Projekt des Monats

Im aktuellen Projekt des Monats stellen wir Ihnen ein umfassendes energetisches Sanierungskonzept vor, welches das Öko-Zentrum NRW für das Schulzentrum „Paradieser Weg“ in Soest erstellt hat.

Im letzten Jahr von der zentralen Grundstückswirtschaft der Stadt Soest (ZGW) beauftragt, war das Ziel der Beratung den Ist-Zustand des Gebäudes aufzunehmen, zu analysieren und mögliche Effizienzmaßnahmen energetisch und wirtschaftlich zu bewerten. Zudem sollte das Planungsteam eine mögliche Sanierung der vorgehängten Betonfassadenelemente untersuchen, mit Betrachtung unterschiedlicher Fassadenvarianten.

Das Gebäude

Das Gebäude des Schulzentrums, bestehend aus der Georg Grundschule und dem Conrad-von-Soest Gymnasium, wurde im Jahr 1973 erbaut. Insgesamt umfasst das Schulzentrum inklusive der Turnhalle eine Bruttogrundfläche von ca. 15.550 m². Der energetische Standard der vorhandenen Bauteile entspricht dem Jahr ihrer Errichtung.

Um den Ist-Zustand des Gebäudes zu bewerten, wurde die Gebäudehülle (Außenwände, Dächer, Bodenplatten und Kellerdecken sowie Türen und Fenster) und die technische Gebäudeausrüstung (Heizung, Warmwasserbereitung und Solaranlage, Beleuchtung) erfasst.

Anhand der Ergebnisse wurde deutlich, dass signifikante Einsparungspotenziale im Schulgebäude vorzufinden sind. Sowohl die thermische Gebäudehülle als auch die Heizungsanlage und Beleuchtung entsprechen nicht dem heutigen Stand der Technik und können wesentlich dazu beitragen, den Strom- und Heizwärmebedarf zu senken.

Die Gebäudehülle hat einen mäßigen, aber für damalige Verhältnisse üblichen Dämmstandard. Dies gilt auch für die damit verbundenen Luftundichtigkeiten. Dadurch entstehen Wärmeverluste, die durch eine Sanierung der Fassade vermieden werden könnten.

Auf Basis der Bauteilqualitäten, Flächen und der beim Vor-Ort-Termin festgestellten Eigenschaften der Anlagentechnik wurde das Beratungsobjekt einer Berechnung der Energiebilanz nach DIN V 18599 unterzogen, um die energetischen Eigenschaften und Schwachstellen des Gebäudes analysieren zu können.

Die Wärmeerzeugung erfolgt über einen Niedertemperaturgaskessel (mit nachgeschaltetem Abgaswärmetauscher zur Brennwertnutzung) und einem parallel geschalteten Gasbrennwertkessel - beide aus dem Jahr 1997. Der Primärenergiebedarf des bestehenden Gebäudes überschreitet die aktuellen Anforderungen des Gebäudeenergiegesetzes an einen modernisierten Altbau um 66,7 %.

Die Fassade

Es wird empfohlen eine Fassaden- und Fenstersanierung durchzuführen, sofern das Gebäude über die nächsten 30 Jahre bestehen bleiben soll. In diesem Zusammenhang wäre auch ein nachträgliches Dämmen das Dachs erstrebenswert, da entsprechende Baustelleneinrichtungskosten von knapp einer Millionen Euro nur einmal fällig würden.

Im Bereich der Gebäudehülle stellten die Fensterflächen eine besondere Schwachstelle dar. Ein Austausch der Fenster ist ohne eine Demontage der Fassadenelemente jedoch nicht möglich. Ebenfalls ist eine Demontage der Fassadenelemente für eine umfassende Dachsanierung erforderlich. Es bietet sich daher an, dass eine umfassende Sanierung aller drei Bauteilgruppen durchgeführt wird, um das Gebäude in Gänze auf einen gehobenen energetischen Standard zu sanieren.

Im Vergleich verschiedener Fassadenvarianten ist das Wärmedämmverbundsystem(WDVS) die deutlich günstigere und energetisch hochwertigere Maßnahme. Im Gegenzug weist die Vorhangfassade (VHF) eine höhere Lebensdauer und bessere Möglichkeiten im Umgang mit Beschädigungen durch Vandalismus auf. Da es sich bei dem Gebäude um eine Schule handelt, sollte die besondere Beanspruchung der Fassade berücksichtigt werden. Bei der Wahl eines WDVS sollte ein ballwurfsicheres System mit einem widerstandsfähigen Putz angebracht werden.

Neben der Entscheidung zwischen einer VHF oder einem WDVS als Fassade für das Schulzentrum, wäre auch eine Hybridlösung denkbar. Hier könnte die Fassade in zugänglichen Bereichen, wie dem Erdgeschoss aus einer widerstandfähigen VHF bestehen und in den nicht zugänglichen Bereichen wie den Obergeschossen aus einem kostengünstigeren WDVS.

Maßnahmenkombinationen zur energetischen Verbesserung

Ein energetisches Sanierungskonzept soll einen sinnvollen Weg aufzeigen, wie die Energie­effizienz des Gebäudes verbessert werden kann. Hierbei werden Sanierungsmaßnahmen unter Berücksichtigung bauphysikalischer, anlagentechnischer und bauordnungsrechtlicher Aspekte untersucht und anschließend in einem schrittweisen Sanierungsfahrplan zusammengefasst. Für dieses Gebäude wurden zehn Varianten untersucht.

Die folgenden Varianten wurden dabei als besonders empfehlenswert erachtet.

„Hybridheizung aus Brennwertkessel und Holzpelletkessel“

Bedingt durch den Energieträgerwechsel von Erdgas zu dem günstigeren Holz werden die Energiekosten maßgeblich reduziert. Die Variante ist daher trotz hoher Investitionskosten wirtschaftlicher als ein einfacher Austausch gegen einen Gas-Brennwertkessel. Zudem werden durch den nahezu klimaneutralen Energieträger Holz mehr als 55% der Treibhausgas-Emissionen und damit mehr als 200 Tonnen CO_2e pro Jahr eingespart.

„Nahezu Klimaneutrales Gebäude“

Diese Variante beschreibt eine Kombination aus einer ganzheitlichen Sanierung inklusive Lüftung und der zuvor genannten Maßnahme (Hybridheizung mit Pelletkessel). Hierdurch wird mindestens ein Effizienzgebäudeniveau 70 erreicht und ermöglicht höhere Fördermittel.

Die Maßnahme ist auf Grund der hohen Förderung und der hohen Energiekosteneinsparung sehr wirtschaftlich. Bereits nach 22 Jahren werden die Mehraufwendungen von ca. 7 Millionen Euro wieder eingespielt. Zudem werden ca. 80% der Treibhausgas-Emissionen eingespart.

Es zeigt sich, dass hohe Energiekosteneinsparung von bis zu 84.000 Euro möglich sind. Insbesondere der Austausch der Heizungsanlage gegen ein mit Holzpellets befeuerten Kessel ist an dieser Stelle zu nennen, da diese Variante voraussichtlich 64.000 Euro Energiekosten im Jahr einsparen kann.

Grundsätzlich ist für alle Varianten für die weitere Verfolgung eine vertiefende Planung zu empfehlen. Dabei sollte neben dem Einsatz hocheffizienter Technik und einer intelligenten Steuerung der Konditionierungsbedarf der einzelnen Bereiche angepasst werden. Oft sind durch die Nutzung von Synergieeffekten weitere Kosteneinsparungen möglich.

Möglichkeiten zur Stromproduktion und Stromeinsparung

Unabhängig vom betrachteten Gebäudemodell wurden am Lastgang des Gebäudes eine Abschätzung des Potenzials zur Nutzung von selbsterzeugtem Strom vorgenommen.

So wurde die Installation einer am Eigenstromverbrauch ausgelegten Photovoltaik-Anlage empfohlen. Die Installation eines BHKW hingegen lohnt sich nicht. Vor der Umsetzung von Maßnahmen zur Stromerzeugung sollten allerdings zunächst unnötige Verbräuche eliminiert werden.