Energieeffizienz & Behaglichkeit Behaglichkeitsaspekte für Schüler und Lehrer, soziale Komponenten

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1 Fakultät Architektur Institut für Bauklimatik Energieeffizienz & Behaglichkeit Behaglichkeitsaspekte für Schüler und Lehrer, soziale Komponenten Dipl.-Ing. Martin Pohl Göda, Donnerstag, 06.März 2014

2 Motivation - Status quo Energieeffizienz und CO2-Emission von Bildungsstätten Schulen Büro u. Verw. Bildung Handel Gewerbe CO2-Emission von Nichtwohngebäuden in 4 Bundesländern (in BW, SAN, BRA, HB) Alle untersuchten Nichtwohngebäude mit 81% der NGF 25 Mio. t/a (100%) Bildungsstätten 3,3 Mio. t/a (13,15%) Allgemeinbildende Schulen 2,25 Mio t/a (9,00%) Quelle: BMVBS-Online-Publikation, Nr. 27/2013 Folie 2 von 13

3 Anforderungen an die Energieeffizienz EU-Richtlinien Richtlinie 2010/31/EU (EPBD Gebäudeenergieeffizienz) Art. 1: Energieeffizienz nach klimatischen und lokalen Bedingungen sowie Anforderungen an Innenraumklima und Kosten Art. 4: kostenoptimale Energieeffizienz unter Berücksichtigung des Raumklimas negative Auswirkungen, wie unzureichende Belüftung vermeiden Art. 7:, dass die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden, die einer größeren Renovierung unterzogen werden, oder der renovierten Gebäudeteile erhöht wird, um die gemäß Art. 4 festgelegten Mindestanforderungen an die Gesamtenergieeffizienz zu erfüllen, sofern technisch, funktionell und wirtschaftlich realisierbar Art. 9: Neue Gebäude im Eigentum von Behörden sind bis Niedrigstenergiegebäude, alle anderen Neubauten bis Richtlinie 2012/27/EU (Energieeffizienz) Sanierungsquote erhöhen (3% p.a. für Regierungsbauten) Kostengünstige Förderung umfassender Sanierungsmaßnahmen Richtlinie 2009/28/EU (Erneuerbare-Energien) Folie 3 von 13

Anforderungen an die Energieeffizienz Umsetzung der EU-Vorgaben auf nationaler Ebene Deutschland Novellierung Energieeinspargesetz EnEG, 13.7.

4 Anforderungen an die Energieeffizienz Umsetzung der EU-Vorgaben auf nationaler Ebene Deutschland Novellierung Energieeinspargesetz EnEG, Novellierung Energieeinsparverordnung EnEV 2014, vom (gültig ab , Anforderungen an Gebäude erst ab ) Novellierung ErneuerbareEnergienWärmegesetz EEWärmeG, Polen Baugesetz / Prawo budowlane , Neufassung, (Dz. U. Nr 0, poz Änderung Bauverordnung / Rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. poz. 926) Folie 4 von 13

5 Anforderungen an die Behaglichkeit Nutzungsqualität von Bildungsstätten Motivation Das bauliche Umfeld beeinflusst Wohlbefinden u. Lernverhalten Weltgesundheitsorganisation (WHO) 1948: Gesundheit ist ein Zustand völligen psychischen, physischen und sozialen Wohlbefindens und nicht nur das Freisein von Krankheit und Gebrechen. Sich des bestmöglichen Gesundheitszustandes zu erfreuen ist ein Grundrecht jedes Menschen, ohne Unterschied der Rasse, der Religion, der politischen Überzeugung, der wirtschaftlichen oder sozialen Stellung Qualität des Lernumfeldes abhängig von: Soziologie und Psychologie Pädagogik Architektur Raumklima Akustik Folie 5 von 13

6 Anforderungen an die Behaglichkeit Parameter des Raumklimas 1 Raumlufttemperatur 2 Oberflächentemperatur der Raumumschliessungs- u. Heizflächen) 3 Luftgeschwindigkeit (Konvektion, Zugluft) 4 Raumluftzustand (Luftfeuchte, ggf. Schadstoffe) Abbildung Folie 6 von 13

7 Operativtemperatur in [ C] Thermische Behaglichkeit Beurteilung mit Hilfe von Raumklimasimulationen Exponentiell gewichteter gleitender Mittelwert der Außentemperatur in [ C] Folie 7 von 13

8 Außenluftvolumenstrom pro Pers. In m³/h Biophysikalische/Hygienische Behaglichkeit CO 2 -Konzentration in der Raumluft Anstieg CO2-Gehalt in der Raumluft: Pettenkofer IDA 4 nach DIN EN c i c e G V S L mit: c CO2-Gehalt G S CO2-Last V L Luftvolumenstrom 0,10 0,16 Co2-Konzentration im Raum in Vol.-% (0,1 Vol% = 1000 ppm) Quelle: RWE-Handbuch Bau Folie 8 von 13

9 Optisch-visuelle Behaglichkeit Energieeinsparung durch Tageslichtbeleuchtung Bewertungsleistung -28% indirekt, Kompaktleuchtstofflampe +75% Tageslicht 100% der Nutzebene gute Tageslichtversorgung, tageslichtabhängig regeln -61% +28% Präsenz -16% Wartung Ohne Konstantlichtregelung +11% Endenergiebedarf im Vergleich zur Referenzausführung (Gruppenbüro) Quelle: R. Jakobiak Die Arbeitsstätten-VO beim Planen und Bauen, Folie 9 von 13

10 Optisch-visuelle Behaglichkeit Energieeinsparung durch Tageslichtbeleuchtung Tageslichtkonzept Bürogebäude DVZ-Barnim in Eberswalde Einsatz von Tageslichtsimulationen im Planungsprozess Steuerung der Außenjalousie über die Gebäudeleittechnik Sonnenschutz geteilt (Oberteil: Lichtlenkung an die Decke, Unterteil: Sonnenschutz herkömmlich) innenliegende, horizontal verschiebbare manuelle Stofffaltjalousien (Blendschutz) Quelle: Abbildung Folie 10 von 13

11 Akustische Behaglichkeit Bauakustische und raumakustische Maßnahmen Empfehlungen: Lage der Räume für Musik und Werken normengerechte Luftund Trittschalldämmung Abbildung differenzierte Nachhallzeiten Beispiel: Thermisch und akustisch aktive Bauteile Quelle: Fraunhofer IBP Folie 11 von 13

12 Zusammenfassung Einfluss der Behaglichkeitsaspekte auf den Energiebedarf 1. Thermisch Winter/Sommer: Luft- und Operativtemperatur, Luftfeuchte, Luftgeschwindigkeit, Nutzung Wärmeschutz, Konstruktion, Lüftung, TGA 2. Hygienisch / biophysikalisch Mindestwärmeschutz, Luftwechsel, Baustoffe, Nutzung Freie, mechanische, hybrid Lüftung, Luftraten 3. Optisch-visuell Beleuchtungsstärke, Leuchtdichteverteilung+Blendfreiheit, Lichtrichtung+Schattigkeit, Lichtfarbe (Spektrum) Tageslichtnutzung (Gläser, Sonnen-/ Blendschutz) Kunstlichtanlage 4. Akustisch Bau-/Raumakustik: Konstruktionen, Schallabsorptionsflächen, Raumgeometrie, Nutzung Bauteilmassen, Materialien+Oberflächen Folie 12 von 13

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