Solar-Institut Jülich, Wuppertal Institut

Auf Basis eines Shapefile-GIS-Layers der Stadt Rheine, der eine kommunale Flurstückkarte enthielt, werden die Besiedelungsstrukturen zu Siedlungsarealen zusammengefasst. Dabei werden zur optischen Siedlungs- und Nutzungsbewertung orthographische Luftbilder der Stadt Rheine sowie die Luftbild- und Satelliten-Bilddienste von Google und Microsoft Bing verwen- det. Der Rohdatensatz mit 38.398 Datensätzen/Polygonen wird dabei auf 6.285 Polygone reduziert und klassifiziert.

Gebäudegruppen werden nach infrastrukturellen Gegebenheiten und Gebäude- bzw. Nutzungs- arten zu größeren Arealen zusammengefasst. Jedem Areal wird ein Siedlungstyp entsprechend

des vorherrschenden Hauptgebäudetyps im Areal zugeordnet. Die dominierende Geschosszahl jedes Areals wird vereinfacht allen Gebäuden dieses Areals zugeordnet. Einzelne, abweichende Gebäudetypen werden dabei zur Vereinfachung übergangen. Da in Rheine relativ homogene Wohnareale- bzw. -blöcke vorherrschen, wird die Abweichung durch diese Generalisierung als vernachlässigbar angenommen. Augenscheinlich ausgebaute Dachgeschosse (Satteldächer mit großen Dachfenstern, Schlepp-, Sattelgauben mit größeren Fenstern, Loggien) werden als halbes Geschoss gezählt.

Die Gebäudetypen der Areale werden in Anlehnung an die in der Veröffentlichung in „Energe- tische Quartiersplanung“ (Erhorn-Kluttig 2011) beschriebene Methodik der Siedlungstypologi- sierung typologisiert. Dabei werden mit geringen Abweichungen die Siedlungstypen von (Blesl 2002) verwendet.

Im Folgenden werden die Typologisierungen der Areale kurz erläutert. • Freistehende Einzelgebäude oder Doppelhäuser

• Einfamilienhäuser / Doppelhäuser in Siedlungen

• Reihenhäuser in Reihe gebaute Ein- oder Zweifamilienhäuser

• Innenstädtischen Gebäuden wird der Siedlungstyp Stadtkern zugewiesen. Ihre Größe liegt überwiegend zwischen Einfamilienhaus / Doppelhaus (EFH/DH) und kleinen Mehrfamilienhäusern (MFH). Teilweise liegt Mischnutzung mit Büroflächen oder Ein- zelhandel vor. Gekennzeichnet sind diese Areale zusätzlich durch die Bezeichnungen Stadtkern, Dorfkern städtisch oder Mischnutzung.

• Kleine Mehrfamilienhäuser umfassen freistehende Mehrfamilienhäuser, Gebäude mit mehreren Miet- bzw. Eigentumsparteien (max. 4 Geschosse).

• Unter Siedlungen kleiner Mehrfamilienhäuser in Zeilenbauweise werden im Unter- schied zu Blesl Reihenwohnblöcke mit 2 bis 4 Geschossen und ab 3 Wohneinheiten er- fasst.

• Unter Siedlungen Mehrfamilienhäuser groß / Hochhäuser werden Gebäude ab 5 Ge- schosse eingeordnet. Im gesamten Gemeindegebiet gibt es nur Gebäude mit max. 9 Ge- schossen.

• Im Siedlungstyp Blockbebauung niederer Dichte, nicht geschlossene Bauweise werden die entsprechenden Siedlungsstrukturen mit vielen aneinandergebauten Gebäuden ein- geordnet, wenn das Verhältnis bebauter zu unbebauter Fläche kleiner als < 0,5 ist. • Der Siedlungstyp Blockbebauung hoher Dichte, geschlossene Bauweise ähnelt dem

niedriger Dichte, das Verhältnis bebauter zu unbebauter Fläche ist jedoch > 0,5. • In den Innenstädten werden Bereiche mit den Merkmalen geschlossene Bebauung,

kaum Freiflächen und starke Mischnutzung dem Siedlungstyp Citybebauung zugeord- net.

• Bestehenden Neubaugebieten wird die nach Gebäudetypologie entsprechende Sied- lungs-ID zugewiesen. Zu Filterzwecken wurde zusätzlich die Kennzeichnung Neubau verwendet.

• Unbebaute Areale werden nach ihrer Nutzung verschiedenen Merkmalen wie Acker, Wald, Straße, Schiene usw. zugeordnet.

• Nicht zu Wohnzwecken genutzte gewerbliche Flächen werden Arealen mit den Kenn- zeichnungen Industrie, Gewerbe, Landwirtschaft, Gärtnereien/Baumschulen zugeordnet.

Raumbezogene Verteilung Warmwasser- und Raumwärmebedarf 71

• Soweit erkennbar, werden öffentliche Gebäude, kommunale Liegenschaften und Son- dernutzungen wie Kasernen oder Friedhöfe ebenfalls gesonderten Arealen zugewiesen und gekennzeichnet.

Die Bebauung wird im ersten Schritt automatisiert anhand der Adressdaten und gemeldeten Bewohnern in beheizte und unbeheizte Gebäude unterteilt. Damit ist eine Ausfilterung unbeheizter Gebäude wie Garagen oder Geräteschuppen in Wohngebieten gut möglich.

Eine manuelle Nachbearbeitung ist in erheblichem Umfang im Bereich der industriellen und gewerblichen Nebengebäude notwendig. Bei landwirtschaftlich genutzten Gebäuden bleibt auch in diesem Schritt die Zuordnung schwierig, hier werden die Flächen der beheizten Gebäude insgesamt vermutlich überschätzt. Da die Raumwärme- und Warmwasserbedarfsmengen für Industrie, Gewerbe und Landwirtschaft von Seiten des Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie (WI) als Nutzenergiemenge pro Jahr unabhängig von der Gebäudeverteilung ermittelt werden, hat diese Unsicherheit keinen Einfluss auf die Belastbarkeit der in den Konzepten berechneten Energiebedarfsmengen. Es entsteht durch die mögliche Überschätzung von beheizten Gebäuden lediglich die Möglichkeit einer geringen Verzerrung der räumlichen Zuordnung von in der Landwirtschaft benötigter Nutzwärme für Raumwärme und Warmwasser. Die ermittelte Jahresnutzenergiemenge in den Bereichen Industrie, Gewerbe, Landwirtschaft und kommunale Liegenschaften wird anhand der beheizten Gebäudeflächen pro Areal auf die Areale der verschiedenen Sektoren anteilig verteilt.

Für die Gebäude der kommunalen Liegenschaften werden die vom Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie ermittelten prognostizierten Gesamtbedarfe im Jahr 2050 für Warm- wasser und Raumwärme addiert (8.368 MWh/a) und auf die in der Datenbank vorliegenden Nutzflächen der Liegenschaften (196.719,96 m²) bezogen. Daraus folgt ein flächenspezifischer Bedarf von rund 43 kWhth/m². Über die Adressdaten der kommunalen Liegenschaften werden

die Daten mit den Areal- und Gebäudedatenlayern im GIS verschnitten. Das Rathaus Rheine ist in diesen Daten als einer der einzeln erfassten großen Energieverbraucher nicht enthalten. Eine geringe Unschärfe der Verteilung ergibt sich für kommunale Liegenschaften, die in als Wohngebiete klassifizierten Arealen liegen. Eine nachträgliche Splittung der Areale hätte einen hohen Bearbeitungsaufwand im Modell erfordert. Auf diese Liegenschaften entfällt jedoch insgesamt nur rund 0,2 Prozent des gesamten Raumwärme- und Warmwasserbedarfs in Rheine. Daher wird in den betroffenen Gebäuden anstelle der Zuordnung der Bedarfe aus kommunalen Liegenschaften die Zuordnung von Raum- und Warmwasser-Nutzenergiebedarfe für Wohnge- bäude belassen. Aufgrund des höheren Anteils beheizter Fläche an der Bruttogeschossfläche in Wohngebäuden im Vergleich zu öffentlichen Gebäuden, entsteht für diese Gebäude eine geringfügige Überschätzung des Wärmebedarfs.

Für die wenigen Fälle einer Mischnutzung mit Gewerbe werden die Zuordnungsfaktoren für Raum- und Warmwasserbedarfe nach den Anteilen der beheizten Flächen der Gewerbe- bzw. Liegenschaftsgebäude in den betroffenen Arealen gewichtet verwendet.

Nur einzelne industrielle Großverbraucher werden individuell betrachtet. Für alle übrigen Industrie- und Gewerbebetriebe wird ein Gesamtbedarf des Raum- und Warmwasserbedarfs im Jahr 2050 von 69.702 MWhth/a ermittelt. Bezogen auf die Gesamt-Bruttogeschossfläche (BGF)

aller Industrie- und Gewerbegebäude (mit Ausnahme der o.g. Großverbraucher) von rund 1.500.000 m² ergibt sich ein spezifischer Bedarf von 46 kWh/m². Dieser wird anteilig auf die Gesamt-BGF der Areale für Gewerbe und Industrie verteilt.

Für die landwirtschaftlichen Betriebe erfolgt die geographische Verteilung der Raum- und Warmwasserbedarfe analog zu der für Gewerbe/Industrie beschriebenen Vorgehensweise. Aus dem jahresbezogenen Gesamtbedarfswert von 2.591 MWh/a errechnet sich mit Bezug auf eine gesamte Bruttogeschossfläche von rund 186.600 m² ein spezifischer Bedarf von 14 kWh/m². Dieser liegt deutlich unter den Faktoren für Wohnareale, Gewerbe und kommunale Liegen-

schaften. Ausschlaggebend dafür ist das oben bereits beschriebene Problem, in diesem Sektor beheizte und unbeheizte Gebäude zu unterscheiden. Die beheizten Flächenanteile der in diesem Sektor vielfach vorhandenen großen Gebäudekomplexe können nur sehr grob abgeschätzt werden, was vermutlich zu einer deutlichen Überschätzung führt. Wie bereits beschrieben, resultiert aus dieser Unschärfe eine mögliche räumliche Verschiebung der zugeordneten Bedarfe zwischen den verschiedenen landwirtschaftlichen Arealen. Der Großteil der landwirt- schaftlichen Betriebe liegt außerhalb der Nahwärmeversorgungsgebiete des MAX-DEZ Konzeptes. Für die Aussagekraft der Konzepte ist eine Verzerrung der räumlichen Zuordnung der Raum- und Warmwasserbedarfe daher nicht von Bedeutung.

Die Wärmebedarfe der Wohngebäude für Raumwärme und Warmwasser werden auf Basis des oben beschriebenen Wohngebäude-GIS-Modells berechnet und der Datensatz mit seinem räumlichen Bezug direkt in das GIS-Modell eingespeist.

Durch die beschriebenen räumlichen Zuordnungen aller Raum- und Warmwasserbedarfe ist es für die solare Versorgung mit saisonalen Speichern im MAX-DEZ Konzept möglich, das Stadtgebiet flächendeckend in solar-saisonale Versorgungsgebiete aufzuteilen und dabei auch alle gewerblichen, industriellen und sonstigen Bedarfe an Raumwärme und Warmwasser zu berücksichtigen.

Die Ermittlung der Energiebedarfe selbst wird in Kapitel 4.1 bzw. 5.1 näher erläutert. Die Einteilung der Nahwärmeversorgungsgebiete ist in Abschnitt 4.3.3 beschrieben.

Im Dokument Die kommunale Effizienzrevolution für den Klimaschutz in den deutschen Städten - KomRev : Voraussetzungen, Transformationspfade und Wirkungen ; Abschlussbericht (Seite 69-72)