Volksschule, Gemeinde Gampern – Umgesetzt

21.10.2020

Executive Summary

Die Gemeinde Gampern setzte die umfassende thermisch-energetische Sanierung der Volksschule um. Das Gebäude stammt aus dem Jahr 1978, ist dreigeschossig und beherbergt acht Klassen. Im Zuge der Sanierung wurde ein Lift eingebaut. Außerdem wurde im Dachgeschoss ein neuer 2-gruppiger Schülerhort und in einem Nachbargebäude eine 2-gruppige Krabbelstube errichtet.

Die Gesamtsanierung umfasste die Dämmung der Gebäudehülle und die Umstellung der Heizung auf einen Biomassekessel. Außerdem wurde die Beleuchtung auf LED-Leuchten umgesetllt und die bereits vorhandene PV-Anlage erweitert. Ingesamt verfügt das Gebäude nun über vier Photovoltaik-Anlagen mit einer Peakleistung von insgesamt 29 kW. Durch die Optimierung der Gebäudetechnik und Beleuchtung sowie dem Einbau einer intelligenten Steuerung wurde der Stromverbrauch im Gebäude auf die Stromerzeugung durch die Photovoltaikanlage am Dach der Schule abgestimmt. Ein Batterie-Speicher-System überbrückt die Stromversorgung in der Zeit in der die Sonne nicht scheint. Es wird ein sehr hoher Eigenverbrauchsgrad erwartet, da die Gebäude hauptsächlich während des Tages benutzt werden. Das Gesamtkonzept aus PV, Batteriesystem und Smart Grid (= intelligentes Stromnetz) macht die 3 Kinderbetreuungseinrichtungen stromautark.

Die bestehenden Fenster wurden durch Holz-Alu-Fenster ersetzt. Mechanische L��ftungsanlagen mit einem Wärmerückgewinnungsgrad von 75% zur Versorgung der Räumlichkeiten wurden installieren. Der Sonnenschutz erfolgt mit Jalousien, die mit Einstrahlungs-, Regen- und Windsensoren elektrisch gesteuert werden. Die Wärmeversorgung (Raumheizung und Warmwasser) wurde im Zuge der Sanierung durch eine Warmwasserheizung mit einer zentralen Hackgutanlage umgestellt.

Die Außenwände, die aus Hochlochziegel-Mauerwerk bestehen, wurden mit 20 cm Mineralwolle gedämmt. Durch die Sanierungsmaßnahmen sinkt der mittlere U-Wert des Gebäudes von 0,68 auf 0,28 W/m2K.

Ausgangszustand

Eigentümer/ Betreiber:

Gemeinde Gampern

Ansprechpartner / Kontaktpersonen:

AL Christoph Stockinger, MBA MPA

Generalplaner:

GSG – Gemeinnützige Siedlungsgesellschaft m.b.H.
Atterseestraße 21, 4860 Lenzing
office-gsg@lenzing.at

techn. Planer:

Energie Technik Ing. Mario Mally Planungs GmbH
Freileiten 9, 4840 Vöcklabruck
office@energie-technik.at

Standort:

A- 4851 Gampern 50

Gebäudetyp:

Volksschule

Errichtungsjahr Bestandsgebäude:

1978

Größe (BGF):

1.901m² auf 2.269 m² erweitert.

Zustand/ Ausstattung Bestand:

Dreigeschoßiges Gebäude mit 8 Schulklassen, nicht ausgebautes Dachgeschoß ohne Lift

Motiv für die Sanierung

Mängel/ Schwachstellen/ Probleme im Bestand:

Steigerung des energie-technischen Standards des Gebäudes und verstärkte Nutzung erneuerbarer Energien; zusätzliche bauliche Erweiterung des Gebäudes um einen Schülerhort, einen Lift und eine Krabbelstube im Nachbargebäude

Ziele

Wünsche / Ziele Bauherr Ökologie/ Energieeffizienz/ Komfort:

Ziel war den Energieverbrauch so weit wie möglich zu reduzieren und die benötigte Restenergie zumindest für Strom selbst zu erzeugen. Die dazu erforderlichen Maßnahmen waren die Verbesserung der wärmedämmenden Eigenschaften der Fassade, die Installation einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung, Optimierung der Gebäudesteuerung und die verstärkte Nutzung der Solarenergie in Kombination mit baulichen Erweiterungen des Gebäudes (Dachgeschoßausbau für einen Schülerhort, Einbau eines Lifts, Einbindung einer Krabbelstube).
Es sollte ein Demonstrationsobjekt geschaffen werden dessen Kernelemente für alle Kinderbetreuungseinrichtungen anwendbar sind.

Ziele Planer:

Optimaler Komfort, möglichst viel natürliche Belichtung
Stromautarkie

Maßnahmen

Gebäudehülle

Bauteilaufbauten:

Bestehende Außenwände: Ziegelmauerwerk
Dämmung der Außenwände mit 20 cm Mineralwolle (U-Wert nach
Dämmung: 0,16 W/m²K);
Dämmung der obersten Geschoßdecke mit 30cm Mineralwolle;
Anpassung der Dachgeschoßkonstruktion an die Anforderungen des Schülerhorts;
Durch die Dämmmaßnahmen sinkt der mittlere U-Wert des Gebäudes von 0,68 auf 0,28 W/m²K

Baustoffe:

Mineralwolle, EPS

Fensterqualität:

Ersatz der bestehenden, 36 Jahre alten Fenster durch Holz-Alu-Fenster mit einem U-Wert von 0,85 W/m²K.

Vermeidung von Wärmebrücken, Anschlussdetails:

Die Wärmebrücken beim Fenstereinbau wurden durch die Installation von speziellen Vakuumisolationspaneelen (Lambda-Wert 0,007 W/mK) minimiert.

Luftdichtigkeitskonzept:

Besondere Aufmerksamkeit wurde auf die Luftdichtheit beim Fenstereinbau, bei der Dämmung der obersten Geschoßdecek und bei sämtlichen Rohr- und Kabeldurchlässe gelegt und die Durchlässe mit Folien verklebt.

Haustechnik

Heizung:

Die Beheizung des Gebäudes erfolgte vor Sanierung durch eine elektrische Nachtspeicherheizung; im Rahmen der Sanierung erfolgte die Umstellung auf eine zentrale Hackgutanlage, die gemeinsam mit dem Brennstofflager in einem Zubau untergebracht sind;
Die Wärmeabgabe erfolgt über ein wasserführendes System mit Heizkörpern. Die Regelung der Wärmeabgabe erfolgt über Einzelraumregelung mit Thermostatventilen.

Kühlung:

Passive Kühlung durch freie Nachtlüftung über die Lüftungsanlage von 00:00 bis 06:00 Uhr abhängig von der Außentemperatur

Lüftung:

Einbau einer zentralen mechanischen Lüftungsanlage in den zentralen Bereichen des Gebäudes und Einbau dezentraler Lüftungsanlagen in den Klassenräumen.
Die Lüftungsanlagen werden von einer Steuerungszentrale überwacht. Der Wärmerückgewinnungsgrad des Kreuz-Gegenstromwärmetauscher der zentralen Lüftungsanlage beträgt 83%, jener der Einzelraumgeräte beträgt 80%.

Sanitär:

Die Warmwasserbereitung erfolgt zentral über die Hackgutanlage. Die Speicherung erfolgt über einen indirekt beheizten Warmwasserspeicher im beheizten Bereich mit einem Volumen von 3000 L.
Gedämmte Basisanschlüsse und Zusatzanschlüsse

Elektrik:

Die bestehende Photovoltaikanlage mit 2,99 kWp und einem tatsächlich gemessenen Ertrag von 2500 kWh/a wurde um drei weitere Anlagen erweitert. Eine 5 kWp-Anlage speist direkt ins Netz ein, während die anderen beiden (insgesamt 21 kWp) direkt genutzt und der Überschuss in ein Batteriespeichersystem eingespeist wird. Das Erzeugungsprofil der nach Osten, Westen und Süden orientierten Anlagen entspricht dem Verbrauchsprofil einer Kinderbetreuungseinrichtung besser als eine rein nach Süden orientierte Anlage.
Die gesamte Beleuchtung wurde auf LED-Leuchten umgestellt.
Es wurden Hocheffizienzpumpen installiert.

Regelungstechnik:

Es wurde eine intelligente Steuerung installiert, die die Tageslichtsteuerung der Beleuchtung, die Verschattung, die Lüftung und Heizung regelt.

Solaranlage:

Die Sonnenenergie wird durch eine PV-Anlage in Strom umgewandelt.

Energieeffizienz

Maßnahmen zur Effizienzsteigerung:

Dämmung der Gebäudehülle
Beleuchtungsoptimierung
Regelungsoptimierung

Abwärmenutzung:

Die Wärme der Abluft wird mit einem Wärmetauscher im Lüftungsgerät zurückgewonnen und der Zuluft zugeführt (Wärmerückgewinnungsgrad 83% bei zentraler Anlage, 80% bei dezentralen Anlagen)

Nutzung Erneuerbarer Energiequellen:

Die Nutzung erneuerbarer Energiequellen ist gegeben durch eine PV-Anlage am Dach sowie durch einen Hackgutkessel zur Wärmeversorgung.

Besondere Lösungen:

Modernste LED-Beleuchtung im gesamten Gebäude mit Tageslichtsteuerung, automatische Verschattungseinrichtung
Errichtung eines Smart Grids bestehend aus insgesamt vier Photovoltaikanlagen, einem 6kW Batteriespeichersystem und intelligenter Steuerung der Verbraucher.
Das Gebäude ist durch konsequente Optimierung des Stromverbrauchs, der Steuerung und der Installation von Photovoltaikanlagen in der Jahresbilanz stromautark.

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 Wärmemenge 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:

23,6 kWh/(m³a)
bzw. 110,9 kWh/(m²a)

Heizwärmebedarf/ nachher:

5,9 kWh/(m³a)
bzw. 27,5 kWh/(m²a)

Kühlbedarf/ vorher:

0,2 kWh/(m³a)

Kühlbedarf/ nachher:

0,5 kWh/(m³a)

Folgende Werte gelten für das sanierte Gebäude:

Erwartete CO2 – Einsparung:

81 t/a

Erwartete Kosteneinsparung im Betrieb:

Mit der Photovoltaikanlage wird bilanzmäßig der Bedarfsstrom auch erzeugt. Der Reststrom wird durch einen Ökostromanbieter gedeckt.
Die Reduktion des Heizwärmebedarfs führt zu Einsparungen beim Energieträger für die Wärmeversorgung.
Gesamte angenommene Energiekosteneinsparungen in den ersten 3 Jahren: rund € 60.000,00

Kosten

Investitionskosten:

Beantragte Investitionskosten: € 1.960.831,-Gesamtkosten: ca. € 2,2 Mio.

Einsparungen im Betrieb:

Erwartete Einsparung an Brennstoff:
- durch die thermische Hülle des Gebäudes in Passivhausqualität,
- die Wärmerückgewinnung der Lüftungsanlage und
- die Solaranlage am Dach.
HWB sinkt von 210.044 kWh auf 62.340 kWh
Stromeinsparungen:
- Beleuchtungsumstellung (19.527 kWh/a)
- Eigenerzeugung durch PV-Anlage

Förderungen:

Beantragte Investitionskosten: € 1.960.831,-
Umweltrelevante Investitionskosten: € 1.055.755,-
Förderbasis: € 979.245
Förderhöhe: € 441.466,- (41,8 %)

Kosten je m2 BGF:

970 €/m² BGF_neu bezogen auf die Gesamtkosten

Performance

Messungen im Rahmen der Qualitätssicherung Herstellung:

Blower-Door-Test (Luftdichtheitstest)
n50 = h-1folgt nach erfolgter Messung

Dokumentation

Bauphase

Chronologie/ Bautagebuch:

Die Bauarbeiten konnten zum größten Teil nur in den Ferien umgesetzt werden, daher stellte der Bauzeitenplan eine besondere Herausforderung dar.
August 2013: Planungsbeginn
Juli 2014: Beginn Umsetzung
Juli – August 2014: Installation Lüftung, Rohre, alle Maßnahmen in den Klassenräumen
2015: Außenisolierung, Dachausbau, Turnsaalrenovierung
September 2015: Gesamtfertigstellung

Persönliche Erfahrungen

Bauphase

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

Die Zusammenarbeit mit den Planern hat hervorragend funktioniert. Alle Ziele konnten erreicht und sogar übertroffen werden. Durch die Förderung der Mustersanierung wurden der Anreiz geschaffen ein optimiertes Gesamtkonzept mit zusätzlichen Maßnahmen umzusetzen (LED-Beleuchtung, Batteriespeicherlösung zur Erzielung der Stromautarkie)

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

Die durch die Mustersanierung geförderten umweltfreundlichen Baustoffe konnten nicht eingesetzt werden, da aus bautechnischen Gründen und durch Brandschutzbestimmungen die Verwendung dieser Dämmstoffe nicht möglich war.

Empfehlungen:

Der Zeitplan bei Schulsanierungen stellt eine besondere Herausforderung dar und sollte bereits im Vorfeld gut geplant sein. Viele Entscheidungen müssen vor Ort getroffen werden.
Stromautarkie und optimierte Gesamtsanierungskonzepte sind in allen Kinderbetreuungseinrichtungen umsetzbar.

Nutzungskomfort/ Erfahrungen:

Es wird angenommen, dass der Nutzungskomfort durch das Gesamtsanierungskonzept sehr hoch ist. Zum aktuellen Zeitpunkt kann aber noch kein Resümee gezogen werden.
Die Erfahrungen zum Nutzungskomfort werden aktualisiert, sobald ausreichend Informationen zur Verfügung stehen.