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DR. BURKHARD SCHULZE DARUP SCHULZE DARUP & PARTNER ARCHITEKTEN BERLIN-NÜRNBERG
KOSTENGÜNSTIGER UND ZUKUNFTSFÄHIGER GESCHOSSWOHNUNGSBAU IM QUARTIER
BERLINER ENERGIETAGE 22.5.2019
KOSTENGÜNSTIGER UND ZUKUNFTSFÄHIGER GESCHOSSWOHNUNGSBAU IM QUARTIER
DARSTELLUNG DER PROJEKTERGEBNISSE
GEFÖRDERT DURCH DIE
DEUTSCHE BUNDESSTIFTUNG UMWELT
AZ 33119/01-25
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Außenwand
U = 0,14 W/(m²K)
Bodenplatte
U = 0,10 W/(m²K)
Fenster
Uw = 0,85 W/(m²K)
Dach
U = 0,11 W/(m²K)
Qualitäts-
management:
- Luftdichtheit
- Wärmebrücken
- Facility manag.
Lüftung mit WRG
Nahwärme mit
Biomasse
Photovoltaik Smart Grid
Beispiel MFH Bad Aibling - HOLZ5: Effizienzhaus Plus Bauherr: B & O Wohnungswirtschaft
Quelle: Schankula / Schulze Darup
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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
2 Achtgeschosser, 99 WE, KfW Effizienzhaus 40 Plus, Berlin, Sewanstraße
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Sewanstraße – Haus A: Investitionskosten
0
1.000.000
2.000.000
3.000.000
4.000.000
5.000.000
6.000.000
7.000.000
8.000.000
EnEV KfW EH 55 KfW EH 40 Passivhaus KfW 40Plus
Aktivhaus PH Plus PHPremium
Baunebenkosten
Außenanlagen
Haushaltsgeräte
Photovoltaik
Mehrinvest
Bauwerk (EnEV)
Erschließung
Grundstück
6.807.540 € 6.854.692 € 6.951.420 € 7.051.761 € 7.204.655 € 7.275.499 € 7.200.596 € 7.228.075 €
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Sewanstraße – Haus A: Mehrinvestitionen pro m² Wohnfläche
€15,25
€45,24
€76,31
€120,53
€141,59
€120,55 €128,72
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
EnEV KfW EH 55 KfW EH 40 Passivhaus KfW 40Plus
Aktivhaus PH Plus PHPremium
Elektrogeräte
Photovoltaik
Solarthermie
Heizung
Lüftung
Qualitätssich.
Fenster/Türen
Grund
Dach
Außenw./Erdreich
Außenwand
Summe
€
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Sewanstraße – Haus A: Vollständiger Finanzplan – EnEV-Standard
Kumuliertes Jahresergebnis: 8,78 Mio €
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Sewanstraße – Haus A: Vollständiger Finanzplan – KfW EH 40 Plus
Kumuliertes Jahresergebnis: 9,91 Mio €
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Sewanstraße – Haus A: Vollständiger Finanzplan – Passivhaus Plus
Kumuliertes Jahresergebnis: 9,99 Mio €
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Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier
GEWOBAU Erlangen
Aufstockung/Nachverdichtung der US-Housing Area, Erlangen
450 neue Wohneinheiten
+ 250 aus aktuellem Bestand
ABG FRANKFURT HOLDING Niddastraße 107, 60329 Frankfurt am Main
BGW Bielefeld Carlmeyerstr. 1, 33613 Bielefeld
GEWOBAU Erlangen Nägelsbachstraße 55a, 91052 Erlangen
Gundlach GmbH & Co.KG Am Holzgraben 1, 30161 Hannover
HOWOGE Wohnungsbaugesellschaft mbH Ferdinand-Schultze-Str. 71, 13055 Berlin
Beiräte: KfW: Dirk Markfort BMWi: Alexander Renner GdW: Ingrid Vogler Wohnungswirtschaft: Frank Junker, ABG Frankfurt Holding DENEFF: Christian Noll
Industriepartner Mainova – Versorgungstechnik & Erneuerbare Energien Rockwool – Dämmung Xella – Wandbaustoffe & Dämmung Zehnder – Gebäudetechnik / Lüftung Züblin – Elementiertes Bauen mit Holz Viessmann – Versorgungskonzepte für Quartiere
GEFÖRDERT DURCH DIE DEUTSCHE BUNDESSTIFTUNG UMWELT AZ 33119/01-25
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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 Niddastraße 107, 60329 Frankfurt am Main
BGW Bielefeld Carlmeyerstr. 1, 33613 Bielefeld
GEWOBAU Erlangen Nägelsbachstraße 55a, 91052 Erlangen
Gundlach GmbH & Co.KG Am Holzgraben 1, 30161 Hannover
HOWOGE Wohnungsbaugesellschaft mbH Ferdinand-Schultze-Str. 71, 13055 Berlin
Beiräte: KfW: Dirk Markfort BMWi: Alexander Renner GdW: Ingrid Vogler Wohnungswirtschaft: Frank Junker, ABG Frankfurt Holding DENEFF: Christian Noll
Industriepartner Mainova – Versorgungstechnik & Erneuerbare Energien Rockwool – Dämmung Xella – Wandbaustoffe & Dämmung Zehnder – Gebäudetechnik / Lüftung Züblin – Elementiertes Bauen mit Holz Viessmann – Versorgungskonzepte für Quartiere
Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier
GEFÖRDERT DURCH DIE DEUTSCHE BUNDESSTIFTUNG UMWELT AZ 33119/01-25
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Gundlach Hannover
Herzkamp, Hannover-Hilligenwöhren
- kostengünstiges Wohnen zur Miete
- Plus-Energie-Quartier
- Klimaanpassung …
ABG FRANKFURT HOLDING Niddastraße 107, 60329 Frankfurt am Main
BGW Bielefeld Carlmeyerstr. 1, 33613 Bielefeld
GEWOBAU Erlangen Nägelsbachstraße 55a, 91052 Erlangen
Gundlach GmbH & Co.KG Am Holzgraben 1, 30161 Hannover
HOWOGE Wohnungsbaugesellschaft mbH Ferdinand-Schultze-Str. 71, 13055 Berlin
Beiräte: KfW: Dirk Markfort BMWi: Alexander Renner GdW: Ingrid Vogler Wohnungswirtschaft: Frank Junker, ABG Frankfurt Holding DENEFF: Christian Noll
Industriepartner Mainova – Versorgungstechnik & Erneuerbare Energien Rockwool – Dämmung Xella – Wandbaustoffe & Dämmung Zehnder – Gebäudetechnik / Lüftung Züblin – Elementiertes Bauen mit Holz Viessmann – Versorgungskonzepte für Quartiere
Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier
GEFÖRDERT DURCH DIE DEUTSCHE BUNDESSTIFTUNG UMWELT AZ 33119/01-25
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Quartier Brüxer Straße, Erlangen - GEWOBAU Erlangen
Quelle: GEWOBAU Erlangen / Forschungsvorhaben mit 5 Wohnungsunternehmen Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – DBU-gefördert AZ 33119/01-25
Abriss versus Neubau Ergebnis: Neubau mit 164 barrierefreien Wohnungen
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Quartier Brüxer Straße, Erlangen - GEWOBAU Erlangen
Quelle: GEWOBAU Erlangen / Forschungsvorhaben mit 5 Wohnungsunternehmen Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – DBU-gefördert AZ 33119/01-25
Abriss versus Neubau Ergebnis: Neubau mit 164 barrierefreien Wohnungen
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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
2 Achtgeschosser, 99 WE, KfW Effizienzhaus 40 Plus, Berlin, Sewanstraße
Effizienz bei der städtebaulichen Planung
- Städtebauliche Vorgaben bei Grundlagenermittlung und Vorplanung sind entscheidend
- nachhaltiger Umgang mit Fläche, Nachverdichtung - kompakte Bauformen, günstige Gebäudegeometrie
& A/V-Verhältnis - hoher Flächeneffizienz bei Erschließung und
Grundrissgestaltung - optimierte Ausrichtung
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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, KfW Effizienzhaus 40 Plus, Berlin, Sewanstraße
Effizienz bei der städtebaulichen Planung
- Städtebauliche Vorgaben bei Grundlagenermittlung und Vorplanung sind entscheidend
- nachhaltiger Umgang mit Fläche , Nachverdichtung - kompakte Bauformen, günstige Gebäudegeometrie
& A/V-Verhältnis - hoher Flächeneffizienz bei Erschließung und
Grundrissgestaltung - optimierte Ausrichtung
Qualitätsvoller Städtebau mit guter Architektur ermöglicht sinnvolle Verdichtung
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„Im Wiener“ - ABG FRANKFURT HOLDING Hohe Kosteneffizienz
Quelle: ABG FRANKFURT HOLDING / schneider+schumacher. – In: Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Konsequent kostenoptimiert Kostenziel 1.500 €/m² (KG 300/400 inkl. MWSt)
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schneider + schumacher. – In: Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschoss- wohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
„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
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„Wohnprojekt 5 im Lipizzanerweg – BGW Bielefeld“
Quelle: BGW – Bielefelder Gesellschaft für Wohnen und Immobiliendienstleistungen mbH in: Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – DBU-gefördert AZ 33119/01-25
- Baugruppe: Generationsubergreifend, gemeinsam und zugleich individuell, unabhängig, wertschätzend & solidarisch
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Kleinstwohnungen an der Matthiaskirche, Hannover – Gundlach GmbH & Co.KG
Quelle: Gundlach – In: Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119
Kostengünstige Kleinstwohnungen mit hohem Wohnwert und geringen Nebenkosten: Kaltmieten ab 235 €, warm ab 335 €
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Sewanstraße, Berlin – HOWOGE Optimiertes A/V-Verhältnis & Kompaktheit
Fluchttreppenhaus 1
Fluchttreppenhaus 2
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
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Campus Ohlauer Straße, Berlin-Kreuzberg - HOWOGE
Quelle: HOWOGE/JAHN – In: Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119
Niedrige Wohnkosten Miete 6,50 €/m² für 50 % der Wohnungen Elementiertes Bauen
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Herzkamp Bothfeld, Hannover-Hilligenwöhren – Gundlach GmbH & Co.KG
Quelle: Gundlach. – In: Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119
- Umfassendes Nachhaltigkeitsdenken
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Quelle: Gundlach/gruppeomp. – In: Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119
Herzkamp Bothfeld, Hannover-Hilligenwöhren – Gundlach GmbH & Co.KG
- Umfassendes Nachhaltigkeitsdenken
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Herzkamp Bothfeld, Hannover-Hilligenwöhren – Gundlach GmbH & Co.KG Wirtschaftlichkeit & Konstruktionswahl, hohe Kompaktheit
Quelle: Gundlach/gruppeomp. – In: Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119
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Herzkamp Bothfeld, Hannover-Hilligenwöhren – Gundlach GmbH & Co.KG Wirtschaftlichkeit & Konstruktionswahl
Quelle: Gundlach/gruppeomp. – In: Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119
220 €/m² 250 €/m² 300 €/m² 290 €/m²
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0,8
0,60 0,50 0,45 0,45
0,28 0,28 0,28 0,28 0,20 0,18 0,15 0,16 0,18 0,20
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9W
SVO
19
77
WSV
O 1
98
4
WSV
O 1
99
5
EnEV
20
02
EnEV
20
07
EnEV
20
09
EnEV
20
14
EnEV
20
16
GEG
20
18
KfW
EH
55
KfW
EH
40
Pas
sivh
aus
PH
- A
/V=0
,5
PH
- A
/V=0
,3
PH
- A
/V=0
,3
W/m²K AUSSENWAND
3 B
IS 4
- G
ESC
HO
SSIG
SEH
R K
OM
PAK
T 9
-GES
CH
.
PH
PP
-OP
T.:
FEN
STER
ETC
.
MFH-PASSIVH.
EnEV-/GEG-Standards für Außenwände (U-Werte)
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1995 2002 2009 2016 2019 2021 2025 2030
WSchVO
EnEV 2002
EnEv 2009 KfW 70 KfW 55 KfW 40
EnEV 2016 KfW 55 KfW 40 KfW 40plus
EnEV 2019 KfW 40plus KfW 30plus KfW 30premium
EnEV 2021 KfW 30plus KfW 30premium
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
Luftdichtheit n50 ≤ 3,0 h-1
≤ 1,5 h-1
≤ 1,5 h-1
≤ 1,0 h-1
≤ 0,8 h-1
≤ 0,6 h-1
≤ 0,6 h-1
Lüftung k. A. k. A. 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
2021
Abluftanlagen
1995
2002
2009
2016
2019
EnEV-/GEG-Standards und KfW-Förderung: Parallelverschiebung der Standards Ziel: breitenwirksame Markteinführung innovativer Komponenten
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Quelle: Ecofys, Schulze Darup: Preisentwicklung Gebäudeenergieeffizienz. – Im Auftrag der DENEFF Berlin 2014
250 %
15 %
UW = 0,8 W(m²K)
Investitionskosten für Fenster (€) pro m² Fensterfläche
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Lüftung nach DIN 1946-6
Quelle: Schulze Darup: Richtig lüften mit Komfortlüftungsanlagen. – im Auftrag des Bayer. Staatsministeriums fürWirtschaft und Medien, Energie und Technologie / Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU) http://www.bestellen.bayern.de/shoplink/lfu_klima_00153.htm
Abluftanlagen dezentral / zentral
Komfortlüftung mit WRG zentral
Komfortlüftung mit WRG dezentral
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Zimmer 3
Zimmer 2 Wohnen
Bad Küche
Flur
Komfortlüftung: Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Variante 1: Lüftungsgerät über dem WC, Verteilung in die 3 Zimmer
20 m³/h
35 m³/h 40 m³/h
Nennlüftung nach DIN 1946-6 Gesamt 95 m³/h
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Zimmer 3
Zimmer 2 Wohnen
Bad Küche
Flur
Komfortlüftung: Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Variante 2: Kaskadenlüftung, Weiterleitung von Zimmer 2 in den Wohnbereich
25 m³/h
40 m³/h
40 m³/h
Reduzierte Lüftung nach DIN 1946-6 Gesamt 65 m³/h
Einsparung (Beispiel) durch Wärmerückgewinnung:
Heizwärmebedarf von 42 auf 18 kWh/(m²a)
Heizlast von 30 auf 15 W/m²
Sparpotenzial Heizung!
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Komfortlüftung: Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung
Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
System Pluggit PluggPlan
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0
20
40
60
80
100
120
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025
Abluft min
Abluft max
Komfort min
Komfort max
Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung
Abluftanlagen
Quelle/Source: Ecofys, Schulze Darup: Preisentwicklung Gebäudeenergieeffizienz. – Im Auftrag der DENEFF Berlin 2014 Schulze Darup 2018
Mehrinvest für Wärme- rückgewinnung
Wohnung 75 m²:
2.900 - 3.500 €
15-30 €/m²
Mehrinvestition
(optimierte Lösung)
20 €/m²
Wohnungslüftung: Entwicklung der Investitionskosten (€/m²WF)
€/m²
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63 €
136 € 139 € 133 €
125 € 117 €
€(20)
€-
€20
€40
€60
€80
€100
€120
€140
€160
KfW
EH
55
KfW
EH
40
Pas
sivh
aus
PH
A
/V=0
,5
PH
A
/V=0
,3
PH
op
tim
iert
HeizungLüftungWärmebrückenLuftdichtheitFensterKG-DeckeDachAußenwandSumme
Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Mehrinvestitionen vs. EnEV-Standard 2016
€/m² Wohnfläche, KG 300/400 inkl. MWSt.
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Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Mehrinvestitionen vs. EnEV-Standard 2016 bei optimierter Planung
44 €
83 € 77 € 73 €
65 € 56 €
€(20)
€-
€20
€40
€60
€80
€100
€120
€140
€160
KfW
EH
55
KfW
EH
40
Pas
sivh
aus
PH
A
/V=0
,5
PH
A
/V=0
,3
PH
op
tim
iert
HeizungLüftungWärmebrückenLuftdichtheitFensterKG-DeckeDachAußenwandSumme
€/m² Wohnfläche, KG 300/400 inkl. MWSt.
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0 100 200 300 400
Referenz = EnEV
KfW EH 55
KfW EH 40
Passivhaus
ungünstige Grundrisse
Gebäudegeometrie
Planungsqualität
Bauqualität
Barrierefreiheit
Erschließung
Stellplatz pro Wohnung
Vergabeverfahren
Grundstückskosten
Marktsituation
Mehrinvestition min
Mehrinvestition max
Mehrinvest. günstig
Mehrinvest. hoch€/m²Wohnfläche
Erfahrene & optimierende Planer
Wichtige Kostentreiber
Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
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8 Teelichter heizen eine 60 m²-Wohnung
Wärmewende und Sektorenkopplung 1. Geringe Heizlast Versorgungssysteme Einsparpotenzial 15 – 50 €/m²WF!
Page 38
Heizen
&
Warm
wasser Waschen
Trocknen
Speicher
Regelung
Herd Gefrier-
schrank
Kühlen
Spül-
masch.
TV
HIFI
Computer Computer
Solarthermie
Radio TV
Regel.
Zu-/Abluft
mit
WRG
Telephon
Wärmewende und Sektorenkopplung – Gebäudetechnik bisher 1. Geringe Heizlast Versorgungssysteme einfacher & kostengünstiger!
Page 39
Baden &
Waschen Küche
Info-
tainment
Fassaden- und dachintegrierte Photovoltaik
Info-
tainment
Info-
tainment
Internal grid – W-LAN
Lüftung
Heizen &
Kühlen
Speicher Internet
Smart grid
IT, Kommunikation,
Unterhaltung, Regelung
Einspeisung
Bezug
Wärmewende und Sektorenkopplung – Zukunftsfähige Gebäudetechnik 1. Geringe Heizlast Versorgungssysteme einfacher & kostengünstiger!
Page 40
0
50
100
150
200
250
300
350
2018 2018 & EE 2021 2030
Monitoring
Regelung
E-Speicher
PV
Lüftung WRG
Abluftanlage
TWW
Übergabe
Verteilung
Speicher
Wärmepumpe€/m²
220 %
-15 %
Wärmepumpe
Speicher Verteilung Übergabe-Heizseite TWW
Abluftanlage Regelung
Lüftung WRG
PV
E-Speicher
Regelung/Monitoring
Wärmewende und Sektorenkopplung 2. Einfachere Systemlösungen und günstigere Komponenten (MFH / €/m²Wohnfl.)
Page 41
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
0
500
1000
1500
2000
2500
30001
99
0
19
95
20
00
20
05
20
10
20
15
20
20
20
25
20
30
$/kW
Windkraft onshore
- 61 %
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
19
90
20
00
20
10
20
20
20
30
Photovoltaik
- 83 %
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
19
90
20
00
20
10
20
20
20
30
Li-Batterie-Systeme
- 80 %
Aktuell: 550 – 950 €/kWh
Systemkosten
€/kWp €/kWh
Wärmewende und Sektorenkopplung 3. Preisverfall dezentraler erneuerbarer Energien
800 €/kWpeak
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Brennstoffe
Gas Öl
Biomasse Uran
...
Verkehr Heizen Warmwasser Prozesswärme / Industrie
Primärenergie
Verluste
Nutzenergie
Stromanwendungen
Verluste
Direktnutzung
Verluste
Verstromung
Verluste
ca. 7 Cent/kWh
ca. 30 Cent/kWh
Endenergie
Wärmewende und Sektorenkopplung 4. Wechsel von der brennstoff- zur strombasierten Versorgung
Fossile Energieversorgung
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Speicherung
Strom
Primärstrom aus Wind PV
Direktnutzung
PER - Erneuerbare Primärenergie
Sonstige Erneuerbare Solarthermie, Wasserkraft, Geothermie…
Regelenergie / Lastmanagement
Gas-Anwendungen (Hochtemp.)
Verstromung
Direktelektrisch
Treibstoff (Flugverkehr) Prozesswärme/Industrie, Rohstoff
Regelenergie / Lastmanagement
PV: 7 - 12 Cent/kWh 2040: 4-6 Cent/kWh
Biomasse Biogene Brennstoffe
Power to Gas/Liquid Verluste
Speicherung
Lastmanagement
Direktnutzung - Eigenstromnutzung
- Gebäude - Quartier
- Region - Verbund national/intern.
Verluste
7-12 Cent/kWh 4-6 Cent/kWh
ca. 30 Cent/kWh ca. 12 Cent/kWh
Wärmewende und Sektorenkopplung 4. Wechsel von der brennstoff- zur strombasierten Versorgung
Erneuerbare Energieversorgung
Nie
der
tem
per
atu
r/G
ebäu
de
Direktnutzung über Wärmepumpen (Arbeitszahl >3)
4 Cent/kWh 1-2 Cent/kWh
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Quelle: IWU / Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff - Ostfalia Hochschule Wolfenbüttel
Kohlekessel Ölkessel Gaskessel Wärmepumpen Biomassekessel Biomasse-KWK Erdgas-KWK Fernwärme
Wärmepumpen + +
Ölkessel - -
Gaskessel -
Biomasse ?
Fernwärme ?! KWK
Wärmewende und Sektorenkopplung 5. Wechsel bei der Gebäudetechnik bis 2050
Page 45
0
5
10
15
20
25
30
35
Strom Gas Strom 2040 Gas 2040
Beschaffung/VertriebNetzentgelte, Speicherung, AbrechnungSteuern, Abgaben, UmlagenUmsatzsteuerStromsteuer & SonstigesEEG-UmlageKWK-UmlageKonzessionsabgabe§ 19-Umlage
Cent/kWh
? ? Quelle: BDEW 2017
Wärmewende und Sektorenkopplung 6. Entwicklung der Energiepreise
Page 46
Quelle: Schulze Darup: Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau. – gefördert durch DBU AZ 33119 / Abb.: HOWOGE/JAHN
Variante 1 Fünfleitersystem & Ultrafiltration mit 45 - 50°C System-temperatur
Warmwasserbereitung Zentrale Systeme
Küche möglichst nah am Schacht
Variante 2 Dreileitersystem & Frischwasserstation -35 °C System-temperatur & Warmwasser- Nacherwärmung über Durchlauferhitzer
Lösungen mit niedriger Systemtemperatur
Anordnung: Bad-WC-Küche
Kurze Verteilleitungen! Zentrale, Steigstränge, Verteilung inkl. Messeinrichtung
Keine Zirkulation!
Gebäudezentrale Wärmepumpe
Page 47
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
Page 48
Beispiele für Plusenergie-Lösungen Plusenergie-Siedlung Erlangen-Büchenbach
Quelle: Energie-Konzept: Burkhard Schulze Darup / Luftbild: Stadt Erlangen
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
Stan
dar
d
Pas
sive
ho
use
Ren
ewab
les
Electricity
Hot water
Heating
Photovoltaics
kWh/(m²a) Primärenergie
Page 49
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
Stan
dar
d
Pas
sive
ho
use
Ren
ewab
les
Electricity
Hot water
Heating
Photovoltaics
kWh/(m²a) Primärenergie
Quelle: Energie-Konzept: Burkhard Schulze Darup
Beispiele für Plusenergie-Lösungen Plusenergie-Siedlung Erlangen-Büchenbach
Page 50
Öffentliches Grün
Spielplatz
Treffpunkte
Mieter-
Gärten
Balkons
kWh/a
Quelle: Dr. Burkhard Schulze Darup Architekt
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
Bef
ore
Aft
er
Ren
ewab
les
Hot water
Heating
Renewables
kWh/(m²a) Primärenergie
Wohnpark Strubergasse, Salzburg (1949-1958 / Mod.: 2013-2017)
Quelle/Source: Quartierskonzept & Energiekonzept: Schulze Darup. – Im Auftrag SIR/Stadt Salzburg 2010-2012
Page 51
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
Bef
ore
Aft
er
Ren
ewab
les
Hot water
Heating
Renewables
kWh/(m²a) Primärenergie
Wohnpark Strubergasse, Salzburg (1949-1958 / Mod.: 2013-2017)
Quelle/Source: Quartierskonzept & Energiekonzept: Schulze Darup. – Im Auftrag SIR/Stadt Salzburg 2010-2012
Page 53
Anlagen-Ertrag pro m²Wohnfläche
2 Geschosse: 65 kWh/m²
3 Geschosse: 43 kWh/m²
5 Geschosse: 26 kWh/m²
8 Geschosse: 16 kWh/m²
Sewanstraße: 17,5 kWh/m²a
1 2 3 4 5 6 12
2
3
4
5
7 8 9 10 11
WES
T
OST
WES
T
OST
WES
T
OST
WES
T
OST
WES
T
OST
PV Schnittschema
2 Achtgeschosser, 99 WE, KfW Effizienzhaus 40 Plus, Berlin, Sewanstraße
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
Page 54
Versorgungssystem für Quartiere: Primärenergievergleich aktuell
Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
123,7 124,9
102,6
37,6
93,4
25,6
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180G
as &
So
lart
he
rmie
KW
K &
Gas
-Sp
itze
nke
ssel
Wär
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urs
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m
Wär
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zen
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mp
. & P
V
Einspeisung
Mobilität
Haushaltsstrom
Allgemeinstrom
Hilfsstrom
Lüftung WRG
Warmwasser
Heizen
SummekWh/(m²a)
Primärenergie aktuell
Gas-basiert Heizen mit Wärmep. WW direktelektrisch
Zentr. Wärmepumpe Verteilung mit 45 °C
zzgl. PV zzgl. PV
Page 55
Versorgungssystem für Quartiere: Erneuerbare Primärenergie 2040
Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
150,0 158,0
73,3
28,4
67,2
22,9
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180G
as &
So
lart
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KW
K &
Gas
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m
Wär
mep
um
pe
zen
tral
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ied
erte
mp
. & P
V
Einspeisung
Mobilität
Haushaltsstrom
Allgemeinstrom
Hilfsstrom
Lüftung WRG
Warmwasser
Heizen
Summe
kWh/(m²a)
kWh/(m²a)
Erneuerbare Primärenergie 2040 (PER)
Gas-basiert Heizen mit Wärmep. WW direktelektrisch
Zentr. Wärmepumpe Verteilung mit 45 °C
zzgl. PV zzgl. PV
Page 56
Vergleich unterschiedlicher Quartiersversorgungs-Systeme – Kosten aktuell
Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
€13,05
€17,46 €15,38
€4,05
€14,00
€2,98
-10 €
0 €
10 €
20 €
30 €
40 €
Gas
& S
ola
rth
erm
ie
KW
K &
Gas
-Sp
itze
nke
ssel
Wär
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V
Wär
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mp
erat
urs
yste
m
Wär
mep
um
pe
zen
tral
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ied
erte
mp
. & P
V
Einspeisung
Mobilität
Haushaltsstrom
Allgemeinstrom
Hilfsstrom
Lüftung WRG
Warmwasser
Heizen
Summe
€ pro m² Wohnfläche
Kosten aktuell Gas-basiert Heizen mit Wärmep. WW direktelektrisch
Zentr. Wärmepumpe Verteilung mit 45 °C
zzgl. PV zzgl. PV
Page 57
Vergleich unterschiedlicher Quartiersversorgungs-Systeme – Kosten 2040
Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
€29,40
€36,52
€17,56
€5,55
€16,03
€4,51
-10 €
0 €
10 €
20 €
30 €
40 €
Gas
& S
ola
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KW
K &
Gas
-Sp
itze
nke
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Wär
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m
Wär
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um
pe
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. & P
V
Einspeisung
Mobilität
Haushaltsstrom
Allgemeinstrom
Hilfsstrom
Lüftung WRG
Warmwasser
Heizen
Summe
€ pro m² Wohnfläche
Kosten 2040 Heizen mit Wärmep. WW direktelektrisch
Zentr. Wärmepumpe Verteilung mit 45 °C
zzgl. PV zzgl. PV
Page 58
> Quellengrund 9 – 15, Hannover
Bauherr: Baugenossenschaft Oberricklingen eG
Architekt: Bauart Architekten, Friedhelm Birth, Hannover
Energiekonzept: Dr. Burkhard Schulze Darup, schulze darup & partner architekten
Page 59
Vorgefertigtes Wandelement
U ≤ 0,12 W/m²K
Integrierte Fenster
UW ≤ 0,8 W/m²K
Perimeter- Dämmung
U ≤ 0,18 W/m²K
Hauseingangstür UW ≤ 1,10 W/m²K
Kellerdecken- Dämmung
U ≤ 0,25 W/m²K
Lüftungssystem mit Wärmerückgewinnung
Batteriespeicher
Heizung: Wärmepumpe
Warmwasser: Wärmepumpe oder
direktelektrisch
Quelle: Schulze Darup / Baugenossenschaft Oberricklingen eG
Energiesprong – Net Zero Komponenten Quellengrund, Hannover
Photovoltaik dachintegriert
Dach-Dämmung U ≤ 0,12 W/m²K
Page 60
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
Page 61
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
Page 62
Quartiersversorgung aktuell
(Endenergie)
Haushaltsstrom 32 kWh/(m²a)
Warmwasser 35 kWh/(m²a)
Heizenergie 90 kWh/(m²a)
Hilfsstrom 5 kWh/(m²a)
Erd
gas
Mobilität 80 kWh/(m²a)
Stro
m
Pro Wohnung mit 75 m² ein PKW - Fahrleistung i. M. 8.000 km/a - Verbrauch i. M. 7,5 l/100 km
Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
EnEV / GEG K
raft
sto
ff
242 kWh/(m²a)
Page 63
Quartiersversorgung optimiert
(Endenergie)
Haushaltsstrom 28 kWh/(m²a)
Warmwasser 25 kWh/(m²a)
Heizenergie 22 kWh/(m²a)
Hilfsstrom 5 kWh/(m²a)
Mobilität 53 kWh/(m²a)
Pro Wohnung mit 75 m² ein PKW - Fahrleistung i. M. 8.000 km/a - Verbrauch i. M. 5,0 l/100 km
Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Erd
gas
Kra
ftst
off
St
rom
133 kWh/(m²a)
Page 64
Quartiersversorgung optimiert zzgl. PV
(Endenergie)
Haushaltsstrom 28 kWh/(m²a)
Warmwasser 25 kWh/(m²a)
Heizenergie 22 kWh/(m²a)
Hilfsstrom 5 kWh/(m²a)
Mobilität 53 kWh/(m²a)
Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Erd
gas
Kra
ftst
off
St
rom
133 kWh/(m²a)
Photovoltaik 35 kWh/(m²a) 4 kWh/(m²a)
10 kWh/(m²a)
Page 65
Quartiersversorgung optimiert zzgl. PV
(Endenergie)
Haushaltsstrom 28 kWh/(m²a)
Warmwasser 25 kWh/(m²a)
Heizenergie 22 kWh/(m²a)
Hilfsstrom 5 kWh/(m²a)
Mobilität 53 kWh/(m²a)
Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Erd
gas
Kra
ftst
off
St
rom
122 kWh/(m²a)
Photovoltaik 35 kWh/(m²a)
-21 kWh/(m²a)
4 kWh/(m²a)
10 kWh/(m²a)
Jahresbilanz 101 kWh/(m²a)
Page 66
Quartiersversorgung Net Zero (bilanziell) – Wärmepumpen & E-Mobilität
(Endenergie)
Haushaltsstrom 22 kWh/(m²a)
Warmwasser 8,3 kWh/(m²a) Heizenergie 7,3 kWh/(m²a)
Hilfsstrom 3 kWh/(m²a)
E-Mobilität 7,5 kWh/(m²a)
Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Kra
ftst
off
St
rom
48 kWh/(m²a)
75 % der Wohnungen (75 m²): E-Mobil - Fahrleistung i. M. 10.000 km/a - davon 50 % Batterieladung vor Ort - Verbrauch i. M. 15 kWh/100 km
Wärmepumpe Heizung und Warmwasser: Arbeitszahl 3,0
Page 67
Quartiersversorgung Net Zero (bilanziell) – Wärmepumpen & E-Mobilität
(Endenergie)
Haushaltsstrom 22 kWh/(m²a)
Warmwasser 8,3 kWh/(m²a) Heizenergie 7,3 kWh/(m²a)
Hilfsstrom 3 kWh/(m²a)
E-Mobilität 7,5 kWh/(m²a)
Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Kra
ftst
off
St
rom
31,2 kWh/(m²a)
Photovoltaik 48 kWh/(m²a)
31,2 kWh/(m²a)
Jahresbilanz net zero
35 % Eigenstromnutzung 16,8 kWh/(m²a)
Page 68
Quartiersversorgung Net Zero (bilanziell) – Wärmepumpen & E-Mobilität
(Endenergie)
Haushaltsstrom 22 kWh/(m²a)
Warmwasser 8,3 kWh/(m²a) Heizenergie 7,3 kWh/(m²a)
Hilfsstrom 3 kWh/(m²a)
E-Mobilität 7,5 kWh/(m²a)
Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Kra
ftst
off
St
rom
19,2 kWh/(m²a)
Photovoltaik 48 kWh/(m²a)
19,2 kWh/(m²a)
60 % Eigenstromnutzung 28,8 kWh/(m²a)
Batterie E-Speicher
WICHTIG: Leistung zu Zeiten der Dunkelflaute
Page 69
Quartiersversorgung – Elektrolyse & Wasserstoffspeicher, Rückverstromung &
vollintegrierte Mobilität
Haushaltsstrom 22 kWh/(m²a)
Warmwasser 8,3 kWh/(m²a) Heizenergie 7,3 kWh/(m²a)
Hilfsstrom 3 kWh/(m²a)
E-Mobilität 7,5 kWh/(m²a)
Schulze Darup (Hrsg.): Kostengünstiger und zukunftsfähiger Geschosswohnungsbau im Quartier. – gefördert durch DBU AZ 33119/01-25
Kra
ftst
off
St
rom
-Ver
bu
nd
Photovoltaik 48 kWh/(m²a)
Batterie - E-Speicher Elektrolyse Wasserstoffspeicher (& Sauerstoff)
Rückverstromung E-Tankstelle Wasserstoff-Tankstelle
Op
tio
nal
Gas
/Was
sers
toff
-Ver
bu
nd
Sonstige Mobilität
Page 70
Betriebskosten & Wohnkosten
Quelle in Säule 1 angelehnt an: Deutscher Mieterbund, Betriebskostenspiegel für Deutschland 2016/2017
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
BK kalt BK warm Passivhaus PV 50 % Flatrate
Haushaltsstrom
Wartung Geb.-Technik
Heizungsabrechnung
Warmwasser
Heizung
Allgemeinstrom
Antenne/Kabel
Wasser & Abwasser
Aufzug
Winterdienst
Garten, Straßenreinig.
Gebäudereinigung
Müll
Versicherung
Hauswart
Grundsteuer
€/m² Wohnfläche im Monat
Haushalts- strom
?
Page 71
32%
Quelle: DGS / Schulze Darup: Gebäudetypologie und Energieeffizienzstrategie BRD, Berlin 2015
Heizenergiebedarf – Referenzszenario (GER/Wohnen) Sanierungsquote 1,2 %/a
Page 72
38,9%
Quelle: DGS / Schulze Darup: Gebäudetypologie und Energieeffizienzstrategie BRD, Berlin 2015
Heizenergiebedarf – Referenzszenario (GER/Wohnen) Sanierungsquote 1,6 %/a
Page 73
49,8 %
Quelle: DGS / Schulze Darup: Gebäudetypologie und Energieeffizienzstrategie BRD, Berlin 2015
Heizenergiebedarf – Zielszenario (GER/Wohnen) Sanierungsquote 1,6 %/a
Page 74
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
Page 75
Graue Energie degressiv Industrie
Neue Gebäude
Sanierung
Quelle: DGS / Schulze Darup: Gebäudetypologie und Energieeffizienzstrategie BRD, Berlin 2015 & Schulze Darup 2018
Heizenergiebedarf – Zielszenario (GER/Wohnen) Sanierungsquote 1,6 %/a
Page 76
Ertrag der erneuerbaren Energien – BRD Referenzszenario
Page 77
Ertrag der erneuerbaren Energien – BRD Klimaschutzszenario
Page 78
Klimaschutzziel BRD: Reduktion des Energiebedarfs durch Effizienz
Versorgung des Restbedarfs durch erneuerbare Energien
Quelle: DGS / Schulze Darup: Gebäudetypologie und Energieeffizienzstrategie BRD, Berlin 2015
Wertschöpfung 150 – 200 Mrd €/a
Page 79
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+ + +
Die Leitveranstaltung der Energiewende in Deutschland fand 2019
vom 20. bis zum 22. Mai im Ludwig Erhard Haus in Berlin statt.
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