Volksschule und Sonderschule, Waidhofen an der Thaya – Umgesetzt

21.10.2020
Fassadesaniert01

Executive Summary

Der Gemeindeverband Volksschulgemeinde Waidhofen a. d. Thaya führt eine thermische Sanierung und Erweiterung der Volksschule sowie der allgemeinen Sonderschule, aus dem Jahre 1966, durch. Sowohl der Klassentrakt, als auch der Turnsaal werden thermisch und energetisch saniert. Die Bruttogeschossfläche steigt von 3.053 m² auf 3.302 m². Durch die getroffenen Maßnahmen reduziert sich der spezifische Heizwärmebedarf (HWB*) von 47,17 kWh/(m³a) auf 6,26 kWh/(m³a). Als hervorzuhebende energetische Sanierungsmaßnahme ist die Installation einer Photovoltaikanlage, welche nicht nur den Strombedarf deckt. Die Primärenergiegutschrift übersteigt den Primärenergieaufwand des Gebäudes. Daher handelt es sich um ein Plusenergie-Gebäude.

Die Gebäudehülle wird thermisch durch 20 cm dicke Wärmedämmverbundsystem-Platten verbessert (U-Wert = 0,14 W/(m²K)). Die Decke wird mit 40 cm Steinwolle gedämmt, was in einem U-Wert von 0,13 W/(m²K) resultiert. Die Kellerdecke ist bereits mit 2 cm EPS gedämmt. Neue Kunststofffenster mit einer Dreischeibenisolierverglasung (U-Werte zwischen 0,8 und 0,9 W/(m²K)) und außen liegenden Raffstore zur Reduzierung der Kühllast, komplettieren die Bauteilsanierung.

Eine Raumlufttechnikanlage mit einem Wärmerückgewinnungsgrad von 66 % für den Klassentrakt und eine weitere Anlage mit 60 % WRG für den Turnsaal und die sanitären Anlagen werden zur energetischen Gebäudeoptimierung eingebaut. In Summe können dadurch rund 68.815 kWh/a an Wärme zurückgewonnen werden.

Die Raumheizung und Warmwasserbereitung über Fernwärme wird beibehalten. Die Heizungsregelung erfolgt zonenweise.

Eine Photovoltaikanlage mit einer Peak-Leistung von 130 kW wird Strom für den Eigenbedarf produzieren. In der Jahresbilanz deckt die PV-Anlage den Eigenbedarf an Strom von ca. 45 MWh vollumfänglich ab. Die ca. 80 MWh Überschuss an Stromerzeugung werden als Ökostrom ins Netz eingespeist.

Ausgangszustand

Gebäude

Eigentümer/ Betreiber:

  • Volksschulgemeinde Waidhofen an der Thaya Liegenschaftsverwaltungs KG

Ansprechpartner / Kontaktpersonen:

  • Reg. Rat Ing. Diether Schiefer

Architekt:

  • W&K Architektur Ziviltechniker GmbH
  • Weißenböck & Koppensteiner
  • Landstraße 52, 3910 Zwettl

Techn. Planer:

  • Heizungs-/Sanitär-/Lüftungsplanung:
    • Mempör Haustechnik GmbH
    • Zeitlbach 3, 3321 Ardagger
  • Elektroplanung:
    • TB Ing. Wagner Matthias
    • 3633 Schönbach Nr. 33

Standort:

  • Gymnasiumstraße 6, 3830 Waidhofen a.d. Thaya

Gebäudetyp:

  • Volksschule und Sonderschule

Errichtungsjahr Bestandsgebäude:

  • 1966

Größe (BGF):

  • Insgesamt von 3.053 m² auf 3.302 m² erweitert

Zustand/ Ausstattung Bestand:

  • Das Gebäude aus dem Jahr 1966 wird als Volksschule und Sonderschule genutzt. Der zu sanierende Klassentrakt der Volksschule sowie der ebenfalls zu sanierende Turnsaaltrakt wiesen sehr schlechte Energiekennwerte auf.

Motiv der Sanierung

Mängel/ Schwachstellen/ Probleme im Bestand:

  • Der Grund für die sehr schlechten Energiekennzahlen lag darin, dass die Außenwände, die oberste Geschoßdecke sowie die erdanliegenden Böden kaum bzw. gar nicht gedämmt waren.Die sehr schlechten Fenster und Türen mit undichtem Alurahmen sowie einer Verglasung mit schlechtem U-Wert schlugen sich – insbesondere auch im Hinblick auf den sehr großen Fensteranteil – ebenfalls negativ auf die Energiekennzahlen der beiden Gebäudetrakte (Klassentrakt und Turnsaal) zu Buche. Die bestehenden Jalousien waren Großteils defekt.
  • Heizung funktionierte nicht gut.
  • Bei Regen kam es zu Wasserschäden im Untergeschoss.

Ziele

Vision

Wünsche / Ziele Bauherr Ökologie/ Energieeffizienz/ Komfort:

  • Ziele:
    • Energiekostensenkung
    • Einsatz Erneuerbare Energien
    • Thermische Behaglichkeit durch verbesserte Gebäudehülle
    • Frischluftversorgung über Lüftung
    • Barrierefreiheit
    • Behindertengerechte WCs

Maßnahmen

Gebäudehülle

Bauteilaufbauten:

  • Das Außenmauerwerk bestehend aus 20 cm Betonhohlblocksteine mit beidseitig Putz wurde mit einem Vollwärmeschutz bestehend aus 20 cm Wärmedämmverbundsystem-Platten auf einen U-Wert von 0,14 W/m²K verbessert.
  • Die bestehenden Trägerrost-Geschoßdecken mit Einhängesteinen wurden mit 40 cm Steinwolle gedämmt, was in einem U-Wert von 0,13 W/m²K resultierte.
  • Die Kellerdecke war bereits mit 2 cm EPS gedämmt.
  • Das Dach wurde komplett erneuert.

Baustoffe:

  • Wärmedämmverbundsystem-Platten zur Fassadendämmung.
  • Steinwolle für Geschossdecken.

Fensterqualität:

  • Die bestehenden Türen und Fenster aus Aluminium mit 2-Scheibenverglasung wurden durch Kunststofffenster mit Dreischeibenisolierglas und eben solchen Fenstertüren ersetzt, welche U-Werte von 0,8–0,9 W/m²K aufweisen.

Vermeidung von Wärmebrücken, Anschlussdetails:

  • Nach dem Stand der Technik berücksichtigt/vermieden.

Luftdichtigkeitskonzept:

  • Das Luftdichtigkeitskonzept wurde im Zuge der Sanierung verbessert.

Haustechnik

Heizung:

  • Die Raumheizung und Warmwasserbereitung über Fernwärme mit biogener Heizungsenergie wurde beibehalten. Die Nennleistung der Übergabestation beträgt 300 kW.

Kühlung:

  • Außen liegenden Raffstore zur Reduzierung der Kühllast.

Lüftung:

  • Eine Raumlufttechnikanlage mit einer Wärmerückgewinnung (WRG) von 66 % für den Klassentrakt und eine weitere Anlage mit 60 % WRG für den Turnsaal und die sanitären Anlagen wurden zur energetischen Gebäudeoptimierung eingebaut.

Sanitär:

  • Die zentrale Warmwasseranlage wird so betrieben, dass eine Warmwassertemperatur von mind. 60 °C am Speicheraustritt gewährleistet ist.

Elektrik:

  • PV-Strom für Eigenbedarf: 44.973 kWh/a (100%)
  • PV-Stromlieferung ins Netz: 97.527 kWh/a

Regelungstechnik:

  • Die Heizungsregelung erfolgt zonenweise.
  • Über einen Luftqualitätsfühler im Turnsaal wird die Lüftungsanlage bedarfsgerecht ein- und ausgeschaltet.
  • In den Waschräumen beim Turnsaal sind Feuchtefühler situiert, die die Lüftungsanlage bedarfsgerecht ein – und ausschalten.

Photovoltaik Anlage:

  • Eine Photovoltaikanlage mit einer Peak-Leistung von 130 kW produziert Strom für den Eigenbedarf. In der Jahresbilanz deckt die PV-Anlage den Eigenbedarf an Strom von ca. 45 MWh ganz ab. Die ca. 80 MWh Überschuss an Stromerzeugung werden ins Netz eingespeist.

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:

  • In Summe kann durch die Wärmerückgewinnung der Lüftungsanlagen rund 68.815 kWh/a an Wärme zurückgewonnen werden.

Nutzung Erneuerbarer Energiequellen:

  • PV-Anlage 130 kWp

Besondere Lösungen:

  • Plusenergiegebäude
  • Die Maßnahmen im Bereich der Heizungsoptimierung umfassen einen zonenspezifische Heizungsregelung sowie die Wärmerückgewinnung bei den 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:

  • 47,17 kWh/(m³a)
  • Bzw. Klassentrakt 226,7 kWh/(m²a); Turnsaal 386,7 kWh/(m²a) lt. Energieausweis

Heizwärmebedarf/ nachher:

  • 6,26 kWh/(m³a)
  • Bzw. Klassentrakt 22,3 kWh/(m²a); Turnsaal 88,6 kWh(m²a) lt. Energieausweis

Kühlbedarf/ vorher:

  • 0,05 kWh/(m³a)

Kühlbedarf/ nachher:

  • 0,34 kWh/(m³a)

Spezifische Heizlast:

  • Vorher: 346 kW, entspricht 113 W/(m²BGF) bei einer BGF von 3.053 m²
  • Nachher: 99 kW, entspricht 30 W/(m²BGF) bei einer BGF von 3.302 m²

Erwartete CO2- Einsparung:

  • 285 t/a … -100%

Erwartete Kosteneinsparung im Betrieb:

  • Monetäre Einsparung in 3 Jahren bei Heizung und Warmwasser 101.253,40 €Einsparung infolge des selbst verbrauchten Stromes bei 0,145 Euro Stromkosten pro Kilowattstunden (exkl. Umsatzsteuer): 4.347,39 €/a
  • Erzielter Ertrag für die Einspeisung des übrigen Stromes mit angenommenen Einspeisetarif 0,067 Euro (exkl. Umsatzsteuer): 7.538,71 €/a
  • Gesamt erzielte Einsparung innerhalb von 3 Jahren infolge der PV Anlage (exkl. Ust.) 35.658,29 €

Amortisationszeit:

  • Amortisation in 12 Jahren.

Kosten

Investitionskosten:

  • Gesamte Investitionskosten ca. € 4,0 Millionen (Netto)

Einsparungen im Betrieb:

  • Monetäre Einsparung in 3 Jahren bei Heizung und Warmwasser 101.253,40 €

Förderungen:

  • Anerkennbare Investitionskosten: € 1.313.336,00

Kosten je m2 BGF:

  • € 1.211

Performance

Messungen im Rahmen der Qualitätssicherung Herstellung:

  • Blower-Door-Test (Luftdichtheitstest) Ergebnis: 0,7 h-1

Messungen Energieverbrauch im Betrieb:

  • Wärmemengenzähler:
    • Fernwärmestation
    • Warmwasserboiler
    • Stromverbrauch pro Heizungspumpen
  • PV-Anlage:
    • Stromzähler für Eigennutzung und Einspeisung ins Netz
  • Lüftungsanlage:
    • Strombedarf
    • Temperatur und Luftfeuchtigkeit
    • Außentemperatur
    • Überprüfung Einhaltung der Grenzwerte für Raumlufttemperatur, Raumfeuchte und CO2-Gehalt mittels mobilen Erfassungsgeräten

Persönliche Erfahrungen

Planungs- und Bauphase

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

  • Direktion, Lehrer und Schüler waren bei Entscheidungen mit eingebunden wie z.B. der Farbauswahl für Außenfassade und Malereien innen. Direktion war im dann eingebunden, wenn der Betrieb der Schule betroffen war.
  • Planungsteam war gut, Ausführung wurde durchwegs von einheimischen Betrieben durchgeführt.
  • Ausschreibungsphase war sehr intensiv (Angebote einholen, usw.).
  • Schule und Anrainer sahen den Umbau als „ihre Baustelle“ an.

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

  • Umbauphase konnte nicht nur in der schulfreien Zeit durchgeführt werden, daher waren die Schüler und Lehrer vom Staub und Lärm der Umbauarbeiten betroffen.
  • Die ausgedehnten Regengüsse im Sommer 2014 habe zu Wassereinbrüchen im Untergeschoss während der Bauphase geführt. Trockenlegung ging mit sehr viel Engagement der betroffenen Firmen von statten.

Empfehlungen:

  • Kürzere Wartezeiten bei Auszahlung der zugesagten Förderung, da sonst eine Zwischenfinanzierung (Kredit) erforderlich ist.

Nutzung

Nutzungskomfort/ Erfahrungen:

  • Folgende Rückmeldungen gibt es von den Benutzern:
    • Betrieb der Lüftung als positiv, da unerwartet leise
    • Kaum Beschwerden

Planung – Schema Energiekonzept

Energieausweise

Ihre Ansprechpartner

Kontakt Volksschulgemeinde Waidhofen a.d. Thaya Reg. Rat Ing. Diether Schiefer, Obmann der Schulgemeinde schulgemeinde.waidhofen@a1.net Gymnasiumstraße 6,
3830 Waidhofen a. d. Thaya