shutterstockKlimaerwärmung und die Umsetzung der Ziele der Energiestrategie 2050 sind zentrale Themen im Bauen – heute und morgen. Sie bilden den Kern des 18. IGE-Seminars der Hochschule Luzern – angereichert mit weiteren aktuellen Fragen aus dem Bereich des nachhaltigen Bauens und der Gebäudetechnik. Weiterlesen
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In vielen Häusern gibt’s zu wenig Tageslicht. Alte Tricks und neue Techniken helfen, natürliches Licht in Wohnungen und Büros zu bringen. Resultat: mehr Lebensqualität, tieferer Energieverbrauch.
Automobile mit Verbrennungsmotor stehen unter Druck. Die politischen Entscheide zielen darauf ab, Diesel- und Benzinmotoren zur Eindämmung des Klimawandels durch elektrisch angetriebene Fahrzeuge zu ersetzen. Doch selbst wenn Benziner und Dieselautos der Vergangenheit angehören sollten: Die Energieumwandlung mittels Verbrennung wird auch in der künftigen Energieversorgung ihren Platz haben, vor allem mit Wasserstoff und anderen synthetischen Brenn- und Treibstoffen aus nachhaltiger Produktion. Weiterlesen
Die Extraktion von Gasmolekülen aus einem Gasgemisch und deren Anlagerung an einem Feststoff ist ein Prozess, der in vielen industriellen Verfahren eine wichtige Rolle spielt. Für diese Adsorptionsprozesse werden heute in vielen Fällen technische Systeme eingesetzt, die für ihre Aufgabe überdimensioniert sind. Weiterlesen
In den Kantonen Basel-Stadt, Glarus und nun auch Zürich dürfen Öl- und Gasheizungen in Wohnbauten weder ersetzt noch neu eingebaut werden. Glarus hat dabei eines der strengsten Energiegesetze der Schweiz. Anfang September haben die Glarnerinnen und Glarner ja gesagt dazu. Weiterlesen
Immer häufiger werden Photovoltaik-Anlagen mit einem Batteriespeicher ergänzt, damit der Solarstrom in grösserem Umfang direkt im Haushalt genutzt werden kann. Ein Forscherteam der Ostschweizer Fachhochschule hat nun einen dreitägigen Testzyklus für solche Speichersysteme entwickelt. Weiterlesen
Für Innovationen im Energiebereich gibt es in der Schweiz eine Vielzahl an Förderangeboten. Das Bundesamt für Energie (BFE) ist dabei ein wichtiger Akteur und Stakeholder. In dieser Doppelrolle hat das BFE eine Studie in Auftrag gegeben. Sie sollte die Unterstützungsangebote für Energieinnovationen in einer systematischen Bestandsaufnahme erfassen. Die Ergebnisse dieser Studie liegen nun vor.
Die Studie wurde vom «Kompetenzzentrum Business Engineering» an der Hochschule Luzern durchgeführt. Der Abgleich von Angebot und Nachfrage zeigte, dass diese sich die Waage halten. Die Unterstützung, welche Gewerbe und Industrie benötigen und die angebotenen Dienstleistungen passen zueinander.
Die grosse Stärke im bestehenden System sehen die Autoren der Studie in der inhaltlichen Breite und Diversität der bestehenden Angebote. Es gibt aber auch Schwachstellen. So bemängeln Gewerbebetreibende und Industrie, dass die Suche nach einem geeigneten Unterstützungsangebot und die Bewerbungsprozeduren zu viel Zeit brauchen. Teilweise fehlen auch Informationen zu den verfügbaren Angeboten, so dass gute Angebote von den potenziellen Nutzerinnen nicht gefunden und in Anspruch genommen werden können. Das kann Innovationen verzögern oder gar verunmöglichen.
Die Autoren der Studie schlagen vor, auf den bestehenden Stärken des Energieinnovations-Ökosystems aufzubauen. Der Fokus soll darauf liegen, dass die Förderangebote einfacher gefunden und genutzt werden können. Vor allem, da die potenziellen Nutzer nur über begrenzte Zeit und Ressourcen verfügen, um sich mit den Förderangeboten auseinanderzusetzen. Ein schneller und effizienter Zugang zum passenden Förderangebot ist entscheidend.
Wer die Studie genauer kennenlernen möchte: Die Autorinnen und Autoren der Studie stellen die Resultate im Rahmen eines Webinars am 23.11.2021 ab 11:00 vor und führen eine Diskussion mit den Teilnehmenden. Der Anlass ist kostenlos. Hier geht es zur Anmeldung.
Autoren
Dr. Simon Züst, Hochschule Luzern
Richard Lüchinger, Hochschule Luzern
Tanaka Mandy Mbavarira, Hochschule Luzern
Marco Zemp, Hochschule Luzern
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Ein Haus zu bauen ist eine grosse Investition, von der nicht nur die nächste, sondern vielleicht sogar die übernächste Generation profitieren kann. Beim Hausbau ist also gut beraten, wer langfristig denkt. Spätestens nach den extremen Wetterereignissen des Sommers 2021 bedeutet das auch, die Auswirkungen des Klimawandels einzuberechnen. Was genau heisst das aber für den Bau von Wohngebäuden?
Ein Projekt der Hochschule Luzern hat sich dieser Frage gewidmet. Auf Basis von Klimaszenarien hat das Forschungsteam Leitfäden entwickelt, die Planende und Bauherrschaften unterstützen sollen. Energeiaplus hat mit dem Leiter der Forschungsgruppe Gianrico Settembrini gesprochen und nachgefragt, worauf es zu achten gilt.
Energeiaplus: Herr Settembrini, an wen richten sich die Leitfäden, welche Ihr Team erarbeitet hat?
Gianrico Settembrini: Wir haben zwei separate und unterschiedliche Leitfäden entwickelt. Einen explizit für Planende, mit dem Fokus auf die frühe Entwurfsphase von Gebäuden. Und einen für Bauherrschaften mit Empfehlungen im Zusammenhang mit dem Klimawandel für sämtliche Projektphasen: Von der strategischen Planung bis zur Bewirtschaftung der Gebäude. Sein Ziel ist die Sensibilisierung zum Thema Klimawandel von Projektbestellern und -entwicklern im Allgemeinen, von Privaten bis hin zu institutionellen Investoren, von der Wohnbaugenossenschaft bis zur professionellen Liegenschaftsverwaltung.
Auf welcher Datengrundlage haben Sie Ihre Analysen durchgeführt?
Die Studie legt den Schwerpunkt auf Wohngebäude. Als Referenzgebäude für die Analysen diente ein Wohnneubau, der bereits in früheren Klimawandelprojekten, z.B. in der Studie ClimaBau[1], als typisches Beispiel für den Schweizer Gebäudepark ausgewählt wurde. Dies erlaubte, auf vorhandene Erfahrungen und Erkenntnisse aufzubauen.
Die verwendeten Klimaprojektionen basieren auf dem mittleren Treibhausgasemissionsszenario für die Periode von 2045 bis 2074. Sie wurden in Zusammenarbeit mit MeteoSchweiz für die thermischen Simulationen aufbereitet. Der Vergleich wurde mit gemessenen Wetterdaten der Periode von 1980 und 2009 durchgeführt. Untersucht wurden jeweils ein durchschnittliches und ein besonders warmes Jahr der Perioden an einem Beispielstandort für das Schweizer Mittelland (Meteostation Basel-Binningen).
Gianrico Settembrini ist Leiter der Forschungsgruppe „Nachhaltiges Bauen und Erneuern“ an der Hochschule Luzern. Er hat als Projektleiter die Leitfäden mit seinem Team erarbeitet.
Welche konkreten Herausforderungen stellt der Klimawandel an das Bauen beziehungsweise Wohnen in der Schweiz?
Wir unterscheiden grundsätzlich in Herausforderungen der Mitigation, also dem Verhindern der klimawandelrelevanten Treibhausgasemissionen, und solche der Adaption.
Die Adaption steht in unserer Studie im Mittelpunkt. Wohnbauten bilden dabei eine besondere Herausforderung, weil sie heute kaum aktiv gekühlt werden (dürfen). Mit dem künftigen Klima werden sie jedoch zunehmend und teilweise markant überhitzen. Der Klimakältebedarf wird ähnlich demjenigen in unseren südlichen Nachbarländern heute sein. Dort ist eine Wohnraumkühlung – oftmals durch nachträglich aufgestellte Klimageräte – bereits die Regel. Sie zeigt sich häufig mit ästhetischen Schreckensbildern bei den Gebäudefassaden, aber vor allem führt sie zu einem enormen Zuwachs an Strombedarf im Sommer. Die grosse Herausforderung besteht darin, unsere Gebäude heute so zu planen, dass sie langfristig behaglich bleiben und nicht nachträglich «improvisiert» gekühlt werden müssen.
Ihre Handlungsempfehlungen orientieren sich an dem Prinzip der Adaption. Wieso anpassen an den Klimawandel, statt die Mitigation ins Zentrum der Bemühungen zu stellen?
Dass Mitigation wichtig ist, wurde schon länger erkannt. Konkrete Ziele wurden im Laufe der letzten Jahrzehnte in der Energiestrategie laufend neu formuliert. Teilweise fanden die Ziele auch Einzug in unsere Gesetzgebung. Der Klimawandel ist jedoch dadurch kaum mehr aufzuhalten, wir können nur noch das Ausmass beeinflussen. Deshalb ist es ebenso wichtig, dass wir uns langfristig mit den Gegebenheiten befassen, die uns erwarten werden. Reagieren wir heute diesbezüglich nicht, wird der erhöhte Klimakältebedarf künftig die Problematik verstärken. Der Strombedarf für die Kühlung wird zu weiteren Treibhausgasemissionen führen. Klimageräte werden die Aussenluft noch mehr aufheizen.
Im Gegenzug sollten wir den Klimawandel – zumindest energetisch – als Chance sehen: Die höheren Temperaturen bedeuten weniger Heizwärmebedarf. Führt eine bedachte Planung zu einer Minimierung des Klimakältebedarfs, kann gar eine Reduktion des Jahresenergiebedarfs angestrebt werden.
Es gibt schon eine Vielzahl an Infoblättern und Leitfäden, die Bauherrschaften unterstützen sollen. Welchen Mehrwert bieten Ihre Handlungsempfehlungen?
Die Auswirkungen des Klimawandels auf unsere Gebäude sind unseres Erachtens weiterhin ungenügend untersucht. Verfügbare Infoblätter bilden oftmals lediglich Teilbereiche der Problematik ab. Wir versuchten mit der Studie einen gesamtheitlichen Eindruck zu geben und untersuchten den Einfluss der verschiedene Entwurfsparameter jeweils auf die drei Hauptthemenfeldern: Energiebedarf (Heizwärme- und Klimakältebedarf), thermische Behaglichkeit (Überhitzungsstunden im Gebäude) und Tageslicht (Tageslichtversorgung, Besonnungsdauer und Aussicht). Mit den Empfehlungen möchten wir die Akteure am Bau bei der Balancefindung zwischen den drei Themenfeldern unterstützen und eine vorausschauende Planung fördern.
Zudem wurden die Leitfäden unter Einbezug des Zielpublikums erarbeitet. In einem ersten Projektschritt wurde eine Umfrage durchgeführt, um den aktuellen Wissensstand von Bauherrschaften zum Klimawandel in Erfahrung zu bringen und um die relevanten Handlungsfelder zu eruieren.
Ein Haus oder eine Wohnung zu bauen ist ein herausforderndes und oft langwieriges Unterfangen. Die wenigen Leute, die in der Schweiz etwas bauen, tun dies meist nur einmal in ihrem Leben. Wie hilft da ein Leitfaden weiter?
Wichtig ist, dass die Auswirkungen des Klimawandels bereits heute bei der Gebäudeplanung thematisiert werden. Je mehr die Baubranche die Problematik erkennt und Massnahmen in der Praxis umsetzt, umso mehr wird der gesamte Gebäudepark davon Nutzen ziehen.
Planende, welche bei grösseren Objekten mit der Thematik konfrontiert sind, werden die Überlegungen auch bei kleineren Wohnbauten aufnehmen und weitergeben. Dasselbe gilt auch umgekehrt. Ziel ist, dass die Berücksichtigung des Klimawandels bei der Planung sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich zum Normalfall wird. Davon werden alle profitieren.
In welchem Stadium eines Bauvorhabens kommen die Hinweise Ihrer Leitfäden im Idealfall zum Zug?
Die Weichen eines klimawandelgerechten Projektes werden bereits in der strategischen Planung gelegt. Schon die Standortwahl kann entscheidend sein. Der Leitfaden für Planende bezieht sich demzufolge explizit auf Gebäudeparameter, welche in der frühen Entwurfsphase thematisiert werden. Dies sind zum Beispiel Gebäudeausrichtung, Fensterflächen oder baulicher Sonnenschutz.
Im Leitfaden für Bauherrschaften haben wir indessen bewusst Empfehlungen für jede Phase im Lebenszyklus des Gebäudes formuliert, auch für die Nutzungsphase. Das ist insbesondere im Hinblick auf Massnahmen wichtig, welche die Involvierung der Bewohnenden voraussetzen. Denn da gibt es künftig ebenfalls ein grosses Optimierungspotential, zum Beispiel durch die effiziente Auskühlung der Gebäude in der Nacht.
Bauvorhaben sind kostspielig und aufwändig. Warum sollten Ressourcen darin investiert werden, die Parameter ihrer Leitfäden in die Planung aufzunehmen?
Dass Wohnungen und Häuser auch im Sommer angenehm kühl bleiben wird zunehmend zu einem entscheidendes Kriterium für die Vermietbarkeit. Helle Räume, also der Umgang mit Tageslicht, sind es schon heute. Eine langfristig vermietbare Immobilie bedeutet weniger Mieterwechsel und somit ökonomische Vorteile – hierbei ist ein hoher Wohnkomfort zentral.
Die Berücksichtigung der künftig höheren Aussentemperaturen könnte zudem zu einer Reduktion des gebäudetechnischen Aufwands für die Raumheizung führen und sich ebenfalls kostensenkend auswirken.
Gibt es einen zentralen Grundsatz des an den Klimawandel angepassten Bauens, den Sie allen potenziellen Bauherrschaften ans Herz legen möchten?
Gebäude, die wir heute planen, werden voraussichtlich auch im nächsten Jahrhundert noch genutzt werden. Bis anhin haben wir sie mit den Erfahrungen und den Klimadaten aus der Vergangenheit konzipiert. Für die energetische Optimierung und Kosteneffizienz ist eine langfristig vorausschauende Planung mit Berücksichtigung der künftigen klimatischen Gegebenheiten unerlässlich. Dabei sollte ebenso nicht vergessen werden, dass wir jeweils für die künftigen Nutzenden planen. Gesunde, behagliche und helle Räume, in denen sich der Mensch jederzeit wohl fühlen kann, müssen das Ziel von jedem Bauvorhaben sein.
Sie finden die Leitfäden für Planende und Bauherrschaften auf der Webseite der Hochschule Luzern.
Lisa Brombach, Medien und Politik, BFE
[1] ClimaBau – Planen angesichts des Klimawandels; Energiebedarf und Behaglichkeit heutiger Wohnbauten bis ins Jahr 2100. Settembrini et al., 2018, Bundesamt für Energie, Bundesamt für Umwelt
Die Mobilität ist Sache der Technikerinnen und Techniker, die Lösungen für die effiziente Fortbewegung von A nach B präsentieren. Da haben die Sozial- und Geisteswissenschaften nichts beizusteuern – diese Sichtweise hat längst ausgedient. Besonders spannend wird es, wenn Forschende aus den Sozial- und Geisteswissenschaften und aus den technischen Disziplinen gemeinsam an Lösungen arbeiten. Weiterlesen
Die Digitalisierung ist eng mit der Blockchain verknüpft, die auch als Distributed Ledger Technologie (DLT) bekannt ist. DLT basieren auf dem Prinzip der dezentralisierten Führung von Daten und Informationen und weisen generell ein hohes Automatisierungspotential auf. Eine Technologie wie geschaffen also für die zunehmend dezentrale Zukunft eines CO2-freien Energiesektors. Bisher fehlten jedoch Standards und Grundsätze für die Anwendung im Energiesektor.
DLT steckt in einem frühen Stadium, doch die Dynamik der Entwicklungen ist enorm. Für die Energiewirtschaft stellen sich derzeit verschiedene Fragen: Wo kann die Technologie eingesetzt werden? Sind Applikationen mit verschiedenen Blockchains untereinander kompatibel? Welche Daten sollen auf die Blockchain und wie kann DLT erfolgreich in die historisch gewachsenen energiewirtschaftlichen Prozesse integriert werden? Zudem ist der Energieverbrauch von gewissen DLT sehr hoch, wie das medial stark rezipierte Beispiel von Bitcoin zeigt. Beim Einsatz von DLT im Energiesektor muss das von Anfang an bedacht werden.
Ein Konsortium aus Hochschulen, Verbänden und Unternehmen arbeitete an diesen Fragen. Das Digital Innovation Office (DO) des Bundesamts für Energie (BFE) unterstützte sie dabei über das Programm EnergieSchweiz. Diese Grundlagenarbeit passierte unter dem Dach des Schweizerische Normen-Vereinigung (SNV). Das Konsortium hat unter der Leitung von Alpiq AG, Schlegel Power Consulting und der Swisscom AG gemeinsam zwei Leitfäden zur Anwendung von DLT in der Energiewirtschaft zusammengestellt. Diese legen die Basis für weitere Arbeiten, um DLT breit in der Energiewirtschaft einzuführen und die dafür nötige Standardisierung voranzutreiben. So werden in den Ergebnissen potenzielle Anwendungen von DLT in der Energiewirtschaft präsentiert und technische Empfehlungen zur Gestaltung einer skalierbaren DLT-Architektur dargelegt. Besonderes Gewicht erhalten dabei Fragen, wie DLT die Integration der erneuerbaren Energien unterstützen und wie der Energieverbrauch von DLT geringgehalten werden könnte. Insgesamt über 50 Unternehmen, Verbände und Universitäten waren an der Erarbeitung beteiligt. Das BFE hat damit einen wichtigen Beitrag zur Strategie Digitale Schweiz geleistet.
Die Schweiz hat mit diesen Leitfäden einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung von DLT in der Energiewirtschaft geleistet. Auch die Europäische Kommission arbeitet an der Standardisierung von DLT, zum Beispiel im Rahmen des Digital Europe Programms. Der Schweizer Beitrag wurde bereits auf europäischer Ebene anerkannt. So übernahm die Schweiz im Sector Forum Energy Management eine breit aufgestellte internationale Arbeitsgruppe, die Empfehlungen zuhanden der europäischen Standardisierungsgremien und der Kommission abgeben wird. Dabei bilden die nationalen Richtlinien eine wichtige Grundlage.
National gilt es nun die Kräfte zu bündeln. Die relevanten Schweizer Akteure sollten die Chance nutzen, sich weiter in die internationalen Arbeiten einzubringen und die Empfehlungen der Leitfäden in konkreten Pilotprojekten zu erproben. Das DO wird darum bemüht sein, das starke SNV-Ökosystem mit dem NTN-Innovation Booster Blockchain Nation Switzerland und anderen Initiativen zu vernetzen und so die digitale Innovation voranzutreiben. Dabei kommt der Strombranche eine wichtige Rolle zu. Es gilt sich aktiv und transparent einzubringen – nur so kann eine erfolgreiche Integration von DLT in den Energiesektor gelingen.
Dr. Matthias Galus, Leiter Digital Innovation Office, BFE
