KiTa Sandhäuschen - Auf dem Weg vom Neubau nach "Aachener Standard" zum Niedrigstenergiegebäude

Dazu müssen Neubauten nicht nur wenig Energie verbrauchen, sondern auch selber Energie erzeugen. Der geforderte „fast bei Null liegende oder sehr geringe Energiebedarf sollte zu einem ganz wesentlichen Teil durch Energie aus erneuerbaren Quellen gedeckt werden“ (Artikel 2.2. der Richtlinie).

Kleiner Schritt vom „Aachener Standard“ zum Niedrigstenergiegebäude

Der 2010 beschlossene „Aachener Standard“ – insbesondere aber die damit verbundene Umsetzungserfahrung - macht es leichter, den neu geforderten Energie-Standard zu erreichen. In Abstimmung mit dem Betriebsausschuss hat das Gebäudemanagement dafür Sorge zu tragen, dass die knapp zwei Jahre bis 2019 genutzt werden, um sich für den 1. Januar 2019 baufachlich so aufzustellen, dass ein reibungsloser Übergang zu noch größerer Nachhaltigkeit gesichert ist. Es gilt vorab mit dem neuen Standard Erfahrungen zu machen und diese fortlaufend auszuwerten und in die Planungs- und Bauaufgaben zu integrieren.

Photovoltaik als ideale Stromquelle für kommunale Gebäude

Gerade in sog, „Nichtwohngebäuden“ entspricht das Nutzerverhalten dem natürlichen Sonnenangebot: tagsüber, wenn die Sonne scheint, wird der eigene Strom verwendet. Abends werden die meisten Gebäude nicht mehr genutzt. Somit ist die Photovoltaik eine ideale Stromquelle für kommunale Gebäude.

Das „Sandhäuschen“ wurde im Sommer 2013 als erste Kindertagesstätte nach Aachener Standard in Betrieb genommen. Seit August 2016 machen 110 Solarmodule auf dem Tonnendach sie zur ersten Niedrigenergie-KiTa Aachens.

Technische Daten der Photovoltaikanlage

• Anlagengröße: 29,7 kWp
• Modulanzahl: 110 Stück
• Dachausrichtung: Süd-Süd-Ost
• Dachneigung: Tonnendach (bogenförmig) zwischen 0° bis 30°
• Prognostizierter Solarertrag: 950 kWh/kWp (siehe Anlage 1a)

Kapazität der Photovoltaikanlage

Mit der 29,7 kWp- Photovoltaikanlage kann ein durchschnittlicher Stromertrag von ca. 28.000 kWh im Jahr erzeugt werden. Ungefähr die Hälfte kann im Gebäude direkt verbraucht werden. Dieser Anteil ist durch entsprechendes Nutzerverhalten, z. B. den Betrieb der Wasch- und Spülmaschinen während der Sonnenzeiten, noch zu steigern. Für die eingespeisten Kilowattstunden beträgt die gemittelte Vergütung 12,08 Cent.

Definition Niedrigstenergiegebäude/ Effizienzhaus-Plus

Die EU-Richtlinie definiert das Niedrigstenergiegebäude bisher nur vage und verweist auf die nationale Umsetzung. Die Gesamtenergieeffizienz eines Gebäudes soll auf transparente Weise dargestellt werden und einen numerischen Indikator für den Primärenergieverbrauch je Energieträger enthalten.

Die Definition des Effizienzhauses-Plus des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung übertrifft diese Vorgaben.

Das Effizienzhaus-Plus-Niveau ist erreicht, wenn

• ein negativer Jahres-Primärenergiebedarf (ΣQp < 0 kWh/m²a) und
• ein negativer Jahres-Endenergiebedarf (ΣQe < 0 kWh/m²a) vorliegen.

Jahres-Primärenergiebedarf

Der Jahres-Primärenergiebedarf der Stromerzeugung übertrifft den von Strom und Erdgas, sowohl im Vergleich der tatsächlichen Mengen als auch unter Berücksichtigung des Eigenverbrauchs. Die Solaranlage erzeugt mehr Primärenergie, als das Gebäude Energie verbraucht (siehe Anlage 1b).

(Die Primärenergiefaktoren enthalten sämtliche Faktoren der Erzeugung, Aufbereitung, Verteilung etc.)

Endenergiebedarf

Die Produktion des Stroms ist als Linie dargestellt. Die monatlichen Endenergieverbräuche von Gas und Strom als Balken. Wärme wird nur von Oktober bis März gebraucht. Von April bis September sind die Solarerträge höher als der Bedarf. Der Überschuss des solaren Stroms wird in das öffentliche Stromnetz gespeist. Das öffentliche Stromnetz wird somit zu einem saisonalen Zwischenspeicher. Eine Speicherung vor Ort wurde geprüft aber verworfen. Erst in den Wintermonaten, wenn das Gebäude Heizenergie einfordert, verbraucht das Gebäude mehr Energie, als es in diesem Zeitabschnitt produziert.

In der Summe erreicht die Produktion des Stroms nicht ganz den Gesamtbedarf (Anlage 1c).

Zusammenfassung

Die Kita Sandhäuschen ist ein Niedrigstenergiegebäude. Der mit diesem Objekt erreichte Effizienzstandard entspricht damit dem Niedrigstenergiestandard, den die Europäische Union ab 2019 von den Neubauten der Kommunen erwartet.

Für künftige Baumaßnahmen gilt es, bereits bei der Entwurfsplanung Ausrichtung und mögliche Anlagengrößen einzuplanen, umso die geforderte Energie aus erneuerbaren Quellen gemäß den kommenden gesetzlichen Vorgaben zu gewährleisten. Somit wird ein Teil der notwendigen Energiekosten für das Gebäude bereits in den direkten Bauentstehungskosten zu berücksichtigen sein.

Die Investition der Anlage Sandhäuschen von knapp € 49.000.- € amortisiert sich nach ca. 9,5 Jahren. Dabei sind die Betriebskosten in Höhe von 380.- € pro Jahr eingerechnet. Ebenfalls ist der Alterungsprozess der Module berücksichtigt (in 25 Jahren im M. nur 80% Leistung).

Während der ersten Betriebs- und Nutzungsphase von 20 Jahren (Vergütungszeitraum EEG) sind finanzielle Einsparungen (eingesparte Stromkosten + Einspeisevergütungen) von ca. 65.000.- € zu erwarten.

Da die Lebensdauer der Module bei mindestens 25-30 Jahren liegt, werden sich die eingesparten Stromkosten über den Vergütungszeitraum hinaus weiter fortsetzen.