BS2 Building Systems & Solutions

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Kerstin Graf
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1 Building Systems & Solutions Zero Emission LowEx Schlank und CO2-frei in die gebaute Zukunft Dr. Luca Baldini

2 Die Strategiefrage o Wie sehen die Gebäude der Zukunft aus? o Wie ist der Bestand umzurüsten? o Was ist die Strategie?

3 Dongtan, Masdar City, Abu Dübi & Co. o Beispielhafte Projekte auf Stadtskala mit dem Ziel der CO2-Neutralität o CO2-Neutralität und nicht die Passivhaus-Forderung im Vordergrund: Zumindest in Masdar ist Kühlung erforderlich, es braucht Kältemaschinen, welche aber mit Solarstrom betrieben werden

4 2000 Watt Gesellschaft Watt pro Kopf USA Westeuropa CH 2000 Afrika Welt Bangladesh o Energiepolitisches Modell mit Ziel des Primärenergiebedarfs 2000 W o Zusätzlich Forderung 1t CO2-Gesellschaft (500 W fossile Leistung) o Dass es 2000 W sein müssen bezweifle ich, dass es 1 t CO2 sein muss ist ein Faktum

5 N000 Watt Gesellschaft Dauerleistung [W] Betriebstd pro Jahr [h/a] Jahresenergie [kwh/a] Energieträger CO2-Emission [t/(p+a)] 2000 Watt Öl ~ Watt Erdgas ~ Solar Watt Erdgas ~ Solar Watt Erdgas ~ Solar 0

6 500W fossil? o Was können wir mit 500 W fossil machen? o 1 Tonne CO2 / P a o Benzin / Öl / Gas / Kohle o kg o 20'000 km Fliegen oder o 10'000 km Autofahren (VW Golf blue motion) oder o 1'000 kwh Strom aus Braunkohle oder o 80 m2 Minergiewohnung mit Öl beheizen oder o 1 t Zement brennen oder o 15 Stunden Baugrube ausbaggern (mit 5 Tonnen-Bagger)

7 Konsequenzen für die Gebäude CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O + therm. Energie o Wenn wir uns nicht einschränken wollen, müssen unsere Gebäude sog. Zero Emission Buildings werden, also CO2-frei betrieben sein

8 Konsequenzen für die Gebäude + o Dies bedeutet keine fossilen Brennstoffe für den Gebäudebetrieb egal wie sparsam das Gebäude ist

9 Konsequenzen für die Gebäude + o Es geht also um die Elektrifizierung der Gebäude und um die Minimierung des elektrischen Verbrauchs. o Frage : Wie kommen wir zum CO2-freien Gebäudebetrieb und zu welchem Preis?

10 Tendenzen in der baulichen Entwicklung

11 Tendenzen in der baulichen Entwicklung

12 Lösung Energiearchitektur?

13 Lösung Energiearchitektur?

14 Was sind Alternativen?

15 Abnehmender Grenznutzen der Dämmung o Was anfangs sehr effektiv ist wird immer teurer und steht quer zu den architektonischen Freiheit [m]

16 Technik vs. Kompaktheit Orientierung Verglasung Source: Ritter 2009, ETH Zürich o Interessante technische Möglichkeiten, um Massnahmen wie Form, Orientierung, Verglasung bei bestehender Fassade zu kompensieren

17 Technik vs. Kompaktheit Orientierung Verglasung Source: Ritter 2009, ETH Zürich

18 Konzept o Fassaden können bei der Sanierung nicht beliebig und unbedingt kostengünstig verändert werden o optimiert den WP Betrieb und konsequent alle elektrischen Verbraucher bei der Technik (z.b. COP WP Heizen/Warmwasser, Hydraulischer Bus, Luftförderung, installierte Leistung Kühlen, etc.)

19 Sanierungsprojekt HPZ Science City ETH o Campus-Bereich mit Bauten aus den 70er Jahren o Entscheidung einer minimal-invasiven Sanierung o Alte Fassade wird belassen, Gläser ausgetauscht

20 Sanierungsprojekt HPZ: Technikkonzept Multifunktionales Deckenelement Heptapanel R Dezentrales Zuluftgerät Airbox TM

21 Sanierungsprojekt HPZ: Investitionsaufstellung + Fassade kchf + Lüftungsinstallation - 25 kchf = Minderkosten LowEx kchf + Photovoltaik zum Betrieb des Systems 450 kchf = Total Minderkosten ZE-LowEx kchf

22 Neubau Wohnen B35 o Wandaufbau 35 vs. 50 cm o Dezentrale Zuluft, Abluft-WRG mit WP o Hydraulischer Bus mit dezentralen Pumpen o LowLift Wärmepumpe für max. COP: Bsp. Warmwasseraufbereitung

23 B35 Warmwasseraufbereitung LowEx (4 FH) konventionell B35 LowEx 4 kwh/tag Wel direkt bei COP= 1 73 kwh/tag Qh bei T= 65 C 11 kwh/tag Wel WP bei COP= kwh/tag Qh bei T= 45 C 4 kwh/tag Qh bei T= 65 C 28 kwh/tag Wel WP bei COP= 2.6

24 B35 Warmwasseraufbereitung LowEx: Hybridkolletor konventionell B35 LowEx I0 I0 Qtherm Pel, PV Qtherm Qtherm Wirkungsgrad % Wirkungsgrad > 100 %

25 Wandaufbauten: Isolation danach Technik U-Wert 2 W/m2K U-Wert 0.65 W/m2K U-Wert 0.12 W/m2K Ge- bäudetechnische Optimierung 25 cm Backstein 1 cm Putz 25 cm Backstein 25 cm Backstein 3 cm Isolation 1 cm Putz 18 cm Isolation 1 cm Putz

26 Architektonische Freiheit mit ZE LowEx

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