Projekt Energie und Umwelt – teach ENERGY

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Das Klima unserer Erde verändert sich und diese Veränderungen haben bedeutenden Einfluss auch unsere Lebensbedingungen. Es konnte nur durch das viele Verbrauchen verschiedener fossiler Brennstoffe soweit kommen. Das müssen wir ändern!

G8hzIcOxMit dem Projekt „teach ENERGY“ versuchen wir die Energieeffizienz unserer Schule zu steigern, um noch mehr Energie zu sparen. Mit diesem Vorhaben wollen wir speziell an unserer Schule mehr erneuerbare Energie nutzen und ein Vorbild für andere Einrichtungen sein. Dabei soll der ökonomische, ökologischer und sozialer Umgang mit Energie an unsere Mitschüler vermittelt werden.

Was ist das für ein Projekt?

Wir als Schüler versuchen in Kooperation mit unserem Landkreis, der Hochschule Wismar und dem IAIB e.V., die Energieeffizienz unserer Schule, dem GSG zu steigern. teach ENERGY  ist ein Vorhaben für Schüler zum nachhaltigen Umgang mit Energie.

 

Ausgangssituation

te1Die Schule verfügt über einen atmosphärischen Doppelkessel (Baujahr 1991) mit Abgaswärmetauscher und einer Leistung von 350 kW. Die Wärmeübergabe im Gebäude erfolgt überwiegend über Heizkörper, die unter den Fenstern im Außenwandbereich angeordnet sind. Das installierte Monitoringsystem dient zur Optimierung und Einschätzung der Schwachstellen in der Gebäudehülle und der Anlagentechnik.

DiagrammEin Bestandteil des Monitoringsystems, sind die Sensoren, zur Erfassung von Messgrößen, die für längere Zeit gespeichert werden. Diese Messwerte werden auch für die Regulation der Temperaturen und Energie und Ressourcenverbräuche optimiert. Das Monitoringsystem ist also die „Informationsquelle“ und somit die Grundlage für unser weiteres Handeln.

Energiemonitoring – Portal 

PortalAlle aufgezeichneten Daten werden automatisch auf einen Server gespeichert. Über das IAIB Energiemonitoring-Portal kann man über ein Internet-Browser auf die Daten in Form von Diagrammen und Tabellen zugreifen und diese analysieren.

Erste Erfolge

Die Verbrauchsmessungen des GSG’s in Wismar sind nun ein gutes Beispiel für den Prozess der Optimierung zur Energieeinsparung. Seid dem 04.07.2014 besitzt die Schule einen Datenlogger im Heizraum. Durch den Gebrauch einer modernen Heizregelung und durch die Verbrauchsüberwachung mit dem Monitoringssystem ergibt sich nun eine Energieeinsparung von ca. 33 % pro Jahr.

 

 

 

 

Energieberatungsbericht für unser Schulgebäude

 

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Was haben wir gemacht?

Als das Projekt teachENERGY im Rahmen unseres Unterrichts angeboten wurde, habe ich mich sofort dafür interessiert. Endlich ein Unterrichtsfach welches in der realen Welt Verwendung findet, welches mich für die Energietechnische Sanierung und die alternative Energiegewinnung sensibilisieren soll.

Deshalb gingen wir, der Energie Projektkurs der 11. Klasse in den ersten Tagen durch das Gebäude der Großen Stadtschule Geschwister Scholl Gymnasium. Unter der Führung von Frau Luft und dem Hausmeister Herrn Teude besprachen wir z.B. Möglichkeiten der Sanierung.

Außerdem fertigten wir verschiedene Protokolle zur gebäudetechnischen Sanierung der Schule an. Zudem wurden wir in das Computerprogramm zur energietechnischen Beratung eingewiesen, welches die EnEV (Energieeinsparungsverordnung) Werte von den gegeben Daten berechnet. Wir betrachteten dabei einen rein theoretischen Umbau, deswegen standen uns keine Hürden wie z.B. Kosten oder der Denkmalschutz im Weg.

Unsere Gruppe hatte die Aufgabe, sich mit den energetischen Werten unserer Schule zu beschäftigen und daraufhin mithilfe der Energieberatungssoftware eine Verbesserung  durch Sanierung  auf den EnEV Standard eines Altbaus zu erreichen.

Dies haben wir dann mithilfe der Energieberatungssoftware simuliert. Wir haben die Türen in Vollhaustüren ausgetauscht, die Wände mit Innendämmung und Innenputz ausgestattet und 3-Schreiben-Wärmeschutzverglasung für die Fenster eingesetzt. Die Wände hatten vorher einen Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) von 1,8 und 1,21 oder 1,62. Dieser sank nach der Optimierung auf 0,33; 0,30 und 0,32. Die Fenster haben sich von einem U-Wert von 2,83 auf 0,7 verbessert. Die Transmission sank von 441.228 kWh/a auf 254.237 kWh/a. Die Lüftung stieg von 207.103 kWh/a  auf 208.054 kWh/a und die Heizung sank durch das Einsetzen einer Sole-Wasser-Wärmepumpe auf -170.351 kWh/a, vorher waren es 196.531 kWh/a. Der Energiebedarf sank damit von 710.375 kWh/a auf 174.836 kWh/a. Damit war es eine Einsparung von 535.539 kWh/a. Die CO2 Emissionen wurden um 5.972 kg CO2 pro Jahr reduziert. Der Primärenergiebedarf sank von 316 kWh/m²a auf 136 kWh/m²a. Damit wurde eine Brennstoffeinsparung von 75% vorgenommen. Die Brennstoffkosten von 44.907 € sind auf 33.618 € gesunken. Damit haben wir 11.289 € gespart. Wir finden den Umbau auf den Standard eines Altbaus sinnvoll, da man sehr viel Energie spart und die Kosten reduziert. Organisatorisch wäre dies kein allzu großer Eingriff in den Schulalltag.

 

 

Allgemeine Angaben zum Gebäude

 

 Beschreibung:

Gebäudetyp:                                      Nichtwohngebäude

Baujahr:                                             1891

Beheiztes Volumen Ve:                   10010 m³

Das beheizte Volumen wurde gemäß EnEV unter Verwendung von Außenmaßen ermittelt.

 Luftvolumen V:                                8008 m³

Nettogrundfläche ANGF:                  2080,00 m²

Verbrauchsangaben:

 Der Berechnung dieses Berichts wurden das EnEV-Standard-Nutzerverhalten und die Standard-Klimabedingungen für Deutschland zugrunde gelegt. Daher können aus den Ergebnissen keine Rückschlüsse auf die absolute Höhe des Brennstoffverbrauchs gezogen werden.

 

Anlagentechnik

 

Heizung:

Bereich Heizwärme-Erzeugung 1
Zentralheizung – 1987-1994   Brennwert-Kessel von 1990 – Nennleistung 350,00 kW
Energieträger: Erdgas E
Der Kessel versorgt den TWW-Bereich ‚Warmwasser-Erzeugung 1‘ mit.

Warmwasser:

Bereich Warmwasser-Erzeugung 1
Zentrales TWW – 1987-1994   Brennwert-Kessel aus dem Heizkreis ‚Erzeuger 1‘
   von 1990 – Nennleistung 350,00 kW
Energieträger: Erdgas E

 

Energiebilanz

 

Energieverluste entstehen über die Gebäudehülle, durch den Luftwechsel sowie bei der Erzeugung und Bereitstellung der benötigten Energie.

In dem folgenden Diagramm ist die Energiebilanz für die Raumwärme aus Wärmegewinnen und Wärmeverlusten der Gebäudehülle und der Anlagentechnik dargestellt.

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Bewertung des Gebäudes

 

Die Gesamtbewertung des Gebäudes erfolgt aufgrund des jährlichen Primärenergiebedarfs pro m² Nutzfläche – zurzeit beträgt dieser 370 kWh/m²a.

 

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Sanierung des Gebäudes

 

Variante 1 : Sanierung

 

In dieser Variante werden die folgenden Modernisierungsmaßnahmen betrachtet.

 

Modernisierung der Gebäudehülle   – Variante 1 –

 

Außenwände: Innendämmung 10 cm WLG 070
Dach / oberste Decke: Mineralwolle 24 cm WLG 035
Keller: Unterdeckendämmung 4cm WLG 035

 

 

Anlagentechnik   – Variante 1 –

 

Heizung:

Bereich Heizwärme-Erzeugung 1
Zentralheizung – Sole-Wasser-Wärmepumpe von 2016
mit einer Betriebsart ‚elektrisch angetrieben‘
Energieträger: Strom-Mix

Warmwasser:

Bereich Warmwasser-Erzeugung 1
Zentrales TWW – Solaranlage von 2016
Energieträger: Sonnen-Energie

Energieeinsparung   – Variante 1 –

 

Nach Umsetzung der in dieser Variante vorgeschlagenen Maßnahmen reduziert sich der Endenergiebedarf Ihres Gebäudes um 79 %.

Den Einfluss auf die Wärmeverluste über die einzelnen Bauteile und die Heizungsanlage zeigt das folgende Diagramm.

 

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Der derzeitige Endenergiebedarf von 767242 kWh/Jahr reduziert sich auf 157744 kWh/Jahr. Es ergibt sich somit eine Einsparung von 609498 kWh/Jahr, bei gleichem Nutzverhalten und gleichen Klimabedingungen.

Die CO2-Emissionen werden um 71243 kg CO2/Jahr reduziert. Dies wirkt sich positiv auf den Treibhauseffekt aus und hilft, unser Klima zu schützen.

Durch die Modernisierungsmaßnahmen dieser Variante sinkt der Primärenergiebedarf des Gebäudes auf 182 kWh/m² pro Jahr.

 

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Fazit

Aufgrund diese Experiementes haben wir bewiesen, dass es möglich ist unsere Schule auf die Standards von Enev 2014 zu bekommen, aber es ist mit einem hohen Kostenaufwand verbunden ist und es viel Zeit beanspruchen würde diese Umbaumaßnahmen in die Realität umzusetzen. Es ist trotz allem interessant zu sehen was nötig wäre um unsere Schule umweltfreundlicher und energieffizienter zu machen.

 

 

 

Autoren:

(2017) Felix Müller, Hans Seidelmann, Lea Block, Hanna Heine, Hanna Hünemörder, Hauke Schilling, Anna Hendrych, Tom Ole Scheuermann

(2016) Naveen Dabrunz, Friederike Wilk, Huyen Tran Tran, William Dick