grundlagen des energieeffizienten bauens · april 2013 | fachbereich architektur | fachgebiet...

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 1

17. April 2013 | Fachbereich Architektur | Fachgebiet Entwerfen und Energieeffizientes Bauen | Prof. Manfred Hegger | 1

Grundlagen des Energieeffizienten Bauens

Einführung - Was ist Energie?


Semesterablauf Studienleistung

V Vorlesung jeweils mittwochs / 08:00 – 09:30 h

Ü Hausübung “Energieoptimiertes Gebäudekonzept” für den “Hochbauentwurf” (HBE) | [B10] Ausgabe der Übung 03.07.2013 Abgabe der Übung 14.08.2013

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 2


Semesterablauf Termine

mittwochs 8:00 - 9:30h 17.04.2013 Smart Building Technologies: Einführung FG ee 24.04.2013 Stadtraum und Energie Techno 08.05.2013 Freiraum und Mikroklima FG ee 15.05.2013 Aktive und passive Strategien FG ee 22.05.2013 Energiequellen, Netze und Speicher Techno 05.06.2013 Licht 2 Techno 12.06.2013 Gebäudehülle FG ee 19.06.2013 Intelligente Gebäudesteuerung und Regelung Techno 26.06.2013 Aktive Systeme 1 FG ee 03.07.2013 Aktive Systeme 2 FG ee 10.07.2013 Integrale Planung 2 Techno


Semesterablauf Studienleistung und Anerkennung

Bachelor: Vorlesung mit Übung 2CP als Teil des Modul B14c “Konstruktion und Technik III” Gewerbelehrer: Vorlesung mit Übung 2CP als Teil des Modul 12 “Energieeffizientes Bauen”

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 3


Semesterablauf Download Vorlesungsfolien

Handout als pdf immer am Vortag ab 12h

http://www.architektur.tu-darmstadt.de/ee

Semesterprogramm

Bachelor

> Grundlagen des energieeffizienten Bauens


Literaturempfehlung zur Vorlesung

Hausladen, Gerhard: Innovative Gebäude-, Technik- und Energiekonzepte. München 2001

Behling, Sophia und Stefan: Sol Power. Die Evolution der solaren

Architektur. München 1996

Schittich, Christian (Hrg.): Im Detail. Solares Bauen. Ökologisches Bauen. Strategien, Visionen, Konzepte.

München 2003

Daniels, Klaus: Technologie des ökologischen Bauens. Grundlagen und Maßnahmen, Beispiele und Ideen. Basel 1999

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 4


Literaturempfehlung zur Vorlesung

Hausladen, Gerhard; de Saldanha, Michael; Liedl, Petra; Sager, Christina: Clima Design. Lösungen für Gebäude, die mit weniger Technik mehr können. München 2004

Glücklich,Detlef (Hrg.): Ökologisches Bauen. Von Grundlagen zu Gesamtkonzepten. München 2005

Hegger, Manfred: Energieatlas. Nachhaltige Architektur. München 2007

Luebkeman, Dr. Chris: Drivers of Change 2006. ARUP 2006


Semesterablauf Ansprechpartner

Dipl. Ing. Ruben Lang [email protected] cand.arch. Amelie Breitenbach [email protected]

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 5


Einführung


Autochthones Bauen Geschichtlicher Abriss Globaler Wandel

Klimawandel

Nachhaltigkeit

Einführung

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 6



Klimawandel

Nachhaltigkeit

Einführung


Autochthones Bauen “Dritte Haut”

Autochthones Bauen Bauformen und Bauarten der naturnahen Bevölkerungsgruppen wurden ursprünglich als "dritte Haut" -hauptsächlich zum Schutz gegen die Witterung- über Generationen den jeweiligen klimatischen, geographischen und geologischen Gegebenheiten bestmöglich angepasst. Von einfachen Menschen erbaute und auf ihre natürliche Umwelt abgestimmte Gebäude nennt man autochthone Gebäude [griechisch >chthon<, Erde]. Die autochthonen Baumeister konnten nur auf örtlich vorhandene Materialien zurückgreifen und ihre Bautechniken müssen ökonomisch sinnvoll sein. Aufgrund der beschränkten Ressourcen werden die Kosten und der Energieverbrauch gering gehalten. Durch die Synergie von Klima und Ort sind einfache, aber die Ressourcen schonende Antworten auf die Herausforderungen aus Hitze, Kälte, Regen und Wind entstanden.

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 7


Autochthones Bauen Gebäudeperformance

Gebäude Anforderungen Randbedingungen


Autochthones Bauen Autochthone Gebäudekonzepte

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 8


Autochthones Bauen Autochthone Gebäude + Mikroklima

Für die alten Baumeister war es selbstverständlich, bei der Planung von Gebäuden die unterschiedlichen jahreszeitlichen Zyklen von Sommer und Winter, Tag und Nacht sowie die Einflüsse von Sonne, Wind und Niederschlägen zu berücksichtigen. Ein Blick auf die traditionellen Bauweisen zeigt, dass sich aus geographisch-klimatischen Verhältnissen und lokalen Gegebenheiten spezielle Haustypen und Gebäudekonstruktionen entwickelten. Die Menschen verstanden es, durch Kenntnis und richtige Handhabung klimatischer sowie physikalischer Gesetzmäßigkeiten bei einem Minimum an zugeführter Energie hinreichend behaglich zu wohnen. Jahrelang wurden solche Bauten von der etablierten Architekturszene mehr oder weniger ignoriert.


Autochthones Bauen Traditionelle Gebäudekonzepte

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 9


Autochthones Bauen Traditionelle Wohnhaus- und Dachformen

Typische, traditionelle Wohnhaus- und Dachformen verschiedener Regionen



Klimawandel

Nachhaltigkeit

Einführung

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 10


Geschichtlicher Abriss Die Griechen – Das Megaron


Geschichtlicher Abriss Die Römer – Das Pantheon

Im Pantheon mit seiner kreisrunden Cella, seinen Nischen und seiner Kuppel wurden mit Hilfe des Sonnenlichtes dramatische Effekte erzielt.

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 11


Geschichtlicher Abriss Christliches Frühmittelalter – Die Hagia Sophia

Für die Christen wird das Sonnenlicht zu einem Symbol für ihren Erlöser. Mit Hilfe dieses Themas wurden die neuen Kirchenbauten theatralisch inszeniert. Die Hagia Sophia wurde 538 n. Chr. in Konstantinopel erbaut. Die Kuppel war für fast ein Jahrtausend die größte, bis sie im Jahr 1589 vom Petersdom übertroffen wurde.


Geschichtlicher Abriss Die Gotik

Die Gotik mit ihrer Helligkeit, Transparenz und Dramatik stand im völligen Gegensatz zur Romanik. Neue Bautechnologien und Verarbeitungsmethoden in Verglasung und Tragkonstruktion lassen die gotischen Kirchen und Kathedralen in einem „neuen Licht erstrahlen. Das inszenierte Sonnenlicht löst die Schwerkraft der Wände auf.

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 12


Geschichtlicher Abriss 18. Jahrhundert – die Epoche der Aufklärung

Das Schloss Sanssouci in Potsdam wurde im 18. Jh. - ganz im Sinne der Aufklärung - als Sommerresidenz Friedrichs des Großen erbaut. Die Sonnenenergie stellte eine unverkennbare Planungsgröße dar, die Lebensqualität und Komfort bringen sollte, aber auch Aufklärung und Achtung der Natur. Potsdam hat ein kühles Kontinentalklima, doch indem die Treibhäuser auf einem nach Süden weisenden Hang angelegt wurden, konnte Friedrich dort Weinstöcke pflanzen und sich mit seinem eigenen Wein versorgen.


Geschichtlicher Abriss Industrielle Revolution – Kristallpalast, Paxton 1858

Die Industrielle Revolution begründet einen bedeutenden weltgeschichtlichen Wandel; viele zuvor vornehmlich landwirtschaftlich geprägte Länder entwickelten sich zu Industrienationen. Neue Technologien versetzen die Architekten und Bauingenieure in die Lage, die durch das menschliche Maß gesetzten Grenzen zu überwinden. In zunehmenden Maße repräsentieren die Gebäude weniger die Anwendung der Technologie als Instrument der Architektur als vielmehr eine Unterwerfung der Architektur unter die Technologie selbst. Viele der architektonischen Errungenschaften dieser Zeit – z.B. Paxtons Kristallpalast für die Londoner Weltausstellung von 1851 – stellen denn auch eher konstruktionstechnische als architektonische Meisterleistungen dar.

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 13


Geschichtlicher Abriss Industrielle Revolution – Arbeiter-Wohnquartiere

Der Glaube an den Fortschritt und die damit verbundene Steigerung der Lebensqualität ließ die politisch und wirtschaftlich Verantwortlichen zunächst die Augen vor den unübersehbar werdenden negativen Auswirkungen der Industriellen Revolution verschließen. Es kam zu einem explosionsartigen Anstieg des Energieverbrauches.


Geschichtlicher Abriss Moderne – Von der Wand zur Haut

Die Erschütterung des ersten Weltkrieges und die wachsenden urbanen Probleme führten zu einer der radikalsten und visionärsten Zeitströmungen des 20 Jh. Die Moderne als Architekturstil hielt in öffentlichen und industriellen Gebäuden Einzug. Die Sonne wurde zu einem Schlüsselelement für Gesundheit und Erziehung. Das angestrebte Lebensgefühl sowie die neue Wohnmaßstäbe dieser Zeit wurde von Sigfried Giedions 1929 mit den Begriffen: „Licht, Luft und Öffnung beschrieben. Die Entwicklung des Eisens als konstruktives Material im Zuge der industriellen Revolution und die Erfindung der eisernen Skelettkonstruktionen eröffnet für die Behandlung der Außenwand ganz neue Möglichkeiten, bis letztlich nur noch eine gläserne Haut als Grenze zwischen innen und außen vor die Konstruktion gehängt wird. Die Energiefrage bleibt ungeklärt

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 14


Geschichtlicher Abriss Das gläserne Wohnhaus

Der radikalste Einsatz von Glas findet in den 1940er-Jahren bei einigen privaten Wohnhäusern statt. Eine puristische Umsetzung der Glasarchitektur gelingt Mies mit dem Farnsworth House in Illionois. Diese Projekt mit seinem idealisierten Raum – der nur durch horizontale Ebenen definiert wird – und der vollkommenen Reduzierung der Konstruktion wird schnell zur Ikone der modernen Architektur. Es ist gleichzeitig aber auch ein Produkt des begrenzten Energie- und Umweltbewusstseins und des geringen bauphysikalischen Verständnisses seiner Zeit. Die minimalistische Detailausbildung wird durch massive Bauschäden, die sich schon nach dem Bezug einstellen, erkauft


Geschichtlicher Abriss Der Glaskasten – Baustil multinationaler Konzerne

Mit dem Zeitalter der Industrialisierung wurde auch die Effizienz und vor allem die ökonomische Effizienz im Bauwesen bedeutend. Dabei beschäftigte man sich hier vor allem mit modularisierten Konstruktionen. Stahl und Glas schufen die Grundlage für die Curtain-Wall-Gebäude. Im inneren wurde durch technisches Kühlen und Heizen ein Klima erschaffen, indem der Mensch nicht mehr interagieren musste.

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 15


Geschichtlicher Abriss Öko – Architektur

Die »Shelter-Bewegung« der 1960er-Jahre gilt als Wegbereiter, bestehende Architekturauffasungen zu hinterfragen. Das Konzept des autonomen Wohnens (»autonomous-dwelling«) wurde vornehmlich in wüstenartigen Gegenden der USA erprobt. Erstmals seit der Industrialisierung wurden wieder autarke Energie-, Wasser-, und Entsorgungskonzepte erprobt. Das experimentelle Potential der Bewegung spielte auch mit der Lust an der Modifikationen von Standards. Der erhebliche Einfluss des Errichtens und Betreibens von Gebäuden auf den nationalen Energieverbrauch rückte mit der Ölkrise von 1973 erstmals ins Bewusstsein.


Geschichtlicher Abriss High-Tech Architektur

»High-Tech-Architektur« stellt seit den 1980er- Jahren einen weiteren Ansatz dar, den Energieverbrauch von Gebäuden zu reduzieren. International bekannte Architekten (Norman Foster, Richard Rogers, Renzo Piano, u.a.) nahmen innovative Konstruktionsmethoden und technologische Entwicklungen zum Gegenstand des architektonischen Ausdrucks.

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 16


Geschichtlicher Abriss Energieeffizientes und nachhaltiges Bauen

Der Ansatz des Nachhaltigen Bauens stellt sich umfassender dar. Die Gesamtheit der architektonischen Produktion; d.h. ökonomische, ökologische und gesellschaftliche Aspekte sind in ihren wechselseitigen Abhängigkeiten zu betrachten



Klimawandel

Nachhaltigkeit

Einführung

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 17


Globaler Wandel Verstädterung / Landflucht

+ 60 % (2030)


Globaler Wandel Urbane Bevölkerung nach Kontinenten

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 18


Globaler Wandel Verstädterung / Landflucht


Globaler Wandel Grad der Verstädterung / Entwicklung der Städte

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 19


Globaler Wandel Urbane Agglomerationen seit 1950


Globaler Wandel Megastädte

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 20


Globaler Wandel Historische Entwicklung Londons


Globaler Wandel Historische Entwicklung Londons

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 21


Globaler Wandel Flächenverbrauch

129 ha/d


Globaler Wandel Entwicklung des Wohnflächenbedarfs in Deutschland

19,0 m² 41,2m²

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 22


Globaler Wandel Energieaufwand und urbane Dichte


Globaler Wandel Urbane Dichte

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 23


Globaler Wandel Urbane Dichte



Klimawandel

Nachhaltigkeit

Einführung

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 24


Klimawandel Langfristige Temperaturentwicklung


Klimawandel Langfristige Entwicklung C02-Konzentration

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 25


Klimawandel CO2-Ausstoß einiger Industrie- und Entwicklungsländer


Klimawandel CO2-Ausstoß pro Kopf

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 26


Klimawandel Prognosen globaler Erderwärmung bis 2100

+ 1,5 bis 5,8 C


Klimawandel „tipping points

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 27


Klimawandel 2 C-Grenze


Klimawandel Primärenergie - Rohölförderung

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 28


Klimawandel Klimaschutz Mitigation - Adaption

Sozioökonomische Entwicklung

Wirtschaftswachstum

Technologie Bevölkerung Regierung

Emissionen und Konzentrationen

Treibhausgase

Aerosole

Auswirkungen auf Mensch und Natur

Ernährungsressourcen

Ökosystem und Biodiversität Lebensraum + Gesundheit

Klimawandel

Temperaturanstieg Meeresspiegelanstieg

Niederschlagsveränderung Trockenheit + Überschwemmungen

Miti

gatio

n Adaption

Adaption



Klimawandel

Nachhaltigkeit

„Grundlagen

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 29


Nachhaltigkeit Definition, allgemein

Begriff „Nachhaltigkeit 1713 von Oberberghauptmann Hans Carl von Carlowitz geprägt in Bezug auf die „nachhaltende Nutzung der Wälder 1983 Gründung der „Weltkommission für Umwelt und Entwicklung (WCED) 1987 Abschlussbericht der Brundtland-Kommission „Unsere gemeinsame Zukunft (dt. HAUFF 1987) „Nachhaltigkeit ist eine Entwicklung, die den Bedürfnissen der heutigen Generation entspricht, ohne die Möglichkeiten künftiger Generationen zu gefährden, ihre eigenen Bedürfnisse zu befriedigen und ihren Lebensstil zu wählen


Nachhaltigkeit Brundtland-Bericht

Als Brundtland-Bericht wird der 1987 veröffentlichte Bericht der Weltkommission für Umwelt und Entwicklung bezeichnet. Kommissionsvorsitzende war die ehemalige norwegische Ministerpräsidentin Gro Harlem Brundtland 1."Dauerhafte Entwicklung ist Entwicklung, die die Bedürfnisse der Gegenwart befriedigt, ohne zu riskieren, dass künftige Generationen ihre eigenen Bedürfnisse nicht befriedigen können.„

2."Im wesentlichen ist dauerhafte Entwicklung ein Wandlungsprozess, in dem die Nutzung von Ressourcen, das Ziel von Investitionen, die Richtung technologischer Entwicklung und institutioneller Wandel miteinander harmonieren und das derzeitige und künftige Potential vergrößern, menschliche Bedürfnisse und Wünsche zu erfüllen."

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 30


Nachhaltigkeit Drei-Säulen-Modell

Definition der Enquete-Kommission des Deutschen Bundestages „Schutz des Menschen und der Umwelt : „Nachhaltigkeit ist die Konzeption einer dauerhaft zukunftsfähigen Entwicklung der ökonomischen, ökologischen und sozialen Dimension menschlicher Existenz. Diese drei Säulen der Nachhaltigkeit stehen miteinander in Wechselwirkung und bedürfen langfristig einer ausgewogenen Koordination.

Gesellschaft Wirtschaft

Umwelt

Ökologische Nachhaltigkeit: Sie orientiert sich am stärksten am ursprünglichen Gedanken, keinen Raubbau an der Natur zu betreiben. Ökologisch nachhaltig wäre eine Lebensweise, die die natürlichen Lebensgrundlagen nur in dem Maße beansprucht, wie diese sich regenerieren. Ökonomische Nachhaltigkeit: Eine Gesellschaft sollte wirtschaftlich nicht über ihre Verhältnisse leben, da dies zwangsläufig zu Einbußen der nachkommenden Generationen führen würde. Allgemein gilt eine Wirtschaftsweise dann als nachhaltig, wenn sie dauerhaft betrieben werden kann. Soziale Nachhaltigkeit: Ein Staat oder eine Gesellschaft sollte so organisiert sein, dass sich die sozialen Spannungen in Grenzen halten und Konflikte nicht eskalieren, sondern auf friedlichem und zivilem Wege ausgetragen werden können.


Nachhaltigkeit Drei-Säulen-Modell

drei Säulen im Bauwesen, Abschlussbericht der Enquête-Kommission 1998

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 31


Nachhaltigkeit Traditionen des nachhaltigen Bauens

1900

Gesellschaft

1920 1940 1960 1980 2000



1900

Gesellschaft

1920 1940 1960 1980 2000

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 32



1900

Gesellschaft

1920 1940 1960 1980 2000


Nachhaltigkeit Definition für das Bauwesen

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 33


Nachhaltigkeit Internationale Zertifizierungssysteme

LEED

LEED CA BREEAM

HQE CASBEE

Green Star

Green Star NZ

MINERGIE-ECO

DGNB

TQ

LEED BR

LEED IN

SICES EEWH LEED VAE


Nachhaltigkeit DGNB

Deutsche Gesellschaft für nachhaltiges Bauen e.V. Organisation, die die Aufgabe hat, Maßnahmen, Wege und Lösungen zu Planung, Bau und Nutzung von Gebäuden aufzuzeigen und zu fördern, die Ziele des nachhaltigen Bauens verwirklichen. Deutsches Gütesiegel Nachhaltiges Bauen wurde mit dem Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung entwickelt Lebenszyklusbetrachtung, die ökonomische, ökologische, soziokulturelle und funktionale Aspekte bewertet Nachhaltigkeitszertifikate für Bauwerke in Gold, Silber oder Bronze

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 34


Grundlagen des Energieeffizienten Bauens

Was ist Energie?


Begriffsdefinition Energieformen

Energieträger

Richtwerte, Richtlinien

Gebaute Beispiele

Was ist Energie?

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 35



Energieträger


Gebaute Beispiele

Was ist Energie?


Begriffsdefinition

Aristoteles, „énérgeia (dt. Tätigkeit, Wirksamkeit): = die Wirkkraft, durch die Mögliches in Seiendes übergeht naturwissenschaftliche Definition „Energie : = die im System gespeicherte Arbeit oder = die Fähigkeit des Systems zur Verrichtung von Arbeit

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 36




Begriffsdefinition 1. Hauptsatz der Thermodynamik - Energieerhaltung

1. Hauptsatz der Thermodynamik: (Energieerhaltungssatz von Hermann Helmholtz 1847) Energie wird im physikalischen Sinn nicht verbraucht , sondern nur umgewandelt, z. B. in Maschinen Energie = Exergie + Anergie = konstant Exergie: arbeitsfähige Energie Anergie: nicht arbeitsfähige Energie Beispiel: Heizung Die Gesamtenergie bei der Verbrennung eines Brennstoffes setzt sich dabei aus dem nutzbaren Anteil (Exergie) sowie dem durch Abwärme und Umwandlungsverluste nicht nutzbaren Anteil (Anergie) zusammen.

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 37


Begriffsdefinition 2. Hauptsatz der Thermodynamik - Entropie

2. Hauptsatz der Thermodynamik: (Entropiesatz von Rudolf Claudius 1865) Bei der Hervorbringung von Ordnung erfolgt eine mehr als gleichwertige Erzeugung von Unordnung. Die Entropiebilanz ist noch immer in der Gewinnzone, selbst wenn einige Bestandteile ein höheres Maß an Ordnung annehmen Brian Greene: „Der Stoff, aus dem der Kosmos ist Entropie = Wendung, Umwandlung Beispiel: „Wenn du deinen Reispudding rührst, Septimus, dann verteilt sich die Marmelade herum und macht dabei rote Spuren wie in dem Bild eines Meteors in meinem astronomischen Atlas. Aber wenn du rückwärts rührst, kommt die Marmelade nicht mehr zusammen. Tatsächlich merkt der Pudding davon nichts und wird weiterhin rosa wie zuvor Tom Stoppard: Arcadia, 1.Akt, 1.Szene, Dialog zwischen Thomasina und Septimus.

Ein Gas dehnt sich nach Entfernen der Zwischen-wand (oberes Bild) spontan aus (unteres Bild), wobei die Entropie erhöht wird.

Mischungsentropie



Energieträger


Gebaute Beispiele

Was ist Energie?

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 38


Energieformen Energieangebote der Erde

Kernenergie Solarstrahlung Erdwärme Gravitation


Energieformen Energieangebote der Erde

solare Strahlung > 99,9 % (Solarkonstante 1367 W/m2) Erdwärme 0,02 % Gezeiten 0,002 %

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 39


Energieformen Energiebilanz der Erde


Energieformen Verluste der Energiebereitstellungskette

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 40




vergangene Strahlung aktuelle Strahlung





Globalstrahlung

oberflächennahe

Erdwärme

Atmosphärenwärme

Wind

Meereswärme

Meeresströmung

Wellenbewegung

Laufwasser

Biomasseproduktion

Atomenergie Kohle

Erdöl

Erdgas

oberflächenferne

Erdwärme

Gezeitenenergie

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 41



nicht erneuerbar erneuerbar



Globalstrahlung

oberflächennahe

Erdwärme

Atmosphärenwärme

Wind

Meereswärme

Meeresströmung

Wellenbewegung

Laufwasser

Biomasseproduktion

Atomenergie Kohle

Erdöl

Erdgas

oberflächenferne

Erdwärme

Gezeitenenergie


Energiedefinition Energieformen

Energieträger


Gebaute Beispiele

Was ist Energie?

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 42



Energieträger Systemtechnische Analyse



Globalstrahlung

oberflächennahe

Erdwärme

Atmosphärenwärme

Wind

Meereswärme

Meeresströmung

Wellenbewegung

Laufwasser

Biomasseproduktion

Atomenergie Kohle

Erdöl

Erdgas

oberflächenferne

Erdwärme

Gezeitenenergie Kohle

Erdöl

Erdgas

rdö


Energieträger Nicht erneuerbare Energie – fossile Energieträger

Fossile Energieträger sichern 80% der weltweiten Energieversorgung

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 43



endliche Reserven • Mineralöl: 41 Jahre • Erdgas: 62 Jahre • Kohle: 200 Jahre Versorgungsunsicherheit

zunehmende Verteilungskonflikte



CO2-Problematik / Klimawandel

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 44



bisherige Preissteigerung - Vergleich



Bei der Kohlendioxidsequestierung wird CO2 aus Abgasen von Kraftwerken und Industrieanlagen technisch abgeschieden, komprimiert und schließlich unter hohem Druck in etwa 1000 Meter tiefe salzwasserhaltige Schichten (»Aquifere«) verpresst. Bis 2015 zwölf Demonstrationsanlagen in Europa geplant Sicherheit und Wirtschaftlichkeit ist noch fraglich Gefahr der Grundwasserverseuchung Gefährliche Emissionen bei Leckagen Durch CO2-Sequestierung Effizienzverluste der Kraftwerke

von ca. 20 % (erhöhter Ressourcenverbrauch, Importabhängigkeit und Kosten)

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 45






Globalstrahlung

oberflächennahe

Erdwärme

Atmosphärenwärme

Wind

Meereswärme

Meeresströmung

Wellenbewegung

Laufwasser

Biomasseproduktion

Atomenergie Kohle

Erdöl

Erdgas

oberflächenferne

Erdwärme

Gezeitenenergie Atomenergie


Energieträger Nicht erneuerbare Energie – Atomenergie

~ 17 % %-Anteil an der weltweiten Stromerzeugung < 7 %

%-Anteil an der weltweiten Energieversorgung

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 46


Energieträger Nicht erneuerbare Energie – Atomenergie

Ressourcenproblem: Preiswertes Uran für Leichtwasserreaktoren reicht noch etwa für 40 Jahre

Brutreaktoren (»Schnelle Brüter«): Neben der Stromproduktion wird weiteres spaltbares Material erzeugt. Es gibt in keinem Land einen Dauerbetrieb.

Kernreaktorkatastrophe in Tschernobyl 1986

Plutonium: Es ensteht als Abfallprodukt und erhöht die atomare Bedrohung (waffentechnische Verwendung).

Uran235: Die Halbwertszeit beträgt über 700 Millionen Jahre - hoher Aufwand für dauerhafte Abschirmung - hochgradige Gesundheitsgefahren


Energieträger Nicht erneuerbare Energie – Atomenergie - Kernfusion

Kernfusion

+ bei niedrigem Brennstoffverbrauch und geringem radioaktiven Abfall große Mengen elektrischer Energie

- enorme Investitionen; kommerzielle Nutzung – wenn überhaupt realisierbar – in frühestens 50 Jahren

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 47


Energieträger Nicht erneuerbare Energie


Energieträger Nicht erneuerbare Energie – Reserven

Quelle: BMWi, Abteilung III, 2006; Energie Atlas; Hegger et. al.; 2007

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 48






Globalstrahlung

oberflächennahe

Erdwärme

Atmosphärenwärme

Wind

Meereswärme

Meeresströmung

Wellenbewegung

Laufwasser

Biomasseproduktion

Atomenergie Kohle

Erdöl

Erdgas

oberflächenferne

Erdwärme

Gezeitenenergie Globalstrahlung

oberflächennahe

Erdwärme

Atmosphärenwärme

Wind

Meereswärme

Meeresströmung

Wellenbewegung

Laufwasser

Biomasseproduktion

wä


Energieträger Erneuerbare Energie - Globalstrahlung - Solarthermie

konischer Reflektor, Augustin Mouchot, 1878

Zur aktiven Nutzung der Globalstrahlung bestehen generell zwei Möglichkeiten: Die Umwandlung in Wärme oder Strom. Kollektorflächen o frei aufgestellt o in die Gebäudehülle integriert Trotz des unterschiedlich hohen Strahlungsanteils verschiedener Standorte ist die Solarthermie heute in Deutschland nahezu überall rentabel.

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 49


Energieträger Erneuerbare Energie - Globalstrahlung - Nutzung

Globalstrahlung

Photovoltaik Solarthermie Transparente Gebäudehülle

Strom Warmwasser Warmluft

Photozelle Solar-

thermisches Großkraftwerk

Warmwasser-kollektor Luftkollektor



Wärmebereitstellung: Solarthermische Kleinanlagen Außenlufterwärmung

(Luftkollektor)

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 50



Wärmebereitstellung: Beispiel eines Luftkollektors (hier: Grammer - Solar - Luftkollektor)



Wärmebereitstellung: Solarthermische Kleinanlagen für Trinkwasser und zur

Heizungsunterstützung

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 51



Flachkollektor Vakuumröhrenkollektor



Flachkollektor Beispiele

Vakuumröhrenkollektor

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 52





17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 53





Stromerzeugung: Solarthermische Kraftwerke in Ländern mit besonders hoher Sonneneinstrahlung

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 54


Energieträger Erneuerbare Energie - Aufwindkraftwerke

Funktionsprinzip 200-MW Kraftwerk Mildura / Australien, geplant

Pilotanlage in Manzanares / Spanien, 1989

von Schlaich, Bergermann und Partner


Energieträger Erneuerbare Energie - Globalstrahlung - Nutzung

Globalstrahlung

Photovoltaik Solarthermie Transparente Gebäudehülle

Strom Warmwasser Warmluft

Photozelle Solar-

thermisches Großkraftwerk

Warmwasser-kollektor Luftkollektor

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 55


Auch Photovoltaikmodule lassen sich direkt in die Gebäudehülle integrieren. Die Systemtechnik basiert auf Entwicklungen seit Mitte des 20. Jahrhunderts und befindet sich auf einem hohen technischen Niveau. In Deutschland wurden bereits über 300 MW installierter Leistung realisiert, dies entspricht etwa einer Fläche von drei Millionen Quadratmetern.

Energieträger Erneuerbare Energie - Globalstrahlung - Photovoltaik

Raumstation MIR



17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 56



Quelle: Energieatlas

Stand 2008/09 18-20% bis 20% bis 10% 12-20 % bis 16%

Stand 2012/13 bis 24% bis 20% bis 13% bis 20,3 % bis 16%



17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 57






Globalstrahlung

oberflächennahe

Erdwärme

Atmosphärenwärme

Wind

Meereswärme

Meeresströmung

Wellenbewegung

Laufwasser

Biomasseproduktion

Atomenergie Kohle

Erdöl

Erdgas

oberflächenferne

Erdwärme

Gezeitenenergie Globalstrahlung

oberflächennahe

Erdwärme

Atmosphärenwärme

Wind

Meereswärme

Meeresströmung

Wellenbewegung

Laufwasser

Biomasseproduktion

wä


Energieträger Erneuerbare Energie - Erdwärme

In den oberen Erdschichten und im Grundwasser gespeicherte Sonnenenergie kann über Erdreichwärmetauscher und Brunnenanlagen mit Hilfe von Wärmepumpen zur Gebäudeheizung und zur Trinkwassererwärmung herangezogen werden. Erdreichwärmetauscher sind überall in Europa einsetzbar. Inzwischen werden europaweit pro Jahr über 300000 Wärmepumpensysteme installiert.

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 58


Energieträger Erneuerbare Energie – Erdwärme - Erdkollektor


Energieträger Erneuerbare Energie – Erdwärme - Erdsonden

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 59


Energieträger Erneuerbare Energie - Atmosphäre

In der Außenluft enthaltene Wärmeenergie eignet sich über Wärmepumpen ebenfalls zur Gebäudeheizung sowie zur Trinkwassererwärmung. - gleiche Systemtechnik wie bei erdreichgekoppelten Wärmepumpen hier mit Luftwärmetauscher - Effizienz von Wärmepumpen sinkt mit zunehmender Temperaturdifferenz


Energieträger Erneuerbare Energie - Wind

2010 7.000 kW 127 m 135 m ca. 20.000.000 kWh

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 60



Harold and Margot Schiff Residences 2007, Chicago, Illinois

Murphy Jahn Architects



Harold and Margot Schiff Residences 2007, Chicago, Illinois

Murphy Jahn Architects

520H Aeroturbine Aerotecture

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 61


Energieträger Erneuerbare Energie - Meereswärme

Meerwasser speichert Energie, die bei geeigneten Temperaturdifferenzen ab etwa 20 Kelvin von oberflächennahem und tiefem Wasser über ein Meereswärmekraftwerk zur Stromerzeugung genutzt werden kann.

Neben Problemen der Energiespeicherung und des Transports bestehen jedoch noch zahlreiche technische Fragestellungen, die einen Dauerbetrieb in absehbarer Zeit nicht erwarten lassen.

Temperaturunterschiede zwischen der Oberfläche und 1000m Tiefe in den Ozeanen

Funktionsprinzip OTEC, (Ocean thermal energy conversion)


Energieträger Erneuerbare Energie - Meeresströmung & Meeresbrandung

Die Ausgleichsströmungen der Weltmeere infolge Temperaturdifferenzen, unterschiedliche Salzkonzentrationen oder Gezeitenwechsel lassen sich über einen unter Wasser angetriebenen Rotor zur Stromerzeugung nutzen. Den Abschätzungen des technischen Potentials zufolge könnte Großbritannien 10–20 % seines Elektrizitätsbedarfs aus Meeresströmungskraftwerken decken. Auch die Meeresbrandung eignet sich prinzipiell in Kombination mit geeigneten Kraftwerken zur Stromgewinnung. Eines der einfacheren Systeme wandelt beispielsweise die kinetische Energie der Brandungswellen durch einen entsprechend konstruierten Kollektor in potenzielle Energie um. Die eigentliche Stromerzeugung erfolgt dann auf die gleiche Weise, wie sie bei Speicherwasserkraftwerken zum Einsatz kommt.

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 62


Energieträger Erneuerbare Energie - Wellen

Wellenenergie ist in erster Linie durch Windenergie induziert.

Berechnungen des internationalen Weltenergierates (World Energy Council, WEC) zufolge verfügt diese Kraftwerkstechnologie über ein beträchtliches Leistungspotenzial.

Wellenkraftwerk vor Dänemark


Energieträger Erneuerbare Energie - Wasserkraft

Laufwasserkraftwerk Speicherkraftwerk

Anlagentypen

-Niederdruckanlagen (Laufwasserkraftwerke)

-Mittel-/Hochdruckanlagen (Speicherwasserkraftwerke)

Installierte Anlagen

-knapp 6000 Laufwasserkraftwerke in Betrieb (ca. 4 % der Nettostromerzeugung in Deutschland)

-Kleinwasserkraftwerke im Leistungsbereich unter 1 MW (private Hand)

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 63


Energieträger Erneuerbare Energie – Wasserkraft - Laufwasserkraftwerk


Energieträger Erneuerbare Energie – Wasserkraft - Speicherkraftwerk

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 64


Energieträger Erneuerbare Energie - Biomasse

- Prinzipiell kann feste, flüssige und gasförmige Biomasse zur Wärmegewinnung, verfeuert oder über motorisch betriebene Blockheizkraftwerke, zur kombinierten Wärme- und Stromerzeugung eingesetzt werden.

- Die ausgereifte Systemtechnik erzielt hohe Wirkungsgrade bei zugleich niedrigen Emissionswerten. Der Leistungsbereich reicht vom Kilowatt- bis in den Megawattbereich.


Energieträger Erneuerbare Energie - Holzhackschnitzel-BHKW

BHKW im Scharnhäuser Park 2003, Ostfildern

Blattmann und Oswald

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 65


Energieträger Erneuerbare Energie - Biogasanlage

Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien; http://www.unendlich-viel-energie.de






Globalstrahlung

oberflächennahe

Erdwärme

Atmosphärenwärme

Wind

Meereswärme

Meeresströmung

Wellenbewegung

Laufwasser

Biomasseproduktion

Atomenergie Kohle

Erdöl

Erdgas

oberflächenferne

Erdwärme

Gezeitenenergie oberflächenferne

Erdwärmeme

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 66


Energieträger Erneuerbare Energie – oberflächenferne Erdwärme

Entzug geothermischer Energie aus einem künstlich geschaffenen Reservoir zur Produktion von Wärme und Storm sog. „Hot-Dry-Rock -Verfahren

Aufschluss der Bohrung steht im Verdacht, Erdbeben zu verursachen


Energieträger Erneuerbare Energie – oberflächenferne Erdwärme

Geothermie Kraftwerk, ENEL Bagnore 3 1997, Mailand, Italien

Stefano Boeri Architetti

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 67






Globalstrahlung

oberflächennahe

Erdwärme

Atmosphärenwärme

Wind

Meereswärme

Meeresströmung

Wellenbewegung

Laufwasser

Biomasseproduktion

Atomenergie Kohle

Erdöl

Erdgas

oberflächenferne

Erdwärme

Gezeitenenergie Gezeitenenergie


Energieträger Erneuerbare Energie - Gezeiten

Gezeitenkraftwerk bei St. Malo, Frankreich

Die in erster Linie durch Gravitation verursachten Gezeiten können – vergleichbar mit der Brandungsenergie – energetisch umgewandelt werden.

Dies erfordert allerdings einen mittleren Tidenhub von mindestens 3 m, der an deutschen Küsten nicht erreicht wird.

Weltweit gesehen bestehen bereits einige dieser Kraftwerke, allerdings schätzt man das Gesamtpotenzial als eher gering ein.

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 68


Energieträger Energiespeicher - Übersicht

Energiespeicher werden nach der gespeicherten (Haupt-)Energieform klassifiziert. Thermische Energie: Wärmespeicher, Fernwärmespeicher Chemische Energie: anorganisch: galvanische Zelle (Akkumulator, Batterie), Redox-Flow-Zelle, Wasserstoff, Batterie-Speicherkraftwerk organisch: Glykogen, Kohlenhydrate, Fette Mechanische Energie: Kinetische Energie (Bewegungsenergie): Schwungrad, bzw. Schwungradspeicher Potentielle Energie (Lageenergie): Feder, Pumpspeicherkraftwerk, Druckluftspeicherkraftwerk Elektrische Energie: Kondensator, Supraleitender Magnetischer Energiespeicher Behälter, die selbst keine Energie, sondern Brenn- oder Kraftstoffe aufnehmen: Kavernenspeicher für Rohöl, Erdgas und Druckluft Porenspeicher für Erdgas Lagertank und Kraftstofftank Adsorptionsspeicher


Energieträger Energiespeicher - Wasser zur Wärmespeicherung

Thermische Energie Als Speichermedium dient in vielen Fällen Wasser, zum Teil in Kombination mit anderen Materialien. Es stellt auch ein hervorragendes Wärmeträgermedium dar, da es durch seine hohe spezifische Wärmekapazität und seine relativ niedrige Viskosität akzeptable Anforderungen an die Technik stellt. Bsp. Pufferspeicher für eine Zentralheizung

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 69


Energieträger Energiespeicher - Wasser zur Wärmespeicherung

Energiepfahlsysteme Tiefen- oder Pfahlfundationen, die mit Rohrleitungen – als Wärme- tauscher – zur Energiegewinnung ausgerüstet sind, werden als Energiepfahlsysteme bezeichnet. Das Besondere an Energiepfahlsystemen ist die ökologisch und wirtschaftlich interessante Doppelnutzung von erdberührten Betonteilen für Fundation und gleichzeitiger Wärme- oder Kälte-Energiegewinnung. Legende 1 Energiepfähle 2 Pfahlanschlussleitungen 3 Sammelkästen Pfahlanschlüsse 4 Hauptleitung 5 Kältezentrale


Energieträger Energiespeicher – Galvanische Zelle

Chemische Energie Ein Akku bzw. Akkumulator ist ein mehrfach nutzbarer Speicher für elektrische Energie, meist auf der Basis eines elektro-chemischen Systems, und damit eine Ausführungsform galvanischer Zellen. Bsp. Autobatterie

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 70


Energieträger Energiespeicher – Schwungradspeicher

Kinetische Energie Schwungradspeicherung ist eine Methode der Energiespeicherung, bei der ein Schwungrad (in diesem Zusammenhang auch „Rotor genannt) auf eine sehr hohe Drehzahl beschleunigt wird, und somit die Energie als Rotationsenergie gespeichert wird. Die Energie wird zurückgewonnen, indem der Rotor abgebremst wird. Bsp. NASA G2-Schwungrad


Energieträger Energiespeicher – Schwungradspeicher

Bsp. Schwungrad eines Walzwerkes

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 71


Energieträger Energiespeicher – Pumpspeicherkraftwerk

Potentielle Energie Ein Pumpspeicherkraftwerk (auch Pumpspeicherwerk (PSW) genannt) ist eine besondere Form eines Speicherkraftwerkes und dient der Speicherung von elektrischer Energie durch Hochpumpen von Wasser. Bsp. Pumpspeicherkraftwerk Koepchenwerk Herdecke


Energieträger Energiespeicher – Gasspeicher

Kavernenspeicher Ein Gasspeicher (auch Gasometer genannt) ist ein Reservoir, der zur Speicherung von brennbaren Gasen wie Stadtgas (Leuchtgas), Erdgas (Erdgasspeicher), Flüssiggas, Biogas und Klärgas eingesetzt wird. Bsp. Gasometer Zwickau

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 72


Energieträger Strukturelle Entwicklung der Energieträger

Die Nutzung verschiedener Energieträger durchläuft Zyklen.


Energieträger Entwicklung des Energieverbrauchs

Vergleich zwischen Bevölkerungswachstum, Energieverbrauch und CO2-Emissionen von 1870 bis 2000.

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 73


Der Anteil erneuerbarer Energiequellen steigt seit 1995 deutlich an, besonders durch den Ausbau der Windenergie

Energieträger Anteile der Energieträger am Primärenergieverbrauch in D


Energieträger Entwicklungsszenario des weltweiten Energiemixes bis 2100

D 2008: 3966 TWh/a

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 74


Energieträger Potential erneuerbarer Energieträger

Quelle: Energie Atlas; Hegger et. al.; 2007

Weltenergie- verbrauch 2005

Sonne Wind Biomasse

Erde

Wasser

Wellen und Meer

Energieverbrauch

Technisches Potenzial, Sachstand 2005

Theoretisches Potenzial


Energieträger Technisches Potential & Nutzung erneuerbarer Energie in D

Stand 2005

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 75


Energieträger Entwicklungsszenario des Primärenergieverbrauchs der EU


Energieträger Entwicklung erneuerbarer Energieträger zur Stromerzeugung in D

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 76


Energieträger Wirtschaftlichkeit Erneuerbarer Energieträger

Gestehungskosten für erneuerbare Energien nehmen aufgrund der sinkenden Technikkosten (»economies of scale«) beständig ab. Daher dürfte es lediglich eine Frage der Zeit sein, wann erneuerbare Energien weniger Betriebskosten verursachen als Energien aus erschöpflichen Quellen. Die »Leitstudie 2007« des BMU kommt zu dem Schluss, dass bei einem weiterhin deutlichen Preisanstieg der herkömmlichen Energieversorgung voraussichtlich im Jahr 2025 die erneuerbaren Energien das Preisniveau der erschöpflichen Energiequellen erreichen.


Energieträger Idealszenario einer nachhaltigen globalen Energieversorgung

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 77



Energieträger


Gebaute Beispiele

Was ist Energie?


Richtwerte, Richtlinien Wie viel Energie verbraucht ein Haus?

Endenergieverbrauch Haushalte

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 78


Richtwerte, Richtlinien Wie viel Energie verbraucht ein Haus?

Anteile der Wärmeverluste eines Wohnhauses


Richtwerte, Richtlinien WSchV, EnEV

seit 1. November 1977 Verordnung über einen energiesparenden Wärmeschutz bei Gebäuden (Wärmeschutzverordnung - WärmeschutzV) erstmals als Folge des 1976 vom Bundestag beschlossenen Energieeinsparungsgesetzes (EnEG) Zielsetzung: Reduzierung des Energieverbrauchs durch bauliche Maßnahmen, wegen steigender Energiepreise 1. Januar 1984 2. Wärmeschutzverordnung 1. Januar 1995 3. Wärmeschutzverordnung seit 1. Februar 2002 Die Energieeinsparverordnung löste die Wärmeschutz- verordnung (WSchV) und die Heizungsanlagenverordnung HeizAnlV) ab und fasste sie zusammen 2004 2. Fassung (EnEV 2004) 1. Oktober 2007 3. Fassung (EnEV 2007) 1. Oktober 2009 4. Fassung (EnEV 2009) Ziel ist es, den Energie-, Heizungs- und Warmwasserbedarf um zirka 30 Prozent zu senken. Ab 2012 sollen in einem weiteren Schritt die energetischen Anforderungen nochmals um bis zu 30 Prozent erhöht werden.

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 79


Richtwerte, Richtlinien EEG

Das deutsche Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien, in der geläufigen Kurzfassung Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) genannt, soll gemäß der Legaldefinition seines 1 Abs. 1 „die Weiterentwicklung von Technologien zur Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Quellen fördern . Es dient dem Klima- und Umweltschutz und gehört zu einer ganzen Reihe gesetzlicher Maßnahmen, mit denen die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern wie Erdöl, Erdgas oder Kohle und Kernkraft verringert werden soll. Das EEG garantiert den Betreibern der zu fördernden Anlagen über einen Zeitraum von 15 bis zu 20 Kalenderjahren einen festen Vergütungssatz für den erzeugten Strom und verpflichtet die Netzbetreiber zu dessen vorrangiger Abnahme ( 21 und

8 Abs.1 EEG vom 25. Oktober 2008). Gefördert wird die Erzeugung von Strom aus: - Wasserkraft - Deponiegas, Klärgas und Grubengas - Biomasse - Geothermie - Windenergie - solarer Strahlungsenergie (zum Beispiel Photovoltaik)


Richtwerte, Richtlinien Erneuerbare-Energien-Richtlinie (EG)

Die Richtlinie setzt für jedes Mitgliedsland gesondert den Anteil der erneuerbaren Energien am gesamten Endenergieverbrauch fest Jedes Mitgliedsland muss bis 2020 diesen Anteil erreichen Der für die gesamte EU zu erreichende Anteil beläuft sich auf 20 %

EU Mitgliedstaaten Anteil 2005 Zielwert Anteil 2020

Schweden 39,80% 49,00% Lettland 32,60% 40,00% Finnland 28,50% 38,00% Österreich 23,30% 34,00% Portugal 20,50% 31,00% Dänemark 17,00% 30,00% Estland 18,00% 25,00% Slowenien 16,00% 25,00% Rumänien 17,80% 24,00% Frankreich 10,30% 23,00% Litauen 15,00% 23,00% Spanien 8,70% 20,00% Griechenland 6,90% 18,00% Deutschland 5,80% 18,00% Italien 5,20% 17,00% Irland 3,10% 16,00% Bulgarien 9,40% 16,00% Polen 7,20% 15,00% Vereinigtes Königreich 1,30% 15,00% Niederlande 2,40% 14,00% Slowakische Republik 6,70% 14,00% Tschechische Republik 6,10% 13,00% Ungarn 4,30% 13,00% Zypern 2,90% 13,00% Belgien 2,20% 13,00% Luxemburg 0,90% 11,00% Malta 0,00% 10,00%

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 80


Richtwerte, RichtlinienEnergieausweise


Richtwerte, RichtlinienEntwicklung der rechtlichem Parameter im Wärmeschutzbereich

2009 -30%

2014 -?%

2020 beinahe Netto Null-

Energie-Haus

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 81


Richtwerte, Richtlinien Ausblick

2010 2020

POLITISCHE DIMENSION

GESETZLICHE DIMENSION

EnEV 2014

EnEV 2009

Europäisches Parlament „ 0-Energiehäuser 2020

Europäische Kommission„ 20/20/20 2020


Richtwerte, Richtlinien Ausblick Gebäudeenergieverbrauch

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 82



Energieträger


Gebaute Beispiele

Was ist Energie?


Gebaute Beispiele Akademie Mont-Cenis

Fortbildungsakademie Mont-Cenis 1999, Herne

Hegger Hegger Schleiff, Kassel in Zusammenarbeit mit Jourda & Perraudin Architectes, Paris

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 83




17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 84




17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 85



Jourda+Perraudin/ HHS Planer & Architekten; Fortbildungsakademie

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 86



17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 87





HHS Architekten, Grubengas-BHKW Herne 2000

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 88



Schulungsgebäude SMA 2009, Niestetal

Hegger Hegger Schleiff, Kassel


Gebaute Beispiele Schulungsgebäude SMA, Niestetal, HHS

17.04.2013 ee-Vorlesung 01/2013 | 89


Gebaute Beispiele Schulungsgebäude SMA, Niestetal, HHS


V Energieeffizientes Bauen

Nächste Vorlesung:

24.04.2013 Stadtraum und Stadtklima Prof. Anett-Maud Joppien

grundlagen des energieeffizienten bauens · april 2013 | fachbereich architektur | fachgebiet...

Documents