Innovative Wärmeund Kältekonzepte für Bürogebäude

Transkript

1 Innovative Wärmeund Kältekonzepte für Bürogebäude Von der Idee zur Umsetzung Session 2 Energie und Kommune Thega

2 Theorie und Praxis des energieeffizienten Bauens Monitoring Endenergie (Heizung, Kühlung, Lüftung, Belechtung) 350% 300% 250% 200% 150% 100% 50% 0% Schule Schule Altenheim Büro + Industriehalle Büro + Industriehalle Bürogebäude Bürogebäude Bürogebäude BOB.Aachen nach EnEV Prognose Simulation Messung 1. Jahr Messung 2. Jahr BOB efficiency design AG

3 Komplexität der energetischen Optimierung Tageszeit Kühlenergie erhöht erhöht hoher Glasanteil erhöht erhöht solare Einstrahlung erhöht vermindert Transmission Heizenergie Klima Tageslichtanteil vermindert erhöht vermindert Strahlungstemperatur Kunstlichtenergie erhöht Lufttemperatur Nutzung Jahreszeit Was ist der richtige Glasanteil?

4 Probleme des energieeffizienten Bauens Energieziele werden nicht erreicht ( % Überschreitung) Komplexität und Fehleranfälligkeit durch Hybridsysteme Abhängigkeiten zwischen Heizung, Kühlung, Lüftung, Beleuchtung, Klima, Bauphysik, Regelungstechnik und Nutzung sind dynamisch Wer ist für die Funktion des Gebäudes verantwortlich? Auslegung erfolgt mit statischen Methoden (Überdimensionierung) Inbetriebnahme ist aufwendig und dauert lange

5 Blick in die Zukunft: Dynamische Gebäudesimulation Klima Normalwetter Extremwetter Technik Bauphysik Nutzung

6 Simulation - Eingabedaten Normalklima: Außenlufttemperatur Windgeschwindigkeit Luftfeuchte Solarstrahl. diffus/direkt Bewölkungsgrad Zukunftswetter: Außenlufttemperatur Windgeschwindigkeit Luftfeuchte Solarstrahl. diffus/direkt Bewölkungsgrad Bauphysik: Transmission U-Werte Energiedurchlass g-wert Lichtdurchlass τ-wert Absorptionskoeffizient α Reflexionskoeffizient ϒ Speichermasse Wärmeeindringkoeff. Б Nutzung: Nutzungszeit Pausen Nutzungsfrequenz Korrelation Nutzer/Geräte Wärmeabgabe Maschinen Wärmeabgabe Menschen Fehlnutzung Technik: Wärmeerzeugung Kälteerzeugung Wärmeverteilung Kälteverteilung Fensterlüftung mechanische Lüftung Kunstlichtsystem Regelung: Heizungstechnik Kältetechnik Lüftungstechnik Beleuchtungstechnik Kombinationen Wettervorhersage Tag / Woche / Jahreszeit

7 Simulation - Auswertungen Jahrestemperaturverlauf Tagestemperaturverlauf Statistik Behaglichkeit Energie 60 Annual Total Demand for AL_TS010630_Nur Büro ts tsd FQ Band ( C) <18 18> 19> 20> 21> 22> 23> 24> 25> 26> 27> 28> < >26 Bemerkung External - TRY-R14_mittel-2004_Stötten ,5% 7,0% 0,4% E1 HmDF 01 Süd Zone ,9% 0,1% E1 HmDF 02 Süd Zone ,0% E1 HmDF 03 Süd Zone ,0% E1 HmDF 04 Süd Zone ,0% E1_H 2 Innere Zonen ,0% E1_H 3_REF Innere Zone Referenz ,0% E1_H 4_REF Innere Zone Referenz ,0% E1 HmDF 05_REF Süd Zone Referenz ,3% 3,7% E1 HmDF 06_REF Süd Zone Referenz ,0% ts tsd FQ Band ( C) <18 18> 19> 20> 21> 22> 23> 24> 25> 26> 27> 28> < >26 Bemerkung External - TRY-R14_mittel-2004_Stötten ,5% 7,0% 0,4% E1 HmDF 01 Süd Zone ,4% 1,6% E1 HmDF 02 Süd Zone ,0% 0,0% E1 HmDF 03 Süd Zone ,0% E1 HmDF 04 Süd Zone ,0% E1_H 2 Innere Zonen ,0% E1_H 3_REF Innere Zone Referenz ,0% E1_H 4_REF Innere Zone Referenz ,0% E1 HmDF 05_REF Süd Zone Referenz ,9% 2,1% E1 HmDF 06_REF Süd Zone Referenz ,7% 0,3% Demand (kw h/m²a) Heating Cooling Humidify Dehumidify Solar Lighting Occupancy Equipment Internal (L,O,E) Energiebedarf 30,24 4,19 0,00 0,00 22,18 27,48 9,27 20,26 57,01

8 Optimierung Behaglichkeit Empfindungstemperatur Luftströmung Tageslicht

9 Vermeidung Hybridsysteme: einfaches Konzept Betonkernaktivierung Tageslichtsteuerung mechanische Lüftung Tageslicht Kunstlicht Wärmepumpe Pufferspeicher Geothermie

10 Auszeichnungen BOB 1. Platz nationaler Preis 1. Platz internationaler Preis BOB Cent/ m² Monat Lamparter 2003 ZUB 03 Pollmeier 03 Low Energy Office 1997 GIT 2003 Energieeinsparverordnung 2020 Energieeinsparverordnung 2016 Energieeinsparverordnung 2014 Energieeinsparverordnung 2009 Bestand Endenergiebedarf (Heizung, Kühlung, Lüftung, Beleuchtung, Warmwasser, Aufzug) [kwh/m²a] Quelle: Bürogebäude mit Zukunft, Messvergleich im Rahmen Solarbau, Bundeswirtschaftsministerium

11 Monitoring 1 Jahr Einregulierung 1 Jahr Optimierung Funktionskontrolle Nutzerbefragung

12 Live-Analyse Verteilung Energiebedarf Tagesverlauf Energie Funktion und Behaglichkeit

13 Prozess Energiedesign Kundenanforderungen Gebäudesimulation Gebäudedesign Planung bis Genehmigung Qualitätssicherung Monitoring Workshop Designstudie Vorbereitung Realisierung Realisierung Betrieb Wirtschaftlichkeit Monitoring-/ Regelkonzept Qualitätsbeschreibung Inbetriebnahme BOB.i Nutzerbefragung Annuität - Lüftung Halle /Jahr Planstand Ist Optimierung Kapitalgebundene Kosten Betriebsgebundene Kosten Verbrauchsgebundenene Kosten

14 Vortragender: Dr. Bernhard Frohn BOB efficiency design AG Schurzelter Straße Aachen BOB Wir bringen Gebäude in Balance Neu BOB TV:

15 BOB-Mediathek Website: Mediathek: BLOG: Youtube: Twitter: