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Wissenschaftliche Unterstützung der Energieberatung

Ausgangslage: Die Erhöhung der Energieeffizienz und eine sparsame umweltfreundliche Energieverwendung sind von zentraler Bedeutung für eine nachhaltige zukunftsfähige Entwicklung. Ein wichtiges Instrument für die Umsetzung energiepolitischer Zielsetzungen ist die Energieberatung. Ziele: Die Energieberatung in Hessen soll in ihrem weiteren Aufbau und ihrer fortlaufenden Arbeit unterstützt werden. Energieberater, Architekten, Ingenieure, Wissenschaftler und Beratungseinrichtungen sollen zum Informationsaustausch angeregt und mit Informationen sowie Beratungsinstrumenten versorgt werden. Vorgehen: Das IWU leistet Unterstützung in folgenden Bereichen: - Wissenschaftliche Betreuung der Energiespar-Informationen : Das IWU betreut die Broschürenserie Energiespar-Informationen des Landes Hessen, die im Internet und als kostenlose Information angeboten werden. Die Broschüren werden inhaltlich aktuellen Entwicklungen angepasst und grafisch anschaulicher gestaltet. Zu den 13 Themenschwerpunkten gehören u. a. der bauliche Wärmeschutz, die Herstellung einer luftdichten Gebäudehülle und die Haustechnik. - Beratung zu Fragen der effizienten Energienutzung: Im Rahmen von Vorträgen, Veröffentlichungen und allgemeinen Anfragen beantwortet das IWU spezielle Fragen aus dem Bereich der effizienten Energienutzung und der praktischen Umsetzung. Die wichtigsten Themen sind Niedrigenergie- und Passivhäuser, Energieeinsparung im Gebäudebestand sowie die effiziente Stromnutzung. - Arbeitskreis Energieberatung: Dieser Arbeitskreis des IWU behandelt aktuelle Themen aus dem Bereich der rationellen Energieverwendung in Gebäuden. Zum Adressatenkreis gehören Architekten, Ingenieure und Berater aus der Energie- und Wohnungswirtschaft im privaten wie öffentlichen Bereich.

Neubau

<p>Neubau - energieeffizient und ökologisch</p><p>So planen Sie Ihren Hausbau möglichst klimafreundlich</p><p><ul><li>Prüfen Sie vorab ehrlich Ihren genauen Wohnbedarf.</li><li>Achten Sie auf möglichst hohe Energieeffizienz (Passivhaus-/ Plusenergiestandard).</li><li>Installieren Sie eine Heizung nur mit erneuerbaren Energien.</li><li>Wählen Sie ökologische Baustoffe und eine Bauweise mit geringem Energieaufwand für die Herstellung (Graue Energie).</li><li>Mit Qualitätssicherung und Erfolgskontrolle vermeiden Sie Baufehler.</li></ul></p><p>Gewusst wie</p><p>Der Bau eines neuen Hauses ist nicht nur unter persönlichen und finanziellen, sondern auch unter Umweltgesichtspunkten eine der folgenreichsten Konsumentscheidungen.</p><p>Dies betrifft den Rohstoffbedarf und Energieverbrauch für Herstellung der Baustoffe, die dauerhafte Flächenversiegelung insbesondere durch Ein- und Zweifamilienhäuser, aber auch Schadstoffemissionen aus Baustoffen.</p><p>Zudem wird mit der Bauart der Energieverbrauch und damit die Betriebskosten des Hauses für die nächsten Jahrzehnte festgeschrieben. Mit den folgenden Tipps können Sie die Umweltwirkungen eines Neubaus verringern.</p><p><strong>Genauen Wohnbedarf prüfen:</strong> Es klingt selbstverständlich, den genauen Wohnbedarf vor der Bauplanung zu klären. Die Praxis zeigt jedoch, dass bei Neubauten eher "zu groß" als "zu klein" geplant wird. Nicht selten führt das dazu, dass das Baubudget knapp und paradoxerweise am energetischen Standard gespart wird, obwohl gerade dieser zukünftige Kosten fürs Heizen verringert. Aus Umweltsicht gibt es drei wichtige Daumenregeln für die Planung des Wohnbedarfs:</p><p><strong>Am Passivhaus orientieren:</strong> Der Passivhausstandard ist die effizienteste und komfortabelste Bauweise. Er entspricht für Neubauten dem "Stand der Technik" und rechnet sich im Normalfall, wenn er kompetent geplant wird. Sehr gute und wärmebrückenfreie Wärmedämmung von Bodenplatte, Wänden, Dach und Fenstern sowie eine luftdichte Bauweise mit Lüftung und Wärmerückgewinnung minimieren den Energieverbrauch. Das ist langfristig am tragfähigsten und schützt am besten vor steigenden Energiepreisen. Gute Luftqualität und warme Raumoberflächen sorgen für einen hohen Wohnkomfort.</p><p><strong>Von Anfang an nur erneuerbare Energien nutzen:</strong> Fossile Brennstoffe sind nicht zukunftssicher und sollten für Neubauten nicht mehr verwendet werden. Heizen mit <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/waermepumpe">Wärmepumpe</a> ist zum Standard geworden. Für Mehrfamilienhäuser in dicht bebauten Vierteln kann auch Fernwärme eine gute Lösung sein. Im Einfamilienhaus sollten Sie auf eine Zirkulationsleitung für Warmwasser verzichten, um hohe Wärmeverluste zu vermeiden. Der Komfortverlust bleibt überschaubar, wenn der Grundriss so gestaltet ist, dass kurze Leitungen genügen. Nutzen Sie möglichst das vollständige Dach für die Stromerzeugung mit <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/photovoltaik">Photovoltaik</a>. Die Mehrkosten für eine leistungsstärkere, d. h. nicht auf den Eigenverbrauch optimierten Anlage sind gering. Mit den Erträgen Ihrer Photovoltaikanlage können Sie Effizienzmaßnahmen gegenfinanzieren. Wenn Sie viel erneuerbare Energien gewinnen und wenig Energie brauchen, erreichen Sie sogar ein "Plusenergiehaus".</p><p><strong>Energie im Lebenszyklus berücksichtigen:</strong> Bei Klimaschutzmaßnahmen geht es nicht nur um den Energieverbrauch des Gebäudes während der Nutzungsphase.&nbsp; Es ist sinnvoll, den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes zu betrachten. Hierzu gehören neben der Nutzung die Phasen Herstellung, Errichtung, Entsorgung und Wiederverwendung. Die Energie, die in allen Phasen benötigt wird, wird unter dem Begriff Kumulierter Energieaufwand (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=KEA#alphabar">KEA</a>⁠) zusammengefasst. Ihre Entscheidungen machen einen Unterschied:</p><p><strong>Qualitätssicherung und Erfolgskontrolle fest einplanen:</strong> Empfehlenswert ist eine Baubegleitung, die Fehler in der Bauphase vermeiden kann – und bei besonders effizienten Neubauten auch gefördert wird. Ein Blower-Door-Test weist die angestrebte Luftdichtheit nach oder zeigt, an welchen Stellen nicht sorgfältig genug gearbeitet wurde. Ziel sollte ein Drucktestkennwert n50 kleiner 0,6 1/h sein. Nach Fertigstellung des Gebäudes ist Ihnen ein Energieausweis auszuhändigen. Lassen Sie sich bestätigen, dass die Berechnungen mit der tatsächlichen Bauausführung übereinstimmen. Außerdem geht es um die Frage: Funktioniert das Haus wie gedacht? Überwachen Sie dafür den Energieverbrauch, zum Beispiel mit dem kostenlosen <a href="https://www.energiesparkonto.de/">Energiesparkonto</a>. Stellen Sie eine Abweichung fest, sollten Sie, bei Bedarf mit Energieberater*in, die Ursache suchen und nachbessern (lassen).</p><p><strong>Was Sie noch tun können:</strong></p><p>Hintergrund</p><p><strong>Umweltsituation: </strong>Der Strom- und insbesondere der Heizenergieverbrauch der Gebäude verursacht in Deutschland etwa 35 Prozent des Endenergieverbrauchs. Zählt man die Herstellung der Bauprodukte und die Bauphase hinzu, sind Gebäude für etwa 40 Prozent der deutschen Treibhausgasemissionen verantwortlich. Rund 70 Prozent davon entfallen auf Wohngebäude. Um das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a>⁠ zu schützen, müssen Neubauten möglichst wenig zu den Treibhausgasemissionen beitragen, also möglichst effizient sein, mit erneuerbaren Energien versorgt und klimafreundlich hergestellt werden. Darüber hinaus gibt es weitere Handlungsfelder für den Umweltschutz im Bereich Bauen und Wohnen: Beispielsweise nahm die Siedlungsfläche 2022 täglich um fast <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/flaeche-boden-land-oekosysteme/flaeche/siedlungs-verkehrsflaeche#-das-tempo-des-flachen-neuverbrauchs-geht-zuruck%20">37 Hektar</a> (51 Fußballfelder) zu. Mehr als die Hälfte des Abfalls in Deutschland sind <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/ressourcen-abfall/abfallaufkommen#bau-abbruch-gewerbe-und-bergbauabfalle">Bau- und Abbruchabfälle</a>.</p><p><strong>Gesetzeslage: </strong>Das Klimaschutzgesetz gibt vor, dass Deutschland 2045 netto keine Treibhausgasemissionen mehr verursachen darf – was auch für Gebäude und ihre Heizungen gilt. Das Brennstoffemissionshandelsgesetz hat einen CO₂-Preis eingeführt, was Erdgas und Heizöl nach und nach immer teurer machen wird. Zudem wird dieses Gesetz die zulässigen Emissionsmengen begrenzen. Deshalb ist es sinnvoll, ein Haus von Anfang an möglichst effizient zu errichten und mit erneuerbaren Energien zu versorgen.</p><p>Das <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/geg/index.html">Gebäudeenergiegesetz</a> (GEG) begrenzt den zulässigen Bedarf an nicht-erneuerbarer ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergie#alphabar">Primärenergie</a>⁠ und die Wärmeverluste durch die Gebäudehülle. Es bestimmt, wann neu installierte Heizungen mindestens welchen Anteil erneuerbarer Energien nutzen müssen. Neubauten müssen auch Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz einhalten, damit sich Räume im Sommer weniger überhitzen. Zur Baufertigstellung ist ein Energieausweis auszustellen, und der Bauherr oder Eigentümer muss der <a href="https://www.bbsr-geg.bund.de/GEGPortal/DE/ErgaenzendeRegelungen/Vollzug/RegelLaender/RegelLaender-node.html">nach Landesrecht zuständigen Behörde</a> in einer Erfüllungserklärung bestätigen, dass die Anforderungen des Gesetzes eingehalten werden.</p><p>Neubauten, die die gesetzlichen Anforderungen übertreffen, werden im Programm <a href="https://www.kfw.de/inlandsfoerderung/Privatpersonen/Neubau/">Klimafreundlicher Neubau Wohngebäude</a>&nbsp;mit zinsverbilligten Krediten gefördert. Für Neubauten mit Nachhaltigkeitszertifizierung steigt der Kredithöchstbetrag und es gelten bessere Förderbedingungen.</p><p>Der Betrieb einer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/photovoltaik/photovoltaik-dachanlagen">Photovoltaik-Dachanlage</a> lohnt sich auf Einfamilienhäusern in erster Linie durch den vermiedenen Strombezug ("Eigenverbrauch"). Zusätzlich wird für den überschüssigen Strom, der in das Netz eingespeist wird, eine Vergütung nach dem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/erneuerbare-energien-gesetz">Erneuerbare-Energien-Gesetz</a> gezahlt. Ein Batteriespeicher lohnt sich nicht in allen Fällen – lassen Sie sich ein Angebot mit und eines ohne Batteriespeicher geben.</p><p>Nach und nach werden wir mit mehr erneuerbaren Energien heizen. Das ist gut für das Klima und auch für Ihren Geldbeutel. Unser Entscheidungsbaum hilft Ihnen durch die Paragraphen des neuen Gebäudeenergiegesetzes, die seit dem 1.1.2024 gelten. (Stand: 10/2024)</p><p><strong>Marktbeobachtung: </strong>Das Neubaugeschehen ist derzeit rückläufig: während seit 2016 rund 30.000 Wohnungen pro Monat genehmigt wurden, waren es 2023 monatlich noch rund 20.000.1 Schon seit einigen Jahren setzt die deutliche Mehrheit neu errichteter Wohngebäude beim Heizen auf Wärmepumpen. 2022 lag der Anteil bei 70 Prozent, Tendenz steigend.2</p><p>Es gibt eine Reihe von Gebäudestandards: Das <strong>Effizienzhaus</strong> beschreibt förderfähige Häuser. Ein Effizienzhaus 40 bedeutet, dass sein Primärenergiebedarf nur noch 40 Prozent des Primärenergiebedarfs des Referenzgebäudes beträgt, also eines Gebäudes mit gleicher Geometrie, aber im GEG festgelegten energetischen Eigenschaften. Ein <strong>Plusenergiehaus</strong> gewinnt im Jahresverlauf mehr Energie aus erneuerbaren Energien, als es selbst verbraucht. Am effizientesten ist das <strong>Passivhaus</strong>, das einen so geringen Heizwärmebedarf hat, dass die Abwärme der Bewohner*innen und üblicher Haushaltsgeräte zum Heizen ausreicht. Das erreicht es mit kompakter Bauweise, hervorragendem Wärmeschutz, hoher Luftdichtheit und Lüftung mit Wärmerückgewinnung. Es ist ratsam, effiziente Häuser wie das Passivhaus mit einer speziell angepassten Methode wie dem Passivhaus-Projektierungspaket zu planen, um ausreichend genaue Ergebnisse zu erzielen.</p><p>Auch wenn ein Haus an sich ziemlich viel Geld kostet: Der Blick allein auf die Investitionskosten übersieht die Tatsache, dass ein Haus für Heizung, Betrieb, Instandhaltung usw. jahrzehntelang Geld kostet. Wichtiger als die Investitionskosten sind also die gesamten Lebenszykluskosten. Zusätzlich gibt es auch Möglichkeiten, ohne Verlust an Umweltqualität die Anschaffungskosten zu verringern: Kompakte Kubatur, kleine Wohnfläche oder nahe beieinander liegende Räume mit Wasserbedarf (Bäder und Küche) für kurze (Ab-)Wasserleitungen und Lüftungskanäle. Eine Lüftung mit Wärmerückgewinnung und die Beseitigung von Wärmebrücken senken die Heizlast und erlauben eine kleinere und günstigere Heizung einzubauen.</p><p>&nbsp;</p><p><strong>Quellen:</strong></p><p>1 Statistisches Bundesamt: <a href="https://www.destatis.de/DE/Themen/Branchen-Unternehmen/Bauen/_inhalt.html#sprg229260">Monatlich genehmigte Wohnungen</a></p><p>2 Statistisches Bundesamt: Auswahl <a href="https://www-genesis.destatis.de/genesis//online?operation=table&amp;code=31111-0008&amp;bypass=true&amp;levelindex=0&amp;levelid=1706716056044%20">Wohngebäude</a></p>

Entwicklung von Messverfahren zur Bestimmung von CO, H2, H2CO, Hg und N2O in Luft und Wasser

Zielsetzung: Erforschung der Kreislaeufe der o.g. Gase in der Atmosphaere. Dazu gehoert u.a. die Bestimmung der Verteilung dieser Gase in der Atmosphaere, die Erfassung moeglicher Quellen und Senken sowie Bestimmung der Abbau- bzw. Produktionsraten. Da kommerziell verfuegbare Geraete, die zu diesen Untersuchungen benoetigt werden, nicht ueber die ausreichende Empfindlichkeit verfuegen, muessen Nachweismethoden und Messgeraete selbst entwickelt werden.

Optimierte Waermezentrale fuer Niedrigenergiehaeuser mit Solarenergie-Unterstuetzung

Wirtschaftlichkeit des oekologischen Bauens

Raumluftsensorsystem zur bedarfsabhaengig geregelten Einzelraumlueftung

Es wird ein Sensorsystem zur automatisierten bedarfsabhaengig geregelten Einzelraumlueftung entwickelt. Dieses ist vergleichbar mit einem Raumthermostat, wobei zusaetzlich zur Raumtemperatur weitere Groessen, insbesondere die Feuchte und die CO2 -Konzentration gemessen und ueber eine geeignete Lueftungsanlage geregelt werden. Mit diesem System kann eine Reduktion der Lueftungswaermeverluste auch in domestischen Bereichen erreicht werden. In modernen Niedrigenergiehaeusern diese schon jetzt groesser als die Konvektionsverluste. Eine nachhaltige Heizenergiebedarfsreduktion und die damit verbundene Verringerung der CO2 -Produktion sind die Ziele dieses Forschungsvorhabens.

Konzeption Heizen und Kühlen beim Projekt 'ARCHICUBUS' (Experimentalbau des Fachbereichs)

Für das Gebäude ist ein innovatives Heiz- und Kühlsystem vorgesehen, welches drei verschiedene Methoden des Heizen und Kühlens für Niedrigstenergiehäuser unter Berücksichtigung der thermischen Gebäudespeichermasse vorsieht. Zum Zwecke einer langjährigen experimentellen Forschungsarbeit werden die Bodenplatten der Gebäude mit Fundamentspeichern ausgestattet. Die Speicher sollen zur Zwischenlagerung von Heiz- oder Kühlenergie für die Gebäude verwendet werden. Die Gebäude werden über eine Wärmepumpenanlage in Verbindung mit Temperierungssystemen betrieben. Die Gebäude werden mit unterschiedlichen Temperierungssystemen ausgestattet. Es werden sowohl Bauteilaktivierungen, Deckensegel als auch luftgeführte Systeme untergebracht. Ein Vergleich der unterschiedlichen Konzeptionen bei Niedrigstenergiebauweise wird dadurch ermöglicht. Das Langzeitverhalten der Fundamentspeicher kann über einzubauende Temperatursonden im Erdreich und in den Bodenplatten beobachtet werden. Vorgesehen ist ferner, mit Grabenkollektoren und Erdsonden später die oberflächennahe Geothermie als Wärmesenke- bzw. Wärmequelle zu nutzen. So kann das Gebäude bei geringstem Energieaufwand geheizt und in den Sommermonaten teilgekühlt werden. Die Meßergebnisse werden den Kooperationspartnern und Sponsoren für die Entwicklung eigener weiterführender Anlagensysteme zur Verfügung gestellt.

KEVHOEK - Kosten- und energiesparende Bauteile in der Vorfertigung unter oekologischen Gesichtspunkten

Das FuE Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, im Niedrigenergiehausbereich kostenguenstige und oekologische Holzrahmenbauteile darzustellen und weiterzuentwickeln, und die Optimierungsspielraeume in deren Vorfertigung zu untersuchen. Dies gilt insbesondere fuer die konstruktiven Bauteile Aussenwaende, Decken und Daecher und fuer die Detailausbildung der Bauteilanschluesse. Kriterien fuer die Konstruktion und die Baustoffauswahl sind die Nutzung regenerativer Baustoffe, Waermeschutz und Witterungsschutz, Brand- und Schallschutz, Waermebruecken und Winddichtigkeit der Bauteilanschluesse und Bauteiloeffnungen. Dies wurde in Form einer Uebersicht und eines Massnahmenkataloges ausgearbeitet. Ein wesentlicher Faktor stellt die Untersuchung der Kostenreduktion dar, die sich durch einzelne Rationalisierungsschritte, durch die Bauzeitverkuerzung bei unterschiedlichem Vorfertigungsgrad und durch eine sorgfaeltige, statisch optimierte Detailplanung und der damit verbundenen Materialersparnis ergeben. Fuer die Berechnung des tatsaechlichen Waermedurchgangs inhomogener Bauteilschichten, wie sie im Holzrahmenbau ueblich sind, wurde ein eigenes Programm ausgearbeitet.

Konzeption zur Entwicklung eines Holzbausystems fuer die Errichtung kostenguenstiger Niedrigenergie- und Passivhaeuser unter Einsatz umweltvertraeglicher Baustoffe und Materialien - Vorphase

Entwicklung umwelt- und handwerksgerechter Bauleistungen am Niedersaechsischen Internatsgymnasium Bad Bederkesa (Planungsphase)

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