Västra Karup, Schweden · Lund University, 2025

Sanierung eines öffentlichen Gebäudes

Solarenergie, Kosten und Umweltwirkung zusammen gedacht

Diese Arbeit entwickelt eine parametrische Sanierungsstudie für ein historisches Verwaltungsgebäude der Kirchengemeinde in Västra Karup. Maßnahmen aus Fassadendämmung, Fenstertausch, Lüftungsstrategie und Photovoltaik wurden als 686 Pakete simuliert und über 40 Jahre nach Energiebedarf, Lebenszykluskosten und Treibhausgasbilanz bewertet.

Axonometrie des Gebäudes in Västra Karup mit Lüftung, Photovoltaik und Sanierungsmaßnahmen

686

Sanierungspakete aus vier Maßnahmenfamilien

148 → 92

kg CO₂e/m² über 40 Jahre, Referenz zu bester Variante

16

Pakete bleiben in allen Strompreisszenarien pareto-optimal

Ziel des Projekts

Ein parametrischer Bewertungsrahmen, der für ein historisches Gebäude ausgewogene Lösungen aus Lebenszykluskosten, Umweltwirkung und Solarenergie findet.

Das Gebäude besteht aus einem Saal des 19. Jahrhunderts mit Natursteinwänden und einem Anbau von etwa 1950 aus ungedämmtem Leichtbeton-Mauerwerk. Gedämmt war allein das Dach. Beheizt wird über eine Erdwärmepumpe, Fernwärme gibt es im Ort nicht, der gesamte Bedarf läuft also über Strom.

Öffentliche Bauherren entscheiden unter engen Budgets und kurzen Haushaltszyklen. Die Aufgabe war deshalb nicht eine einzelne beste Lösung, sondern eine Entscheidungsgrundlage: welche Maßnahmenkombination bei welchem Investitionsrahmen welchen Effekt auf Kosten, Emissionen und Energieklasse hat.

Gruppenprojekt mit Ana Sofia Compean Becerra und Ishaan V. Mahajan. Meine Arbeitspakete:

  • Auslegung der Photovoltaikanlage
  • Kostenanalyse
  • Berechnung der Ökobilanz
  • Energiesimulation

01

Sanierungsmaßnahmen und parametrischer Rahmen

Dämmung

×5

Fenster

×6

Lüftung

×2

PV-Anlage

×6

Vier Maßnahmenfamilien wurden kombiniert:

  • Innendämmung aus Hanffaser oder Steinwolle in mehreren Stärken
  • Fenstertausch
  • Lüftung als CAV- oder DCV-Anlage mit Wärmerückgewinnung
  • Photovoltaik in sechs Größen von 15 bis 90 m² bei 45° Neigung nach Süden

02

Unsicherheit und Zielkonflikte

Kosten, Umwelt und ausgewogene Lösungen

Alle Pakete wurden aus Umweltwirkung und Wirtschaftlichkeit gemeinsam bewertet. 16 Pakete bleiben auf der Pareto-Front — dem Zielkonflikt zwischen Lebenszykluskosten und Ökobilanz — und teilen sich in drei Gruppen: kostengetrieben, ausgewogen und umweltgetrieben.

Pareto-Front aus Treibhauspotenzial über Lebenszykluskosten mit kostengetriebenen, ausgewogenen und umweltgetriebenen Lösungsgruppen

03

Wirtschaftlichkeit im Ergebnis

Lebenszykluskosten und Ökobilanz der Pakete A, B und CJe ein Vertreter aus jeder Lösungsgruppe.

Gestapeltes Balkendiagramm der Lebenszykluskosten und Emissionen für die Pakete A, B und C, aufgeteilt nach Lüftung, PV, Dämmung, Fenstern und Energie
Parallelkoordinaten-Diagramm von Dämmung, Lüftung, PV-Fläche und Fenstern zu Energiebedarf, Energieklasse, Kosten und Emissionen

04

Zentrale Erkenntnisse

Drei Empfehlungsstufen — je nachdem, ob die Eigentümerschaft auf Kosten, Ausgewogenheit oder Emissionen optimiert.

Minimale Sanierung

CAV-Lüftungsanlage

+ maximale PV-Fläche

LCC + 20 % · LCA − 15 %

Energetische Sanierung

+ 0,145 m Dämmung

+ Fenstertausch (optional)

LCC + 20 % · LCA − 10 %

Ökologische Sanierung

+ DCV-Lüftungsanlage

Größte kumulierte Emissionsminderung

Jede Stufe baut auf der vorherigen auf; die Prozentwerte zeigen die Veränderung beim Schritt zur nächsten Stufe.

Software

  • Rhino
  • Grasshopper
  • ClimateStudio
  • System Advisor Model
  • Revit
  • Excel
  • MATLAB

M.Sc. Energy-efficient and Environmental Building Design, Lund University