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Einsparpotentiale in der Gebäudetechnik

Wie durch die Optimierung der technischen Anlagen Kosten und Ressourcen gespart werden können

Die aktuell explosionsartig ansteigenden Kosten für Energie lassen die Betriebskosten für Gebäude enorm steigen. Hinzu kommt die immer größere Aufrüstung der Gebäude mit haustechnischen Anlagen. Auch daraus resultieren höhere Folgekosten für Wartung, Instandsetzung und den Energieverbrauch der Anlagen. Im Bereich der Gebäudetechnik besteht somit ein großes Einsparpotential was den Ressourcenverbrauch und damit einhergehend die Betriebskosten betrifft.

Das Verhältnis der Investitionskosten technischer Ausrüstung (KG 400) zur Baukonstruktion (KG300) lag früher mal bei ca. 25/75. Bei hochwertigen Büroneubauten liegt es derzeit eher bei 40/60. Immer mehr Lüftungs- und Klimatechnik, Smart Building und IT Technologie wird verbaut. Mechanisch und manuell steuerbare Elemente werden durch motorische und automatisierte Komponenten und Sensorik ersetzt. Doch all diese Komponenten sind Energieverbraucher und potenzielle Fehlerquellen.

Auch im Bestand gibt es zahlreiche veraltete Anlagen, die zwar irgendwie noch ihren Zweck erfüllen, das Gebäude zu heizen, kühlen und zu beleuchten, dies aber in den seltensten Fällen auf effiziente Art und Weise. Die Anlagen werden oft nicht ausreichend gewartet, sind nicht aufeinander abgestimmt und laufen daher nicht optimal. So wird viel Energie verschwendet, anstelle die Anlagen frühzeitig durch neue effizientere Anlagen zu ersetzen.

Wie im Hochbau können die Prinzipien der Suffizienz auch auf die Gebäudetechnik übertragen werden, um nachhaltigere Gebäude zu konzipieren:

  • weniger: Reduktion der Anforderungen an die Gebäudetechnik
  • flexibel: um- und nachrüstbare technische Ausrüstung
  • gemeinsam: synchronisierte Systeme und smarte Technologie

Um eine optimale Dimensionierung und Auslastung der Anlagen zu erzielen, sollten die technischen Anforderungen zu Beginn der Planung kritisch hinterfragt werden. Bereits geringfügige Anpassungen der Ausgangsparameter bringen oft schon immense Energieeinsparungen mit sich. Die Erhöhung der zulässigen Raumtemperatur um 1 Grad als Auslegung für die Kühlung spart beispielsweise 6% Energie.

Im Folgenden werden für die einzelnen Anlagengruppen einige entscheidende Optimierungspotentiale vorgestellt.

Heizung
Anlagen wie z.B. ein BHKW arbeiten nur wirtschaftlich, wenn ihre Auslastung gesichert ist. Wenn es im Sommer keine Wärmeabnehmer gibt, und das BHKW ständig an und ausschaltet, hat es einen extrem hohen Energieverbrauch und eine deutlich geringere Lebenszeit. Es sollten aufeinander abgestimmte Systeme für Wärmeerzeugung, Wärmeverteilung und Abwärmenutzung verwendet werden, die in Abhängigkeit der Standortfaktoren geplant werden. Sofern vor Ort möglich – sind erneuerbare Ressourcen (Solarthermie, Geothermie) in Kombination mit Wärmepumpen einzusetzen. Nur so wird man langfristig unabhängig von steigenden Gas-, Öl- und Strompreisen.

Lüftung/Klima
Durch eine differenzierte Belegungsplanung kann die benötigte Raumluftmenge bestimmt und die Gesamtluftmenge und Anlagengröße optimal und nutzungsspezifisch definiert werden. Auch die Reduktion der spezifische Ventilatorenleistung (SFP Stufe) spart Energiekosten, erfordert allerdings größere Kanalquerschnitte.

Sanitär
Projekt- und Nutzungsabhängig sind dezentrale Lösungen wie Frischwasserstationen zur Warmwasseraufbereitung die wirtschaftlichere Lösung. So vermeidet man lange Leitungswege durchs ganze Haus, die mit einem Temperaturverlust einhergehen. Zudem lassen sich Technikflächen einsparen, die in Nutzfläche umgewandelt werden können.

Elektro
Die Beleuchtung über Einzelraumregelungen mit Präsenzmeldern zu steuern, spart Energie. Denn nach einem langen Arbeitstag vergisst auch mal der umsichtigste Mitarbeiter, das Licht hinter sich auszuschalten. So brennt es nach Feierabend nur noch wenige Sekunden und nicht die ganze Nacht.

IT / Kommunikation
Wieviel Redundanz ist erforderlich, wie viele Datenports pro Arbeitsplatz wirklich nötig? Wenn die Architektur eine einfache Nachrüstung ermöglicht, z.B. durch revisionierbare Bodenkanäle oder Deckentrassen, ist dies die weitaus flexiblere und wirtschaftlichere Lösung, als massenhaft teure Kupferkabel zu verlegen, um für jede Eventualität und jeden potentiellen Mieter gerüstet zu sein.

Gebäudeautomation
Eine intelligente Gebäudesteuerung und Messtechnik, die online ablesbar ist, ermöglicht einen Standortunabhängigen Betrieb und ein Monitoring der Anlagen. So kann gezielt und umgehend bei Fehlermeldungen eingegriffen werden. Monatelang fehlerhaft und damit ineffizient laufende Anlagen, nur weil der Wartungszyklus vernachlässigt wurde und niemand vor Ort war, lassen sich dadurch vermeiden. Überflüssige und teure Wartungsbesuche externer Firmen lassen sich einsparen, wenn die Daten auch in Fernablese durch sogenannte Smart Meter abgelesen werden können. Intelligente Zähler und Steuerungstechnik lassen sich auch auf bestehenden Anlagen nachrüsten.

Wenn also zu Anfang der Planung etwas mehr Zeit in die Optimierung und Auslegung der Systeme investiert wird, Gewerkeübergreifend geplant wird, und nicht zuletzt die Lebenszykluskosten der Anlagen betrachtet werden (Investitionskosten + Betriebskosten über den ganzen Lebenszyklus) lassen sich im Bereich der Gebäudetechnik zukünftig weitere Kostenexplosionen und Ressourcenverschwendung vermeiden.

Bild: Freudenberg Haustechnik

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Suffizienz statt Effizienz

Wie aus weniger am Ende mehr entstehen kann

Nicht Effizienz, sondern Suffizienz ist das neue Schlagwort der Nachhaltigkeit. Doch was bedeutet dies? Effizienz, insbesondere Energieeffizienz ist ein geläufiger Begriff am Bau, der höheren Ertrag bei gleichem Ressourcenverbrauch bedeutet. Suffizienz geht darüber hinaus, sie bedeutet Genügsamkeit. Höhere Wirkung bei weniger Verbrauch. Bei einer Lebensdauer von mind. 50 Jahren trägt jedes Neubauvorhaben zum CO2-Verbrauch bei, und nicht zu dessen eigentlich angestrebter Reduktion. Darum sollte man ganz zu Beginn der Planung den Bedarf und die Projektziele kritisch hinterfragen.

Betrachtet man die Entwicklungen am Wohnungsmarkt, lässt sich den Zahlen entnehmen, dass die Wohnfläche pro Kopf in den letzten Jahren stetig gestiegen ist. Und damit einhergehend der Ressourcenverbrauch, der für die Herstellung der Fläche sowie für deren Betrieb erforderlich ist. Da nutzt es auch nichts, dass der Raumwärmebedarf der Fläche durch Effizienzsteigerung sinkt. Unter dem Strich nimmt der Raumwärmebedarf pro Kopf nur unwesentlich ab.

Wenn keine Trendwende stattfindet, und sich die Menschen auf andere Wohnungs- und Arbeitsplatzkonzepte einlassen und mit weniger begnügen, werden wir die Verknappung der weltweiten Ressourcen nicht verhindern können. Entscheidend ist das Nutzerverhalten, das sich ändern muss.

Doch neue Trends brauchen neue Räume, und hier sind die Bauherren gefragt. In der Leistungsphase 0 erfolgt die Bedarfsplanung. Zu diesem Zeitpunkt sollte eruiert und kritisch hinterfragt werden, was die Art der Nutzung, die Anforderungen und der Flächenbedarf an den geplanten Neubau eigentlich sind. In der Praxis wird diese Phase jedoch gerne übersprungen. Aber gerade hier lassen sich die größten Einsparungen vornehmen und die Weichen für ein nachhaltig und langfristig erfolgreiches Projekt legen. Folgende Maxime sollten dabei im Fokus stehen:

    • weniger
    • gemeinsam
    • flexibel

Jeder Quadratmeter, der nicht gebaut wird, schon die Umwelt und die Ressourcen am meisten. Das heisst nicht, dass keine neuen Projekte entstehen können. Die Aufgabenstellung muss nur anders formuliert werden:

Können durch andere Prozesse und betriebliche Organisation Flächen eingespart werden? Braucht es große Lager und Archivflächen in teurer innerstädtischer Lage, oder können diese durch just-in-time Lieferungen gespart werden? Brauchen wir noch zahlreiche Konferenzräume, die den größten Teil des Tages leer stehen, oder können diese durch virtuelle Räume ersetzt werden?

Welche Funktionen sind im Privaten erforderlich, welche können gemeinschaftlich genutzt werden? Neue Wohnkonzepte wie z.B. das Clusterwohnen sind eine Möglichkeit, die privaten Flächen zu reduzieren bei gleichbleibendem Komfort durch großzügige und besser ausgelastete Gemeinschaftsflächen. Und auch am Arbeitsplatz benötigt – je nach Lage – nicht jede Firmenzentrale eine eigene Kantine oder ein eigenes Fitnessstudio. Wenn diese Funktionen durch das Angebot in der Umgebung gedeckt werden können, entsteht Bewegung, und dadurch soziale Mischung. Dies wiederum bringt neue Kontakte und neue Inspiration, zurück am Arbeitsplatz.

Wie können Flächen durch Mehrfachnutzung effizienter genutzt werden? Indem z.B. durch Nutzungsüberlagerung eine bessere Auslastung erzielt wird. Was sind die Bedingungen für eine flexible Umnutzung bei sich zukünftig ändernden Anforderungen? Soll der Bestand abgerissen und durch einen Neubau ersetzt werden oder kann der Bestand nicht „recycelt“ und mit wenigen Mitteln umgenutzt werden?

Die Kantine im Büro muss beispielsweise nicht nach dem Lunch bis zum nächsten Morgen leer stehen, sondern kann durchaus nachmittags und abends anderweitig genutzt werden. So geschehen in der Factory in Kreuzberg, einem Co-Working Space. Hier wird das bewegliche Mobiliar abends zur Seite gerollt, so dass Bootcamp- oder Yoga Kurse stattfinden können. Wo tagsüber die Kalorien zu sich genommen werden, werden diese abends wieder abtrainiert. Durch ein paar anfangs investierte Quadratmeter mehr für Umkleidebereiche und Lagerbereiche für das Mobiliar, lassen sich so langfristig Einnahmen über die Untervermietung generieren.

Auch für das Studio Heldergroen in Haarlem haben Zecc Architecten eine intelligente Lösung entwickelt, um die Bürofläche in eine multifunktionale Fläche zu verwandeln. Die Schreibtische sind an Seilen aufgehängt, an denen sie sich unter die Decke ziehen lassen. Das sonstige Mobiliar steht auf Rollen. So lässt sich die Fläche mit ein paar einfachen Handgriffen für Ausstellungen oder abendliche Sportkurse freiräumen. Und der Schreibtisch muss dafür nicht einmal aufgeräumt werden.

Durch ein paar schon in der Grundlagenermittlung zu definierende Parameter lässt sich so die Flächeninanspruchnahme reduzieren, bzw. die Ausnutzung und damit auch die Wirtschaftlichkeit eines Bauvorhabens deutlich verbessern. Die Vermischung von Nutzungen ermöglicht Begegnungen, wodurch wiederum soziale Nachhaltigkeit gefördert wird. Das bedeutet, dass Nutzungen mehrschichtig und vielfältig geplant werden sollten, denn Leerstand können wir uns in den verdichteten Städten der Zukunft nicht mehr leisten.

Bilder: Zecc Architecten, CornbreadWorks