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Neubau Bauhof Greifswald Konzept Wärmeschutz und GEG Nachweis LP3
Neubau Bauhof Greifswald
Konzept Wärmeschutz und GEG Nachweis LP3
© Matrix, Rostock
Objekt: Neubau Bauhof Greifswald Am Helmshäger Berg 6a, 17489 Greifswald
Auftraggeber: Hansestadt Greifswald, Immobilienverwaltungsamt, Markt 15,
17489 Greifswald
System: DGNB 2018
Planungs- Entwurfsplanung stand:
Erstellt durch: MNP Ingenieure GmbH, Maria-Goeppert-Str. 17, 23562 Lübeck
Bearbeiter: M.A. Mareike Voß, Lea Knorra
| Version: | 18.10.2023 | Bericht zur Vorentwurfsplanung |
|---|---|---|
| 10.05.2024 | Bericht zur Entwurfsplanung |
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Neubau Bauhof Greifswald Konzept Wärmeschutz und GEG Nachweis LP3
Inhalt
Vorhabensbeschreibung ..................................................................................................................... 4
Aufgabenstellung ................................................................................................................................. 5
Datengrundlagen .................................................................................................................................. 6
Gesetzliche Anforderungen an Wärmeschutz und Energiebedarfe ................................................ 7
4.1 Anforderungen aus dem Gebäudeenergiesetz ................................................................................ 7
4.2 Anforderungen nach GEG §71a ......................................................................................................... 8
Definition der Automatisierungsgrade in einem Gebäude gemäß DIN V 18599-11 Tab. 3 ........... 10
5.1 Heizung ............................................................................................................................................. 10
5.2 Kühlung ............................................................................................................................................. 11
5.3 RLT / Klimatisierung .......................................................................................................................... 12
5.4 Beleuchtung ...................................................................................................................................... 12
5.5 Technisches Gebäudemanagement .............................................................................................. 13
Anforderungen Effizienzgebäudestufe ............................................................................................. 14
Allgemeine Planungsparameter Energie.......................................................................................... 15
7.1 Thermische Gebäudehülle und Gebäudezonierung gem. DIN V 18599-10 ........................................ 16
Anlagenkonzept .................................................................................................................................. 20
8.1 Heizung ............................................................................................................................................. 20
8.2 Lüftung .............................................................................................................................................. 21
8.3 Warmwasserbereitung..................................................................................................................... 22
8.4 Beleuchtung ...................................................................................................................................... 22
8.5 PV-Anlage .......................................................................................................................................... 23
8.6 Technisches Gebäudemanagement .............................................................................................. 23
Bemessung Bauteile .......................................................................................................................... 24
9.1 Verwaltung BT 1 ≥ 19°C .................................................................................................................... 24
9.1.1 Dach .................................................................................................................................................. 24
9.1.2 Außenwand HRB .............................................................................................................................. 24
9.1.3 Außenwand – Süd ............................................................................................................................. 24
9.1.4 Außenwand Erdgeschoss ................................................................................................................ 25
9.1.5 Außenwand gegen Erdreich ............................................................................................................. 25
9.1.6 Bodenplatte ...................................................................................................................................... 25
9.2 Türen und Lichtkuppeln ................................................................................................................... 25
9.3 Transparente Außenbauteile (Fenster, PR-Fassade) .................................................................... 25
9.4 Werkstatt BT 2 12°C -19°C ............................................................................................................... 26
9.4.1 Dach .................................................................................................................................................. 26
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9.4.2 Außenwand ....................................................................................................................................... 26
9.4.3 Bodenplatte ...................................................................................................................................... 26
9.5 Türen, Tore & Lichtkuppeln .............................................................................................................. 26
9.6 Transparente Bauteile (Profilglas und Oberlichter) ....................................................................... 26
Ergebnisse Energiebilanzierung ........................................................................................................ 27
Übersicht der verwendeten Normen und Verordnungen ............................................................... 30
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Vorhabensbeschreibung
Bei dem Bauvorhaben handelt es sich um den Neubau des Bauhofs in Greifswald. Auf der Liegenschaft werden ein Bürogebäude, Werkstätten und Lagerflächen neu errichtet. Teile der Werkstätten gelten im Rahmen des GEG als niedrigbeheizt und nachweispflichtig. Die Lager- hallen sind unbeheizt und somit nicht Gegenstand des GEG-Nachweises. In dem Büroge- bäude ist neben der Büronutzung ein großer Sanitärbereich für die Arbeitnehmer aus den Werkstätten und Lagerhallen vorgesehen.
Die Bauweise erfolgt in Holzbau.
Für die DGNB Zertifizierung wird die Zielstufe Gold festgelegt.
Abbildung 1: Lageplan, Matrix Architektur
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Aufgabenstellung
Das Leistungsbild Wärmeschutz und Energiebilanzierung hat fachplanerisch zur Aufgabe, für das Bauvorhaben ein Konzept zur Erfüllung
der grundsätzlichen Anforderungen aus dem Gebäudeenergiegesetz (GEG) sowie
der zusätzlichen Anforderungen aus dem zu erreichenden Effizienzgebäude 40 Stan- dard
zu erstellen.
Folgende Punkte sind zu bearbeiten bzw. zu berücksichtigen:
-
Nachweis der Erfüllung der gesetzlichen Anforderungen
-
Nachweis des EG40-Standards
-
Beachtung der Wirtschaftlichkeit von Lösungen
-
Schutz von Bauteilen und Anlagen vor Schäden
Im Rahmen der Leistungsphase 3 sind hierzu folgende Aufgaben zu bearbeiten:
Bemessung der Bauteile der thermischen Gebäudehülle zur Erfüllung der Anforderun- gen an Wärmedurchgangskoeffizienten und Jahresprimärenergiebedarfe gemäß GEG
Festlegung des Energie-/Wärmeerzeugungskonzeptes, dem folgende grundsätzliche Ziele zugrunde liegen:
- Reduzierung des Energiebedarfs des Gebäudes durch
Minimierung der Wärmeverluste der Gebäudehülle (Transmissionswärmever- luste) durch Wahl der entsprechenden Dämmqualitäten und Realisierung ei- ner überdurchschnittlichen Luftdichtheit des Gebäudes
Dimensionierung der transparenten Bauteile im Hinblick auf solare Energie- gewinne – unter Berücksichtigung des thermischen Komforts im Sommer
Reduzierung der Lüftungswärmeverluste durch Realisierung von maschineller Lüftung, insbesondere in Bereichen mit hohen Luftwechselraten, in Kombina- tion mit Wärmerückgewinnungsanlagen
- Nutzung von vorhandenen Biomassen und Umweltwärme zur Steigerung des De- ckungsanteils Erneuerbare Energie in der Wärmeerzeugung
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Datengrundlagen
Tabelle 1: Datengrundlagen
| Architektur | Matrix Architektur | April 2024 |
|---|---|---|
| TGA | ALP Ingenieurgesellschaft mbH | April 2024 |
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Gesetzliche Anforderungen an Wärmeschutz und Energiebedarfe
4.1 Anforderungen aus dem Gebäudeenergiesetz
Das GEG gilt für Gebäude, soweit sie unter Einsatz von Energie beheizt oder gekühlt werden. Für die Bauteile 1 (Verwaltungsgebäude) und 2 (Werkstatt) ist demnach das GEG anzuwen- den.
Im Sinne des GEG gilt ein Gebäude als beheizt, wenn die Raum-Solltemperatur über 12°C liegt. Die Werkstätten die lediglich Forstfrei auf eine Temperatur von 5°C beheizt werden sind somit nicht Gegenstand des GEG.
Für Gebäude mit einer Bauantragsstellung ab dem 01.01.2024 gilt das GEG 2024.
Jahresprimärenergiebedarf – § 18 Abs. 1 GEG: Ein Neu zu errichtendes Nichtwohngebäude ist so zu errichten, dass der Jahres-Primärener- giebedarf für Heizung, Warmwasserbereitung, Lüftung, Kühlung und eingebaute Beleuchtung das 0,55fache des auf die Nettogrundfläche bezogenen Wertes des Jahres-Primärenergiebe- darfs eines Referenzgebäudes, das die gleiche Geometrie, Nettogrundfläche, Ausrichtung und Nutzung, einschließlich der Anordnung der Nutzungseinheiten, wie das zu errichtende Gebäude aufweist und der technischen Referenzausführung der Anlage 2 entspricht, nicht überschreitet.
Wärmedurchgangskoeffizienten – § 19 GEG: Ein zu errichtendes Nichtwohngebäude ist so zu errichten, dass die Höchstwerte der mittle- ren Wärmedurchgangskoeffizienten der wärmeübertragenden Umfassungsfläche der Anlage 3 nicht überschritten werden.
Tabelle 2: Höchstwerte der mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten der wärmeübertragenden Umfas- sungsfläche nach Anlage 3 GEG
| Bauteil | Höchstwert der mittleren Wärmedurch- | ||
|---|---|---|---|
| gangskoeffizienten | |||
| Opake Außenbauteile | 0,28 W/m²K | ||
| Transparente Außenbauteile | 1,5 W/m²K | ||
| Vorhangfassaden | 1,5 W/m²K | ||
| Glasdächer, Lichtbänder, Lichtkuppeln | 2,5 W/m²K |
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Änderungen GEG 2024
Mit der GEG Novelle 2024 werden die Anforderungen an die Nutzung erneuerbarer Energien erhöht. Grundsätzlich ist für Neubauten ab dem 01.01.2024 die Nutzung von mindestens 65% erneuerbarer Energien zum Heizen verpflichtend. Maßgeblich ist der Zeitpunkt der Bauan- tragsstellung.
Diese Anforderung gilt pauschal als erfüllt, wenn folgende Anlagen den Wärmebedarf des Ge- bäudes vollständig decken:
-
Hausübergabestation zum Anschluss an ein Wärmenetz nach Maßgabe des § 71b,
-
Elektrisch angetriebene Wärmepumpe nach Maßgabe des § 71c,
-
Stromdirektheizung nach Maßgabe des § 71d,
o Soll eine Stromdirektheizung in einem Neubau zum Einsatz kommen, sind die Anforderungen an den baulichen Wärmeschutzgemäß GEG um mindestens 45 % zu unterschreiten
-
Heizungsanlage zur Nutzung von Biomasse oder grünem Wasserstoff einschließlich daraus hergestellter Derivate nach Maßgabe der §§ 71f und 71g oder
-
Wärmepumpen-Hybridheizung bestehend aus einer elektrisch angetriebenen Wär- mepumpe in Kombination mit einer Gas-, Biomasse- oder Flüssigbrennstofffeuerung nach Maßgabe des § 71h. Dabei bestehen u.a. folgende Vorgaben:
o Der Betrieb der Hybridheizung erfolgt bivalent parallel mit Vorrang für die Wärmepumpe
o Die einzelnen Wärmeerzeuger der Hybridheizung verfügen über eine gemein- same, fernansprechbare Steuerung
o Bei Einsatz von gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen ist ein Brennwert- kessel als Spitzenlasterzeuger einzusetzen
Nummer 4 und 5 gelten dabei nicht für Heizungsanlagen, die zum Zweck der Inbetriebnahme in einem zu errichtenden Gebäude eingebaut oder aufgestellt werden oder zur Versorgung von zu errichtenden Gebäuden über ein Gebäudenetz neu eingebaut oder aufgestellt werden.
Kombinationen der verschiedenen Wärmeerzeuger sind möglich. In diesem Fall ist die Nut- zung von mindestens 65% erneuerbarer Energien gesondert nachzuweisen.
4.2 Anforderungen nach GEG §71a
(1) Ein Nichtwohngebäude mit einer Nennleistung der Heizungsanlage oder der kombinierten Raumheizungs- und Lüftungsanlage von mehr als 290 Kilowatt muss bis zum Ablauf des 31. Dezember 2024 mit einem System für die Gebäudeautomatisierung und -steuerung nach Maßgabe der Absätze 2 bis 4 ausgerüstet werden. Satz 1 ist auch für ein Nichtwohngebäude
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mit einer Nennleistung für eine Klimaanlage oder eine kombinierte Klima- und Lüftungsanlage von mehr als 290 Kilowatt anzuwenden.
(2) Zur Erfüllung der Anforderung nach Absatz 1 muss ein Nichtwohngebäude mit digitaler Energieüberwachungstechnik ausgestattet werden, mittels derer
eine kontinuierliche Überwachung, Protokollierung und Analyse der Verbräuche aller Hauptenergieträger sowie aller gebäudetechnischen Systeme durchgeführt werden kann,
die erhobenen Daten über eine gängige und frei konfigurierbare Schnittstelle zugänglich gemacht werden, sodass Auswertungen firmen- und herstellerunabhängig erfolgen kön- nen,
Anforderungswerte in Bezug auf die Energieeffizienz des Gebäudes aufgestellt werden können,
Effizienzverluste von gebäudetechnischen Systemen erkannt werden können und
die für die Einrichtung oder das gebäudetechnische Management zuständige Person über mögliche Verbesserungen der Energieeffizienz informiert werden kann.
Zusätzlich ist eine für das Gebäude-Energiemanagement zuständige Person oder ein Unter- nehmen zu benennen oder zu beauftragen, um in einem kontinuierlichen Verbesserungspro- zess die Potenziale für einen energetisch optimierten Gebäudebetrieb zu analysieren und zu heben.
(3) Neben der Anforderung nach Absatz 2 muss ein zu errichtendes Nichtwohngebäude
mit einem System für die Gebäudeautomatisierung entsprechend dem Automatisie- rungsgrad B nach der DIN V 18599-11: 2018-09*oder besser ausgestattet sein und
ein technisches Inbetriebnahme-Management einschließlich der Einregelung der gebäu- detechnischen Anlagen durchlaufen, um einen optimalen Betrieb zu gewährleisten.
Bei der Ausstattung des Systems für die Gebäudeautomatisierung nach Satz 1 Nummer 1 muss sichergestellt sein, dass dieses System die Kommunikation zwischen miteinander ver- bundenen gebäudetechnischen Systemen und anderen Anwendungen innerhalb des Gebäu- des ermöglicht und gemeinsam mit anderen Typen gebäudetechnischer Systeme betrieben werden kann, auch bei unterschiedlichen herstellereigenen Technologien, Geräten und Her- stellern. Das technische Inbetriebnahme-Management nach Satz 1 Nummer 2 muss mindes- tens den Zeitraum einer Heizperiode für Anlagen zur Wärmeerzeugung und mindestens eine Kühlperiode für Anlagen zur Kälteerzeugung erfassen.
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Definition der Automatisierungsgrade in einem Gebäude gemäß DIN V 18599-11 Tab. 3
Die nachfolgenden Tabellen aus der DIN V 18599-11 stellen die Anforderungen an die Gebäu- deautomatisierung gemäß GEG 2024 §71a da. Es gilt mindestens den Automatisierungsgrad B oder höherwertig (A) zu erfüllen. Wenn der Einfluss einer Automatisierungsfunktion weniger als 5% Anteil am Gesamtenergiebedarf besitz, ist diese Funktion nicht bestimmend für die Einordnung des Gesamtautomatisierungsgrades.
5.1 Heizung
Tabelle 3: Definition der Automatisierungsgrade in einem Gebäude DIN 18599-11 Tabelle 3 – Heizung
| Automatisierungsgrad | Festlegung der Kennwerte | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Nichtwohngebäude | nach DIN V 18599 | |||||
| Wärmeübergabe Raumhöhe < 4m | ||||||
| Automatisierte örtliche Re- gelung mit Kommunikation (z.B. Zeitprogramme, Vor- lauftemperaturadaption) | B | PI-Regler mit Optimierung | ||||
| Bedarfsgeführte Einzel- raumregelung mit Kommu- nikation (s.o.) und automa- tischer Präsenzerfassung | A | PI-Regler mit Optimierung Berücksichtigung der Ab- senkung der Bilanzierungs- raumtemperatur durch au- tomatische Präsenzerken- nung | ||||
| Wärmeverteilung | ||||||
| Regelung der Vorlauftemperatur | ||||||
| Bedarfsgeführte Vorlauf- temperaturregelung | A | |||||
| Regelung bzw. Steuerung der Umwälzpumpen | ||||||
| Differenzdruckregelung | B | |||||
| Bedarfsgeführtes Pumpen- management mit Kommuni- kation | A |
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| Wärmerzeugung | ||
|---|---|---|
| Witterungsgeführte Rege- lung einschließlich Raum- temperaturaufschaltung | B | |
| Bedarfsgeführte Regelung mit Kommunikation | A |
5.2 Kühlung
| Automatisierungsgrad | Festlegung der Kennwerte nach DIN V 18599 | |||
|---|---|---|---|---|
| Nichtwohngebäude | ||||
| Kälteübergabe | ||||
| Intermittierender Betrieb | ||||
| Zeitprogramm mit optimier- ten Ein-/Ausschalten | A | Berücksichtigung des adap- tiven Anheizens (Reduzie- rung des morgendlichen An- heizens) | ||
| Verriegeln Heizen / Kühlen | ||||
| Teilverriegelung | B | Verriegelung aus der Vertei- lungsseite | ||
| Vollständige Verriegelung | A | Verriegelung auf der Über- gabeseite (dezentrale oder raumweise Abschaltung) | ||
| Kälteverteilung | ||||
| Regelung der Kaltwassertemperatur | ||||
| Bedarfsgeführte Vorlauf- temperaturregelung | A | |||
| Regelung bzw. Steuerung der Umwälzpumpen | ||||
| Differenzdruckregelung | B | saisonale Abschaltung, Wo- chenend- und Nachtab- schaltung |
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| Bedarfsgeführtes Pumpen- management mit Kommuni- kation | A | Vollautomatisiert, bedarfs- ausgelegt |
|---|---|---|
| Kälteerzeugung | ||
| Bedarfsgeführte Regelung | A |
5.3 RLT / Klimatisierung
Tabelle 4: Definition der Automatisierungsgrade in einem Gebäude DIN 18599-11 Tabelle 3 – RLT/Klimatisie- rung
| Automatisierungsgrad | Festlegung der Kennwerte nach DIN V 18599 | |||
|---|---|---|---|---|
| Nichtwohngebäude | ||||
| Luftvolumenstromregelung | ||||
| Präsenzabhängige Steue- rung | B | |||
| Bedarfsabhängige Regelung (CO , VOC) 2 | A | |||
| Luftaufbereitung | ||||
| Kühllastabhängig variabler Volumenstrom und bedarfs- geführte Temperatur mit Kommunikation | A |
5.4 Beleuchtung
Tabelle 5: Definition der Automatisierungsgrade in einem Gebäude DIN 18599-11 Tabelle 3 – Beleuchtung
| Automatisierungsgrad | Festlegung der Kennwerte nach DIN V 18599 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Nichtwohngebäude | ||||||
| Regelung bzw. Steuerung des Kunstlichtes |
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| Tageslichtabhängig ge- dimmtes System (abschal- tend, automatisch wieder- einschaltend) | A | Gedimmt, ausschaltend |
|---|---|---|
| Tageslichtabhängig ge- dimmtes System (abschal- tend, manuell wiederein- schaltend) | A | Gedimmt ausschaltend x 1.1 |
| Präsenzerfassung | ||
| Mit Präsenzmelder | A | Mit Präsenzmelder |
| Regelung bzw. Steuerung des Sonnenschutzes | ||
| Automatisch betreibender Sonnen. Bzw. Blendschutz mit Lamellennachführung | A |
5.5 Technisches Gebäudemanagement
Tabelle 6: Definition der Automatisierungsgrade in einem Gebäude DIN 18599-11 Tabelle 3 – Technisches Gebäudemanagement
| Automatisierungsgrad | Festlegung der Kennwerte | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Nichtwohngebäude | nach DIN V 18599 | |||||
| Zentrale Anpassung an die Anforderungen der Nutzer | ||||||
| Zentrale Anpassung | B | Sollwerte, Zeitpläne | ||||
| Zentrale Anpassung an Op- timierung | A | Sollwerte, Zeitpläne und Re- gelparameter |
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Anforderungen Effizienzgebäudestufe
Der sogenannte Effizienzgebäudestandard – kurz EG – ist ein Energiestandard für Nichtwohn- gebäude, den die KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau) eingeführt hat.
Die daraus resultierenden Anforderungen an EG40 Neubau-Nichtwohngebäude sind in den folgenden Tabellen dargestellt.
Jahresprimärenergiebedarf
Der Jahres-Primärenergiebedarf (Q ) eines Effizienzgebäudes darf im Verhältnis zum Jahres- P Primärenergiebedarf des entsprechenden GEG-Referenzgebäudes (Q ) den in untenste- P REF hender Tabelle angegebenen prozentualen Maximalwert des geförderten Effizienzgebäude- Standards nicht überschreiten.
Tabelle 7: Anforderungswerte Primärenergiebedarf für Effizienzgebäudestandards – Neubau Nichtwohngebäude
| Anforderungswert | Prozentualer Maximalwert |
|---|---|
| Q in % des Q p P REF | 40% |
Mittelwert der Wärmedurchgangskoeffizienten
Für Zonen, die auf eine Raum-Solltemperatur ≥ 12°C beheizt werden, darf der Mittelwert der Wärmedurchgangskoeffizienten für die opaken Außenbauteile (U ), die transparenten Au- opak ßenbauteile (U ), die Vorhangfassaden (U ) sowie für Glasdächer/Lichtbänder und transparent Vorhang Lichtkuppeln (U ) die im folgenden aufgeführten Werte nicht überschreiten. Licht
Tabelle 8: Anforderungswerte Außenbauteile für Effizienzgebäudestandards – Neubau Nichtwohngebäude
| Anforderungswert | Max. mittlerer U-Wert | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Zonen mit Raum-Solltempe- ratur ≥ 19°C | Zonen mit Raum-Solltempe- | ||||
| ratur von 12 bis < 19°C | |||||
| U in W/(m²K) opak | 0,18 | 0,24 | |||
| U U in W/(m²K) transparent, Vorhang | 1,00 | 1,30 | |||
| U in W/(m²K) Licht | 1,60 | 2,00 |
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Allgemeine Planungsparameter Energie
Nachfolgende Tabelle fasst den derzeitigen Planungsstand in Bezug auf das energetische Ge- bäudekonzept zusammen.
Tabelle 9: Planungsstand energetisches Gebäudekonzept
| Wärmeerzeuger | Biomasse-Heizkessel und Luft-Wasser Wärmepumpe | ||
|---|---|---|---|
| Wärmeübertragung | Niedertemperatursystem; Vorlauftemperatur ≤ 55°C | ||
| Wärmebrückenzu- schlag | 0,05 W/m²K → Nachweis erforderlich | ||
| Luftdichtheit | Planungsvorgabe: n ≤ 1,0 h-1 50 → Nachweis erforderlich | ||
| Lüftung | hybrid, über Fenster und mechanische Be- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung 80% | ||
| Kühlung | keine | ||
| Warmwasser | zentral, über Biomasse-Heizkessel | ||
| PV | Modulfläche: 549 m² Leistung: 99 kWp | ||
| Beleuchtung | LED in LED-Leuchten | ||
| Sommerklimaregion | A (sommerkühl) | ||
| Sonnenschutz | Außenliegender Sonnenschutz an allen Fassaden, automati- sche Steuerung | ||
| Thermischer Komfort | Grenztemperatur 26°C Einhaltung Kategorie II DIN 15251 |
Es wird ein verminderter Wärmebrückenzuschlag sowie eine verbesserte Luftdichtheit an-ge- setzt. Dies ist durch entsprechende Nachweisverfahren zu bestätigen. Die angesetzten Werte entsprechen dem Stand der Technik. Auch aufgrund des Nachhaltigkeitsgedanken wird es als nicht mehr zeitgemäß erachtet mit den Standardwerten nach Norm zu rechnen.
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7.1 Thermische Gebäudehülle und Gebäudezonierung gem. DIN V 18599-10
Wichtig für die energetische Bilanzierung ist die Festlegung des Verlaufs der thermischen Ge- bäudehülle. Diese umfasst alle beheizten Bereiche des Gebäudes und ist entsprechend der Anforderungen aus dem Kapitel 4 energetisch zu ertüchtigen. Unbeheizte Räume (Soll-tem- peratur < 12°C) liegen außerhalb der thermischen Hülle.
Für die energetische Bilanzierung ist das Gebäude zudem in Zonen zu unterteilen. Dabei wer- den jeweils jene Bereiche des Gebäudes zu einer Zone zusammengefasst, die durch gleiche Nutzung und die gleiche Art der technischen Konditionierung gekennzeichnet sind.
Die DIN V 18599-10 definiert hierfür verschiedene Nutzungsprofile mit spezifischen Nut- zungsrandbedingungen. Aufgrund unterschiedlicher anlagentechnischer Merkmale kann es zu einer Unterteilung einzelner Zonen mit der gleichen Nutzung kommen. In diesem Fall ent- stehen mehrere Zonen mit dem gleiche Nutzungsprofil.
In nachfolgender Tabelle ist der Verlauf der thermischen Gebäudehülle sowie die Aufteilung der Zonen mit dem dazugehörigen Nutzungsprofil dargestellt.
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Abbildung 2: Schnitt D-D Bauteil 2
Abbildung 3:Schnitt C-C Bauteil 1
Abbildung 4: Schnitt B-B Bauteil 1 und 2
Abbildung 5: Grundriss Kellergeschoss – Thermische Gebäudehülle und Gebäudezonierung gem. DIN 18599-10
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Abbildung 6: Grundriss Erdgeschoss – Thermische Gebäudehülle und Gebäudezonierung gem. DIN 18599-10
Abbildung 7: Grundriss Obergeschoss – Thermische Gebäudehülle und Gebäudezonierung gem. 18599-10
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| Legende: | ||||
|---|---|---|---|---|
| Thermische Gebäudehülle | ||||
| Farbe | Zonierung gem. DIN 18599-10 | |||
| Lfd.- | Zonenbezeichnung | |||
| Nr. | ||||
| 1 | Einzelbüro | |||
| 2 | Gruppenbüro (2 bis 6 Arbeitsplätze) | |||
| 4 | Besprechung/Sitzungszimmer/Seminar 2 | |||
| 16 | WC und Sanitärräume in Nichtwohngebäuden | |||
| 17 | Sonstige Aufenthaltsräume | |||
| 19 | Verkehrsfläche | |||
| 20 | Lager, Technik, Archiv | |||
| 21 | Serverraum/Rechenzentrum | |||
| 22.3 | Gewerbliche Halle, industrielle Halle (einfache Arbeit) |
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Anlagenkonzept
Auf Grundlage des Energiekonzeptes gemäß Abschnitt 7 werden nachfolgend die Normrand- bedingungen zur Eingabe in die Energiebilanzierungssoftware dargestellt. Dabei wird lediglich ein grober Umriss der Anlagentechnik beschrieben. Die genaue Beschreibung und Berech- nungen sind der TGA-Planung zu entnehmen. Nicht oder unvollständig vorliegende Angaben wurden entsprechend der GEG-Referenzwerte hinterlegt und sind ggf. im weiteren Planungs- verlauf zu konkretisieren.
8.1 Heizung
Aufgrund der gesetzlichen Anforderungen zur Nutzung von erneuerbaren Energien wird die Nutzung von Biomassen und Umweltwärme angestrebt. Im Rahmen der Leistungsphase 2 wurden verschiedene Energieerzeuger hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit untersucht.
Variante 1: Holzhackschnitzel
Variante 2: Wärmepumpe
Variante 3: Mix 75% Holzhackschnitzel und 25% Wärmepumpe
Variante 4: Fernwärme
Die Variantenuntersuchung wurde im Rahmen der DGNB Zwischenbewertung zur LP2 durch- geführt und ist dem Bericht vom 05.10.2023 zu entnehmen.
Die Variante 3 wird im Energiekonzept weiterverfolgt.
Hierbei ist eine bivalente Nutzung von Biomassen-Heizkessel und Wärmepumpe vorgesehen. Die Hauptlast der Wärmeversorgung im Winter wird von einem Biomassekessel getragen, für die Spitzenlast kommt eine Luft-Wasser Wärmepumpe zum Einsatz. Die Wärmepumpe ist mit einer Deckung der Heizlast von 25% (40kW) vorgesehen.
Die Trinkwarmwasser Erzeugung erfolgt zentral.
Aufgrund der Nutzung als Werkstatt Gebäude ist mit einer spitzenweisen hohen Auslastung des Trinkwarmwasser zur Nutzung in den Duschen zu rechnen.
→ Die Anforderung an das GEG 2024 zur Nutzung von erneuerbaren Energien wird erfüllt.
Tabelle 10: Planungsstand Energiekonzept - Heizung
| Wärmeerzeuger: Wärmepumpe | |||
|---|---|---|---|
| Art | Luft-Wasser Wärmepumpe | ||
| Grenztemperatur Heizung Vor- | 60°C | ||
| lauf | |||
| Aufstellung | Im Unbeheizten |
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| Auslegungstemperaturen | 55/45°C | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Automatisierungsgrad | Witterungsgeführte Regelung einschließlich Raumtempera- turaufschaltung | |||||
| Wärmeerzeuger: Heizkessel | ||||||
| Art | Biomasse-Heizkessel | |||||
| Brennstoff | Holzhackschnitzel | |||||
| Aufstellung | Im Unbeheizten | |||||
| Auslegungstemperaturen | 70/55°C | |||||
| Automatisierungsgrad | Witterungsgeführte Regelung einschließlich Raumtempera- turaufschaltung | |||||
| → | Heiz-Verteilung: | |||||
| Übergabe | Verwaltung: Flächenheizung hydraulischer Abgleich durchgeführt Werkstatt: Hallenheizung (Dunkelstrahler) | |||||
| Automatisierungsgrad | Verwaltung: PI-Regler, automatisierte örtliche Regelung mit Kommunikation, Differenzdruckregelung Werkstatt: P-Regler | |||||
| Auslegungstemperaturen | 55/45°C | |||||
| Art des Verteilnetzes | Etagenring | |||||
| Pumpen | bedarfsausgelegt Leistungsgeregelt – delta-p variabel |
8.2 Lüftung
Tabelle 11: Planungsstand Energiekonzept - Lüftung
| Lüftungsanlage: Vier zentrale Zu- und Abluftanlagen | |
|---|---|
| Heizung/Kühlung | Heizung der Zuluft |
| Wärmerückgewinnungsgrad | Mind. 80% |
| Belüftete Zonen | Lager, Besprechung/Sitzung/Seminar, Sonstige Aufenthalts- räume, WC und Sanitärräume, Verkehrsflächen, Gewerbli- che Halle |
| Volumenstrom | 10.100 m³/h gesamt |
| Automatisierungsgrad | Präsenzabhängige Steuerung |
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8.3 Warmwasserbereitung
Tabelle 12: Planungsstand Energiekonzept - Warmwasser
| Warmwassererzeuger | Biomasse-Heizkessel (Holzhackschnitzel) | ||
|---|---|---|---|
| Wärmeverteilung | Zentral | ||
| Zirkulation | Ohne Zirkulation | ||
| Warmwasserbedarf | Warmwasserbedarf | 0,090 kWh/d je m² - Betriebsfläche 22.017 kWh/a | |
| Anzahl Spitzenabzapfungen pro | 2 | ||
| Tag |
8.4 Beleuchtung
Tabelle 13: Planungsstand Energiekonzept - Beleuchtung
| Beleuchtungsart | Direkt |
|---|---|
| Lampenart | LEDs in LED-Leuchten |
| Beleuchtungskontrolle | Automatisch mit Präsenzmelder in Zone: Verkehrsflächen und WC und Sanitärräume Manuell (kein automatisches System) in allen weiteren Zo- nen |
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8.5 PV-Anlage
Tabelle 14: Planungsstand Energiekonzept – PV-Anlage
| Photovoltaikanlage | |
|---|---|
| Ausrichtung | Süd |
| Modul-Neigung | 30° |
| Modulfläche | 549 m² |
| Zelltyp | Monokristallines Silizium |
| Technologie | Kristallin |
| Stärke der Belüftung | Stark belüftete oder freistehende Module |
| Systemleistungsfaktor | 0,80 |
| Leistung in 25 Jahren | 80% |
8.6 Technisches Gebäudemanagement
Zentrale Anpassung an die Anforderungen der Nutzer in Bezug auf Sollwerte und Zeitpläne.
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Bemessung Bauteile
Die Bauteile der thermischen Gebäudehülle wurden wie folgt bemessen, um die in Abschnitt 4 und 6 genannten Anforderungen zu erfüllen.
Alle Bauteile erfüllen die Anforderungen an den Mindestwärmeschutz gemäß DIN 4108-2.
Oberbeläge auf Decken und Bodenplatten sowie Abdichtungsebenen wurden nicht darge- stellt.
9.1 Verwaltung BT 1 ≥ 19°C
9.1.1 Dach
9.1.2 Außenwand HRB
9.1.3 Außenwand – Süd
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9.1.4 Außenwand Erdgeschoss
9.1.5 Außenwand gegen Erdreich
9.1.6 Bodenplatte
9.2 Türen und Lichtkuppeln
Ud-Wert 1,5 W/m²K
9.3 Transparente Außenbauteile (Fenster, PR-Fassade)
UW-Wert 1,0 W/m²K
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9.4 Werkstatt BT 2 12°C -19°C
9.4.1 Dach
9.4.2 Außenwand
9.4.3 Bodenplatte
9.5 Türen, Tore & Lichtkuppeln
Mittlerer U-Wert 2,0 W/m²K
Tore U-Wert 2,1 W/m²K
Türen U-Wert 1,5 W/m²K
9.6 Transparente Bauteile (Profilglas und Oberlichter)
UW-Wert 1,3 W/m²K
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Ergebnisse Energiebilanzierung
Es wurde die Energiebilanzierung nach DIN V 18599 für den Planungsstand durchgeführt. Das Ergebnis ist im Folgenden dargestellt:
Abbildung 8: Primärenergiebedarf
Abbildung 9: Effizienzgebäude-Stufen
→ Mit dem aktuellen energetischen Standard werden die Anforderungen an ein EH 40 erfüllt.
→ Die Anforderungen gemäß GEG 2024 werden erfüllt.
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Tabelle 15: Übersicht Energiebilanz
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Tabelle 16: Endenergiebedarf nach Energieträgern
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Übersicht der verwendeten Normen und Verordnungen
| Bezeichnung | |
|---|---|
| DIN 277 | Grundflächen und Rauminhalte im Hochbau |
| DIN 4108-2 | Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz |
| DIN 4108-3 | Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden Teil 3: Klimabedingter Feuchteschutz – Anforderungen, Berechnungsverfah- ren und Hinweise für Planung und Ausführung |
| DIN 4108-4 | Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden Teil 4: Wärme- und feuchteschutztechnische Bemessungswerte |
| DIN 4108 Beiblatt 2 | Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden Beiblatt 2: Wärmebrücken – Planungs- und Ausführungsbeispiele |
| DIN EN 832 | Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden |
| DIN EN 12524 | Baustoffe und -produkte – Wärme- und feuchtetechnische Eigenschaften Tabellierte Bemessungswerte |
| DIN EN ISO 6946 | Bauteile - Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient - Berechnungsverfahren |
| DIN EN ISO 10077- 1 | Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türen und Abschlüssen – Be- rechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten Teil 1: Allgemeines |
| DIN EN ISO 13370 | Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden – Wärmetransfer über das Erd- reich - Berechnungsverfahren |
| DIN V 18599 | Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwasser und Be- leuchtung |
| Gebäudeenergiegesetz (GEG) |
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