Energetische und ökologische Performance von Einfamilienhäusern in Osteuropa: Eine Fallstudie aus Polen

Abstract

Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit dem Thema der energetischen Sanierung von repräsentativen Einfamilienhäusern in osteuropäischen Ländern. Zu diesem Zweck wird eine Fallstudie aus Polen für eine detaillierte Analyse herangezogen. Neben den positiven Effekten einer energetischen Sanierung auf die Reduzierung der CO2-Emissionen und die Energieeinsparung des Hauses können positive Auswirkungen auf den Umweltschutz und eine Verbesserung der Luftqualität beobachtet werden. Eine starke Verschmutzung und schlechte Luftqualität sind charakteristisch für viele Industriegebiete, insbesondere in Osteuropa. In vielen dieser Regionen machen Einfamilienhäuser den Großteil des Gebäudebestands aus, sodass ihr Beitrag zum Umweltschutz nicht zu unterschätzen ist. In Polen sind solche Gebäude teilweise für den anhaltenden Smog in den Wintermonaten verantwortlich, da sie aufgrund ihrer ungedämmten Bausubstanz und der veralteten Heiztechnik eine schlechte Wärmeleistung aufweisen. Die Senkung des Energiebedarfs durch eine Sanierung und Modernisierung der Heizanlagen ist jedoch nicht die einzige positive Auswirkung der Sanierung, da dadurch zudem der ökologische Fußabdruck weitgehend verringert wird. Werden Gebäude aufgegeben, abgerissen und durch neue Gebäude ersetzt, so ist der ökologische Fußabdruck größer als bei einer Sanierung und Weiternutzung der bestehenden Gebäude. Dies liegt darin begründet, dass jede Gebäudekomponente während ihres Lebenszyklus Energie erfordert, die auch als ‚graue Energie‘ bezeichnet wird und unter anderem durch die Produktion sowie den Transport der Baumaterialien entsteht. Obwohl für eine Sanierung ein geringerer Materialeinsatz erforderlich ist als für einen Neubau, fehlt es weitgehend an Studien zu diesem Thema. Daher wird in der vorliegenden Arbeit der Fokus auf die Analyse verschiedener Sanierungsmaßnahmen und deren Auswirkungen auf die Energieeffizienz sowie die Umweltbelastung gelegt. Hierfür werden zwei bestehende Einfamilienhäuser unterschiedlichen Alters untersucht und mit einem fiktiven, nicht gebauten Haus verglichen, das als Gebäudemodell für Vergleichs- und Testzwecke virtuell erstellt wurde und auf fundierten Annahmen zu Standort und Gebäudevolumen basiert. Dieser Vergleich soll Aufschluss über das Verhältnis der Energiewerte und Umweltauswirkungen sowohl der sanierten Objekte als auch des Neubaus geben. Die Frage, ob sanierte Gebäude prinzipiell das energetische Niveau eines Neubaus erreichen können und welchen Einfluss ein Neubau auf die Umwelt hat, wird somit anhand dieser repräsentativen Einfamilienhäuser beantwortet.

This thesis deals with the topic of energy renovation of representative single-family houses in Eastern European countries. Thereby a case study from Poland is used for a detailed assessment. Retrofit, beside its beneficial effects in view of emission reduction and energy saving of the corresponding house can also be seen as having an impact on the environmental protection and improvement of air quality in larger scale. Heavy pollution and poor air quality are characteristics of many industrial areas, especially in Eastern Europe. Single-family houses make up the majority of existing buildings in many of these regions, so their contribution to environmental protection should not be underestimated. In Poland, such buildings are partly responsible for persistent smog in winter months due to their poor thermal performance caused by non-insulated constituents and the outdated heating technology, which often is based on coal-fired boilers. However, reducing the operative energy demand by retrofit and updating HVAC systems needs to be understood as one side of the renovation impact. The other side is the reduction of environmental footprint. In case buildings would be abandoned, demolished and replaced by new buildings, the environmental footprint is believed to be higher than in case of retrofit and further use of existing buildings. This is due to the fact that every building component requires energy during its lifecycle, which can also be referred to as grey energy. For instance, the grey energy regularly includes environmental impacts caused by production and transport of the construction materials. While it seems obvious that retrofit does require a smaller portfolio of materials both in number of components and their quantity than a total new building, accountable studies for different types of objects are widely missing. As such, this work focuses on the analysis of different renovation measures of two existing single-family houses of different ages. Thereby, the impact of the renovation measures on energy performance and environmental impact is studied. Furthermore, the renovated houses are compared with a fictitious unbuilt building, which was virtually created as a building model for comparison and testing purposes and is based on educated assumptions of site and building volume. This comparison will shed light on the relation of energy levels and environmental impact of both the renovated objects and the new building. The question, if renovated buildings in principle can reach the energetic level of a new building and what influence a new building has on the environment will thus be looked upon for these representative single-family homes.