mini|288x288px|Energiesprong-Pilot in Nottingham, UK. Energiesprong (niederländisch [enɛrʒi sprɔŋ] für Energiesprung) ist ein Konzept für die energetische Sanierung von Wohngebäuden, das schnelle Umsetzung, Kostenreduktion, Nachhaltigkeit und Mieterfreundlichkeit verspricht. Energiesprong setzt auf industrielle Vorfertigung von Fassaden- und Dachelementen (serielle Sanierung) und den Einsatz von regenerativen Energien, um den sogenannten NetZero-Standard (entspricht dem Nullenergiehaus) zu erreichen. Ziel ist es, eine für alle Beteiligten attraktive Sanierung zu ermöglichen. Dies wird unter anderem über erheblich verkürzte Montagezeiten und warmmietenneutrale Refinanzierung angestrebt. Die dafür erforderlichen Kostensenkungen werden beim seriellen Sanieren durch die Automatisierung in der Produktion und Skaleneffekte in der Massenfertigung erreicht.
Im Herkunftsland, den Niederlanden, sind bereits mehrere tausend Reihenhäuser Energiesprong-saniert worden. Hierbei handelt es sich überwiegend um Einfamilienhäuser mit ähnlicher Geometrie. Die Anlagentechnik besteht typischerweise aus einer Photovoltaikanlage und einem Technikmodul, das eine Luft-Wasser-Wärmepumpe, einen Wärmespeicher, eine Warmwasserbereitung und eine Lüftungsanlage aufnimmt. In Frankreich, Großbritannien und Deutschland gibt es Bestrebungen, das Konzept weiterzuentwickeln. Der Klimaunternehmer Emanuel Heisenberg brachte mit seiner Studie zur Wärmewende 2015 das Konzept nach Deutschland und entwickelte mit dem von ihm gegründeten Start-up ecoworks GmbH die Technologie weiter.
Die Deutsche Energie-Agentur (dena) hat ein Programm gestartet, um Energiesprong an deutsche Vorschriften anzupassen und auf Mehrfamilienhäuser zu übertragen. 2020 wurde das erste Pilotprojekt in Deutschland in Hameln durch die Firma ecoworks GmbH fertiggestellt. Die dena vernetzt und fördert Bauunternehmen und Wohnungswirtschaft und konnte Absichtserklärungen für die serielle Sanierung von über 17.000 Wohneinheiten in den nächsten vier Jahren vermelden. 2022 stieg mit LEG Immobilien ein großes, börsennotiertes Immobilienunternehmen ein und setzte ein Pilotprojekt in Mönchengladbach um.
Hintergrund Klimaschutz im deutschen Gebäudesektor Die deutsche Bundesregierung hat sich das Ziel gesetzt, bis 2030 eine Reduktion der Treibhausgase um 55 Prozent im Vergleich zu 1990 zu erreichen, bis 2050 um mindestens 80 Prozent.
Der Gebäudesektor besitzt hierbei einen signifikanten Anteil. Er repräsentiert 36 Prozent des Endenergieverbrauchs bzw. 13 Prozent des CO2-Ausstoßes in Deutschland. Da fossile Brennstoffe und ungedämmte Gebäudehüllen heute geradezu charakteristisch für die Bestandsgebäude in Deutschland sind, erwächst hieraus eine immense Aufgabe, die vollbracht werden muss, um die allgemeinen Reduktionsziele erreichen zu können. Diese Modernisierung ist unter dem Begriff Wärmewende zusammengefasst. Folgende sektorspezifischen Ziele sind formuliert worden:
Reduktion der THG-Emissionen um 66 % bis 2030 gegenüber 1990 klimaneutraler Gebäudebestand bis 2050 Reduktion des Primärenergiebedarfs um 80 % bis 2050
Das bedeutet, dass durch Energieeffizienz, Sanierung, Wärmedämmung und Umrüstung auf erneuerbare Energien der gesamte Bestand innerhalb der kommenden 30 Jahre modernisiert werden muss. Die Größe dieser Aufgabe lässt sich an folgenden Kennziffern ablesen: In Deutschland gibt es 21,7 Mio. Gebäude. Davon sind 15,7 Mio. Ein- und Zweifamilienhäuser, 3,2 Mio. Mehrfamilienhäuser und 2,7 Mio. Nichtwohngebäude. Vom Energieverbrauch entfallen 64 Prozent auf die Wohngebäude. Hierbei ist besonders hervorzuheben, dass 12 Mio. der Wohngebäude älter als die erste Wärmeschutzverordnung (1979) sind und somit besonders hohe Verbrauchswerte haben. Entsprechend der oben genannten Ziele erfordert dies eine Sanierungsrate von je nach Quelle 1,4 % pro Jahr bis 2 % pro Jahr. Die tatsächliche Sanierungsrate lag in den vergangenen Jahren jedoch nur bei 0,8 % bis 1 % pro Jahr.
Die Herausforderungen im Gebäudebestand Aus den oben beschriebenen Zielen und dem Status quo ergeben sich eine Reihe von Herausforderungen. Die erforderliche Erhöhung der Sanierungsquote ist durch die Kapazitäten der Baubranche beschränkt. Neben der Wärmedämmung kommt der Energieversorgung eine zentrale Rolle zu. Das Ziel der Klimaneutralität bedingt den Ausstieg aus fossilen Brennstoffen, der Umstieg auf erneuerbare Wärmeversorgung ist im Bestand jedoch technisch oft anspruchsvoll und kostenintensiv. Die Deutsche Energie-Agentur (dena) hat in ihrer Gebäudestudie 2017 verschiedene Technologiepfade betrachtet. Ein hohes Potenzial wird der Konzentration auf elektrische Wärmepumpen oder einem Technologiemix, der synthetische Brennstoffe integriert, bescheinigt. Unabhängig von der technologischen Lösung wird ein immenses Investitionsvolumen für die Wärmewende benötigt.
Die Kosten einer tiefen energetischen Sanierung sind oft ähnlich hoch wie die für Abriss und Neubau. Da in der BRD mit 55 Prozent ein vergleichsweise hoher Anteil der Menschen zur Miete wohnt, ergibt sich eine weitere Problematik; die der sozialen Folgen. Die Umlegung der Modernisierungskosten auf die Mieten hat das Potenzial, die Legitimation der Wärmewende in ähnlicher Weise zu unterminieren, wie die sozialen Folgen der EEG-Umlage die (elektrische) Energiewende gefährden.
Bei selbstgenutzten Eigentumswohnungen und Häusern im Besitz des Bewohners werden Investitionen in die Immobilie als Aufwertung des Eigentums verstanden. Der Eigentümer profitiert selbst von höherer Wohnqualität, erhöht den Wert des Eigentums und kann gegebenenfalls von Förderprogrammen profitieren. In einem Mietverhältnis können aus einem Sanierungsvorhaben eine Vielzahl von Problemen und Konflikten erwachsen. In Zeiten angespannter Wohnungsmärkte kommt hinzu, dass dem Vermieter auch ohne hohe Standards das Einkommen sicher ist. Diese Umstände machen die Sanierung oft für eine oder beide Seiten unattraktiv, was als Mieter-Vermieter-Dilemma bezeichnet wird. Vor diesem Hintergrund ist insbesondere die Sanierung der Bestands-Mehrfamilienhäuser eine Herausforderung, diese stellen das typische Mietshaus in Deutschland dar.
Das Sanierungskonzept Energiesprong mini|Anlieferung der Fassadenmodule bei der Energiesprong Sanierung in Longueau, FR, 2018. Das Energiesprong-Konzept ist ein neuartiges Sanierungskonzept, das seinen Ursprung in den Niederlanden hat. Motivation ist es, die tiefgreifende energetische Sanierung von Wohngebäuden, welche Energieeffizienz und Energieversorgung in den Fokus stellt, attraktiver zu gestalten. Energiesprong zielt darauf, die energetische Sanierung von Bestandswohngebäuden durch einen ganzheitlichen Ansatz, Vereinheitlichung von Prozessen in Planung, Produktion und Umsetzung, sowie den Einsatz von moderner Digitaltechnologie und serieller Fertigungstechnik schneller, günstiger und mit weniger Arbeitsaufwand vor Ort durchzuführen als es herkömmliche Herangehensweisen vermögen.
Charakteristisch ist neben der seriellen Anfertigung der Fassadenelemente, welche von der Fertigbauindustrie inspiriert ist, die Umstellung der Energieversorgung nach Nachhaltigkeitsaspekten. Das Ziel ist ein energieeffizientes Haus mit sogenanntem NetZero-Standard, was eine ausgeglichene Jahresbilanz von Energieerzeugung und -verbrauch im Objekt umschreibt. Vorwiegend wird dies durch den Einsatz von PV-Modulen, Wärmepumpen und Wärmerückgewinnung in der Raumlufttechnik technisch umgesetzt.
Neben Fragen der technologischen und ökonomischen Optimierung, soll sichergestellt werden, dass soziale Interessen Beachtung finden. Gelingt es, die Attraktivität der Energiesprong-Sanierung für alle Stakeholder unter Beweis zu stellen, ergibt sich ein großes Potenzial im deutschen Gebäudebestand. Die Skalierbarkeit ist somit sowohl Mittel und inhärente Bedingung für die Wirtschaftlichkeit einzelner Projekte als auch politisches Ziel, in der Debatte um die Umsetzung von Klimaschutz unter ökonomisch und sozial verträglichen Bedingungen.
Neben Energiesprong gibt es weitere konzeptionelle Ansätze für die Einführung von serieller bzw. industrieller Sanierung in der Bauwirtschaft. In ganz Europa gibt es bereits fertiggestellte Prototypen und Pilotprojekte. Das in den Niederlanden entstandene Energiesprong-Konzept hebt sich hervor, da schon 5.000 Wohnhäuser in den Niederlanden Energiesprong-saniert worden sind, einige weitere in Frankreich und Großbritannien. Dabei handelt es sich meist um Reihenhäuser, aber auch Mehrfamilienhäuser wurden auf diese Weise saniert.
Der Begriff Energiesprong bedeutet Energiesprung und wurde von einer Non-Profit-Organisation in den Niederlanden geprägt, welche heute den Namen Stroomversnelling trägt. In Deutschland gibt es im Frühjahr 2020 noch keine abgeschlossenen Energiesprong-Projekte.
Die Deutsche Energie-Agentur (dena) hat sich zum Ziel gesetzt, Energiesprong hierzulande zu fördern, die Ausweitung auf Mehrfamilienhäuser zu forcieren und mittelfristig eine hohe Attraktivität für Akteure in der Bauwirtschaft zu erreichen. Dazu gibt es zahlreiche Aktivitäten und Veranstaltungen, um Energiesprong an deutsche Regulierungen anzupassen, die Entwicklung von Produkten und Dienstleistungen bei Unternehmen anzustoßen, die Nachfrage bei Eigentümern auf eine kritische Masse zu bringen und die Unternehmen aus Bau- und Wohnungswirtschaft zu vernetzen.
Die Prozessschritte im Energiesprong-Verfahren Der innovative Ansatz des Energiesprong-Konzepts zielt in mehrfacher Hinsicht auf Vereinheitlichung, Standardisierung und Skalierung. Moderne, digitale Technologien werden integriert und ermöglichen serielle Vorfertigung mit der nötigen Flexibilität für spezifische Anpassungen. Ganzheitliche Dienstleistungsmodelle, die langfristig Funktion und Betrieb überwachen oder Contracting integrieren, runden das Konzept ab. Folgende Prozessschritte sind hierbei von besonderem Interesse:
Digitales Aufmaß mini|266x266px|3D-Laserscanner für die Vermessung und Erstellung digitaler Punktwolken. Grundlage für eine Standardisierung der Arbeitsschritte bildet der Einsatz von moderner Vermessungstechnik in Form von 3D-Laserscan-Technologie. Um eine Vereinheitlichung bei der Fertigung bei gleichzeitig individuell angepassten Maßen zu ermöglichen, ist eine digitale Abbildung des zu sanierenden Gebäudes nötig. Da eine umfassende Dokumentation bei Bestandsbauten selten gegeben ist, ist eine Datenaufnahme erforderlich. Hierzu kommen Vermessungsverfahren wie terrestrisches Laserscanning (TLS) zum Einsatz. Moderne 3D-Scan-Geräte ermöglichen es, Innenräume und ganze Gebäude mit hoher Auflösung und vergleichsweise geringem Zeitaufwand zu vermessen. Dabei projiziert der Scanner Laser- oder andere Lichtstrahlen auf das Objekt und errechnet auf Grundlage der Reflexion die Position einzelner Punkte des Objekts.
Auf diese Weise werden pro Sekunde mehrere hunderttausend Punkte vermessen, welche in der digitalen Ausgabe ein dreidimensionales Modell aus Positionspunkten, eine sogenannte Punktwolke ergeben. Je nach Technik kann eine Genauigkeit im Millimeterbereich und darüber hinaus erreicht werden. Im Postprocessing werden die Punktwolken mittels spezifischer Software verarbeitet. Erst werden alle Scans halbautomatisch in eine Punktwolke des gesamten Objekts und anschließend in ein CAD-kompatibles Modell überführt. 3D-Scanner mit integrierten Kameras ermöglichen es, farbige Punktwolken zu erstellen. Bei Bedarf können mit Drohnen Scans aus der Luft durchgeführt werden. Bei einem Mehrfamilienhaus typischer Größe liegen die Kosten für eine solche Vermessung und Modellerstellung im vierstelligen Bereich.
Digitale Planung