Volksschule und Kindergarten, Windigsteig – Umgesetzt

21.10.2020
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Executive Summary

Die Marktgemeinde Windigstein in Niederösterreich saniert ihre Volksschule und ihren Kindergarten. An dem Gebäude aus dem Jahr 1914 wird ein Vollwärmeschutz angebracht, sowie auf ein erneuerbares Heizsystem umgestellt. Dieses Bauvorhaben, mit einem spezifischen Heizwärmebedarf vor der Sanierung von 34,83 kWh/(m³a), setzt durch die Sanierung einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz. Der neu erreichte spezifische Heizwärmebedarf von 4,93 kWh/(m³a) bedeutet folgend niedrige Betriebskosten.

Die Außenmauern, bestehend aus 50 bis 70 cm dicken Vollziegelmauerwerk, werden mit 20 cm Fassaden-Wärmedämmplatten gedämmt, woraus U-Werte für die verschiedenen Außenwände von 0,16 – 0,17 W/(m²K) resultieren. Die Wand zum unbeheizten Dachraum wird mit 20 cm Fassadendämmplatten versehen, was einen U-Wert von 0,14 W/(m²K) bedeutet. Die Kellerdecke, sowie die Decke zum unbeheizten Dachraum werden mit 35 cm Zellulosefaser gedämmt und weisen nach der Sanierung einen U-Wert von 0,23 bzw. 0,22 W/(m²K) auf. Die alte 2-fach Verglasung der Türen und Fenster, mit einem durchschnittlichen U-Wert von 2,2 W/(m²K), wird durch neue Holz-Alu-Fenster mit einer Wärmeschutzverglasung ersetzt. Dadurch werden U-Werte zwischen 0,68 und 0,74 W/(m²K) erreicht. Elektronische sonnen- und windschutzgesteuerte Raffstore werden zur Verschattung verwendet.

Eine Raumlufttechnikanlage mit einem Wärmerückgewinnungsgrad von 85 % wird zur energetischen Gebäudeoptimierung eingebaut.

Die alte Ölheizung wird durch eine effiziente Pelletsheizung ersetzt. Die Umstellung der Regelung bringt zusätzliche Einsparungen. Das Warmwasser wird auch zukünftig elektronisch erwärmt.

Eine 99 m² große Photovoltaikanlage mit einer Peak-Leistung von 15 kW wird Strom für den Eigenbedarf produzieren. Die erzeugten 13 MWh reichen aus um den gesamten Eigenstrombedarf zu decken.

Ausgangszustand

Gebäude

Eigentümer/ Betreiber:

  • Gemeinde Windigsteig

Ansprechpartner / Kontaktpersonen:

  • Bürgermeister Manfred Herynek

Architekt:

  • ah3 Architekten ZT GmbH
  • Hauptplatz 3, 3580 Horn

Haustechnikplanung:

  • New Energy Consulting
  • Ing. Jürgen Obermayer
  • Panoramastraße 16, 4202 Linz

Standort:

  • Schulstraße 3, 3841 Windigsteig

Gebäudetyp:

  • Volksschule und Kindergarten

Errichtungsjahr Bestandsgebäude:

  • 1914

Größe (BGF):

  • EAW: Chortrakt von 398 m² auf 417 m² erweitert (inkl. Musikverein Proberaum)
  • EAW: Kindergarten und Volksschule: 1.021 m² vor Sanierung; 1.062 m² nach Sanierung
  • Insgesamt von 5.124 m³ auf 5.652 m³ Bruttoraumvolumen erweitert

Zustand/ Ausstattung Bestand:

  • Das Gebäude aus dem Jahr 1914 wird als Volksschule und Kindergarten genutzt. Im Erdgeschoß befinden sich der Kindergarten, eine Küche, ein Bewegungsraum und ein Musiktrakt. Im Obergeschoß des Gebäudes befindet sich die Volksschule. Das bestehende Gebäude wurde in Massivbauweise errichtet und war mit einer Ölheizung ausgestattet.

Motiv der Sanierung

Mängel/ Schwachstellen/ Probleme im Bestand:

  • Schlechter thermischer Zustand des Gebäudes (Außenwände, Fenster), ungedämmte Wände und Decke zum unbeheizten Dachraum, ungedämmte Kellerdecke; alte Ölheizung

Wünsche / Ziele Bauherr Ökologie/ Energieeffizienz/ Komfort:

  • Ziele:
    • Gedämmtes Gebäude um Betriebskosten einzusparen
    • Einsatz Erneuerbare Energien
    • Gutes Raumklima durch mechanische Raumlüftung
    • Barrierefreiheit im Erdgeschoss

Ziele

Vision

Wünsche / Ziele Bauherr Ökologie/ Energieeffizienz/ Komfort:

  • Ziele:
    • Gedämmtes Gebäude um Betriebskosten einzusparen
    • Einsatz Erneuerbare Energien
    • Gutes Raumklima durch mechanische Raumlüftung
    • Barrierefreiheit im Erdgeschoss

Maßnahmen

Gebäudehülle

Bauteilaufbauten:

  • Die Außenmauern, bestehend aus 50 bis 70 cm dicken Vollziegelmauerwerk, wurden mit 20 cm Fassaden-Wärmedämmplatten gedämmt, woraus U Werte für die verschiedenen Außenwände von 0,16–0,17 W/(m²K) resultierten.
  • Die Wand zum unbeheizten Dachraum wurde mit 20 cm Fassadendämmplatten versehen, was einen U Wert von 0,14 W/(m²K) bedeutet.
  • Die Kellerdecke, sowie die Decke zum unbeheizten Dachraum wurden mit 35 cm Zellulosefaser gedämmt und weisen nach der Sanierung einen U-Wert von 0,23 bzw. 0,22 W/(m²K) auf.

Baustoffe:

  • EPS zur FassadendämmungZellulose-Dämmmaterial für Kellerdecke und Wände/Decken zum Dachboden
  • Überwiegender Einsatz von Umweltzeichen-Dämmstoffe (56% der thermisch sanierten Fläche)

Fensterqualität:

  • Die alte 2-fach Verglasung der Türen und Fenster, mit einem durchschnittlichen U-Wert von 2,2 W/(m²K), wurden durch neue Holz-Alu-Fenster mit einer Wärmeschutzverglasung ersetzt. Dadurch wurden U Werte zwischen 0,68 und 0,74 W/(m²K) erreicht.

Vermeidung von Wärmebrücken, Anschlussdetails:

  • Nach dem Stand der Technik berücksichtigt/vermieden.

Luftdichtigkeitskonzept:

  • Das Luftdichtigkeitskonzept wurde im Zuge der Sanierung verbessert.

Haustechnik

Heizung:

  • Die Wärmeversorgung des Gebäudes erfolgt über eine Pelletsheizung mit einer Leistung von 20,8 kW. Der alte Ölkessel wurde entsorgt.
  • Die Wärmeverteilung erfolgt über Radiatoren und Einzelraumheizer (60/35°C).
  • Einzelraumregelung mit elektronischen Regelgeräten.
  • 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.

Lüftung:

  • Die 9 dezentral angebrachten Lüftungsanlagen, mit Wärmerückgewinnung (80-90%), versorgen den Turnsaal, die Klassenräume sowie Lehrerzimmer, Gang und Toiletten in beiden Geschossen mit Frischluft.

Elektrik:

  • Der Energiebedarf für Warmwasser uns E Verbraucher betrug im Jahr 2013 insgesamt 12.440 kWh.
  • Der prognostizierte Ertrag der 15 kWp PV-Anlage liegt bei 12.998 kWh/a womit der Warmwasser und E Verbraucher Anteil in der Jahresbilanz zu 100% von der PV-Anlage gedeckt werden kann.

Regelungstechnik:

  • Durch die dezentrale Anbringung der Lüftungen (9 Einzelanlagen in separaten Räumlichkeiten) kann durch die integrierten Präsenzmelder und CO2 Sensoren die Belüftungsintensität auf die jeweiligen Bedürfnisse abgestimmt werden.

Photovoltaik Anlage:

  • Auf dem Südost- sowie dem hinterem Teil des Südwestdaches des Gebäudes wurde eine Photovoltaikanlage mit einer Gesamtleistung von 15 kWp realisiert, die einen Großteil des Strombedarfs deckt.

Energieeffizienz

Maßnahmen zur Effizienzsteigerung:

  • Ein Monitoring wurde installiert. Dieses dient zur optimalen Anpassung des Gebäudes an das Nutzerverhalten. Weiters kann dadurch der Energieverbrauch überwacht werden, wodurch eine Verbrauchs-Optimierung im laufen Betrieb möglich ist.

Abwärmenutzung:

  • Die Lüftungsgeräte besitzen eine integrierte hocheffiziente Wärmerückgewinnung von 80-92%, wodurch eine Einsparung von 16.100 kWh erzielt werden kann.

Nutzung Erneuerbarer Energiequellen:

  • PV-Anlage 15 kWp

Besondere Lösungen:

  • Dezentrale Lüftungsanlagen.

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:

  • 34,83 kWh/(m³a)
  • Bzw.168 kWh/(m²a) lt. Energieausweis

Heizwärmebedarf/ nachher:

  • 4,93 kWh/(m³a)
  • Bzw. 18 kWh/(m²a) lt. Energieausweis

Kühlbedarf/ vorher:

  • 0,00 kWh/(m³a)

Kühlbedarf/ nachher:

  • 0,06 kWh/(m³a)

Spezifische Heizlast:

  • Vorher: 73 kW, entspricht 72 W/(m²BGF) bei einer BGF von 1.021 m²
  • Nachher: 21 kW, entspricht 20 W/(m²BGF) bei einer BGF von 1.062 m²

Erwartete CO2- Einsparung:

  • 105 t/a … -100%

Erwartete Kosteneinsparung im Betrieb:

  • Vorher: €/a 11.072 Heizung + €/a 2.177 WW/Strom = €/a 13.249
  • Nachher: €/a 861 Heizung + €/a 2.177 WW/Strom – €/a 1.527 PV Einnahmen = €/a 1.511
  • Einsparung pro Jahr: € 11.738
  • Öl:
    • Kennwerte: 10 kWh/l
    • Kosten/Einheit: 0,914 €/l
  • Pellets:
    • Kennwerte: 4,34 kWh/kg
    • Kosten/Einheit: 0,05 €/kWh
  • Strom:
    • Kennwerte: 1 kWh:
    • Kosten/Einheit: 0,175 €/kWh
  • Als Stromtarif wurde 11,75 Cent angenommen und ergibt sich aus:
    • 50 % Eigenverbrauch mit 17,5 Cent
    • 50 % Netzeinspeisung mit 6 Cent

Kosten

Investitionskosten:

  • Gesamte Investitionskosten ca. € 1 Million

Einsparungen im Betrieb:

  • Erwartete Energiekosteneinsparungen von € 11.738 pro Jahr

Förderungen:

  • Anerkennbare Investitionskosten: € 789.206,00

Kosten je m2 BGF:

  • € 676

Performance

Messungen im Rahmen der Qualitätssicherung:

  • Herstellung Blower-Door-Test (Luftdichtheitstest) Ergebnis: n50 = 0,54 h-1

Messungen Energieverbrauch im Betrieb:

  • Fertigstellung September 2014, daher noch keine Messdaten vorhanden. Auswertung wird zukünftig von Gemeinde durchgeführt.

Persönliche Erfahrungen

Planungs- und Bauphase

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

  • Planung wurde ein Jahr zuvor durchgeführt, Vorlaufphase bis zur Umsetzung 1,5 – 2 Jahre.
  • Planungsprozess ist aus Bauherrnsicht gut gelaufen. Koordination durch DI Beron mit wöchentlichen Baubesprechungen. Planung und Bauphase ist insgesamt im Zeitplan geblieben.
  • Viel Regen im Sommer 2014 war teilweise problematisch in der Bauphase.

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

  • Förderansuchen hat ah3 übernommen, hatten bereits Erfahrung mit Mustersanierungen.
  • Für Abschalungsarbeiten bei Fundamenten waren zusätzlichen € 50.000 erforderlich was während der während der Bauphase zu Tage kam. Wird von Bauherrnseite bei einer Sanierung eines Gebäudes aus dem Jahr 1914 nicht als ungewöhnlich erachtet.

Nutzung

Nutzungskomfort/ Erfahrungen:

  • Folgende Rückmeldungen gibt es von den Benutzern:
    • Generell positiv
    • Insbesondere die optische Verbesserung
    • Verbesserung des Raumklimas

Planung – Schema Energiekonzept

Energieausweise

Ihre Ansprechpartner

Kontakt Gemeindeamt Windigsteig http://www.windigsteig.gv.at/ Bürgermeister Manfred Herynek gem.windigsteig@wvnet.at Hauptstrasse 6,
3841 Windigsteig