WissArbeit – Autohäuser der Zukunft

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Autohäuser der Zukunft Regenerative Energiekonzepte für Autohäuser

Zielstellung und Methodik

Wenn man sich mit dem Thema Energie beschäftigt, kommt immer die Automobilindustrie in Betracht. Die Automobilindustrie hat seit langen wirtschaftlichen, ökologischen und politischen Wandlungen ausgelöst. Durch das Automobil werden viele Branche beeinflusst, darunter Bauund Energiebranche. Im Rahmen dieser wissenschaftlichen Arbeit wird untersucht, welche regenerative Energiekonzepte können für Autohäuser zum Einsatz kommen. Es soll Varianten-vergleich zwischen verschiedenen Energiequellen durch bauteilorientierte Analyse und thermische Gebäudesimulation liefern. Analysiert wurde ein Autohaus in Dresden Klotzsche, welches nach Ansicht der Autorin für dieses Bautypus repräsentativ ist.

Autohaus Architektur

Projektreferenz: Autohaus Dresden

Die Aufgabe eines Autohauses besteht darin, Automobile zu verkaufen sowie Dienstleistung anzubieten. Deswegen ist die bauliche Erscheinungsform an sich schon ein Imageträger für Autohäuser. Schon in der 1950er Jahren entstanden entsprechende Corporate Architektur Konzepte1 . Dieser Baustil zeichnet sich durch raumbildende Scheiben, großformatige Gläser, großzügige Präsentationsflächen sowie offene Lichträume aus. Diese Merkmale werden konsequent angewandt und somit gelten sie als die prägnanten Elemente der Autohaus-Architektur.

Bestandsanalyse

Durch Kombination von dieser Wärmepumpe und PV-Anlage, unterstützt durch Strom aus dem Netz wird eine effiziente Energieausnutzung ermöglicht. Technik: Leistungszahl (COP) ±4

Auf Grundlage der ermittelten Bedarfskennwerte und der Bestandsanalyse wird nun diskutiert, wie das Autohaus sein Energiekonzept optimieren könnte. Im Zuge der Analyse haben sich zwei Varianten herauskristallisiert:

Variante A

Blockheizkraftwerk und PV-Anlage Diese Kombination ermöglicht eine gleichzeitige Erzeugung von Wärme und Strom. Eine PV-Anlage liefert genügend Strom, wenn ein BHKW weniger Strom produziert, nämlich in Sommermonaten. Falls ein Überschuss an erzeugtem Strom vorliegt, es gibt die Möglichkeit, den Strom zu verkaufen.

Vergleich jährlicher Energiekosten:

Bestand3

Stromkosten : 35.000 €

Heizkosten (Fernwärme) : 94.000 €

Energiekosten : 129.000 €

Variante A

Brennstoffkosten : –95.000 €

Ertrag aus Stromverkauf* : +99.000 €

Erlös : +4.000 €

Variante B

Stromkosten für Wärmepumpe : 37.000 €

*Maximaler, potenzieller Ertrag

Als die Hersteller beschlossen, dass Corporate Identity den Verkauf steigern könnte, ist der Bau für Autohäuser teurer geworden. Viele Architekten bauten Stilmerkmale wie massive Schaufenster, Glasdächer und Säulen, die eigentlich keinen „praktischen Nutzen“ hatten. Dadurch war das Budget für energetische Maßnahmen ausgeschöpft. Es ist dann schwierig, Bauherren in Maßnahmen mit höherer Investition wie beispielsweise ein Blockheizkraftwerk oder Photovoltaik dazu bewegen, dies zu investieren. Auch wenn diese Investitionen durch die eingesparten Stromkosten schnell amortisieren. Es führt dazu, dass zahlreiche Autohäuser erheblichen Sanierungsbedarf bei der Haustechnik.

Variante B

Luft-Wasser-Wärmepumpe und PV-Anlage

Die Luft/Wasser-Wärmepumpe entzieht aus der Außenluft die vorhandene Wärmeenergie, auch bei niedrigen Temperaturen, und wandelt sie in nutzbare Wärme um.

Zusätzlich dazu müssen noch die Investitionskosten und laufende Kosten berücksichtigt werden. Die daraus resultierende Amortisationsdauer beträgt z.B bei Variante B ca. 5 Jahre. Aus die vorliegenden Daten lässt sich aber ableiten, dass beide Varianten das Energiesystem dieses Autohaus optimieren können und die Energiekosten drastisch reduzieren. Dies unterstreicht, dass der Umstieg zu regenerativen Energiesysteme sich vorteilhaft auf Betriebsführung eines Autohauses auswirkt. Schließlich ist es nicht auszuschließen:

Aufgrund von Mangel an umfassenden Gebäudeaufzeichnungen wurden Annahmen bei Simulationsvorgang getroffen und somit könnte nur begrenzt eine verlässliche Prognose ermöglicht werden. Zukünftig könnten auch Preissteigerung und staatliche Förderung auftreten.

Modul: PRO_WissA, Sommer 2023

Seminartitel: Nachhaltige Energiekonzepte für den Bestand

Betreuer: Peggy Freudenberg, Xiaoping Xie, Dirk Weiss

Bestandsanalyse – Vereinfachtes 3D Modell des Autohaus Dresden Quelle: Eigene Darstellung
2 Bezugsdaten von ecomuc BHKW Rechner 1 Wesp, Heinz (1994): Autohaus Bauplanung Neubau, Umbau, Erweiterung. Ottobrunn: Autohaus-Verlag. S.295
Corporate Identity: Typischer Autohaus-Baustil „Driving Gallery BMW Niederlassung und Motorradzentrum, München, 2005 Quelle: Obermeyer. Koch + Partner Architekten
Problematik
Jährliche Bedarfskennwerte Quelle: Abrechnungsdaten und Gebäudesimulation (SIM-VICUS & PostProc 2) Wirtschaftlichkeit 3 laut Abrechnungsdaten Bilanzierung Energiebedarf2 [MWh/a] 0 500 1000 1500 2000 Waschstraße Werkstatt Ausstellung & Büro Gebrauchtwagen 0 200 400 600 800 1000 Megawattstunden pro Jahr [MWh/a] Ausstellung – Gebrauchtwagen – Waschen – Werkstatt Bilanzierung Energiebedarf [MWh/a] 0 500 1000 1500 2000
Stromversorgung : Netzstrom Wärmeversorgung : Fernwärme Photovoltaik Anlagen : ±716 Solarmodule, 1.256qm (außer Betrieb) Strom Wärme Stromverbrauch : 134 MWh Max. Ertrag aus PV-Anlage : 235 MWh Verbrauch – 749 MWh Bedarf nach Gebäudesimulation – 942 MWh 149 173 258 380 Biogasverbrauch - 1.587 MWh Wärme Strom 235 481 Wärmeerzeugung – 962 MWh Stromverbrauch – 134 MWh Stromerzeugung – 715 MWh BHKW Strom PV-Anlage
Strom Verbrauch Autohaus – 134 MWh Wärmepumpe – 240,5 MWh PV-Anlage – 235 MWh Netzstrom – 140,5 MWh Wärme Wärmeerzeugung – 962 MWh Erzeugung & Versorgung
Energieversorgungsanlagen im Bestand
Technik: Otto Motor, Brennstoff: Biogas

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