Kurzvorstellung – Simone Magdolen Beruflicher Werdegang Studium 2008-2012: Studium Bachelor Umweltingenieurwesen an der Technischen Universität München 2010/11: Studium an der Kungliga Tekniska Högskolan Stockholm 2012-2014: Studium Master Bauingenieurwesen an der Technischen Universität München 10/2008-07/2010: Werkstudentin bei intep - Integrale Planung GmbH München 10/2011-12/2013: wissenschaftl. Hilfskraft am Lehrstuhl für Bauphysik der Technischen Universität München in Kooperation mit dem Fraunhofer Institut für Bauphysik (IBP) 06/2013 – 10/2013: : wissenschaftl. Hilfskraft am Stiftungslehrstuhl für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen und Planen der Technischen Universität München 01/2014 – 01/2015: wissenschaftl. Hilfskraft an der Hochschule München 04/2014 – 10/2014: wissenschaftl. Hilfskraft am Fraunhofer Institut für Bauphysik (IBP) Geschäftsfeld «Morgenstadt» Seit 04/2015: wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Hochschule München, Fakultät für Architektur, Fachgebiet Bauklimatik, Doktorandin im Kooperativen Graduiertenkolleg “Gebäudetechnik & Energieeffizienz” Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang M.Sc. Simone Magdolen Hamburg, 08.10.2015 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] Fachgebiet Bauklimatik 2 Arbeitsfelder Leitung: Nachhaltigkeitsbewertung von Materialien, Gebäuden und Quartieren Nachhaltigkeit von Großveranstaltungsbauten insbesondere Sportstätten Nachhaltige Architektur, Bauklimatik Prof. Dr. Natalie Eßig Dr.-Ing. Architektin Ahmed Khoja Architekt Sara Lindner Architektin Energieeffizienz von Gebäuden und Quartieren Ressourceneffizienz Null- und Plusenergiehäuser, Plusenergiequartiere Simone Magdolen Bauingenieurin Paul Mittermeier Umweltingenieur Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 08.10.15 Quartierssanierung M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 3 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 4 FASUDIR: Sustainable Urban Districts Retrofitting Aktuelle Projekte www.fasudir.eu Forschungsprojekt (BMUB): Forschungsprojekt (EU): Forschungsprojekt (EU): Durchführung der Pilotphase „Nachhaltigkeitsbewertung von Kleinwohnhausbauten“ und Aufbau einer Zertifizierungsstelle Entwicklung einer Methode zur nachhaltigen und energieeffizienten Sanierung von Stadtquartieren Entwicklung neuer Methoden zur Annäherung des berechneten Energiebedarfs an den realen Energieverbrauch auf Gebäudeund Quartiersebene Arbeitsgruppe Sportstätten (ÖGNI, DGNB): Entwicklung eines Bewertungskatalogs für nachhaltige Sportstätten und Anwendung auf Sporthallen Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 5 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 6 FASUDIR: Sustainable Urban Districts Retrofitting Planung des Sanierungsprojekts Motivation Maßnahmen für Gebäude www.fasudir.eu Bevölkerung in Städten – über 70 % - Wohnflächen – Gewerbe und Industrieflächen – Energieverbrauch in Städten – etwa 80 % - fortschreitende Verstädterung – Ressourcenknappheit – Klimawandel – demografischer Wandel – Energieverbrauch im Gebäudesektor – rund 45 % Steigerung Energieeffizienz – innovative Technologien erneuerbare Energien – Ziele der Bundesregierung – fluktuierendes Energieangebot – Synergien in direkter Nachbarschaft - Quartiersebene – Energienetz Schwankungen ausgleichen – Energiebilanz des Quartiers – Lastgang – größte Verbraucher - Lastmanagement - Speicher Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 7 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 8 Bedarfswerte Energie - Strom Ziel und Umfang der Analyse Ziel: Toolentwicklung zur Berechnung des Energiebedarfs von Quartieren (und lokale Stromerzeugung) Untersuchung verschiedener Entwicklungsszenarien für das Planungsgebiet Berlin Tegel Nutzungsaufteilung Umfang: Raumwärme Strom Photovoltaik Warmwasser Nutzungsspezifische Bedarfswerte (kWh / m²NGFa) und Lastprofile Prozesswärme Ertragsberechnung über Wetterdaten (Berlin) und spez. Parameter Wind Vergleichsvariante Strom Vergleich 2007 [kWh/(m²NGF ·a)] Strom Vergleich 2009 [kWh/(m²NGF ·a)] Strom Vergleich 2020 [kWh/(m²NGF ·a)] Strom Vergleich 2020 (WP) [kWh/(m²NGF ·a)] Industrie 226 158 119 198 Büro 120 85 64 106 Kleingewerbe 112 78 59 98 Großgewerbe 55 39 29 49 Forschung / Lehre 95 65 49 81 Forschung / Labor 90 65 49 81 Wohnen W1 50 35 18 44 Wohnen W2 50 35 18 44 Wohnen W3 50 35 18 44 Wohnen W4 50 35 18 44 Soz. Einrichtungen 20 15 11 19 Nutzung Quelle: Hausladen et al. 2009, Leitfaden Energienutzungsplanung; Fraunhofer ISI et al. 2009, Studie Energieverbrauch des Sektors Gewerbe, Handel, Dienstleistungen (GHD) für die Jahre 2004 bis 2006; BMVBS 2009, Bekanntmachung der Regels für Energieverbrauchskennwerte und der Vergleichswerte im Wohngebäude-/ Nichtwohngebäudebestand Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 9 08.10.15 Großgewerbe soziale Einrichtungen Nutzung Quelle: BMVBS 2011, Typologie und Bestand beheizter Nichtwohngebäude in Deutschland und BMVBS und BBSR 2009, Strategien für Wohnstandorte an der Peripherie der Städte und in Umlandgemeinden M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] Vergleichsvariante Raumwärme Vergleich 2007 [kWh/(m²NGF ·a)] Raumwärme Vergleich 2009 [kWh/(m²NGF ·a)] Raumwärme Vergleich 2016 [kWh/(m²NGF ·a)] Raumwärme Vergleich 2020 [kWh/(m²NGF ·a)] Industrie 56 39 29 20 Büro 151 104 78 52 Kleingewerbe 127 89 67 45 Großgewerbe 49 58 40 30 Forschung / Lehre 150 105 79 53 Forschung / Labor 182 130 98 65 Wohnen W1 73 51 38 26 Wohnen W2 73 51 38 26 Wohnen W3 80 56 42 28 Wohnen W4 80 56 42 28 Soz. Einrichtungen 151 105 79 52 Quelle: Hausladen et al. 2009, Leitfaden Energienutzungsplanung; Fraunhofer ISI et al. 2009, Studie Energieverbrauch des Sektors Gewerbe, Handel, Dienstleistungen (GHD) für die Jahre 2004 bis 2006; BMVBS 2009, Bekanntmachung der Regels für Energieverbrauchskennwerte und der Vergleichswerte im Wohngebäude-/ Nichtwohngebäudebestand Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 08.10.15 10 Bedarfswerte Energie – Raumwärme Zusammensetzung der Nutzungsprofile Kleingewerbe M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 11 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 12 Strom Nach Nutzungsprofilen DIN 18599 Prozesswärme Nach Nutzungsprofilen DIN 18599 Warmwasser Raumwärme Berlin TXL Nach Grad“stunden“zahlen (Wetterdaten Berlin Tempelhof) sowie Nutzungsprofilen DIN 18599 Quelle: BDEW 2014, Standardlastprofile Strom Lastprofile Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 13 08.10.15 Masterplan „Urban Tech Republic“ M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 14 Nutzungsszenarien Szenario A Szenario B Szenario C (Urban Tech Republic) (überwiegend Wohnen) (gemischtes Quartier) 31% Industrie 21% Großgewerbe 16,5 % Büro 16,5% Wohnen 7,5% Forschung Lehre 7,5% Forschung Labor 70% Wohnen 20% soz. Einrichtungen 10% Kleingewerbe 45% Wohnen 15% Kleingewerbe 20% Büro 10% Großgewerbe 5% Industrie 5% soz. Einrichtungen Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 15 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 16 Flächeneingabe Beispiel Flächenberechnung Szenario A Nutzungsaufteilung GFZ / GRZ GFZ GRZ 31% Industrie 21% Großgewerbe 16,5 % Büro 16,5% Wohnen 7,5% Forschung Lehre 7,5% Forschung Labor + Baufläche Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] Quelle: Erläuterung Flächennutzungsplan Berlin & Dokumente Tegel Projekt GmbH 17 (gemischtes Quartier) Großgewerbe 877.360 Büro 460.470 45% Wohnen Wohnen (W2) 252.800 15% Kleingewerbe Forsch. Lehre 208.900 20% Büro Forsch. Labor 208.900 10% Großgewerbe 5% Industrie NGF = 0,87 * BGF 5% soz. Quelle: Einrichtungen VDI 3807 Blatt 1 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 18 Aufbau der Berechnung Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] NGF [m2] Szenario C1.296.000 Industrie Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang Flächen 08.10.15 Szenario B Industrie 3 0,6 (überwiegend Wohnen) Großgewerbe 3 0,7 Büro 2 0,8 70% Wohnen Wohnen (W2) 1,1 0,2 20% soz. Einrichtungen Forsch. Lehre 2 0,8 10% Kleingewerbe Forsch. Labor 2 0,8 NGF Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 19 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 20 Jahresenergiebedarf gesamt Jahresenergiebedarf pro m²NGF Strom RaumwärmeÅ (RW) WarmwasserÅ (WW) ProzesswärmeÅ 2020 2016 2009 2007 2020 2016 2009 2007 2020 2016 2009 2007 2020Å(WP) 2020Å 2009 2007 (PW) Vergleichsstandard 2009 Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 21 22 Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] Jahresenergieertrag gesamt Aufteilung Jahresstrombedarf 08.10.15 08.10.15 23 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 24 Vergleich der Szenarios / Tagesverlauf Vergleich der Jahreszeiten / Tagesverlauf Szenario A Szenario B Vergleichsstandard 2009, Werktag Vergleichsstandard 2009, Werktag, Frühling Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 25 08.10.15 Vergleich der Wochentage / Tagesverlauf M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 26 PV Ertrag im Tagesverlauf Szenario A, Vergleichsstandard 2020, Winter Szenario A, Neigung 5㼻 Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 27 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 28 Stromüberschuss Überlagerung Strombedarf / -ertrag Szenario A, 5㼻Neigung Vergleichs- Deckungs- variante anteil [%] Vergleich 2007 19 Vergleich 2009 26 Vergleich 2020 32 Vergleich 2020 (WP) 21 Stromertrag Strom 2020Å(WP)Å Strom 2020Å Strom 2009 Strom 2007 Neigung 5㼻, Sommer, Werktag, Vergleichsstandard 2009, Szenario A Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 08.10.15 Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 29 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 30 FASUDIR: Sustainable Urban Districts Retrofitting E-Mobilität Visualisierung der ermittelten Energiekennwerte für alle Gebäude im Stadtquartier Szenario A, 5㼻Neigung Vergleichs- 08.10.15 www.fasudir.eu Überschüssiger Anzahl Zurück- standard Strom E-Mobile gelegte km [MWh] [Anzahl] [km/a] Vergleich 2007 13.026 7237 86.840.000 Vergleich 2009 18.174 10097 121.160.000 Vergleich 2020 24.603 13668 164.020.000 Vergleich 2020 (WP) 14.804 8224 98.693.333 Quelle: http://www.mini.de/minimalism/product/mini_e/ Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 31 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 32 Ausblick Ende Vielen Dank Ende Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] Energiebedarf und lokale Stromerzeugung von Stadtquartieren im Jahreslastgang 33 08.10.15 M.Sc. Simone Magdolen, Fakultät 1, [email protected] 34
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