Kindergarten und Pflichtschule, Marktgemeinde Albrechtsberg

Executive Summary

Die Marktgemeinde Albrechtsberg a.d. Großen Krems plante die Sanierung ihres Kindergartens und der Pflichtschulen – alle Gebäude aus dem Jahre 1983. Das Konzept umfasste dabei die thermische Sanierung der Gebäude sowie eine bilanzmäßige Stromautarkie. Der spezifische Heizwärmebedarf sinkt von 25,13 kWh/(m³a) auf 7,58 kWh/(m³a).

Das Außenmauerwerk aus Hohllochziegel wurde mit 20 cm EPS gedämmt und erreicht nach der Sanierung einen U-Wert von 0,15 W/(m²K). Mit Wärmedämmplatten aus 25 cm Flachs sowie 10 cm EPS, zur Dämmung der obersten Geschossdecke, wird ein U-Wert von 0,11 W/(m²K) erreicht. Der erdanliegende Fußboden wurde mit 6 cm EPS gedämmt und weist einen U-Wert von 0,54 W/(m²K) auf. Neue Holz-Alu-Niedrigenergiefenster (U-Werte von 0,76-0,86 W/(m²K)) mit Außen-Raffstore komplettieren das Paket.

Die Lüftungsanlage (27 kW) mit Wärmerückgewinnung wird zur energetischen Gebäudeoptimierung eingebaut und weist einen Wärmerückgewinnungsgrad von 70% auf. Die Wärmeversorgung wird von einer 104 kW Erdölheizung auf eine Pelletsheizung, mit einer Nennleistung von 22kW, umgestellt. Die Heizungspumpen und die Ventilatoren der Lüftungsanlage sind drehzahlgeregelt.

Durch den Einbau einer 212,5 m² großen Photovoltaikanlage mit einer Peak-Leistung von 31,25 kW kann der jährliche Strombedarf von 25 MWh gedeckt werden. Somit ist das Gebäude, bilanzmäßig über das Jahr gesehen, stromautark.

Auszeichnungen/Zertifizierungen/Preise

• Klimaaktiv Gold (924 Punkte) – Link zur Gebäudedatenbank

Ausgangszustand

Gebäude

Eigentümer/ Betreiber:

• Marktgemeinde Albrechtsberg a.d. Großen Krems

Ansprechpartner / Kontaktpersonen:

• eKUT GmbH
  Ing. Otmar Schlager
  Hans-Kudlich-Straße 2, 3830 Waidhofen/Thaya
  Tel. 02842/21800
  E-Mail: office@ekut.at

Architekt:

• Mag. Arch. Thomas Tauber
• Utzstraße 11, 3500 Krems an der Donau
• www.arch-tauber.at

Techn. Planer:

• HKLS – Planer
  • Kienast Schmid Gmbh
  • Leonfeldner Straße 328, 4040 Linz
  • www.kinastschmidgmbh.at
• Elektroplaner
  • Wintersperger Dieter
  • Planungsbüro für Elektrotechnik
  • Derndorferberg 20, 4501 Neuhofen an der Krems
  • www.pbw.co.at

Standort:

• Albrechtsberg 62, 3613 Albrechtsberg a.d. Großen Krems

Gebäudetyp:

• Kindergarten und Pflichtschule

Errichtungsjahr Bestandsgebäude:

• 1983

Größe (BGF):

• Steigt durch Dämmmaßnahmen geringfügig von 1.254 m² auf 1.278 m²

Zustand/ Ausstattung Bestand:

• Das Gebäude bestand aus einem Großteils nicht konditioniertem Keller, einem Erdgeschoss, einem Obergeschoss und einem ebenfalls nicht konditionierten Dachboden. Der einzig konditionierte Raum im Keller war der Werkraum. Der Heizraum, der Lüftungsraum, sowie ein Abstellraum waren nicht konditioniert. Die mit Fliesen versehenen Gänge wurden über eine Fußbodenheizung beheizt.Im Erdgeschoss befanden sich der Kindergarten, ein Lehrerraum und eine Direktion sowie ein Kopierraum, 3 Toiletten und 2 Klassenräume für die Volksschule. Im Obergeschoss befanden sich wiederum 2 Toiletten und 2 Klassenräume für die Volksschule.
• Einen Großteil der Gesamtfläche nahm der Turnsaal des Gebäudes in Anspruch. Der Zugang dazu lag etwa 117,5 cm unter dem Höhenniveau des Erdgeschosses. Der Turnsaal wurde über eine bereits bestehende Lüftungsanlage, mit sehr schlechtem Wärmerückgewinnungsgrad, belüftet und beheizt.
• Die Heizung der restlichen Räume sowie die Warmwasserbreitung erfolgte über eine Ölheizung, bei mehr geforderten Warmwassermengen kam ein Elektroheizstab zum Einsatz.
• Die Fenster waren im gesamten Gebäude 2-fach verglast und hatten einen Holzrahmen. Einzig ein Fenster am Knaben -WC im Erdgeschoss sowie 6 Fenster im Turnsaaltrakt waren neue Fenster, 2-fach verglast mit Kunststoffrahmen.
• Die Außenwände sind mit 22 cm Hohlziegel gemauert und waren mit etwa 5 cm EPS gedämmt. Die Trenndecken sowie Fußböden sind aus Stahlbeton mit ebenfalls teilweise einigen wenigen Zentimetern Dämmung.
• Auf dem Volksschultrakt, dem Turnsaal, dem Haupteingang und dem Kindergarten befinden sich Satteldächer. Auf den Umkleideräumen sowie Duschen, dem Geräteraum des Turnsaals und dem restlichen Gebäude befinden sich Flachdächer.

Motiv für die Sanierung

Mängel/ Schwachstellen/ Probleme im Bestand:

• Der Grund für die sehr schlechten Energiekennzahlen lag darin, dass die Hohllochziegel Außenwände, die oberste Geschoßdecke sowie die erdanliegenden Böden kaum bzw. gar nicht gedämmt waren. Weiters bildeten die bestehenden Fenster eine energetische Schwachstelle.

Ziele

Vision

Wünsche / Ziele Bauherr Ökologie/ Energieeffizienz/ Komfort:

• Folgende Ziele standen zu Beginn von Seiten der Gemeinde im Vordergrund:
  • Energiekostensenkung
  • Thermische Behaglichkeit durch verbesserte Gebäudehülle
  • Integration einer Kinderbetreuungseinrichtung
  • Komfortlüftung

Ziele Planer:

• Folgende Schwerpunkte wurden durch die Planer (Architektur, Energietechnik) ergänzt:
  • Synergienutzung von Flächen für Kindergarten und Volksschule
  • Einsatz Erneuerbarer Energien

Maßnahmen

Gebäudehülle

Bauteilaufbauten:

• Das Außenmauerwerk aus Hohllochziegel wurde mit 20 cm EPS gedämmt und erreicht nach der Sanierung einen U-Wert von 0,15 W/(m²K).
• Mit Wärmedämmplatten aus 25 cm Flachs sowie 10 cm EPS, zur Dämmung der obersten Geschossdecke, wurde ein U-Wert von 0,11 W/(m²K) erreicht.
• Der erdanliegende Fußboden wurde mit 6 cm EPS gedämmt und weist nun einen U-Wert von 0,54 W/(m²K) auf.

Baustoffe:

• Außenwände und erdanliegender Fußboden: EPS-Platten
• Dämmung oberste Geschossdecke: Flach-Wärmedämmplatten
• 54,38% der Dämmstoffe mit Umweltkennzeichen

Fensterqualität:

• Neue Holz-Alu-Niedrigenergiefenster (U-Werte von 0,76-0,86 W/(m²K)) mit Außen-Raffstore
• Vermeidung von Wärmebrücken, Anschlussdetails:
• Nach dem Stand der Technik berücksichtigt/vermieden

Luftdichtigkeitskonzept:

• Das Luftdichtigkeitskonzept wurde im Zuge der Sanierung verbessert
• Kennwert für Blower-Door-Test lt. Energieausweis: n50 < 1 h-1

Haustechnik

Heizung:

• Die Wärmeversorgung wurde von einer 104 kW Erdölheizung auf eine Pelletsheizung, mit einer Nennleistung von 22 kW, umgestellt. Die Größe des Pufferspeichers beträgt 1.000 Liter. Abgabesystem: Radiatoren, Einzelraumheizer (60/35°C)

Kühlung:

• Außen liegenden Raffstore zur Reduzierung der Kühllast.
• Für den Sonnenschutz werden an den südlich orientierten Fenstern elektrisch betriebene Raffstores angebracht. Diese können auch Licht lenkende Funktionen übernehmen und sorgen damit für optimale Lichtverhältnisse in den Klassenräumen.

Lüftung:

• Die Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung wurde zur energetischen Gebäudeoptimierung eingebaut und weist einen Wärmerückgewinnungsgrad von 70% auf.
• Turnsaal: 1 Lüftungsgerät mit 8.000 m³/h und einer Nennheizleistung von 21 kW. Schultrakt: 3 Lüftungsgeräte zu je 700 m³/h und einer Nennheizleistung zu je 2 kW.
• Durch Aufteilung der Lüftungsanlage auf 4 Einzelgeräte konnte die Lüftungsintensität auf die jeweiligen Nutzungen von Turnsaal, Obergeschoß, Erdgeschoß und Keller abgestimmt werden.
• Eine weitere Einsparung wird durch die automatische Nachtlüftung zur Konditionierung in den Sommermonaten erreicht.

Elektrik:

• Strombedarf von 25.335 kWh wird bilanzmäßig zu 100% PV-Anlage gedeckt.

Regelungstechnik:

• Regelung Wärmeabgabe: Raumthermostat-Zonenregelung mit Zeitsteuerung

Photovoltaik Anlage:

• Durch den Einbau einer 212,5 m² großen Photovoltaikanlage mit einer Peak-Leistung von 31,25 kW kann der jährliche Strombedarf von 25 MWh gedeckt werden. Somit ist das Gebäude, bilanzmäßig über das Jahr gesehen, stromautark.

Energieeffizienz

Maßnahmen zur Effizienzsteigerung:

• Durch Erneuerung der Regelung des Heizsystems (getrennte Heizkreise, Raumthermostate,…) kann auch hier auf die verschiedenen Anforderungen der einzelnen Räumlichkeiten eingegangen und somit Einspareffekte erreicht werden.
• Durch das Energiemonitoringsystem kann auch in Zukunft, aufgrund der gelieferten Daten, die Heizungsregelung optimiert werden und dadurch weitere Einspareffekte erreicht werden.
• Die Heizungspumpen und die Ventilatoren der Lüftungsanlage sind drehzahlgeregelt.
• Durch die elektrisch betriebenen Raffstores mit integriertem Lichtlenkungssystem kann eine Belichtungsoptimierung erreicht werden, wodurch der Einsatz künstlichen Lichtes deutlich reduziert werden kann.
• Durch den Verschattungseffekt kann der Kühlbedarf in den Räumlichkeiten gesenkt werden und eine weitere Kühlmaßnahme ist dadurch überflüssig.

Abwärmenutzung:

• In Summe kann durch die Wärmerückgewinnung der Lüftungsanlagen rund 40.936 kWh/a an Wärme zurückgewonnen werden.

Nutzung Erneuerbarer Energiequellen:

• PV-Anlage 31,25 kWp

Besondere Lösungen:

• Plusenergiegebäude

Ergebnisse

Kennzahlen

Der spezifische Heizwärmebedarf beschreibt die erforderliche Wärmemenge pro Quadratmeter beheizte Bruttogeschossfläche, die ein Gebäude an einem bestimmten Ort (Klima) oder bei einem Referenzklima pro Jahr benötigt, um die Innenraumtemperatur auf 20 Grad Celsius zu halten.

Der Kühlbedarf ist diejenige Nutzenergie, die nötig ist, um die Räume eines Gebäudes beim Auftreten von Überwärmung auf die gewünschte Soll-Temperatur zu kühlen.

Als Heizlast versteht man jene Wärmelast die notwendig ist, um den Wärmeverlust von Räumen auszugleichen.

Die Kühllast ist eine aus einem Raum abzuführende Wärmelast, die notwendig ist, um einen vorgegebenen Raumluftzustand zu erreichen oder zu erhalten.

Heizwärmebedarf/ vorher:

• 25,13 kWh/(m³a)

Heizwärmebedarf/ nachher:

• 7,58 kWh/(m³a)

Kühlbedarf/ vorher:

• 0,05 kWh/(m³a)

Kühlbedarf/ nachher:

• 0,02 kWh/(m³a)

Spezifische Heizlast:

• Vorher: Schultrakt: 55,6 W/(m²BGF) ergibt 51,5 kW; Turnsaal: 76,3 W/(m²BGF), ergibt 25,0 kW
• Nachher: Schultrakt: 22 W/(m²BGF), ergibt 20,8 kW, Turnsaal: 43,4 W/(m²BGF), ergibt 14,6 kW

Erwartete CO2- Einsparung:

• 92,95 t/a … -100%

Erwartete Kosteneinsparung im Betrieb:

• Monetäre Einsparung in 3 Jahren bei Heizung, Warmwasser und E-Verbraucher 40.155 €
• Einsparung infolge des selbst verbrauchten Stromes (50% des Ertrages) bei 0,175 Euro Stromkosten pro Kilowattstunden: 2.208 €/a
• Erzielter Ertrag für die Einspeisung des übrigen Stromes (50% des Ertrages) mit angenommenen Einspeisetarif 0,06 Euro: 757 €/a
• Gesamt erzielte Einsparung innerhalb von 3 Jahren inklusive PV Anlage 49.050 €

Tatsächliche Einsparung:

• ca. 122.500 kWh/a bei Wärme im Vergleich zum Bestand (ca. 75% Einsparung)
• ca. 31.000 kWh/a durch die PV-Anlage

Kosten

Investitionskosten:

• Gesamte Investitionskosten ca. € 1,2 Millionen (Netto)

Einsparungen im Betrieb:

• Einsparung für Heizung, Warmwasser und E Verbraucher innerhalb von 3 Jahren inkl. Erträge PV Anlage von 49.050 €

Förderungen:

• Anerkennbare Investitionskosten: € 948.062,00

Kosten je m2 BGF:

• 742 €/m2BGF

Performance

Messungen im Rahmen der Qualitätssicherung:

• Herstellung Blower-Door-Test (Luftdichtheitstest) Ergebnis: n50 = 0,92 h-1

Messungen Energieverbrauch im Betrieb Heizungsanlage:

• Der Energieinput wird jährlich über den Verbrauch von Pellets laut Abrechnungen ermittelt. In jedem Heizkreis wird der Energieverbrauch über Wärmemengenzähler gemessen. Der Stromverbrauch der Heizungsanlage inklusive Umwälzpumpen wird über einen Stromzähler erfasst.
• Warmwasserbereitung
  • Es werden Wärmemengenzähler direkt vor und nach dem Warmwasserboiler installiert
• Photovoltaik
  • Die jährlich erzeugte Menge an Strom wird von einem Datenlogger aufgezeichnet. Der Anteil an Strom der ins Netz gespeist wird, ist aus den Abrechnungen vom EVU ersichtlich. Aus der Differenz bei der Werte kann der Eigenverbrauch ermittelt werden.
• Lüftungsanlage
  • Die Wärmemengen der Heizregister werden mittels Wärmemengenzähler erfasst. Zum Erfassen der Stromaufnahme der Lüftungsgeräte wird ein Stromzähler installiert. Die Zulufttemperatur, die Luftfeuchtigkeit in der Zuluft, die Druckdifferenz bei den Filtern wird im Lüftungsgerät erfasst.
• Weitere Strommessungen
  • Der Stromverbrauch des Kindergartens, der Volksschule und des Turnsaaltraktes werden getrennt mit Stromzählern erfasst.
• Klimadaten
  • Klimadaten werden von einer Wetterstation zur Verfügung gestellt
• Weitere Messungen
  • Raumtemperaturen werden permanent gemessen.
  • Raumfeuchte und CO2 Gehalt in den Räumen werden Stichprobenartig gemessen.
  • Die Messwerte werden mindestens alle 15 Minuten für eine Messdauer von zumindest 3 Jahren aufgezeichnet.

Persönliche Erfahrungen

Planungs- und Bauphase

Bericht zum Planungsprozess (Zusammenarbeit der Akteure, Schwierigkeiten, best practice Beispiele):

• Das erste Architekturbüro entsprach in den Vorstellungen nicht dem der Gemeinde, daher wurden Gespräche mit weiteren Architekturbüros geführt. Mit den Vorschlägen von Architekturbüro Tauber war die Gemeinde von Beginn an sehr zufrieden.
• Die Erstellung des Energieausweises belief sich auf € 15.000, was für die Gemeinde überraschend hoch war.
• Die Planungsphase mit ca. 1,5 Jahre wurde von Gemeindeseite als positiv gesehen. Lösungen wurden in enger Abstimmung mit der Gemeinde erarbeitet, Vorschläge gut aufbereitet und im Gemeinderat von Architekt Tauber vorgestellt. Viele Vorschläge zur Nutzung von Synergieeffekten und Kosteneffizienz wurden von Architekturseite eingebracht und umgesetzt.
• Einsatz von Hackschnitzel wurde diskutiert, jedoch aufgrund der ungünstigen Situation zur Hackschnitzelanlieferung im Eingangsbereich mit Staubentwicklung wieder verworfen.
• Um die Kosten für die Sanierungsmaßnahmen vorab abzuschätzen wurden Angebote von Handwerkern aus der Region eingeholt. Eine detaillierte Kostenschätzung durch das Architekturbüro zeigte jedoch höhere Kosten, da in den Angeboten der Handwerker nicht alle erforderlichen Leistungen enthalten waren.
• Die ausführenden Handwerker waren durchwegs aus der Region, die Zusammenarbeit und gegenseitige Hilfe funktionierte sehr gut.
• Zeitmanagement durch Bauleiter gut eingehalten, jedoch wurden nicht alle Mängel vor Freigabe von Rechnungen behoben.

Hindernisse im Planungsprozess (Genehmigungen/ Behörden/ Anrainer/…):

• Teile der erforderlichen Sanierungsmaßnahmen waren aus nicht nachvollziehbaren Gründen von der Förderung ausgenommen:
  • Sanierungsmaßnahmen im Zusammenhang mit dem Dach (z.B. Entsorgung von Styropor)
  • Grabungsarbeiten
  • Randmaßnahmen zum Fenstereinbau (Verbreiterung Fensterbrett, verputzen Randanschlüsse, usw.)
• Subauftragnehmer der Heizungsfirma für Regelung und Monitoring entsprach nicht den Vorstellungen der Gemeinde aufgrund von Terminverzögerungen und Mängel in der Ausführung.

Empfehlungen:

• Gespräch mit verschiedenen Architekturbüro vor Auswahl
• Kosten für Erstellung von Energieausweis vorab einholen
• Ausreichend Zeit für Planungsphase vorsehen. 1,5 Jahre waren in diesem Fall gut gewählt.
• Detaillierte Kostenschätzung vornehmen
• Keine Freigabe von Rechnungen bevor alle Mängel behoben sind

Nutzung

Nutzungskomfort/ Erfahrungen:

• Kindergarten, Volksschule und Kinderbetreuung sind seit September 2014 wieder in Betrieb.Folgende Rückmeldungen gibt es seither von den Nutzern:
  • Lehrer stellen eine längere Aufnahmefähigkeit der Schüler fest
  • Gemeinsame Zugangsbereich für Volksschule und Kindergarten gefällte den Kindern
  • Werkraum mit guter Tageslichtversorgung im Untergeschoss wird sehr positiv gesehen
  • Räume wirken allgemein heller (Fensterrahmen zuvor dunkel gestrichen)
  • Gesundheitliche Probleme (hier Probleme mit Bronchien) wurden seit Neueröffnung als deutlich geringer beobachtet
  • Außenjalousien positiv

Planung – Schema Energiekonzept

Energieausweise