Schlussbericht des Institut Technik und Bildung (ITB) zum Projekt ZARM

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1 Institut Technik und Bildung Arbeitsprozesse und berufliche Bildung Prof. Dr. Felix Rauner Schlussbericht des Institut Technik und Bildung (ITB) zum Projekt ZARM Projekttitel EcoSol II: Solaroptimierter Neubau ECOTEC 5: Evaluation, Optimierung, Dokumentation und Know-how-Transfer im Bauhandwerk (ZARM 3). Ersatzarbeiten: Sicherung und Aufbereitung von Klimamesswerten aus dem Solarbau:Monitor Programm Laufzeit des Vorhabens: verlängert bis Berichtszeitraum: Förderkennzeichen: K Projektnehmer Institut Technik und Bildung (ITB), Universität Bremen Prof. Dr. Felix Rauner Ansprechpartner: Dr.-Ing. Joachim Dittrich Am Fallturm Bremen Autor: Joachim Dittrich Bremen, August 2005

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3 Zusammenfassung Der Projektbericht besteht aus zwei Teilen, und zwar aus dem Ergebnisbericht zur Gebäudeevaluation sowie dem Bericht zur Sicherung und Aufbereitung von Klimamesswerten aus dem Solarbau:Monitor Programm. Die eigentliche Evaluation des Gebäudes wurde im Laufe des Jahres 2003 im Einvernehmen zwischen dem Projektträger und dem Zuwendungsempfänger vorzeitig abgeschlossen. Für die Gründe hierfür, die nicht vom Zuwendungsempfänger zu vertreten waren, wird auf den Ergebnisbericht der Gebäudeevaluation verwiesen. Dieser Ergebnisbericht wurde dem Projektträger Anfang September 2003 vorgelegt und kann auch von der Projekthomepage heruntergeladen werden [Dittrich 2003]. In der verbleibenden Projektlaufzeit wurden die in allen Projekten des Programms gemessenen Klimadaten gesammelt, archiviert, geprüft, aufbereitet, dokumentiert und für weitere Auswertungen zugänglich gemacht. Der vorliegende Bericht bezieht sich auf diesen zweiten Teil des Projekts. Die Datensammlung bei den Projekten wurde im Herbst 2004 abgeschlossen. Sämtliche Daten wurden analysiert und ggf. revidiert und ergänzt. Es wurde eine Datenbank zur Aufnahme der Messdaten aufgebaut und mit den bearbeiteten Daten gefüllt. Für die Abfrage der Daten wurde ein Webinterface erstellt. Die gefüllte Datenbank wurde Anfang Mai an das Solarbau:Monitor-Team übergeben. Mittlerweile ist sie in die Solarbau:Monitor-Website integriert. Bezüglich des Archivierens der Klimadaten der Solarbau-Projekte war das Projekt weitgehend erfolgreich. Lediglich von einem abgelaufenen Projekt konnten keine Daten beschafft werden. Bezüglich der impliziten Zielsetzung, vollständige Wetterdatensätze von den Projektstandorten zur Verfügung zu haben stellte sich heraus, dass die Daten bei mehr als der Hälfte der Projekte keine ausreichende Qualität aufweisen. Notwendiger Verbesserungsbedarf wurde identifiziert und kommuniziert. 3

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5 Inhaltsverzeichnis 1 Inhaltliches Konzept Ausgangslage Ziele Ergebnisse Datenbasis Datensammlung Messgrößen Messzeiträume Datenqualität Projekte Projekt 01: ECOTEC, Bremen Projekt 03: Wagner, Cölbe Projekt 04: Hübner, Kassel Projekt 05: FhG ISE, Freiburg Projekt 06: DB Netz, Hamm Projekt 07: FH BRS, St. Augustin Projekt 08: GIT Siegen Projekt 09: Lamparter, Weilheim Projekt 10: TU Braunschweig Projekt 11: Surtec, Zwingenberg Projekt 12: ZUB, Kassel Projekt 13: Pollmeier, Creuzburg Projekt 14: Solvis, Braunschweig

6 6 INHALTSVERZEICHNIS Projekt 15: KfW, Frankfurt Projekt 16: ISZ Berlin Projekt 17: Energon, Ulm Projekt 18: TZ Erfurt Projekt 19: bob, Aachen Verfahren Archivierung und Aufarbeitung Prüfen von Daten Schließen von Datenlücken Berechnung von Stunden- und Tageswerten Auswertungen Heiztage, Gradtagzahlen und Heizgradtage Strahlungsdaten Winddaten Vergleiche mit Referenzdaten Analyse der Projektmessdaten Projekt 01:ECOTEC, Bremen Kennzahlen Vergleich mit DWD-Referenzdaten Projekt 03: Wagner, Cölbe Kennzahlen Vergleich mit DWD-Referenzdaten Projekt 04: Hübner, Kassel Projekt 05: FHG ISE Freiburg Kennzahlen Vergleich mit DWD-Referenzdaten Projekt 06: DB Hamm Kennzahlen Vergleich mit DWD-Referenzdaten Projekt 07: FH BRS, St. Augustin Kennzahlen Vergleich mit DWD-Referenzdaten

7 INHALTSVERZEICHNIS Projekt 08: GIT, Siegen Kennzahlen Vergleich mit DWD-Referenzdaten Projekt 09: Lamparter, Weilheim Kennzahlen Vergleich mit DWD-Referenzdaten Projekt 10: TU Braunschweig Vergleich mit DWD-Referenzdaten Projekt 11: Surtec, Zwingenberg Kennzahlen Vergleich mit DWD-Referenzdaten Projekt 12: ZUB Kassel Kennzahlen Vergleich mit DWD-Referenzdaten Projekt 13: Pollmeier, Creuzburg Kennzahlen Vergleich mit DWD-Referenzdaten Projekt 14: Solvis, Braunschweig Kennzahlen Vergleich mit DWD-Referenzdaten Projekt 15: Kfw, Frankfurt Kennzahlen Vergleich mit DWD-Referenzdaten Projekt 16: ISZ Berlin Projekt 17: Energon, Ulm Projekt 18: TZ Erfurt Kennzahlen Vergleich mit DWD-Referenzdaten Projekt 19: bob, Aachen Kennzahlen Vergleich mit DWD-Referenzdaten Ergebnisse und Empfehlungen

8 8 INHALTSVERZEICHNIS Qualität der Klimadaten Zuverlässigkeit der Datenerfassung Zentrale Datensicherung und Archivierung Datenbank Datenbankstruktur Messwerttabellen Externe Wetterdaten Hilfstabellen Datenbankbenutzung Webinterface Nutzung Hinweise zur Bedienung Datentechnische Struktur Projektauswahl Einstellungen Ausgabe Systemvoraussetzungen Hilfsfunktionen Funktionen mit Textausgabe Funktionen mit Ausgabe von Sql-Statements Weitere Aspekte des Vorhabens Erreichung der Projektziele Verwertbarkeit der Ergebnisse Ergebnisse Dritter, die für das Vorhaben relevant sind Veröffentlichung der Ergebnisse Literatur 110 Abbildungsverzeichnis 114 Tabellenverzeichnis 116

9 Kapitel 1 Inhaltliches Konzept 1.1 Ausgangslage Der Projektbericht besteht aus zwei Teilen, und zwar aus dem Ergebnisbericht zur Gebäudeevaluation sowie dem hiermit vorliegenden Bericht zur Sicherung und Aufbereitung von Klimamesswerten aus dem Solarbau:Monitor Programm. Die eigentliche Evaluation des Gebäudes wurde im Laufe des Jahres 2003 im Einvernehmen zwischen dem Projektträger und dem Zuwendungsempfänger vorzeitig abgeschlossen. Für die Gründe hierfür, die nicht vom Zuwendungsempfänger zu vertreten waren, wird auf den Ergebnisbericht der Gebäudeevaluation verwiesen. Dieser Ergebnisbericht wurde dem Projektträger Anfang September 2003 vorgelegt und kann auch von der Projekthomepage heruntergeladen werden [Dittrich 2003]. In der verbleibenden Projektlaufzeit wurden die in allen Projekten des Programms gemessenen Klimadaten gesammelt, archiviert, geprüft, aufbereitet, dokumentiert und für weitere Auswertungen zugänglich gemacht. In den verschiedenen Monitorprojekten fallen immense Mengen von Messdaten an. Diese Daten werden innerhalb der Projekte für Evaluationszwecke genutzt, bergen in der Regel aber weitere, ungenutzte Erkenntnispotenziale. Dies bezieht sich auf projektbezogene Auswertemöglichkeiten wie auf projektübergreifende Fragestellungen. In den einzelnen Projekten ist es den Evaluationsteams (sinnvoller Weise) freigestellt, welche Verfahren zur Datenspeicherung, Datensicherung und Datenaufbereitung eingesetzt werden. Zudem gibt es keine Regelungen, was nach Auslaufen der Förderung mit den Daten passiert. Nach dem jetzigen Stand sind die Daten ausgelaufener Projekte weder für die wissenschaftliche Öffentlichkeit noch für Forscher des Solarbau-Programms zugänglich. 9

10 10 KAPITEL 1. INHALTLICHES KONZEPT Insbesondere die in den Solarbau-Projekten gemessenen Wetterdaten sind als Grundlage für weitere Untersuchungen besonders interessant, da der wissenschaftlichen Öffentlichkeit bisher nur wenige verifizierte, nicht-kommerzielle Wetterdaten zur Verfügung stehen. 1.2 Ziele Mit den durch den zügigen Abschluss der Evaluation des Objektes ZARM freigewordenen personellen und finanziellen Mitteln sollte in Absprache mit dem Solar:Monitor Team und dem Programmträger ein Verfahren und ein System entworfen und so weit wie möglich realisiert werden, um die in den Solarbau-Projekten gemessenen Klimadaten, die von übergeordnetem Interesse sind, zentral zu sichern, zu archivieren und weiteren Auswertungen zugänglich zu machen. Dies betrifft laufende wie auch soweit noch möglich abgeschlossene Projekte. Für die Lösung dieser Aufgabe wurde ein evolutionärer Ansatz verfolgt. Dies bedeutet, dass zunächst die Archivierung, Verifizierung und Veröffentlichung der Klimadaten im Mittelpunkt stand, ein potentiell flexibel erweiterbares Datenbanksystem entwickelt wurde, das die entsprechenden Daten aufnehmen kann und das potentiell Versionssicherheit für die nächsten Jahre bietet, die Daten von den einzelnen Projekten akquiriert und aufbereitet wurden, soweit möglich Ortsbegehungen durchgeführt wurden, um prinzipielle Schwachstellen bei der Datenaufnahme auszuschließen und um von den Monitoring-Teams Informationen aus erster Hand zu erhalten, den Solarbau:Monitor-Mitarbeitern schrittweise Möglichkeiten zum Abfragen und Auswerten der Daten zur Verfügung gestellt wurden und die gesammte Datensammlung einschließlich der entwickelten Web-Oberfläche Anfang Mai 2005 an das Solarbau:Monitor-Team übergeben wurde. Die Datensammlung ist mittlerweile in die Website von Solarbau:Monitor 1 integriert. Eckpunkte für die Aufarbeitung und Speicherung der Klimadaten waren: Nachvollziehbare Dokumentation der Validität der Daten. Dies umfasst die Güte des Messsystems, den Aufbau und die Aufstellung der Messapparatur, und die konsistente Behandlung von fehlenden Daten. 1 unter der Rubrik Analyse Wetterdaten

11 1.2. ZIELE 11 Speicherung in Form ggf. aufbereiteter Rohdaten sowie in aggregierter Form als Stunden- und Tagesmittelwerte. Aggregation der Daten mittels standardisierten Verfahren. Damit soll sichergestellt werden, dass die Klimadaten mit denen anderer Quellen (z.b. DWD, sonstige kommerzielle Daten) kompatibel sind. Vorbereitung zur Veröffentlichung der Daten in einem standardisierten Format. Dies soll die Nutzung der Daten für weitere Untersuchungen ermöglichen bzw. erleichtern. Ursprünglich war zusätzlich angedacht, die Daten auf Übereinstimmungen mit und Unterschiede zu Klimadaten aus anderen Quellen zu untersuchen. Im Laufe der Analysen stellte sich jedoch heraus, dass dies aufgrund mehrerer Faktoren wie z.b. Unzuverlässigkeit der Datenerfassung oder fehlender Erfassung wichtiger Messwerte nur sehr eingeschränkt möglich und sinnvoll ist. Insbesondere wurde wegen fehlender und im Rahmen dieses Projekts nicht realisierbarer Kontrollmessungen keine Möglichkeit gesehen, die Ursache von Abweichungen von Messwerten zu offiziellen Daten wie z.b. denen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) eindeutig einer Ursache zuzuschreiben. In allen Fällen blieb die Frage offen, ob Abweichungen durch unterschiedliche microklimatische Verhältnisse oder eventuell durch Messfehler verursacht sind. Dieser Themenkreis wurde relativ ausführlich für den Projektstandort Bremen behandelt (siehe Abschnitt Der vorliegende Bericht gliedert sich im Wesentlichen in 4 Bereiche. In Kapitel 2.1 werden Informationen zu den zur Verfügung stehenden Messdaten gegeben sowie die Bedingungen an den einzelnen Standorten beschrieben. In Kapitel 2.2 werden die Verfahren zur Archivierung, Aufarbeitung und Analyse der Daten beschrieben. Die Analyseergebnisse werden projektweise in Kapitel 2.3 vorgestellt. Kapitel 2.5 bis 2.7 beschreiben die datentechnische Realisierung der Datenbank, des Webinterfaces und einiger Hilfsfunktionen.

12 12 KAPITEL 1. INHALTLICHES KONZEPT

13 Kapitel 2 Ergebnisse 2.1 Datenbasis Datensammlung Tabelle 2.2 zeigt den Stand der Datensammlung bei Projektabschluss Ende Von den Projekten Hübner, Kassel und Energon, Ulm konnten keine Daten in die Datenbank aufgenommen werden. Für die Gründe hierfür siehe die beiden folgenden Absätze sowie die Seiten 23ff. und 50ff. Bei einigen, schon seit einiger Zeit ausgelaufenen Projekten stellte es sich als aufwändig heraus, die Originalmessdaten zu erhalten. Vom Projekt 04:Hübner sind zwar Daten aufgenommen worden, sie wurden allerdings nicht für die Datensammlung zur Verfügung gestellt. Das Projekt ist schon seit mehreren Jahren abgeschlossen und es konnte kein Zugang zu den Daten mehr realisiert werden. Die Daten liegen laut der Institution, die die Remitenden dieses Projekts verwahrt, auf schlecht zugänglichen Datenträgern vor (Festplatte mit veralteter Technologie) und es stand keine Personalkapazität zur Verfügung, um diese Daten wieder zugänglich zu machen. Projekt 03:Wagner lieferte lediglich aufbereitete Stundenwerte, die zudem zum Teil nicht direkt vom Projektstandort stammen. Auch das Projekt 07:Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg konnte nur noch zu Stundenmittelwerten aufbereitete Daten liefern. Von den noch laufenden Projekten fallen zwei aus dem Rahmen. Das Projekt 19:BOB Aachen konnte lediglich auf den ersten Blick brauchbare Daten einer einzigen Temperaturmessung mit stündlicher Erfassung liefern. Das Projekt 17:Energon verfügt zwar über Messdaten seit Anfang 2004, laut Monitoringteam wurden bei Wartungsarbeiten durch eine Fremdfirma jedoch die Anbindungen der Sensoren für die Aufnahme von Klimadaten zerstört. Bis Herbst 2004 wurden diese Anbindungen nicht wieder hergestellt. Alternative Messstellen am Lufteintritt in den Erdwärmetauscher eignen sich nicht für die Dokumentation von Klimamesswerten. 13

14 14 KAPITEL 2. ERGEBNISSE Projekt Aussentemperatur Feuchte Globalstrahlung weitere Strahlungsdaten Diffusstrahlung Helligkeit weitere Helligkeit Windgeschwindigkeit Windrichtung Sonstige ECOTEC, Bremen X X X X X X Bremen, ZARM X X X X X Wagner, Cölbe X X X Hübner, Kassel FhG ISE, Freiburg X X X X X X DB Netz, Hamm X X FH BRS, St. Augustin X X X X X X X Pyranometer GIT Siegen X X X X Lamparter, Weilheim X X X X X X Luftdruck TU Braunschweig X X X X X Surtec, Zwingenberg X X X X ZUB, Kassel X X X X X X X Luftdruck Pollmeier, Creuzburg X X X X X X X Solvis, Braunschweig X X X X X X KfW, Frankfurt X X X X X X ISZ Berlin X X X X Energon, Ulm TZ Erfurt X X X X X X Vika, Aachen X Tabelle 2.1: In den Projekten erfasste Messgrößen Messgrößen Lediglich ein Projekt, nämlich BOB, Aachen, erfasst keine anderen Größen als die Außentemperatur. Alle anderen erfassen Strahlungsdaten (u.a. Globalstrahlung) oder zumindest Helligkeit (ZARM). Die meisten Projekte erfassen zusätzlich relative Feuchte und Windgeschwindigkeit. Etwa die Hälfte der Projekte erfassen die Windrichtung. Lediglich drei Projekte erfassen Diffusstrahlung, aus der sich im Zusammenhang mit der Erfassung der Globalstrahlung die Direktstrahlung ermitteln ließe. Tabelle 2.1 gibt einen Überblick über die in den Projekten erfassten Messgrößen Messzeiträume Abbildung 2.1 zeigt die Zeiträume, für die Messdaten aus den einzelnen Projekten zur Verfügung stehen (dunkler Balken), bzw. zu erwarten sind (heller Balken). 10 der 19 Projekte waren zum Ende 2003 abgeschlossen, aus diesen Projekten sind keine weiteren meteorologischen Daten zu erwarten. Lediglich neun der aufgeführten Projekte laufen

15 2.1. DATENBASIS 15 Nr. Projekt Daten Bemerkung Art Zeitraum 01 ECOTEC, Bremen 15 Min. momentan Abgeschlossen Bremen, ZARM 15 Min. momentan Abgeschlossen 03 Wagner, Cölbe Stundenmittelwerte Abgeschlossen 04 Hübner, Kassel Keine brauchbaren Klimadaten geliefert Abgeschlossen 05 FhG ISE, Freiburg 10 Min. MW DB Netz, Hamm 5 Minuten MW Abgeschlossen 07 FH BRS, St. Augustin Stundenmittelwerte Abgeschlossen 08 GIT Siegen 15 Min. momentan Lamparter, Weilheim 15 Min. momentan Abgeschlossen 10 TU Braunschweig 5 Min. momentan Abgeschlossen 11 Surtec, Zwingenberg 15 Min. momentan Abgeschlossen 12 ZUB, Kassel 6 Min. momentan Abgeschlossen 13 Pollmeier, Creuzburg 2 Min. momentan Abgeschlossen 14 Solvis, Braunschweig 5 Min. Momentan KfW, Frankfurt 10 Min. MW ISZ Berlin 15 Min Energon, Ulm Es gibt keine brauchbaren Klimadaten 18 TZ Erfurt 15 Min. momentan Vika, Aachen Stundenmittelwerte Tabelle 2.2: Zeiträume verfügbarer Messdaten im Jahr 2004 noch. Bei ISZ liegen Daten erst ab Mitte 2004 vor, so dass bis zum Auslaufen des hier beschriebenen Projekts kein ganzer Jahresverlauf in die Datenbank aufgenommen werden kann. Aus welchem Zeitraum Messdaten aus dem Projekt Hübner potentiell zur Verfügung stehen könnten, ist nicht bekannt (siehe oben). Darüber, ab wann wieder meteorologische Messdaten aus dem Projekt Energon zur Verfügung stehen liegen uns keine definitiven Aussagen vor Datenqualität Bezüglich der Datenlücken weisen die gelieferten Rohdaten sehr unterschiedliche Qualität auf. Einen Überblick gibt Tabelle 2.3. In der Spalte Samples ist die Anzahl der Messzeitpunkte angegeben, die für den jeweiligen Messzeitraum bei der entsprechenden Samplingrate vorliegen sollten. In der Spalte Datenlücken ist die Anzahl der Temperaturwerte angegeben, die selbst nach der Datenaufbereitung und Ergänzung 1 nicht verfügbar sind. Hier wird die Anzahl fehlender Einzelwerte, fehlender Stunden(mittel)- werte und fehlender Tagesmittelwerte aufgeführt. Der Anteil fehlender Werte bezieht sich auf die Stundenwerte. Die auf die Temperaturmesswerte bezogene Darstellung 1 Zu dem Verfahren zum Schließen von Datenlücken siehe Kapitel 2.2.

16 16 KAPITEL 2. ERGEBNISSE Abbildung 2.1: Zeiträume verfügbarer Messdaten der Datenlücken wurde der Übersichtlichkeit halber gewählt. Eine Darstellung der Datenlücken aller Messstellen für alle Projekte würde diesen Bericht sprengen und wäre eher verwirrend als erkenntnisleitend. Die entsprechenden Größen können bei Bedarf aber aus der Datenbank abgerufen werden. Die Gründe für das Vorhandensein von Datenlücken werden, soweit bekannt, in den Abschnitten zu den einzelnen Projekten dargelegt. Auch bezüglich der Genauigkeit der Daten werden dort Betrachtungen angestellt. Hier sollen nur einige allgemeingültige Aussagen gemacht werden: Messungen von Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten sind häufig großen kurzzeitigen Schwankungen unterworfen. Die ergänzten Werte 2, sind daher mit Vorsicht zu verwenden. Gleiches gilt für Strahlungs- und Helligkeitssowie für Feuchtedaten. Feuchtedaten werden zudem aufgrund der Eigenschaften der verwendeten Sensoren in der Regel mit einer relativ geringen Genauigkeit erfasst und sind je nach Montageort und Wartungzustand anfällig für Fehlmessungen. Bei einer ersten Durchsicht der Strahlungsmessdaten sind von Fall zu Fall Ungereimtheiten zu erkennen, auf die bei der Beurteilung der Daten der einzelnen Projekte eingegangen wird. Auch Temperaturmessungen sind teilweise erklärungsbedürftig. So weisen z.b. die beiden Messstandorte in Bremen, die nur etwa 600m voneinander entfernt liegen (bei sehr ähnlichem baulichem Umfeld), in den Tagesmitteln um bis zu 2 K voneinander abweichende Temperaturdifferenzen zu einer 20 km entfernt liegenden Wetterstation des DWD auf 3 (vgl. Abschnitt 2.1.5). 2 Vergleiche Kapitel Die Aufzeichnungen der beiden Bremer Standorte überlappen sich nicht zeitlich, so dass nur ein

17 2.1. DATENBASIS 17 Nr. Projekt Samples Datenlücken b Anzahl Abstand a [min] Samples Stunden Tage % c 01 ECOTEC, Bremen ,08 Zarm, Bremen ,14 03 Wagner, Cölbe ,3 04 Hübner, Kassel keine brauchbaren Messwerte 05 FhG ISE, Freiburg DB Netz, Hamm ,33 07 FH BRS, St. Aug ,5 08 GIT Siegen Lamparter, Weilh ,68 10 TU Braunschweig ,8 11 Surtec, Zwingenb ZUB, Kassel ,10 13 Pollmeier, Creuzb ,87 14 Solvis, BS ,1 15 KfW, Frankfurt ,31 16 ISZ Berlin ,9 17 Energon, Ulm keine brauchbaren Messwerte 18 TZ Erfurt ,9 19 Vika, Aachen a mittlerer zeitlicher Abstand zwischen zwei Messwerten b bzgl. Temperaturmesswerten c Lückenanteil bezogen auf Stundenwerte Tabelle 2.3: Datenlücken in Rohdaten An dieser Stelle muss ausdrücklich betont werden, dass durch die Analyse der Messdaten Ungereimtheiten zwar teilweise aufgedeckt werden können. Auf der Basis der Ortsbesichtigungen und der Befragung der Monitoringteams können Erklärungsmöglichkeiten angeboten werden. Wissenschaftlich fundierte Erklärungen können jedoch aus prinzipiellen Gründen nicht gegeben werden, da vom Autor dieses Berichts weder eine messtechnische Überprüfung der Sensoren vor Ort durchgeführt, noch die Messbedingungen in der Vergangenheit zuverlässig nachvollzogen werden konnten Projekte In diesem Abschnitt werden die geographischen Rahmendaten der einzelnen Projekte beschrieben. Die Beschreibung eines jeden Projekts besteht aus einer Lagebeschreibung des Objekts, Informationen zu den geographischen Daten des Standorts sowie Informationen zu Ort und Lage der Sensoren zur Datenerfassung sowie deren Beurteilung. Soweit verfügbar wird zudem angegeben, wie die Messdaten gerätetechnisch aufgenommen Vergleich über einen zuverlässigen, dritten Datensatz möglich ist. Unsicherheiten bei der Interpretation dieses Phänomens bestehen auch dadurch, dass der DWD zwischen den beiden Messzeiträumen seine Methode zur Berechnung von Tagesmittelwerten geändert hat (vgl. Seite 63ff.).

18 18 KAPITEL 2. ERGEBNISSE werden. Die Beschreibungen werden durch Photografien illustriert, die im Rahmen von Ortsbegehungen aufgenommen oder aus anderen Projektdokumentationen entnommen wurden. Die geografischen Daten sind durchgängig amtlichen topografischen Karten des Maßstabs 1: entnommen, da die Angaben der einzelnen Projekte teilweise ungenau erscheinen. Die meisten der Projekte wurden im Rahmen von Ortsbegehungen besichtigt, um die Bedingungen der Datenaufnahme aus eigener Anschauung beurteilen und vor Ort mit den Monitoringteams Fragen klären zu können. Bei einigen der Projekte, insbesondere bei schon abgeschlossenen Projekten, war keine Ortsbegehung mehr möglich bzw. nicht mehr sinnvoll, weil die entsprechenden Messeinrichtungen mittlerweile abgebaut waren oder die früher verantwortlichen Projektmitarbeiter nicht mehr zur Verfügung standen. Projekt 01: ECOTEC, Bremen Die Wetterdaten von Bremen stammen aus zwei verschiedenen Quellen: Bremen1: Die Daten von bis wurden auf dem Gebäude Ecotec1, Wilhelm-Herbst-Straße 7, Bremen gemessen. Bremen2: Die Daten von bis wurden auf dem Gebäude ZARM, Am Fallturm 1, Bremen gemessen. Lage der Gebäude Beide Gebäude liegen im Technologiepark Universität Bremen, auf nördlicher Breite und 8 50 östlicher Länge, die Entfernung zwischen ihnen beträgt etwa 800m. Ecotec1 liegt am äußersten nordwestlichen Rand des Technologieparks Universität Bremen. In unmittelbarer Nähe im Westen und im Norden befindet sich je ein Wasser führender Kanal. Hinter dem nördlichen Kanal befindet sich eine dichte Baumreihe, die das Gebäude optisch und akustisch von der direkt dahinter liegen Autobahn A27 abschirmt. Hinter der Autobahn beginnt das Naturschutzgebiet Blockland, das sich durch seine Feuchtwiesen ohne Bewaldungsanteil auszeichnet. Gen Westen hin folgt hinter dem Kanal in einigem Abstand (etwa 100 Meter) ein Wechsel aus lichtem und dichtem Baumbestand. Die Fläche gen Süden hin war zu Zeiten der Messungen auf eine Strecke von einigen hundert Metern praktisch unbebaut, in einer Entfernung von etwa 200m gen Südwesten schließt sich relativ dichter Wald an. Im Osten befindet sich ein großer Parkplatz mit anschließender großflächiger, aber niedriger Bebauung und großen Freiflächen. ZARM liegt etwa 800m weiter östlich. Die Südfassade weist direkt zu der oben schon erwähnten Straße, hinter der sich ein Fußplattplatz des Sportgeländes der Universität anschließt. Gen Osten folgt lockere Bebauung bis zum Autobahnzubringer Universität, westlich vom Gebäude steht der Bremer Fallturm mit angeschlossenem Gebäude. In

19 2.1. DATENBASIS 19 Abbildung 2.2: Städtebauliche Umgebung ECOTEC Bremen (links ECOTEC1, rechts ZARM) diese Richtung schließt sich bis hin zu Ecotec1 relativ lockere und maximal zweigeschossige Bebauung an. Gleiches gilt in nördlicher Richtung bis zur Autobahn A27, die hier schon etwa 300m entfernt ist. Zum Vergleich und zur Verifizierung der Messdaten stehen Tagesdaten des DWD der Messstation zur Verfügung. Diese Station befindet sich etwa 20 km südlich von den Gebäuden auf der anderen Seite der Stadt am Flughafen Bremen, und damit auch auf der anderen Seite der Weser. Zur Lage des Flughafens ist zu sagen, dass sich im Norden Bebauung mittlerer Dichte anschließt, zunächst der Technologiepark Flughafen, dann ein Gewerbegebiet, das in die Bremer Neustadt übergeht. Gen Süden, Westen und Osten schließen sich flaches Wiesenland an. Geografische Daten In Tabelle 2.4 sind die Lagedaten der beiden Standorte angegeben. Lage der Sensoren Bei beiden Gebäuden befindet sich die Wetterstation auf dem Dach. Bei Ecotec1 ist der etwa 2m hohe Mast direkt auf dem Dach montiert. Darunter befindet sich die Installation der Photovoltaikmodule, die mit großer Wahrscheinlichkeit die lokalen Windverhältnisse am Mast beeinflussen (vgl. Abb Die Messungen erfolgen damit etwa 14 m über Grund, wogegen die Messungen des DWD immer 2m über Grund erfolgen. Bei Zarm erfolgt die Messung in noch exponierterer Lage. Hier ist der Mast der Wetterstation oberhalb der auf dem Dach des Gebäudes montierten Lüftungsgeräte angeordnet. Diese beeinflussen in nicht unerheblichem Maße die lokalen Strömungsbedingungen. Die Messungen erfolgen etwa 18m über Grund. In nordwestlicher Richtung steht der

20 20 KAPITEL 2. ERGEBNISSE Standort 01: Ecotec 1 PLZ, Ort Bremen Straße, Hausnummer Wilhelm-Herbst-Straße 7 Umgebung Technologiepark der Universität Bremen Geografie Längengrad Ost Breitengrad Nord Höhe ü. M. 2 m (+ 14 m) Klimazone Testreferenzjahr Nr. 2 Standort 02: Zarm 3 PLZ, Ort Bremen Straße, Hausnummer Am Fallturm 1 Stadt oder Umland Technologiepark der Universität Bremen Geografie Längengrad Ost Breitengrad Nord Höhe ü. M. 2 m (+ 18 m) Klimazone Testreferenzjahr Nr. 2 Tabelle 2.4: Geographische Daten zu Projekt 01, Bremen Abbildung 2.3: Montage der Sensoren, ECOTEC1 Bremen Bremer Fallturm der an Sommerabenden eine kurzzeitige Verschattung der Sensoren verursacht (vgl. Abb. 2.4).

21 2.1. DATENBASIS 21 Abbildung 2.4: Montage der Sensoren, ZARM Bremen Messwerterfassung Im Datensatz Bremen1 stehen Messwerte für Außentemperatur, Globalstrahlung, Helligkeit, relative Feuchte, Windgeschwindigkeit und Windrichtung zur Verfügung. Am Messort Bremen2 wurde die Globalstrahlung nicht erfasst, Außentemperatur, Helligkeit, relative Feuchte, Windgeschwindigkeit und Windrichtung liegen aber vor. In beiden Datensätzen wurden 15-Minuten-Momentanwerte aufgenommen. Die Sensoren sind in beiden Fällen an das jeweilige Gebäudeleitsystem angeschlossen. In ECOTEC1 handelt es sich dabei um ein System der Firma Landis & Staefa. Die Sensoren zur Erfassung der Klimadaten sind an eine der DDCs angeschlossen, die über Profibus mit dem Leitrechner verbunden sind (vergleiche auch [Herms et al. 2001]). Der Leitrechner fragt in regelmäßigen Abständen die in den DDCs zwischengespeicherten Messdaten ab und archiviert sie auf der Festplatte. Die gesammelten Messwerte wurden dem Montoringteam zeitnah in Form von Monatsdateien zur Verfügung gestellt. Im Gebäude ZARM wurde ein Gebäudeleitsystem der Firma Siemens mit einer fast identischen Konfiguration genutzt. Auch hier sind die Sensoren zur Klimadatenerfassung an eine DDC angeschlossen, in der die Messwerte zwischengespeichert werden bevor sie in die Datenbank auf dem Leitrechner eingetragen werden. Die Messdaten wurden hier jedoch automatisiert jede Nacht aus der Messdatenbank ausgelesen und in eine MySQL-Datenbank auf dem Server des Monitoringteams eingetragen. Diese