Ideen umsetzen

Nachhaltiges Bürogebäude

Über nachhaltige Gebäude reden und diese dann auch bauen sind oft zwei Welten und in der Praxis zu selten. Das Bürogebäude der GOLAV IMMO S.A. ist ein solches Gebäude. Es erreicht die derzeit höchste mögliche Energieklassifizierung A in Luxemburg und wurde zudem DGNB-Zertifiziert und erreichte dort 2018 weltweit die höchste Wertung in der Kategorie Büroneubau. Ein Schwerpunkt im Energiekonzept war neben der Nutzung von erneuerbarer Energie auch die Optimierung des Entwurfs, damit in der Folge möglichst wenig Technik eingesetzt werden kann.
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Unternehmensberatung

Die Realisierung nachhaltig gebauter Projekte erfordert auch eine Transformation in Unternehmen. Anstelle einzelne Projekte zu optimieren, kann es sinnvoll sein, sich den gesamten Planungs-, Konstruktion- und Ausführungsprozess in einem Bauunternehmen anzusehen. Mit oft nur relativ geringfügigen Anpassungen kann bereits eine weitreichende Optimierung erreicht werden. Zum Beispiel ist es oft so, dass bewährte Standarddetails benutzt werden. Werden diese optimiert, kommen sie jedem neuen Gebäude zu Gute. Auch die Schulung der Mitarbeiter ist ein wesentlicher Aspekt zur Verbesserung der Qualität.
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In Luxemburg werden für den energieeffizienten Neubau keine Förderungen mehr gewährt, da der übliche Baustandard bereits seit einiger Zeit auf dem Niveau des in Deutschland üblichen KfW40-Standards liegt. Gefördert werden hingegen Projekte die Nachhaltigkeitskriterien entsprechen (siehe LENOZ). Hier kann es besonders für Anbieter von Fertighäusern oder Generalunternehmen interessant sein, die Konstruktionen und Materialien, sowie weitere Kriterien, standardisiert auf nachhaltiges Bauen abzustimmen. Das erleichtert auch die Nachweisführung und erhöht die Planungssicherheit. Bei Herstellern von Baustoffen können ebenso Optimierungen erzielt werden, wie bei Anbietern von Fertighäusern.

Wettbewerbe

Auslobungswettbewerbe werden häufig eingesetzt, um den am besten auf die Erfordernisse abgestimmten und innovativsten Entwurf zu identifizieren. Dabei werden auch die Grundlagen für das Nachhaltigkeit und Energiekonzept gelegt. Neben gestalterischen, urbanen und Entwurfsaspekten spielen die Faktoren Klimaneutralität und Nachhaltigkeit eine immer wichtigere Rolle. Gleichzeitig ist die Bewertung verschiedener Konzepte nicht immer trivial, da sich die Projekte in einer frühen Entwurfsphase befinden und die konkurrierenden Teams oft auch unterschiedliche Aspekte in Ihren Entwürfen hervorheben. Hier ist eine neutrale, gleichberechtigende und auf zuvor mit dem Auslober festgelegte Kriterien basierende Auswertung erforderlich. Die Erweiterung der Jury um diese Kompetenz und Aspekte ist sinnvoll. Neben der Ausarbeitung von auf das Projekt angepassten Kriterien, können auch verschiedene Werkzeuge eingesetzt werden, um die Entwürfe dahingehend zu bewerten. Ich habe in der Vergangenheit an einigen Projekten entweder in der Jury oder bei der Konzeptentwicklung mitgewirkt und meine Werkzeuge können zur Bewertung in frühen Stadien hilfreich sein.

Innovative Projekte sind immer interessant. Entweder als Unterstützung des Auslobers bei der Durchführung eines Wettbewerbs oder bei der Entwicklung von Konzepten für ein konkretes Projekt. Bei Interesse kontaktiere mich einfach.
Solar Decathlon 2021
"Der SDE21 ist ein Hochschulwettbewerb für urbanes Bauen und Leben. Er findet im Juni 2022 in Wuppertal statt und setzt innovative Ideen für nachhaltige Architektur in die Praxis um. Sein Ziel sind greifbare Lösungen für die technischen, architektonischen und sozialen Herausforderungen unserer Städte." [Quelle].
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Die Teams nutzen SimRoom, um ihre Entwürfe auf den virtuellen Prüfstand zu stellen. Im weiteren Projektverlauf werden dann gemessene Daten in das Simulatiosmodell übergeben und es kann ein Abgleich zwischen Messung und Simulation erfolgen. Darüber lassen sich besonders gute Lerneffekten erzielen. Als Teil der Jury, freue ich mich auf viele spannende Entwürfe.

Energieaudit light in LU

In Luxemburg ist seit 2007 für jedes Wohngebäude ein Energiepass erforderlich, der auf einer Berechnung beruht. Unabhängig davon oben sich um einen Neu- oder Altbau handelt. Das hat viele Vorteile und neben Transparenzgründen, einer Vergleichbarkeit aller Gebäude, ist die Möglichkeit das Modernisierungspotential direkt zu bewerten auch eine wesentliche Komponente. Dennoch ist der gemessene Verbrauch eine wichtige Größe, um das reale Verhalten einzubeziehen. Deshalb wird für jedes neue Gebäude nach 4 Betriebsjahren der Energiepass um den jährlichen Verbrauchskennwert erweitert.

Bei Nichtwohngebäuden ist das bisher noch anderes. Für bestehende Gebäude ist einen Energiepass auf der Basis des gemessenen Verbrauchs (Bewertungsmethodik) erforderlich. In jedem Fall wird dann innerhalb der kommenden 4 Jahre ein Energieaudit erforderlich, der Schwachstellen und das energetische Verhalten charakterisieren soll. Liegt der gemessene Verbrauchswert unter 140% des Referenzierts, wird ein weniger detaillierter Energieaudit fällig, liegt der über 140 % ein tiefergehender. Zur Erleichterung und Standardisierung des Ansatzes für den weniger detaillierten Audit wurde ein entsprechender Leitfaden für die Anwendung in Kombination mit dem Energiepass entwickelt.

Normung

Auch im Bereich der Normung gilt es das richtige Maß zu finden. Bezogen auf die Bewertung der Energieeffizienz von Gebäuden gilt das für den Detaillierungsgrad der Berechnung und den Anforderungen an die Ergebnisse. Mit der DIN V 18599 steht ein umfangreiches Regelwerk zur Verfügung, mit dem es erstmals möglich ist, Gebäude und Anlagentechnik gemeinsam mit einem Regelwerk zu bewerten und gegenseitige Abhängigkeiten zu berücksichtigen.

Einerseits wird die Berechnungsvorschrift in einem Planungsstadium verwendet, in dem viele für die Berechnung erforderlichen Details in der Regel unklar sind – die Detailtiefe ist an einigen Stellen zu umfangreich für diesen Anwendungszweck. Zudem sind einige technische Parameter nicht ergebnisrelevant, müssen aber dennoch für die Berechnung erhoben werden. Andererseits werden aber auch Maßnahmen, die einen großen Einfluss auf die Energieeffizienz und den Energiebedarf von Gebäuden haben, nicht zufriedenstellend einbezogen. So ist es zum Beispiel bisher nicht möglich, den Einfluss einer nächtlichen Fensterlüftung (passive Nachtauskühlung) auf den Kühlenergiebedarf zu bewerten oder die Nutzung eines Geothermie-Sondenfeldes zur unterstützenden Kühlung des Gebäudes abzubilden, so wie es in der Praxis häufig vorkommt. Auch andere energierelevanten Aspekte, die den architektonischen Entwurf betreffen werden nicht einbezogen. Ebenso ist die Bewertung der Stromanrechnung nicht konsistent geregelt.

Im Rahmen meiner Aktivitäten hinsichtlich der Entwicklung normativer Berechnungsverfahren sind einige Grundlagen geschaffen worden, mit denen das Berechnungsverfahren in einer frühen Phase stark vereinfacht wird und damit Zeit spart. Zudem sind neue Rechenregeln entstanden, mit denen bisher nicht berücksichtigte Aspekte bewertet werden können. Im Bereich Forschung sind einige aufgeführt.

Mit dem Werkzeug EnerCalC steht ein einfaches Lernwerkzeug als praktische Umsetzung zur Verfügung, in dem einige dieser Methoden umgesetzt sind. Neben der Entwicklung entsprechender Berechnungsverfahren ist die Anwendung und Überprüfung in der Praxis wichtig.

Kühlen mit dem Erdreich

Ist für die Beheizung eines Gebäudes eine Geothermie-Wärmepumpe vorgesehen, dann besteht gleichzeitig das Potential mit dem Erdreich auch im Sommer zu kühlen - das sollte wenn möglich ausgenutzt werden. Mit dem für die Luxemburger Energieeinsparverordnung entwickelten Verfahren kann der energetische Einfluss überschlägig abgeschätzt werden. Das Verfahren ist auch in der aktuellen Version von EnerCalC integriert.
Die bivalente Nutzung des Erdreichs bringt auch Vorteile hinsichtlich der thermischen Regeneration für den nächsten Winter. In größeren Sondenfeldern kann eine aktive Regeneration sogar erforderlich sein, damit das Erdreich über eine lange Zeit verlässlich als Wärmequelle zum Heizen genutzt werden kann.

Folgendes Bild zeigt beispielsweise die gemessene Vorlauftemperaturen aus einem Sondenfeld, bei passiver Kühlung des Gebäudes über das Erdreich. Im Gebäude-Energiekonzept ist die festgelegte Kaltwassertemperatur maßgeblich für die Nutzung dieser Umweltenergie verantwortlich. Eine kleine systematische Änderung hätte zur Folge, dass nicht mehr passiv sondern passiv gekühlt werden muss. Das gesamte Energiekonzept wäre in Frage gestellt.
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Die Messung der Vorlauftemperatur im Sommer zeigt hier, dass die Systemauslegung und der Gebäudebetrieb im Einklang erfolgen. In der zugrundeliegenden Auslegungs-Simulation wurde der Temperaturverlauf aus dem Erdreich entsprechend der gemessenen Entwicklung vorausgesagt.

Ein Laboratorium

Seit 2011 wohne ich in meinem eigen "Laboratorium". Der Wärmeschutz ist etwas effizienter als der heutigen KfW40-plus Standard und die Konstruktionen basieren überwiegend auf der Basis biotischer Baumaterialien. Das Gebäude ist mit sehr viel Messtechnik ausgestattet, wodurch ein tiefer Einblick in jedes Detail der Systeme und wissenschaftliche Auswertungen ermöglicht werden. Es sind 17 fest verbaute Stromzähler und einige mobile, sowie mehrere Wärmemengenzähler integriert. Bestimmte Technologien wurden mehrfach vorgesehen (zum Beispiel eine Beheizung über die Lüftungsanlage und/oder eine Fußbodenheizung), um auch Systemvergleiche in der praktischen Anwendung zu ermöglichen.
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Beim technischen Konzept wurden auch unkonventionelle Wege beschritten. So ist bei Gebäuden mit niedrigem Heizwärmebedarf meist keine vollflächige Fußbodenheizung erforderlich. Das stößt immer wieder auf Ablehnung - auch mit normativem Hintergrund. Die Fußbodenheizung wurde nur 1 m tief am Gebäuderand verlaufend vorgesehen. Insgesamt etwa 24% der Wohnfläche. Darüber wird das Gebäude seit knapp 10 Jahren wohltemperiert. Einzelraumregelungen (die normativ erforderlich sind) gibt es nicht. Die Wassermengen wurden korrekt eingestellt und aufgrund der sehr geringen erforderlichen Oberflächentemperatur (23°C bei -12°C) regelt sich die Wärmeabgabe von selbst - ganz ohne permanenten Stromeinsatz für Ventile. Zudem wurde konsequent auf Baustoffe mit bedenklichen Inhaltsstoffen verzichtet, was sich auch im Rahmen einer Schadstoffmessung bestätigt.

Nachhaltige Entwicklung

Mit "Wunne mat der Wooltz" hat die Stadt Wiltz in Luxemburg sich zum Ziel gesetzt ein neues Stadtviertel zu schaffen und dabei im Hinblick auf eine nachhaltige Stadt- und Regionalentwicklung ein Vorzeigeprojekt zu entwickeln. Im Wesentlichen sind die folgenden Punkte einbezogen.
  • Städtebau
  • Freiraum
  • Wasser
  • Mobilität
  • Hochspannung
  • Sanierung
  • Energie
  • Economie Circulaire
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Modell M: 1:750, Atelier de Maquettes Christine Franck Fotoquelle: hsa: 10.10.2017
Die Entwicklung eines nachhaltigen und effizienten Energiekonzeptes, das für ein Baugebiet, das zeitlich gestreckt in unterschiedlichen Phasen erschlossen wird, ist nicht trivial und es müssen viele Aspekte berücksichtigt werden. Die Einbindung von Umweltenergie und eine möglichst hohe Autarkie waren hier ausschlaggebend. Viele Akteure arbeiten mit an der Entwicklung eines Gesamtkonzeptes im Masterplan und es war eine sehr inspirierende und lehrreiche Erfahrung, einen tiefen Einblick in die vielen unterschiedlichen Facetten zu erhalten und persönlich am Gesamtkonzept mitzuarbeiten.

Solarpotential

Die energetische Optimierung von Baugebieten kann über ein individuelles Solarkartaster gestützt werden. Neben der Identifikation sinnvoller Flächen für die Nutzung von Solarenergie am Gebäude, können so auch Abständen zwischen einzelnen Gebäuden optimiert und die passive Solarenergienutzung gesteigert werden. Des weiteren können Flächen und Bereiche im urbanen und öffentlichen Raum identifiziert werden, die sich besonders gut für die solare Stromerzeugung eignen.
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Fachdialoge

Tue Gutes und rede darüber.
Georg-Volkmar Graf Zedtwitz-Arnim
Der Austausch und der Blick darauf "wie andere Länder es machen" ist auch im Bereich des Klimaschutzes wichtig. Jedes Land hat andere Schwerpunkte und Themen und Erfolge wie Misserfolge. Davon kann man profitieren. Der Austausch von Wissen und Erfahrungen helfen auch den eigenen Blickwinkel zu verändern und gegebenenfalls aus seinem bisherigen Denkmuster auszubrechen. Deshalb ist es wichtig Erfahrungen zu teilen. Gerade, wenn man im eigenen Land eine Veränderung vorhat, die immer wieder auf gemäßigte Gegenliebe stößt – vielleicht wurden in anderen Ländern bereits Lösungen dafür entwickelt und Dinge erfolgreich umgesetzt.

HeizungsCheck Luxemburg

Mit dem HeizungsCheck steht ein Werkzeug zur Verfügung, mit dem die energetische Qualität von Heizungsanlage über ein einfaches Punktesystem bewertet werden können. Das System basiert auf der EN 15378 und der Umsetzung des Verbands der deutschen Zentralheizungswirtschaft e.V. und wurde methodisch und inhaltlich auf Luxemburg angepasst. Änderungen waren erforderlich, damit eine Kopplung mit dem Energiepass ermöglicht wird und zudem Auslegungshilfen zur Leistungsdimensionierung, usw. integriert werden konnten. Das Zertifikat zum HeizungsCheck wird in der vom Layout bekannter Form des Energiepasses ausgestellt. Dadurch finden sich Anwender schnell zurecht.
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Verordnung & Werkzeuge

Luxemburg ist ein kleines Land und hat große Ambitionen in Sachen Gebäude-Energieeffizienz und diese auch in die Tat umgesetzt. Die DIN V 18599 wird auch in Luxemburg für Nichtwohngebäude als Berechnungsgrundlage verwendet - allerdings mit vielen Vereinfachungen und neuen Aspekten, die in der Luxemburger Verordnung beschrieben sind.
Aufgrund der Landesgröße ist der Markt für spezialisierte Softwareprodukte beschränkt und der Staat muss diese selbst entwickeln, da Standardprogramme hinsichtlich der energetischen Bewertung nicht weit genug gehen. Für Wohngebäude ist es das LuxEeB-h-Tool (Handbuch hier) und für Nichtwohngebäude das LuxEeB-f-Tool.

Die überarbeitete Version der Software für Nichtwohngebäude fußt auf nun dem Rechenkern der DIN V 18599, welcher vom Fraunhofer Institut für Bauphysik entwickelt und gewartet wird. Im Rechenkern und in der Oberfläche der Software sind alle angepassten Rechenregeln für Luxemburg integriert. Neben der Mitarbeit an den Konzepten, Verordnungen, Rechenregeln und Normen, begleite ich auch im Detail die Entwicklung der Software - von der Konzeption der Masken, über die Umsetzung und Integration der neuen Rechen- und Bilanzregeln, bis zur Qualitätskontrolle.

Kontrollhilfen

Die energetischen Anforderungen an neue Gebäude werden im Energiepass und in den im Rahmen der Baugenehmigung erforderlichen Unterlagen dokumentiert. Der verantwortliche Bauherr/Bauträger verpflichtet sich diese bei der Ausführung zu respektieren. Die Kontrolle der Einhaltung der Bauausführung obliegt den verantwortlichen Behörden und Gemeinden. Aufgrund der vielen Details und Einzelanforderungen, die bei der Realisierung energieeffizienter Gebäude zu berücksichtigen sind, ist eine standardisierte Vorgehensweise für eine mögliche Vor-Ort-Kontrolle hilfreich. Das Wirtschaftsministerium (nun Energieministerium) veröffentlichte eine Hilfestellung zur systematischen Kontrolle der Umsetzung der energetischen Anforderungen, die sich aus dem Energiepass ergeben.

Erfolgskontrolle

Technik- und Energiekonzepte, die auf dem Papier schon kompliziert aussehen, funktionieren in der Praxis meist nicht zufriedenstellend.
Markus Lichtmeß
Von hoch technisierten Konzepten verspricht man sich meist einen großen Nutzen. Ein möglichst automatisierter und wartungsarmer Betrieb, einen hohen Komfort und niedrige Energiekosten. In der Praxis ist es nicht trivial alle Informationen von der ersten Idee bis hin zur Realisierung weiterzugeben und -zuentwickeln. Anpassungen im Konzept, ohne deren Wirkung zu hinterfragen, kann zu Problemen führen. Gebäude werden oft nicht im Einklang mit dem zugrundeliegenden Konzept betrieben und agieren hinsichtlich der Effizienz weit unter ihren Möglichkeiten.
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Gerade auch in Projekten mit hohem energetischen Anspruch treten diese Phänomene auf. Hier ist es unerlässlich, dass eine kontinuierliche Betreuung über allen Phasen hinweg erfolgt. Planer und andere Experten sind in der Regel nach dem Erbringen ihrer Leistungen nicht mehr mit dem Betrieb des Gebäudes oder den technischen Anlagen betraut. Das führt in der Konsequenz dazu, dass Informationen aus dem Betrieb den Planern nicht zukommen. Konzepte können so nur schwer auf die Funktionsqualität geprüft werden.

Zur Sicherstellung eines optimalen Betriebs ist es unerlässlich, dass Projekte mittels einem Monitoring überprüft werden. Dann können Schwachstellen erkannt und Schlussfolgerungen für neue Projekte gezogen werden. Die Erfolgs- und Funktionskontrolle ist für einen Planer eine maßgebende Information. Zur Überprüfung gehört, neben technischen Indikatoren, auch die Befragung der Nutzer. Darüber kann beispielsweise die Komfortqualität bewertet werden und mit den zuvor festgelegten Anforderungen verglichen werden (Unzufriedenheitsmaß).

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