Ausarbeitung eines energetischen Konzepts zur Bewertung der Autarkiequote eines Mehrfamilienhauses

Auftraggeber:

Frank Böhm
Wilhelmstr. 86
49076 Osnabrück

Investitionsobjekt:

Mehrfamilienhaus
Barenteich 1
49090 Osnabrück

Wohneinheiten:

15

Datum:

23.10.2020

1. Bauteilquerschnitte

Nachfolgend werden die angesetzten Bauteile der Gebäudehülle dargestellt. Die in den Bauteilaufbauten angegebenen Dämmstoffqualitäten können nach Maßgabe des Architekten und des ausführenden Unternehmers in Eigenverantwortung geändert werden, wenn die gleiche Wärmeleitfähigkeit des Dämmmaterials verwendet bzw. eine vergleichbare Dämmqualität des Gesamtbauteils erreicht wird.

1.1. Oberer Gebäudeabschluss

Flachdach

Pultdach

Terrassen/ auskragende Decken

1.2. Vertikale Bauteile

Außenwand

Wand Pultdach

Fenster
Es wurden Fenster mit einem Uw-Wert von 0,95 W/m²K angesetzt.

Außentüren
Alle Außentüren werden mit einem U-Wert von 1,3 W/m²K angesetzt.

1.3. Unterer Gebäudeabschluss

Bodenplatte

2. Anlagentechnik

Als Anlagentechnik wurde eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Tiefenbohrung angesetzt. Um ein möglichst autarkes Energiekonzept zu entwickeln, bietet eine Wärmepumpe unter den marktüblichen Anlagentechniken hierzu die beste Möglichkeit. Für Spitzenlastfälle erfolgt die Aufheizung über einen elektrischen Heizstab. Die Wärmeübergabe erfolgt über Flächenheizungen.

3. Ermittlung Strombedarf, – ertrag und Autarkie

Nachfolgend wird der benötigte Strombedarf des Gebäudes dargestellt. Nicht enthalten ist der private Stromverbrauch der einzelnen Nutzer innerhalb der Wohneinheiten. Die nachfolgenden Werte resultieren aus einer Simulation. Der dargestellte Bedarf kann unter realen Bedingungen von den simulierten Werten abweichen.

3.1. Strombedarf Wärmepumpe

Bei den berücksichtigten Maßnahmen an der Gebäudehülle ergibt sich ein jährlicher Strombedarf zur Beheizung des Gebäudes von rechnerischen 47.438 kWh/a.

3.2. Allgemeiner Strombedarf

Zusätzlich zum Wärmebedarf der Wärmepumpe wird ein Zuschlag für den allgemein anfallenden Strombedarf für u. a. Beleuchtung in Flurbereichen und der Außenbeleuchtung von 2.500 kWh/a angesetzt.

3.3. Strombedarf Wohneinheiten

Der Strombedarf der einzelnen Wohneinheiten wird in der Bilanzierung berücksichtigt. Es wir je Wohneinheit ein durchschnittlicher Verbrauch von 3.000 kWh angesetzt. Bei 15 vorhandenen Wohneinheiten ergibt sich ein Strombedarf von 45.000 kWh/a.

Hinweis: Eine Versorgung der einzelnen Wohneinheiten über den eigens erzeugten Strom erweist sich als nicht sinnvoll. Neben der komplizierten Abrechnung tritt der Vermieter dabei als Stromlieferant auf. Somit wird den Nutzern die Möglichkeit genommen, sich frei für einen Stromanbieter zu entscheiden. Deshalb empfehlen wir, den erzeugten Strom für den Betrieb der Wärmepumpe für den Allgemeinstrom zu nutzen.

3.4. Gesamt Strombedarf

Es ergibt sich ein Gesamtstrombedarf, exkludiert der privaten Stromverbräuche innerhalb der Nutzungseinheiten, von 47.438 kWh/a + 2.500 kWh/a + 45.000 kWh/a = 94.938 kWh/a.

3.5. Gesamt Strombedarf

Es wird eine PV-Anlage mit einer Leistung von ca. 60 kWPeak
angesetzt. Dies entspricht ca. 320 m² benötigter Kollektorfläche (Aperturfläche) bei ca. 200 Photovoltaikmodulen. Es wird eine süd- west Ausrichtung bei einer Kollektorneigung von 40° berücksichtigt. Die Module werden als nicht nachlaufend angesetzt.
Das Pultdach weist eine verfügbare Fläche von 43,50 m x 8,58 m = 373,2 m² auf. Das Flachdach weist eine Fläche von 38,08 m x 6,25 m = 238,0 m² auf. Es ergibt sich eine Gesamtdachfläche von 611,2 m². In der Ausführungsplanung muss jedoch eine Eigenverschattung sowie eine Verschattung durch umliegende Bepflanzung berücksichtigt werden, was die nutzbare Fläche reduzieren kann.
Neben den Photovoltaikmodulen wird eine Lithium-Batterie mit einer Kapazität von 50,0 kWh zur Speicherung überschüssiger Energie verwendet.

Schaltzentrale mit integrierter Messeinrichtung für intelligentes Energiemanagement

Batteriespeicher für Phasenverschiebung

3.6. Autarkiequote

Es ergibt sich eine hohe Autarkiequote von 37,3 %. Eine vollständige Autarkie ist aufgrund der jahresbedingten niedrigen Solarerträge im Winter nicht möglich. Dennoch übersteigen die jährlichen Solarerträge den jährlichen Bedarf.

3.7. Anfallende Kosten je Wohneinheit

Nachfolgend werden die Kosten berechnet, die je Wohneinheit (WE) für den Strombedarf zur Betreibung der Wärmepumpe, den Allgemeinstrom sowie für den Verbrauch der eigenen Wohneinheit anfallen. Es ergeben sich jährliche Kosten von 981,40 €/a je WE. Die entspricht monatlichen Kosten von 81,78 €.

Anteiliger Strombedarf je WE = 94.938 kWh/a (siehe 3.4) ÷ 15 WE

= 6.329,2 kWh/a je WE

Verteilung der PV-Energie (Eigenverbrauch) je WE = 38.385 kWh/a (siehe 3.6) ÷ 15 WE

= 2.559,0 kWh/a je WE

Netzeinspeisung je WE = 16.903 kWh/a ÷ 15 WE

= 1.126,9 kWh/a je WE

Netzbezug je WE = 6.329,2 kWh/a je WE – 2.559,0 kWh/a je WE

= 3.770,2 kWh/a je WE

Kosten für Netzbezug je WE = 3770,2 kWh/a je WE × 28 ct/kWh

= 1.055,66 €/a je WE

Gutschrift Einspeisung je WE = 16.903 kWh ÷ 15 WE × 6,59 ct1

= 74,26 €/a je WE

Gesamt Kosten Strom je WE = 1.055,66 €/a je WE – 74,26 €/a je WE

= 981,40 €/a je WE

4. Energetische und umwelttechnische Bewertung des Gebäudes

4.1. Einstufung KfW-Effizienzhaus

Mit den angegebenen Maßnahmen wird ein KfW-Effizienzhaus 55 erreicht. Dieses Niveau wird nur mit einem zusätzlichen Gleichwertigkeitsnachweis erlangt. Es wurde eine Luftdichtheitsprüfung angesetzt.

4.2. Umwelteinfluss

Der Umwelteinfluss fällt sehr gering aus. Die jährlichen CO2-Emissionen belaufen sich auf 12.281 kg. Je Quadratmeter Wohnfläche ergibt das einen CO2-Ausstoß von 6 kg/m²a. Im Jahr 2017 betrug der CO2-Ausstoß in Deutschland je Quadratmeter Wohnfläche durchschnittlich 49,7 kg/m²a. 2