Big Data hilft bei der Gebäudesanierung

Rund 1,8 Mio. Gebäude stehen in der Schweiz und pro Jahr wird − ähnlich wie in Deutschland − nur 1 % dieses Gebäudebestandes saniert. Es dauert also rechnerisch 100 Jahre, bis der Gebäudebestand im Land durchgehend erneuert ist – zu langsam, um die Energiewende zu schaffen. 

Um gezielt Anreize für eine Beschleunigung schaffen zu können, ist es wichtig zu wissen, welche Maßnahmen an welcher Stelle besonders effektiv sind. Um das herauszufinden, hat die Forscherin Kristina Orehounig von der Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa eine Analyse großer Datenmengen vorgenommen.

Den Sanierungsbedarf für jedes der 1,8 Mio. Häuser einzeln zu modellieren, würde einen gewaltigen Rechenaufwand bedeuten. Also griffen die Empa-Forschenden auf das sogenannte "Data Mining" zurück, der computergestützten Identifizierung von Mustern in großen Datensätzen. Sie durchforsteten nationale Datenbanken und sortierten die Gebäude in 50 verschiedene Archetypen − sortiert nach Baujahr, Heizungstyp und Anzahl der Bewohner. Ein Ergebnis: Die Mehrheit der Gebäude wurde zwischen 1949 und 1994 erbaut. Und: 77 % dieser Gebäude werden elektrisch, mit Öl oder Gas beheizt. Hier zeigt sich also ein beachtliches Sanierungspotential.

Die gleiche Typisierung nahmen die Forscher bei Gewerbebauten in der Schweiz vor, sortierten sie an Hand von Datenbanken in 45 verschiedene Archetypen – Restaurants, Schulen, Spitäler, Büros und Ladengeschäfte, jeweils unterteilt nach Größe und Baujahr.

Erneuerung von Dächern und Fenstern besonders lohnenswert

Da Solarenergie eine wesentliche Basis für die Energieversorgung der Zukunft darstellt, wurden alle Archetypen auf ihre Eignung für Photovoltaik abgeklopft. Dazu dienten Klimadaten der jeweiligen Region, in der das Haus steht, sowie Dachgeometrie-Daten vom Bundesamt für Landestopografie, die Rückschlüsse auf die Größe und Neigung der Dachfläche ergaben.

Die Auswahl der passenden energetischen Sanierungsmethode hängt auch von der Bebauungsdichte ab: Häuser in der Stadt können effizient an ein Wärmenetz angeschlossen werden – bei weit auseinanderliegenden Gebäuden auf dem Land ist ein Wärmenetz oft nicht sinnvoll. Folglich muss der Schweizer Gebäudebestand auch nach Stadt und Land sortiert werden.
 
Die Forscher teilten letztlich die gesamte Schweizer Landesfläche in Kacheln von einem Quadratkilometer Größe auf: Kacheln ohne Häuser wurden ignoriert, der Rest erneut sortiert – abhängig von der Summe der Wohnfläche, die sich auf jeder Kachel befindet sowie anderen Charakteristiken.

Das Endergebnis sind zwölf Schweizer Nachbarschafts-Archetypen: vier städtische (urban), vier vorstädtische (suburban) und vier ländliche Archetypen, die die Verteilung der Gebäude in der Schweiz beschreiben.

Senkung der Treibhausgasemission um bis zu 80 % möglich

Nach all der Sortierarbeit konnten Sanierungsmaßnahmen für die einzelnen Archetypen berechnet werden. Fazit: Es lohnt sich, die Sanierung von Dächern und die Erneuerung von Fenstern bei älteren Häusern besonders rasch anzugehen. Alleine dadurch kann der Bedarf an Heiz- und Kühlenergie um 20 bis 30 % gesenkt werden.

In einem nächsten Schritt sollten bei fast allen Haustypen Sanierungen der Heizanlagen folgen – Mehrfamilienhäuser, Schulen und Bürogebäude können dabei oft kostengünstiger saniert werden als freistehende Einfamilienhäuser. Der Grund: Bei größeren Gebäuden wirkt sich eine Sanierung der Heizanlage auf viele Quadratmeter bewohnter Fläche zugleich aus. Jeder technische Eingriff ist damit wirkungsvoller und kostengünstiger.

Am Ende der Analyse zeigt sich Kristina Orehounig hoffnungsvoll: "Wenn die vorgeschlagenen Maßnahmen ergriffen werden, können die Treibhausemissionen im bestehenden Gebäudepark der Schweiz um 60 bis 80 %gesenkt werden."