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Intep - Integrale Planung GmbH

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USA & Germany - A Path To Energy Efficiency

San Francisco, March 4th 2008

Folie 1

Intep - Integrated Planning

Services and Strategies to Energy Efficiency in Buildings

Thomas Ruehle, Intep MunichStephan Tanner, Intep LLC Minneapolis





Folie 2

„Guten Tag und herzliche Grüsse from all the people at Intep inMunich, Hamburg, Zurich and Minneapolis“




Folie 3

Energy Matters!




Folie 4

Global Warmingadditional information: www.ipcc.com

1990

16011856

1940

Rhone Glacier




Folie 5

Global Warming Choices:

Source: U.S. Department of Energy

SupplyReplace 85% fossil

DemandImprove Efficiency by 85%

Transportation

Industry

Buildings




Folie 6

Energy demand related to Buildings: 38% to 48%Source: US Energy Information Administration




Folie 7

Building Energy BenchmarksExample State of Minnesota

Today 100%MN Energy Code100 KBtu/ft²a

-60%LEED Platinum60 KBtu/ft²a

-85%Passivhaus Standard14 KBtu/ft²a




Folie 8

That’s what we believeto know about Costs

That’s what it really is

Investment Costs versus Life-cycle-costs




Folie 9

Source: Intep GmbH

Building Life-Cycle: 50 to 100 years




Folie 10

Global warming - Economic Impact:

"The Biggest Market Failure the World Has Ever Seen”Sir Nicholas Stern, former Chief Economist of the World Bank February 2007

Source: The McKinsey Quarterly 2007 - 1




Folie 11

Intep – Integrated Planning

> International Consulting Company in the real estate sector

> Team of architects, engineers, economists and scientists

> Intep offers its services from locations in Munich, Zurich and Minneapolis

> Intep employed 22 professionals at the close of 2007

Due DiligenceBuilding Project ControllingBuilding Project ManagementSustainability ConsultingFacility PlanningOrganizational ConsultingProcess Consulting

Consulting Fields




Folie 12

Intep Services - a Live Cycle ApproachIntep creates high performance buildingsthrough integrated planningfor clients who demand exceptional results.




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Facility Management

Project Development

Project Steering

Sustainable Design

Architectural CompetitionsFeasibility StudiesProject Condition/SpecificationBuilding Survey

ControllingTeam Selection and SteeringCommissioningMeasures; Evaluation,Prioritization

Building Physics and SimulationEnergy Management ConceptsBuilding-EcologyRenewable Energy

Develop Organizational StructuresProcess EvaluationUser CostsDevelop concepts and RFP's

Intep Services • High Performance Buildings • Measured Results




Folie 14

> Munich Public Works Campus, Munich – Germany

> Energy Management Concept, City of Freising – Germany

> Project Benefit, Benchmarking Private College Campuses – USA

> Das BioHaus, 1st Certified Passive House in the USABemidji, MN – USA

Some Project Examples:




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Public Works Campus, Munich – Germany

Project DataBGF 140.000 m², 3.000 Work PlacesBuilding Cost € 190.000.0001996 - 2001

> Energy and Sustainability Concept> Facade Design> Duty-Book Planning Tool> CO2-Optimizing (Eco Balance)> Full Scale Test Building (Office Space)




Folie 16





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0

50

100

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200

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m2 a] Zentrale Dienste

Diverse Technik

Arbeitshilfen

Kälte

Raumlufttechnik

Beleuchtung

Dampf Küche

Warmw asser

Lüftungsw ärme

Transmissionsw ärme





Folie 18

Energy Management Concept, City of Freising - Germany

Building Survey of 69 Buildings:> Schools, Kindergarden, Gyms> Office Buildings> HousingBenchmarking> Heating> Electricity> WaterSavings Potential & Investment Strategy

146 7

17 146 5

69

0

20.000

40.000

60.000

80.000

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120.000

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Energy Management Concept, City of Freising - Germany

Course of Action: 3 Step-Process

Analysis Building Survey(building and technical Systems, pattern of use, energy contracts)

Measures

Building + Building Services

Implementation

BenchmarkingEnergy Demand

(Heating, Electricity, Water)

Implementation

Bezeichnung/Standort: Nr.: 13Bezeichnung: Schule Paul-Gerhardt

Straße / Hausnr.: Düwellstr. 24Besitzer: Stadt Freising

Gebäudenutzung:Gebäudetyp: Grund- Hauptschule

Vollgeschossanzahl: 2 / 3Gebäudedaten:

Baujahr: 1983Beheizte BGF [m2]: 5.240

BRI [m3]: 36.631

Energiebedarfsdaten Bestand Energiebedarfsdaten nach Umsetzung der MaßnahmenBestand Endenergie fp Primärenergie Endenergie fp Primärenergie CO2 Energiekosten

[kWh/m2a] [kWh/m2a] [-] [kWh/m2a] [kg/m2a] [Eurobrutto/m2a]

Wärme 150 1,07 161 1,07 53 11 1,51Elektrizität 39 2,97 115 2,97 94 22 1,73Summe 189 [-] 276 [-] 146 33 3,24Wasserverbrauch [l/m2a]: 264 Wasserverbrauch [l/m2a]: 264 0,83

Maßnahmenbeschrieb Investition Amortisation Priorität EinsparungenGesamt- energie Energiebedingte Inve-Investit. bedingt stitionskosten [Jahre] Elektrizität Wärme Trinkwasser Einsparungen

[Eurobrutto] [%] < 0,5 < 5 5-10 > 10 [kWh/m2a] [kWh/m2a] [l/m2a] [Eurobrutto/a]

1 Austausch der Kesselanlage 135.248 20 X 1a 0,0 15 0 2.6962 Betriebsoptimierung Wärmeerzeugung 100 100 X 1b 0,6 10 0 2.1603 Betriebsoptimierung Wärmeerzeugung 100 100 X 1b 0,2 4 0 7654 Optimierung Betriebszeiten der Pumpen 3.000 100 X 2 2,4 0 0 7965 Einbau elektronisch geregelter Heizungspumpen 11.000 100 X 2 1,6 0 0 5256 Nachdämmen lückenhafter Wärmeverteilung 1.050 100 X 1a 0,0 2 0 3507 Erneuerung Regelungstechnik Lüftungsanlagen 15.000 100 X 2 2,0 7 0 1.9008 Bedarfsanpassung der Pumpenlaufzeiten 50 100 X 1b 0,1 0 0 249 Ersatz von Glühbirnen in den Fluren 589 100 X 2 0,5 0 0 152

10 Ersatz der Fenster und Eingangstüren 92.750 40 X 1b 0,0 21 0 3.94211 WDVS Aussenfassade 206.640 63 X 2 0,0 30 0 5.48312 Dämmung der Kellerdecke 98.663 100 X 3 0,0 10 0 1.87613 Alternative zur Maßnahme 8 3790,14 100 X [-] 0,0 2 0 69514 0 0 #DIV/0! [-] [-] [-] [-] [-] 0,0 0 0 015 0 0 #DIV/0! 0,0 0 0 0Summen (ohne Alternativpositionen) 567.980 7,3 101 0 21.365

Maßnahmen mitEnergieeinsparungen Energiedaten 2000 - 02Kostenbasis 2002Jahres-Endenergiebedarf für Wärme und Elektrizitätin [kWh/m2a]

Erstellt: 10.11.2004

[kWh/m2a]49328162 6,71

0,83

Um-setzungWärmeElektrizität

Energiekosten[Eurobrutto/m

2a]4,582,13

Summe

CO2

[kg/m2a]3527

020406080

100120140160

Bestand1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Jahr

es-E

nden

ergie

beda

rf [kW

h/m2 a]

05.00010.00015.00020.00025.00030.00035.00040.000

Ener

gieko

sten

/ Eins

paru

ngen

[Eur

o/a]

Wärme Elektrizität Energiekosten Einsparungen

Beschreibung der Maßnahmen

1 2 3

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7 8 9

10 11 12

Optimierung der Betriebszeiten der Lüftungsgeräte Turnhalle, Naßzellen/Umkleiden und Übungssäle durch angepasste, erneuerte Regelungstechnik. Verwendung des Umluftbetriebs.

Bedarfsanpassung der Pumpenlaufzeiten an die Laufzeiten der Lüftungsanlagen. Mit Erneuerung der Regelung der Lüftungsanlage (vgl. M8) sollte dies spätestens realisiert werden.

Zeitgesteuerte und temperaturkontrollierte Bedarfsoptimierung durch angepasste Regelungstechnik (Heizperioden-Zeitfenster, Nachtabschaltung, Ferienprogramm).

Austausch des Wärmeerzeugers durch Brennwertkessel. Statistisches Ende der Lebensdauer erreicht. Emissionswerte werden nicht mehr eingehalten.

Optimierung der Betriebszeiten der vorhandenen Regelungstechnik, sofern diese erhalten bleibt. Verzicht auf Beheizung des Schulgebäudes an den Wochenenden (Wochenendabschaltung anstatt Wochenendabsenkung).

Einbau elektronisch geregelter Heizungspumpen in sieben Heizkreisen der Paul-Gerhart-Schule.

Ersatz der Glühbirnen durch Kompakt-Leuchtstofflampen (ESL), sofern keine Sicherheitsvorschriften dagegensprechen.

Optimierung der Betriebszeiten der vorhandenen Regelungstechnik, sofern diese erhalten bleibt. Verzicht auf Beheizung des Schulgebäudes in den Ferien.

Nachdämmen der lückenhaft gedämmten Wärmeverteilung und Armaturen, vor allem im unbeheizten Kellergeschoss.

Ersatz der Fenster und Eingangstüren durch Holzrahmenfenster mit Wärmeschutzverglasung, so dass U max. 1,7 W/m²K. Reduzierung der Lüftungswärmeverluste aufgrund der bestehenden Undichtigkeiten als wichtiges Optimierungspotential.

Vollwärmeschutz der Außenfassaden durch Wärmedämmverbundsystem, so dass U max. 0,35 W/m²K. Eine Instandsetzung ist aufgrund des schlechten optischen Erscheinungsbildes notwendig.

Unterseitige Dämmung der Decke über unbeheiztem Keller, so dass U max. 0,40 W/m²K.

kein Bild vorhanden




Folie 20

Project Benefit - Benchmarking Study of Five Minnesota Colleges

benchmarked facility operating costs of five private colleges in Minnesota.

> energy and utility (environmental)> Maintenance> cleaning + custodial




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CL 01

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CL 05

Uni S

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A

Uni B

A

FH B

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A EU ages

RUM

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[BTU

/GSF

(sf)]

BTU/yrHeating degree days adjusted average


Energy Use Results and Benchmarks




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5th April 2007

Das BioHaus1st Certified Passive House in the USA, Bemidji, MN




Folie 24

Winter Climate Condition in Northern Minnesota“Bring Warm Cloth”ASHREA Location:Climate Zone 7

Design Temperature-32°F (-36°C)

Heating Degree Days10‘300 (5,700)




Folie 25

Building Envelope

Super Insulation: R-Value> R-55 – R-70 Wall above Ground

Wall with VIP, Wall below Ground)> R-100, Roof> R-8, Window

New Materials> VIP-Panel (2‘‘ Vacuum Insulation)




Folie 26

Blower Door Test

> „One of the tightest Building“ in the U.S.:Air Tightness n50 = 0,18 h-1




Folie 27

Technical Building System

Energy Sources> Earth Tube – Ground to Air Heat Exchanging

System (30 m length)> Ground Source Heat Pump: Heating,

Domestic Water (60-80m deep)> Solar Hot Water System: Domestic Hot Water, Heating

Ventilation System> High Efficiency Heat Exchanger NHR > 85%> Variable Speed Fan up to 1.680 m³/h (maximum)





Folie 28

Thank You !Herzlichen Dank !

www.intep.com

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