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Dieser Bericht in Gestalt eines Leitfadens für eine nachhaltige energetische Modernisierung von historischen Stadtquartieren mit besonderem architektonischen Wert ist das Ergebnis eines Forschungsprojekts an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg, das vom Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung im Rahmen der Förderinitiative „Zukunft Bau“ (Projekt Nr. II 3-F20-11-1-038 / SWD-10.08.18.7-12.21) in den Jahren 2012 bis 2014 gefördert wurde. Im Projekt RENARHIS („Regenerative Energieversorgung als Schwerpunkt einer nachhaltigen Modernisierung historischer Stadtquartiere“) wurden am Modell eines genossenschaftlichen Wohnquartiers aus den 1920er Jahren Restaurierungs- und Modernisierungsstrategien erarbeitet. Das „Plato-Wild-Ensemble“ liegt im Regensburger Stadtosten, außerhalb der mittelalterlichen Altstadt. Es steht nicht unter Denkmalschutz, kann aber gleichwohl aus architektonischen und sozialgeschichtlichen Gründen als Beispiel für mustergültigen und schätzenswerten genossenschaftlichen Wohnungsbau gelten. In diesem Leitfaden sollen aus den Erfahrungen und Lösungsansätzen des Projekts allgemeine Handlungsgrund Orientierungshilfen geboten werden, die den Horizont des eigentlichen Projekts erweitern auf eine Vielzahl ähnlicher Bestandssituationen.
Forschungsbericht 2013
(2014)
Forschungsbericht 2016
(2016)
In the engineering domain, representing real-world objects using a body of data, called a digital twin, which is frequently updated by “live” measurements, has shown various advantages over tradi- tional modelling and simulation techniques. Consequently, urban planners have a strong interest in digital twin technology, since it provides them with a laboratory for experimenting with data before making far-reaching decisions. Realizing these decisions involves the work of professionals in the architecture, engineering and construction (AEC) domain who nowadays collaborate via the methodology of building information modeling (BIM). At the same time, the citizen plays an integral role both in the data acquisition phase, while also being a beneficiary of the improved resource management strategies. In this paper, we present a prototype for a “digital energy twin” platform we designed in cooperation with the city of Regensburg. We show how our extensible platform de- sign can satisfy the various requirements of multiple user groups through a series of data processing solutions and visualizations, in- dicating valuable design and implementation guidelines for future projects. In particular, we focus on two example use cases concern- ing building electricity monitoring and BIM. By implementing a flexible data processing architecture we can involve citizens in the data acquisition process, meeting the demands of modern users regarding maximum transparency in the handling of their data.
Im Projekt MAGGIE wurden für das genossenschaftliche historische Stadtquartier „Margaretenau“ in Regensburg Musterlösungen für energieoptimiertes Wohnen mit innovativen Wandaufbauten aus solaraktiven Baukonstruktionen und einer vorhersagebasierten Versorgungstechnologie erforscht.
Dazu wurde ein bestehendes Wohngebäude als Demonstrations- und Versuchsobjekt mit einem neuartigen, besonders effizienten Hybridsystem aus Wärmepumpentechnologie und Kraft- Wärme-Kopplung ausgestattet und untersucht, ergänzt durch eine dynamische Wärmelogistik zur Verringerung von Verteilungsverlusten.
Das System wurde durch ein neu entwickeltes, allgemein einsetzbares Planungs-, Optimierungs- und Steuerungstool ausgelegt und im Betrieb geregelt. Die in Echtzeit laufende Nachoptimierung des Systems während des Betriebs greift dabei auf reale Monitoringdaten zu. Die Einbindung von Nutzerbedarfsprofilen, Strombörse und Wetterdaten in die Steuerung gestattet einen dynamischen und perspektivischen Anlagenbetrieb zur Maximierung der Solar- und Umweltwärme-Anteile der Energieversorgung und leistet damit einen wirksamen Beitrag zu einem emissionsarmen, klimafreundlichen Gebäudebetrieb.
Für die denkmalgerechte Modernisierung der historischen Fassaden wurde ein solaraktives und solaradaptives Außenputzsystem entwickelt und in der Realität getestet. Am Bestandsgebäude kam anstelle eines Wärmedämmverbundsystems ein innovativer Dämmputz mit Mikrohohlglaskugeln zum Einsatz.
Die Skalierbarkeit erlaubt eine abschnittsweise Modernisierung des gesamten Ensembles über mehrere Jahre. Durch die hohe Energieeffizienz wird die Warmmiete für die Bewohner der genossenschaftlichen Siedlung durch die Modernisierungsmaßnahmen nicht erhöht, so dass auch nach der Modernisierung ein bezahlbares Wohnen sichergestellt wird.
Im Projekt MAGGIE wurden für das genossenschaftliche historische Stadtquartier „Margaretenau“ in Regensburg Musterlösungen für energieoptimiertes Wohnen mit innovativen Wandaufbauten aus solaraktiven Baukonstruktionen und einer vorhersagebasierten Versorgungstechnologie erforscht.
Dazu wurde ein bestehendes Wohngebäude als Demonstrations- und Versuchsobjekt mit einem neuartigen, besonders effizienten Hybridsystem aus Wärmepumpentechnologie und Kraft- Wärme-Kopplung ausgestattet und untersucht, ergänzt durch eine dynamische Wärmelogistik zur Verringerung von Verteilungsverlusten.
Das System wurde durch ein neu entwickeltes, allgemein einsetzbares Planungs-, Optimierungs- und Steuerungstool ausgelegt und im Betrieb geregelt. Die in Echtzeit laufende Nachoptimierung des Systems während des Betriebs greift dabei auf reale Monitoringdaten zu. Die Einbindung von Nutzerbedarfsprofilen, Strombörse und Wetterdaten in die Steuerung gestattet einen dynamischen und perspektivischen Anlagenbetrieb zur Maximierung der Solar- und Umweltwärme-Anteile der Energieversorgung und leistet damit einen wirksamen Beitrag zu einem emissionsarmen, klimafreundlichen Gebäudebetrieb.
Für die denkmalgerechte Modernisierung der historischen Fassaden wurde ein solaraktives und solaradaptives Außenputzsystem entwickelt und in der Realität getestet. Am Bestandsgebäude kam anstelle eines Wärmedämmverbundsystems ein innovativer Dämmputz mit Mikrohohlglaskugeln zum Einsatz.
Die Skalierbarkeit erlaubt eine abschnittsweise Modernisierung des gesamten Ensembles über mehrere Jahre. Durch die hohe Energieeffizienz wird die Warmmiete für die Bewohner der genossenschaftlichen Siedlung durch die Modernisierungsmaßnahmen nicht erhöht, so dass auch nach der Modernisierung ein bezahlbares Wohnen sichergestellt wird.
Dokumentation, Vorbereitungen und
Ergebnisse der zweijährigen Messperiode vom 01.11.2014 bis 31.10.2016
Ausgehend von Konzeption und Planungsdaten für das Effizienzhaus Plus der Firma Karl Bachl GmbH & Co. KG in Deggendorf‐Natternberg berichten wir über die Ergebnisse des energetischen Monitorings über den Zeitraum von zwei Messjahren vom 01.11.2014 bis 31.10.2016. Die OTH Regensburg wurde mit der wissenschaftlichen Begleitforschung dieses Modellprojekts im Rahmen des Zukunft‐Bau‐Netzwerks Effizienzhaus Plus1 beauftragt.
Das Gebäude wird vorwiegend solarthermisch beheizt, ergänzt durch eine elektrische Nachheizung. Neben Solarkollektoren befinden sich auch PV‐Module auf dem Dach, deren Erträge den Jahresstrombedarf bilan‐ ziell decken. Durch Einsatz eines Batteriespeichers kann der Anteil des selbst genutzten PV‐Stroms erhöht werden.
Die Gesamtbilanz des ersten Jahres zeigt, dass das Gebäude primär‐ und endenergetisch die Anforderungen an den Effizienzhaus Plus Standard erfüllt.
Wir stellen die Energieflüsse, Gewinne und Verbräuche, sowie die Wirkungsgrade, den solaren und elektrischen Deckungsgrad und den Autarkiegrad des Gebäudes im Detail vor und diskutieren den Einfluss des elektrischen Batteriespeichers sowie der thermischen Verluste aus dem Pufferspeicher.
Verbesserungspotentiale werden in der Beseitigung von haustechnischen Fehlfunktionen und in einer stärkeren Dämmung des Pufferspeichers gesehen. Dieser ist zudem für den beabsichtigten Zweck nach den Erkenntnissen aus den empirischen Messungen zu groß dimensioniert, wodurch sich für künftige Projekte ein Einsparungspotential ergibt.
RENARHIS - Nachhaltige energetische Modernisierung und Restaurierung historischer Stadtquartiere
(2016)
Die Lebensqualität in einem Stadtquartier lässt sich steigern, wenn Baukunst, Energieeffizienz, regenerative Energieversorgung und kostengünstiges Wohnen zusammenkommen. All das braucht umfassendes Know-how von Architekten, Planern und Betreibern. Forscher der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (OTH) zeigen, wie ein historisches Stadtquartier behutsam modernisiert werden kann und gleichzeitig die Mieten bezahlbar bleiben. Das Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) hat die Forschungsarbeit kostenlos herausgegeben. Die Handlungsempfehlungen des Leitfadens richten sich an Planer, Architekten und Eigentümer.
Wie lässt sich eine Gebäudesanierung erfolgreich zum Zwecke des Klimaschutzes und der nachhaltigen Wohnqualität umsetzen? Strategien hierfür entwickelten Professor Oliver Steffens und sein Forschungsteam der OTH am Beispiel des Plato-Wild-Ensembles, einem genossenschaftlichen Wohnquartier aus den 1920er-Jahren im Regensburger Osten. Das Besondere an dem Sanierungskonzept ist sein fachübergreifender Ansatz: 30 Projektbeteiligte aus den technischen sowie wirtschafts- und sozialwissenschaftlichen Disziplinen erarbeiteten für das Plato-Wild-Ensemble mehrere Lösungsansätze: Das Projektteam verfolgte nach einer eingehenden Bestandsaufnahme das Konzept der Nachverdichtung sowie der energetischen Ertüchtigung der Gebäudehülle. Ziel war dabei, die historische Fassade zu bewahren. Das Projektteam unterlegte die Ansätze der architektonischen Modernisierung sowie der regenerativen Energieversorgung mit zahlreichen Entwürfen, Berechnungen und Simulationen. Bauphysikalische Betrachtungen zum Wärme-, Feuchte- und Schallschutz waren ein weiterer wichtiger Baustein.