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Modellprojekt Altes Zöllnerviertel Innenstadt Weimar

EnEff:Stadt - Forschung für die energieeffiziente Stadt
Sanierungsobjekt im innenstadtnahen alten Zöllnerviertel

Sanierungsobjekt im innenstadtnahen alten Zöllnerviertel

© FITR

Siedlungssteckbrief

Projektstatus Projektstatus: Phase 2Planung
Standort der Kommune Weimar, 99423 Weimar, Weimar
Kommune in Zahlen Fläche: 84,26 km²; Einwohnerzahl: 65.230
Träger Max-Zöllner-Stiftung, Weimar
Siedlungstyp Gründerzeitgebäude, Citybebauung Wohnen und Gewerbe
Nutzungstyp Mischgebiet
Bruttogrundfläche (nach DIN 277) vorher 15.290 m²
Bruttogrundfläche (nach DIN 277) nachher 21.280 m²
Wohnen Fläche vorher 5.115 m²
Wohnen Fläche nachher 7.074 m²
Schule, Kindergarten Fläche vorher 9.128 m²
Schule, Kindergarten Fläche nachher 10.110 m²
Ges. Einrichtungen Fläche vorher 1.047 m²
Ges. Einrichtungen Fläche nachher 4.096 m²
Altersstruktur 1 Villa um 1900 denkmalgeschützt; 7 Wohngebäude und eine Schule um 1925 teilweise denkmalgeschützt; 3 Gebäude (Schule, KiTa) 60-er Jahre
Bau- und Sanierungszustand schlecht – starker Sanierungsbedarf (Wohngebäude), teilweise saniert (Schule, KiTa)
Heizungssysteme vorher: Einzelofen (Kohle), Etagenheizung (Erdgas), Gebäudezentrale Heizung (Heizöl, Erdgas); nachher: dezentrale Energieversorgung unter Nutzung erneuerbarer Energie, KWK und Nahwärme
Eigentumsverhältnisse Vermietung durch Stiftung, teilweise Eigentum der Stadt Weimar
Projektthemen

Projektbeschreibung

Innerstädtische Siedlungsbereiche eröffnen aufgrund ihrer Bestandscharakteristika wie Bebauung und Versorgungsstruktur sowie wegen der noch geringen Nutzung erneuerbarer Energien erhebliche Potenziale zur Steigerung effizienter und ökologischer Energienutzung. Sie können dadurch einen erheblichen Beitrag für den Klimaschutz und zur Schonung der Ressourcen leisten.

Die Kommune

Mit Fördermitteln des Bundesumweltministeriums erarbeitet die Stadt Weimar zurzeit ein integriertes kommunales Klimaschutzkonzept „Strom, Wärme, Kälte“. Mit dem „Integrierten Klimaschutzkonzept“ wird der Stand der Energiebedarfsdeckung in Weimar analysiert, Potenziale zur Senkung des Energieverbrauches, zur Steigerung der Energieeffizienz und zur Erhöhung des Anteiles der Erneuerbaren Energien aufgedeckt, die Handlungsmöglichkeiten in der Kommune untersucht und letztendlich Maßnahmen zur Senkung der Treibhausgasemissionen im Rahmen einer Prioritätenliste fixiert. Es soll ein Gesamtpotenzialatlas für Energieeinsparpotentiale, Nahwärmenutzung mit Kraft-Wärme-Kopplung und zur Nutzung erneuerbarer Energien in Weimar entstehen, der die Grundlagen für die Festlegung konkreter Klimaschutzziele der Stadt bildet. Daraus wird ein Maßnahmenkatalog mit stadtteilbezogenen und zielgruppenorientierten Aktionsplänen erarbeitet.

Das Quartier

Das Gelände befindet sich südwestlich des Stadtzentrums von Weimar inmitten der gewachsenen Struktur der Stadterweiterung vom Anfang des 20. Jahrhunderts.

Die hochwertige Wohnlage mit ihren Gründerzeitvillen  und der sehr gut entwickelte Schul- und Kindergartenstandort mit der Pestalozzi-Schule und den Kindergärten in der Shakespearestraße und der Böhlaustraße sowie den zu integrierenden Neubauten bietet einen idealen Standort für die Entwicklung und Umsetzung eines innovativen Energieversorgungskonzeptes für innerstädtische Gebiete.

Das Projekt

Das Projekt „Altes Zöllnerviertel“ in Weimar mit seinen vielfältigen Neubaumaßnahmen, Sanierungsobjekten sowie unterschiedlichen angestrebten Nutzungskonzepten bietet eine sehr gute Möglichkeit innovative Technologien einzusetzen, mittels integraler Planung die verschiedenen Gewerke und Projektbeteiligten zu vernetzen sowie die Zielstellungen in einem Modellprojekt im innerstädtischen Raum mit Mischstruktur zu untersuchen, umzusetzen und im Langzeitbetrieb zu überprüfen.

Durch die Projektpartner des Modellvorhabens werden für die Modernisierung ein Standard nach der Energieeinsparverordnung EnEV 2009 minus 30 Prozent sowie Neubauten nach Passivhauskonzept angestrebt. Ein derartiger Energiestandard soll durch den gleichzeitigen Einsatz von Solarthermie, Geothermie und Kraft-Wärme-Kopplung verbunden mit einem Nahwärmenetz und Langzeitspeicherung zur Versorgung eines Stadtteils mit Mischstruktur erreicht werden. Erkenntnisse aus den Projekten „Energieeffiziente Schule“, „Energieoptimierter Neubau“ (EnBau), „Energetische Verbesserung der Bausubstanz“ (EnSan) sowie „Heizen und Kühlen mit Niedrig-Exergie“ (LowEx) sollen aufgrund der gegebenen und geplanten Nutzungsebenen in diesem Sanierungsgebiet einbezogen und umgesetzt werden.

Folgende Technologien, Methoden und Verfahren sollen in Konzeption und Umsetzung einbezogen werden:

  • thermische Kühltechniken für die sommerliche Klimatisierung, ganzjährige Nutzung von Solarenergie, Geothermie, Kraft-Wärme-Kältekoppelung und kommunales Energiemanagement auf der Basis modernster Informationstechnologien,
  • Planung und Optimierung eines Nahwärmenetzes mit innovativen Speichertechnologien,
  • die Verbrauchsreduzierung in den Gebäuden bei geringen Kosten durch innovative Dämmmaßnahmen  historischer Fassaden
  • oder die Wärmerückgewinnung aus Abwassersystemen.
Vorgehen

Nach der Erfassung des Ist-Zustandes werden Varianten eines dezentralen Energieversorgungskonzeptes für das innerstädtische Sanierungsgebiet erar-beitet, Simulationsrechnungen durchgeführt und die konzipierten Gesamt-systeme nach Nutzen, Aufwand, Wirtschaftlichkeit, Durchführbarkeit und Umweltverträglichkeit bewertet. Die wirtschaftlichste und energieeffizienteste Variante wird ausgewählt und es erfolgt die Vorplanung des Umsetzungs-konzeptes.

In der 2. Projektphase soll das Energiekonzept umgesetzt und durch ein Langzeitmonitoring begleitet werden, das die Effizienz der Maßnahmen laufend überprüft. Aus diesen Erfahrungen sollen allgemeingültige Bewertungskriterien und Handlungsanleitungen für innerstädtische Mischstrukturen abgeleitet werden.

Konzept, Wärmeversorgungsoptionen

Durch die Verknüpfung vielfältiger, auf dem Markt verfügbarer, innovativer Technologien soll ein neuartiges optimales Versorgungssystem für Innenstadtbereiche unter Nutzung von Brachflächen errichtet werden. Denn grundsätzlich bestehen für das Zöllnerviertel in Weimar vielfältige Möglichkeiten für den Einsatz erneuerbarer Energien sowie der Kraft-Wärme-gekoppelten Erzeugung von Strom mittels Gas. Die Gebäudedachflächen ermöglichen beispielsweise auf einer Fläche von 750 m² den Einsatz von Solarkollektoren oder Photovoltaikanlagen.

Für zwei Sanierungsvarianten ergeben sich folgende Wärmebedarfsprognosen:

  • Ist-Zustand und  Neubau nach EnEV 2009:
    bilanzierter Wärmebedarf der bestehenden unsanierten Gebäude im Ist-Zustand und Errichtung der neuen Gebäude im EnEV-Standard 2009. In dieser Konstellation ergeben sich Energieverbrauchswerte für die Gebäudeheizung in Höhe von 2,635 GWh/a.
  • Sanierung (KfW-Effizienzhaus 70) und Neubau (Passivhaus):
    Sanierung der bestehenden Gebäude nach KfW-Effizienzhaus 70 (EnEV 2009) und Errichtung der neuen Gebäude nach Passivhauskonzept. Daraus ergibt sich ein Heizwärmebedarf von 1.375 GWh/a.

Die damit zu erzielende Energieeinsparung liegt bei ca. 48 %.

Für die Versorgung des „Alten Zöllnerviertels“ mit Heizenergie werden zunächst drei Varianten betrachtet, die sich hinsichtlich Wärmeerzeugung, Nahwärmenetz, Solareinspeisung, Wärmespeicher und Regelung unterscheiden.

Variante I:

  • Wärmeerzeugung: zentral
  • Nahwärmenetz: getrennte Netze für Heizung/WWB, Solar und Geothermie
  • Solareinspeisung: zentral
  • BHKW-Fahrweise: stromgeführt
  • Wärmespeicher: saisonaler Speicher für Solar- und BHKW-Abwärme, zentraler Speicher für Geothermie
  • Regelung: getrennte Regelung für BHKW, Solaranlage und Spitzenlastkessel einerseits und Geothermieanlage andererseits, Kommunikation untereinander und mit dem Abnehmer

Variante II:

  • Wärmeerzeugung: dezentrale BHKW und Gasbrennwertkessel für Gebäudegruppen
  • Nahwärmenetz: Ringleitung zwischen den Abnehmern, Einspeisung aller Erzeuger ins Netz
  • Solareinspeisung: dezentral
  • BHKW-Fahrweise: wärmegeführt
  • Wärmespeicher: Speicherung Abwärme BHKW im Geothermiefeld (Sommer) bzw. Einspeisung in Ringleitung (Winter), Pufferspeicher für WWB
  • Regelung: Lastspitzen und der Tagesgang des Wärmebedarfs werden durch die Wärmeretention der Wärmenutzungsanlagen selbst realisiert und geglättet

Variante III:

  • Wärmeerzeugung: autarke Versorgung einzelner Gebäudegruppen
  • Nahwärmenetz: Netze für Gebäudegruppen
  • Solareinspeisung: dezentral
  • BHKW-Fahrweise: wärmegeführt
  • Wärmespeicher: dezentrale Speicher für Solarwärme und Geothermie
  • Regelung: intelligente Regelungstechnik um Überschüsse und Lastspitzen zwischen einzelnen Erzeugern ausgleichen zu können.
Finanzierung

Die Projektphase 1 (Erfassung des Ist-Zustandes, dezentrales Energieversorgungskonzept, Simulationsrechnungen, Bewertung der  konzipierten Gesamtsysteme) wird mit Mitteln des BMWi (Forschungsinitiative EnEff:Stadt) gefördert.

Kenndaten Energie

vorher Potenzial nachher Einheit
Summierte Energiebezugsfläche 15.290,00   21.280,00
Endenergiebedarf Strom 36,00 21,00   kWh/m²
Endenergiebedarf Wärme 172,00 65,00   kWh/m²
Primärenergiebedarf Wärme 188,00 8,00   kWh/m²