Anlage: Bauherreninformation für das Baugebiet Kornburg Nord

EEnneerrggiieeeeffffiizziieenntteerr uunndd nnaacchhhhaallttiiggeerr NNeeuubbaauu vvoonn WWoohhnnggeebbääuuddeenn

BBaauuhheerrrreenniinnffoorrmmaattiioonn

ffüürr ddaass BBaauuggeebbiieett KKoorrnnbbuurrgg NNoorrdd

Inhaltsverzeichnis

1. Einführung

1.1 Das Neubaugebiet Kornburg Nord 4 1.2 Kleines Einmaleins der Energieeinsparverordnung EnEV 6 1.3 Definition von Energiestandards 8

2. Empfehlungen zum Gebäudekonzept

Thema: Form 2.1 Optimierung des A/V Verhältnis 10 e 2.2 Intelligente Festlegung der Dämmebene 12

Thema: Gebäudehülle 2.3 Dämmung der Gebäudehülle 14 2.4 Luftdichte Konstruktion der Gebäudehülle 14 2.5 Wärmebrückenfreie Konstruktion der Gebäudehülle 15

Thema: solare Optimierung 2.6 Optimierung der Fensterflächenanteile 16 2.7 Gliederung der Grundrisse zur Sonnenlaufbahn 18 2.7 Vermeiden von sommerlicher Überhitzung 20

Fazit 2.9 Strategien energieeffizienter Architektur 21

3. Empfehlungen zum Technikkonzept der Wärmeversorgung

3.1 Einführung energieeffiziente Technik 22 3.2 Erneuerbare Energien Wärmegesetz EEG 2009 22 3.3 Dezentrale Versorgung 22 3.4 Zentrale Versorgung 22 3.4.1 Zentrale Versorgung einer Reihenhauszeile 22 3.4.1 Zentrale Versorgung von Quartieren 22 3.6 Gegenüberstellung verschiedener Wärmeversorgungsvarianten 24

4. Förderungen 4.1 Empfehlungen zur Recherche und Übersicht der aktuellen Förderprogramme 26

Einführung I Neubaugebiet Kornburg Nord

11..11 DDaass NNeeuubbaauuggeebbiieett KKoorrnnbbuurrgg NNoorrdd

Das Neubaugebiet Kornburg Nord bietet die Vorraussetzungen für eine energieeffiziente und nachhaltige Bebauung in einem Umfeld mit einer sehr hohen Wohn- und Freiflächenqualität.

Das ca. 9,63 ha große Planungsgebiet liegt am nördlichen Rand des Stadtteils Kornburg und damit im äußersten Süden des Nürnberger Stadtgebiets an der Grenze zum Markt Wendelstein.

Abb. Städtebauliche Entwurfsplanung vor der Optimierung Die Ortsmitte befindet sich ca. 500 m vom Planungsgebiet entfernt. Öffentliche Einrichtungen wie Kindergärten, Post, Kirchen etc. sind in Kornburg vorhanden. Die Grund- und Hauptschule mit Kinderhort in der Luther-King-Straße liegt in guter fußläufiger Erreichbarkeit, südlich des Planungsgebietes. Bei Realisierung der Planung können insgesamt ca. 210 Hauseinheiten (ca. 110 Reihenhäuser und 90 Einheiten in Form von Einzel- oder Doppelhäuser) für ca. 650 Einwohner errichtet werden.

In der Siedlungsplanung wurden die Grundsteine für energieeffiziente Architektur gelegt. Komplexe Zusammenhänge wie Verschattung und solare Einträge, Verkehr, Lärm, städtebauliche Anbindung, Dichte, benachbarte Bebauung Abb. Städtebauliche Entwurfsplanung nach der Optimierung

und Wärmeversorgung wurden in das Konzept miteingearbeitet, um eine nachhaltige Bebauung sicherzustellen.

Besonders ist dabei, dass zu einem früheren Zeitpunkt des Bebauungsplanverfahrens von der Stadt die Gelegenheit ergriffen wurde, den städtebaulichen Entwurf energetisch zu prüfen und zu optimieren. Durch diese Optimierung werden die Grundsteine für energieeffiziente und nachhaltige Architektur gelegt.

Durch die Reduzierung der Verschattungen der Gebäude, können die solaren Einträge maximal genutzt werden und es wird eine hohe Wohn- und Freiflächenqualität durch Entwurfsplanung vor der Entwurfsplanung nach der lichtdurchflutete Innen- und Aussenräume sichergestellt. Optimierung. Verschattung der Optimierung. Verschattung der Gebäude am 21. Dezember um Gebäude am 21. Dezember um Weitere erhebliche Energieeinsparungen können durch 12:00 Uhr. 12:00 Uhr. die Festlegung des Standards KfW 60 / KfW 40 oder Passivhaus erreicht werden. Längerfristig sind durch den stetigen Anstieg der Energiekosten verbesserte Standards sehr wirtschaftlich. Um zukunftsweisende und nachhaltige Gebäude zu konzipieren muss die längerfristige Entwick- Abb. Durch die Optimierung der Gebäudetrauf- und Firsthöhen, der Erdgeschossfussbodenhöhen und der Dachformen, reduzieren sich die Verschatlung der Energiepolitik betrachtet werden. Mit weiteren tungen. Das solare Potenzial kann genutzt werden, es entstehen lichtdurch- Verschärfungen der Energieeinsparverordnung EnEV ist in flutete Innen- und Außenräume den nächsten Jahren zu rechnen.

Einführung I Kleines Einmaleins der Energieeinsparverordnung EnEV

1.2 Kleines Einmaleins der Energieeinsparverordnung

EnEV

Die EnEV 2007 ist die derzeit in Deutschland gültige Ver-

EnEV ordnung, über energiesparenden Wärmeschutz und ener-

Festlegungen giesparende Anlagetechnik bei Gebäuden. Diese Verord- Q P < Q Pmax nung regelt die Wärme- und Energiebedarfsberechnung H T < H Tmax und legt die Grenzwerte für den maximalen Energiebedarf eines Gebäudes fest. Die zwei wesentlichen Normen zur EnEV sind die DIN 4108-6 und die DIN 4701-10.

Die erste Energieeinsparverordnung EnEV 2002 ist am

Q =(Q + Q ) * e

P H TW p 01.02.2002 in Kraft getreten. Derzeit wird vom Bundesmi-

EN 832 DIN 4701-10

DIN 4108-6 nisterium für Verkehr, Bau und Wohnungswesen (BMVBS)

Berechnung der Berechnung der Anlagentechnik die EnEV 2009 vorbereitet. Ziel ist es, die EnEV 2009 am Bauphysik

Anlagenaufwands- 1. Januar 2009 in Kraft zu setzen. Mit einer Verschärfung

Jahresheizwärme- zahlep der Anforderungen der EnEV 2007 um -30% ist auf jeden

bedarfQh

Fall zu rechnen.

Die Energieeinsparverordnung definiert in Abhängigkeit des Verhältnis der wärmeübertragenden Umfassungs- Abb. Die Energieeinsparverordnung EnEV basiert auf zwei Festlegungen. fläche A und dem eingeschlossenen Bauwerksvolumen Zum einen wird die Qualität der Gebäudehülle, durch eine Begrenzung der V den zulässigen *Jahres-Primärenergiebedarf Q ``, als maximalen Transmissionswärmeverluste, die ein Gebäude über die Gebäu- e P dehülle verliert festgelegt. Im weiteren wird die Effizienz der Anlagentech- auch den maximal zulässigen Transmissionswärmeverlust nik festgelegt. H`. T

Um zukunftsweisende und nachhaltige Gebäude zu konzi- werden. Ein Teil dieser Energie kommt von außen durch pieren, muss die längerfristige Entwicklung der Energiepo- die Sonneneinstrahlung, sowie aus internen Wärmequellitik betrachtet werden. Auch in Hinsicht auf die zukünftige len wie Beleuchtung, Personen, Abwärme von Geräten. Energiepreisentwicklung ist die Wahl eines Energiestan- Die Gebäudehülle verliert über Transmissionsverluste Wärdards der über den geforderten Standard der EnEV hinaus- me, durch den Sauerstoffbedarf im Wohnrauminneren und geht, wirtschaftlich und zukunftsorientiert. Undichtigkeiten in der Gebäudehülle lassen sich Lüftungswärmeverluste nicht vermeiden. In der Heizwärmebilanz werden die Wärmegewinne mit den Wärmeverlusten verrechnet. Die Heizenergiebilanz ist von einer Vielzahl städtebaulicher, bauphysikalischer, formspezifischer, nutzerspezifischer und äußerer Einflussgrößen bestimmt.

*Primärenergiebedarf Q: Die Energiemenge, die zur Deckung P des Endenergiebedarfs benötigt wird, unter Berücksichtigung der zusätzlichen Energiemenge, die durch vorgelagerte Prozessketten außerhalb der Systemgrenze „Gebäudehülle“ bei der Gewinnung, Umwandlung und Verteilung der jeweils eingesetzten Brennstoffe Abb. Die EnEV betrachtet die Energiebilanz eines Gebäudes unter Berück- entstehen. Die Primärenergie kann auch als Beurteilungsgröße sichtigung der zusätzlichen Energiemenge die durch vorgelagerten Pro- für ökologische Kriterien, wie z.B. CO2- Emission, herangezogen zessketten wie Gewinnung, Umwandlung und Verteilung der eingesetzten werden, weil damit der gesamte Energieaufwand für die Gebäu- Brennstoffe entstehen. Quelle: dena deheizung einbezogen wird.

Quellen und Hintergrundinformationen:

Energiebilanz eines Gebäudes Deutsche Energie - Agentur DENA www.dena.de

Um während der Heizperiode eine definierte Temperatur Online Seminar unter www.baunetz.de (Infolines) aufrechtzuerhalten, muss dem Gebäude Energie zugeführt

Einführung I Definition der Energiestandards

1.3 Definition der Energiestandardstandards Niedrigenergiehaus (NEH)

Eine eindeutige und allgemein anerkannte Definition dafür Energiestandards dienen dazu, die gesamtenergetische existiert nicht. Meist entstanden mit jeder neuen Wärme- Qualität eines Gebäudes einzuordnen. Maßstab und Hilfs- schutzverordnung neue Definitionen für das NEH. Dieses mittel dazu ist meist die derzeit geltende Energieeinspar- hatte dann jeweils die gesetzlichen Anforderungen zu unverordnung (EnEV) bzw. das Berechnungsverfahren. terbieten.

Q [kWh/m²a] Energiesparhaus 60 (nach KfW) P Ein KfW 60-Haus weist einen Primärenergiebedarf von

200 maximal 60 kWh/m²a, ermittelt nach dem Rechenverfah-

ren der EnEV, auf. Zudem ist der maximal zulässige Wert

150 *H‘ um 30% zu unterschreiten. Diese Anforderungen sind

T bei größeren Gebäuden in der Regel leichter zu erreichen als bei kleinen, da bei ihnen zum einen das A/V-Verhältnis e

50 und damit die spezifischen Verluste über die Gebäudehül-

le geringer sind. Zum anderen werden mit dem geringeren Bestand EnEV Neubau KfW 60 KfW40 A/V-Verhältnis die Anforderungen an die Gebäudehülle e Abb. Vergleich des Primärenergiebedarfs verschiedener Energiestandards geringer. Die Definition dieses Energiestandards beruht auf einem Förderprogramm der KfW, die für derartige Ge- EnEV-Standard bäude zinsgünstige Darlehen vergibt. Die EnEV stellt, in Abhängigkeit vom A/V-Verhältnis, d.h. e von der Geometrie eines Gebäudes, Anforderungen an: Energiesparhaus 40 (nach KfW) Ein KfW 40-Haus weist einen Primärenergiebedarf von

• Primärenergie-Bedarf für Heizung und Warmwasser-Be- maximal 40 kWh/m²a, ermittelt nach dem Rechenverfah-

reitung (kWh/m²a) ren der EnEV, auf. Zudem ist der maximal zulässige Wert

• mittlerer U-Wert (H‘) der Gebäudehülle (W/m²K) H‘ um 45% zu unterschreiten. Dieser Standard erfordert

T T

Maßnahmen, die im Einzelfall nahe an denen für ein Pas- • kontrollierte Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinsivhaus sein können. nung

Bei beiden KfW-Energiesparhäusern und den EnEV Stan- Bei allen Standards, die Anforderungen an absolute Werdard gilt: Bei Gebäuden, die zu mehr als 70% mit erneu- te (z.B. Heizwärme oder Primärenergie) stellen, sind die erbaren Energien oder aus Kraft-Wärme-Kopplung (BHKW) Anforderungen bei kleineren, weniger kompakten Gebäuversorgt werden, ist nur die (erhöhte) Anforderung an H‘ den bedeutend schwerer zu erfüllen, als bei großen, kom- T zu erfüllen. pakten Gebäuden.

Passivhaus *Spezifischer Transmissionswärmeverlust H‘ : Wärmestrom

T Ein Passivhaus weist einen Jahresheizwärmebedarf von durch die Gebäudehülle je Grad Temperaturdifferenz, bezogen auf maximal 15 kWh/m²a und einen Primärenergiebedarf für die Bauteilfläche. Der maximal zulässige spezifische Transmissins- Heizung, Warmwasser-Bereitung und Haushaltsstrom von wärmeverlust wird in der Energieeinsparverordnung EnEV festmaximal 120 kWh/m²a (jeweils bezogen auf Wohnfläche!) gelegt. auf (Definition und Berechnung nach Passivhaus-Institut Darmstadt). Um diese Werte zu erreichen, sind folgende Quellen und Hintergrundinformationen: Maßnahmen bzw. Komponenten unabdingbar: Passivhaus Institut - Infos zum Passivhaus, www.passiv.de

• hochwertiger Wärmeschutz mit Dämmstoffdicken von

25cm bis 40cm in den Außenbauteilen Online-Lexikon zum energieeffizienten Bauen mit Infos zum energieeffizienten Bauen mit sehr umfangreichen In-

• 3-Scheiben-Wärmeschutzverglasung formationen, Normen und Hinweisen zu Förderprogram-

men. www.baunetz.de/infoline/energieeffizientesbauen

• besondere Sorgfalt hinsichtlich Luftdichtheit und Redu-

zierung von Wärmebrücken

2.1 Optimierung des A/V - Verhältnis

e

Durch die richtige Gestaltung der Oberflächen kann Energie gewonnen und bewahrt werden. Die Verluste durch Transmission steigen direkt proportional zur wärmeübertragenden Umfassungsfläche. Um die Transmissionsverluste der Gebäudehülle so gering wie möglich zu halten, müssen die wärmeübertragenden Flächen minimiert werden.

Ein Messwert zur Bestimmung der optimalen Bauform ist das A/V-Verhältnis. Das A/V-Verhältnis ist eine wesente e liche Kenngröße bei der Heizwärmebedarfsberechnung für die Energieeinsparverordnung. Abb. Haus Freudenstein, Einfamilienhaus, Fabi Architekten in Regensburg, Photograph: Herbert Stolz Das A/V-Verhältnis beschreibt das Verhältnis der Wärmee abstrahlenden Oberfläche A und dem beheizten Volumen V des Gebäudes. Je kleiner der A/V-Wert, desto günstiger e e und kompakter die Baukörperform und desto kleiner wird der Heizwärmebedarf. Je größer das Volumen eines Baukörpers, desto günstiger wird das erreichbare A/V-Verhälte nis.

Typische A/V-Verhältnisse sind: e

• freistehende Einfamilienhäuser 0,7 bis über 1,2

• Reihenhäuser 0,5 bis 1,0

• Mehrfamilienhäuser 0,2 bis 0,6

Durch kompakte Gebäudeformen werden Bau-, Betriebs- und Unterhaltskosten gesenkt. Je geringer die kostenintensive Außenhüllfläche eines Gebäudes im Vergleich zum Volumen liegt – und mithin zur nutzbaren Fläche – desto wirtschaftlicher ist die Gebäudeausführung.

Die Kompaktheit eines Gebäudes wird bereits in der Phase der ersten Projektentwürfe entschieden. Der Einfluss von Kosten und Ökologie ist in dieser Phase bedeutend größer als bei Entscheidungen in späteren Phasen.

Winkelbungalows und Einfamilienhäuser fallen durch den hohen Aussenwandanteil Abb. A/V-Verhältnis und abhängige U-Werte die angestrebt werden müssen in Verbindung der e (schlechtes A/V-Verhätnis) sehr ungünstig e Mehrkosten. Quelle: GAS Sahner Architekten aus. Sehr kompakte Bauformen wie Doppelhäuser, Reihenhäuser und Mehrfamili- *U-Wert: Der U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient) in W/(m²K) gibt den Wärmeenhäuser hingegen können mit einem gestrom an, der durch 1 m² eines Bauteils hindurchfließt, wenn die Temperaturdifferingeren Dämmstandard angesetzt werden, renz der angrenzenden Luftschicht 1 Kelvin beträgt. Je kleiner der U-Wert, desto um die Anforderungen zu erfüllen. besser die Wärmedämmung eines Bauteils.

2.2 Intelligente Festlegung der Dämmebene Berechnungswerte der Temperaturkorrekturfaktoren F: x

Für die Niedrigenergiebauweise und Solararchitektur ist Aussenluftberührte Bauteile F = 1,0 X vor allem die thermische Gebäudehülle von Bedeutung. zu unbeheizten Räumen F = 0,5 u

In der Energieeinsparverordnung ist die Systemgrenze de- Wände und Fenster zu unbeheizten Glasvorbauten mit eifiniert als gesamte Außenoberfläche bzw. der beheizten ner Verglasung: Zone eines Gebäudes, über die der Heizwärmebedarf mit Einfachverglasung F = 0,8 u einer bestimmten Innentemperatur ermittelt wird. Darin Zweischeibenverglasung F = 0,7 u sind inbegriffen alle Räume, die direkt durch Raumverbund Wärmeschutzverglasung F = 0,5 u (z.B. Hausflure und Dielen) beheizt werden. Räume, die bestimmungsgemäß nicht zur Beheizung vorgesehen sind, Beispiel: Eine Aussenluftberührte Wand verliert bei einem liegen außerhalb der Systemgrenze [DIN 4108-6]. Flächen Temperaturkorrekturfaktor F = 1,0, 100% der Transmis- X der Systemgrenze die nicht von der Außenluft berührt sind, sionswärmeverluste. Eine Wand zu einem unbeheizten werden mit Temperaturkorrekturfaktoren F abgemindert. Glasvorbau mit Wärmeschutzverglasung mit einem Temx peraturkorrekturfaktor F = 0,5 nur 50% der Transmissiu Außenbauteile tragen im wesentlichen durch ihre onswärmeverluste. Die Transmissionswärmeverluste re- Transmissionswärmeverluste zum Energieverbrauch von duzieren sich. Gebäuden bei. Durch gezielte Festlegung der Systemgrenze z.B. über Wintergärten, Atrien, Zonen zum unbeheizten Raum etc. reduzieren sich die Transmissionswärmeverluste der Gebäudehülle. Die Festlegung der Systemgrenze sollte aus energetischen und wirtschaftlichen Gründen optimiert werden. Abb. Die Transmissionswärmeverluste einer Außenwand reduzieren sich durch eine gezielte Festlegung. Durch das Einbeziehen des Kellers in das beheizte Volumen, verbessert sich die Energiebilanz.

Beispiele für die Festlegung der Dämmebene:

• Schaffung thermischer Übergangszonen im

Eingangsbereich, z.B. Windfänge

• Atrien und überdachte Innenhöfe

• Wintergärten und Pufferzonen

• Treppenhaus als beheizten Raum ausführen

• Keller zum beheizten Volumen, durch eine geringe

Dämmung in der Bodenplatte zum Keller, können behagliche Oberflächentemperaturen der Erdgeschossplatte sichergestellt werden. Das A/Ve Verhältnis verbessert sich, die Nutzungsmöglichkeiten des Kellers erweitern sich.

Abb. Atrium für Belichtung und solaren Eintrag in den Innenräumen. Amrein und Giger Architekten. Photograph: Adriano A. Biondo, biondo pictures

2.3 Dämmung der Gebäudehülle de gedämmt werden. Durch das Wählen einer kompakten

Baukörperform und die Reduzierung der aussenluftbe- Um die Wärme im Gebäudeinneren zu bewahren, ist der rührten Bauteile (intelligente Definition der Dämmebene) Einsatz von Dämmmaterialien nötig. Durch die Verwen- können bereits in der Vorentwurfsplanung die späteren dung dämmender Materialien verbessern sich die Wärme- Dämmstärken beeinflusst und reduziert werden. und Schallschutzeigenschaften. Als Dämmstoff werden Materialien bezeichnet, deren Wärmeleitfähigkeit kleiner als 0.1 W/mK ist. Für den Einsatz von Dämmmaterialien 2.4 Luftdichte Konstruktion der Gebäudehülle können künstliche Materialien, geschäumte anorganische, sowie organische Dämmstoffe, Zellulose- und Holzdämm- Die natürliche Belüftungsrate hängt im entscheidenden stoffe, sowie andere natürliche Dämmstoffe verwendet Maße von der Luftdichtheit der Gebäudehülle ab. Insbewerden. sondere bei sehr niedrigen Aussenlufttemperaturen und durch Wind können erhebliche Wärmeverluste über un- Je höher die Dämmqualität der Gebäudehülle, desto we- dichte Stellen in der Gebäudehülle auftreten, insbesonniger verliert die Gebäudehülle durch Transmissonswärme- dere an Fugen, Fenstern und Türen, aber auch an Bauteilverluste. Der U-Wert fällt bei zunehmenden, aber kleinen anschlüssen wie z.B. an der Außenwand-Dachverbindung Dämmschichtdicken zunächst schnell ab. Der Abfall verrin- oder auch durch Steckdosen. Die luftdichte Gebäudehülle gert sich mit weiter zunehmender Dicke immer langsamer. muss planerisch folgerichtig ausgeführt werden. Die luft- Die Dämmfähigkeit wächst nicht mehr entsprechend einer dichte Ausführung der Gebäudehülle trägt zur Behaglichdickerern Dämmschicht. Dämmen lohnt sich bis zu einer keit in den Innenräumen bei. Dämmschichtdicke von etwa 40 cm. Sinnvolle Dämmschichtdicken für Außenbauteile für Niedrigenergiegebäude liegen zwischen 10 cm und 40 cm, zum Erdreich hin bis zu 15 cm. Die Dimensionierung der Dämmstärken ist sehr stark abhängig vom A/V- Verhältnis. Je schlechter das A/Ve e Verhältnis des Gebäudes, desto besser muss das Gebäu-

2.5 Wärmebrückenfreie Konstruktion

Wärmebrücken sind Schwachstellen in der Gebäudehülle. Durch Wärmebrücken entstehen einerseits zusätzliche Wärmeverluste, anderseits treten Aufgrund der niedrigeren Oberflächentemperaturen oft Bauschäden auf. Durch eine detaillierte Planung der Gebäudehülle und der konstruktiven Details kann die Anforderung an eine Reduktion der Wärmebrücken ohne hohen finanziellen Aufwand erbracht werden. Durch eine präzise Planung und Reduzierung der Wärmebrücken, können Bauschäden wie z.B. Schimmelpilzbildung verhindert werden, die Wärmeverluste der Gebäudehülle werden reduziert, die Nutzerqualität für die Bewohner steigt. Quellen und Hintergrundinformationen: Wolfgang Feist: Wärmebrückenfreies Konstruieren beim Durch Wärmebrücken in der Konstruktion entstehen nied- Massivbau, in: Arbeitskreis kostengünstige Passivhäuser, rige Oberflächentemperaturen auf den Innenseiten der Phase II Protokollband Nr. 16 Wärmebrückenfreies Bauen Bauteile der Gebäudehülle. In den Bereichen mit niedrigen PHI, Darmstadt Juni 1999 Oberflächentemperaturen, kann bei hohen Luftfeuchten Wasser kondensieren. Die Wand wird dadurch feucht und G. Hauser: Wärmebrückenkatalog digitaler Wärmebrückenbildet eine gute Vorraussetzung für das Wachstum von katalog erhältlich bei: Zentrum für umweltbewusstes Bau- Schimmelpilzen. Je niedriger die Oberflächentemperatur en, Kassel www.zub-kassel.de von Bauteilen ist, desto höher ist die relative Feuchte in der Grenzschicht zum Bauteil. Aus diesem Grunde müssen Dr. B. Kaufmann: Das Passivhaus – Energie-Effizientes Konstruktionen so ausgeführt werden, dass bei üblichen Bauen Informationsdienst Holz (Herausgeber) download Raumluftfeuchten auch im Grenzbereich zum Bauteil relaunter www.passiv.de tive Feuchten von über 80% nicht dauerhaft auftreten.

2.6 Optimierung der Fensterflächenanteile

Der optimale Fensterflächenanteil einer Fassade hängt vom Klima, den U-Werten des Fensters und der Gebäudehülle, sowie vom *g-Wert des Fensters ab. Entscheidend ist auch die innere Gliederung eines Gebäudes, durch die Anordnung der Räume wird der solare Nutzungsgrad festgelegt. Je nach Konfiguration der Parameter ergibt sich, daß der Energiebedarf einer Fassade mit zunehmender Fensterfläche entweder monoton zu- oder abnimmt, oder bei einem bestimmten Flächenanteil einen Minimalwert aufweist.

Die Fensterflächenanteile sollten in Abhängigkeit der Orientierung und Sonnenlaufbahn optimiert werden. Es ist erforderlich die Fensterflächenanteile der Fassade an die inneren Grundrissstruktur der Gebäude anzupassen. Räume mit einem hohen Anspruch an Licht und Wärme können mit sehr großen Fenstern ausgestattet werden, wogegen sehr kleine Räume mit niedrigen Anforderungen das solare Potential schlecht ausnutzten können. Sehr kleine Räume können sich schnell erhitzen, durch Ablüften der Wärme, wird ein schlechter Ausnutzungsgrad erreicht.

Ost- und Westfenster empfangen 60%, Nordfenster 38%, Abb. Großflächige Verglasungen nach Süden und lichtdurchflutete Innenräume. Wohnhaus in Wien. Architekt: Georg Driendl, Photograph: Siegrun der nutzbaren solaren Einstrahlung im Vergleich zu einem Appelt

*g-Wert Der g-Wert kennzeichnet den Energiedurchlassgrad einer Verglasung und damit z.B. die Menge an Sonnenlicht, die durch das Fensterglas dringt. Bei modernen Fenstern liegt der g-Wert bei 0,6. Das bedeutet, dass 60% der Sonnenenergie durch das Fenster gelangt.

0,17 0,5 0,67 1,00 1,08

0,17 0,5 0,67 1,00 1,08

A/V-Verhältnis [m-1] MFH RMH DDH EFH WEFH

A/V-Verhältnis [m-1]

MFH RMH DDH EFH WEFH ]a²m/hWk[ fradebemräwziehserhaJ

Fensterflächenanteil Süd: 20% 30% 50% 80% 100% ]a²m/hWk[ fradebemräwziehserhaJ nach Süden gerichteten Fensters. Ost- und Westfenster Bei der Wahl der Fenster sollte unbedingt auf eine gute weisen durch die tiefen Sonnenstände der sommerlichen Wärmedämmqualität geachtet werden. Besonders bei Morgen- und Abendsonne größere Überhitzungsprobleme sehr großflächigen Verglasungen sollten sehr gute U-Werauf als Südfenster. Die Abbildung zeigt, dass sich eine te angestrebt werden. Derzeit werden Passivhausfenster Vergrößerung der Verglasung nach Süden positiv auf die mit einer Dreifachverglasung mit U-Werten von 0,5 W/m²a Energiebilanz auswirkt. Mit zunehmend kleinerem A/V- bis 0,8 W/m²a angeboten. Wärmeschutzverglasungen mit e Verhältnis steigt der Einfluss an. Der Fensterflächenanteil Zweifachverglasung weisen U-Werte von 1,1 W/m²a bis im Norden sollte sehr gering gestaltet werden. 1.4 W/m²a auf. Fenster mit schlechteren U-Werten sind nicht empfehlenswert.

Fensterflächenanteil Süd: 20% 30% 50% 80% 100%

Abb. Durch die Vergrößerung der Fensterflächenanteile nach Süden, bei zunehmend kleinerem A/V-Verhältnis entsteht eine verbesserte Energiebie lanz. Quelle: GAS Sahner Architekten

2.7 Gliederung der Grundrisse zur Sonnenlaufbahn

Bei der Grundrissgestaltung lassen sich energetische Optimierungspotentiale über eine thermische Zonierung nutzen. Die Zonierung der Innenräume, die auf die unterschiedlichen Qualitätsanforderungen in Bezug auf Tageslicht, Innenraumklima, Nutzung und Lärmschutz eingeht, ist maßgebend für die Planung. Die Nutzflächen werden gezielt in Bereiche mit unterschiedlichen Temperaturanforderungen gegliedert. Hierbei sind die klimatischen Ausgangsbedingungen für unterschiedlich orientierte Flächen zu berücksichtigen.

Es ist sinnvoll, Bereiche mit hohen Qualitätsanforderungen zum Sonnenlauf zu positionieren, niedrige- oder unbeheizte Flächen sowie Räume mit hohen internen Wärmelasten als Pufferzone im Norden anzuordnen. Darüber hinaus, kann durch eine gezielte Anordnung von Zonen ohne Wärmeanforderungen das Gebäude thermisch optimiert werden.

Abb. Die Abbildung zeigt die Sonnenlaufbahn bezogen auf die Monate. Durch die Anordnung der Wohnräume zur Sonnenlaufbahn Räume mit hohen Qualitätsanforderungen an Licht und Temperatur sollten entstehen lichtdurchflutete Räume mit einer hohen Wohn- zum Sonnenlauf positioniert werden. Quelle: SunPath qualität. Das solare Potenzial kann während der Heizperiode genutzt werden.

NNoorrdd--SSüüddoorriieennttiieerrttee GGeebbääuuddee.. Bei der klassischen solaren Zonierung orientiert sich der Baukörper nach Süden, dorthin öffnen sich die Wohnräume und nutzen die solare Einstrahlung. Die Räume mit hohen Anforderungen an Licht und Wärme sollten im Süden des Gebäudes zur Sonnenlaufbahn positioniert werden. Räume mit niedrigeren Anforderungen wie Abstellräume und Erschließung können im Norden positioniert werden. Es empfiehlt sich bei Nord- Südorientierten Gebäuden, die Baukörper eher länger und mit einer geringeren Tiefe auszuformen, um zu vermeiden, dass 50% der Räume sich nach Norden orientieren. Diese lineare Gliederung macht nicht nur energetischen sondern Abb. Besonnung RH Nord-Süd auch funktionalen Sinn.

OOsstt--WWeessttoorriieennttiieerrttee GGeebbääuuddee.. Die Orientierung der Gebäude nach Ost-West bringt eine durchgehende Besonnung der Räume mit sich. Die Typologie kann eher tiefer und mit geringerer Breite ausgeführt werden, da die Räume sich nach Osten und Westen orientieren können. In der Mitte des Gebäudes können sich funktionale Zonen befinden. Durch die schmale Grundgeometrie entsteht ein sehr gutes A/V Verhältnis. Für Ost-West orientierte Gebäudee hauszeilen entsteht im Winter eine durchgehende Besonnung, um eine sommerliche Überhitzung zu vermeiden, sollten Verschattungseinrichtungen vorgesehen werden. Abb. Geometrie RH Ost West Diese Orientierung stellt sich vor allem für Reihenhäuser als sehr vorteilhaft dar.

2.8 Vermeiden von sommerlicher Überhitzung ring. Bei horizontalen Lamellen wäre eine sehr dichte Stellung nötig, um die Strahlen abzuhalten. Dadurch wird der Die Energiebilanz im Sommer wird durch die solare Ein- Ausblick verhindert und der Tageslichteinfall reduziert. Der strahlung und die internen Wärmelasten bestimmt. Im Strombedarf für die Beleuchtung und die internen Lasten Sommer muss ein zuviel an Strahlungseintrag vermieden steigen. Durch eine Verschattung mit vertikalen Lamellen werden. Während die Wärmeabgabe durch Personen und mit einstellbarem Winkel können die Sonnenstrahlen ab- Geräte nur eine kleine Rolle spielt, stehen die solaren Ein- gefangen werden und im Rauminneren fällt genügend Taträge in direktem Zusammenhang mit der Orientierung geslicht ein, der Ausblick wird nicht eingeschränkt. des Gebäudes und dem Energiedurchlassgrad der Fassade. Eine ausgewogene Optimierung der Fassade im Sommer und im Winter ist maßgeblich um das Gleichgewicht Sonnenhöchststand nicht zu stören. 12.25 Uhr

17.00 Uhr Bei einer Nord-Süd-Ausrichtung wird nur die Südseite angestrahlt. Durch den sehr spitzen Einfallswinkel ist die auftreffende Strahlung gering und die Reflexion sehr hoch. Sonnenuntergang Horizontale Sonnenschutzlamellen können die stark einfal- 20.30 Uhr 8.00 Uhr West lende Strahlung abblenden und der Ausblick wird nicht ein- 32 ° Nord geschränkt. Energiearmes, diffuses Licht kann trotzdem in 64 ° 32 ° den Innenraum gelangen, die interne Belastung durch den Strombedarf kann dadurch vermieden werden. Süd 128 ° S 4 o .2 n 0 n U en h a r ufgang Ost

Bei einer Ost-West-Orientierung werden beide Fassadenhälften von einer niedrig stehenden Sonne bestrahlt. Die Abb. Besonnung der Fassade im Sommer. Durch den horizontalen Einstrahlung ist durch den niedrigen Einstrahlungswinkel Einfallswinkel der Sonne an Ost- und Westfassaden können sich die dahinterliegenden Räume überhitzen. Quelle: Climadesign Atlas, G. sehr hoch, die Reflexion an den Scheiben dadurch sehr ge- Hausladen, Callwey, 2004

Empfehlungen zum Gebäudekonzept I Fazit

2.9 Fazit: Strategien energieeffizienter Architektur • Maßnahmen zur passiven Sonnenenergienutzung

Die zukünftige Entwicklung der Energiepolitik sollte bei • Temperaturgerechte innere Grundrissaufteilung der Wahl eines Energiestandards unbedingt berücksichtigt werden um eine nachhaltige Bebauung sicherzustel- • Massive Bauteile zur Wärmespeicherung, Nutzen solarer len. Gewinne

Bereits in der Vorentwurfsplanung lässt sich der Heizwär- • Sommerlicher Wärmeschutz mebedarf eines Gebäudes positiv beeinflussen durch:

• Kompakte Gebäudegeometrie

• Intelligente Definition der Systemgrenze

(Gebäudehülle)

• Hohe Qualität der Wärmedämmung

• Luftdichte Gebäudehülle

• Wärmerückgewinnung, kontrollierte Lüftung

• Wärmbrückenfreie Gebäudehülle

• Nutzen des solaren Potenzials;

Empfehlungen zum Technikkonzept I Wärmeversorgung

3.1 Einführung energieeffiziente Technik

Das Ziel nachhaltiger Planungen sollte die Entwicklung von Gebäudekonzepten sein, wobei Architektur und der Einsatz erforderlicher, intelligenter Technik und regenerativer Energieträger parallel und aufeinander abgestimmt zu einem Gesamtsystem entwickelt werden. In Abhängigkeit des zu Abb. Reihenhauszeile mit dezentraler und zentraler Wärmeversorgung erzielenden Energiestandards muss die Versorgungstech-

3.3 Dezentrale Versorgung

nik gewählt werden, d.h, sehr niedrige Energiestandards wie z.B. KfW40 können nicht mit Anlagen mit schlechten Bei einer dezentralen Wärmeversorgung wird jedes Ge- Anlagenaufwandszahlen e-Werten erreicht werden. p bäude durch einen eigenen Wärmeerzeuger versorgt. Dazu ist für jedes Gebäude die entsprechende Versorgungsleitung oder ein entsprechender Brennstofflager-

3.2 Erneuerbare Energien Wärmegesetz EEG 2009

raum erforderlich.

Am 5. Dezember 2007 hat das Bundeskabinett den Ent-

3.4 Zentrale Versorgung

wurf des “Gesetz zur Neuregelung des Rechts der Erneuerbaren Energien und damit zusammenhängender

3.4.1 Gemeinsame Versorgung für eine Reihenhaus-

Vorschriften” beschlossen. Das geltende Erneuerbare-

zeile

Energien-Gesetz (EEG) soll damit abgelöst werden. Ziel des geplanten Gesetzes ist, den Anteil Erneuerbarer En- In vielen Fällen stellt ein Zusammenschluss mehrerer ergien im Wärmebereich bis 2020 von derzeit sechs auf Wohneinheiten eine effiziente und wirtschaftliche Lösung dann 14% zu erhöhen. Dies sollte mittels einer Regelung für die Wärmeversorgung der Gebäudeeinheiten dar. Eine gelingen, die bei Neubauten den Einsatz entsprechender gemeinsame Versorgung einer ganzen Hauszeile unter- Anlagen verpflichtend vorschreibt. scheidet sich in folgenden Punkten von einer Einzelversorgung der Gebäude:

Technische Erfordernisse: Es wird nur eine Wärmezentrale errichtet. Diese sollte jederzeit von außen zugänglich sein. Im Untergeschoß eines Reihenhauses ist dies schwer zu gewährleisten. Es bieten sich folgende Alternativen an:

• abgetrennter Raum oder Anbau an eine Garage

• unterirdischer Anbau an ein Reihenendhaus (mit Zugang Abb. Zentrale Wärmeversorgung eines Quartiers

von außen)

• Container 3.4.2 Zentrale Versorgung von Quartieren

Zur Abrechnung sind für jedes Gebäude Messeinrich- Im Zuge des Gesamtkonzeptes einer energieeffizienten tungen, z.B. ein Wärmemengenzähler für die Heizwärme und wirtschaftlichen Versorgung, bietet es sich an, mehrere und ein Wasserzähler für die WW-Menge, erforderlich. Wohneinheiten eines Quartiers mit in das Versorgungskonzept mit einzubeziehen. Durch diese Quartiersversorgung Organisatorische Erfordernisse: können auch kleinere Wohneinheiten wie z.B. Einfamilien- Zu klären ist die Betreiberform. Erforderlich ist ein Investor, häuser und Doppelhäuser miteinbezogen werden. Somit der die Anfangsinvestitionen tätigt, sowie ein Betreiber, der sind diese Gebäudeeinheiten nicht von teureren dezentrafür Wartung, Reparaturen, Energieeinkauf und Abrechnung len Wärmeversorgungseinrichtungen abhängig. Die Gröverantwortlich ist. Dabei bieten sich u.a. drei Formen an: ße dieser Versorgungseinheiten ist von der vorgesehenen Abfolge und der Geschwindigkeit der Aufsiedlung und der

• Investition und Betrieb durch Eigentümergemeinschaft, geplanten Größe der Bauabschnitte abhängig. Vorallem für

Verwaltung durch die Eigentümer Bauträger die in kurzen Zeitabständen mehrer Wohnein-

• Investition durch Eigentümergemeinschaft, Betrieb und heiten erstellen, bietet sich diese Art der Versorgung als

Verwaltung durch einen Hausverwalter wirtschaftliche und effiziente Wärmeversorgung an.

• Investition und Betrieb durch professionellen Contractor,

Verkauf von Wärme an die Gebäudenutzer.

Empfehlungen zum Technikkonzept I Gegenüberstellung verschiedener Wärmeversorgungsvarianten

weil durch größere Einheiten deutlich günstigere spezifi sche Kosten erreicht werden

für alle Systeme: Einsatz in zentraler Versorgung sinnvoll,

Förderungen I Übersicht und Hilfestellung

4.1 Empfehlungen zur Recherche und Übersicht der ak- EAM: Energieagentur Mittelfranken, tuellen Förderprogramme Landgrabenstraße 94, 90443 Nürnberg, Telefon 0911 801170, www.eamfr.de Es werden sehr vielseitige Förderprogramme angeboten. Um sich einen kleinen Überblick zu verschaffen, werden ETZ: Energietechnologisches Zentrum, hier einige Förderdatenbanken aufgelistet, um die Recher- Landgrabenstraße 94, 90443 Nürnberg, che zu erleichtern. Die Förderungen beziehen sich oft auf Telefon 0911 994396-0, die verschiedenen Regionen und auf bestimmte Zeiträu- www.etz-nuernberg.de me. Darum ist es sinnvoll die Fördermöglichkeiten aktuell abzurufen. N-ERGIE: CO Förderprogramm, Telefon 01802 111 444 (6 ct pro Informationen zu Fördermöglichkeiten in Nürnberg: Anruf aus dem Festnetz der Deutschen Telekom. Bei Anrufen aus den Mobilfunknetzen gelten möglicherweise “100 Häuser für 100 Familien” Nürnberger Förderpro- abweichende Preise) oder E-mail: dialog@n-ergie.de. gramm. Die Stadt Nürnberg unterstützt junge Familien oder Alleinerziehende mit mindestens einem Kind, die in Reg.v.Mfr.: Regierung von Mittelfranken, Nürnberg ein Familienheim oder eine Familienwohnung Promenade 27, 91522 Ansbach, bauen oder als Neubau erwerben wollen, mit einem Zu- Telefon 0981 53-1270, schuss in Höhe von bis zu 9.000 EUR. Der Zuschuss er- Fax: 0981 53-5270 höht sich für das zweite und für jedes weitere Kind um je 2.000 EUR. Daneben können für besonders energieeffizi- SOLID: Solarenergie Informations und ente Bauvorhaben noch bis zu 1.000 EUR gewährt werden. Demonstrationszentrum GmbH, Ist von Bund, Land, der Stadt oder aufgrund anderer Maß- Heinrich-Stranka-Straße 3-5, nahmen eine Verbilligung des Grundstückspreises gewährt 90765 Fürth, worden, reduziert sich der Zuschuss auf die Hälfte. Nähere Telefon 0911 810270, Informationen unter www.wohnen.nuernberg.de www.solid.de

Beratungsangebote der Stadt Nürnberg: www.energiefoerderung.de und www.bine.de UwA: Umweltamt Nürnberg, Lina-Ammon-Straße 28, 90471 Nürnberg,

BMWi: Bundesministerium für

www.umwelt.nuernberg.de Wirtschaft, Villemombler Straße 76, 53123 Bonn, Telefon 0228 615-0,

• Sanieren und Bauen mit System

www. bmwi.de Terminvereinbarung unter Telefon 0911 231-4624 möglich

BdE: Bund der Energieverbraucher

e.V., Grabenstraße 17, 53619 Rheinbreitbach, Informationen zu Fördermöglichkeiten allgemein: www.energienetz.de

Aktuelle Förderungen unter www.foerderdatenbank.de

dena: Deutsche Energie Agentur, Chausseestraße 128a, 10115 Berlin,

BAFA: Bundesamt für Wirtschaft und

Infoline: 08000 736734, www.dena.de Ausfuhrkontrolle, Frankfurter Straße und www.zukunfts-haus.de 29-31, 65760 Eschborn/Ts., Telefon 06196 4040, Fax: 06196 94226, KfW: Kreditanstalt für Wiederaufbau, www.bafa.de Telefon 01801 335577 und über Ihre Hausbank, www.kfw.de

Beraternetz: Netz der Energieberater

in Mittelfranken (Netzwerk BAU und

baunetz: Online-Lexikon zum energieeffizienten Bauen

ENERGIE), www.newebauen.de mit Infos zum energieeffizienten Bauen mit sehr umfangreichen Informationen, Normen und Hinweisen zu För- BINE Informationsdienst: derprogrammen. www.baunetz.de/infoline/energieeffizi- Kaiserstraße 185-197, 53113 Bonn, entesbauen Förder-Hotline: 0228 9237914,

Der Bericht wurde gefördert vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie, dem CO-Minderungsprogramm der Stadt Nürnberg und der N-Ergie.

Herausgeber: Umweltamt und Stadtplanungsamt der Stadt Nürnberg, 2008

Ansprechpartner:

Umweltamt Nürnberg, Lina-Ammon-Straße 28, 90471 Nürnberg

Für Verfahrensfragen:

Stadtplanungsamt Nürnberg Lorenzer Str. 30 90402 Nürnberg Telefon: 0911/231-4900

Für technische Fragen:

Berichterstellung der Pilotstudie Kornburg Nord:

G.A.S. Sahner- Architekten und Stadtplaner Prof. Dipl. Ing. Georg Sahner BDA / E2D Dipl.-Ing. (FH) Julia Drittenpreis Ludwigstrasse 57 70178 Stuttgart 0711/666210

Steinbeis – Transferzentrum, Energie-, Gebäude- und Solartechnik (STZ-EGS) Dipl. Ing. Jörg Baumgärtner Dipl.-Ing. Josef Broll Gropiusplatz 10 70563 Stuttgart Telefon: 0711/990 07 5