Energy Performance ENERGYbase

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1 Energy Performance ENERGYbase Monitoringergebnisse Sept Sept Peter Franz Fachhochschule Technikum Wien Institut Erneuerbare Energie

2 Inhalt ENERGYbase Konzept Technische Gebäudeausrüstung Heizung, Kühlung, Lüftung, Beleuchtung Monitoring Ergebnisse gebäudespezifische Verbräuche nutzerspezifische Verbräuche Energetische Bewertung - Vergleichsstudie Zusammenfassung 2

3 ENERGYbase Monitoringstudie Sept Sept Energieeffizienz Nutzung erneuerbarer Energie wellness at work DI Peter FRANZ, FH Technikum Wien Thomas Goschenhofer, FH Technikum Wien DI Florian Dubisch, Austrian Institut of Technology Werner Wiedermann, Siemens Gebäudemng. & Services

4 ENERGYbase - Konzept ENERGIEEFFIZIENZ extrem niedriger Energiebedarf für den Betrieb ERNEUERBARE ENERGIE hohe Deckung des Heizund Kühlenergiebedarfs aus nachhaltigen Energieressourcen (Grundwasser, Sonnenenergie) WELLLNESS AT WORK angenehmes Raumklima und Behaglichkeit am Arbeitsplatz 4

5 Bürohaus der Zukunft ENERGYbase Nutzungskonzept - Nutzerprofil Erdgeschoss - Hochschule, Laboratorien BGF m² NGF m² 1. Obergeschoss Büro s, Terrasse FH s Büro s 150 Stud 480 Pers Obergeschoss Büro s Copyright: pos-architekten BGF Bruttogeschossfläche NGF Nettogeschossfläche 5

6 Energieeffizienz ENERGYbase - Energiebedarf Gesamtvergleich ZIELE Reduktion des Primärenergiebedarfs 80% Reduktion von CO ² Emissionen 200 t/a Endenergiebedarf Primärenergiebedarf 140 Endenergiebedarf 25 kwh/m² NGF a, el Energie für Heizung, Kühlung, Lüftung, Beleuchtung, Warmwasser Ca. 20% el Energie durch PV 20 kwh/m² NGF a Endenergie Netz energy contributions [kwh/(m²a)] commercial building according to building viennese standard gas photovoltaic current electric current innovative commercial building sunny research energy contributions [kwh/(m²a)] gas - primary energy commercial building innovative commercial photovoltaic according building current - building primary sunny energy research electric viennese current standard - primary energy Quelle: Haustechnik Planungsgesellschaft arsenal research Primärenergiefaktoren lt. Gemis 4.0 Österreich: Erdgas 1,1 Wienstrom 2,7 6

7 Energieeffizienz ENERGYbase - Energiebedarf Passivhausstandard Passivhausstandard Wärme- & Feuchterückgewinnung 75% 25% 40 m³/pers.*h Luftwechselrate 10,1 kwh/m² NGF,a Heizwärmebedarf nach TRNSYS 12,8 kwh/m² NGF,a Kühlenergiebedarf nach TRNSYS Wärmebewahrung 26 cm Wärmedämmung, 3-fach Verglasung Lüftungsanlage 75% Wärme- und Feuchterückgewinnung Luftdichte Hülle Sonnenschutz Solare Gewinne Copyright: pos-architekten Passive und aktive solare Gewinne 7

8 ENERGYbase - Raumklima 8

9 Regenerative Energien 4 mal ENERGYbase - Südfassade Solar Aktive und passive Solarenergienutzung 2 fache passive Solarenergienutzung direkte Einstrahlung indirekte Nutzung durch Lüftung 2 aktive Solarsysteme 400 m² Photovoltaikelemente 285 m² Solarthermische Kollektoren Winter Sommer Copyright: pos-architekten 9

10 Regenerative Energien solar aktiv PV ENERGYbase - Photovoltaik Südfassade Südfassade PV - Vergleich vertikal / geneigt 31,5 Winkel PV-Module: 31,5 (zur Horizontalen) Winkel Fenster: 63,4 (zur Horizontalen) 180 Solarenergie auf die Modulfassade im Vergleich zu einer vertikalen Fassade (je m² Fassadenfläche) kwh/m² Neigung der PV-Module auf 31,5 erhöht den Solarertrag vor allem in den Sommermonaten eklatant im Vergleich zu einer vertikalen Fassadenintegration; Bsp. in der Grafik: Erhöhung des Solareintrages im Juli um 80% JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ vertikale Südfassade PV_Paneel Verglasung

11 Energieeffizienz System Kühlung ENERGYbase - Grundwasserkühlung Free-Cooling mit Grundwasser Saugbrunnen Zugfreie Kühlung ohne KKM Grundwasserkühlung mit 13 C Technische Daten Kühlleistung Grundwasser 410kW 16m Bohrbrunnen Durchfluss 20l/s Grundwasserpumpen 2 x 7,5kW Kühlwassertemperaturen: 16 C 20 C Bauteilaktivierung ca m² aktivierte Deckenflächen 11

12 ENERGYbase - solare Kühlung DEC Anlage Desiccative Evaporating Cooling

13 DEC system Desiccative Evaporating Cooling

14 ENERGYbase - Heizsystem Teilsolare Raumwärmeheizung 285 m² solarthermische Kollektoren 2 Grundwasser Wärmepumpen q th 175 kw, COP>4 Solar collectors 285m² (flat plate collectors) hot water storage l supply air heat recovery sorption rotor 14

15 Nutzerkomfort Hygrischer Komfort ENERGYbase - Luftbefeuchtung Hygrischer Komfort durch Pflanzen und Feuchterückgewinnung Befeuchtung und Konditionierung der Raumluft über 4 Pflanzenpuffer 500 Pflanzen Cyperus alternifolius Prima Klima Gesamtfläche 110 m² (2% der Bürofläche) Behagliche 50% rel. Luftfeuchtigkeit auch im Winter und in der Übergangszeit Copyright: pos-architekten 15

16 Energieeffizienz Beleuchtung ENERGYbase - Beleuchtung Beleuchtungskonzept Hohes Tageslichtangebot aller Büroflächen Effizienzsteigerung tageslichtabhängige Steuerung Präzise Arbeitsplatzanforderungen Effiziente Kompaktleuchtstofflampen Angepasster Blend- und Sonnenschutz Prinzipdarstellung: Leicht und stark lichtdurchlässige Jalousien 16

17 ENERGYbase - Energieschema 17

18 ENERGYbase - Monitoring monitoring software DESIGO Insight by Siemens 18

19 ENERGYbase Endenergiebedarf Energiebedarf an der Systemgrenze Verbraucher Endenergiebedarf q f in kwh/m 2 a: Energiebedarf für Heizung, Kühlung, Beleuchtung, Warmwasser und sonstige Verbraucher abzügl. PV pro Jahr bezogen auf die Bruttogeschossfläche (BGF) q f = q f,therm + q f,el q f,therm = q therm.h + q therm.c + q therm.hw = 0 q f,el = q el.h + q el.c + q light + q el.hw + q other q PV 19

20 ENERGYbase Monitoring Ergebnisse 1,8 Endenergiebedarf - Heizung 1,6 final energy consumption in kwh/m 2 GBAa 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 Heat pumps Auxiliary energy CCA pumps Heat Auxiliary energy ground water pumps Heat Auxiliary energy solarthermal pumps Heat Auxiliary energy air ventilation Heat 0,2 0,0 Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug 20

21 ENERGYbase Monitoring Ergebnisse 1,8 Endenergiebedarf - Kühlung 1,6 final energy consumption in kwh/m 2 GBAa 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 Auxiliary energy CCA pumps Cool Auxiliary energy ground water pumps Cool Auxiliary energy air ventilation Cool Auxiliary energy solarthermal/dec water pumps Cool 0,4 0,2 0,0 Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug 21

22 ENERGYbase Monitoring - Endenergiebedarf 22

23 ENERGYbase Monitoring Ergebnisse Endenergie kwh/a kwh/m² BGF* a kwh/m² NGF* a Gebäudespezifisch 41 % ,04 18,78 Nutzer 59 % ,32 27,01 Total 100 % ,35 45,79 4,0 3,5 final energy consumption in kwh/m 2 GBAa 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 Heat pumps Auxiliary energy Hot water Lighting Other building specific Other user specific 0,5 Photovoltaic yields 0,0 0,5 Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug 23

24 ENERGYbase Primärenergiebedarf Energiebedarf inkl. Gewinnung, Umwandlung, Verteilung Primärenergiebedarf q primary in kwh/m 2 a: Endenergiebedarf q f multipliziert mit dem Primärenergiefaktor f p q primary = q f,therm f p.therm + q f,el f p.el Energieträger Primärenergiefaktor in kwh Prim /kwh end Erdgas fp Gas 1,07 Elektrische Energie fp Electricity 2,97 (EU) 1,71 (VIE) 24

25 ENERGYbase Monitoring Ergebnisse Primärenergie kwh/a kwh/m² BGF* a kwh/m² NGF* a Gebäudespezifisch 41 % ,59 32,11 Nutzer 59 % ,61 46,19 Total 100 % ,20 78,30 6,5 6,0 5,5 primary energy consumption in kwh/m 2 GFA 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Heat pumps Auxiliary energy Air ventilation Hot water user specific Lighting building specific Lighting user specific Other building specific Other user specific Photovoltaic Yields 0,0 0,5 Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug 25 1,0

26 ENERGYbase - Energetische Bewertung Vergleichsstudie verschiedener Bürogebäudestandards primary energy in kwh/m² GBA a Methodik nach J. Knissel, Energieeffiziente Büro- und Verwaltungsgebäude, Hinweise zur primärenergetischen und wirtschaftlichen Optimierung, 1 st edition, Institute Living and Environment, Darmstadt 1999 Office equipment Several devices Hot water Lighting Supply air Cooling Heating 25 0 Old building Standard building Low energy building Passive house '98 ENERGYbase '08 26

27 Zusammenfassung Erfolgreiches Design Energieeffizienz, Erneuerbare Energien, Raumklima Große Einsparungen beim Heiz- und Kühlenergiebedarf und der Beleuchtung Über 50 % des Energiebedarfs sind Nutzerspezifisch Weitere Verbesserungen für ein zero energy building sind erforderlich primary energy in kwh/m² GBA a Office equipment Several devices Hot water Lighting Supply air Cooling Heating 25 0 Old building Standard building Low energy building Passive house '98 ENERGYbase '08 27

28 DI Peter FRANZ FH Technikum Wien Institut Erneuerbare Energie Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! 28