeruflichenOberschule auf dem Areal der ehemaligen Nibelungenkaserne und beim KindergartenNaabstraße weitere PV-Anlagen mit einer Leistung von ca. 150 kWp bzw. 37 kWp.
60 kWp
50 kWp
40 kWp
30 kWp
20 kWp
10 kWp
0 kWp1,1
Werner-von-
Siemens-Gymna-
sium
63,18
Von-Müller-Gymna-
sium
29,05
Goethe-Gymna-
sium
1,1
Hans-Herr-
mann-Schule
1,1
FOS
10,07
SchuleBurg-
weinting
1,1
PestalozziSchule
61,05
SchulePrüfening
10,0
Stations-unter-kunft
Kaulbach-weg
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Photovoltaik-Anlage der Einfachturnhalle Burgweinting
Solarthermie
Derzeit betreibt das Amt für Hochbau und Gebäudeservice drei thermische Solaranlagen.
Die bereits 1996 im Amt für Brand- und Zivilschutz in Betrieb genommene Solaranlage mit ca. 60 m2 Kollektorfläche läuft seither störungsfrei und – bedingt durch den ganzjährighohen Warmwasserbedarf – wirtschaftlich.
Die Solaranlage an der Clermont-Ferrand Schule – ebenfalls 60 m2 Kollektorfläche –wurde in den letzten beiden Jahren technisch überarbeitet und den neuen Anforderungen,insbesondere bezüglich der Legionellenproblematik, angepasst. Der Betrieb ist störungs-frei, die Wirtschaftlichkeit wird noch geprüft.
Eine äußerst wirtschaftliche Solaranlage befindet sich im Kinderhaus am Dreifaltigkeits-bergweg 10. Die Kollektorfläche von 12 m2
erzeugt in Verbindung mit einem 750-Liter-Pufferspeicher ganzjährig Warmwasser zurHeizungsunterstützung, zur Warmwasser-bereitung und insbesondere auch für denBetrieb einer Horizontalsperre an den erd-berührenden Wänden als Schutz gegen aufsteigende Feuchte.
Das Amt für Hochbau und Gebäudeserviceprüft laufend geeignete Standorte für Solar-thermie. So wurde im Sommer 2013 am Neu-bau des Bürgerheims Kumpfmühl eine weiterethermische Solaranlage mit einer Kollektor-fläche von 116 m2 installiert. Die prognostiziertesolare Ernte beträgt 86.000 kWh pro Jahr unddient zur Warmwasserbereitung und Heizungs-unterstützung.
Thermische Solaranlage
auf dem Dach des Kinderhauses
Kraftwärmekoppelung (BHKW)
Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) arbeitet nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Koppelung. Ein mit Erdgas betriebener Verbrennungsmotor treibt einen Generator an und erzeugt dadurch Strom. Die hierbei anfallende Wärme wird für die Beheizung des Gebäudes bzw.zur Warmwasserbereitung genutzt.
Die fünf derzeit betriebenen Blockheizkraft-werke erzeugen pro Jahr ca. 360.000 kWhStrom und 650.000 kWh Wärme und verringern gleichzeitig den CO2-Ausstoßjährlich um mehr als 60 Tonnen. Die Anlagen mit Betriebszeiten zwischen 5.000 und 6.500 Stunden pro Jahr laufen störungsfrei und wirtschaftlich.
Zwei weitere Blockheizkraftwerke gehennoch im Laufe des Jahres 2013 im neu gebauten Bürgerheim Kumpfmühl sowieim Haus der Musik am Bismarckplatz in Betrieb.
Auch bei der Generalsanierung der Schuleam Napoleonstein ist der Einbau einesBlockheizkraftwerks zur elektrischen Ver-sorgung einer Wärmepumpe in Verbindungmit einem „Eisspeicher“ geplant.
Weitere wirtschaftliche Standorte werdengeprüft.
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Blockheizkraftwerk der Berufsschule
Wärmepumpen
Energiesparend, wirtschaftlich, zukunftssicher und umweltschonend – das sind diewesentlichen Eigenschaften, die eine moderne, fachgerecht installierte Wärmepumpe auszeichnet. Beim Heizen und zur Warmwasserbereitung bieten Wärmepumpen entscheidende Vorteile. Eine weitere Option ist die Kühlung von Gebäuden, die durch den zunehmenden, sommerlichen Kühlbedarf in den Blickpunkt rückt. Dabei wird zwischen besonders energiesparender passiver (ohne Verdichter) und aktiver (mit Verdichter) Kühlung unterschieden. Eine Wärmepumpe nutzt Umgebungswärme, die in den natürlichen Wärmequellen Luft, Grundwasser, Erdreich oder als Abwärme im Kanalabwasser gespeichert ist. Diese „erneuerbaren“ Energien werden durch eine ausgereifte Technik von einem niedrigen aufein höheres Temperaturniveau gebracht und so für Heizzwecke einsetzbar gemacht. Dies geschieht in einem geschlossenen Kreislauf durch ständiges Ändern des Aggregat-zustandes des Arbeitsmittels (Verdampfen, Komprimieren, Verflüssigen, Expandieren). Beider „aktiven“ Kühlung wird der Funktionskreislauf umgedreht. Der Verdampfer wird zumKondensator und der Kondensator zum Verdampfer. Die Wärme wird vom Gebäude nachaußen in die „Wärmesenke“ gepumpt und das Gebäude gekühlt.
Bereits seit mehreren Jahren laufen Anlagen dieser Art im Gartenamtsgebäude in der Bäckergasse, im Neuen Rathaus und seit 2011 in der Grundschule Prüfening. Auch diesesJahr investiert die Stadt Regensburg verstärkt in diese Technik und so werden 2013 nochdrei neue Anlagen (im Kindergarten Naabstraße, Kindergarten Harting, Haus der Musik) in Betrieb gehen. Das Amt für Hochbau und Gebäudeservice prüft bei Neubau, Umbau, Erweiterung oder Sanierung von städischen Gebäuden den Einbau einer Wärmepumpen-technik nach anlagentechnischen und wirtschaftlichen Aspekten.
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Heizleistung th Medium FunktionGartenamtsgebäudeBäckergasse 12 kWh Grundwasser heizenNeues Rathaus 160 kWh (2x80) Grundwasser heizen & passiv kühlenGrundschule Prüfening 140 kWh (2x70) Grundwasser heizen & passiv kühlenStationsunterkunft am Kaulbachweg 20 kWh Luft heizenKiga Harting 20 kWh Grundwasser heizenKiga Naabstraße 20 kWh Boden heizenHaus der Musik 100 kWh Kanalabwasser heizen & passiv/aktiv kühlenFOS/BOS wird noch ermittelt Luft heizen & passiv/aktiv kühlen
Wärmepumpentechnik in der Grundschule Prüfening Erdwärmekollektor
Holzhackschnitzelheizung
Seit Mai 2008 wird das Stadtgartenamt Regensburg zu annähernd 100 % mit einer modernen Hackschnitzelheizung mit Wärmeenergie versorgt. Die maximale Leistung derAnlage beträgt ca. 250 kWh. Jährlich werden etwa 600 bis 700 m³ Hackschnitzel in Wärmeumgewandelt und das gesamte Areal bestehend aus Verwaltungsräumen, Werkstättenund Gewächshäusern damit beheizt. Die Hackschnitzel stammen überwiegend aus der Eigenproduktion, die bei Baumpflegearbeiten, Sträucherschnitt oder auch bei Sturm-ereignissen anfallen.
Die Anlage arbeitet weitgehend störungsfrei, nachteilige Auswirkungen auf die Nachbar-schaft sind nicht bekannt.
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Hackschnitzelheizung im Stadtgartenamt
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Energiegewinnung (Wärme und Kälte) aus Kanalabwasser
Ein weiterer Meilenstein in den Bemühungen der Stadt Regensburg in Richtung einer grünen Zukunft ist das erarbeitete Konzept „Energie aus Kanalabwasser“ in Verbindung mit dem „Haus der Musik“ und dem „Museum der Bayerischen Geschichte“.
Prinzipschaubild der Energiegewinnung aus Kanalabwasser Quelle: ECO.S, Energieconsulting Stodtmeister, Berlin
Das Prinzip ist denkbar einfach. Die im Abwasser enthaltene thermische Energie kann mittels Wärmetauscher ausgekoppelt werden. Der Wärmetauscher ist entweder – wie imPrinzipschaubild dargestellt als Flächenwärmetauscher direkt im Kanal – oder wie beim„Haus der Musik“ im Heizungskeller untergebracht. Dank der ganzjährigen Temperatur von 12 bis 20°C ist Kanalabwasser eine ideale Energiequelle für den effizienten Betrieb von Wärmepumpen. Zusätzlich ist im Sommer eine „freie Kühlung“ möglich, das heißt, Kühlung ohne eine elektrisch betriebene Kältemaschine. Für Spitzenlasten im Heizbetriebab Außentemperaturen kälter als - 5°C und zur Betriebssicherheit wird eine weitere Heiz-quelle, z. B. ein Gaskessel, benötigt. Der Strom für den Betrieb der Wärmepumpe wird bestenfalls unmittelbar im Gebäude, wie auch beim „Haus der Musik“, umweltfreundlichdurch ein gasbetriebenes Blockheizkraftwerk erzeugt. Die dabei anfallende Motorwärmeist wegen der hohen Temperatur ideal für die Erzeugung von Warmwasser und zur Ver-sorgung von Heizkreisen mit höheren Vorlauftemperaturen.
Da die Energie aus Kanalabwasser als erneuerbare Energie eingestuft wird, sind damit auch die gesetzlichen Auflagen gemäß Erneuerbare-Energien-Wärmegesetzes (EEWärmeG)ohne zusätzliche investive Maßnahmen erfüllt.
Das Präsidialpalais am Bismarckplatz wird bis zum Jahr 2014 zum „Haus der Musik“ umgebaut. Zudem wird hier auch das Kinder- und Jugendtheater der Stadt Regensburg einziehen. 1804/1805 wurde die „Französische Gesandtschaft für den ImmerwährendenReichstag“ von Fürstprimas Carl von Dalberg beim Hofarchitekten Emanuel Joseph von Herigoyen in Auftrag gegeben. Das Palais verlor jedoch bereits 1806 seine eigentliche Nutzung, da der „Immerwährende Reichstag“ in Regensburg aufgelöst wurde.
Danach diente das Gebäude als Sitz und Wohnung des Regierungspräsidenten, als Sitz der Landespolizeidirektion, als Polizeipräsidium und ab 1970 schließlich als Sitz des Polizeipräsidenten. Es ist Teil des „Ensemble Bismarckplatz“ und erlaubt aus denkmal-pflegerischer Sicht keine Veränderungen an fast allen Fassaden. Das Aufbringen von zusätzlichen modernen Wärmedämmschichten ist weder an den Fassaden zur Schotten-straße, zum Bismarckplatz oder zum Beraiterweg noch in den Innenhöfen möglich.
Dennoch sollte das Gebäude nicht mehr Primärenergie für Heizen und Kühlen benötigenals moderne, in der Regel an der Außenhülle sehr gut gedämmte, Gebäude. Auch die an anderen Gebäuden erfolgreich durchgeführte Innenwanddämmung schied aus. Es wurdentechnische Lösungen gesucht, um bei der Bereitstellung von Heiz- und Kühlenergie den Primärenergiebedarf zu senken. Photovoltaikanlagen und thermische Sonnenkollektorenzur Heizungsunterstützung konnten in der Innenstadt aus denkmalpflegerischer Sichtnicht errichtet werden, sodass neben dem Betrieb eines Blockheizkraftwerkes auch dieTechnik „Wärme aus Abwasser“ für den Standort untersucht, positiv bewertet und schließ-lich geplant wurde.
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Energiegewinnung aus Kanalabwasser: Im Präsidialpalais am Bismarckplatz – zukünftig „Haus der Musik“.
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Abwasserkanaleinbauten
Um Wärme aus Abwasser nutzen zu können, mussin irgendeiner Form diese Wärme zur eigentlichenWärmepumpe transportiert werden. Zunächstwurde die Möglichkeit geprüft, im städtischen Abwasserkanal (Schottenstraße) Rohrleitungenunterhalb der Abwasseroberfläche zu verlegen,die von einer Wärmeträgerflüssigkeit durch-flossen werden. Die hier erwärmte Flüssigkeitwird der Wärmepumpe wieder zugeführt. DieseMethode würde jedoch zu einer zu großen Quer-schnittsverengung im Kanal führen.
So entschied man sich, an den vorhandenen städtischen Abwasserkanal ein Schachtbau-werk anzubauen, in dem das 10 bis 20°C warme Abwasser zunächst über ein Wehr fließt, gesiebt wird und von dort mit einer Abwasserhebepumpe unterirdisch in die Wärme- und Kältezentrale des „Hauses der Musik“ und wieder zurück in den Abwasserkanal gepumpt wird.
Funktion
Im Heizfall wird dem Abwasser in der Heizzentrale per fäkaliengeeignetem VerdampferWärme entnommen. Die elektrisch betriebene Wärmepumpe komprimiert das am Kondensator verdampfte Kühlmittel und gibt die entstehende Wärme vor Entspannung des Kältemittels an die Heizungsverteilung ab. Dort werden die notwendigen Vorlauf-temperaturen erreicht, um Fußbodenheizungen, groß dimensionierte Heizkörper und Lüftungsanlagen mit maximal ausgelegten Heizregistern betreiben zu können.
Für den Kühlfall wird die gleiche Wärmepumpe verwendet – Kondensator und Verdampferwerden aber hydraulisch umgekehrt gekoppelt. Anstatt das Abwasser im städtischen Kanalabzukühlen und dadurch Wärme zu entnehmen, wird es erwärmt. Dadurch kann auf große,auf Dächern platzierte Rückkühlwerke verzichtet werden.
Zusätzlich wird für die Spitzenlast an den kältesten Wintertagen ein erdgasbetriebenesBlockheizkraftwerk und ein erdgasbefeuerter Brennwertkessel installiert.
3D-Animation eines Schachts
Ausblick
Neue Software für das Energiecontrolling
Die Stadtverwaltung Regensburg hat im Sommer 2013 entschieden, das seit Jahren erfolgreich betriebene kommunale Energiemanagemant zu modernisieren. Die bisher selbst erstellten EXCEL-Listen zur Auswertung der Energieverbräuche sollen gegen eineprofessionelle Software ersetzt und damit die Effizienz des Energiemanagements gesteigert werden.
Die neue Software ermöglicht die zeitnahe Erfassung und Auswertung der Energie-verbrauchswerte von Gebäuden. Schwachstellen können so schnell erkannt und beseitigtwerden – die Basis für ein effektives Energiecontrolling.
Dazu bietet die Software zahlreiche Funktionen an:
KennwertbildungAufgrund der umfangreichen Auswertungsmöglichkeiten können Gebäude und Gebäude-teile (verschiedene Schultypen mit oder ohne Turnhalle, Kindergärten, Kinderhorte, Ver-waltungsgebäude, etc.) nach ihrer Nutzungsart oder Ausstattung frei klassifiziert werden,denn Verbrauchs- und Erzeugergrößen werden erst unter Berücksichtigung relevanter Einflussfaktoren wie beheizbare Bruttogrundfläche, Nutzungszeiten und Nutzungsart, Sanierungszustand, technische Ausstattung und Baujahr aussagekräftig.
Min/Max-ÜberwachungDie Min/Max-Überwachung meldet sofort außergewöhnliche Mehr- oder Minder-verbräuche. Dabei gelten unterschiedliche Kriterien bei Tages- und Nachtzeiten, an Werktagen, Wochenenden oder Feiertagen. Wird ein Zählwerk-Alarm ausgelöst, erfolgteine Benachrichtigung per E-Mail, SMS oder FAX. Die Ursache für den Alarm kann dannschnell erkannt und behoben werden. Unnötiger Verbrauch und die damit verbundenenMehrkosten können zeitnah abgestellt werden. Bisher war dies erst nach Eingang der Rechnung möglich.
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Automatische Min/Max-ÜberwachungQuelle: IngSoft.GmbH
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BerichterstattungVordefinierte Berichte werden automatisch und ohne zusätzlichen Arbeitsaufwand, an dievom Energiemanager bestimmten Empfänger (Schulen, Kindergärten, Verwaltungen, etc.)verschickt. Die Berichte enthalten zielgruppenspezifische Informationen. Sie zeigen u. a.kurz- und langfristige Entwicklungen von Kosten, Verbräuchen, Kennwerten (z. B. der Ver-brauch bezogen auf Nutzfläche, Schüler, …) und Emissionen. Der Versand der Berichte erfolgt in frei definierbaren Zeitabständen. Anwender (wie z. B. Schulen) können Berichteauf Wunsch jederzeit abrufen und für schulische Zwecke weiter verwenden.
Die schnelle Information der Endverbraucher ist wichtig, denn nur wer über den eigenen Energieverbrauch Bescheid weiß, kann zum Beispiel über sein Nutzerverhaltenaktiv Einfluss nehmen!
Weitere nützliche Ausstellungsmöglichkeiten zum Beispiel:n Überprüfung der Erträge von Photovoltaik-Anlagenn Erstellung von CO2-Bilanzen n Prüfung von Rechnungen des Energieversorgers
2013 läuft ein Testbetrieb der Software. Zum Jahres-beginn 2014 soll der Echtbetrieb starten.
Beispiel eines MonatsberichtsQuelle: IngSoft.GmbH
Auswertung einer Photovoltaik-AnlageQuelle: IngSoft.GmbH
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Weitere Investitionen in energiesparende Bauweise und Technik
Neubau und Sanierung
Der bisherige Spitzenreiter beim Gebäude-Energieverbrauch, die Killermannschule, wurde mittlerweile abgerissen und gegen ein modernes, hoch-energieeffizientes Gebäudeersetzt. In der mittelfristigen Finanzplanung sind weitere Maßnahmen geplant, die zu einer höheren allgemeinen Energieeffizenz beitragen werden:
n Generalsanierung: Hauptfeuerwachen Sanierung und Erweiterung: Schule am Hohen Kreuzn Generalsanierung oder Neubau: Schule am Sallerner Bergn Austausch der Fenster: Pestalozzischule und Realschule am Judensteinn Generalsanierung: Schule Königswiesenn Generalsanierung: Schule Napoleonsteinn Generalsanierung: Kreuzschulen Generalsanierung: Werner-von-Siemens-Gymnasium (2. Bauabschnitt) n Sanierung der Heizungs- und Lüftungszentralen: Städtische Berufsschule I und II n Sanierung und Erweiterung: Städtische Berufsschule III
Grundsätzlich versucht das Amt für Hochbau und Gebäudeservice bei allen Neubauten und Sanierungen die gesetzlichen Vorgaben durch die EnEV oder das EEWärmeG nicht nurzu erfüllen, sondern deutlich (mit bis zu 30%) zu unterschreiten. Die Messverfahren zurQualitätssicherung von Bauarbeiten – Blower-Door-Messungen und Thermografie-Unter-suchungen – sind mittlerweile Grundbestandteile der Bauleitung.
Bauunterhaltsmaßnahmen
n Ersatz von Urinalen oder neue, wasserlose Urinalen Ausbau und Modernisierung der Zentralen Leittechnikn Beleuchtungssanierungn Überprüfung, Wartung und Ertüchtigung der Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen gemäß EnEV § 12n Wärmedämmung, Dachsanierung, Fenstererneuerungn usw.
Energiemanagement ist eine lohnende Daueraufgabe.
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Herausgeber:© Stadt Regensburg · Planungs- und BaureferatAmt für Hochbau und GebäudeserviceRedaktion: Friedrich BachsteffelGestaltung: Ibañez Design, RegensburgPhotographie: Peter FerstlTitel: Goethe-Gymnasium, Fassade und WärmebildaufnahmeRücktitel: Richard-Wagner-Straße 20, Fassade und WärmebildaufnahmeDruck: Bauer Druck, Schierling
Regensburg, September 2013Gedruckt auf Revive 100 (100% Altpapier)