Projekt 24138/01

Modellhafte Entwicklung eines integrierten Energieversorgungskonzeptes für einen großen Gebäudekomplex

Projektträger

Domkapitel zu Osnabrück
Hasestr. 40a
49074 Osnabrück
Telefon: 0541/318-0

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Anhand dieser modellhaften Studie soll die systematische Herangehensweise bei der Planung energiesparender Bauweisen in kirchlichen Liegenschaften ausgearbeitet und dokumentiert werden. Diese Vorgehensweise soll erlauben, auch bei späteren, ähnlich gelagerten Bauaufgaben sehr schnell und zielgerichtet zu sachgerechten, sinnvollen Lösungen zu kommen.
Für das vorliegende Projekt wird grundlegend und modellhaft nach besseren, integrierten Lösungen gesucht. Diese können auf weitere und ähnliche Gebäudekomplexe des Bistums Osnabrück oder anderer Bistümer / Trägerschaften übertragen werden. Die Lösungen führen zu einer Verringerung des Energieverbrauchs sowie zur Verwendung umweltfreundlicher Versorgungskonzepte und zu kulturschonenden Bauverfahren.
Die Ziele können unter dem Aspekt Bewahrung der Schöpfung zusammengefasst werden, und sind geprägt durch Ressourcenschonung, Energieeinsparung, Energieeffizienzsteigerung, Verwendung
nachhaltiger und langlebiger Baustoffe und Bauweisen sowie Erhaltung historischer Bausubstanz.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenErmittlung grundsätzlicher Sanierungsbedarf, Erarbeitung Anforderungen an baulichen Wärmeschutz, Bestandsanalyse Bausubstanz und Technik, Thermografie, CO2-Messung, Simulation Temperaturverhalten Kirchengebäude, Blower Door Test Kirchengebäude, Messung von Brennerlaufzeiten und Heizölverbrauch, Auswertung der Messergebnisse, Ermittlung und Bewertung von Dämmmaßnahmen, Erar-beitung von Konzepten zur Wärme- und Kälteversorgung, Wirtschaftlichkeitsuntersuchung anhand Annuitätenmethode, Ökologische Bewertung der Energiekonzepte


Ergebnisse und Diskussion

Die vorliegende Studie zeigt eine grundlegende und modellhafte Vorgehensweise zur energetischen Sanierung kirchlicher Liegenschaften. Erster Schwerpunkt der Untersuchungen sind die bauphysikalischen Eigenschaften des Domgebäudes. Wesentliche Erkenntnisse der Untersuchungen sind, dass Lüftungsverluste eine untergeordnete Rolle spielen und Fensterflächen nur eine geringe Bedeutung bei den Transmissionsverlusten zukommt. Weiterhin ergab sowohl die Simulation wie auch die durchgeführten Messungen, dass bei Unterbrechung des Heizbetriebs im Dom die Raumtemperatur in kürzester Zeit stark abfiel auf das Temperaturniveau der kalten Wandoberflächen. Konsequenz daraus ist ein nahezu durchgehender Anlagenbetrieb mit reduzierter Heiz- und Luftleistung. Absenkungen während der Nacht müssen sonst wegen der großen Speichermassen des historischen Gebäudes mit höheren Heizleistungen tagsüber wieder ausgeglichen werden. Ein energetischer Vorteil ist gegeben. Eine vergrößerte Anlage ist aber erforderlich. (Nur übertragbar auf ungedämmte massive Kirchen)
Der zweite Schwerpunkt der Untersuchungen betrifft die bestehende Wärmeversorgung der Liegenschaft. Es wurde festgestellt, dass die Anlagen veraltet und überdimensioniert sind.
Um den zukünftigen Energiebedarf für Beheizung und Kühlung der Gebäude zu reduzieren, wurden Maßnahmen zur Gebäudedämmung entwickelt und bauphysikalisch und wirtschaftlich bewertet.
Aufbauend auf diese Untersuchungsergebnisse wurden dann Konzepte entwickelt zur Beheizung und Kühlung der Gebäude.
Auf Grund der unterschiedlichen Nutzungszeiten und der Nutzung der Trägheit eines massiven Kirchengebäudes wurde eine Verbundlösung zur Wärmeversorgung favorisiert. Dadurch kann die Spitzenleistung reduziert werden, und Investitionskosten können so gesenkt werden.
Nach einer Vorbewertung, wurden folgende Systemlösungen zur Wärmeversorgung weiterentwickelt:
zentrale oder dezentrale konventionelle Kesselanlagen, Gas- Absorptionswärmepumpe mit Spitzenlastkessel, Grundwasser- bzw. Erdwärmenutzung, Holz- Pelletheizung mit und ohne Spitzenlast- Gaskessel, Wärme- Kälte- Verbund mit Wärmepumpe und Spitzenlastkessel.
Es zeigt sich dass der Preis für den hauptsächlich eingesetzten Brennstoff das Wirtschaftlichkeitsergebnis entscheidend beeinflusst. Daher erreicht die Variante Holzpelletkessel mit niedrigeren und seit Jahren fast gleichbleibenden Preisen gegenüber fossilen Energieträgern das wirtschaftlichste Ergebnis. Hinsichtlich Umweltrelevanz, Nachhaltigkeit, Innovation und Integration. zeigt die Pelletheizung durch die Nutzung nachwachsender Rohstoffe deutliche Vorteile. Für eine Realisierung erweist sich jedoch die Feinstaubbelastung aus der Verbrennung von Holzpellets als entscheidender Nachteil für den Einsatz in Städten und Ballungsgebieten. Daher kommt die Gas- Absorptionswärmepumpe mit Erdsonden und Spitzenlastkessel als Alternative mit guten Umweltkriterien jedoch hohen Investitionskosten in Frage. Die Sanierung der Technik geht einher mit der Gebäudesanierung und Reduzierung des Wärmebedarfs durch Dämmmaßnahmen.
Die Vorgehensweise stellt sicher, dass die Kriterien Ökonomie, Ökologie, Integration und Innovation bei der Entscheidungsfindung für Maßnahmen zur Sanierung der Energieversorgung angemessen berück-sichtigt werden können.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Das Domkapitel sieht folgende Maßnahmen vor:
1. Die Studie soll in einschlägigen wissenschaftlichen Fachblättern veröffentlicht werden.
2. Für die Kirchen wird eine Zusammenfassung in Form eines Ablaufschemas (Projektleitfaden) erstellt und mit der Studie an alle Bistümer Deutschlands sowie alle Kirchengemeinden des Bistums Osnabrück verteilt.
3. Ein Folder DIN A4 stellt die wichtigsten Ergebnisse zusammen und wird im Forum am Dom ausgelegt.
4. Die Studie, die Zusammenfassung, der Projektleitfaden und der Folder werden auf der Homepage des Bistums zum Download bereitgestellt.


Fazit

Zusammengefasst sind folgende Erkenntnisse in Kurzform als Ergebnis dieser Studie hervorzuheben:
- Messungen an den bestehenden Anlagen haben gezeigt, dass die vorhandenen Anlagen viel zu groß ausgelegt waren und dadurch nicht optimal betrieben werden konnten.
- Vor der Entscheidung über Sanierungsmaßnahmen ist daher eine gründliche Analyse der bestehenden Anlagen vorzunehmen.
- Nutzerverhalten und Nutzeranforderungen sind zu hinterfragen.
- Dämmmaßnahmen führen einerseits zu Energieeinsparung, andererseits kann der Sanierungsaufwand bei Wärme- und Kälteanlagen durch den reduzierten Leistungsbedarf gesenkt werden.
- Nur eine Gesamtkonzeption aus Analyse des Bestands, Bewertung von Nutzerverhalten und Auswahl geeigneter Verbundanlagenkonzepte bringt optimale Ergebnisse.
- Die Wirtschaftlichkeit von Anlagenkonzepten hängt im Wesentlichen vom Preis für den hauptsächlich eingesetzten Brennstoff ab. Hier haben Holzpelletheizungen Vorteile. Diese werden jedoch vor allem in innerstädtischen Bereichen durch die höhere Feinstaubbelastung in Frage gestellt.
- Für die vorliegende Liegenschaft wird unter Berücksichtigung sämtlicher Aspekte und einer kritischen Bewertung der Feinstaubbelastung die Installation einer Wärmepumpenlösung mit Wärme-Kälte-Verbund vorgeschlagen.

Übersicht

Fördersumme

50.000,00 €

Förderzeitraum

28.11.2005 - 28.11.2006

Bundesland

Niedersachsen

Schlagwörter

Klimaschutz
Ressourcenschonung
Umweltforschung
Umwelttechnik