ABGFRANKFURTHOLDING 13.6.2019 - MAßNAHMEN ZUR KOSTENSENKUNG VON NIEDRIGSTENERGIEGEBÄUDEN IM GESCHOSSWOHNUNGSBAU - CONZEBS

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ABGFRANKFURTHOLDING 13.6.2019 - MAßNAHMEN ZUR KOSTENSENKUNG VON NIEDRIGSTENERGIEGEBÄUDEN IM GESCHOSSWOHNUNGSBAU - CONZEBS
MAßNAHMEN         ZUR      KOSTENSENKUNG     VON
NIEDRIGSTENERGIEGEBÄUDEN IM GESCHOSSWOHNUNGSBAU
ABG FRANKFURT HOLDING                  13.6.2019

        KOSTENGÜNSTIGER UND ZUKUNFTSFÄHIGER
          GESCHOSSWOHNUNGSBAU IM QUARTIER

                     GEFÖRDERT DURCH DIE
                     DEUTSCHE BUNDESSTIFTUNG UMWELT
                     AZ 33119/01-25

              DR. BURKHARD SCHULZE DARUP
              SCHULZE DARUP & PARTNER ARCHITEKTEN     BERLIN-NÜRNBERG
ABGFRANKFURTHOLDING 13.6.2019 - MAßNAHMEN ZUR KOSTENSENKUNG VON NIEDRIGSTENERGIEGEBÄUDEN IM GESCHOSSWOHNUNGSBAU - CONZEBS
Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier

                                          GEFÖRDERT DURCH DIE DEUTSCHE BUNDESSTIFTUNG UMWELT AZ 33119/01-25

   GEWOBAU Erlangen
   Aufstockung/Nachverdichtung
   der US-Housing Area, Erlangen
   450 neue Wohneinheiten
   + 250 aus aktuellem Bestand

   ABG FRANKFURT HOLDING                                     Beiräte:
   Niddastraße 107, 60329 Frankfurt am Main                  KfW: Dirk Markfort
                                                             BMWi: Alexander Renner
   BGW Bielefeld                                             GdW: Ingrid Vogler
   Carlmeyerstr. 1, 33613 Bielefeld
                                                             Wohnungswirtschaft: Frank Junker, ABG Frankfurt Holding
   GEWOBAU Erlangen                                          DENEFF: Christian Noll
   Nägelsbachstraße 55a, 91052 Erlangen
   Gundlach GmbH & Co.KG                                     Industriepartner
                                                             Mainova – Versorgungstechnik & Erneuerbare Energien
   Am Holzgraben 1, 30161 Hannover                           Rockwool – Dämmung
   HOWOGE Wohnungsbaugesellschaft mbH                        Xella – Wandbaustoffe & Dämmung
   Ferdinand-Schultze-Str. 71, 13055 Berlin                  Zehnder – Gebäudetechnik / Lüftung
                                                             Züblin – Elementiertes Bauen mit Holz
                                                             Viessmann – Versorgungskonzepte für Quartiere
ABGFRANKFURTHOLDING 13.6.2019 - MAßNAHMEN ZUR KOSTENSENKUNG VON NIEDRIGSTENERGIEGEBÄUDEN IM GESCHOSSWOHNUNGSBAU - CONZEBS
Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier

                                          GEFÖRDERT DURCH DIE DEUTSCHE BUNDESSTIFTUNG UMWELT AZ 33119/01-25

   BGW Bielefeld
   Brockeiche, Bielefeld-Milse
   58 Wohneinheiten
   „Bielefelder Modell“: quartiersbezogenes
   Wohnen mit umfassender Versorgung
   (Barrierefrei, Wohn-Café, Mittagstisch,
   ambulante Dienste mit 24-Std. Betreuung)

   ABG FRANKFURT HOLDING                                     Beiräte:
   Niddastraße 107, 60329 Frankfurt am Main                  KfW: Dirk Markfort
                                                             BMWi: Alexander Renner
   BGW Bielefeld                                             GdW: Ingrid Vogler
   Carlmeyerstr. 1, 33613 Bielefeld
                                                             Wohnungswirtschaft: Frank Junker, ABG Frankfurt Holding
   GEWOBAU Erlangen                                          DENEFF: Christian Noll
   Nägelsbachstraße 55a, 91052 Erlangen
   Gundlach GmbH & Co.KG                                     Industriepartner
                                                             Mainova – Versorgungstechnik & Erneuerbare Energien
   Am Holzgraben 1, 30161 Hannover                           Rockwool – Dämmung
   HOWOGE Wohnungsbaugesellschaft mbH                        Xella – Wandbaustoffe & Dämmung
   Ferdinand-Schultze-Str. 71, 13055 Berlin                  Zehnder – Gebäudetechnik / Lüftung
                                                             Züblin – Elementiertes Bauen mit Holz
                                                             Viessmann – Versorgungskonzepte für Quartiere
ABGFRANKFURTHOLDING 13.6.2019 - MAßNAHMEN ZUR KOSTENSENKUNG VON NIEDRIGSTENERGIEGEBÄUDEN IM GESCHOSSWOHNUNGSBAU - CONZEBS
Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier

                                          GEFÖRDERT DURCH DIE DEUTSCHE BUNDESSTIFTUNG UMWELT AZ 33119/01-25

   Gundlach Hannover
   Herzkamp, Hannover-Hilligenwöhren
   - kostengünstiges Wohnen zur Miete
   - Plus-Energie-Quartier
   - Klimaanpassung …

   ABG FRANKFURT HOLDING                                     Beiräte:
   Niddastraße 107, 60329 Frankfurt am Main                  KfW: Dirk Markfort
                                                             BMWi: Alexander Renner
   BGW Bielefeld                                             GdW: Ingrid Vogler
   Carlmeyerstr. 1, 33613 Bielefeld
                                                             Wohnungswirtschaft: Frank Junker, ABG Frankfurt Holding
   GEWOBAU Erlangen                                          DENEFF: Christian Noll
   Nägelsbachstraße 55a, 91052 Erlangen
   Gundlach GmbH & Co.KG                                     Industriepartner
                                                             Mainova – Versorgungstechnik & Erneuerbare Energien
   Am Holzgraben 1, 30161 Hannover                           Rockwool – Dämmung
   HOWOGE Wohnungsbaugesellschaft mbH                        Xella – Wandbaustoffe & Dämmung
   Ferdinand-Schultze-Str. 71, 13055 Berlin                  Zehnder – Gebäudetechnik / Lüftung
                                                             Züblin – Elementiertes Bauen mit Holz
                                                             Viessmann – Versorgungskonzepte für Quartiere
ABGFRANKFURTHOLDING 13.6.2019 - MAßNAHMEN ZUR KOSTENSENKUNG VON NIEDRIGSTENERGIEGEBÄUDEN IM GESCHOSSWOHNUNGSBAU - CONZEBS
Energieeffizienz mit städtebaulicher Breitenwirkung
DBU Forschungsvorhaben AZ 26422-25
                                                     Massive Neubauoffensive wirklich erforderlich?

                                                     - Wohnflächenverfügbarkeit nicht nur durch Neubau
                                                     - Demografische Entwicklung, Familienpolitik & Wohn-
                                                       verhalten  steigende Wohnfläche/Einwohner
                                                     - Familienwohnungen nur noch von 1-2 Pers. bewohnt
                                                     - Wichtiger Faktor: Mehr Einpersonenhaushalte:
                                                       50 m² WF für 1 Person, 65 m² für 2 Personen, etc.
                                                     - Hohes Einkommen  hohe Wohnfläche pro Person

                                                        Wohnfläche aktivieren ohne Neubau
                                                        Fehlnutzungen reduzieren (Ferienwohnungen etc.)
                                                        Bewussten Leerstand & Zweitwohnungen verteuern
                                                        Anreize für Wohnungstausch
                                                        Gemeinschaftswohnprojekte vs. Single-Wohnen

                                                      Entwicklung des ländlichen Raums!
                                                      Sanierungsoffensive ...
                                                      ... mit mehr industrieller Vorfertigung!
Quelle: Schulze Darup: Energieeffizienz mit städtebaulicher Breitenwirkung (Teil Technik). – Abschlussbericht
zum DBU-geförderten Forschungsprojekt, AZ: 26422 – 25, Luftbild: Parkwohanlage Nürnberg , wbg Nürnberg
ABGFRANKFURTHOLDING 13.6.2019 - MAßNAHMEN ZUR KOSTENSENKUNG VON NIEDRIGSTENERGIEGEBÄUDEN IM GESCHOSSWOHNUNGSBAU - CONZEBS
Neue Mitte Frankfurt/Main – DomRömer Bebauung

Quelle: Schulze Darup – energetische Betreuung
ABGFRANKFURTHOLDING 13.6.2019 - MAßNAHMEN ZUR KOSTENSENKUNG VON NIEDRIGSTENERGIEGEBÄUDEN IM GESCHOSSWOHNUNGSBAU - CONZEBS
„Im Wiener“ - ABG FRANKFURT HOLDING
Hohe Kosteneffizienz

   Konsequent kostenoptimiert
   Kostenziel 1.500 €/m² (KG 300/400 inkl. MWSt)

Quelle: ABG FRANKFURT HOLDING / schneider+schumacher. –
In: Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
ABGFRANKFURTHOLDING 13.6.2019 - MAßNAHMEN ZUR KOSTENSENKUNG VON NIEDRIGSTENERGIEGEBÄUDEN IM GESCHOSSWOHNUNGSBAU - CONZEBS
„Im Wiener“ - ABG FRANKFURT HOLDING
Hohe Kosteneffizienz

                                      Industriell vorgefertigte Bauteile
                                      (Synergien zum dena-Projekt
                                      ENERGIESPRONG)

                                            - Kompakte Bauweise
                                            - Flächeneffizienz
                                            - Standardisierung
                                            - Trotzdem Variabilität
                                            - Statische Optimierung
                                            -   Schottenbauweise
                                            -   Tragwände =
                                                Wohnungstrennwände
                                            - Eignung für Bauen mit
                                              vorgefertigten Bauteilen
                                            - Optimierung der
schneider + schumacher. – In:
Schulze Darup: Kostengünstiger
                                              Gebäudetechnik
und zukunftsfähiger Geschoss-
wohnungsbau im Quartier. –
gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
ABGFRANKFURTHOLDING 13.6.2019 - MAßNAHMEN ZUR KOSTENSENKUNG VON NIEDRIGSTENERGIEGEBÄUDEN IM GESCHOSSWOHNUNGSBAU - CONZEBS
Quartier Brüxer Straße, Erlangen - GEWOBAU Erlangen

                                                         Abriss versus Neubau

Quelle: GEWOBAU Erlangen / Forschungsvorhaben mit 5 Wohnungsunternehmen
Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – DBU-gefördert AZ 33119/01-25
ABGFRANKFURTHOLDING 13.6.2019 - MAßNAHMEN ZUR KOSTENSENKUNG VON NIEDRIGSTENERGIEGEBÄUDEN IM GESCHOSSWOHNUNGSBAU - CONZEBS
Quartier Brüxer Straße, Erlangen - GEWOBAU Erlangen

                                                         Abriss versus Neubau
                                                         Ergebnis:
                                                         Bestand
                                                         Neubau mit 164 barrierefreien
                                                         Wohnungen

Quelle: GEWOBAU Erlangen / Forschungsvorhaben mit 5 Wohnungsunternehmen
Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – DBU-gefördert AZ 33119/01-25
Achtgeschossige MFH, 198 WE, Berlin, Sewanstraße
KfW Effizienzhaus 40 Plus

Quelle: Planung THOMA Architekten / Bauherr: HOWOGE Berlin /Forschungsvorhaben mit 5 Wohnungsunternehmen
Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – DBU-gefördert AZ 33119/01-25
Achtgeschossige MFH, 198 WE, Berlin, Sewanstraße
KfW Effizienzhaus 40 Plus

Quelle/Source: Planung THOMA Architekten / Bauherr: HOWOGE Berlin /Forschungsvorhaben mit 5 Wohnungsunternehmen
Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – DBU-gefördert AZ 33119/01-25
Achtgeschossige MFH, 198 WE, Berlin, Sewanstraße
KfW Effizienzhaus 40 Plus – Hohe Kompaktheit

Quelle: Planung THOMA Architekten / Bauherr: HOWOGE Berlin /Forschungsvorhaben mit 5 Wohnungsunternehmen
Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – DBU-gefördert AZ 33119/01-25
0,1
                                                                0,2
                                                                              0,3
                                                                                           0,5
                                                                                                 0,6
                                                                                                       0,7
                                                                                                             0,8

                                                                                     0,4
                                                                                                                              0,9

               0
WSVO 1977

                                                                                     0,8
WSVO 1984
                                                                                                                   W/m²K

                                                                              0,60
WSVO 1995

  EnEV 2002

  EnEV 2007

  EnEV 2009                                                      0,50 0,45 0,45
  EnEV 2014

  EnEV 2016
                                                                                                                 AUSSENWAND

  GEG 2018
                                          0,28 0,28 0,28 0,28
                                                                                                                                    EnEV-/GEG-Standards für Außenwände (U-Werte)

  KfW EH 55

  KfW EH 40

 Passivhaus

PH - A/V=0,5                                                                      3 BIS 4 - GESCHOSSIG

PH - A/V=0,3                                                                      SEHR KOMPAKT 9-GESCH.
                                                                                                               MFH-PASSIVH.

PH - A/V=0,3                                                                      PHPP-OPT.: FENSTER ETC.
                   0,20 0,18 0,15 0,16 0,18 0,20
EnEV-/GEG-Standards und KfW-Förderung: Parallelverschiebung der Standards
Ziel: breitenwirksame Markteinführung innovativer Komponenten
                          1995      2002           2009          2016          2019          2021          2025          2030
        1995             WSchVO
        2002                      EnEV 2002
        2009                                     EnEv 2009      KfW 70        KfW 55        KfW 40
        2016                                                   EnEV 2016      KfW 55        KfW 40       KfW 40 plus
        2019                                                                 EnEV 2019 KfW 40 plus       KfW 30 plus KfW 30 premium
        2021                                                                               EnEV 2021     KfW 30 plus KfW 30 premium
Außenwand       U-Wert    0,30      0,28           0,24          0,22     0,20              ≤ 0,16        ≤ 0,15        ≤ 0,15
Dach            U-Wert    0,28      0,26           0,24          0,20     0,14              ≤ 0,12        ≤ 0,12        ≤ 0,12
KG-Decke        U-Wert    0,40      0,35           0,30          0,28     0,25              ≤ 0,20        ≤ 0,18        ≤ 0,18
Fenster         U-Wert    1,80      1,60           1,30        ≤ 0,9-1,1 ≤ 0,9               ≤ 0,8        ≤ 0,75         ≤ 0,7
Wärmebr.         DUWB               0,05           0,05          0,05    ≤ 0,035            ≤ 0,02        ≤ 0,02        ≤ 0,02
                                            -1            -1            -1            -1            -1            -1            -1
Luftdichtheit    n50              ≤ 3,0 h        ≤ 1,5 h ≤ 1,5 h             ≤ 1,0 h    ≤ 0,8 h    ≤ 0,6 h    ≤ 0,6 h
Lüftung                   k. A.     k. A.           Abluftanlagen            Zu-/Abluftanlagen mit Wärmerückgewinnung
Heizung/WW % ern.         k. A.     k. A.        ca. 20 % ca. 20 % ≥ 30 %                   ≥ 40 %        ≥ 60 %        ≥ 90 %

Strom       % ern.   k. A.          k. A.          k. A.         k. A.        ≥ 20 %        ≥ 30 %        ≥ 60 %        ≥ 80 %
Heizwärmeb. kWh/m²a ca. 110        ca. 90         ca. 70        ca. 50        ca. 30        ca. 15         ≤ 15          ≤ 15
Investitionskosten für Fenster (€) pro m² Fensterfläche

                     250 %
                                                              UW = 0,8 W(m²K)

                                                                                                 15 %

Quelle: Ecofys, Schulze Darup: Preisentwicklung Gebäudeenergieeffizienz. – Im Auftrag der DENEFF Berlin 2014
Komfortlüftung: Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung

System Pluggit PluggPlan

Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Wohnungslüftung: Entwicklung der Investitionskosten (€/m²WF)

120
 €/m²                                                                                         Abluft min
100
              Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung                                           Abluft max
                                                                                              Komfort min
 80
                                                              Wohnung 75 m²:                  Komfort max
                                                              2.900 - 3.500 €
 60
                                                                                          Mehrinvestition
                                                                                          (optimierte Lösung)
                                                                   Mehrinvest
 40
                                                                   für Wärme-             20 €/m²
                                                                   rückgewinnung
 20
               Abluftanlagen                                                                15-30
                                                                                            €/m²

  0
          1990          1995          2000          2005          2010          2015           2020          2025
 Quelle/Source: Ecofys, Schulze Darup: Preisentwicklung Gebäudeenergieeffizienz. – Im Auftrag der DENEFF Berlin 2014
 Schulze Darup 2018
Mehrinvestitionen vs. EnEV-Standard 2016

€160              Heizung
                  Lüftung                                                      €/m² Wohnfläche, KG 300/400 inkl. MWSt.
€140              Wärmebrücken                                         139 €
                  Luftdichtheit 136 €                                                            133 €
€120              Fenster                                                                                             125 €
                                                                                                                                             117 €
                  KG-Decke
€100              Dach
                  Außenwand
€80               Summe
€60                 63 €

€40
€20
   €-
                  KfW EH 55

                                                                                                                              PH optimiert
                                      KfW EH 40

                                                          Passivhaus

                                                                                    PH A/V=0,5

                                                                                                         PH A/V=0,3
€(20)

 Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Mehrinvestitionen vs. EnEV-Standard 2016 bei optimierter Planung

€160              Heizung
                  Lüftung                                                     €/m² Wohnfläche, KG 300/400 inkl. MWSt.
€140              Wärmebrücken
                  Luftdichtheit
€120              Fenster
                  KG-Decke
€100              Dach
                  Außenwand     83 €
€80               Summe                                                77 €                     73 €
€60                                                                                                                 65 €
                                                                                                                                          56 €
€40                           44 €

€20
  €-
                  KfW EH 55

                                      KfW EH 40

                                                                                                                           PH optimiert
                                                          Passivhaus

                                                                                   PH A/V=0,5

                                                                                                       PH A/V=0,3
€(20)

 Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Wichtige Kostentreiber

                 Marktsituation
            Grundstückskosten
             Vergabeverfahren
       Stellplatz pro Wohnung
                   Erschließung
                Barrierefreiheit
                    Bauqualität
               Planungsqualität
            Gebäudegeometrie
        ungünstige Grundrisse                                                                   Mehrinvestition min
                     Passivhaus                                                                 Mehrinvestition max
                     KfW EH 40
                                                                                                Mehrinvest. günstig
                     KfW EH 55
               Referenz = EnEV               €/m²Wohnfläche                                     Mehrinvest. hoch

Erfahrene &                              0                  100                  200                   300                  400
optimierende Planer

 Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Wärmewende und Sektorenkopplung
1. Geringe Heizlast  Versorgungssysteme Einsparpotenzial 15 – 50 €/m²WF!
  8 Teelichter heizen eine 60 m²-Wohnung
Wärmewende und Sektorenkopplung
2. Einfachere Systemlösungen und günstigere Komponenten (MFH / €/m²Wohnfl.)
350                         220 %
                        Regelung/Monitoring                    Monitoring
300
                        E-Speicher                             Regelung
250                     PV                                     E-Speicher
                                                               PV
200                    Lüftung WRG
       Regelung
                                                               Lüftung WRG
       Abluftanlage                                    -15 %   Abluftanlage
150
       TWW                                                     TWW
       Übergabe-Heizseite
100    Verteilung                                              Übergabe
       Speicher
                                                               Verteilung
 50
       Wärmepumpe                                              Speicher
  0                                                            Wärmepumpe
€/m²       2018         2018 & EE        2021      2030
Wärmewende und Sektorenkopplung
3. Preisverfall dezentraler erneuerbarer Energien
3000                                 8000                                      5000
                                     €/kWp                                     €/kWh
$/kW                                                                           4500
                                     7000
2500
            Windkraft onshore                                Photovoltaik 4000               Li-Batterie-Systeme
                                      6000
                 - 61 %                                      - 83 %             3500                             - 80 %
2000
                                      5000                                      3000
                                                                                                                 Aktuell:
1500                                  4000                                      2500
                                                                                                        550 – 950 €/kWh
                                                                                2000                       Systemkosten
                                      3000
1000
                                                                                1500
                                      2000
                                                                                1000
500
                                      1000       800 €/kWpeak                       500
   0                                       0                                          0

                                                                                                          2010
                                                                                          1990

                                                                                                 2000

                                                                                                                 2020

                                                                                                                          2030
                                                      2000

                                                               2010

                                                                      2020
                                               1990

                                                                             2030
        2020
        1990
        1995
        2000
        2005
        2010
        2015

        2025
        2030

 Quelle/Source: Dr. Rainer Saliger, Siemens AG, CoC Dezentrale Energiesysteme; LBNL, Wind technologies market report
 2014, Fraunhofer ISE PV report 2014, IHS Technology Battery report 2015, BNEF 2015
Wärmewende und Sektorenkopplung                     Fossile Energieversorgung
4. Wechsel von der brennstoff- zur strombasierten Versorgung
                       Primärenergie            Endenergie      Nutzenergie

                             Verluste

                                                          Verluste
                             Verstromung
    Brennstoffe                                       Stromanwendungen
                                                                ca. 30 Cent/kWh
          Gas                                   Verkehr           ca. 7 Cent/kWh
          Öl                                    Heizen
       Biomasse
                                                Warmwasser
         Uran
           ...              Direktnutzung       Prozesswärme / Industrie

                                                         Verluste

                             Verluste
Wärmewende und Sektorenkopplung               Erneuerbare Energieversorgung
4. Wechsel von der brennstoff- zur strombasierten Versorgung

                                                                                                         Niedertemperatur/Gebäude
                    PER - Erneuerbare Primärenergie

                                                                                       4 Cent/kWh
                                                                                      1-2 Cent/kWh
                                                                      Direktnutzung über
     PV: 7 - 12 Cent/kWh                 Direktnutzung
                                                                      Wärmepumpen
     2040: 4-6 Cent/kWh                  - Eigenstromnutzung
                                               - Gebäude              (Arbeitszahl >3)
             Strom
                                               - Quartier
                                         - Region
                                                                                    7-12 Cent/kWh
      Primärstrom aus                                                 Direktelektrisch
                                                                                     4-6 Cent/kWh
                                         - Verbund national/intern.
      Wind
                                                    Verluste
      PV                                                                          ca. 30 Cent/kWh
                                           Power to Gas/Liquid        Verstromung Lastmanagement
                                                                                  ca. 12
                                                                      Gas-Anwendungen    Cent/kWh
                                                                                      (Hochtemp.)
                                                   Verluste
Sonstige Erneuerbare                            Speicherung           Regelenergie / Lastmanagement
Solarthermie, Wasserkraft, Geothermie…                                Direktnutzung
                                                                      Regelenergie / Lastmanagement
      Biomasse                                  Speicherung           Treibstoff (Flugverkehr)
 Biogene Brennstoffe                                                  Prozesswärme/Industrie, Rohstoff
Wärmewende und Sektorenkopplung
5. Wechsel bei der Gebäudetechnik bis 2050

                                                                               Kohlekessel
                        Ölkessel     --                                        Ölkessel

                                                                               Gaskessel
                                   Gaskessel     -                             Wärmepumpen

                                                  Wärmepumpen            ++    Biomassekessel

                                                                               Biomasse-KWK

                                                                               Erdgas-KWK
                                                          Biomasse ?
                                                                               Fernwärme
                                                          Fernwärme ?!
                                                          KWK

Quelle: IWU / Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff - Ostfalia Hochschule Wolfenbüttel
Warmwasserbereitung                                                                          Lösungen mit niedriger
Zentrale Systeme                                                                                 Systemtemperatur
 Kurze Verteilleitungen!                                                                            Gebäudezentrale
 Zentrale, Steigstränge, Verteilung                                                                 Wärmepumpe
 inkl. Messeinrichtung
                                                                                                    Variante 1
 Keine Zirkulation!                                                                                 Fünfleitersystem &
                                                                                                    Ultrafiltration mit
 Anordnung: Bad-WC-Küche                                                                            45 - 50°C System-
                                                                                                    temperatur

                                                                                                    Variante 2
                                                                                                    Dreileitersystem &
                                                                                                    Frischwasserstation -
                                                                                                    35 °C System-
        Küche möglichst                                                                             temperatur
        nah am Schacht                                                                              & Warmwasser-
                                                                                                    Nacherwärmung über
                                                                                                    Durchlauferhitzer

Quelle: Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau. – gefördert durch DBU AZ 33119 / Abb.: HOWOGE/JAHN
Warmwasserbereitung
Dezentrale Systeme

                                                                                                     Var. 1: Mini-
                                                                                                     Wärmepumpe &
                                                                                                     Speicher 60-100 Liter

                                                                                                     Var. 2:
                                                                                                     Durchlauferhitzer &
                                                                                                     Duschwasser WRG

                                                                                                     Voraussetzung:
                                                                                                     PV & Batteriespeicher
                                                                                                     - Lastmanagement
                                                                                                     - Niedrige Spitzenlast
                                                                                                       bei Dunkelflaute
        Küche

Quelle: Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau. – gefördert durch DBU AZ 33119 / Abb.: HOWOGE/JAHN
Beispiele für Plusenergie-Lösungen
Plusenergie-Siedlung Erlangen-Büchenbach
                                                                     200                Electricity
                                                                     kWh/(m²a)          Hot water
                                                                     Primärenergie
                                                                     150                Heating
                                                                                        Photovoltaics

                                                                     100

                                                                       50

                                                                        0

                                                                             Standard

                                                                                        Passive house

                                                                                                        Renewables
                                                                      -50

                                                                     -100

                                                                     -150

Quelle: Energie-Konzept: Burkhard Schulze Darup / Luftbild: Stadt Erlangen
Beispiele für Plusenergie-Lösungen
Plusenergie-Siedlung Erlangen-Büchenbach
                                                  200                Electricity
                                                  kWh/(m²a)          Hot water
                                                  Primärenergie
                                                  150                Heating
                                                                     Photovoltaics

                                                  100

                                                   50

                                                    0

                                                          Standard

                                                                     Passive house

                                                                                     Renewables
                                                   -50

                                                  -100

                                                  -150

Quelle: Energie-Konzept: Burkhard Schulze Darup
>
    Quellengrund 9 – 15, Hannover
    Bauherr: Baugenossenschaft Oberricklingen eG
    Architekt: Bauart Architekten, Friedhelm Birth,
    Hannover
    Energiekonzept: Dr. Burkhard Schulze Darup,
    schulze darup & partner architekten
Energiesprong – Net Zero Komponenten
Quellengrund, Hannover

    Photovoltaik                                              Dach-Dämmung
   dachintegriert                                             U ≤ 0,12 W/m²K

  Batteriespeicher                                              Vorgefertigtes
                                                                Wandelement
     Heizung:                                                  U ≤ 0,12 W/m²K
   Wärmepumpe
                                                                Integrierte
   Warmwasser:                                                    Fenster
 Wärmepumpe oder                                              UW ≤ 0,8 W/m²K
  direktelektrisch
                                                              Hauseingangstür
 Lüftungssystem mit                                           UW ≤ 1,10 W/m²K
Wärmerückgewinnung
                                                                 Perimeter-
                                                                  Dämmung
                                                               U ≤ 0,18 W/m²K

                                                                Kellerdecken-
                                                                  Dämmung
                                                               U ≤ 0,25 W/m²K
Quelle: Schulze Darup / Baugenossenschaft Oberricklingen eG
Versorgungssystem für Quartiere: Primärenergievergleich aktuell
180                                                                   Heizen mit Wärmep. Zentr. Wärmepumpe
                 Gas-basiert                                                                                                                                      Primärenergie
160                                                                   WW direktelektrisch Verteilung mit 45 °C
                                                                                                                                                                  aktuell
140                                                                                          zzgl. PV                                      zzgl. PV
120                              123,7                             124,9
100                                                                                  102,6                                                                         Einspeisung
                                                                                                                                  93,4
 80                                                                                                                                                                Mobilität
 60                                                                                                                                                                Haushaltsstrom
 40                                                                                                                                                                Allgemeinstrom
                                                                                                          37,6
 20                                                                                                                                                      25,6      Hilfsstrom
  0                                                                                                                                                                Lüftung WRG
                                                                           Wärmepumpe & WW

                                                                                              Wärmepumpe & WW

                                                                                                                  Niedertemperatursystem
            Gas & Solarthermie

                                         KWK & Gas-Spitzenkessel

                                                                                                                                           Wärmepumpe zentral &
                                                                                                                                                                   Warmwasser

                                                                                                                  Wärmepumpe zentral &
-20

                                                                                                                                             Niedertemp. & PV
                                                                                                elektrisch & PV
-40                                                                                                                                                                Heizen
                                                                               Elektrisch

kWh/(m²a)                                                                                                                                                          Summe

 Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Versorgungssystem für Quartiere: Erneuerbare Primärenergie 2040
180                                                                    Heizen mit Wärmep. Zentr. Wärmepumpe
           Gas-basiert
         kWh/(m²a)                                                                                                                                             Erneuerbare
160                                                                    WW direktelektrisch Verteilung mit 45 °C
                                                                   158,0                                                                                       Primärenergie
                                 150,0                                            zzgl. PV             zzgl. PV
140                                                                                                                                                            2040 (PER)
120
100                                                                                                                                                             Einspeisung
 80                                                                                                                                                             Mobilität
                                                                                   73,3
 60                                                                                                                            67,2                             Haushaltsstrom
 40                                                                                                                                                             Allgemeinstrom
                                                                                                       28,4                                           22,9      Hilfsstrom
 20
  0                                                                                                                                                             Lüftung WRG
                                                                         Wärmepumpe & WW

                                                                                           Wärmepumpe & WW

                                                                                                               Niedertemperatursystem
            Gas & Solarthermie

                                         KWK & Gas-Spitzenkessel

                                                                                                                                        Wärmepumpe zentral &
                                                                                                                                                                Warmwasser

                                                                                                               Wärmepumpe zentral &
-20

                                                                                                                                          Niedertemp. & PV
                                                                                             elektrisch & PV
-40                                                                                                                                                             Heizen
                                                                             Elektrisch

                                                                                                                                                                Summe
kWh/(m²a)

 Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Vergleich unterschiedlicher Quartiersversorgungs-Systeme – Kosten aktuell

40 €                                                                     Heizen mit Wärmep. Zentr. Wärmepumpe
               Gas-basiert                                                                                                                                           Kosten aktuell
                                                                         WW direktelektrisch Verteilung mit 45 °C
30 €                                                                                          zzgl. PV                                        zzgl. PV

                                                                                                   € pro m² Wohnfläche                                                Einspeisung
20 €
                                                                       €17,46                                                                                         Mobilität
                                                                                        €15,38                                         €14,00                         Haushaltsstrom
                                    €13,05
10 €                                                                                                                                                                  Allgemeinstrom
                                                                                                             €4,05                                          €2,98     Hilfsstrom
 0€                                                                                                                                                                   Lüftung WRG
               Gas & Solarthermie

                                                                            Wärmepumpe & WW

                                                                                               Wärmepumpe & WW

                                                                                                                     Niedertemperatursystem
                                             KWK & Gas-Spitzenkessel

                                                                                                                                              Wärmepumpe zentral &
                                                                                                                     Wärmepumpe zentral &
                                                                                                                                                                      Warmwasser

                                                                                                                                                Niedertemp. & PV
                                                                                                 elektrisch & PV
-10 €                                                                                                                                                                 Heizen
                                                                                Elektrisch

                                                                                                                                                                      Summe

  Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Vergleich unterschiedlicher Quartiersversorgungs-Systeme – Kosten 2040

40 €                                                              Heizen mit Wärmep. Zentr. Wärmepumpe
                                                                  WW direktelektrisch Verteilung mit 45 °C                                                    Kosten 2040
                                                              €36,52
30 €                                                                         zzgl. PV             zzgl. PV
                                   €29,40

                                                                                             € pro m² Wohnfläche                                               Einspeisung
20 €
                                                                                  €17,56                                                                       Mobilität
                                                                                                                                €16,03
                                                                                                                                                               Haushaltsstrom
10 €                                                                                                                                                           Allgemeinstrom
                                                                                                      €5,55                                          €4,51     Hilfsstrom
 0€                                                                                                                                                            Lüftung WRG
              Gas & Solarthermie

                                                                      Wärmepumpe & WW

                                                                                        Wärmepumpe & WW
                                            KWK & Gas-Spitzenkessel

                                                                                                              Niedertemperatursystem

                                                                                                                                       Wärmepumpe zentral &
                                                                                                              Wärmepumpe zentral &
                                                                                                                                                               Warmwasser

                                                                                                                                         Niedertemp. & PV
                                                                                          elektrisch & PV
-10 €                                                                                                                                                          Heizen
                                                                          Elektrisch

                                                                                                                                                               Summe

 Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Quartierskonzept Büchenbach & Neubau Odenwaldallee
GEWOBAU Erlangen

Quelle: GEWOBAU, in: Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Quartierskonzept Büchenbach & Neubau Odenwaldallee – GEWOBAU Erlangen
Versorgungsschema

Quelle: SIEMENS & GEWOBAU, in: Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – DBU AZ 33119/01-25
Quartiersversorgung aktuell
                                                                                    Mobilität 80 kWh/(m²a)
(Endenergie)

                                                                                    Haushaltsstrom 32 kWh/(m²a)

                                                                                    Hilfsstrom 5 kWh/(m²a)

                                                                                    Warmwasser 35 kWh/(m²a)

Pro Wohnung mit 75 m²
ein PKW
- Fahrleistung i. M. 8.000 km/a
- Verbrauch i. M. 7,5 l/100 km                                                               EnEV / GEG
                                                       Kraftstoff

                                                                                    Heizenergie 90 kWh/(m²a)
                                                                    Erdgas
                                                       Strom

                                                             242
                                                           kWh/(m²a)
 Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Quartiersversorgung optimiert
(Endenergie)                                                                        Mobilität 53 kWh/(m²a)

                                                                                    Haushaltsstrom 28 kWh/(m²a)

                                                                                    Hilfsstrom 5 kWh/(m²a)

                                                                                    Warmwasser 25 kWh/(m²a)

Pro Wohnung mit 75 m²
ein PKW                                                                             Heizenergie 22 kWh/(m²a)
- Fahrleistung i. M. 8.000 km/a
- Verbrauch i. M. 5,0 l/100 km                             Kraftstoff
                                                           Strom
                                                           Erdgas

                                                            133
                                                           kWh/(m²a)
 Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Quartiersversorgung optimiert zzgl. PV
(Endenergie)                                                                        Mobilität 53 kWh/(m²a)

                                                                                    Haushaltsstrom 28 kWh/(m²a)
                                             10 kWh/(m²a)
Photovoltaik 35 kWh/(m²a)
                                                                    4 kWh/(m²a) Hilfsstrom 5 kWh/(m²a)
                                                                                    Warmwasser 25 kWh/(m²a)

                                                                                    Heizenergie 22 kWh/(m²a)

                                                           Kraftstoff
                                                           Strom
                                                           Erdgas

                                                            133
                                                           kWh/(m²a)
 Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Quartiersversorgung optimiert zzgl. PV
(Endenergie)                                                                        Mobilität 53 kWh/(m²a)

                                                                                    Haushaltsstrom 28 kWh/(m²a)
                                             10 kWh/(m²a)
Photovoltaik 35 kWh/(m²a)
                                                                    4 kWh/(m²a) Hilfsstrom 5 kWh/(m²a)
                                                                                    Warmwasser 25 kWh/(m²a)

                                                                                    Heizenergie 22 kWh/(m²a)

                                                           Kraftstoff
                                                           Strom
                                                           Erdgas

                                           -21              122 Jahresbilanz 101
                                         kWh/(m²a)         kWh/(m²a)                                  kWh/(m²a)
 Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Quartiersversorgung Net Zero (bilanziell) – Wärmepumpen & E-Mobilität
(Endenergie)

                                                                                    E-Mobilität 7,5 kWh/(m²a)

                                                                                    Haushaltsstrom 22 kWh/(m²a)

                                                                                    Hilfsstrom 3 kWh/(m²a)
                                                                                    Warmwasser 8,3 kWh/(m²a)
                                                                                    Heizenergie 7,3 kWh/(m²a)

75 % der Wohnungen (75 m²): E-Mobil                                                 Wärmepumpe Heizung und
- Fahrleistung i. M. 10.000 km/a                                                    Warmwasser: Arbeitszahl 3,0
- davon 50 % Batterieladung vor Ort
- Verbrauch i. M. 15 kWh/100 km                            Kraftstoff
                                                           Strom

                                                              48
                                                           kWh/(m²a)
 Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Quartiersversorgung Net Zero (bilanziell) – Wärmepumpen & E-Mobilität
(Endenergie)
                                           35 % Eigenstromnutzung
                                                16,8 kWh/(m²a)                      E-Mobilität 7,5 kWh/(m²a)

                                                                                    Haushaltsstrom 22 kWh/(m²a)
Photovoltaik 48 kWh/(m²a)
                                                                                    Hilfsstrom 3 kWh/(m²a)
                                                                                    Warmwasser 8,3 kWh/(m²a)
                                                                                    Heizenergie 7,3 kWh/(m²a)

                                                           Kraftstoff
                                                           Strom

                                     31,2                   31,2               Jahresbilanz net zero
                                    kWh/(m²a)              kWh/(m²a)
 Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Quartiersversorgung Net Zero (bilanziell) – Wärmepumpen & E-Mobilität
(Endenergie)
                                           60 % Eigenstromnutzung
                                                28,8 kWh/(m²a)                      E-Mobilität 7,5 kWh/(m²a)
                                     Batterie
                                     E-Speicher
                                                                                    Haushaltsstrom 22 kWh/(m²a)
Photovoltaik 48 kWh/(m²a)
                                                                                    Hilfsstrom 3 kWh/(m²a)
                                                                                    Warmwasser 8,3 kWh/(m²a)
                                                                                    Heizenergie 7,3 kWh/(m²a)

                                                                        WICHTIG: Leistung zu
                                                           Kraftstoff

                                                                        Zeiten der Dunkelflaute
                                                           Strom

                                     19,2                   19,2
                                    kWh/(m²a)              kWh/(m²a)
 Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Quartiersversorgung – Elektrolyse & Wasserstoffspeicher, Rückverstromung &
vollintegrierte Mobilität
                                                                                                    Sonstige Mobilität
                                     Batterie - E-Speicher                                          E-Mobilität 7,5 kWh/(m²a)
                                     Elektrolyse
                                     Wasserstoffspeicher (& Sauerstoff)                             Haushaltsstrom 22 kWh/(m²a)
Photovoltaik 48 kWh/(m²a)
                                     Rückverstromung                                                Hilfsstrom 3 kWh/(m²a)
                                     E-Tankstelle                                                   Warmwasser 8,3 kWh/(m²a)
                                     Wasserstoff-Tankstelle                                         Heizenergie 7,3 kWh/(m²a)

                                                 Optional Gas/Wasserstoff-Verbund

                                                                                    Strom-Verbund
                                                                                    Kraftstoff

 Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Wohnkosten

Quelle: Schulze Darup
Betriebskosten & Wohnkosten

4,50
        €/m² Wohnfläche im Monat                                               Haushaltsstrom
4,00                                                                           Wartung Geb.-Technik
                      Haushalts-                                               Heizungsabrechnung
3,50
                        strom                                                  Warmwasser
3,00                                                                           Heizung
                                                                               Allgemeinstrom
2,50                                                                           Antenne/Kabel
                                                                               Wasser & Abwasser
2,00
                                                                               Aufzug
1,50                                                                           Winterdienst

1,00

0,50

0,00
                                                                  ?            Garten, Straßenreinig.
                                                                               Gebäudereinigung
                                                                               Müll
                                                                               Versicherung
                                                                               Hauswart
          BK kalt      BK warm      Passivhaus      PV 50 %       Flatrate     Grundsteuer
Quelle in Säule 1 angelehnt an: Deutscher Mieterbund, Betriebskostenspiegel für Deutschland 2016/2017
Betriebskosten & Wohnkosten
Inkl. Kaltmiete 6,50 €/m²
12,00
        €/m² Wohnfläche im Monat
                              10,45                                              Flatrate
10,00
                                            9,71
                                                          9,31          9,11
                                                                                 Heizen, WW,
                8,41
 8,00                                                                            Haushaltsstrom
                                                                                 Betriebskosten kalt

 6,00                                                                            Kaltmiete
                     Mögliche Gestaltungs-Parameter:
                      Verhältnis Strompreis zu Gaspreis                         Summe
 4,00                 CO2-Abgabe
            6,50        6,50
                       Vereinfachte   6,50
                                     Regularien  6,50
                                                für          6,50
                                                    Mieterstrom
                      Angepasste (KfW)-Förderung
 2,00
                      Kosteneffiziente Komponenten (Industrie)
                      Qualifikation der Planer
 0,00
           BK kalt      BK warm       Passivhaus    PV 50 %       Flatrate
Quelle in Säule 1 angelehnt an: Deutscher Mieterbund, Betriebskostenspiegel für Deutschland 2016/2017
Heizenergiebedarf – Referenzszenario (GER/Wohnen)
Sanierungsquote 1,2 %/a

                                                                                               32%

Quelle: DGS / Schulze Darup: Gebäudetypologie und Energieeffizienzstrategie BRD, Berlin 2015
Heizenergiebedarf – Referenzszenario (GER/Wohnen)
Sanierungsquote 1,6 %/a

                                                                                               38,9%

Quelle: DGS / Schulze Darup: Gebäudetypologie und Energieeffizienzstrategie BRD, Berlin 2015
Heizenergiebedarf – Zielszenario (GER/Wohnen)
Sanierungsquote 1,6 %/a

                                                                                               49,8 %

Quelle: DGS / Schulze Darup: Gebäudetypologie und Energieeffizienzstrategie BRD, Berlin 2015
Heizenergiebedarf – Zielszenario (GER/Wohnen)
Sanierungsquote 1,6 %/a

                                                      Graue Energie:

                                                     Neue Gebäude (1,25 MWh/m²)
                                                     Sanierung (0,5 MWh/m²)

Quelle: DGS / Schulze Darup: Gebäudetypologie und Energieeffizienzstrategie BRD, Berlin 2015 & Schulze Darup 2018
Heizenergiebedarf – Zielszenario (GER/Wohnen)
Sanierungsquote 1,6 %/a

                                                      Graue Energie                degressiv           Industrie

                                                     Neue Gebäude
                                                     Sanierung

Quelle: DGS / Schulze Darup: Gebäudetypologie und Energieeffizienzstrategie BRD, Berlin 2015 & Schulze Darup 2018
Ertrag der erneuerbaren Energien – BRD
Referenzszenario
Ertrag der erneuerbaren Energien – BRD
Klimaschutzszenario
Klimaschutzziel BRD: Reduktion des Energiebedarfs durch Effizienz
 Versorgung des Restbedarfs durch erneuerbare Energien

                                                                                                       50 - 55 %

                                             Referenzszenario

                Quelle: DGS / Schulze Darup: Gebäudetypologie und Energieeffizienzstrategie BRD, Berlin 2015
Klimaschutzziel BRD: Reduktion des Energiebedarfs durch Effizienz
 Versorgung des Restbedarfs durch erneuerbare Energien

                                           Klimaschutzszenario

                Quelle: DGS / Schulze Darup: Gebäudetypologie und Energieeffizienzstrategie BRD, Berlin 2015
Klimaschutzziel BRD: Reduktion des Energiebedarfs durch Effizienz
 Versorgung des Restbedarfs durch erneuerbare Energien

                                                           Verluste durch Lastmanagement & Speicherung

                Quelle: DGS / Schulze Darup: Gebäudetypologie und Energieeffizienzstrategie BRD, Berlin 2015
Klimaschutzziel BRD: Reduktion des Energiebedarfs durch Effizienz
 Versorgung des Restbedarfs durch erneuerbare Energien

                                                                                       Wertschöpfung
                                                                                       150 – 200 Mrd €/a

                Quelle: DGS / Schulze Darup: Gebäudetypologie und Energieeffizienzstrategie BRD, Berlin 2015
„Der Ernst der Lage müsste inzwischen allen klar sein“
                                     Svenja Schulze
                                     Bundesumweltministerin
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