Programm STARK III Energetische Sanierung von Bausubstanz. Rahmen Messkonzept (Monitoring) Passivhausstandard

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1 Programm STARK III Energetische Sanierung von Bausubstanz Rahmen Messkonzept (Monitoring) Passivhausstandard

2 Inhalt 1. Grundprinzipien 1.1 Zweck Organisation Partner Zielstellungen Anforderungen Passivhaus Durchführung Konzeptionierung und Darstellung der angestrebten Qualitäten Erfassung und Bewertung der zu erreichenden Werte: Einmalmessungen und Überprüfungen Exemplarische Messungen Kurzzeitmessungen...15 Dauerhafte Messungen (exemplarisch)...15 Dauerhafte Gesamtmessung Auswertung und Dokumentation Leistungen 5.1 Phase 1: Messkonzept Einrichtung der Messanlagen Blower-Door-Test nutzerhandbuch 5.2 Phase 2: Datenerfassung Funktionskontrolle der Messtechnik und Sensoren auswertung Dokumentation Impressum... 19

3 Vorwort Mit dem Innovations- und Investitionsprogramm zur Modernisierung und energetischen Sanierung von Kindertagesstätten und Schulen sowie zur Verbesserung der informationstechnischen Ausstattung in Schulen (STARK III) setzt das Land Sachsen-Anhalt eine der größten Fördermaßnahmen zur energetischen Gebäudesanierung von Nichtwohngebäuden um. Besonders für Beteiligte der ausgewählten Modellprojekte stellt das STARK III-Programm eine große Herausforderung dar, die in der Neuartigkeit des Ansatzes vor dem Hintergrund der vorhandenen Erfahrungen begründet liegt. Auf dem Weg zum Plusenergiehaus, das die Europäische Union als das Leitbild des Bauens bis zum Ende dieses Jahrzehnts verankern möchte, ist der Passivhausstandard eine wichtige Voraussetzung. Gebäude, die im Bereich der Strom-, Wärme- und Kälteversorgung über möglichst niedrige Bedarfe verfügen und diese mit möglichst viel Energie aus der unmittelbaren Umgebung decken sollen, setzen ein neues Denken zwischen allen Beteiligten voraus; das leitende Prinzip der Energieplanung kann nicht mehr der Einbau von alles ermöglichender Technik mit beliebigem Energieverbrauch in eine vor allem nach ästhetischen Gesichtspunkten geplante Hülle sein. Nur die gemeinsame Planung von passiven und aktiven Gebäudeelementen führt dann zu minimalem Energieeinsatz. Dabei spielen der kreative Umgang mit allen in der Umgebung zeitlich wechselhaft verfügbaren Energien und die Berücksichtigung des lokalen Klimas eine große Rolle. Gerade das Spiel mit den tages- und jahreszeitlich unterschiedlich verfügbaren Wärme- und Kältepotenzialen und ihre Verschiebung zum Zeitraum der Nutzung über passive (Gebäudemassen) und aktive (Speicher) puffernde Elemente spielt dabei eine große Rolle. Im Interesse aller Beteiligten muss es daher sein, dass ein Austausch zu geeigneten Problemlösungen entsteht und dass die Wirksamkeit von technischen, wirtschaftlichen und organisatorischen Lösungsstrategien belegbar nachgewiesen werden kann. Das Monitoring mit externen Fachpartnern und die fachliche Begleitung durch die Fördergesellschaft Erneuerbare Energien sollen dazu helfen. Mit dem hier vorgelegten, vor allem im Institut für Gebäude, Energie und Licht erarbeiteten Rahmenkonzept soll dafür eine Grundlage gelegt werden. Für die fachliche Beratung und Ergänzung durch die Hochschule Anhalt, Prof. Steinbach, und die Hochschule Magdeburg/Stendal, Frau Dr. Jagnow möchten wir uns an dieser Stelle herzlich bedanken. Dr. Georg Wagener-Lohse, FEE e.v. Berlin, Oktober 2013 Monitoringkonzept Vorwort 3

4 1 Grundprinzipien des Monitoring Kindertagesstätte Plapper snut, Wismar vor (oben) und nach (unten) der Sanierung Zweck Zur Zukunftssicherung von Schulen und Kindereinrichtungen fördert das Land Sachsen-Anhalt mit Hilfe Europäischer Mittel aus dem regionalen Wirtschaftsund Landwirtschaftsfonds ausgewählte Projekte der Energetischen Sanierung im Rahmen des Förderprogramms STARK III. Mit dem Ziel, Passivhausstandard zu erreichen, werden insbesondere beim Bauen im Bestand hohe Qualitätsstandards angestrebt, die nur durch ein Zusammenwirken von Gebäudekonstruktion und Haustechnik unter Nutzung von Kommunikationstechnik erreicht werden können. Dazu gehört als Grundlage auch die intensive Zusammenarbeit von Architekten und Hausplanern in Abstimmung mit den Bauherren und Nutzern in der Planungsphase und die praktische Umsetzung mit den Bauunternehmen und Handwerkern in der Ausführungsphase. Als Ergebnis dieser Prozesse steht im Regelfall nicht ein funktionierendes Gebäude, dass alle Parameter und Nutzungseigenschaften erreicht, sondern ein notwendiger Optimierungsprozess, der nur in Zusammenarbeit aller Beteiligten mit den Nutzern bewältigt werden kann. Das Planungselement der Integration zwischen Bauhülle und Haustechnik muss auch in der Übergabe- und Nutzungsphase errungen und gelebt werden, bis die Technik erreicht, wozu sie geplant wurde und die Nutzer gelernt haben, sie sachgerecht zu verwenden. Die Verwendung von Messwerten und die Auswertung von Energieverbrauchsdaten nach funktional trennbaren Gebäudebereichen stellt damit nicht ein überflüssiges, weil Kosten verursachendes Add-On dar, sondern auch einen integralen Bestandteil der Planungs-, Bau- und Übergabephase. So wie zu einem erfolgreichen Planungs- und Bauprozess eine Qualitätssicherung zur Einhaltung von Bauzeiten und Bauqualitäten gehört, ist ein Monitoringkonzept, die Messung und Auswertung ein Teil des Qualitätsmanagements für die Erreichung der energetischen Ziele. 4 Monitoringkonzept Grundprinzipien des Monitoring

5 Die Durchführung der Messung und Auswertung zur Sicherung der geplanten Verbrauchs- und Qualitäts-Werte zielt auch darauf ab, gegenüber dem Fördergeber und der Europäischen Union als Mittelgeber den Nachweis für die sachgerechte Verwendung der Mittel zu liefern. Zum einen soll die messtechnische Begleitung Aufschluss darüber geben, ob die im energetischen Konzept der Maßnahme genannten Ziele und die im Förderprogramm genannten energetischen Forderungen erreicht werden. Zum anderen sollen die so gewonnenen Ergebnisse und Erkenntnisse dem Nutzer und Betreiber des Gebäudes eine Hilfestellung zur verbesserten Bedienung und Benutzung geben, um Möglichkeiten der Optimierung auszuschöpfen. Vorliegendes Rahmenkonzept soll als Hilfestellung zur Entwicklung eines maßnahmen-bezogenen Konzepts für die messtechnische Begleitung der jeweiligen Baumaßnahme dienen und wurde vom Institut für Gebäude + Energie + Licht Planung an der Hochschule Wismar in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Sven Steinbach, Hochschule Anhalt, und Frau Dr. Kati Jagnow, Hochschule Magdeburg- Stendal, sowie der Fördergesellschaft Erneuerbare Energien erarbeitet. Schema Verflechtung Monitoring innerhalb der Maßnahme Monitoringkonzept Grundprinzipien des Monitoring 5

6 Kindertagesstätte Sonnenschein, Wismar: Solar- und Luft-Kollektorflächen 1.2 Organisation Das Land Sachsen-Anhalt möchte die Bausubstanz im Land in Bezug auf Energieverbrauch und Nachhaltigkeit verbessern und die Innovationsleistungen im Land steigern. Die im Programm STARK III geförderten Projekte haben Vorbildfunktion, aus der Anstöße und Anregungen für viele folgende Projekte erwartet werden. Das Land beabsichtigt nach erfolgreichem Abschluss dieses Programms, weitere Maßnahmen in einer 2. Programmphase zu fördern. Die Auswertung und Beurteilung der erreichten Bau- und Nutzungsqualität bei den jetzigen Fördermaßnahmen von STARK III ist daher für die erfolgreiche Fortsetzung des Programms, aber auch für die Weiterentwicklung bautechnische Kompetenz in Sachsen-Anhalt von Bedeutung. So sollen die hier geförderten Projekte in Bezug auf Maßnahmen und erzielte Erfolge verglichen werden, um auch Rahmenbedingungen und Förderkriterien für die 2. Phase von STARK III abzuleiten. Auch in Bezug auf die Planungsabläufe haben die Projekte dieses Förderprogramms Vorbildfunktion. An ihnen sollen die Prozesse der integralen Planung demonstriert und vertieft werden. Zu diesem Zweck ist es unabdingbar, frühzeitig das Baukonzept mit der Konzeptionierung der technischen Anlagen und dem Monitoring-Konzept abzustimmen und ggf. aus den Abstimmungen und Erkenntnissen des Planerteams Rückschlüsse auf die einzelne Leistung zu ziehen. Der Einsatz von Haustechnik (Heizung, Klimatisierung, Beleuchtung, Stromerzeugung) soll damit nicht als unabhängige Ausstattung eines Baukörpers verstanden werden, sondern als integraler Bestandteil eines Energiekonzeptes, das auf Bilanzen für minimalen 6 Monitoringkonzept Grundprinzipien des Monitoring

7 1.3 Partner Die Maßnahmen der energetischen Sanierung sollen bei Projekten ähnlicher Struktur und Problemstellung verglichen werden. Dies erfordert eine Vereinheitlichung der Datenerfassung und der Auswertung. Um jedoch jedem einzelnen Objekt gerecht zu werden, soll dies in einer projektbegleitenden Abstimmung zwischen der FEE e. V. und den Zuwendungsempfängern stattfinden, die für die Umsetzung des Monitorings bindend ist. Nutzenergiebedarf und möglichst effizienter Nutzung von Umweltenergien sowie inneren und äußeren Wärmegewinnen aufbaut und die dafür wirtschaftlichsten technischen Lösungen im Abgleich zu möglichen Alternativen ableitet. Daher wird die Einbeziehung des Fachplaners für das Monitoring in die Konzeptphase der Sanierung, ebenso wie die frühe Einbeziehung des Nutzers dringend empfohlen. Über allgemeine technische Beschreibungen hinaus bedarf es bereits in der Planungsphase dokumentierter, vergleichender Energiebilanzen und Wirtschaftlichkeitsberechungen, um die Auswahl und Dimensionierung der Systeme begründen zu können. Die Abstimmung erstreckt sich auf der Basis eines Energiekonzepts auf Messkonzept, Art und Weise der Datenerfassung, Datenübermittlung sowie Visualisierung und Auswertung der Messdaten. Korrekturen und Anpassungen, die möglicherweise aus der Abstimmung entstehen, sind umzusetzen. Ziel der Abstimmung bei der Auswertung einer messtechnischen Begleitung ist vor allem die Optimierung von Einstellung und Nutzung technischer Anlagen sowie die möglicherweise erforderliche Korrektur des Nutzerverhaltens zur weiteren Senkung der Betriebskosten. Aus diesem Grund ist eine Ko- Finanzierung der messtechnischen Begleitung durch den Bewilligungsempfänger sinnvoll und vertretbar. Monitoringkonzept Grundprinzipien des Monitoring 7

8 2 Zielstellungen Hauptziel eines Monitoring ist zunächst der Nachweis, dass die geplanten und / oder im Förderprogramm geforderten Einsparungen an Primärenergie bzw. die zu erreichenden energetischen Standards für End- und Primärenergie durch die Umsetzung der Baumaßnahme tatsächlich erzielt wurden. Dabei ist zu beachten, dass das Nutzerverhalten und der sachgerechte Umgang mit der Gebäudetechnik einen maßgeblichen Einfluss auf dieses Ergebnis nehmen kann und damit in den Optimierungsprozess einzubeziehen ist. Ausgangspunkt für das Monitoring bildet der Funktionsnachweis der Bauteile, die Verbrauchsergebnisse einer ersten Nutzungsphase und die anschließende Optimierung von technischen Einstellungen, Gebäudeleittechnik und Nutzerverhalten. Anfängliche Abweichungen der Verbrauchswerte von den Zielwerten um den Faktor 1,5 bis 2 sind nicht ungewöhnlich, sondern Ausdruck des komplexen Zusammenspiels von Gebäude, Technik und Nutzern sowie notwendiger Lernprozesse bei allen Beteiligten. Für die Bildung der Energiekennwerte ist die Erfassung der Energieströme erforderlich. Ergänzend hierzu sind die Erfassung des lokalen Klimas und des Raumklimas erforderlich, aus denen dann Behaglichkeit und gesundheitsrelevante Kenngrößen abzuleiten und zu bewerten sind. Auf der Basis empfundener Behaglichkeit sind schließlich Nutzerverhalten und Nutzerkomfort zu bewerten. Dazu werden alle für die energetische Bewertung von Endenergie- und Primärenergieeinsatz relevanten Energieströme getrennt nach sinnvoll getrennten funktionalen Einheiten erfasst. Der elektrische Energieverbrauch wird in die Sektoren Beleuchtung, Lüftung, Heizung, diverse Technik (d. h. Hilfsenergie), zentrale Dienste und nutzerbezogener Verbrauch (z. B. Kopierer, Brennöfen u. a.) aufgeteilt, um die verschiedenen Anteile der jeweiligen Sektoren untersuchen zu können. Hilfsweise können neben Energieverbrauchsmessungen einzelner Stränge auch Zeiterfassungen für Nutzungszeiten einheitlicher Verbraucher (z. B. Beleuchtung) zur Kostensenkung verwendet werden. Kindertagesstätte Plappersnut, Wismar: Vergleich des Endenergieverbrauchs ein Jahr nach der Sanierung mit dem Verbrauch vor Sanierung Vergleichs-Jahr Vor Sanierung 2) [kwh] 2000: von bis : von bis Nach Sanierung [kwh] 2006: von bis Reduzierung auf [%] 2006/ /2001 1) Verbrauch Erdgas in 2006 = m³; Brennwert 11,3 kwh/m³; Umrechnungsfaktor f = 0,967 2) Werte aus Vorhabenbeschreibung 2002 [3] Elektro gesamt kwh kwh kwh 44,6 % 68,5 % Erdgas kwh kwh kwh 33,0 % 32,6 % Gesamt-Endenergie kwh kwh kwh 34,1 % 35,0 % 8 Monitoringkonzept Zielstellungen

9 In Ausnahmefällen kann bei unvertretbar hohem Aufwand für das Nachrüsten von Messungen vor allem bei sanierten Altbauten auch auf die Erfassung und Interpretation von Lastgängen zurückgegriffen werden, aus deren Analyse auf Verbrauchsarten rückgeschlossen werden kann (siehe DIN V Bbl.1). Hierbei sollen möglichst viele Größen zentral für ausgewählte Bauteile erfasst werden, dezentrale Messgrößen exemplarisch in einzelnen Räumen aufgenommen und auf das gesamte Gebäude hochgerechnet werden. Die Rahmenbedingungen, wie z. B. Gebäudeorientierung, Jahreszeiten, Gebäudezonen, aber auch Nutzungsanforderungen, Nutzungszeiten und gesundheitliche Aspekte sind bei der Auswahl von Messstellen und Referenzräumen zu berücksichtigen. Die Messdatensammlung sollte vorzugsweise dezentral auf einem hierfür bereitgestellten Rechner im Objekt selbst vorgenommen werden, um den Beteiligten vor Ort und begleitenden Dritten einen Zugang zu ermöglichen. Angemessene Erfassungsfrequenzen und Speicherzeiträume sind je nach erfassten Daten zu bestimmen und abzusichern. Datenfriedhöfe sind zu vermeiden. Durch regelmäßige Messungen in ausgewählten Räumen bzw. an zentralen Punkten der Haustechnik können Regelungsstrategien verbessert bzw. an die tatsächlichen Anforderungen (Klima, Gebäude, Nutzer) angepasst werden. Damit kann die Nutzerakzeptanz entscheidend verbessert und der Energieverbrauch optimiert werden. Zusätzlich soll messtechnisch nachgewiesen werden, welche Qualität des gebäude-klimatischen, insbesondere des thermischen, aber auch des gesundheitlichen und visuellen Komforts die Sanierung / Maßnahme erreicht hat. Kindertagesstätte Plappersnut, Wismar: Energetische Optimierung mit Doppelfunktion Nutzung des Atriums als Zwischenklimazone Monitoringkonzept Zielstellungen 9

10 3 Anforderungen Nachfolgend werden die Rahmenbedin gungen des Standards, an dem die Energiebilanz der Baumaßnahme zu messen ist, benannt. Ergänzend hierzu sind andere Kriterien des Fördergebers, die in den Förderrichtlinien verankert sind, im Sinne des Bewilligungsbescheids zu berücksichtigen. Die Anforderungen des Passivhaus- Standards sind in den Kriterien des Passivhausinstituts Darmstadt für den Bereich öffentlicher Gebäude eindeutig definiert: Jahresheizwärmebedarf < 15 kwh / (m²a) Jahresprimärenergiebedarf < 120 kwh / (m²a) für Heizung, Lüftung, Brauchwasser und Haushaltsstrom Minimierung von Wärmebrücken (vor allem bei Bestandsbauten) durch planerischen und dokumentarischen (Fotos aus der Bauphase) Nachweis U-Werte für Dach, Wand, Fußboden < 0,15 W / (m²k) 3-fach verglaste, edelgasgefüllte Wärmeschutzfenster mit wärmegedämmten Rahmen und Uw < 0,8 W / (m²k) Luftdichtheit n 50 < 0,61 / h (max. 0,6-facher Luftwechsel bei 50 Pa Druckdifferenz) hocheffiziente Lüftungsanlage mit Abluftrückgewinnung (Wärmebereitstellungsgrad n WRGeff = 75 %; Stromeffizienz pel < 0,45 Wh / m²) Im Falle von Sanierungen besteht die Möglichkeit, die Kriterien der EnerPHit bzw. EnerPHit+ Zertifikate anzuwenden. Das Erreichen der zulässigen Grenzwerte kann durch die in einer integralen Planung berücksichtigten Wechselwirkungen zwischen den Komponenten noch übertroffen werden. 10 Monitoringkonzept Anforderungen

11 4 Durchführung Schema Phasenplan Monitoring STARK III Aufgrund des engen zeitlichen Rahmens zur Durchführung und Abrechnung der Maßnahmen innerhalb der Förderperiode ist auch die Durchführung des Monitoring in 2 Ausführungsphasen zu gliedern. Beide Phasen folgen unmittelbar aufeinander und sind in einem Gesamtangebot von ein und demselben fachlich qualifizierten für das Monitoring anzubieten und durchzuführen. Phase 1: Konzeptionierung und Einrichtung der Messgeräte sowie Einstellung und Inbetriebnahme in der ersten Heizperiode Phase 2: Datenerfassung und -verwaltung, Auswertung und Optimierung der Anlagen mit abschließender Dokumentation Die praktische Durchführung erfolgt jedoch in 2 zeitlich versetzten Schritten, die die grundsätzliche Funktionsfähigkeit mit der Abrechnung des Fördervorhabens nachweisen und anschließend den Optimierungsprozess begleiten. Die inhaltliche Gliederung sieht 3 Arbeitsschritte vor: Erarbeitung eines Messkonzepts zur Prüfung der Verbrauchswerte sowie Darstellung der angestrebten Qualitäten. Vorbereitung der Messungen im Gebäude Erfassung und Bewertung der zu erreichenden Werte durch Messung und Auswertung im genutzten Gebäude, Dokumentation und Aufbereitung der gewonnenen Erkenntnisse, Optimierung der Betriebseinstellungen der vorhandenen Anlagen sowie Schulung der Nutzer in Zusammenarbeit mit geeigneten Partnern. Monitoringkonzept Durchführung 11

12 Kindertagesstätte Sonnenschein, Wismar: Schema Klimahof und Gruppenräume mit Kennzeichnung O der Lage der Sensoren 4.1 Konzeptionierung und Darstellung der angestrebten Qualitäten Entsprechend des Energiekonzeptes und der Berechnungen nach Energie- Einspar-Verordnung sind die geplanten Wärmemengen, Luftvolumenströme und Beleuchtungsstärken, unter Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften bzw. der vom Fördermittelgeber vorgegebenen zu erreichenden Effizienzstandards sowie die angestrebten Qualitäten darzustellen. Dabei geht die Dokumentation über die gesetzlich erforderlichen Nachweise der EnEV hinaus und berücksichtigt die Anforderungen des Passivhausstandards. Auf dieser Basis ist ein Konzept für die dem Projekt entsprechenden repräsentativen Messungen und die hierfür geeigneten Räume zu entwickeln. Desweiteren wird die Durchführung der Messungen vorbereitet: detaillierte Vermessungs- und Auswertekonzepte werden erstellt, die hier unter 4.2 so genau beschrieben sind, wie dies zum Zeitpunkt der Antragstellung möglich ist. Dazu gehören insbesondere:mittel Die Festlegung von Umfang und Art der Messfühler, basierend auf dem endgültigen Energiekonzept Die Festlegung der Art der Datensammlung und -übertragung in Abstimmung mit dem Fördermittelgeber bzw. seinen Beauftragten Die Planung und der Aufbau der fest installierten, aber auch der mobilen Messeinheiten zur Analyse von Gebäudeklima und Beleuchtung sowie anderer durch Konzept und Betrieb bedingter Einfluss größen auf den Gebäudenutzer In Abstimmung mit den anderen Fachplanern ist ein Nutzerhandbuch in Anlehnung an das Musterhandbuch zu erstellen, in dem in allgemein verständlicher Art die Funktionsweise der einzelnen Elemente des Energiekonzepts dargestellt wird sowie deren Zusammenwirken. Eine Handlungsanweisung für die energetisch sinnvolle Nutzung des Gebäudes ist zu erarbeiten und darzustellen. 12 Monitoringkonzept Durchführung

13 Einmal-Messungen und Überprüfungen Blower-Door-Test Zur Bestimmung der Luftwechselrate n50 nach DIN V ist ein Blower- Door-Test oder Stichprobenmessungen / exemplarische Messungen nur von Gebäudeteilen durchzuführen, einschließlich einer Ortung der Leckagestellen. Eine Dokumentation der Ergebnisse ist zu erstellen. Oberlichtöffner, temperaturgesteuert, (oben Mitte) Abluft öffnung über Dach mit Flügelrad, (darunter) Schema Heizungsanlage mit Sensor (oben rechts) 4.2 Erfassung und Bewertung der zu erreichenden Werte Alle relevanten Erkenntnisse aus den oben beschriebenen Arbeitsschritten werden zusammengefasst und ausgewertet. Die erfassten Werte werden in Hinblick auf die Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften, die Forderungen des Fördermittelgebers und die angestrebten Qualitäten bewertet, das Nutzerverhalten ist zu analysieren und mit den Messwert-Ergebnissen in Beziehung zu setzen. Empfehlungen bezüglich der Nachregelung von Anlagenkomponenten und zum Nutzerverhalten sind auszusprechen. Die Auswertung und Erkenntnisse aus den Messungen sind dem Nutzer und dem Fördergeber gegenüber in geeigneter Form darzustellen und zu erläutern. Überprüfung der Verbauung von VOC (volatile organic compounds: leicht flüchtigen organischen Substanzen) Bereits während der Planung und später im laufenden Betrieb sollten nur Bau- / Einrichtungsmaterialien und -stoffe verwendet werden, die in Bezug auf VOC als unbedenklich deklariert sind. Zu den VOC zählen z. B. Verbindungen der Stoffgruppen Alkane / Alkene, Aromaten, Terpene, Halogenkohlenwasserstoffe, Ester, Aldehyde und Ketone, die oftmals in bauchemischen Produkten wie z. B. Anstrichstoffe, Klebstoffe oder Dichtungsmassen oder auch Einrichtungsgegenständen, Reinigungs- und Pflegemittel, vorhanden sind. Sie beeinträchtigen die Raumluft und können zu Gesundheitsbelastungen führen. Im Rahmen des Monitoring sind die Produktdeklarationen, die vom Planer und den bauausführenden Betrieben zu liefern sind, zu überprüfen und zu dokumentieren. Monitoringkonzept Durchführung 13

14 Trendkurve Jahresgang Gruppenraum X-Achse 1: ppm X-Achse 2: C Y-Achse: Datum CO 2 Gruppenraum 11, Tagesmittelwert in ppm (Achse 1) Raumtemperatur Gruppenraum 11, Tagesmittelwert in C (Achse 2) Relative Feuchte Gruppenraum 11, Tagesmittelwert in %rf (Achse 2) Exemplarische Messungen mittels mobiler Sensoren in ausgewählten Referenzräumen sowie einem Datenübertragungs- und Speichersystem. Kurzzeitmessungen Beleuchtungsstärke Lichtverteilung sowie spektrale Zusammensetzung wird exemplarisch an Arbeitsplätzen gemessen. Hieraus kann die Wirksamkeit von Sonnenschutz- / Blendschutz- / Lichtlenk- und Verschattungssystemen beurteilt werden. Hier sind Lastgangmessungen über kürzere Zeiträume möglich. Dauerhafte Messungen (exemplarisch) Raumlufttemperatur Die Lufttemperatur ist eine der wichtigsten Größen für fast alle Wärmeaustauschmechanismen. Hierzu ist die Erhebung der Öffnungszustände von Fenstern und Türen zu Außenräumen / unbeheizten Innenräumen zwingend. Raumluftfeuchtigkeit Auch sie ist für den Wärmeaustausch von Bedeutung, jedoch auch für die Behaglichkeit sowie das bauphysikalisch gesunde Raumklima. Zu hohe Luftfeuchtigkeit verringert die Wärmeabfuhr und erzeugt Schäden durch Schwitzwasser und Schimmelbildung. Zu trockene Luft führt zur Austrocknung der menschlichen Schleimhäute sowie zu erhöhter Staubbildung und elektro statischer Aufladung. Hierzu ist die Feuchtigkeitsmessung in Abhängigkeit der Anwesenheit von Personen erforderlich. 14 Monitoringkonzept Durchführung

15 CO 2 -Emissionen [kg/a] Strom Mix: 0,633 kg/kwh CO 2 -Emissionen [kg/a] Fernwärme: 0,407 kg/kwh Kindertagesstätte Sonnenschein, Wismar: Übersicht CO 2 -Emissionen 1) Energiebezugsfläche A = 2276,9 m 2 2) Energiebezugsfläche A = 1997,31 m 2 Vor Sanierung 1) Nach Sanierung 2) Verbrauch EnEV Verbrauch EnEV CO 2 -Emissionen gesamt [kg/a] CO 2 -Emissionen gemittelt [kg/a] CO 2 -Emissionskennwert [kg/m²a] CO 2 -Emissionseinsparung [%] CO 2 -Gehalt der Raumluft Der CO 2 -Gehalt ist einer der wesentlichen Indikatoren der Raumluftqualität, die vor allem in Unterrichtsräumen eine große Bedeutung hat. Bei zu hoher CO 2 -Konzentration können Rückschlüsse auf die Luftwechselrate gezogen werden. Eine dauerhafte Daten erfassung über den Gesamtzeitraum des Monitoring kann über das Vorhalten von Lüftungsampeln, zur zusätzlichen Raumluftsteuerung, ergänzt werden. Fensterstellung / Nachströmöffnungen Sofern Öffnung und Schliessung von Fenstern, Lüftungsklappen sowie Nachströmöffnungen manuell betätigt werden können, sind diese Bewegungen in Häufigkeit, Dauer und Tag bzw. Uhrzeit zu erfassen und bei Auswertung der Messwerte mit Umweltbedingungen und Heizenergieströmen ins Verhältnis zu setzen. Dauerhafte Gesamtmessungen mittels fest installierter Sensoren an sinnvoller Stelle im Anlagen-System eingebracht sowie einem Datenübertragungs- und Speichersystem. Das Langzeitmonitoring der dauerhaften Messungen sollte über die standortzentrale GLT erfasst werden. Vor Ausschreibung der Bauleistungen sollte daher eine Abstimmung der Schnittstellen zwischen Monitoring und bereits vorhandener GLT erfolgen, damit beispielweise auslesbare Wärmemengenzähler, Stromzähler, Regelsysteme in den Projektkosten mit berücksichtigt werden können. Lüftung Zur Bilanzierung der Energieströme und des Wärmerückgewinnungsgrades sind alle Volumenströme an Lüftungsanlagen sowie die Anzahl der Betriebsstunden zu erfassen. Dies geschieht in Abhängigkeit der Anlagenführung mit den zugehörigen Temperaturen am Wärmeübertrager (Zu-, Ab-, Frisch- und Fortluft), dem Stromverbrauch der Ventilatoren sowie den daraus errechneten Wärmemengen, die über den Wärmetauscher vorhandener Wärmerückgewinnungsanlagen zu- bzw. abgeführt werden. Die Messung von Volumenströmen kann als indirekte Erfassung (Messung der Strömungsgeschwindigkeit) über Druckmessblenden, Ventilatordrehzahlen, o. ä. erfolgen. Kühlung Im Fall der Bereitstellung von Energieströmen zur Kühlung, sind diese analog zur Messung der Wärmeströme zu erheben. Monitoringkonzept Durchführung 15

16 Warmwasserbereitung Energieströme sind über Wärmemengenzähler sowie Betriebsstunden zähler zu erfassen. Dabei kann auf untergeordnete Zapfstellen für Warmwasser verzichtet werden und allenfalls Sporthallen und Küchen separat gemessen werden. Heizung Zur Bewertung der Energieströme sind Wärmemengenzähler mit Temperaturmessfühlern im Vor- und Rücklauf zu installieren. Hier müssen schon bei der Heizungsplanung die Einzelstränge so konzipiert werden, dass eine einfache Differenzierung der Energieströme nach folgenden Gruppierungen möglich ist: Klassen- und Gruppenräume, Büro- und Vorbereitungsräume, Verkehrsflächen sowie unbeheizte Nutzbereiche. Dezentrale elektrische Heizungen können beispielsweise durch eigene E-Zähler im Verteilerkasten erfasst werden. Stromverbrauch Auch hier sind die o. g. Gruppierungen bereits in der Planung zu berücksichtigen. Desweiteren muss unterschieden werden zwischen den Bereichen Beleuchtung, Heizung, Lüftungsanlagen, Warmwasserbereitung, der möglichen sonstigen Energie (innere Wärmelasten) sowie der Energie für den Haushaltsstrom (z. B. Küchen). Sollten die Anforderungen im Konflikt zu gängigen Regeln der Elektroinstallation stehen, sind für beide Seiten akzeptable Kompromisse zu finden. 4.3 Auswertung und Dokumentation Zwecks Übertragbarkeit auf zukünftige Projekte und der Auswertung im Zusammenhang mit ähnlichen Projekten im Rahmen des STARK III Programms ist der Abschlussbericht in folgende Abschnitte zu gliedern: Gegenüberstellung der geforderten und der gemessenen Werte Darstellung der angestrebten und erzielten Qualitäten Qualitätskontrolle nach Baufertigstellung (einmalig erfasste Messungen) Bilanzierung aller Energieströme Bewertung der Einzelmaßnahmen / -komponenten Funktionsbeschreibung der Regelungs- und Steuerungsanlagen Gebäudeklima und andere wesentliche Einflussgrößen auf den Gebäudenutzer Fehlerdiagnose und Fehlverhalten, Komponenten, Empfehlungen zur Betriebsweise Der inhaltliche Detaillierungsgrad ist projektabhängig und ist mit dem Fördergeber bzw. seinem Beauftragten abzustimmen, die Kenndaten werden mit denen anderer vergleichbarer Projekte verglichen. Umweltbedingungen Lokale Wetterdaten wie Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit und Solarstrahlung sind über eine gebäudeeigene Wetterstation zu beziehen. 16 Monitoringkonzept Durchführung

17 5 Leistungen 5.1 Phase 1 Messkonzept * a. Beschreibung der Komponenten des Energiekonzepts in Bezug auf: Kompaktheit / Grundrissdisposition Zonierung Konstruktion Minimierung von Transmissionswärmeverlusten solare und andere Energiegewinne sommerlicher Wärmeschutz Beheizungssystem (mit Angabe der hierzu genutzten Energieart) Warmwasserbereitungssystem (mit Angabe der hierzu genutzten Energieart) Lüftungssystem Tageslichtnutzung / Beleuchtungssystem b. Angabe der Kenndaten Flächen und Volumina (Außenfläche, Volumen, A/V-Verhältnis, BGF) Energiemengen (Primär-, Nutz- und Endenergie), aufgeschlüsselt nach Luftförderung, Heizung, Warmwasser, Kühlung, Beleuchtung, Hilfsenergie, Haushaltsstrom Grenzwerte des Gesamtgebäudes: Mittlere U-Werte, Lüftungswärmeverlust (QV-Wert), CO 2 -Ausstoß c. Messkonzept mit Beschreibung und Begründung der gewählten Messsysteme und -verfahren Messgeräte und Sensoren Einbauorte innerhalb der Kreisläufe (Schema) Referenzräume zur exemplarischen Messwerterfassung System d. Datenerfassung / -speicherung System u. Programm d. Datenauswertung Einrichtung der Messanlagen Beschaffung aller im Messkonzept beschriebenen technischen Anlagen und Sensoren Installation, Einbindung in die Hausanlagen, Montage der Geräte sowie Programmierung der Datenerfassungsanlage und -speicher Inbetriebnahme mit Testlauf und Angabe der tolerierten Abweichungen Die Schnittstellen zu Bauleistungen der haustechnischen Anlagen ist noch im Planungsstadium mit den Fachplanern abzustimmen, die Zuarbeit zur Erfassung von Bauleistungen in den jeweiligen Leistungsverzeichnissen ist rechtzeitig zu leisten. Blower Door Test zur Überprüfung der Luftdichtheit wie auf Seite 13 beschrieben. Nutzerhandbuch Aus der Beschreibung der Komponenten des Energiekonzeptes und den angestrebten Kennzahlen und Energiewerten ist in Anlehnung an das Musterhandbuch ein für Laien verständliches objektkonkretes Nutzerhandbuch zu erstellen mit folgenden Angaben: Funktionsweise der verschiedenen Gebäudezonen mit Darstellung der optimalen Nutzungsweise prinzipielle Funktionsweise der haustechnischen Anlagen mit Darstellung und Erläuterung der Standardeinstellung und ggf. der Einstellungsvarianten prinzipielle Darstellung der Komponenten zur individuellen Steuerung des Raumklimas mit Erläuterung der Konsequenzen aus der Bedienung auf die Gesamtenergiebilanz des Gebäudes Übergabe an Bauherrn und Nutzer mit Erläuterung d. Energie- u. Messkonzepts. Monitoringkonzept Leistungen 17

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