Stadt Esslingen am Neckar
Stadtplanungs- und Stadtmessungsamt
Sachbearbeiter: Den 27.02.02
Herr Student 61/086/2002
V 0 R L A G E
Ortschaftsrat Zell 14.03.02
Ausschuß für Technik und Umwelt 20.03.02
Betreff: Bebauungsplan-Vorentwurf Egert im Planbereich 47 'Zell',
Vorgang: ATU vom 18.07.01 - TOP 1
i. Antrag
1. Der Bebauungsplan-Vorentwurf Egert im Planbereich 47 'Zell' nach dem Lageplan des Stadtplanungs- und Stadtmessungsamtes vom 22.02.02 wird zusammen mit den örtlichen Bauvorschriften nach § 74 Landesbauordnung und seiner Begründung gleichen Datums zur Kenntnis genommen.
2. Mit dieser Planung wird die Beteiligung der Bürger an der Bauleitplanung gemäß § 3 Absatz 1 Baugesetzbuch durchgeführt.
II. Haushaltsrechtliche Deckung
Eine Gegenzeichnung von Amt 20 ist nicht erforderlich.
III. Folgekosten
Folgekosten entstehen nicht.
IV. Begründung
Der Ausschuß für Technik und Umwelt hat in seiner Sitzung am 18.07.01 beschlossen, den Bebauungsplan Egert im Planbereich 47 'Zell' aufzustellen und das Stadtplanungs- und Stadtmessungsamt mit der Ausarbeitung des Bebauungsplanes zu beauftragen. Das Ergebnis des Wettbewerbes wurde am 18.07.2001 vom Ausschuss für Technik und Umwelt zustimmend zur Kenntnis genommen. Inzwischen wurde diese Planung entsprechend den Vorgaben des Preisgerichtes überarbeitet und zum städtebaulichen Entwurf weiterentwickelt. Dabei wurde ein Entwässerungskonzept mit dem Ziel einer möglichst weitreichenden Rückhaltung des Regenwassers entwickelt und eingearbeitet. Außerdem wurde ein Freiflächengestaltungskonzept bearbeitet das ebenfalls in den Entwurf einfloß. Schließlich wurde in enger Abstimmung mit der städtebaulichen Planung das Energiekonzept erarbeitet (siehe gesonderte Vorlage).
Auf dieser Basis wurde der Bebauungsplanvorentwurf aufgestellt. Damit sollen die Anregungen der Bürger und der Träger öffentlicher Belange abgefragt werden.
Die Grünordnungsplanung wird zur Zeit erarbeitet; dasselbe gilt für die Eingriffs-Ausgleichs-Abschätzung. Die Ergebnisse dieser Planungen sollen im nächsten Planungsschritt bei der Entwurfsausarbeitung einfließen. Parallel dazu werden zur Vorbereitung der Realisierung Gespräche geführt zum einen innerhalb der Verwaltung und darüberhinaus mit Externen zwecks Abklärung der Marktsituation und über das Thema Bauherrengemeinschaft.
Energiekonzept
Neubaugebiet "Egert" in
Esslingen am Neckar Ortsteil Zell
Zusammenfassung und Empfehlung
Erstellt im: Februar 2002
im Auftrag von: Stadtplanungsamt der Stadt Esslingen am Neckar
Projektleitung: Dipi.-Ing. Olaf Hildebrandt
Inhaltliche Bearbeitung: Dipl.-Ing. Frank Peetz
Dipl.-Ing. Olaf Hildebrandt
Architekt Reinfried Rudolf
0 Einleitung
Das vorliegende Energiekonzept für das Neubaugebiet Egert in Esslingen-Zell beinhaltet sowohl die Ergebnisse des gemeinsamen Planungsprozesses mit dem Stadtplanungsamt als auch eine technische Ausarbeitung und Bewertung eines Energieversorgungskonzeptes unter besonderer Berücksichtigung der Sonnenergienutzung und der Realisierung von Passivhäusern. Die Energiekonzeption umfasst 5 Bausteine:
1. Konzept zur (solar)energetischen Optimierung
2. Konzept zur Reduzierung der Energienachfrage
3. Energieversorgungskonzept
4. Betrachtung von energiebedingten Mehrkosten energiesparender Bauweisen
5. Umsetzungsvorschläge
1 Entwurfsbegleitende energetische
Bewertung
Basis der Bewertung waren die Entwurfspläne der Architekten Albers und Ceriiani, Zürich mit Hesse+Schwarze+Partner, Zürich in der Wettbewerbsfassung, einer Fassung vom 4.10.2001 und der endgültigen Fassung vom 6.12.2001.
In den verschiedenen Planungsphasen wurde das Gebiet entwurfsbegleitend untersucht und nach den Kriterien Kompaktheit, Orientierung zur Sonne, Verschattung durch Nachbargebäude und Passivhaustauglichkeit bewertet. Ziel war es, dass Solargewinne des gesamten Plangebietes deutlich über 80% liegen und im Einzelfall 70% nicht unterschreiten.
Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Die Kompaktheit des Gebietes wurde von einem A/V-Mittelwert von 0,568 auf 0,544 verbessert.
Die nutzbaren passiven Solargewinne konnten von 74% auf 78% um 5% verbessert werden. Das Ziel 80% nutzbare Solargewinne wurde nicht erreicht. Ursache ist der hohe Anteil westorientierter Gebäude und interne Verschattungen z.B. der Teppichhäuser.
Bei über 40 Wohneinheiten sind die erhöhten Anforderungen an die Solarenergienutzung für den Bau von Passivhäusern erfüllt.
Mit dem aktuellen Entwurf sind gute Vorraussetzungen zur Solarenergienutzung und Passivhäuser geschaffen worden. Eine weitergehende Solaroptimierung hätte den städtebaulichen Ansatz entscheidend verändert.
2 Energiebedarfsreduzierung
Der Energiebedarf für das Neubaugebiet Egert wurde in 2 Varianten berechnet:
Das Neubaugebiet wurde entsprechend der Gebäudetypen in 10 Cluster (1 bis X) aufgeteilt. Einzelgebäude, die innerhalb eines Clusters signifikant differieren (z.B. durch geringere Verschattung) werden als Varianten a bis d gekennzeichnet.
Trendentwicklung (business as usual): Heizwärmebedarf nach den aktuellen gesetzlichen Anforderungen der Energiesparverordnung (EnEV); Warmwasser und Strom in heute üblicher Ausstattung.
Sparentwicklung (best case): Heizwärmebedarf mit einem Anteil von ca. 40% der Wohneinheiten als Passivhäusem und ca. 60% der Wohneinheiten nach den gesetzlichen Anforderungen (EnEV); Ausschöpfen von Wasser- und Stromeinsparpotenzialen.
Fazit
Allein durch die konsequente Nachfragereduzierung kann über 1/3 des Energieverbrauchs reduziert werden, dabei ist die Realisierung von (nur) 40 Passivhäusem berücksichtigt. Ziel ist es, die Einsparpotentiale in allen Gebäuden möglichst weitgehend und qualitätvoll umzusetzen.
Empfehlung
Ausweisung eines Vorzugsgebietes für mindestens 40 Passivhäuser und Akquisition von interessierten Bauherren und Investoren.
Mobilisierung der Wasser- und Stromsparpotentiale durch intensive Motivations- und Informationsarbeit. Bauträgem könnte evtl. sogar eine Grundausstattung (Wasserspartechniken und Küchenausstattung) vorgeschrieben werden.
3 Energieversorgungskonzept
Für die Energieversorgung des Neubaugebietes Egert in Esslingen wurden auf der Grundlage des aktuellen Bebauungsplanentwurfes verschiedene Energiesysteme untersucht.
Das vorliegende Konzept stellt eine entscheidungsreife Vorplanung für folgende Versorgungsvarianten dar
Variante 1 Einzelheizungen Gas-Brennwertkessel (Referenzvariante)
Variante 2 Einzelheizungen mit Wärmepumpen
Variante 3 Nahwärmeversorgung mit Blockheizkraftwerk (BHKW)
Variante 4 Nahwärmeversorgung mit Holzfeuerungsanlage
Alle 4 Varianten wurden zusätzlich dahingehend untersucht, wie sich die NettoJahreskosten und C02-Emissionen der untersuchten Energieversorgungsvarianten ändern, wenn bei 40% der Wohneinheiten Passivhausstandard umgesetzt werden.
Investitionen
In der folgenden Tabelle sind die Investitionen der untersuchten Energieversorgungsvarianten dargestellt:
Die Investitionskosten liegen bei den Varianten 3 und 4 mit einer Nahwärmeversorgung bei rd. 1,1 Mio EUR. Die Versorgungsvariante mit Erdreichwärmepumpen (Variante 2) je Gebäude führt zu Gesamtinvestitionen von 1,8 Mio EUR und ist doppelt so teuer wie die Referenzvahante.
Jahreskosten
In der folgenden Tabelle sind die Netto-Jahreskosten aus Kapital-, Energie- und Betriebskosten der untersuchten Energieversorgungsvarianten dargestellt.
Der Jahreskostenvergleich zeigt, dass die Variante mit Elektrowärrnepumpe um rund 20 % teurer als die Referenzvariante (separate Gas-Brennwertkessel) ist. Die Varianten mit Nahwärmeversorgung sind gegenüber der Referenzvahante als kostenneutral zu bewerten.
In der Aufsiedlungszeit des Neubaugebietes können bei den Nahwärmevarianten jedoch zusätzliche Anlaufverluste entstehen. Dieser Aspekt ist bei der Bewertung gegenüber der Referenzvariante zu berücksichtigen.
Energiebilanz
In der nachfolgenden Tabelle sind die eingesetzten Energiemengen der untersuchten Der Vergleich zeigt, dass sich die größte Einsparung nicht emeuerbarer Primärenergieträger beim Einsatz einer Holzfeuerungsanlage (46 %) ergibt.
Die Einsparung von 0,97 Mio. kWh pro Jahr entspricht einem Äquivalent von rund 97.000 Litern Heizöl pro Jahr.
C02-Emissionsbilanz
Aus der Energiebilanz errechnet sich folgende Emissionsbilanz.
Der Vergleich zeigt, dass sich durch den Einsatz eines Blockheizkraftwerkes die Kohlendioxid-Emissionen um 57 % reduzieren. Beim Einsatz von Elektrowärmepumpen oder einer zentralen Holzfeuerungsanlage ergibt sich eine Reduktion von 40 bis 45 %, wobei bei der Wärmepumpenvariante etwas geringere C02-Emissionen als die zentralen Holzfeuerungsanlage zu erwarten sind.
Auswirkung der Passivhäuser auf die Jahreskosten
In der folgenden Tabelle ist dargestellt, wie sich die Netto-Jahreskosten der untersuchten Energieversorgungsvadanten ändern, wenn 40% der Wohneinheit als Passivhäuser umgesetzt werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Passivhäuser in Varianten 1 und 2 mit Kompaktaggregaten (Elektrowärmepumpen) ausgerüstet werden und in Varianten 3 und 4 mit Nahwärme versorgt werden.
Der Kostenvergleich zeigt, dass die Vergleichsvarianten alle um rund 10 % teurer sind als eine Versorgung mit dezentralen Gas-BW-Kesseln und Kompaktaggregaten. Gegenüber den Varianten ohne Passivhäuser steigen die Kosten zwischen 2.500 EUR/a und 32.000 EUR/a an, das sind bezogen auf eine Wohneinheit zwischen 25 EUR/a und 300 EUR/a.
Werden die Passivhäuser jedoch nicht an die Nahwärme angeschlossen, verschlechtert sich das Ergebnis dieser Varianten weiter. Es wird aber auch deutlich,
dass mit zunehmender Zahl von Passivhäusern die dezentrale Wärmepumpenvariante (Kompaktaggregate) wirtschaftlich immer günstiger wird.
Auswirkung der Passivhäuser auf die Emissionsbilanz
In der folgenden Tabelle ist dargestellt, wie sich die Emissionsbilanz ändern, wenn Passivhäuser umgesetzt werden.
Der Emissionsvergleich zeigt, dass die Schadstoffreduktion durch den Einsatz von Passivhäusern gut 1/3 in allen Varianten beträgt. Mit 38% am höchsten ist sie in der Variante Nahwärme mit BHKW. Nach wie vor ist diese Variante mit den niedrigsten Emissionen verbunden.
Insgesamt ließen sich durch die Umsetzung von Einsparstrategien in Verbindung mit BHKW rd. 300 t/a der C02-Emissionen einsparen. Das sind 73% bezogen auf die Referenzvariante. Bei der Variante dezentrale Wärmepumpen ist eine 60%ige Minderung der C02-Emissionen zu erwarten.
Fazit
Die Jahreskosten der Nahwärmevarianten mit Holz und BHKW sowie der dezentralen Versorgung mit Gas-Brennwertanlagen sind in vergleichbarer Größenordnung.
Die Integration von Passivhäusern (ca. 40% der Wohneinheiten) verschlechtert das Ergebnis der Nahwärmevarianten um ca. 10%. Die Passivhäuser nicht anzuschließen würde das Ergebnis weiter verschlechtern.
Bei der Variante Nahwärmeversorgung mit BHKW sind die niedrigsten C02Emissionen zu erwarten. Die Integration von Passivhäusem verbessert das Ergebnis deutlich.
Bei Realisierung von Passivhäusem und einer Nahwärmeversorgung mit BHKW ist gegenüber der Referenzvariante mit Gebäuden nach EnEV und dezentraler Versorgung mit Gas-Brennwertanlagen eine Reduzierung der C02-Emissionen um über 70% möglich.
Falls die Aufsiedlungszeit des Neubaugebietes einen längeren Zeitraum in Anspruch nehmen könnte, entstehen bei den Nahwärmevarianten eventuell zusätzliche Anlaufverluste, die das wirtschaftliche Ergebnis der Varianten verschlechtern können.
Die dezentrale Wärmepumpenvariante wird mit zunehmender Zahl Passivhäuser wirtschaftlich immer günstiger. Auch bezüglich der in der Aufsiedlungszeit entstehenden Anlaufverluste könnte diese Lösung weitere wirtschaftliche Vorteile bringen.
Empfehlung
Das Ziel einer möglichst hohen C02-Minderung wird durch den Einsatz von Passivhäusern in Verbindung mit einem BHKW am besten erreicht. Diese Variante ist mit gewissen Einschränkungen (Anlaufverluste, Betreiber, etc.) auch wirtschaftlich interessant. Diese Variante ist u.E. weiterzuverfolgen (z.B. unter den Aspekten Kos,tensicherheit, Betreiber; Erschließungskonzept, etc).
4 Abschätzung von Mehrkosten energetisch optimierter Bauweisen
Das Niedrigenergiehaus ist mit der Einführung der Energiesparverordnung EnEV am 1.2.2002 verbindlicher Neubaustandard geworden. Immer wieder - nicht nur in Esslingen - wird die Diskussion geführt, wie viel teurer nun Passivhäuser gegenüber dem vorgeschriebenen Standard sind und inwieweit sich diese Mehrkosten lohnen". Von skeptischer Seite mit einem die hohen Mehrkosten lohnen sich nicht" bis zu "Passivhäuser müssen nicht teurer sein" von Seiten der Protagonisten reicht die Aussagebandbreite.
Da bereits sowohl belastbare Erfahrungswerte aus einer Vielzahl realisierter Objekte als auch diverse Systemuntersuchungen z.B. des Arbeitskreis kostengünstige Passivhäuser vorliegen, wurde eine zweigleisige Vorgehensweise gewählt:
1. Versuch einer konsistenten systemanalytischen Mehrkostenabschätzung von Gebäuden von der EnEV zum Passivhaus.
2. Zusammenstellung von Kostenangaben realisierter Objekte.
Mehrkostenabschätzung für zwei Gebäudetypen
Die systemanalytische Mehrkostenabschätzung wurde für ein typisches Reihenmittel- und Reihenendhaus durchgeführt und ist hier am Reihenmittelhaus kurz dargestellt. Alle Kostenangeben sind netto.
Folgende Varianten wurden untersucht:
1 . Einhaltung der Energiesparverordnung vom 1.2.2002 (EnEV)
2. Einhaltung der EnEV mit einer Abluftanlage
3. Drei verschieden Strategien zum Erreichen eines TOP-NEH
4. Passivhaus
Das Passivhaus liegt bei deutlich verbessertem Energiekennwert mit 140 bis 180 DM/m2Mehrkosten teilweise unter den TOP-NEHs. Dies wird durch den Wegfall der konventionellen Heizungsanlage möglich. Bei dem Beispielreihenhäusern mit ca. 110 m2 Wfl. sind es z.B. rd. 17.000 bis 19.000 DM. Bezogen auf Gesamtbaukosten Kostengruppen 300-700 von rd. 350.000 DM sind dies um die 5%.
Investitionskosten von "beliebigen Gebäuden im Passivhausstandard" liegen erfahrungsgemäß bei ca. 3-6% der Baukosten über den Standard ENEV. Diese Differenz kann sogar wegfallen, wenn "spezifische Passivhäuser" geplant werden; d.h. bereits in Entwurf und Detailbearbeitung bauphysikalischen und konstruktive Eigenschaften und deren Kostenrelevanz Berücksichtigung finden.
Das Passivhaus liegt bezüglich der Gesamtkosten zum Teil deutlich günstiger als die TOP-NEHs" mit Energiekennwerten um 35 kWh/(M2 a).
Kostenübersicht über abgerechnete Passivhausprojekte in Deutschland
Es gibt Erkenntnisse, dass die genannten Mehrkosten gegenüber EnEV-Standard sogar wegfallen können, wenn spezifische Passivhäuser" geplant werden. Im Rückblick auf 10 Jahre Entwicklung des kostengünstigen Passivhauses im Architekturbüro weisen speziell seit 1997 abgerechnete Projekte ganz eindeutig auf diese Einsparungen hin. Die Entwicklung ist konsistent.
Tab. 2 erfasst die Baukosten in DM (Brutto) zertifizierter Passivhäuser. Dabei wird zwischen Geschosswohnungsbau und Reihenhäusem unterschieden. Zur besseren Anschauung der Unterschiede ist ein Geschosswohnungsbauvorhaben im NEHStandard, das mit dem Passivhaus Burgholzhof unmittelbar vergleichbar ist, einbezogen.
Zu bemerken ist, dass die Baukosten der Geschosswohnung (Kostengruppe KG 300-600) i.d.R. höher als bei Reihenhäusern liegen. Lediglich die geringeren Nebenkosten (KG 700) und der geringere Grundstückskostenanteil (KG 100+200) führen zum Ausgleich und können zu einem Kostenvorteil des Geschosswohnungsbaus führen.
Für Kostengruppe (KG) 300 und 400 liegen die Werte im Bereich des kostengünstigen Wohnungsbau, also unter 2.000,- DM/M2 . Bei Geschosswohnungsbauten konnte nachgewiesen werden, dass ein vergleichbares Niedrigenergiehaus (NEH) sogar teurer war!
Fazit
Selbst bei beliebigen Gebäuden im Passivhausstandard" ist also bereits eine Wirtschaftlichkeit der Passivhausbauweise gegeben. Das Passivhaus stellt also im Bereich der energieeffizienten Gebäude derzeit den Stand der Technik dar (,Best case") und ist schon heute unter wirtschaftlichen Randbedingungen und bei optimaler Planung zu vergleichbaren Kosten wie Nieddgenqfig!ehäuser realisierbar.
Vorteil der Passivhausbauweise liegen zudem auch im nicht-energetischen Bereich:
Durch die konsequente Reduzierung der Energienachfrage ist eine hohe Unabhängigkeit von Preisschwankungen im Energiebezug für den Kunden gegeben.
Große Behaglichkeit entsteht durch hohe Oberliächentemperaturen der Bauteile und gute Luftqualität durch die Integration von Heizung und Lüftung.
Eine hohe Wertigkeit der Immobilie wird durch die geprüfte hohe Bauqualität (Zertifizierung durch das Passivhaus-Institut, Darmstadt) erreicht.
Ernpfehlung
Die Realisierung einer großen Zahl von Passivhäusem (mindestens 40% der Wohneinheiten) durch einschlägig erfahrene Bauträger / Architekten sollte angestrebt werden.
Eine hohe Umsetzungsrate ist nur mit intensiven Anstrengungen im Bereich Marketing, Öffentlichkeitsarbeit, Beratung und Qualitätssicherung zu erreichen.
Die Erfahrungen der Stadt mit Passivhäusem (und BHKW) sollten ausgewertet und
publiziert werden (z.B. Kosten, Architektur, Akzeptanz, etc.)
5 Urnsetzungsvorschläge
Für den Bereich der Passivhäuser empfehlen wir, städtische Grundstücke gezielt an motivierte Investoren zu vergeben und den Planungs- und Bauprozess aktiv zu begleiten. Erfahrungen mit Qualitätssicherung im Rahmen von Neubausiedlungen mit Passivhäusern haben z.B. die Städte Ulm, Viemheim und Freiburg.
Für die Umsetzung des Nahwärmekonzeptes ist ein Anschluss- und Benutzungszwang per vertragsrechtlicher Regelung auf den städtischen Grundstücken für das gesamte Gebiet ein gebotenes Instrument. Auch hier ist intensive tlankierende Motivations- und Informationsarbeft geboten. Beispiele dafür gibt es in Hannover (Kronberg) oder Hamburg.
Parallel sollte frühzeitige Information, Motivation und Beteiligung von Investoren, Planern und Bauherren als wichtige Voraussetzungen für Akzeptanz und damit erhöhte Umsetzung erfolgen. Ein Umfrage zeigte, dass viele Großstädte davon Gebrauch machen.
Das Passivhaus setzt qualitativ eine sehr hochwertige Ausführung aller baulichen und haustechnischen Komponenten voraus. Das entsprechende Know-How hierfür kann derzeit bei Architektenschaft und Handwerk noch nicht auf breiter Basis vorausgesetzt werden. Daher sind Informations- und Weiterbildungsprojekte notwendig.
Es ist anzustreben, Passivhäuser auch archltektonisch attraktiv zu gestalten. Dies könnte z.B. über Wettbewerbe, Mehrfachbeauftragungen, etc. forciert werden. Denkbar ist z.B. ein kombinierter Investoren/Architekten-Wettbewerb für einzelne Cluster mit den Schwerpunkten Kosten und Gestaltung von Passivhäusern.
Empfehlung
Erstellung eines Umsetzungskonzeptes mit konkreten Maßnahmen zu vertraglichen Regelungen, eines Qualitätsmanagements und Motivations- und Informationskampagne.
Es sollte eine Strategie entwickelt werden, Passivhäuser in unterschiedlicher (guter) Architektur zu realisieren.
Akquisition von interessierten Bauherren und Investoren.
Integration des Fachthemas Passivhäuser in den Arbeitskreis des Esslinger Wärmesiegels.
Evaluation des Baugebietes