• TGA - Gebäudetechnik zukunftssicher

    Wie kann ich die Gebäudetechnik im Hinblick auf die Energiewende optimieren? 

    Dazu gibt es hier ausgewählte Unterlagen und Werkzeuge mit kurzen Erläuterungen.

    Erweitern Sie Ihr Wissen mit den unverbindlichen Lernquizi! Zu jeder Frage ist eine Auswertung mit Erklärungen sofort verfügbar.

    • Gebäudekonzept

      Gebäudekonzepte zielen u.a. darauf ab, bestimmte Energiestandards zu erreichen: Mindeststandard OIB, Nationaler Plan 2020, Passivhaus nach PHI, Null-, Plusenergie, Energieautark (Definitionsfrage!)

      Beiträge der Gebäudetechnik:

      • Energiegewinnung: Solarwärme, Photovoltaik, Umgebungswärme
      • Energieversorgung: z.B. Nah-/Fernwärmeanschluss, Stromanschluss
      • Energiespeicherung: z.B. Erd-/Wasser-/Batteriespeicher, Bauteilaktivierung
      • Wärmebereitstellung: z.B. Solaranlage, Pelletskessel, Wärmepumpe
      • Wämeverteilung und -abgabe: z.B. 2-Leitersystem; Flächenheizung, Radiatorenheizung
      • Elektro: Installation, Steuerung, Lastmanagement, Automation, Geräte
      • Frischluftkonzept: z.B. Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung, Abluftsystem mit Zuluftöffnungen
      • Sommertauglichkeit: Nachweis bzw. Kühlsystem

       

      Beiträge von klimaaktiv zur Gebäudetechnik:

      • In Gebäudebewertungen wie zum Beispiel klimaaktiv kann die Qualität des Gebäudekonzepts nachgewiesen werden, die gute Planung der Haustechnik zeigt sich hier und im Energieausweis mit niedrigen Kennwerten für PEB, CO2 und fGEE.
      • Informationen zur Nutzung erneuerbarer Wärme: Komfortlüftung, Wärmepumpe, Holzheizungen, Solaranlagen, wie unterschiedliche Gebäudetypen optimal mit erneuerbaren Energieträgern versorgt werden (Heizungsmatrix)
      • Technisch, finanziell und organisatorisch machbare Lösungen für eine Wärme- und Kälteversorgung auf Basis von erneuerbaren Energien und/oder Abwärmen in urbanen Räumen
      • Energieeffizienz im Betrieb: Technologieschwerpunkte
      • Gebäude im Betrieb: die gute Ausführung und Einregulierung zeigt sich durch Messungen sowie einen Energieverbrauch der im Betrieb nahe an den erwarteten Werten liegt. 
      • Heizungs-Check
      • Energieeffiziente Produkte: topprodukte
      • Kompetenzpartner: speziell qualifiziert für die Umsetzung

       

      Diese Beiträge werden in den folgenden Themenkapiteln jeweils vorgestellt, in den Lernquiz finden sie Fragen zur praktischen Anwendung der entsprechenden Informationen. 

      • Energiegewinnung

        Energiegewinnung am bzw. um das Gebäude wird zunehmend interessant und auch eingefordert. Das Angebot ist vielfältig: 

        Die Sonneneinstrahlung liegt in Österreich bei durchschnittlich rund 1.100 kWh pro Quadratmeter und Jahr. Genug für ein wirtschaftliches Betreiben einer Solaranlage: Solarthermie (ST) zur Erzeugung von Wärme oder Photovoltaik (PV) zur Stromproduktion direkt am Gebäude.

        → Für ST bietet der Verband Austria Solar Informationen für Profis auf www.solarwaerme.at 

        → Für PV gibt der Bundesverband PV einen Überblick über Technologie, Auslegung, Förderung etc.

         

        Erdwärme oder Geothermie bezeichnet die im Erdreich gespeicherte Wärme. Die obersten zehn Meter liegen im Einflussbereich der jahreszeitlich bedingten Temperaturschwankung. Darunter steigt die Temperatur im Durchschnitt um circa drei Grad Celsius pro 100 Meter Tiefenzunahme. 

        • "Oberflächennahe Geothermie": Nutzung von Erdwärme in den oberen 300 Tiefenmetern. Die Wärme wird mittels Wärmepumpe effizient auf die im Gebäude erforderliche Temperatur gebracht. Für einige Regionen gibt es bereits Erdwärmepotenzialkataster, z.B. www.wien.gv.at/stadtentwicklung/energieplanung/stadtplan/erdwaerme/ 
        • "Tiefe Geothermie": Nutzung natürlich vorhandener Heißwässer (Thermalwässer) zu Heizzwecken oder zur Stromgewinnung. 

         

        Abwärmenutzung z.B. von Rechenzentren ist auch für die Wärmeversorgung von Gebäuden eine Option. Beispiel: Abwärmekataster Steiermark

          

        Thermische Verbünde (Wärme und Kälte) mehrerer Gebäude, eines Areals oder Quartiers können Synergien aus Abwärme (Kühlprozesse, Rechenzentren) für die Heizwärme nutzen. Wärmenetze, die auf vergleichsweise niedrigem Temperaturniveau betrieben werden, können Abwärmen gut aufnehmen und transportieren und werden als Anergienetze bezeichnet. Über Anergienetze kann ein Energieaustausch auf niedrigem Temperaturniveau realisiert werden. Sie können zu Kühl- und Heizzwecken (mittels Wärmepumpen und Kältemaschinen) genutzt werden, machen (laute) Rückkühler auf Dächern überflüssig und reduzieren den Erdwärmesonden-Bedarf. Damit helfen sie, längerfristig von Gas- und Oelheizungen in innerstädtischen Zonen weg zu kommen. Die Anergie kann aus Abwärme, See- und Grundwasser, Erdwärme und anderen Quellen kommen und wird über Wärmepumpen auf die individuellen Temperaturniveaus der Gebäude gebracht. Anergienetze sind meist  wirtschaftlich, aufgrund der räumlichen Vernetzung werden sie aber idealerweise von der öffentlichen Hand initiiert. (http://www.sia.ch/de/themen/energie/energieverbuende/)

          

      • Elektro

        Die Energiewende bringt ein neues Zusammenspiel der verschiedenen Sektoren des Energiesystems. Als Sektorkopplung wird die Verzahnung von Strom, Wärme und Mobilität bezeichnet, damit die erneuerbaren Energien optimal genutzt werden können.

        Strom wird zunehmend zum dominierenden Energieträger, auch zur Wärmeproduktion im Gebäude. Kein Problem, da Österreichs Stromproduktion im EU-Vergleich einen hohen Anteil an Erneuerbaren Quellen aufweist? Vorsicht: Österreich ist Nettoimporteur von Strom, vor allem an vielen Heiztagen wird Strom importiert. Zusätzlicher Strombedarf wird demnach häufig nicht mit "sauberer" heimischer Produktion gedeckt. 

        Was bedeutet das für den Bereich Elektro im Gebäude? 

        • Stromproduktion mit PV am Gebäude wird zum Standard. Dabei gilt es eine Optimierungsaufgabe zu lösen: Der Eigen­verbrauchs­anteil beschreibt den Anteil des erzeugten Solar­stroms, der entweder zeitgleich durch die Strom­verbraucher oder zur Ladung eines Batterie­speichers genutzt wird. Je höher der Eigen­verbrauchs­anteil ist, desto weniger Solar­strom wird in das Netz einge­speist. Der Autarkie­grad gibt den Anteil des Strom­ver­brauchs an, der durch das Photo­voltaik-Speiche­rsystem versorgt wird. Hierzu trägt entweder der zeitgleiche Direkt­verbrauch des erzeugten Solar­stroms oder die Ent­ladung des Batterie­speichers bei. Je höher der Autarkie­grad ist, desto weniger Energie wird aus dem Strom­netz bezogen. (→ Unabhängigkeitsrechner)
        • Wärmepumpen sind eine Form der Stromheizung, die als Energieeffizienztechnologie eine tragende Rolle im zukünftig optimierten Energiesystem spielen wird: zur Beheizung und Kühlung von Gebäuden, zur optimierten Wärme- und Kältebereitstellung via thermische Netze sowie zum effizienten Energieeinsatz in Industrie- und Gewerbeunternehmen. Darüber hinaus kann die Wärmepumpe eine wichtige Rolle beim Lastmanagement in intelligenten elektrischen Netzen spielen. Gibt es zu viel Strom, können Wärmepumpen Wärmespeicher laden: „Power to Heat“. Das SG Ready-Label zeichnet Wärmepumpen aus, deren Regelungstechnik die Einbindung in ein intelligentes Stromnetz mit vier Betriebszuständen ermöglicht. Einige Stromversorger bieten dazu attraktive Tarife. 
        • Elektrogeräte: Ein durchschnittlicher Stromverbrauch von 37 kWh/m* Jahr bedeutet ca. 18,5 kWh/m2 in der Heizperiode (sechs Monate). Der durchschnittliche Heizungsbeitrag (abzüglich Wärme ins Abwasser und Verbrauch außerhalb der beheizten Zone) beträgt davon ca. 50 %, ca. 9 kWh/m2 * Jahr. Das bedeutet, dass im Niedrigstenergiegebäude rechnerisch ein großer Teil des Heizwärmebedarfs von den Elektrogeräten gedeckt wird. Hocheffiziente Elektrogeräte sind um so sinnvoller, je weniger die Abwärme zur gewünschten Beheizung beiträgt.
        • Energiemonitoring im Betrieb als Basis zur Optimierung des Energiebedarfs, dazu gibt es einen speziellen Kriterienkatalog „klimaaktiv in der Gebäudenutzung
        • Strom im Unternehmen: Dazu bietet klimaaktiv ein eigenes Programm, energieeffiziente Betriebe, mit Schwerpunkten Energiemanagement, Technologie, Branchenleitfäden u.v.m. 

        Kriterienkatalog „klimaaktiv in der Gebäudenutzung“

      • Heizungssystem

        Heizung auswählen

        Welches Heizsystem für ein Gebäude am besten geeignet ist, hängt von vielen Faktoren ab.

        Deren Gewichtung ist subjektiv, wäre also mit dem Kunden zu besprechen:

        • Heizlast und Energiebedarf des Gebäudes 
        • Wärmeabgabesystem (Vorlauf-/Rücklauftemperatur) und Möglichkeit der Wärmespeicherung
        • Energieversorgung (Fern-Nahwärmeanschlussmöglichkeit, Eigenholz, Solarthermie, PV, Speicher
        • Effizienz des Heizsystems (Ökodesign Richtlinie, Energieeffizienzkennzeichnung)
        • Kosten und Lebensdauer: Kapitalgebundene Kosten (Anfangs- und Ersatzinvestitionen), Verbrauchsgebundene Kosten (Betriebs- Heiz- und Hilfsmittel, Betriebsgebunden Kosten (Wartung, Instandhaltung, Reparaturen)
        • Individuelle Benutzeransprüche: Komfort und Art der Wärme, Automatisierbarkeit, Regelung, Trägheit, Größe, Optik, Sicherheit (Risiko Wasserschaden, Rauchgas, Schimmel, Brand ...)
        • Logistik (Brennstoffanlieferung; zusätzliche LKW-Transporte) und Lagerplatz
        • Emissionen (direkt/indirekt): Stickoxide, Ruß/Feinstaub, Geräuschentwicklung, Klimawirksamkeit (GWP)
        • Rauchfang (Sanierung: Brennwertnutzung) 

          

        → Der Wegweiser zur guten Heizungs- und Lüftungsinstallation gibt mit Checklisten konkrete Hinweise für Kunden und Installateure: Heizung, Wärmepumpe, Solarwärme, Komfortlüftung

        → Die klimaaktiv Heizungs-Matrix bietet einen Überblick, welche Heizsysteme aus Sicht des Klimaschutzes für Gebäude mit unterschiedlichen Energiestandards am besten geeignet sind. Kohle, Öl und Erdgas sind dabei nicht mehr vertretbar

        → Der Online Vollkostenvergleich von Heizsystemen ermöglicht, unter Berücksichtigung vieler der oben genannten Punkte die jeweils optimale Lösung zu finden.

         

         

        Heizung überprüfen und verbessern

        Die Inbetriebnahme und der laufende Betrieb bieten Gelegenheit zu vielen Verbesserungen. Ein Beispiel: Das Potential des hydraulischen Abgleichs wird oft nicht erkannt oder es fehlt an der notwendigen Erfahrung. klimaaktiv hat die Erfahrungen mit umfassenden Heizungsüberprüfungen ausgewertet und einen speziellen klimaaktiv Heizungs-Check entwickelt. 

        → Im e-learning zum klimaaktiv Heizungs-Check können Sie sich zum klimaaktiv Heizungs-Checker qualifizieren.

         

        klimaaktiv Kompetenzpartner

        Biowärmeinstallateure und Biowärmerauchfangkehrer, zertifizierte Wärmepumpenplaner- und Installateure und Solarwärmeinstallateure haben sich speziell qualifiziert und werden von klimaaktiv als Kompetenzpartner gelistet. 

        → https://maps.klimaaktiv.at/index.php?id=49

      • Heizen mit Holz

        Scheitholz, Pellets oder Hackgutheizungen sind im Hinblick auf die Energiewende vor allem für Gebäude mit einer höheren spezifischen Heizlast die erste Wahl, insbesondere wenn keine Flächenheizung vorhanden ist, die mit niedrigen Temperaturen betrieben werden kann. Dies trifft auf viele Bestandsgebäude zu, sofern kein Nah-Fernwärmeanschluss möglich ist. Pelletsheizungen können zudem auch im kleinen Leistungsbereich gut betrieben werden. Hackgutheizungen kommen nur in großen Gebäuden mit einem hohen Energiebedarf zum Einsatz.

        Wenn man von einer jährlichen Gesamtbelastung von rund 46.000 Tonnen Feinstaub österreichweit ausgeht, verursacht der Hausbrand davon etwa 15 %. Legt man die bei der Prüfung an der BLT (Biomass Logistics Technology – österreichische Prüfanstalt für Biomasseheizungsanlagen) im Durchschnitt gemessenen Emissionswerte für Feinstaub von Pelletsheizungen zugrunde, so ergibt sich für eine Pelletheizung mit einem für Österreich typischen Verbrauch von 6 Tonnen Pellets jährlich eine Emission von rund 1,16 kg Feinstaub. (Abb. Feinstaubemissionen aus dem Hausbrand in Österreich)

        Bei der Verbrennung von Holz wird so viel Kohlendioxid freigesetzt wie der Baum zuvor im Wachstum aufgenommen hat. Diese Menge an COwürde der Baum auch bei der natürlichen Verrottung abgeben. Gleichzeitig wachsen Bäume nach, die diese CO2-Mengen wieder aufnehmen. (Factsheet Wald)

        Nachhaltigkeit bei der Holznutzung setzt stabile Waldbestände voraus, weltweit gingen allerdings in den vergangenen 25 Jahren 1,28 Millionen Quadratkilometer Waldfläche (3,1 Prozent, rund dreimal die Fläche Deutschlands) verloren. In Österreich wächst die Waldfläche um 4.000 Hektar jährlich, Holzheizungen werden deshalb in Österreich als weitestgehend CO2-neutral betrachtet (OIB-Konversionsfaktor fCO2 4 g/kWh). Diese Systemabgrenzung ist allerdings nicht unumstritten, da der Verlust von Waldflächen global auch damit zusammenhängt, dass wir bestimmte Produkte (z.B. Soja, Palmöl etc.) importieren. Das IPCC setzt für die Stromerzeugung aus Biomasse 230 g/kWh als CO2 Äquivalent an. 

         

      • Wärmepumpe

        Wärmepumpen werden in Einfamilienhäusern, zunehmend auch in Mehrfamilienhäusern und Nichtwohngebäuden eingesetzt. Die für den Klimaschutz notwendige Abkehr von Heizöl und Erdgas verlangt nach neuen Lösungen für die Beheizung. Die Wärmepumpe kann hier eine sinnvolle Alternative sein, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind: 

        • Entscheidend ist ein geringer Stromverbrauch im Betrieb. COP-Werte, SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) und Jahresarbeitszahlen sind lediglich Effizienzkennwerte, die unter bestimmten Bedingungen gemessen bzw. errechnet werden. 
        • Luftwärmepumpen können zu Lärmstörungen in der Umgebung führen. Gute Planung ermittelt die Lärmbelastung vorab (z.B. mit dem Schallrechner) und stellt durch die Auswahl des Geräts und die die optimale Aufstellung einen problemlosen Betrieb sicher. 
        • Das Speichervermögen von Wärmepumpen-Systemen wird derzeit noch kaum als wesentlich erachtet. Je mehr volatile Erneuerbare Energie im Stromnetz ist und je mehr PV-Strom selbst genutzt werden will, desto mehr wird dies aber von Interesse sein. So können Lasten verschoben werden und vor allem das sehr schwankende Windstromangebot besser genutzt werden. Zudem sind neue Stromtarife zu erwarten, womit Flexibilität auch Kosten sparen wird. 

           

        Die Einsatzbereiche von Wärmepumpen, ggf. in Kombination mit PV-, solarthermischen Anlagen, Wärmenetzen, sind vielfältig: 

        • Heizen, Warmwasserbereitung, Kühlen (Wohnhaus, Büro- und Dienstleistungsgebäude, Tourismus)
        • Warmwasserbereitung und Entfeuchtung (Schwimmbad, etc.)
        • Bereitstellung von Prozesswärme, Nutzung von Ab- bzw. Restwärme in der Industrie
      • Frischluft

        Bei jedem Neubau, bei jeder umfassenden Sanierung, bei der die Luftdichtheit des Gebäudes relevant beeinflusst wird, ist die Frage der Frischluftversorgung zu klären. Das "Frischluftkonzept" gewährleistet, dass in der Planungsphase Feuchte- und Schimmelschutz, Raumluftqualität und Energieeffizienz thematisiert werden und entsprechende Lüftungsmaßnahmen eingeplant und umgesetzt werden. Bei Neubauten bzw. Sanierungen mit dichten Fenstern ohne Lüftungsanlage ist die Warn- und Hinweispflicht wahrzunehmen, indem der Nutzer bzw. Auftraggeber schriftlich zu informieren ist, dass zur Sicherstellung des Feuchteschutzes ein entsprechendes Lüftungsverhalten notwendig ist.

        Effiziente Lüftungsgeräte sorgen für eine Reduktion der Lüftungswärmeverluste von deutlich über 70 % im Vergleich zur Lüftung ohne Wärmerückgewinnung (z.B. Fensterlüftung). Dadurch werden Niedrigstenergie- und Passivhäuser (A, A+, A++) erst möglich.  Eine Komfortlüftung reduziert bei Wohngebäuden den Heizwärmebedarf (HWB) in der Realität um ca. 10 - 15 kWh/m² Bruttogrundfläche.