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Climate Protection through Solarization, Renovation and Modernisation in the Field of Existing Buildings

The report presents the fundamentals of a new procedural concept, with the goal of drastic fuel savings in terms of heating fuels for residential areas. Special attention is directed to the features of area rehabilitation and modernization of existing buildings. The arithmetic algorithms are described, and legal considerations are discussed. The possibility of cost optimization is illustrated by an example, the rehabilitation of a hypothetical residential area. It is shown that even today it is possible to reduce fuel consumption by two thirds in existing residential areas with tenable costs.

The report presents the fundamentals of a new procedural concept, with the goal of drastic fuel savings in terms of heating fuels for residential areas. Special attention is directed to the features of area rehabilitation and modernization of existing buildings. 

The fuel classification number (FCN) is defined as the total fuel consumption for the heat supply of a residential area, divided by the living space. It is given in units of kilowatt hours per square meter living space and per year. The FCN-procedure is based on this starting point. 

In order to reduce a fuel classification number to a target level, it is necessary that measures concerning both thermal protection and heat supply are no longer considered in isolation. This integral approach provides more possibilities for optimization, and the opportunity to select very cost-efficient solutions is increased. The arithmetic algorithms by which the relevant quantities of the FCN-procedure can be determined are described. 

In addition potential co-operation between house owners, tenants, heat suppliers and building contractors is discussed; the legal considerations are especially important. 

Finally, technical options are discussed which seem to be at present very attractive with regard to the FCN-procedure. The possibility of cost optimization is illustrated by an example, the rehabilitation of a hypothetical residential area It is shown that even today it is possible to reduce fuel consumption by two thirds in existing residential areas with tenable costs.



Further Information in German:

Klimaschutz durch Sanierung des Gebäudebestandes ist bezahlbar 

Grundlagen für ein neues Verfahrenskonzept zur Wärmeversorgung von Wohngebieten erarbeitet

Im Rahmen eines Forschungsprojektes im Auftrag des Umweltbundesamtes, gefördert aus Mitteln des Bundesumweltministeriums, wurden vom III. Physikalischen Institut der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen die Grundlagen für ein neues Verfahrenskonzept zur Wärmeversorgung von Wohngebieten erarbeitet. Das Konzept zielt darauf ab, unter Berücksichtigung ökonomischer Gesichtspunkte weitgehende Brennstoffeinsparungen zu erreichen und damit einen nachhaltigen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. 

Verfahrenskonzept 

Das im Rahmen des Vorhabens erarbeitete Verfahrenskonzept enthält als zentralen Bewertungsmaßstab die so genannte Brennstoffkennzahl (deshalb: Brennstoffkennzahl-Verfahren). Die Brennstoffkennzahl repräsentiert den für die Wärmeversorgung eines Wohngebietes pro Jahr erforderlichen Brennstoffeinsatz, bezogen auf die Wohnfläche. Sie ist eng verknüpft mit der Wärmequalität, die die Effizienz eines Wärmeversorgungssystems charakterisiert. Wird beispielsweise Strom zur Beheizung verwendet, so ergibt sich wegen der Umwandlungs- und Transportverluste eine geringere Wärmequalität als bei Wärmeversorgungssystemen, in denen regenerative Energien eingesetzt werden. 

Integrativer Ansatz 

Das Ziel des Brennstoffkennzahl-Verfahrens, die Reduzierung des Brennstoffverbrauchs in Wohngebieten bzw. Gebäuden, wird mit einem integrativen Ansatz erreicht. Hierbei werden Maßnahmen an der Gebäudehülle, d.h. Wärmeschutzmaßnahmen und Maßnahmen, die die Wärmeversorgung betreffen, nicht getrennt voneinander, sondern gemeinsam betrachtet. Es ergeben sich damit bei vorgegebener Brennstoffkennzahl verschiedene Maßnahmen und Maßnahmenkombinationen, unter denen die besonders kosteneffizienten ausgewählt werden können. Hierdurch wird ein hohes Maß an planerischer Freiheit geschaffen. 

Vorgehensweise beim Brennstoffkennzahl-Verfahren 

Im Einzelnen beschreibt der Projektbericht die Vorgehensweise beim Brennstoffkennzahl-Verfahren. Er geht auf die Ermittlung der relevanten Rechengrößen ein, erläutert das Zusammenspiel der Beteiligten (Gebäudeeigentümer, Mieter, Wärmeversorger und Bauunternehmer) und beschreibt den vorhandenen ordnungsrechtlichen Rahmen. 

Schließlich wird für ein hypothetisches Sanierungsgebiet eine Kostenoptimierungsrechnung nach dem Brennstoffkennzahl-Verfahren beispielhaft durchgeführt. Hierbei wird unterstellt, dass die betrachteten zwölf identischen, viergeschossigen Gebäude des Sanierungsgebiets einen für den bundesdeutschen Wohnungsbestand typischen Brennstoffverbrauch (Brennstoffkennzahl 266 kWh/m2 a) aufweisen. Als Ziel wird eine Brennstoffkennzahl von 90 kWh/m2 a vorgegeben. Dies entspricht einer Brennstoffreduktion um ca. zwei Drittel. Es wird ferner unterstellt, dass für das betrachtete Wohngebiet ohnehin eine Modernisierung ansteht. Damit sind nur die im Vergleich zur ohnehin notwendigen Sanierung anfallenden Mehrkosten zu betrachten. Als wirtschaftlichste, nach dem Brennstoffkennzahl-Verfahren ermittelte Maßnahmenkombination, ergibt sich in dem betrachteten Fall eine erhebliche Verbesserung des Wärmeschutzes der Gebäude (Dämmstoffdicken von 14 Zentimeter für die Außenwände, 13 Zentimeter für das Dach und sieben Zentimeter für den Keller) sowie eine Umstellung der Wärmeversorgung auf Nahwärme, wobei zwei Drittel des Wärmebedarfs durch ein Blockheizkraftwerk (BHKW) und ein Drittel durch einen Gas-Spitzenkessel gedeckt werden. Die Maßnahmen würden nur zu einer relativ geringen Erhöhung der Warmmiete von monatlich 1,13 DM/m2 führen. 

Fazit 

Vor dem Hintergrund notwendiger weiterer Maßnahmen für den Klimaschutz ist eine weitgehende Reduzierung des Brennstoffverbrauchs im Gebäudebereich unbedingt erforderlich. Mit dem Brennstoffkennzahl-Verfahren steht ein effizientes Instrument zur Verfügung, mit dem kostenoptimale Maßnahmen und Maßnahmenkombinationen zur Reduzierung des Brennstoffverbrauchs in Wohngebieten und Gebäuden ermittelt werden können. Das Verfahren eignet sich für bestehende und neu zu errichtende Wohngebiete und Gebäude. 

Auch unter Zugrundelegung heutiger niedriger Energiepreise ist eine Reduzierung des Brennstoffverbrauchs in Wohngebieten um zwei Drittel zu relativ geringen Kosten durchführbar. Der Umstellung der Wärmeversorgung auf Nahwärme kommt dabei eine wichtige Rolle zu. Die Brennstoffkennzahl eignet sich grundsätzlich gleichermaßen als Förderkriterium und als Anforderung im Rahmen von staatlichen Regelungen. 

BMU-Umwelt 07/08.98, S. 352
Reference source:
Environmental library of the Federal Environment Agency (UBA)
If you would like to borrow the project report please indicate the project number.
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