Bereit für den Klimawandel? Handlungsempfehlungen für Bauherrschaften und Planende - Energie Apéro Luzern
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Bereit für den Klimawandel? Handlungsempfehlungen für Bauherrschaften und Planende Institut für Gebäudetechnik und Energie IGE Zentrum für Integrale Gebäudetechnik Sina Büttner Janine Stampfli Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen sina.buettner@hslu.ch janine.stampfli@hslu.ch Horw, 10.06.2021 Quelle: Steve Eggleton / eventdigital.co.uk
Projektteam Gianrico Settembrini Silvia Domingo Janine Stampfli Sina Büttner Irigoyen Auftraggeber / Co-Finanzierung Folie 2, 10.06.2021
Ausgangslage – Änderung Anzahl Hitzetage (Prognose 2060) Quellen: nccs.admin.ch, Komfortlüftungssysteme Austria, stern.de Folie 3, 10.06.2021
Handlungsempfehlungen für … Bauherrschaften und Planende Mit dem Projekt soll eine vorausschauende Planung gefördert und ein hoher Komfort über den gesamten Lebenszyklus von Wohngebäuden sicherstellen werden. Quellen: hausverwaltung-ratgeber.de, architekt-schneider-ge.de Folie 4, 10.06.2021
Ziele des Teilprojekts: Handlungsempfehlungen für Bauherrschaften Bauherrschaften zur Thematik Klimawandel und die dadurch häufiger auftretenden Hitzetage sensibilisieren und sie bei der Entscheidungsfindung für künftige Neubau- und Sanierungsprojekte unterstützen. Quelle: hausverwaltung-ratgeber.de Folie 5, 10.06.2021
Vorgehensweise 1) Online-Umfrage: Standortbestimmung Durchführung einer Umfrage mit repräsentativen EntscheidungsträgerInnen. Insgesamt wurden 1‘088 Kontaktadressen angeschrieben, 196 Rückmeldungen erhalten (>18% Rücklaufquote!). 2) Workshop: Austausch mit Umfrage-Teilnehmenden und der Begleitgruppe Die Ergebnisse der Online-Umfrage wurden analysiert, aufbereitet und im Rahmen des Workshops diskutiert. 3) Schlussfolgerungen: Handlungsempfehlungen für Bauherrschaften Zusammenführen der Erkenntnisse und Formulierung der Empfehlungen für die Zielgruppen der Bauherrschaften. Quelle: entwickler.de Folie 6, 10.06.2021
Umfrageergebnisse – Hinderungsgründe 1 – zu hohe Kosten 2 – zu hoher baulicher Aufwand 3 – ungenügende Informationen über mögliche Massnahmen 4 – wird nicht gefordert (Norm, Label) 5 – wirtschaftliches Potential nicht erkennbar 6 – störende Renovierungsarbeiten für die BewohnerInnen Folie 9, 10.06.2021
Umfrageergebnisse – Motivationsgründe 1 – Zertifizierung durch ein Label 2 – gesetzliche Verankerung 3 – (finanzielle) Förderung durch Bund/Kanton/Gemeinde 4 – mehr Informationen über Vorteile von Massnahmen 5 – mehr Informationen über das wirtschaftliche Potential von Massnahmen Folie 10, 10.06.2021
Ergebnisse – Massnahmen «Verhindern, dass Hitze in ein Gebäude eindringt»: • Optimale Ausrichtung des Gebäudes • Optimale Ausrichtung der Fensterflächen • Bewusster Umgang mit Fensterflächen • Guter Dämmstandard der thermischen Gebäudehülle (opake und transparente Bauteile) • Beweglicher Sonnenschutz (z.B. Storen, Fensterläden) • Thermische Speichermasse • Fixe Sonnenschutzelemente (z.B. Balkone, Vordächer) • Begrünungsmassnahmen (z.B. Verschattung durch Bäume, Dachbegrünung) • Reduzierung der internen Wärmegewinne (z.B. Einsatz von effizienten Geräten) • Einsatz von Spezialverglasungen Quelle: http://mclarenexcell.com/archive-project/marylebone-house/ Folie 11, 10.06.2021
Ergebnisse – Massnahmen «Hitze wieder abführen»: • Passive Kühlung (bspw. Nachtauskühlung) • Freecooling / Geocooling • Solare Kühlung (z.B. Kombination von Kühlgerät und Photovoltaik) Ergänzende Massnahmen: • Informationen für Bewohner/innen für ein optimales Nutzerverhalten • Gebäudeautomation zur Vermeidung von Überhitzung (z.B. automatische Fensteröffnung und Sonnenschutz) Quelle: https://www.urbangreenbluegrids.com/measures/1840-2/ Folie 12, 10.06.2021
Ergebnisse – gemäss Phasen der SIA 112:2014 – Modell Bauplanung Phasen Empfehlungen 1 Strategische Planung z.B. Formulierung von Erwartungen bezüglich den einzuhaltenden Standards 2 Vorstudien z.B. Strategischen Entscheide über dem Einsatz von energieeffizienten Geräten, Gebäudeautomation, Begrünungsmassnahmen, etc. treffen 3 Projektierung z.B. Laufender Austausch zwischen der Bauherrschaft und dem Planenden zur Überprüfung des vorgängig Definierten und Bestellten (v.a. bei Sanierungen) 4 Ausschreibung z.B. Formulieren von spezifischen Zielen zum klimawandelgerechten Bauen und diese in den allgemeinen Bedingungen von Ausschreibungen festhalten 5 Realisierung z.B. Überprüfen, dass bei Inbetriebnahme Instruktionen für die BetreiberInnen, Hauswarte etc. vorhanden sind 6 Bewirtschaftung z.B. Aushändigen von Empfehlungen, bspw. zur richtigen Bedienung des beweglichen Sonnenschutzes (z.B. Storen, Fensterläden) und zur korrekten Nachtauskühlung an MieterInnen Folie 13, 10.06.2021
Ziele des Teilprojekts Handlungsempfehlungen für Planende Erarbeitung eines Hilfsmittels für ArchitektInnen und Planende, welches Empfehlungen für den frühen Entwurfsprozess beinhaltet Unterstützung der Akteure bei der Balancefindung zwischen den drei Themenfeldern solare Gewinne, Tageslichtversorgung und Überhitzungsschutz. Quelle: architekt-schneider-ge.de Folie 14, 10.06.2021
Hintergrund: Studie ClimaBau Der Fensteranteil hat sowohl unter heutigen als auch unter künftigen Klimabedingungen den grössten Einfluss. Die Fensterqualität (U- und g-Wert) hat ebenfalls bedeutende Auswirkungen auf die Variabilität der Ergebnisse. Eine höhere Wärmespeicherfähigkeit führt zu kleineren thermischen Schwankungen. Folie 15, 10.06.2021 Abbildung: Vergleich versch. Parameter auf den Klimakälte und Heizwärmebedarf (Studie «ClimaBau»)
Vorgehensweise 1) Definition der im frühen Entwurfsprozess beeinflussbaren Parameter 2) Definition der Kriterien 3) Workshop: Austausch mit Planenden und Architekten 4) Parameterstudie: Durchführung von Simulationen 5) Schlussfolgerungen: Handlungsempfehlungen für Planende Folie 16, 10.06.2021
Referenzgebäude Massivbauweise Baujahr 2017 4 Wohngeschosse und Untergeschoss 12 Wohnung (3 pro Etage) Minergie zertifiziert (U-Wert: Aussenwand 0.15 W/m2K, Dach 0.16 W/m2K, Boden 0.19 W/m2K) (fiktive) Umgebung: städtischer Kontext, Abbildung: In der Software «IDA-ICE» Nachbargebäude mit gleicher Höhe und aufgebautes Simulationsmodell „Neubau massiv“. Kubatur wie das Referenzgebäude, Abstand ca. 12 m Folie 17, 10.06.2021
Simulationssoftware und Klimadaten IDA ICE 4.8 und AndrewMarsh– Dynamic Daylighting (Besonnungsdauer) Die Projektionen basieren auf dem Emissionsszenario A1B für die Periode „2060“ (2045-2074), welches einem mittleren Treibhausgasszenario entspricht. Referenzstandort wurde die Stadt Basel/Station Basel-Binningen (repräsentativ für das Schweizer Mittelland) Als relevante Jahre für die Simulationen wurde ein Abbildung: Simulation mit AndrewMarsh Medianjahr sowie ein warmes Jahr für die Referenz- und die zukünftige Periode angenommen. Folie 18, 10.06.2021
11 Parameter wurden analysiert… • Orientierung der Fensterflächen • Fensterflächenanteil • Fenstersturz und Fensterbrüstung • Fassadengestaltung: Anzahl Fenster / Fensterform • Bauliche Elemente: horizontale Auskragungen • Beweglicher Sonnenschutz • Neigung des Fensters: Oblichter • Vertikale Beschattungselemente • Qualität der Verglasung / technologischer Fortschritt • Bauliche Elemente: Wintergarten / verglaste Loggia • Raumoberflächen Quelle: energieberatung-ostbayern.de Folie 19, 10.06.2021
Bewertungskriterien Energie: • Heizwärmebedarf • Klimakältebedarf • Endenergie Thermische Behaglichkeit: • Anzahl Überhitzungsstunden Tageslicht: • Tageslichtversorgung • Besonnungsdauer • Aussicht Abbildung: Die vier Beurteilungsdimensionen nach SN EN 17037:2019 – Tageslicht in Gebäuden Folie 20, 10.06.2021
Bewertung der Parameter Folie 21, 10.06.2021
Empfehlungen zur Balancefindung zw. Energie, thermischer Behaglichkeit und Tageslicht • Umgebung und Standort sind nicht beeinflussbare Faktoren • Das Gebäude sollte sich immer an den vorhandenen Kontext anpassen • Geschossweise und fassadenweise planen • Flexible Wohnungsgrundrisse • Gebäude nicht exakt nach Himmelsrichtungen ausrichten • Der Tageslichtversorgung mehr Beachtung schenken, z.B. tiefe Räume vermeiden, bewegliche Sonnenschutzelemente bevorzugen, Sturzhöhe minimieren, helle Oberflächen verwenden • Effiziente Nachtauskühlung und Kühlkonzepte sicherstellen • Gebäudeautomation könnte auch im Wohnbereich zunehmend an Bedeutung gewinnen Folie 22, 10.06.2021
Potential einer klimawandelgerechten Planung 1. Fensterflächen 3. Raumoberflächen reduziert & «hell» Oblichter platziert 4. Sonnenschutz – Lamellenstoren «silber» 2. Kein Fenstersturz 5. Loggia verglast Folie 23, 10.06.2021
Potential einer klimawandelgerechten Planung Abbildung: Potentialanalyse einer klimawandelgerechten Planung; dargestellt sind die Einsparungen durch das neue Gebäudemodell im Vergleich zum Referenzgebäude für das zukünftige warme Jahr (Periode 2045 – 2074). Folie 24, 10.06.2021
Fazit Handlungsempfehlungen für Handlungsempfehlungen für Bauherrschaften Planende Die Bauherrschaften spielen eine wichtige Rolle Die Balancefindung zwischen den drei beim «klimawandelgerechten» Bauen. Allerdings Themenfeldern ist oft anspruchsvoll. Jedoch steckt müssen sie noch besser für diese Rolle ein hohes Potential in einer klimawandelgerechten sensibilisiert werden. Planung und sollte dementsprechend einen hohen Stellenwert bei der Planung einnehmen. Quellen: hausverwaltung-ratgeber.de, architekt-schneider-ge.de Folie 25, 10.06.2021
Weitere Informationen Link zum Projekt: Bereit für den Klimawandel? Handlungsempfehlungen für Bauherrschaften und Planende Weitere Informationen zu den Themen Klimawandel & Tageslicht: • Bauen im Klimawandel wenn Kühlen wichtiger als Heizen wird • Licht@hslu / Blog Weiterbildungsangebote: • Bauen im Klimawandel • CAS Lichtgestaltung Quelle: Re-Think Daylight Workshop, Velux Folie 26, 10.06.2021
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