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Kurztitel: EnEff:Stadt Energiekonzept-Berater für Stadtquartiere
Förderkennzeichen: 0327400N
Status: Abgeschlossen
Laufzeit: 11/2009 bis 09/2012
Themen: Quartierskonzepte, Neubau von Siedlungen, Sanierung von Siedlungen, Energieplanung für Städte, Wirtschaftlichkeitsanalysen
Standort: Nobelstr. 12, 70569 Stuttgart
Innovation: Software ermittelt energetische Potenziale für verschiedene bauliche Qualitäten und Versorgungsstrategien

Quintessenz

  • Beratungstool für die frühe Planungsphase, in der noch kein detailliertes Planungswerkzeug eingesetzt werden kann
  • Bewertung eines Quartiers mit unterschiedlichen baulichen Qualitäten und Versorgungsstrategien
  • Berechnung der Nutz-, End- und Primärenergie für Typgebäude und ein gesamtes Quartiers
  • Tool bietet Referenzbeispiele nationaler und internationaler Demonstrationsvorhaben

Der Energiekonzept-Berater für Stadtquartiere unterstützt Stadtplaner und andere Akteure bei der Quartiersentwicklung in den ersten Planungsphasen. Die Software enthält eine Sammlung individueller Hilfsinstrumente für die Planung sowie Referenzbeispiele nationaler und internationaler Demonstrationsvorhaben. Die Entwicklung erfolgte im Rahmen der EnEff:Stadt-Begleitforschung. Kern der kostenfreien Software ist die energetische Bewertung eines Stadtquartiers mit unterschiedlichen baulichen Qualitäten und Versorgungsstrategien anhand vorkonfigurierter Gebäudetypen und Energiesysteme. Im Rahmen des IEA ECBCS Annex 51 der Internationalen Energie Agentur wurde eine englischsprachige Version mit länderabhängigen Rahmenbedingungen und Informationen erstellt.

Projektkontext

Der Energiekonzept-Berater für Stadtquartiere zielt darauf ab, Stadtplaner, Wohnbaugesellschaften, Bauträger und lokale Entscheidungsträger in frühen Phasen der Planung energetischer Quartierskonzepte zu unterstützen. Er hilft sowohl bei der Planung neuer Stadtquartiere als auch bei der baulichen Sanierung oder beim Umbau der lokalen Energieversorgung. In den frühen Planungsphasen werden die meisten und oftmals auch die weitreichendsten Entscheidungen im Hinblick auf Art und Höhe des Energieverbrauchs getroffen. Deshalb sollen im Energiekonzept-Berater Hilfsmittel zur Verfügung gestellt werden, die einfach anzuwenden sind und nicht zu viele Detailinformationen bei der Eingabe benötigen. Sie sollen trotzdem eine verlässliche Aussage zu den energetischen Potenzialen unterschiedlicher Gebäude- und Versorgungsstrategien ermöglichen. Das Programm ist nicht für die Dimensionierung von Einzeltechnologien gedacht. Diese Arbeiten werden normalerweise erst in späteren Planungsphasen durchgeführt. Es ermöglicht stattdessen einen schnellen Vergleich diverser Strategien im Gebäudebereich und für die dezentrale, d. h. gebäudeweise, und zentrale Energieversorgung.

Forschungsfokus

Für die energetische Bewertung enthält die Software eine Bedienoberfläche mit umfangreichen Defaultwerten, beginnend mit Typgebäuden wie Ein- und Mehrfamilienhäusern, Bürogebäuden, Schulen und sozialer Infrastruktur. Hinzu kommen vorkonfigurierte Gebäudehüllflächen in Abhängigkeit des Gebäudealters sowie eine Auswahl adäquater Gebäudetechnik. In vielen Bereichen können die Defaultwerte durch den Nutzer an die realen Bedingungen angepasst werden, falls diese genauer bekannt sind. Es ist jedoch nicht notwendig, eine detaillierte Bestandsaufnahme für jedes Gebäude im Quartier durchzuführen.

Zusätzlich zur rechnerischen energetischen Bewertung eines geplanten oder bereits existierenden Stadtquartiers bietet der Konzept-Berater 19 nationale und internationale Beispiele energieeffizienter Quartiere und erläutert die dort eingesetzten Strategien und Technologien. Ermöglicht wird der Vergleich eines gemessenen Energieverbrauchs mit nationalen Durchschnittswerten vergleichbarer Quartiere.

Das Programm wurde im Rahmen des IEA ECBCS Annex 51 „Energy Efficient Communities“ internationalisiert. Die Forschungspartner erarbeiteten u. a. nationale Typgebäude, nationale Klimadaten und eine länderspezifisch angepasste Präsentation der Ergebnisse. Denn die verschiedenen Teilnehmerländer bevorzugen entweder Primärenergie, CO2-Emissionen oder nur Endenergie als Ausgabekennwerte.

Diverse Strategien und Technologien können zu einem energieeffizienten Quartier beitragen. Dieser Programmbereich zeigt auf, welche Maßnahmen möglich sind und listet Links zu detaillierteren Informationen, zumeist aus spezifischen IEA Projektgruppen. Weiterhin können nationale und internationale Berichte heruntergeladen werden.

Der Energiekonzept-Berater für Stadtquartiere – Ein Hilfsmittel für die frühen Planungsphasen

© Fraunhofer IBP

Navigation durch die Programmteile

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Weitere Abbildungen

Fallstudienmatrix: Informationen zu beispielhaften energieeffizienten Stadtquartieren aufgeteilt auf unterschiedliche Strategien.

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Beispiel für die Darstellung eines energieeffizienten Stadtquartiers

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Informationen zu energieeffizienten Strategien und Technologien

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Meilensteine und Erfolge

Die rechnerische Bewertung der Energieeffizienz von Quartieren ermöglicht dem Nutzer, den Energiebedarf eines Stadtquartiers mit bis zu 100 Gebäuden auf Basis einer CEN-kompatiblen, genormten europäischen EPBD-Bewertungsmethode (EU Energy Performance of Buildings Directive) zu ermitteln. Die Ergebnisse enthalten Angaben zu Nutzenergie, Endenergie, Primärenergie, CO2-Emissionen oder CO2-äquivalent Emissionen und dem erneuerbarer Anteil am Energieverbrauch, je nachdem was im Land gängig ist. In der deutschen Version werden folgende Ergebnisse grafisch und tabellarisch dargestellt:

  • Nutzenergie
  • Endenergie
  • Nicht erneuerbare Primärenergie
  • CO2-äquivalent Emissionen
  • Erneuerbarer Anteil am Energieverbrauch.

Um die einfache und schnelle Eingabe der Kennwerte eines Stadtquartiers zu ermöglichen, wurden nationale Gebäudetypen in Bibliotheken angelegt. Für jeden Gebäudetyp ist darin eine feste Geometrie, ein Nutzerprofil und U-Werte für die Gebäudehüllfläche in Abhängigkeit des Gebäudealters definiert.

Als Energieversorgungslösungen lassen sich für Heizung und Kühlung sowohl zentrale als auch dezentrale Systeme inklusive der einzusetzenden Energieträger modellieren.

Im Quartier erzeugter Strom kann ins nationale Stromnetz eingespeist werden. In diesem Fall erfolgt eine Gegenrechnung mit dem End- und Primärenergiebedarf sowie den CO2-Äquivalenz Emissionen des Quartiers in der Gesamtjahresbilanz. Dadurch kann bestimmt werden, ob es sich um ein end- oder primärenergetisch neutrales Quartier handelt oder um einen CO2 Äquivalent-neutrales oder gar um ein Plusenergiequartier. Im Quartier erzeugte Wärme aus erneuerbaren Energien kann nur im Quartier selbstgenutzt werden. Sie wird bilanziell also nur zur Eigennutzung angerechnet.

Energieverbrauchsvergleich: Gemessene oder abgerechnete Verbräuche können mit dem deutschen Mittelwert verglichen werden.

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Weitere Abbildungen

Nutzeroberfläche der rechnerischen energetischen Bewertung von Quartieren. Der grüne Rahmen markiert die Bibliothek mit den Typgebäuden, die in das Bewertungsfeld (gerahmt in pink) gezogen werden können. Die Bewertungsbox zeigt die verwendeten Gebäudetypen mit ihrer Energieversorgung und ermöglicht dem Nutzer die weitere Anpassung der Gebäude und der Gebäudetechnik sowie der Versorgungssysteme. Der untere Bereich (gerahmt in orange) zeigt die Sofortergebnisse als Balkendiagramme und Textinformationen.

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Screenshot der Eingabefelder zur Anpassung eines Gebäudetyps in 7 Schritten

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Architektur der Software. Sie besteht aus einer Nutzeroberfläche mit Typgebäuden, vorgegebenen Nutzerprofilen, einer Auswahl aus zentralen und dezentralen Energieversorgungssystemen, dem Rechenkern (Kernel) und der Ausgabe als Tabellen und Diagrammen.

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Evaluierungsbeispiel Stuttgart Burgholzhof: 31 Mehrfamilienwohngebäude und 1 Schule können im Energiekonzeptberater für Stadtquartiere zeitsparend als 5 Typgebäude eingegeben werden. Die Energieversorgung ist eine solarunterstützte Nahwärme.

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Evaluierungsbeispiel: Vergleich der gemessenen Ergebnisse (links) und der berechneten Ergebnisse mit dem EnEff:Stadt Energiekonzept-Berater für Stadtquartiere (rechts) für das Demonstrationsvorhaben Stuttgart-Burgholzhof.

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Mit dem Energiekonzept-Berater für Stadtquartiere kann ein Energiebedarfsausweis oder ein Energieverbrauchsausweis für Stadtquartiere in Anlehnung an die Einzelgebäudeausweise erstellt werden.

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Anwendung

Die Software steht auf der Website des District Energy Concept Adviser kostenlos zum Download bereit. Für den Download ist ein Login erforderlich. Die Nutzer erhalten damit weitere Informationen sowie Updates der Software.

Letzte Aktualisierung: 1. Januar 2013

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