Energetische Optimierung im Wohnungsbau

Rolf Neddermann ∙ Christiane Weber Energetische Optimierung im Wohnungsbau Wirtschaftlichkeit – Nutzen – Effizienz Energetische Optimierung im Wohn...
Author: Gerhardt Franke
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Rolf Neddermann ∙ Christiane Weber

Energetische Optimierung im Wohnungsbau Wirtschaftlichkeit – Nutzen – Effizienz

Energetische Optimierung im Wohnungsbau Rolf Neddermann · Christiane Weber

Der Inhalt dieses E-Books setzt sich zusammen aus der gedruckten Ausgabe und der darin enthaltenen CD-ROM-Daten. Dadurch variiert das Endformat: der CD-ROM-Teil ist 210 × 297 mm (DIN A4); der Print-Teil ist 170 × 240 mm.

Energetische Optimierung im Wohnungsbau Wirtschaftlichkeit – Nutzen – Effizienz Rolf Neddermann · Christiane Weber

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978-3-8167-9334-2 978-3-8167-9335-9

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Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung______________________________________________________________________________________

9

2

Beschreibung der Aufgabenstellung und Werkzeuge_________________________

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2.1

Entstehung der Arbeit_____________________________________________________________________

13

2.2 EDV-Programme_____________________________________________________________________________

15

2.2.1

BKI Energieplaner_________________________________________________________________________

15

2.2.2

Standardleistungsbuch Bau (STLB-Bau)___________________________________________

15

2.2.3 U-Werte-Berechnung____________________________________________________________________

17

2.3

Die untersuchten Gebäude______________________________________________________________

17

2.4

Die energetischen Standards____________________________________________________________

19

2.5

Die Beurteilungsparameter_______________________________________________________________

21

3 Grundlagen___________________________________________________________________________________

24

3.1

Die Energiesituation in der BRD _______________________________________________________

24

3.2

Energiebilanz eines Gebäudes__________________________________________________________

28

3.3

Entwicklung der Energiepreise__________________________________________________________

29

3.4

Einführung in die Berechnung der Wirtschaftlichkeit___________________________

33

3.4.1 Baukosten___________________________________________________________________________________

34

3.4.2 Kostenersparnis___________________________________________________________________________

34

3.4.3 Verzinsung__________________________________________________________________________________

35

3.5

Die Renditeberechnung___________________________________________________________________

36

3.5.1

Der Rentenbarwert_______________________________________________________________________

38

3.5.2

Rentenbarwert unter Berücksichtigung der Energiepreissteigerungsrate____________________________________________________________________________

38

3.5.3

Renditeberechnung unter Berücksichtigung der Energiepreissteigerungsrate____________________________________________________________________________

39

Einfluss der Förderung auf die Wirtschaftlichkeit_________________________________

41

3.6

6

Inhaltsverzeichnis

3.7

Förderungen für Privatpersonen in Deutschland__________________________________

43

3.7.1

Bilanz 2013_________________________________________________________________________________

43

3.7.2

Förderungen der Europäischen Union_____________________________________________

43

3.7.3

Förderungen der Bundesrepublik Deutschland_________________________________

43

3.7.4

Förderungen der KfW Bankengruppe_____________________________________________

44

3.7.5

Förderungen der Bundesländer______________________________________________________

49

4 Einfamilienhäuser__________________________________________________________________________

54

4.1

Einfamilienhaus im Main-Taunus-Kreis_______________________________________________

55

4.1.1 Das Ausgangsgebäude_________________________________________________________________ 4.1.1.1 Beschreibung____________________________________________________________________________ 4.1.1.2 Pläne_______________________________________________________________________________________ 4.1.1.3 Daten______________________________________________________________________________________ 4.1.1.4 Kosten und Ausführungen_________________________________________________________ 4.1.1.5 Energiekosten___________________________________________________________________________

55 55 57 60 61 65

4.1.2 EnEV 2009-Standard____________________________________________________________________ 4.1.2.1 Ausführungen__________________________________________________________________________ 4.1.2.2 Kosten der geänderten Ausführungen_________________________________________ 4.1.2.3 Energiekosten___________________________________________________________________________

66 66 68 69

4.1.3 EnEV 2009-15 % Jahres-Primärenergiebedarf _________________________________ 4.1.3.1 Mehrkosten______________________________________________________________________________ 4.1.3.2 Kosten der geänderten Ausführungen_________________________________________ 4.1.3.3 Energiekosten Einsparung__________________________________________________________ 4.1.3.4 Renditen__________________________________________________________________________________ 4.1.3.5 CO2-Einsparung________________________________________________________________________

70 70 72 73 74 75

4.1.4 EnEV 2009-30 % Jahres-Primärenergiebedarf _________________________________ 4.1.4.1 Ausführungen__________________________________________________________________________ 4.1.4.2 Kosten der geänderten Ausführungen_________________________________________ 4.1.4.3 Energiekosten Einsparung__________________________________________________________ 4.1.4.4 Renditen__________________________________________________________________________________ 4.1.4.5 CO2-Einsparung________________________________________________________________________

75 75 78 79 80 80

4.1.5 EnEV 2009-45 % Jahres-Primärenergiebedarf _________________________________ 4.1.5.1 Ausführungen__________________________________________________________________________ 4.1.5.2 Kosten der geänderten Ausführungen_________________________________________ 4.1.5.3 Energiekosten Einsparung__________________________________________________________ 4.1.5.4 Renditen__________________________________________________________________________________ 4.1.5.5 CO2-Einsparung________________________________________________________________________

81 81 84 85 86 86

Inhaltsverzeichnis

4.1.6 EnEV 2009-60 % Jahres-Primärenergiebedarf__________________________________ 4.1.6.1 Ausführungen__________________________________________________________________________ 4.1.6.2 Kosten der geänderten Ausführungen_________________________________________ 4.1.6.3 Energiekosten Einsparung__________________________________________________________ 4.1.6.4 Renditen__________________________________________________________________________________ 4.1.6.5 CO2-Einsparung________________________________________________________________________

87 87 89 90 92 92

4.1.7

92

Zusammenfassung »Einfamilienhaus im Main-Taunus-Kreis«_____________

6

Schluss und Auswertung_________________________________________________________________ 100

6.1

Ausschlüsse und Bemerkungen________________________________________________________

100

6.2 Ergebnisse______________________________________________________________________________________

103

6.2.1

Ergebnisse Einfamilienhäuser_________________________________________________________

103

6.2.2

Ergebnisse Mehrfamilienhäuser_____________________________________________________

120

6.3 Fazit______________________________________________________________________________________________

137

Zum Inhaltsverzeichnis CD-ROM-Teil

7

9

1

Einleitung

Mit jeder neuen gesetzlichen Regelung zur Einsparung von Energie in und an Gebäuden erheben sich die kritischen Stimmen in der Baubranche, dass diese Verschärfungen der Anforderungen das Bauen teurer oder gar zu teuer machen würden und somit den Aufschwung in der Bauindustrie wieder abwürgen könnten. Es kursieren Zahlen, die von einer Verteuerung von bis zu 30 % sprechen. Die Befürworter dieser Verordnungen halten dagegen, dass bei intelligenter Planung der Verbesserung der Standards keine oder kaum Mehrkosten entstünden. Mit weiteren Verschärfungen ist für die Zukunft zu rechnen, da die Gefahr der Erderwärmung durch den zunehmenden weltweiten CO2-Ausstoß langfristig nicht gebannt ist. Sinn und Zweck aller Verordnungen zur Energieeinsparung ist die Reduktion der CO2-Emissionen durch die Beheizung der Gebäude und der Brauchwassererwärmung. »Angesichts der wissenschaftlichen überzeugenden und bedrückenden wissenschaftlichen Analysen zum Klimawandel, erscheint der Handlungswille der internationalen Politik äußerst schwach ausgeprägt. Hier zeigen sich auch gravierende Unterschiede im Handlungswillen zwischen den Industrienationen und den Entwicklungsländern. Umgekehrt wird es nun mehr als bisher auf Allianzen von Vorreitern ankommen« [1]. Tatsächlich erscheinen die Vorhaben der Europäer, insbesondere die der Deutschen, im Vergleich zur übrigen Weltgemeinschaft als sehr ambitioniert. 25 % des Gesamtenergieverbrauches der Bundesrepublik Deutschland entfallen mit 605 Twh auf die Haushalte [2], 2011 betrug der Anteil der energiebedingten Treibhausgasemissionen der Haushalte mit 83  Mio. Tonnen CO2-Äquivalenten 11,06 % an den Gesamtemissionen [3]. In der europäischen Union entfallen 40 % des Gesamtenergieverbrauchs auf die Gebäude [4]. Damit wird deutlich, dass in der Betrachtung der Möglichkeiten zur Einsparung an schädlichen Treibhausgasen der Wohnungsbau nicht ausgespart werden kann. Die erste Regelung, den Energiestandard eines Gebäude betreffend, gab es im Jahr 1952 in Form der »Wärmeschutznorm«, DIN 4108. Aufgrund der Energiekrise 1973 mit der Energiepreiserhöhung wurde am 22. Juli 1976 das erste Gesetz im Bezug auf die Energiestandards von Gebäuden verabschiedet – das Energieeinsparungsgesetz (EnEG). Dieses ermächtigte die Bundesregierung erstmals, bestimmte Maßnahmen zur Energieeinsparung bei Neubauten vorzuschreiben. 1977 wurde die Wärmeschutzverordnung (WärmeschutzVO) und 1978 die Heizungsanlagenverordnung (HeizAnlV) auf Grundlage des EnEG erlassen [5].

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1 Einleitung

Die Neue Europäische Gebäuderichtlinie mit verschärften Anforderungen an Gebäude und an den Energieausweis ist am 8. Juli 2010 in Kraft getreten. Das Europäische Parlament hat am 18. Mai 2010 die neue Richtlinie zur Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden (Energy Performance of Buildings Directive, EPBD Recast) verabschiedet [4]. Seit dem 8. Juli 2010 ist die novellierte Richtlinie in Kraft. Die EU-Länder hatten dann zwei Jahre Zeit – also bis Juli 2012 – die Vorgaben der EU-Richtlinie in nationales Recht umwandeln. Die Bundesrepublik Deutschland hat die EnEV 2014 novelliert, die verschärften Anforderungen treten aber erst 2016 in Kraft. Mit jeder Novellierung wurden die Anforderungen an den Energieverbrauch von Gebäuden verschärft. Flankiert werden diese energiepolitisch motivierten Verbesserungen durch finanzielle Förderungen durch Bund, Länder und auch der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW). Mit der Novellierung der Gebäuderichtlinie soll ein wichtiger Beitrag zur Erreichung der Energie- und Klimaschutzziele der EU geleistet werden. Die Bundesrepublik wird die europäischen Vorgaben in nationales Recht umsetzen und die Energieeinsparungsverordnung 2009 novellieren. Entsprechend den europäischen Vorgaben hat das Bundeskabinett hat am 6. Februar 2013 die Novellierung der Energieeinsparverordnung (EnEV) beschlossen. Damit sollen insbesondere die Standards für Neubauten angehoben werden, zum Beispiel mit Bezug auf die Gesamtenergieeffizienz, die Gebäudehülle und den Primär­ energiefaktor. Außerdem soll der Energieausweis etwa durch ein Kontrollsystem, die Ausweitung der Aushangpflicht und die Pflichtnennung von Energiekennwerten in Immobilienanzeigen gestärkt werden. Für Bestandsgebäude sind keine wesentlichen Verschärfungen vorgesehen. Die neue EnEV wurde am 21. November 2013 im Bundesgesetzblatt verkündet. Sie ist am 1. Mai 2014 in Kraft getreten [6] und beinhaltet im Wesentlichen folgende Änderungen:  1. Verschärfung der primärenergetischen Anforderungen (Gesamtenergieeffizienz) an neu gebaute Wohn- und Nichtwohngebäude um 25 Prozent, jedoch erst ab 1. Januar 2016. Die Wärmedämmung der Gebäudehülle muss zudem im Schnitt etwa 20 Prozent besser ausgeführt werden.  2. Heizkessel, die mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen betrieben werden und nach dem 1. Januar 1985 eingebaut wurden, müssen nach 30 Jahren außer Betrieb genommen werden. Wurden die entsprechenden Heizkessel vor 1985 eingebaut, dürfen diese schon ab 2015 nicht mehr betrieben werden. Ausnahmen gelten für Niedertemperatur- und Brennwertkessel sowie für bestimmte selbstnutzende Ein- und Zweifamilienhausbesitzer.  3. Für den Gebäudebestand sind darüber hinaus keine wesentlichen Verschärfungen vorgesehen.  4. Neuskalierung des Bandtachos im Energieausweis für Wohngebäude bis 250 kWh / (m2a) und Stärkung der Modernisierungsempfehlungen. Der Bandtacho wird zusätzlich durch Energieeffizienzklassen von A+ bis H ergänzt.

1 Einleitung

 5. Verkäufer und Vermieter von Immobilien sind künftig verpflichtet, den Energieausweis an Käufer bzw. Mieter zu übergeben. Der Energieausweis muss bereits bei der Besichtigung vorgelegt werden.  6. Energetische Kennwerte (Endenergie) müssen künftig im Falle des Verkaufs oder der Vermietung in Immobilienanzeigen angegeben werden. Liegt ein Energieausweis mit Energieeffizienzklasse vor, muss die entsprechende Einstufung auch veröffentlicht werden.  7. Erweiterung der Aushangpflicht für Energieausweise (gilt für öffentliche Gebäude mit starkem Publikumsverkehr ab 250  m2 Nutzfläche und entsprechende private Gebäude ab 500 m2 Nutzfläche).  8. Senkung des Primärenergiefaktors von Strom 2014 auf 2,4 und ab 2016 auf 1,8.  9. Einführung von Stichprobenkontrollen für Energieausweise. 10. Einführung eines Kontrollsystems für Inspektionsberichte von Klimaanlagen. Doch bei allen Vorgaben fragt sich der Verbraucher, ob er selbst auch einen Nutzen von verbesserten Standards im Wohnungsbau hat. Rentieren sich Maßnahmen zur energetischen Ertüchtigung von Altbauten oder zur Verbesserung der energetischen Standards von Neubauten? Über die Wirtschaftlichkeit der Erneuerung von Bestandsimmobilien hat der Autor Rolf Neddermann bereits im Jahr 2009 in dem Buch »Energetische Gebäudemodernisierung – Kosten – Wirtschaftlichkeit – CO2-Reduktion« geschrieben [7]. An einem exemplarisch untersuchten Wohnhaus aus dem Jahr 1953 wurden insgesamt über 1200 Einzelmaßnahmen bezüglich der Kosten und der Rendite untersucht, wobei ein Ergebnis war, dass Renditen von über 9 % p. a. bei intelligentem Einsatz der Modernisierungsmaßnahmen möglich sind. Hierauf entstand der Gedanke, auch zu untersuchen, wie sich die Wirtschaftlichkeit energetischer Verbesserungen im Wohnungsneubau darstellt. Lohnt sich die Investition in einen besseren energetischen Standard als den gesetzlich geforderten? Hierzu wurden insgesamt sieben Einfamilien- und fünf Mehrfamilienhäuser untersucht, indem die Kosten und die Energiebedarfe der Gebäude in fünf verschiedenen energetischen Standards ermittelt wurden, um anhand dieser Daten, die Wirtschaftlichkeit zu ermitteln. Somit wird der Frage nachgegangen, ob sich die Verbesserung des energetischen Standards im Wohnungsneubau auch für den Hauseigentümer oder Investor lohnt. Auch hier wäre der Idealfall, dass sich diese Mehrinvestitionen in einem recht kurzen Zeitraum amortisieren, denn damit würde sich eine klassische Doppelrendite oder Win-Win-Situation ergeben, in der der Hauseigentümer oder Investor einen Return on Invest erhält, der höher als die banküblichen Zinsen ist und die Umwelt ebenso von den dadurch erzielten, geringeren CO2-Emissionen profitiert. In diesem Zusammenhang wird heute von der »green economy« gesprochen. Das Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP), das bei der konzeptionellen Weiterentwicklung der Green Economy federführend mitwirkt, definiert diese als eine Wirtschaftsweise, die »menschliches Wohlergehen steigert und soziale Gleichheit sicherstellt, während gleich-

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1 Einleitung

zeitig Umweltrisiken und ökologische Knappheiten erheblich verringert werden«. In einfacher Form könne eine Green Economy demnach als eine Art zu wirtschaften verstanden werden, die kohlenstoffarm, ressourceneffizient und sozial inklusiv sei. Öffent­liche und private Investitionen flössen in einer Green Economy vor allem in Maßnahmen, die Kohlendioxid-Emissionen sowie Umweltverschmutzung senken, Energie- und Ressourcen­ effizienz erhöhen und die Abnahme von Artenvielfalt und Umweltdienstleistungen verhindern [8]. Im vorliegenden Buch wird untersucht, wie teuer die Verbesserung des energetischen Standards von Wohnungsbauten sind, ob sie einen Seite einen Beitrag zur Verbesserung des Klimas durch den verminderten Ausstoß an umweltschädlichen Treibhausgasen leisten kann und dabei gleichzeitig das menschliche Wohlergehen steigert, indem der investierende Hausbesitzer einen wirtschaftlichen Vorteil durch geringere Heizkosten erfährt. Remshalden und Konstanz im Oktober 2015 Prof. Dr.-Ing. Rolf Neddermann und Christiane Weber MA

2.1  Entstehung der Arbeit

2

Beschreibung der Aufgabenstellung und Werkzeuge

2.1

Entstehung der Arbeit

Die Fakultät Architektur und Gestaltung der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Gestaltung Konstanz beschäftigt sich intensiv mit dem energieeffizienten Bauen und der ökonomischen Betrachtung und Bewertung dieser Tendenzen im Hochbau. Die Teilnahme am »Solar Decathlon«, einem internationalen Wettbewerb unter Prof. Dr.-Ing. Thomas Stark, an dem nur 20 ausgewählte Hochschulen aus aller Welt teilnehmen dürfen, nur zwei deutsche Hochschulen nominiert wurden und die Hochschule Konstanz den vierten Platz belegt hat, ist ein sicherer Beweis, dass diese Entwicklungsrichtung unserer Forschung auf dem richtigen Weg ist. Dabei werden auch Forschungsarbeiten zum Thema wirtschaftliches Bauen veröffentlicht. Regelmäßig sind auch die Studierenden des Studienganges Architektur im Bachelor- und Masterstudiengang in die Forschung mit einbezogen. So entstand auch die Idee, wieder Studierende in eine Forschungsarbeit zum Thema »Energetische Standards im Wohnungsbau – Kosten und Nutzen« einzubeziehen. Der hohe Grad der Einbeziehung der Studierenden in die aktuellen Forschungen zeichnet u. a. die Hochschule Konstanz aus. Im Wintersemester haben insgesamt sieben Studierende unterschiedliche Einfamilien-Wohnhäuser untersucht. Das Ziel war, herauszufinden, um wieviel höhere energetische Standards die Baukosten verteuern und unter welchen Bedingungen sich diese Mehrkosten in welcher Höhe amortisieren. Die untersuchten Objekte stammten zum Teil aus der Datensammlung des Baukosteninformationszentrums deutscher Architektenkammern BKI [9], die regelmäßig veröffentlicht werden. Teilweise stammen die Objekte aus den Büros, in denen die Studierenden arbeiten oder ihr Praktikum absolvierten. Für alle Objekte liegen die Zustimmung der Bauherren und Architekten vor. Die Bearbeiter und Bearbeiterinnen waren: ◾◾ Philip Hensle (Master of Arts) ◾◾ Yvonne Huber (Master of Arts) ◾◾ Mara Liebhardt (Master of Arts) ◾◾ Lu Chen (Master of Arts) ◾◾ Dario Sisljagic (Bachelor of Arts) ◾◾ Christiane Weber (Master of Arts) ◾◾ Martin Wirth (Bachelor of Arts).

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2  Beschreibung der Aufgabenstellung und Werkzeuge

Frau Christiane Weber übernahm im Anschluss an diese Arbeit als wissenschaftliche Angestellte die vollständige Überarbeitung der Daten, die nachträgliche und einheitliche Auswertung mit dem Programm Energieplaner (Version 11) des Baukosten­infor­ma­ tionszentrums deutscher Architektenkammern [10], die textliche wie grafische Überarbeitung sowie die Quellenrecherchen. Prof. Dr.-Ing. Thomas Stark von der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Gestaltung Konstanz, Fakultät Architektur und Gestaltung, Studiengang Architektur, stand uns beratend zur Seite. Die Planung, Beschreibung und Bepreisung der haustechnischen Maßnahmen hat ­dankenswerterweise Herr Dipl.-Ing. Günter Behling vom Ingenieurbüro behling GmbH, Planung, Technik, Architektur, Senefelderstraße 2, 73760 Ostfildern-Ruit übernommen (www.ibbehling.de). Das Büro hat die von uns anhand der Bedarfsberechnungen vorgeschlagenen technischen Gebäudeausrüstungen geprüft und mit ortsüblichen Preisen aus der Region Stuttgart, Stand IV/2013 bepreist.

Zur Aktualität der Arbeit Mit der Ideenfindung für diese Arbeit Ende des Jahres 2012 war uns, den Autoren, beiden bewusst, dass die Bearbeitung der großen Menge an Daten lange Zeit in Anspruch nehmen wird, und wir somit Gefahr laufen werden, von aktuellen Ereignissen wie Energie­ einsparverordnungen, Zinsen oder veränderten Energiepreissteigerungsraten eingeholt zu werden. So wurden wir von der EnEV 2014 eingeholt, deren Verschärfungen der Anforderungen aber erst am 1. 1. 2016 in Kraft traten. Unserer Ansicht nach tut dies unserer Arbeit keinen Abbruch, da wir, ausgehend von der EnEV 2009, mehrere Standardverbesserungsschritte vorsahen, die nicht unmittelbar mit der aktuellen EnEV 2014 zusammenhängen. Wir definieren die Verbesserungsschritte auch nicht über gesetzliche Zwänge, sondern über mögliche Schrittgrößen zu einer sinnvollen Verbesserung des energetischen Standards. Unsere Aussagen über Mehrkosten, Einsparungen und Renditen verlieren dadurch nicht an Aussagkraft oder Richtigkeit, es ändert sich nur die Freiwilligkeit des Ausführens dieser Schritte. Der energetische Standard der EnEV 2014 liegt zwischen unserem ersten und zweiten Verbesserungsschritt. Damit ändern sich auch die Fördermöglichkeiten der KfW oder vergleichbarer Institutionen. Volatil sind auch die von uns zugrunde gelegten Zinssätze und Energiepreissteigerungsraten. Wir haben die wirtschaftlichen Daten im April 2015 noch einmal komplett überarbeitet. Waren wir bis dahin noch von einem unteren Zinsniveau von 3 % p. a. ausgegangen, so lagen diese im April 2015 bei 1,5 % bis 2,0 % für Hypothekenzinsen. Fachleute gingen davon aus, dass diese nicht weiter sinken würden/könnten und sprachen schon von einer Zinswende. Dennoch sind sie bis zum Erscheinen des Buches noch weiter gesunken.