Holistic Assessment of the Quality of Buildings

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1 Holistic Assessment of the Quality of Buildings Univ.-Prof. Dr.-Ing. Gerd Hauser Hans Erhorn Technical Functions of a Building Protection against Moisture Heat Cold Noise Electrical fields Radioactivity Fire Supply of Humidity Heat Light Freshair Security Removal of Moisture Harmful substances 1

2 1 st Energy Performance Certificate in Germany 1989 Society for the Rational Use of Energy Calculation method Hauser/ Hausladen 2

3 ENERGIEAUSWEIS für Nichtwohngebäude gemäß den 16 ff. Energieeinsparverordnung Berechneter Energiebedarf des Gebäudes 2 Primärenergiebedarf Gesamtenergieeffizienz Dieses Gebäude: kwh/(m² a) >1000 EnEV-Anforderungswert Neubau EnEV-Anforderungswert modernisierter Altbau CO 2-Emissionen * kg/(m² a) Nachweis der Einhaltung des 3 oder 9 Abs. 1 der EnEV (Vergleichswerte) Primärenergiebedarf Energetische Qualität der Gebäudehülle Gebäude Ist-Wert kwh/(m²a) Gebäude Ist-Wert H T W/(m²K) EnEV-Anforderungswert kwh/(m²a) EnEV-Anforderungswert H T W/(m²K) Endenergiebedarf Energieträger Heizung Normverbrauch Warmwasser Jährlicher Endenergiebedarf in kwh/(m2 a) für Eingebaute Lüftung Kühlung einschl. Beleuchtung Befeuchtung Gebäude insgesamt Aufteilung Energiebedarf [kwh/(m 2 a)] Nutzenergie Endenergie Primärenergie Heizung Warmwasser Eingebaute Beleuchtung Lüftung Kühlung einschl. Befeuchtung Gebäude insgesamt Erneuerbare Energien Einsetzbarkeit alternativer Energieversorgungssysteme nach 5 EnEV vor Baubeginn berücksichtigt Erneuerbare Energieträger werden genutzt für: Heizung Warmwasser Eingebaute Beleuchtung Gebäudezonen Nr. Zone 1 2 Fläche [m²] Anteil [%] Lüftung Kühlung Lüftungskonzept 3 4 Die Lüftung erfolgt durch: 5 Fensterlüftung Schachtlüftung Lüftungsanlage ohne Wärmerückgewinnung Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung 6 weitere Zonen in Anlage Erläuterungen zum Berechnungsverfahren Das verwendete Berechnungsverfahren ist durch die EnEV vorgegeben. Insbesondere wegen standardisierter Randbedingungen erlauben die angegebenen Werte keine Rückschlüsse auf den tatsächlichen Energieverbrauch. Die ausgewiesenen Bedarfswerte sind spezifische Werte nach der EnEV pro Quadratmeter Nettogrundfläche. Die oben als EnEV-Anforderungswert bezeichneten Anforderungen der EnEV sind nur im Falle des Neubaus und der Modernisierung nach 9 Abs. 1 EnEV bindend. * freiwillige Angabe ENERGIEAUSWEIS für Nichtwohngebäude gemäß den 16 ff. Energieeinsparverordnung Berechneter Energiebedarf des Gebäudes 2 Primärenergiebedarf Gesamtenergieeffizienz Dieses Gebäude: kwh/(m² a) >1000 Primärenergiebedarf EnEV-Anforderungswert Neubau EnEV-Anforderungswert EnEV-Anforderungswert Neubau modernisierter Altbau CO 2-Emissionen * kg/(m² a) Gesamtenergieeffizienz Nachweis der Einhaltung des 3 oder 9 Abs. 1 der EnEV (Vergleichswerte) Primärenergiebedarf Gebäude Ist-Wert EnEV-Anforderungswert Endenergiebedarf Energieträger Heizung Normverbrauch Warmwasser Aufteilung Energiebedarf Heizung Warmwasser [kwh/(m 2 a)] EnEV-Anforderungswert Nutzenergie Endenergie modernisierter Altbau Primärenergie Erneuerbare Energien Erneuerbare Energieträger werden genutzt für: Heizung Lüftung Lüftungskonzept Warmwasser Kühlung Dieses Gebäude: kwh/(m²a) kwh/(m²a) kwh/(m² a) Einsetzbarkeit alternativer Energieversorgungssysteme nach 5 EnEV vor Baubeginn berücksichtigt Die Lüftung erfolgt durch: Fensterlüftung Lüftungsanlage ohne Wärmerückgewinnung Schachtlüftung Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung Energetische Qualität der Gebäudehülle Gebäude Ist-Wert H T EnEV-Anforderungswert H T Jährlicher Endenergiebedarf in kwh/(m2 a) für Eingebaute Lüftung Kühlung einschl. Beleuchtung Befeuchtung Eingebaute Beleuchtung Gebäudezonen Nr Erläuterungen zum Berechnungsverfahren Eingebaute Beleuchtung Zone Lüftung weitere Zonen in Anlage Kühlung einschl. Befeuchtung Fläche [m²] W/(m²K) W/(m²K) Gebäude insgesamt >1000 Gebäude insgesamt CO 2 -Emissionen * Anteil [%] Das verwendete Berechnungsverfahren ist durch die EnEV vorgegeben. Insbesondere wegen standardisierter Randbedingungen erlauben die angegebenen Werte keine Rückschlüsse auf den tatsächlichen Energieverbrauch. Die ausgewiesenen Bedarfswerte sind spezifische Werte nach der EnEV pro Quadratmeter Nettogrundfläche. Die oben als EnEV-Anforderungswert bezeichneten Anforderungen der EnEV sind nur im Falle des Neubaus und der Modernisierung nach 9 Abs. 1 EnEV bindend. kg/(m² a) * freiwillige Angabe 3

4 German Standard DIN V Assessing the Energy Performance of Buildings - Calculating the Demand of Effective Energy, Final Energy, and Primary Energy for Heating, Cooling, Ventilation, Lighting, and Domestic Hot Water 4

5 Office building School Hotel 5

6 Annual demand of primary energy for reference constructions Factors influencing comfort at work Target values Productivity Well being Job satisfaction Influential factors Building Room Work place Services Management Psychosocial factors Information and communication technology 6

7 Indoor Environment Hygrothermal environment Acoustic environment Indoor environment Olfactory/ Chemical environment Visual environment Microbial environment Hellwig 2005 Parameters Influencing Thermal Comfort Source: Frank

8 Up to now, standardization has been featuring a separate, scalar treatment of each sector of indoor environment Normative approach so far: Separate, scalar treatment of each section Effect Partially contradictory statements, lack of overall optima Consequence Introduction of vectorial treatment 8

9 Labeling Systems BREEAM Building Research Establishment Environmental Assessment Method, GB GBTool Green Building Challenge Project Group, CA LEED Leadership in Energy and Environmental Design, USA CASBEE Comprehensive Assessment System for Building Environment, JP EPIQR Energy Performance Indoor Environmental Quality Retrofit, D, FhG-IBP ÖÖB Ökonomische und ökologische Bewertung (Economical and Ecological Assessment), D EcoPRO Ökobilanzierungsprogramm (Lifecycle Assessment Programme), D, TH Karlsruhe LEGEP Lebenszyklus Gebäude Planung (Lifecycle Building Design), D New Assessment System Building Assessment Vector 9

10 Building Assessment Vector Criteria Evaluation factor B Individual weighting factor W B W 1 Thermal comfort, health 2 Energy, emissions 3 Material flow, recycling 4 Economic efficiency 5 Miscellaneous n = number of parameters observed Σ B W n 0 < B < 1 0 < W < 1 10

11 Use Residential building Office building School... Room Geometry Thermal insulation Shading Glazing Heat storage capacity Water vapor sorption capacity Sound absorptivity Evaluation factor B Location Temperature Solar radiation Precipitation Wind Plant Heat Cold Air Lighting Generation Distribution Transfer Control Noise level Olf Building Assessment Vector 11

12 Building Assessment Vector Building Assessment Vector Minimum standards 12