Energiekonzepte + Bauphysik
Energieeffizienz, erneuerbare Energien sowie Klima- und Ressourcenschutz sind zentrale Themen des heutigen Bauens. Der Umbau unserer Energieinfrastruktur und die Nutzung dezentral erzeugter, umweltfreundlicher Energien wirken sich auf das Erscheinungsbild unserer Städte, Dörfer und die Landschaft aus. Energieoptimierte Gebäude erfordern angepasste bauphysikalische, konstruktive, technische und gestalterische Antworten im Bestand wie im Neubau.
Die konzeptionelle Entwicklung solcher Lösungen stellt eine unserer Schlüsselqualifikationen dar. Dabei berücksichtigen wir ökologische Qualität, Behaglichkeit und Lebenszykluskosten und arbeiten stets in Varianten, um das Optimum im Kontext der Projektziele zu erreichen.
Wir erarbeiten zukunftsfähige Energiekonzepte auf Basis erneuerbarer Energien, optimieren Gebäudehülle und Gebäudetechnik und bieten das gesamte Leistungsbild der Bauphysik aus einer Hand. Unser Fokus liegt dabei auf passiven Maßnahmen und Low-Tech-Konzepten.
Energiekonzepte
Energiekonzepte ermöglichen bereits in der frühen Projektphase eine fundierte Beurteilung des gegenwärtigen und zukünftigen Energiebedarfs, der Emissionen und Umweltauswirkungen. Betriebskosten und Behaglichkeit lassen sich mithilfe von Kennwerten und Maßnahmenbeschreibungen mit vertretbarem Aufwand ermitteln, bewerten und optimieren.
Unsere Vorgehensweise gliedert sich in einen analytischen Teil (standort- und nutzungsspezifische Randbedingungen), einem prozessorientierten Teil (Konzeptentwicklung) und einen quantitativen Teil (Bewertung). Für eine ganzheitliche Betrachtung sind vier Dimensionen wesentlich – die ökologische, ökonomische, soziale und architektonische Bewertung.
Wie der architektonische Entwurf ist die Erarbeitung eines Energiekonzepts ein kreativer Prozess, der nicht standardisiert werden kann, sondern individuell entwickelt werden muss. Unser Ziel ist dabei die ganzheitliche Optimierung von Gebäuden und Quartieren.
Wir entwickeln für Neubau und Bestand Energiekonzepte, deren ganzheitlicher Ansatz alle städtebaulichen und architektonischen Ansätze berücksichtigt und Zukunftsfähigkeit garantiert:
- Technische, wirtschaftliche und ökologische Potentialermittlung
- Planung und Bewertung von Varianten
- Fördermittelberatung und -beantragung
- Umsetzungsempfehlungen
Low-tech Konzepte setzen auf einfache und ressourcenschonende Lösungen zur Reduzierung des Energieverbrauchs. Dazu gehören passive Strategien wie Sonnenenergie, natürliche Belüftung und Belichtung, passive Kühlung, ressourcenschonende und zirkuläre Architektur.
- Städtebauliche Beratung
- Suffizienz- und Materialberatung
- Optimierung des Zusammenspiels von Raum, Fassade und Konstruktion
Natürliche Lüftungskonzepte reduzieren den Energieverbrauch, minimieren Lebenszykluskosten, maximieren die Robustheit der Gebäude und tragen zum Wohlbefinden der Nutzer bei. Vor allem in den frühen Leistungsphasen lassen sich natürliche Lüftungswege nutzungsspezifisch abstimmen und in die Grundrisse integrieren.
- Grundrissanalysen
- Konzeptentwicklung
- Passive Kühltechnik (Nachtlüftung, thermische Gebäudemassen)
- Analyse Öffnungsgrößen und Lüftungswege
Für Architekturwettbewerbe erfassen und bewerten wir alle entwurfsrelevanten Aspekte und stellen diese als fundierte Planungsgrundlage bereit:
- Abschätzung des voraussichtlichen Energiebedarfs
- Analyse der planungsrechtlichen Situation
- Bewertung des Angebots erneuerbarer Energien und der technischen Infrastruktur, inklusive Solarstrahlungsdaten
- Versorgungskonzept für Wärme- und Strom
- Ermittlung der erforderlichen Flächen für Solar und Technik
- Entwurfsberatung zur Integration und Optimierung von gebäudeintegrierter Photovoltaik (BIPV)
- Marktübersicht und Produktberatung
- Analyse von Energieerträgen und Wirtschaftlichkeit
- PV-Ertrags-Simulationen für Fassade und Dach
- Visualisierung und gestalterische Darstellungen von BIPV
Wir geben einen Überblick über die relevanten Bundesförderungen für umweltgerechtes Bauen und beraten Sie zu deren gezielter Nutzung und optimaler Kombination.
- Fördersystematik
- Förderlinienvergleich nach BEG
Die GEG-Bilanzierung ermöglicht eine einheitliche Bewertung der energetischen Qualität von Gebäuden. Sie dient in erster Linie der öffentlich-rechtlichen-Nachweisführung. Wir setzen in unseren Energiekonzepten die GEG-Bilanzierung auch als planungsbegleitendes Optimierungsinstrument ein.
Durch die Berücksichtigung orts- und nutzungsspezifischer Rahmenbedingungen können wir realitätsnahe Bedarfsprognosen erstellen und gezielt auf die Anforderungen zur Zertifizierung eingehen.
- Energieausweise auf Basis der GEG-Bilanzierung
- Energieausweise für Bestandsgebäude
- Prüfung energetisch relevanter Details
Wir analysieren Bestandsgebäude und ermitteln Potentiale zur energetischen Optimierung.
- Datenanalyse
- Energieflussdiagramme
- Optimierungsberatung
Mit unserem umfassenden Know-how in den Bereichen Wettbewerbsbetreuung, Energie-, Material- und Nachhaltigkeitsberatung sowie Zirkularität unterstützen wir Konzeptphasen, Wettbewerbsbeiträge und Projekte in frühen Planungsstadien.
Bauphysik
Die physikalischen Zusammenhänge von Wärme, Feuchte, Schall und Luft werden durch kontinuierlich steigende Anforderungen immer komplexer. Die Berücksichtigung dieser Abhängigkeiten in der Planung ist entscheidend, um die Dauerhaftigkeit der Konstruktion zu gewährleisten und ein behagliches und komfortables Raumklima zu schaffen.
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 hin 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
Da Wärme- und Feuchteschutz physikalisch eng miteinander verknüpft sind und kaum getrennt betrachtet werden können, greifen die Leistungen in diesem Bereich unmittelbar ineinander.
- Betrachtnung von Wärmebrücken
- Untersuchung von Konstruktionen hinsichtlich Tauwasserausfall nach DIN 4108-3
Wir analysieren die baulichen Gegebenheiten und beraten zu geeigneten Materialien und Konstruktionen, um die Übertragung von Luft- und Körperschall innerhalb des Gebäudes sowie zwischen dem Innen- und Außenraum zu minimieren.
- Rechnerischer Schallschutznachweis
- Bemessung von Außen- und Innenbauteilen hinsichtlich Luft- und Trittschallschutz
- Bestimmung von Schallemissionen und -immissionen
Die akustische Wahrnehmungsqualität von Räumen muss stets im Kontext ihrer Nutzung betrachtet werden. Wir definieren die passenden Anforderungen und unterstützen das Planungsteam dabei eine angenehme Raumakustik zu erzielen.
- Raumakustische Planung
- Ermittlung von Direktschall, Reflexion und Nachhall
- Materialberatung und Alternativbetrachtung
Der Vergleich von Energiestandards, wie Effizienzgebäude oder -haus, ist Bestandteil interdisziplinärer Zusammenarbeit und schafft ökologisch und ökonomisch sinnvolle Planungsspielräume.
- Energiestandardberatung (bspw. EH40/ EG40)
- Berechnung von Energiekennwerten
- Darstellung von Alternativen
- Erstellung von Energieausweisen und Wärmeschutznachweisen
Bauphysikalische Nachweise tragen dazu bei, baukonstruktiv robuste, schadensfreie Konstruktionen zu gewährleisten, gleichzeitig energetische Ziele zu erfüllen und damit den Wohnkomfort und die Behaglichkeit zu sichern. Folgende Nachweise bieten wir an:
- Wärmebrückennachweis
- Sommerlicher Wärmeschutz
- Lüftungskonzept gemäß DIN 1946-6
Simulationen
Planungsprozesse sind interdisziplinär und iterativ. Wir nutzen Simulationen und rechnerische Nachweise als Werkzeuge, um den Planungsprozess zu begleiten und Konzeptvarianten bewertbar zu machen. Die Simulation erlaubt die Optimierung des Energiebedarfs sowie des thermischen und visuellen Komforts unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit.
Simulationen ermöglichen es uns realitätsnahe, standort- und nutzungsspezifische Prognosen zu erstellen und passive Strategien im Entwurf zu optimieren. Rechnerische Nachweise dienen dabei nicht nur zur baurechtlichen Vorlage, sondern vor allem dem Vergleich und der Optimierung von Energiekonzepten unter statischen, genormten Randbedingungen.
Zielgerichtete Simulationen ermöglichen es, Effizienz und Behaglichkeit zu optimieren. In Detailfragen liefern sie verlässliche Kenngrößen als Entscheidungsgrundlage und dienen der Nachweisführung. So wird die Umsetzung von Low-tech Konzepten unterstützt, was sich positiv auf die Wirtschaftlichkeit und Robustheit von Energiekonzepten auswirkt.
- Energetische Optimierung von Fassade, Raum, Lüftung und Sonnenschutz
- Thermodynamische Gebäudeanalyse
- Raumklima- und Behaglichkeitsanalysen
- Simulationen zum Nachweis für die Steckbriefe des DGNB und BNB („Operative Temperatur“)
Wir simulieren und visualisieren Lichteinfall und Verschattung, Beleuchtungsstärken, Tageslichtquotienten sowie Leuchtdichten – mit dem Ziel, Raumqualität und Energieeffizienz zu optimieren
- Belichtungsanalysen über den Jahresverlauf
- Dynamische Lichtsimulationen
- Berechnung von Lichtintensitäten
- Optimierung der natürlichen Belichtung
- Simulationen zum Nachweis für die Steckbriefe des DGNB und BNB („Visueller Komfort“)
Ein behagliches Raumklima ist eine zentrale Anforderung an Wohn- und Arbeitsräume. Der Nachweis erfolgt gemäß DIN 4108-2 über Sonneneintragskennwerte oder – bei komplexen Planungsfragen – simulativ mittels thermischer Raumsimulation.
Die solare Potenzialanalyse bewertet die Eignung von Flächen – wie Dächern und Fassaden – für die Nutzung von Solarenergie. Berücksichtigt werden dabei Faktoren wie Sonneneinstrahlung, Ausrichtung, Neigung und Verschattung sowie die rechtlichen und infrastrukturellen Bedingungen des jeweiligen Standorts.
- Verschattungssimulation
- Potentialbewertung für Strahlung und Belichtung
Strömungssimulationen im Außenraum ermöglichen die Untersuchung von Luftströmungen und Windverhältnissen an Gebäuden, um die Belüftung zu verbessern und den thermischen Komfort zu optimieren.
PV-Strom ist bereits heute ein wichtiger Bestandteil der modernen Energieversorgung. Standortgenaue PV-Konzepte sind entscheidend, da der Standort den Ertrag maßgeblich beeinflusst. Wichtige Faktoren sind dabei die gebäudespezifischen Lastgänge für Betrieb und Nutzerstrom, die Wahl der PV-Module, das Einbeziehen thermischer- und elektrischer Speicher sowie die Berücksichtigung von E-Mobilität und Betreibermodellen. Gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) ermöglicht die Nutzung von Solarenergie durch Integration in Dach oder Fassade sowie an Denkmälern.
- Verschattungsstudien
- PV-Ertrags-Simulationen für Fassade und Dach
- Visualisierung und gestalterische Darstellungen von BIPV
- Analysen zur Eigenstromdeckung und Wirtschaftlichkeit (Amortisationszeiten)
- Betrachtungen zu Batteriespeichern und E-Mobilität
BEG-Förderbegleitung
Die Inanspruchnahme von Fördermitteln – bspw. für ein Effizienzhaus – ist an bestimmte Kriterien und Nachweise geknüpft. Wir erstellen alle erforderlichen Energiestandard- und (rechnerischen) Fördernachweise – abgestimmt auf die jeweilige Förderung und das individuelle Projekt.
Wir bieten Orientierung über sämtliche Fördermöglichkeiten und beraten bei der Auswahl der geeignetsten Programme. Gemeinsam identifizieren wir die passende Förderlinie aus den Programmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG), Klimafreundlicher Neubau im Niedrigpreissegment (KNN) und Klimafreundlicher Neubau (KFN). Wir informieren über Fördervoraussetzungen, Förderhöhen und Antragsfristen, empfehlen optimale Förderkombinationen für Ihr Vorhaben und erstellen eine Wirtschaftlichkeitsübersicht. So schöpft Ihr Projekt das maximale Förderpotenzial aus und Sie können Investitionen optimal planen.
Wir unterstützen bei der Antragstellung für alle relevanten Förderungen und bieten darüber hinaus die notwendigen Bausteine der Ökobilanz nach QNG sowie die Zertifizierung aus einer Hand. Während der gesamten Projektlaufzeit begleiten wir Sie bei der termingerechten Einreichung aller erforderlichen Nachweise und der Dokumentation der Mittelverwendung.
Monitoring
Mit Monitoring werden Daten über Sensoren und Messsysteme erfasst. Sie liefern die Grundlage für die Analyse des Energieverbrauchs, die Überwachung und Optimierung von Anlagen und Komponenten sowie die Bewertung der Behaglichkeit.
Durch energetisches Monitoring lässt sich feststellen, ob der reale Energieverbrauch vom in der Planungsphase prognostizierten Energiebedarf abweicht.
Es bietet Bauherrn, Betreibern und Planern die Chance, alle gebäudetechnische Anlagenkomponenten zu überprüfen, Optimierungspotentiale zu erschließen, den Planungserfolg nachweislich zu sichern und zugleich den Nutzerkomfort zu steigern.
Das Energiemonitoring gibt Aufschluss darüber, ob die energetischen Planungsziele erreicht worden sind. Dazu wird der Energieverbrauch ein oder mehrere Heiz-bzw. Kühlperioden erfasst, klimabereinigt und den prognostizierten Energiebedarfswerten gegenübergestellt. So lässt sich präzise nachvollziehen, ob und wo beim Zusammenspiel gebäudetechnischer Komponenten und im Nutzerverhalten Optimierungspotenzial besteht.
Nutzungsgewohnheiten und -verhalten haben einen entscheidenden Einfluss auf den Energieverbrauch eines Gebäudes und die Zufriedenheit seiner Nutzer. Ein nutzungsspezifisches Gebäude- und Behaglichkeitsmonitoring ermöglicht eine optimierte Steuerung der Raumkonditionen, steigert die Behaglichkeit und Nutzerzufriedenheit und trägt gleichzeitig zur Senkung des Energieverbrauchs bei.
Bei der Entwicklung innovativer Bauteile und Konstruktionen dient das Bauteil- und Komponentenmonitoring dazu, die in der Planungsphase berechneten oder simulierten Ergebnisse unter realen Bedingungen zu verifizieren und gegebenenfalls Optimierungen abzuleiten.
Das Monitoring von Treibhausgasemissionen umfasst die systematische Erfassung und Nachverfolgung der anfallenden jährlichen Emissionen. Damit lässt sich die Wirksamkeit von Klimaschutzmaßnahmen bewerten, gesteckte Ziele verfolgen und eine fundierte Grundlage für Sanierungsmaßnahmen der Gebäude schaffen.
