Energiekonzepte + Bauphysik
Energieeffizienz, erneuerbare Energien und Klimaneutralität stellen offenkundig wesentliche Themen für das Bauen im 21. Jahrhundert dar. Dabei werden sich der Umbau unserer Energieinfrastruktur und die vornehmliche Nutzung dezentral erzeugter, umweltfreundlicher Energien gravierend auf das Erscheinungsbild unserer Städte und Dörfer sowie auf das Landschaftsbild auswirken. Zudem erfordern energieoptimierte Gebäude angepasste bauphysikalische, konstruktive, technische und gestalterische Antworten.
Die konzeptionelle Entwicklung von Lösungsmöglichkeiten in Varianten stellt eine unserer Schlüsselqualifikationen dar. Dabei betrachten wir gleichermaßen ökologische Qualität, Behaglichkeit und Lebenszykluskosten.
Wir erarbeiten zukunftsfähige Energiekonzepte für Gebäude, Quartiere bzw. Portfolios auf Basis erneuerbarer Energien, optimieren gleichermaßen Gebäudehülle und Gebäudetechnik und bieten das gesamte Bauphysik-Leistungsbild aus einer Hand. Im Planungsprozess nutzen wir vielfältige statische und dynamische Simulationstools als Werkzeuge zur Entscheidungsfindung. Darüber hinaus tragen wir in der Nutzungsphase mittels Gebäudemonitoring dazu bei, einen optimalen Betrieb sicherzustellen.
Energiekonzepte Gebäude + Quartier
Energiekonzepte ermöglichen bereits in der frühen Projektphase eine Beurteilung des zukünftigen Energiebedarfs, der Emissionen und Umweltauswirkungen. Auch Betriebskosten und Behaglichkeit können über Kennwerte und Maßnahmenbeschreibungen mit vertretbarem Aufwand ermittelt und bewertet werden.
Unsere Vorgehensweise untergliedert sich in einen analytischen Teil (standort- und nutzungsspezifische Randbedingungen), einen prozessorientierten Teil (Konzeptentwicklung) und einen quantitativen Teil (Bewertung). Im Sinne einer Gesamtbetrachtung sind dabei vier Dimensionen wesentlich – die ökologische, ökonomische, soziale und architektonische Bewertung.
Analog zur architektonischen Entwurfsfindung ist das Erarbeiten eines solchen Konzepts ein kreativer Prozess, der nicht standardisiert werden kann, sondern individuell erarbeitet werden muss. Unser Ziel ist dabei immer die ganzheitliche Optimierung von Gebäuden und Quartieren.
Energetische Standortanalyse
Bei Architekturwettbewerben definieren wir mittels eines Vorab-Energiekonzeptes alle entwurfsrelevanten Aspekte und bereiten diese für die Teilnehmer als Planungsgrundlagen auf:
- Abschätzung des voraussichtlichen Energiebedarfs
- Analyse der planungsrechtlichen Situation
- Bewertung des erneuerbaren Energieangebots und der technischen Infrastruktur, inkl. Solarstrahlungsdaten
- Definition eines Versorgungskonzeptes für Wärme-und Strom
- Definition der erforderlichen Flächen für Solartechnik
- Abschätzung erforderlicher Technikflächen mittels VDI 2050
Das Energiekonzept bildet die Grundlage für die Optimierung zukunftsfähiger Gebäude. Es umfasst in einem ganzheitlichen Ansatz alle städtebaulichen und architektonischen Aspekte und unterstützt in idealer Weise den interdisziplinären Planungsprozess.
- Klärung der Ziele, standort- und nutzungsspezifischer Randbedingungen sowie lokal verfügbarer Energieinfrastruktur und Umweltenergien
- Entwicklung des Energiekonzeptes auf Basis der „10 Bausteine für energieoptimiertes Bauen“
- Kostenschätzung und Wirtschaftlichkeitsberechnung von Varianten
- Ökobilanzierung für Komponenten und Varianten
- Darstellung von Fördermöglichkeiten
- Berichterstellung mit Bewertung und Umsetzungsempfehlungen
- Bauphysikalische Beratung
Suffizienzkonzept
Die Kommunen spielen durch ihre Verantwortung für die lokale Umweltpolitik eine zentrale Rolle für den Klimaschutz. Durch die Erstellung eines spezifischen Klimaschutzkonzeptes kann der aktuelle Status systematisch ermittelt und dokumentiert werden. Darauf aufbauend lassen sich die Konsequenzen unterschiedlicher Strategien anschaulich ableiten und in die Klimapolitik integrieren.
- Klärung der wesentlichen Ziele und Einflussfaktoren
- Überprüfung der Energiebedarfe nach Sektoren
(öffentliche Liegenschaften, Straßenbeleuchtung, private Haushalte, GHD, Industrie, Verkehr, Abwasser und Abfall) - Energie- und CO₂-Bilanzierung mit Wirkungsabschätzung von Optimierungsmöglichkeiten und Überprüfung rechtlicher Hemmnisse
- Ausarbeitung eines Umsetzungsfahrplans und allgemeinverständliche Ergebnisdarstellung
- Abstimmung der Ergebnisse mit lokalen Akteuren
Förderberatung
Bauphysik
Die physikalischen Zusammenhänge von Wärme, Feuchte, Schall und Luft werden durch kontinuierlich steigende Anforderungen immer komplexer. Die Beachtung der Abhängigkeiten in der Planung sichert die Dauerhaftigkeit der Konstruktion und sorgt für ein behagliches und komfortables Raumklima.
Unser Ziel ist, die Aspekte der Bauphysik von Beginn an im Planungsprozess zu verankern und frühzeitig im interdisziplinären Planungsprozess zu bearbeiten.
Die integrale Betrachtung von Energie und Bauphysik erschließt dabei Mehrwerte, die zukunftsfähige und lebenszykluskostenoptimierte Lösungen sicherstellen. Wir betreuen dabei Projekte über sämtliche Leistungsphasen der HOAI.
Unsere Erfahrungen im Bereich der thermischen Bauphysik reichen vom Einfamilienhaus bis zu hochinstallierten Laborbauten.
- Thermische Bauphysik nach HOAI LPH 1-7
- Berechnung von Wärmebrücken
- Untersuchung des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2
- Erstellung aller notwendigen rechtlichen Nachweise
Wärme- und Feuchteschutz hängen physikalisch eng zusammen und können selten getrennt betrachtet werden, so dass sich die Leistungen in diesen Bereichen ergänzen.
- Berechnung von Wärmebrücken
- Untersuchung von Konstruktion hinsichtlich Tauwasserausfall nach DIN 4108-3
Wir betrachten die baulichen Gegebenheiten und beraten hinsichtlich geeigneter Materialen und Konstruktionen, um Luftschall- und Körperschallübertragungen im Gebäude bzw. zwischen dem Innen- und Außenraum zu minimieren.
- Rechnerischer Schallschutznachweis
- Bemessung von Außen- und Innenbauteilen hinsichtlich Luft- und Trittschallschutz
Die Gestaltung der Wahrnehmung von Schallereignissen ist stets im Kontext des Bestimmungszwecks der Räume zu entwickeln. Wir tragen zur Definition der passenden Anforderungen bei und unterstützen das Planungsteam, angenehme akustische Verhältnisse bei der Ausgestaltung der Räume zu erzielen.
- Raumakustische Planung
- Ermittlung von Direktschall, Reflexionen und Nachhall
Simulationen, Nachweise, Gutachten
Planungsprozesse sind interdisziplinär und iterativ. Simulationen und rechnerische Nachweise nutzen wir als Werkzeuge, um den Planungsprozess zu begleiten und Konzeptvarianten bewertbar zu machen. Es ist unser Anspruch, dass sich die Bedarfsprognosen des Planungsprozesses im realen Verbrauch bestätigen.
Mit Hilfe von Simulationen sind wir in der Lage, realitätsnahe, standort- und nutzungsspezifische Prognosen zu erstellen. Rechnerische Nachweise dienen uns dabei nicht nur der baurechtlichen Vorlage, sondern vielmehr dem Vergleich und der Optimierung von Energiekonzeptionen unter statischen, genormten Randbedingungen.
Die GEG-Bilanzierung ermöglicht eine einheitliche Bewertung der energetischen Qualität von Gebäuden. Sie dient in erster Linie für die öffentlich-rechtliche-Nachweisführung.
Wir nutzen die GEG-Bilanzierung vor allem auch als planungsbegleitendes Optimierungs-Tool. Im Rahmen von Energiekonzept-Entwicklungen bieten wir die GEG-Bilanzierung zudem unter bauorts- und bauaufgabenspezifischen Rahmenbedingungen an, um eine realitätsnahe Bedarfsprognose zu ermitteln.
Wir erstellen Energieausweise sowohl auf Grundlage der vorhergehenden GEG-Berechnung, als auch im Bestand mittels der realen Verbräuche der letzten drei Jahreszyklen.
- stichprobenartige Prüfung der energetisch relevanten Details vor Ort
- Erstellen des Ausweises
- Dokumentation
Die Inanspruchnahme von Fördermitteln ist an die Einhaltung bestimmter Kriterien geknüpft. Energiestandard- und Fördernachweise müssen mit Antragstellung vorliegen. Wir erstellen, je nach Förderung, die benötigten rechnerischen Nachweise.
- Passivhaus-Nachweis (PHPP)
- Effizienzhaus Plus-Nachweis
- aktivplus-Nachweis
- KFW-Nachweis
Die bauphysikalische Nachweisführung ist ein planungsbegleitendes Tool, das dazu beiträgt, bauschadensfreie und bauphysikalisch robuste Konstruktionen zu entwickeln, die energetischen Ziele bauphysikalisch zu realisieren und die Behaglichkeit planerisch zu gewährleisten. Die quantitative Betrachtung von Wärmebrücken, sommerlichem Wärmeschutz und Lüftungskonzeption ist notwendig, um die Qualität zu bewerten. Folgende Nachweise bieten wir an:
- Wärmebrückennachweis
- Sommerlicher Wärmeschutz
- Lüftungskonzept gemäß DIN 1946-6
Mit Hilfe von Simulationen können Gebäude und deren technische Komponenten realitätsnah dargestellt werden. Da Simulationsergebnisse durch die zugrunde gelegten Annahmen bedingt werden, bedarf es großer Erfahrung, um realitätsnahe Ergebnisse zu generieren. Folgende Simulationen bieten wir an:
- Verschattungssimulation Gebäude und Quartier
- Thermisch-dynamische Simulation Gebäude
- Energiebedarf
- Thermische Behaglichkeit
- Tageslichtsimulation Gebäude
- PV-Simulation Gebäude und Quartier
Messungen sind Nachweis-Werkzeuge bei der Kontrolle der Ausführungsqualität und dienen als Grundlage für Optimierungen durch Aufnahme des Ist-Zustandes. Folgende Messungen bieten wir an:
- Luftdichtigkeitsmessung
- Thermographie
- Gutachten sommerlicher Wärmeschutz
- Gutachten Anlagenoptimierung
- Gutachten Bauteiloptimierung
Klimaschutzstrategien für Gebäudeportfolios
Die Entwicklung großer Portfolios ist langfristig zu betrachten. In Bezug auf den notwendigen „klimaneutralen Gebäudebestand“ bis zum Jahr 2050 stellen sich dabei folgende Schlüsselfragen:
Welche konkreten Zielsetzungen können für das Gebäudeportfolio formuliert werden? Welche Maßnahmen sind zu ergreifen, um diese wirtschaftlich leistbar und sozial verträglich zu erreichen? Wie kann die Zielreichung, auch bei sich verändernden Rahmenbedingungen, angesteuert und sichergestellt werden?
Wir unterstützen Bestandshalter und Betreiber großer Gebäudeportfolios bei der Erarbeitung der Grundlagen und Zielsetzungen, analysieren das Gebäudeportfolio, erstellen eine Entwicklungsstrategie und begleiten sie bei der Implementierung in das Portfoliomanagement.
Die Portfolioanalyse bildet die Grundlage für die Strategie-Entwicklung. Sie ermöglicht eine erste Einordnung des Gebäudebestandes, das Aufzeigen von Entwicklungspotentialen und –risiken, sowie die Eingrenzung der für das jeweilige Gebäudeportfolio relevanten Fragestellungen.
Aufbauend auf der Portfolioanalyse werden im Rahmen der Strategie-Entwicklung Entwicklungsszenarien erarbeitet. Hierfür erfolgen Hochrechnungen zur zukünftigen Entwicklung des Gebäudeportfolios, die anhand von Sensitivitätsanalysen auch den Einfluss von sich ändernden Rahmenbedingungen mit einbeziehen. So lassen sich mögliche Lösungsansätze für die zuvor eingegrenzten Fragestellungen bewerten und in eine Klimaschutzstrategie überführen.
Um die Zielsetzungen einer Klimaschutzstrategie sicherzustellen, müssen die relevanten Informationen verfügbar sein und Bewertungsmethoden in die Entscheidungsprozesse des Unternehmens integriert werden. Hierbei unterstützen wir sowohl in Bezug auf die Prozesse selbst, als auch mit den dafür notwendigen Methoden und Werkzeugen.
Monitoring
Je geringer der Energieverbrauch von Gebäuden, desto größer ist der Einfluss der jeweiligen Gebäudetechnik auf den realen Verbrauch.
Mit Hilfe des energetischen Monitorings kann festgestellt werden, ob der reale Energieverbrauch vom während der Planungsphase prognostizierten Energiebedarf abweicht.
Es eröffnet dem Bauherrn, Betreiber und Planer die Chance, alle gebäudetechnischen Anlagenkomponenten zu prüfen, Optimierungspotentiale zu nutzen, den Planungserfolg real zu sichern und gleichermaßen den Nutzerkomfort zu steigern.
Das Energiemonitoring gibt Aufschluss darüber, ob die energetischen Planungsziele erreicht wurden. Der Energieverbrauch von mindestens 12 Monaten wird aufgezeichnet und wetterbereinigt mit den prognostizierten Energiebedarfswerten verglichen. Durch das Energiemonitoring kann detailliert nachvollzogen werden, ob und wo Optimierungspotenzial beim Zusammenspiel gebäudetechnischer Komponenten und im Nutzerverhalten besteht. Die gemessenen Werte ermöglichen die detaillierte Bewertung der Ist-Situation und die präzise Optimierung und Feinabstimmung des Gesamtsystems.
Gewohnheiten und Verhalten haben einen entscheidenden Einfluss auf den Energieverbrauch des Gebäudes und auf die Zufriedenheit der Nutzer. Das Gebäude- und Behaglichkeitsmonitoring hat zum Ziel, durch Optimierung der Steuerung und Regelung der Raumkonditionen die Behaglichkeit und die Nutzerzufriedenheit zu erhöhen und gleichermaßen den Energieverbrauch zu senken.
Werden neuartige Bauteile und Konstruktionen entwickelt, dient das Bauteil-und Komponentenmonitoring dazu, die zuvor während der Planungsphase berechneten oder simulierten Ergebnisse unter realen Bedingungen zu verifizieren und ggf. Optimierungen zu erarbeiten.
