HEIZUNG/LÜFTUNG/ELEKTRIZITÄT Energietechnik im Gebäude     BAU & ENERGIE

1.3 Planungsvorgehen

Kapitel: 01 Grundlagen
1.1 Nachhaltigkeit
1.2 Behaglichkeit
1.3 Planungsvorgehen
1.4 Energiehaushalt
1.5 Heizleistungsbedarf

1.3.1 Serielle Planung

1.3.1 Serielle Planung – 1.3.2 Integrale Planung – 1.3.3 Energie- und Gebäudetechnikkonzept – 1.3.4 Randbedingungen – 1.3.5 Entscheidungsfindung

Die Planung eines Gebäudes läuft bisher in der Regel nach den Phasen gemäss Bild 1.18 ab. Auf diese Weise wird vielfach gute Architektur nach aussen und in der inneren Konzeption der Bauten gemacht, doch wird den Belangen der Gebäudetechnik, der Energie und der thermischen Behaglichkeit oft nicht die gebührende Beachtung geschenkt. Die Erfahrung hat gezeigt, dass dieses serielle Planungsvorgehen insbesondere bei grossen, komplexen oder stark verglasten Bauten zu Problemen führt, da architektonische Entscheide mit Einfluss auf die Gebäudetechnik ohne die entsprechenden Fachingenieure in der Vorstudienphase gefällt werden. Diese Erkenntnis führt zum integralen Planungsvorgehen.

Schematische Darstellung einer seriellen Planung
Bild 1.18 Schematische Darstellung einer seriellen Planung

1.3.2 Integrale Planung

1.3.1 Serielle Planung – 1.3.2 Integrale Planung – 1.3.3 Energie- und Gebäudetechnikkonzept – 1.3.4 Randbedingungen – 1.3.5 Entscheidungsfindung

Werden alle Kenntnisse über die Zusammenhänge zwischen Gebäude, Gebäudetechnik, Energieverbrauch und Komfort als Teamarbeit in die Planung eingebracht, so ist das integrale Planung. Das Team aus Bauherrschaftsvertreter, Architekt, Bauingenieur und Gebäudetechnikingenieuren muss von der Bauherrschaft bestimmt werden, bevor die Planung beginnt. Das Wesentliche ist die Diskussion im Team mit dem Ziel, gut, wirtschaftlich und umweltbewusst zu bauen. Durch Untersuchung von Varianten kann eine gesamthaft optimale Lösung gefunden werden. Nur durch Teamarbeit lässt sich ein Konsens zwischen verschiedenen Partnern innert nützlicher Frist erreichen. Sowohl fachliche als auch menschliche Qualitäten sind gefordert! Beim integralen Vorgehen wird der ganze Lebenszyklus des Gebäudes betrachtet. In Bild 1.19 können sich einzelne Phasen oder Teile davon in zyklischen Prozessen wiederholen.

Schematische Darstellung der integralen Planung mit Phasengliederung
Bild 1.19 Schematische Darstellung der integralen Planung mit Phasengliederung nach [SIA 112]

Nachstehend werden die wesentlichsten Punkte des Planungsablaufs nach [SIA 108] für die Gebäudetechnikplaner beschrieben.

Phase 1: Strategische Planung

Besteht aus der (besonders zu vereinbarenden) Bedürf­nisformulierung und der Entwicklung von Lö­sungsstrategien.

Phase 2: Vorstudien

Besteht aus der (besonders zu vereinbarenden) Pro­jektdefinition, Machbarkeitsstudie:

  • Grundlagenbeschaffung und Problemanalyse
  • Vorgehen und Organisation festlegen
  • bestehende Anlagen aufnehmen
  • Energiekonzept, Energiebilanzen erarbeiten
  • Lösungsansätze darstellen und bewerten
  • fachspezifisches Projektpflichtenheft erstellen
  • Kosten und Wirtschaftlichkeit untersuchen

Auftraggeber: Entscheiden über Organisation und Vor­gehen. Genehmigen Projektpflichtenheft und Lö­sungsansatz. Eintretensentscheid

Phase 3: Projektierung
Teilphase Vorprojekt:
  • Gebäudetechnikkonzepte einschliesslich Geb��udeautomation (GA)
  • Messkonzept erarbeiten
  • Energiebedarf abschätzen
  • beim Informationsaustausch mitwirken
  • Prinzipschemas und Anlagebeschrieb
  • Anlagekosten schätzen, i.d.R. ±15 %
  • Betriebs- und Unterhaltskosten schätzen
  • Terminplan erstellen

Auftraggeber: Genehmigen Vorprojekt

Teilphase Bauprojekt:
  • Leistungs- und Energiebedarf berechnen
  • GA-Funktionsbeschrieb und -Projekt
  • Messkonzept bereinigen
  • Platzbedarf und Dispositionspläne
  • Prinzipschemas ausarbeiten
  • Anlagebeschrieb erstellen
  • Detaillierter Kostenvoranschlag, i.d.R. ±10 %
  • Terminplan überarbeiten

Auftraggeber: Genehmigen Bauprojekt

Teilphase Bewilligungsverfahren/Auflageprojekt:

Auftraggeber: Genehmigen Unterlagen Baueingabe

Phase 4: Ausschreibung
Ausschreibung, Offertvergleich, Vergabeantrag:
  • Ausschreibungspläne und -unterlagen
  • Angebote überprüfen und vergleichen
  • Vergabevorschläge ausarbeiten
  • Terminplan erstellen

Auftraggeber: Genehmigen Ausschreibungsunterlagen. Entscheid zur Ausführung. Vergabe

Phase 5: Realisierung
Teilphase Ausführungsprojekt:
  • definitive Berechnungen durchführen
  • Ausführungsunterlagen erstellen
  • Unternehmerverträge aufstellen
  • Terminplan nachführen

Auftraggeber: Werkverträge abschliessen. Genehmigen Ausführungsprojekt

Teilphase Ausführung:
  • Kontrolle der Arbeiten auf der Baustelle
  • Teilnahme an Koordinationssitzungen
  • Kontrolle von Regie- und Ausmassarbeiten
  • Teilabnahmen durchführen
  • amtliche Kontrollen veranlassen
  • Projektänderungen überwachen
  • Kostenkontrolle führen

Auftraggeber: Genehmigen von Projekt-, Kosten- und Terminänderungen

Teilphase Inbetriebnahme, Abschluss:
  • Inbetriebnahme, Tests, Abnahmen organisieren
  • bei Übergabe an Betreiber mitwirken
  • Betriebsinstruktionen einholen
  • Ausführungspläne nachführen
  • Mängelbehebung überwachen
  • Schlussabrechnung
  • Liste der Mängel führen, die bis zum Ablauf der 2-jährigen Rügefrist aufgetreten sind

Auftraggeber: Abnahme. Übernehmen der Bauwerksakten. Genehmigen Schlussabrechnung

Phase 6: Bewirtschaftung

Besteht aus den (besonders zu vereinbarenden) Teilphasen Betrieb und Erhaltung. Nur mit der Betriebsoptimierung und Erfolgskontrolle lassen sich höhere energetische Ziele tatsächlich erreichen. In der Regel sind periodisch Betriebsdaten abzulesen, was eine entsprechende Instrumentierung voraussetzt. Nach der Auswertung werden die nötigen Optimierungsschritte veranlasst. Eine Betriebsoptimierung dauert etwa zwei Jahre.

1.3.3 Energie- und Gebäudetechnikkonzept

1.3.1 Serielle Planung – 1.3.2 Integrale Planung – 1.3.3 Energie- und Gebäudetechnikkonzept – 1.3.4 Randbedingungen – 1.3.5 Entscheidungsfindung

Ein Energie- und Gebäudetechnikkonzept sollte im Rah­men einer integralen Planung während der Vor­stu­di­en­pha­se erarbeitet und in der Vorprojektphase präzisiert werden. Dabei sind Bauherr und Architekt in den Entscheidungsprozess mit­ein­zu­be­zie­hen. Bei der Ausarbeitung des Energiekonzeptes sollten folgende Ziele angestrebt werden:

  • möglichst tiefer Energieverbrauch
  • Nutzung passiver Kühlmöglichkeiten
  • möglichst einfache, der Problemstellung angepasste Gebäudetechnikanlagen

Bei der Erarbeitung des Gebäudetechnikkonzeptes wer­den alle wichtigen Randbedingungen (Gebäudehülle, interne Lasten, Zonierung und Technisierungsgrad) im Team definiert. Zudem müssen die Kenngrössen für die Wirtschaftlichkeits-Berechnung mit dem Bau­herrn abgesprochen werden.

Der Schlussbericht sollte eine Kurzzusammenfassung der wichtigsten Systementscheide enthalten und nach­fol­gen­de Punkte beinhalten:

  • Abschätzung Jahresenergiebedarf (Wärme, Käl­te, Elektrizität)
  • Probleme des sommerlichen Wärmeschutzes
  • Notwendigkeit von Kühlung
  • Wärme- und Kälteleistungsbedarf (Schätzung, Gleichzeitigkeit verschiedener Verbraucher berücksichtigen!)
  • Art der Aussenluftversorgung
  • Systemvarianten und Ent­schei­dungs­grund­la­gen
  • Wirtschaftlichkeit
  • Umweltbelastung, Versorgungssicherheit
  • Messkonzept
  • Grobkonzept der Gebäudeautomation
  • Pflichtenheft für die Fachplaner

1.3.4 Randbedingungen

1.3.1 Serielle Planung – 1.3.2 Integrale Planung – 1.3.3 Energie- und Gebäudetechnikkonzept – 1.3.4 Randbedingungen – 1.3.5 Entscheidungsfindung

Für jeden Gebäudetechnikplaner muss es das Ziel sein, ein Gebäudetechniksystem auszuwählen, das auf das Ge­bäu­de, die Nutzer, den Bauherrn und den Betreiber optimal abgestimmt ist (Bild 1.20). Die grosse Zahl von Rand­be­din­gun­gen beeinflusst und erschwert die Wahl eines geeigneten Gebäudetechniksystems. Die wich­tig­sten Randbedingungen, die einen Einfluss auf die Systemwahl haben, sind:

Einflussfaktoren auf das Gebäudetechnikkonzept
Bild 1.20 Einflussfaktoren auf das Gebäudetechnikkonzept
Objektstandort:
  • Klima (Temperatur, Strahlung usw.)
  • Gebäudelage, Umgebung
Verfügbarkeit Energieträger:
  • Öl, Gas, Elektrizität, Holz, Fernwärme
  • Umweltwärme (Luft, Wasser, Erdreich), Abwärme, Sonnenenergie
Randbedingungen des Architekten
  • Nutzung passiver Sonnenenergie
  • Tageslichtnutzung
  • äusserer Sonnenschutz
  • Abdeckungen der Böden und Decken
Randbedingungen der Behörden
  • lokale Bauvorschriften
  • Gesetze und Vorschriften (Energiegesetze, Wärmedämmvorschriften, Nachweis für Klimaanlagen)
Randbedingungen der Bauherrschaft
  • Gebäudenutzung
  • Komfort-Anforderungen
  • interne Lasten
  • Art der Bauherrschaft: Es erleichtert dem Planer die Arbeit, wenn er die Bauherrschaft zutreffend erfasst (Bild 1.21). Welches sind deren Präferenzen?
  • Art des Betreibers: Im Einfamilienhaus ist meistens der Bauherr selbst Betreiber. Im Verlauf der Projektierungsarbeiten entwickelt sich seine Einstellung der Anlage gegenüber. Bei grösseren Bauten ist es oft ein neben- oder vollamtlicher Hauswart. Seine Fähigkeiten und Motivation sind ausschlaggebend dafür, wie sich die Anlage im Betrieb bewährt. Immer öfter wird ein professioneller Betreiber (Dienststelle) beauftragt, welcher auch sehr komplexe Anlagen betreuen kann.

Energieeffizienz bei Vollkomfort, kostenbewusst

Normale Technik, automatisiert, kleiner Bedienungsaufwand, wirtschaftlich, geringe Investitionskosten; Energiesparen, weil man es sollte.

Energieeffizienz als Hobby («Technofreak»)

Neueste Techniken, Steuerung und Regelung mit Optimierung (Computer), Bedienungsaufwand z.T. erwünscht, Wirtschaftlichkeit sekundär; Energiesparen als Freizeitbeschäftigung.

Energieeffizienz als Öffentlichkeitsarbeit (PR)

Aufwendige Technik, die nach aussen gezeigt wird, automatisiert, kleiner Bedienungsaufwand, Wirtschaftlichkeit z.T. sekundär; Energiesparen dient als PR.

Energieeffizienz für die Versorgungssicherheit

Wärmeerzeugung doppelt oder dreifach genäht, Teil- und Notbetrieb gewährleistet, Wirtschaftlichkeit sekundär; Energiesparen zur Verbesserung der Versorgungssicherheit.

Energiebewusst leben («Grüne»)

Einfache Technik, Vorgänge nachvollziehbar, Naturkräfte benützen (Feuer, Sonne, Wind), Bekleidung als primäre Schutzhülle, Komfortbedürfnisse hinterfragen; Energiesparen als Teil der Lebenseinstellung.

Keine ökologische Ambition vorhanden

Die Vorschriften sind streng genug, wozu mehr machen?
Bild 1.21 Grundvorstellungen der Bauherrschaft

Die konzeptionelle Arbeit und die Systemwahl werden oft rein intuitiv vorgenommen. Wenn zwischen mehreren komplexen Alternativen ausgewählt werden muss, ist die Entscheidungsfindung allerdings oft nicht einfach. Es sind sowohl messbare, objektive als auch nicht messbare, subjektive, gefühlsbetonte Kriterien zu berücksichtigen.

Voraussetzung ist, dass verschiedene brauchbare Lösungsvarianten für die gleiche Aufgabe vorliegen (echte Varianten). Um diese zu erarbeiten, empfiehlt sich folgendes Vorgehen:

  • Brainstorming: Das ist eine unbeschwerte Kreativitätstechnik zur Ideenfindung im Team [Gpm].
  • Grobauswahl: Im Team werden die Vor- und Nachteile der einzelnen Systeme diskutiert und beurteilt. Es bleiben wenige aussichtsreiche Varianten übrig.
  • Variantenbearbeitung: Die Varianten werden soweit bearbeitet, bis die Erreichung der Ziele (Kriterien) eingeschätzt werden kann. Dies umfasst eine grobe Dimensionierung, Optimierung und Schätzung der Investitionskosten sowie der Betriebskosten (Energie, Wartung, Unterhalt).

In schwierigen Fällen ist ein systematisches Vorgehen nach den Methoden des Projektmanagements nötig. Nachstehend die hier am ehesten infrage kommenden PM-Methoden [Gpm]:

  • Entscheidungsbaum-Methode
  • Nutzwertanalyse
  • Kosten-Nutzen-Analyse

Das Resultat der Anwendung von PM-Methoden kann – auch wenn seriös durchgeführt – nicht die Entscheidung sein. Immerhin ist es eine gute Hilfestellung dazu. Der im Team erarbeitete Vorschlag wird nun dem Entscheidungsträger unterbreitet. Da bei integraler Planung die Bauherrschaft im Team vertreten ist, steht normalerweise nicht zu erwarten, dass ihr Entschluss vom Antrag abweicht. Die entscheidende Instanz Bauherrschaft weist allerdings eine andere Gruppendynamik auf als das Planungsteam. Die Entscheidung ist ein freier Willensakt der Bauherrschaft. Es sind denn auch deren Werthaltungen, die bei der Entscheidungsvorbereitung einfliessen müssen.