Energieeffiziente Gebäudelüftungssysteme

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1 Energieeffiziente Gebäudelüftungssysteme Dipl. Ing Bernd Schwarzfeld ÖKOPLAN Büro für zeitgemäße Energieanwendung Energiedesign Gebäudeanalyse Solare Systeme Trnsys-; CFD-Simulationen

2 Grundlage für die Funktion - Thermodynamik - Planungsprozess - Betriebsführung - Monitoring

3 Definition von Energie: - Fähigkeit eines Systems Arbeit zu verrichten - Wärme, Strom - Thermodynamik beschreibt die Umwandlung - Anwendung der Thermodynamik auf Gebäudesysteme

4 Energie = Exergie + Anergie 1. Hauptsatz (Umwandlung / Verluste) -Systemgrenze -Umgebungstemperatur -Entwertung

5 Ziel ist die 100%ige Vermeidung klimarelevanter Gase. Nicht mehr und nicht weniger

6 Wäre die aktuelle Energieversorgung 100% regenerativ, dann hätten wir kein Problem

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8 Die Kosten für energetische Dienstleistungen leiten sich lediglich aus deren Verfügbarkeit ab. Daher sind die sich verknappenden Energieträger für diejenigen, die Energie als Ware behandeln (EVU, Mineralölindustrie, Kernenergieindustrie) von großem Interesse. Warum sollte das geändert werden. Es handelt sich um den derzeit profitabelsten Teil der Industrie

9 Es gilt der 1. Hauptsatz der Thermodynamik: Danach kann Energie nicht erzeugt, sondern nur unter Verlusten umgewandelt werden. Energie wird somit nicht verbraucht, sondern nur die nicht regenerativen Energieträger (Kohle, Öl und Uran). Daraus ergibt sich ein stoffliches und nicht ein energetisches Problem.

10 Es gilt der 2. Hauptsatz der Thermodynamik: Danach strömt die Energie vom hohen zum niedrigen Niveau (Entwertung = Verluste). Gebundene Energie wird zu freier, verfügbarer Energie.

11 Energie = Exergie + Anergie - Relativität - Systemgrenze - Umgebungstemperatur - Entwertung 24 grädige Luft ist im Sommer kühl, im Winter warm

12 Umwandlungs- Prozess für die Nutzung Quantität Zeitlicher Verlauf Temperaturdifferenz

13 Gebäude Planung Komfort Energie

14 Die gegenwärtige Situation ist Ergebnis planerischen Handelns Die geplante Klimakatastrophe

15 Aktuelle Richtlinien und Normen berücksichtigen nicht die Grundlagen der Thermodynamik; sind aber Grundlage des Handelns für die Planer: DIN1946, DIN4701, DIN EN12831; EnEV, DIN EN 18599; VDI 2078; DIN 4708; VDI4650. Abbildung von niedrigen Bedarfen und Bilanzen nicht möglich!!!

16 Nach Einstein: Irrsinn ist, wenn bei Einsatz der immer gleichen Mittel, jedes Mal ein anderes Ergebnis erwartet wird.

17 Warum Lüftung: -Gebäudedichtheit /Frischluft -Ableitung von Schadstoffen und Feuchtigkeit

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19 Rohrleitungen und Formteile

20 Einhaltung der maximalen Luftgeschwindigkeit ist vor allem aus zwei Gründen notwendig: geringe Druckverluste und damit geringer Strombedarf doppelte Luftgeschwindigkeit bedeutet vierfach so hohe Druckverluste der Strombedarf wächst proportional zum Gesamtdruckverlust je höher die Luftgeschwindigkeit umso höher die Geräuschentwicklung

21 Wenn alle Wohnungen gelüftet werden (Ansatz DIN EN1946-6): * 30m³/h * 0,45 Wh/m³ = 1080 MW Bei Betriebszeit 8760h/a = MWh (Entspricht dem Ertrag von Windkraftanlagen, der 5MW-Klasse 4000 MWh/a)

22 Luftfilter!!!!

23 Entscheidend für die Gesamteffizienz der Lüftungsanlage: - Konzeption (Große Wohn- Nichtwohngebäude, Gleichzeitigkeit, Nutzung) - Hybridsysteme (Schacht, Fenster) - Betriebsführung (Monitoring)

24 Konzeption: - Präsenzerfassung - Luftqualität - Wärmelast - Luftmenge anpassen - Interaktion zum Lüftungsgerät

25 Kita in Hamburg -Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung, Lüftgüte geführt. Luft folgt dem Menschen. Auslegung auf Grundlage von Gleichzeitigkeiten -Fortluftwärmeumpe -Rückkühlung aus Kühlzelle der Küche -Frischwarmwasserbereitung -Solewärmepumpe -Offene Gebäudeleittechnik mit Trendwerterfassung -Maximal erzeugte Temperatur 45 C!!!

26 - Nutzung -5d * 40 Wochen * 7h = h Somit: h = h Ohne Belegung autom. Steuerung

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37 Zusammenfassung: -Laufzeitanalyse -physikalische Grundlagen berücksichtigen -dynamische Betrachtung -alle Zusammenhänge berücksichtigen