4. Methodischer Ansatz

4.4. Parameter der Konzeption und Auslegung


Für die Wahl eines oder mehrerer Energieerzeuger sollte demnach eine genaue Analyse der Parameter vor Ort und der Ziele festgelegt werden. Die dargestellte Methode erlaubt es, Anlagenkonzepte qualitativ zu entwickeln. Fragen, die sich der Planer vor dem Erstellen eines Konzepts stellen sollte, sind folgende:
  • Welche Energiequellen bzw. anliegenden Medien sind am Standort verfügbar oder können ohne übermäßigen Aufwand erschlossen werden? (Grundwasser, Erdwärme, Solarwärme, Fernwärme, Gasanschluss)
  • Wie viel Technikfläche steht zur Installation der Anlagen zur Verfügung? (Erzeuger, Speicher, ggf. Lagerung)
  • Sind bei der Verteilung ein zentrales System, mehrere Zentralen oder komplett dezentrale Erzeuger sinnvoll? (Gebäudegröße, Lage der Übergabestationen, Technikgeschoss vorhanden)
  • Sind die Betriebszeiten und die geforderten Dienstleistungen der verschiedenen Nutzungen ähnlich oder erfordern zeitliche und technische Eigenheiten eine unterschiedliche Versorgung? (Insbesondere bei Nichtwohngebäuden oder auch Mischnutzungen)
  • Welcher Energieerzeuger lässt sich unter Aspekten der Primärenergie am wirtschaftlichsten und nachhaltigsten installieren? (Ressourcenschonung, Emissionen, Versorgungssicherheit, Preisstabilität)
  • Welcher Energieerzeuger oder Energieträger wird von welcher Instanz wie gefördert oder gefordert? (Wirtschaftlichkeitsvergleich, Machbarkeit)
  • Wie hoch sind die Wirkungs- und Nutzungsgrade des gesamten Anlagenkonzepts? Wie können sie gesteigert werden?
  • Wie groß ist der Aufwand für Installation, Inbetriebnahme und Wartung?
  • Wie kann die graue Energie schon bei der Realisierung reduziert werden?

Ein wichtiger Faktor bei der Entwicklung eines Energiekonzepts ist neben den klimatischen Randbedingungen daher die genaue Erfassung und Analyse der Anforderungen in Zusammenarbeit mit dem Bauherrn. Hierbei sollten genaue Innenraumtemperaturen und Nutzungszeiten vereinbart werden. Ist der spätere Nutzer noch nicht bekannt oder kann häufig wechseln, muss das Konzept so weit wie möglich offen gehalten werden. Spätestens bei großen Anlagenkonzepten sollten Fachplaner hinzugezogen werden, um die Ausführbarkeit zu gewährleisten und den Planer mit ihren Erfahrungen zu unterstützen.

Das Zusammenwirken der verschiedenen Aspekte aus inneren und äußeren Randbedingungen führt letztendlich zu einer individuellen Lösung. Als Strategie bei der Entwicklung für ein energetisch geprägtes Konzept können drei Leitmotive herangezogen werden. Gemeinsam führen sie zu höherer Effektivität im Betrieb von Gebäuden:

  • Suffizienz (Bedürfnisse überprüfen, Bedarf senken)
  • Effizienz (Aufwand und Verluste verringern)
  • Konsistenz (Erneuerbare Ressourcen integrieren)
Daraus resultieren folgende Arbeitsschritte:
  • Absoluten Bedarf mindern (relativen Bedarf stark mindern)
  • Spitzenlasten vermeiden (Lasten gleichmäßig verteilen)
  • Energie effizient bereiten (hohe Wirkungsgrade erzielen)
  • Energie effizient verteilen (hohe Nutzungsgrade erzielen)
  • Abhängigkeiten verringern (erneuerbare Energien nutzen)

Effektivität
"the ability to get the right things done" (Die richtigen Dinge tun.)

Effizienz
"the ability to do things right" (Die Dinge richtig tun.) Effektivität ist ein Maß für die Zielerreichung, d.h., die Wirksamkeit eines Konzepts und die resultierende Qualität, während Effizienz ein Maß für die Wirtschaftlichkeit der Maßnahme ist, d.h., eine Relation aus Kosten und Nutzen, Aufwand und Ertrag bildet. Intelligente Konzepte sind dadurch gekennzeichnet, dass mit möglichst wenigen, aber effektiven Maßnahmen der richtige Weg eingeschlagen wird, ohne den Nutzer fremdzubestimmen. Synergieeffekte und die gegenseitige Selbstverstärkung einzelner Elemente des Konzepts sind das Ziel.

Damit ist noch nicht festgelegt, welches energetische oder gar architektonische Konzept verfolgt wird: Die Bandbreite reicht vom weitgehend sich selbst regelnden Haus für den genügsamen Nutzer, der mit seiner Kleidung kurzfristig auf Kälteeinbrüche reagiert oder es akzeptiert, im "Jahrhundertsommer" auch im Gebäude etwas zu schwitzen, bis hin zum hochtechnisierten und automatisierten Haus, das auch höchste Komfortanforderung jederzeit bereitstellt und aktiv regelt, ohne den Nutzer damit zu belasten. Je nach Konzept muss mit den verschiedenen Regelgrößen Temperatur, Luftqualität, Strahlungsintensität u.a. unterschiedlich umgegangen werden. Zu jedem Konzept gehört daher eine spezifische Regelstrategie, die die Sollwerte passend definiert, Regelgeschwindigkeit und -genauigkeit festlegt und auf den Nutzer abstimmt. Je nach Konzept kann eine träge oder schnelle Anpassung des Innenraums gewünscht sein. Dementsprechend sind die technischen Systeme auszulegen.

Praxisstudien des Bundes im Rahmen des Forschungsprojekts „Energieoptimiertes Bauen (EnOB)“ zeigen, dass die Technik eines Neubaus eingefahren werden muss, da nicht alles sofort optimal funktioniert. Erst nach zwei bis drei Betriebsjahren sind alle unnötigen Verlustquellen gefunden und das volle Energiesparpotential erreicht. Mitunter verbrauchen Gebäude nach Inbetriebnahme doppelt so viel Energie wie zuvor berechnet. Die Gründe sind vielfältig: länger als angenommene Betriebszeiten, falsche Soll-Vorgaben für die Regeltechnik, fehlerhafte oder falsch angeschlossene Sensoren, nicht funktionierende Regelkonzepte sowie Nutzerfehlverhalten.