{"id":2134,"date":"2021-06-10T11:42:13","date_gmt":"2021-06-10T09:42:13","guid":{"rendered":"http:\/\/blogs.ethz.ch\/energy\/?p=2134"},"modified":"2025-06-30T20:28:24","modified_gmt":"2025-06-30T18:28:24","slug":"old-buildings-matter","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/energyblog.ethz.ch\/de\/old-buildings-matter\/","title":{"rendered":"Warum alte Geb\u00e4ude wichtig sind - Die Geschichte der Geb\u00e4udesanierung"},"content":{"rendered":"

Sch\u00e4tzungen zufolge sind Geb\u00e4ude f\u00fcr 36% des weltweiten Endenergieverbrauchs und 40% der energiebezogenen Treibhausgasemissionen in Europa verantwortlich. Geb\u00e4ude sind au\u00dferdem komplexe Maschinen mit langen Lebenszyklen, die regelm\u00e4\u00dfig gewartet und aktualisiert werden m\u00fcssen. Daher bieten Geb\u00e4ude und insbesondere Geb\u00e4udesanierungen vielf\u00e4ltige und interessante M\u00f6glichkeiten, den Klimawandel zu geringen Kosten und mit (kostenlosem) Zusatznutzen zu bek\u00e4mpfen.<\/p>\n\n\n\n

Geb\u00e4ude verbrauchen 30 bis 40% des weltweiten Endenergieverbrauchs und sind damit eine Hauptquelle von CO2<\/sub> Emissionen. Die Internationale Energieagentur hat die Energieeffizienz in Geb\u00e4uden als eine der f\u00fcnf Ma\u00dfnahmen zur langfristigen Dekarbonisierung des Energiesektors identifiziert.<\/a> Dies kann jedoch nur durch eine umfassende Nachr\u00fcstung bestehender Geb\u00e4ude erreicht werden, die derzeitige Renovierungsrate von Geb\u00e4uden ist mit etwa 1% sehr niedrig<\/a> aufgrund zahlreicher technischer, analytischer, verhaltensbezogener und wirtschaftlicher Faktoren. Einige dieser Faktoren f\u00fchren zu einer Leistungsl\u00fccke, bei der der berechnete Energiebedarf eines Geb\u00e4udes erheblich vom gemessenen Energiebedarf abweicht. Wir schlagen vor, diese L\u00fccke zu schlie\u00dfen, indem wir Messdaten von einzelnen Geb\u00e4uden nutzen, um die Effektivit\u00e4t von Geb\u00e4udesanierungen zu verbessern. Wir glauben, dass sensorgesteuerte Geb\u00e4udesanierungen die Sanierungsrate beschleunigen und zu einer Zukunft mit gr\u00fcnen und nachhaltigen Geb\u00e4uden beitragen werden.<\/p>\n\n\n\n

Warum sind Geb\u00e4uderenovierungen wichtig?<\/h2>\n\n\n\n

Der \u00f6kologische Fu\u00dfabdruck von Geb\u00e4uden ist enorm. Ihre Nutzung ist vielf\u00e4ltig und reicht von einfachen Scheunen f\u00fcr die Lagerung bis hin zu gemischt genutzten Hochh\u00e4usern. Im Gegensatz zu den meisten Gebrauchsgegenst\u00e4nden haben Geb\u00e4ude in Europa eine lange Lebensdauer von 60-100 Jahren. In der Schweiz sind die meisten Geb\u00e4ude vor 1990 gebaut worden.<\/a> Folglich sind die meisten der im Jahr 2050 bestehenden Geb\u00e4ude bereits heute gebaut. Es gibt jedoch viele Geb\u00e4udeelemente und -systeme, deren Lebensdauer k\u00fcrzer ist als die des gesamten Geb\u00e4udes. Daher ist der Austausch von Geb\u00e4udeelementen bei Sanierungen \u00fcblich.<\/p>\n\n\n\n

Oft gibt es viele Beteiligte mit unterschiedlichen Anliegen, z. B. Planer, Bauherren, Eigent\u00fcmer, Mieter, Bewohner, Hausmeister, Finanzinstitute und Beh\u00f6rden. Insbesondere der Bau und die Instandhaltung eines Geb\u00e4udes sind von Natur aus multidisziplin\u00e4r, was Experten aus verschiedenen Disziplinen wie Architektur und verschiedenen Ingenieursdisziplinen erfordert, z. B. Heizung, L\u00fcftung, Sanit\u00e4r, Elektrizit\u00e4t, Kommunikation, Brandschutz und Statik. Die Multidisziplinarit\u00e4t spiegelt sich auch in den Versorgungsketten f\u00fcr Geb\u00e4ude wider, z. B. Kommunikation, Wasser, Strom, Dampf, \u00d6l, Gas, Fernw\u00e4rme und Holz.<\/p>\n\n\n\n

Warum geht die Renovierung von Geb\u00e4uden so langsam voran?<\/h2>\n\n\n\n

Die aktuelle Geb\u00e4udesanierungsrate in der Schweiz liegt bei 1%<\/a> und muss steigen, um die Ziele der Energiestrategie 2050 des Bundes zu erreichen. Um die Ziele der Energiestrategie 2050 zu erreichen, ist eine Geb\u00e4udesanierungsrate von mindestens 2,2% erforderlich<\/a>. Zu den Gr\u00fcnden f\u00fcr die niedrige Sanierungsrate von Geb\u00e4uden geh\u00f6ren finanzielle Zw\u00e4nge, mangelndes Wissen, \u00fcberw\u00e4ltigende Komplexit\u00e4t und die Angst vor unerw\u00fcnschten Folgen wie Feuchtigkeitssch\u00e4den oder Schimmelbildung<\/a>. Geb\u00e4udesanierungen bieten jedoch neben der verbesserten thermischen Leistung auch weitere Vorteile. Zu diesen Zusatznutzen geh\u00f6ren Werterhaltung, erh\u00f6hter thermischer Komfort, verbesserte Gesundheit, bessere Innenraumluftqualit\u00e4t, Schutz vor Au\u00dfenl\u00e4rm und geringere Betriebs- und Wartungskosten. Die Suche nach dem optimalen Satz von Sanierungsma\u00dfnahmen ist aufgrund der oben genannten Komplexit\u00e4t und der Tatsache, dass die Energieeinsparungen eines Satzes von Sanierungsma\u00dfnahmen nicht gleich den Energieeinsparungen von einzeln durchgef\u00fchrten Sanierungsma\u00dfnahmen sind, nicht trivial. Zu wissen, welche Ma\u00dfnahmen f\u00fcr jedes spezifische Geb\u00e4ude Priorit\u00e4t haben, kann dazu beitragen, kosteneffizientere Geb\u00e4udesanierungen zu erm\u00f6glichen, was die Sanierungsrate und letztlich die Geschwindigkeit der Treibhausgasemissionsreduktion erh\u00f6hen kann.<\/p>\n\n\n\n

In unserer Arbeit wollen wir den Sanierungsprozess verbessern und m\u00f6glicherweise die Kosten senken, indem wir die Leistungsl\u00fccke mit sensorbasierten Eingabedaten und Grey-Box-Modellierung schlie\u00dfen.<\/p>\n\n\n\n

Das Leistungsgef\u00e4lle und ineffiziente Renovierungen<\/h2>\n\n\n\n

Ein Grund f\u00fcr ineffektive Geb\u00e4udesanierungen ist die Leistungsl\u00fccke, d. h. die gemessenen Energieeinsparungen sind geringer als erwartet. Dieses Ph\u00e4nomen kann in zwei Effekte unterteilt werden: den Prebound-Effekt und den Rebound-Effekt (siehe Abbildung).<\/p>\n\n\n\n

Derzeit sch\u00e4tzen Geb\u00e4udegutachter die aktuellen Geb\u00e4udeeigenschaften auf der Grundlage von visuellen Inspektionen und pers\u00f6nlichen Erfahrungen, wodurch erhebliche Unsicherheiten \u00fcber den Zustand des Geb\u00e4udes vor der Renovierung in die Bewertung einflie\u00dfen. So m\u00fcssen beispielsweise die thermischen Eigenschaften der W\u00e4nde aufgrund fehlender Unterlagen gesch\u00e4tzt werden. Um diesen Unsicherheiten Rechnung zu tragen, m\u00fcssen Sicherheitsmargen (z. B. \u00dcberdimensionierung der W\u00e4rmepumpe, zus\u00e4tzliche D\u00e4mmung) ber\u00fccksichtigt werden, wenn Sanierungsma\u00dfnahmen vorgeschlagen werden, was die Kosten von Geb\u00e4udesanierungen erh\u00f6ht, die Leistung von Geb\u00e4udesanierungen verringert und Kombinationen von Sanierungsma\u00dfnahmen als nicht durchf\u00fchrbar erscheinen l\u00e4sst. Daher verringern Sicherheitsmargen die Wahrscheinlichkeit, dass ideale Sanierungsma\u00dfnahmen durchgef\u00fchrt werden, z. B. wird die neue Heizungsanlage gr\u00f6\u00dfer dimensioniert als tats\u00e4chlich ben\u00f6tigt. Diese Probleme f\u00fchren im Allgemeinen zu einer \u00dcbersch\u00e4tzung des aktuellen Energiebedarfs eines Geb\u00e4udes, was als Prebound-Effekt bezeichnet wird. W\u00e4hrend der Durchf\u00fchrung einer Sanierung f\u00fchren die Qualit\u00e4t der Verarbeitung und der Baumaterialien zu zus\u00e4tzlichen Schwankungen in der Energieeffizienz des sanierten Geb\u00e4udes. Schlie\u00dflich kann sich nach der Sanierung das Verhalten der Bewohner \u00e4ndern und den Energiebedarf beeinflussen. Diese Unw\u00e4gbarkeiten werden als Rebound-Effekt bezeichnet. Im schlimmsten Fall werden die Energieeinsparungen durch eine Sanierung zweimal geschm\u00e4lert, einmal vor der Sanierung aufgrund einer \u00dcbersch\u00e4tzung des aktuellen Energiebedarfs und einmal nach der Sanierung aufgrund einer Untersch\u00e4tzung des Energiebedarfs nach der Sanierung. Zusammengenommen belaufen sich diese Effekte auf einen Leistungsunterschied von 30% im Durchschnitt<\/a>. Dies deutet darauf hin, dass die angewandten Sanierungsma\u00dfnahmen deutlich unterdurchschnittlich sind. Folglich sind die Investitionen in diese Sanierungsma\u00dfnahmen nicht effektiv.<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Angepasst von: Minna Sunikka-Blank und Ray Galvin. Einf\u00fchrung des Prebound-Effekts: die L\u00fccke zwischen Leistung und tats\u00e4chlichem Energieverbrauch. Bauforschung & Information, 40(3):260-273, 2012<\/a>.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Geb\u00e4udebewertung der Zukunft<\/h2>\n\n\n\n

Der Mangel an Objektivit\u00e4t bei der energetischen Bewertung von Geb\u00e4uden (Prebound-Effekt) kann durch die Messung der thermischen Geb\u00e4udeeigenschaften mit Sensoren im Inneren der Geb\u00e4ude behoben werden. Auch die Qualit\u00e4tskontrolle nach der Durchf\u00fchrung von Sanierungsma\u00dfnahmen kann mit Sensoren durchgef\u00fchrt werden (Rebound-Effekt). Dies ist aufgrund der rasanten Entwicklung in der Elektronik- und Batterietechnologie m\u00f6glich geworden. W\u00e4hrend erste Forschungsarbeiten in Pr\u00fcfkammern und Testgeb\u00e4uden durchgef\u00fchrt werden k\u00f6nnen, m\u00fcssen die neuen Ans\u00e4tze letztendlich in realen, bewohnten Geb\u00e4uden eingesetzt werden. Unter unsere Forschung<\/a>haben wir die praktischen Herausforderungen mit einem vielseitigen drahtloses Sensornetzwerk<\/a> (siehe Kopfbild). Mit anderen Worten: Wir versuchen, die blaue und die orangefarbene Spalte in der Abbildung oben gleich gro\u00df zu machen. Beim Einsatz der Sensoren in realen Geb\u00e4uden haben wir einige praktische Herausforderungen entdeckt.<\/a> So ist beispielsweise die Messung des W\u00e4rmebedarfs eines Geb\u00e4udes in gro\u00dfem Ma\u00dfstab und zu vertretbaren Kosten eine erstaunliche Herausforderung. Dies liegt an den vielen verf\u00fcgbaren Energietr\u00e4gern, z. B. \u00d6l, Gas, Strom, Holz, Fernw\u00e4rme usw., und an den unterschiedlichen Energiesystemen, bei denen der Energietr\u00e4ger f\u00fcr die Heizung auch f\u00fcr andere Zwecke wie die Warmwasserbereitung verwendet werden kann. Dar\u00fcber hinaus muss die Forschung den Schwerpunkt von der Geb\u00e4udeenergiebewertung auf die Geb\u00e4udesanierung auf der Grundlage verbesserter Geb\u00e4udebewertungsmethoden ausweiten.<\/p>\n\n\n\n

Da die bebaute Umwelt einer der gr\u00f6\u00dften, wenn nicht sogar der gr\u00f6\u00dfte Energieverbraucher und Treibhausgasemittent ist, erfordert die Bew\u00e4ltigung dieser Probleme L\u00f6sungen aus vielen Bereichen. Die Experten aus diesen Bereichen m\u00fcssen zusammenarbeiten, um alle L\u00f6sungen zur Verringerung des Energiebedarfs und der Emissionen zu kombinieren und gleichzeitig einen Zusatznutzen zu schaffen.<\/p>\n\n\n\n

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