Wie kann man den städtischen Gebäudebestand und Neubauten auf Klimaneutralität ausrichten? Beim Gebäudebestand geht es um Sanierungsstrategien. Ziel für den kommunalen Gebäudebestand ist es, Sanierungskonzepte für beispielhafte Gebäude zu entwickeln sowie allgemeine Empfehlungen abzuleiten. Bei den Mehrfamilienhäusern der städtischen Wohnungsgesellschaft Reutlingen mbH (GWG) wurden bereits durchgeführte Sanierungsmaßnahmen in Bezug auf ihre Wirksamkeit bewertet und die Mieter:innen aktiv mit einbezogen. Für Neubauten ist eine Lebenszykluskostenanalyse ein wichtiges Instrument, die deshalb exemplarisch durchgeführt wurde.
Gebäude & Infrastruktur
Handlungsfeld 5
Handlungsfeld 5 teilt sich auf in Betrachtungen zu Neubauten und zum Gebäudebestand, bei dem für Wohn- und Nichtwohngebäude verschiedene Ansätze verfolgt werden.
Für kommunale Nichtwohngebäude wurde zunächst eine systematische Bestandsanalyse durchgeführt, die die Gebäude nach Kriterien wie dem Energieträger oder absolutem/spezifischem Wärmeverbrauch bewertet. Basierend darauf wurden prioritäre Gebäude identifiziert und detailliert untersucht. Für Objekte ohne Aussicht auf Fernwärmeanschluss wurden Transformationsfahrpläne entwickelt, die die energetische Sanierung mit der Umstellung auf erneuerbare Wärmeversorgung kombinieren. Bei der Wärmeversorgung wurde speziell eine hybride Wärmepumpe (Wärmepumpe temporär im Betrieb mit Bestandskessel) betrachtet. Die Methodik wurde in einem Tool umgesetzt, an zwei Beispielgebäuden angewandt und dabei schrittweise erweitert. Die gewonnenen Erkenntnisse wurden in Handlungsempfehlungen zur Priorisierung von Modernisierungsmaßnahmen überführt.
Im Bereich Wohngebäude lag der Fokus auf der Analyse von vier baugleichen Mehrfamilienhäusern. Untersucht wurden die Wirksamkeit von Fassadensanierungen, die Effizienz von Hausübergabestationen sowie das Nutzerverhalten. Eine grafische Auswertung von Messreihen ermöglichte die Identifikation betrieblicher Optimierungspotenziale. Weiterhin wurde der Wechsel von direkten auf indirekte Hausübergabestationen analysiert, insbesondere hinsichtlich der Absenkung von Vorlauftemperaturen und technischen Restriktionen durch die Simulation der Heizlast.
Für Neubauten ist eine lebenszyklusorientierte Betrachtung zentral, da neben dem Betrieb auch Herstellung und Rückbau erhebliche Emissionen verursachen. Am Beispiel eines Kindergartenneubaus wurde eine entsprechende Methodik erprobt und zwei Bewertungswerkzeuge (wissenschaftliches Modell und Tool der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen) verglichen. Die Lebenszykluskostenanalyse erlaubt es, Klimaneutralität bereits in der Planung zu berücksichtigen.
Für die städtischen Nichtwohngebäude wurde zunächst eine Analyse für den Gesamtbestand durchgeführt, wobei die Gebäude nach Energieträger, absolutem und spezifischem Wärmeverbrauch unterschieden wurden. Damit konnten verschiedene Rankings erstellt und geeignete Gebäude für tiefergehende Analysen identifiziert werden.
Für Gebäude ohne Aussicht auf einen Anschluss an ein Wärmenetz sind Transformationsfahrpläne von hoher Bedeutung: Das Zusammenspiel aus Maßnahmen zur Raumwärmesenkung (energetische Sanierung der Gebäudehülle, Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung) und der Umstellung der Wärmebereitstellung auf erneuerbare Energien, auch vor dem Hintergrund der Maßnahmenreihenfolge, wird in den Blick genommen. Hinsichtlich der Wärmebereitstellung wurde eine sogenannte hybride Wärmepumpe betrachtet (Zusammenarbeit mit Handlungsfeld 4, siehe 4.2). Dabei wird der Bestandskessel temporär mit einer neuen Wärmepumpe betrieben. Hierzu wurde eine Methodik entwickelt, die in einem Tool umgesetzt ist. Dieses wurde zunächst für ein Bezirksamt angewandt. Für das zweite Gebäude, eine Turn- und Festhalle, wurde die Methode weiterentwickelt, indem Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung ins Maßnahmenportfolio aufgenommen wurden und die Wechselwirkungen zur hybriden Wärmepumpe ergänzend untersucht wurden.
In dem Dokument „Empfehlungen zur Priorisierung von Modernisierungsmaßnahmen in Bezug auf die Wärmeversorgung kommunaler Gebäude“ wurden die aus den Beispielgebäuden gewonnen Erkenntnisse zusammengefasst und verallgemeinert. Auch die Erkenntnisse aus der Analyse des Gesamtgebäudebestands wurden integriert. Das Dokument wurde sowohl in einer für Reutlingen spezifischen Version als auch in einer allgemeinen Version erarbeitet (siehe Downloads].
Im Bereich Wohngebäude wurden vier Mehrfamilienhäuser aus dem Bestand der GWG betrachtet. Hierzu wurden im Jahr 2020 durchgeführte Fassadensanierungsmaßnahmen mit Blick auf ihre Umsetzungseffizienz bewertet. Es zeigte sich, dass sich unterschiedlich hohe Einsparungen beim Raumwärmeverbrauch stark auf die Wirtschaftlichkeit der Sanierungsmaßnahmen auswirken. Die Ergebnisse der Analysen wurden in einem Fachzeitschriftenartikel (siehe Downloads) veröffentlicht.
Zur Bewertung der Effizienz der Hausübergabestationen wurde der Fernwärmeverbrauch bei den vier Beispielgebäuden messtechnisch über mehrere Monate erfasst. Es erfolgten zunächst quartalsweise Auswertungen und auch eine Jahresauswertung in Form verschiedener Diagramme, in denen die Korrelation wichtiger technischer Größen dargestellt ist. Gemeinsam mit der GWG konnten damit schon Fehler im technischen Betrieb behoben werden. Darüber hinaus wurde eine Umfrage unter den Mieter:innen zu ihrem Verhalten und dem Einfluss der Energiekrise durchgeführt. Die Befragten, von denen ca. zwei Drittel in sanierten Wohnungen leben, bestätigen den oben beschriebenen Befund, dass die energetische Sanierung nicht immer zu weniger Heizbedarf geführt hat. Zum in Zusammenarbeit mit der GWG erarbeiteten Info-Flyer mit Energie-Tipps wurde positives Feedback gegeben.
Zur Integration von Hausübergabestationen in fernwärmeversorgten Bestandswohngebäuden wurde eine Machbarkeitsstudie durchgeführt. Hierfür wurde zunächst forscherseitig simulativ untersucht, inwieweit die gebäudeseitige Vorlauftemperatur abgesenkt werden kann, um die Wärmeversorgung des Gebäudes und die zulässigen Fließgeschwindigkeiten in den Rohrleitungen zu gewährleisten. Insbesondere die Querschnitte der Rohrleitungen zu den Heizkörpern stellen eine zu berücksichtigende mögliche Engstelle dar. Durch die Simulation der Heizlast sowie deren Deckung durch die temperaturabhängige Wärmebereitstellung durch die Heizkörper wird sichergestellt, dass die gebäudeseitigen Voraussetzungen für den Einbau einer Hausübergabestation erfüllt sind. Die Analyse dient der Entscheidungsunterstützung für den Einbau von Hausübergabestationen, mit denen die Heizkreistemperaturen im Gebäude reguliert werden können, was bisher nicht der Fall ist.
Der Bau von Gebäuden sowie deren Unterhalt und Abriss erfordern hohe Investitionen und sind mit hohen Treibhausgasemissionen verbunden. Aufgrund der langen Lebensdauer von Gebäuden ist davon auszugehen, dass Neubauten der nächsten Jahre auch 2040 und weit darüber hinaus Bestand haben werden. Daher sollen zukünftige Neubauten möglichst schon in der Planung auf Klimaneutralität ausgerichtet werden. Dies betrifft neben der Energieversorgung vor allem die eingesetzten Materialien und deren Wiederverwertbarkeit ohne Wertverlust im Sinne der Kreislaufwirtschaft. Dank technischer Innovationen und gesetzlicher Vorgaben zur Energieeffizienz gab es in den vergangenen Jahrzehnten kontinuierliche Verbesserungen.
Je effizienter Gebäude in der Betriebsphase werden, desto stärker rückt der signifikante, mit der Herstellung und dem Abriss von Gebäuden verbundene Treibhausgasausstoß in den Fokus. Zentral ist daher eine ganzheitliche, lebenszyklusorientierte Betrachtungsweise. Das zugehörige Verfahren, das in der Stadt Reutlingen zu Projektbeginn noch nicht standardmäßig angewandt wird, wurde am Beispiel eines Kindergarten-Neubaus erprobt. Hierzu wurden zwei Tools angewandt und verglichen: Ein wissenschaftliches Tool inklusive Sensitivitätsanalyse zur Identifizierung entscheidender Einflussparameter auf die Lebenszykluskosten und ein Tool der DGNB als Beitrag zur geplanten Zertifizierung. Alle Projektpartner:innen sammelten hierbei wichtige Erfahrungen für zukünftige Neubauprojekte.
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