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8 Erste Messergebnisse und Betriebserfahrungen im 3-Liter-Haus Mannheim (Vortrag Teil 2 ) Dipl.-Ing. Silke Schmidt Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik, Universität Stuttgart Die zwölf Wohnungen des 3-Liter-Hauses in Mannheim sind im ersten Quartal 2005 vermietet worden. Seit einem dreiviertel Jahr sind die verschiedenen Anlagensysteme zur Beheizung und Belüftung der Wohnungen nun in Betrieb und seitdem werden von Seiten der Begleitforschung durch den Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik zahlreiche Messdaten aufgezeichnet. Verwendung finden diese beispielsweise zur Überprüfung der Funktion der Anlagensysteme, um Vor- und Nachteile der eingesetzten Systeme sichtbar zu machen, sowie um eine Analyse des Nutzerverhaltens durchzuführen. Dazu ist eine Vielzahl von Sensoren im 3-Liter-Haus und in der Gebäudeumgebung verbaut. Messsensoren befinden sich unter anderem in den Anlagensystemen, in den Wohnungen, sowie in Dachgeschoss und Keller des Gebäudes, in der Nahwärmezentrale und am Erdkollektor. Zusätzlich gibt es eine kleine Wetterstation auf dem Dach des Gebäudes (vgl. Bild 2 und 3). An diesen Messstellen werden insgesamt ca Datenpunkte aufgezeichnet. Neben Temperatur- und Feuchte im Gebäude werden beispielsweise auch die vom Nutzer eingestellten Betriebszustände der Lüftungsanlage (wie Minimal, Normal- und Maximalbetrieb), oder Fensteröffnungen aufgezeichnet. Messdaten der Lüftungsanlagen sind z.b. Zuluft- und Abluftstrom, Temperaturen von Zuluft, Abluft, Außenluft und Fortluft, sowie Daten zur Luftqualität wie CO2-Konzentration und Mischgas der Abluft. Beispiele für Messdaten aus der Gebäudeumgebung sind Temperatur und Feuchte der Außenluft, solare Einstrahlung, Windgeschwindigkeit und Niederschlag. Unter Verwendung dieser Daten erfolgt eine automatische Erstellung von Diagrammen in Form von vorher definierten Berichten zu verschiedenen Themenschwerpunkten. Dazu gehören beispielsweise Berichte für die Nebenkostenabrechnung, zur Analyse des Nutzerverhaltens, oder zur Darstellung der Zielerreichung des 3-Liter-Niveaus. Weiterhin können die aufgezeichneten Messdaten für verschiedene Analysen auch individuell zusammengestellt und in Form von Diagrammen anschaulich gemacht werden. Ein Beispiel einer solchen Auswertung der Messdaten zeigen die Bilder 4 und 5 mit Temperaturverläufen in zwei Wohnungen mit unterschiedlichen Luftheizungssystemen. Jeweils dargestellt ist der Temperaturverlauf in Erdgeschoss und Obergeschoss einer Wohnung während 3 Wochen im Januar diesen Jahres. Eine Wohnung mit Luftheizungssystem mit einer Einzonen- Zulufttemperaturregelung (Systemvariante 1), welches ein häufig eingesetztes System in hochgedämmten Gebäuden darstellt, zeigt während des betrachteten Zeitraums für das Obergeschoss Temperaturabweichungen von 2-4 Kelvin vom Sollwert (siehe Bild 4). Beim Vergleich mit einer Wohnung, in der ein System mit Zweizonen- Zulufttemperaturregelung (Systemvariante 2) eingesetzt ist, fällt auf, dass sich in dieser Wohnung keine größere, permanente Temperaturdifferenz zwischen Erd- und Obergeschoss einstellt, sondern dass die Temperaturen in beiden Zonen den eingestellten Sollwerten folgen (siehe Bild 5).

9 Gründe für die stark ausgeprägten Temperaturdifferenzen, die in Systemvariante 1 auftreten, sind die unterschiedlichen benötigten Heizleistungen in Erd- und Obergeschoss durch erhöhte Wärmeverluste im EG aufgrund von Außenankopplung (z.b. über die Bodenplatte). Durch das Luftheizungssystem 1 kann jedoch nur ein Zulufttemperaturniveau realisiert werden. Dass die in Systemvariante 1 festgestellte Sollwertabweichung bei den Temperaturmesswerten von Systemvariante 2 nicht so ausgeprägt ist (siehe Bild 5), ist darauf zurückzuführen, dass auf die unterschiedlichen benötigten Heizleistungen in EG und OG mit unterschiedlichen Zulufttemperaturen reagiert werden kann. Aus diesem Grund funktionieren die System mit raumweise geregelter Lufttemperatur (Systemvariante 3) sowie die Lüftungssysteme mit Zusatzheizsystemen (Heizkörper oder Kapillarrohrmatten in Systemvarianten 4 und 5) ebenfalls gut. Eine Abschätzung der im 3-Liter-Haus verbrauchten Energie für die Beheizung ist unter Verwendung von Messdaten der Heizwärmeverbräuche der Wohnungen möglich, wie z.b. in Bild 7 als monatlicher Heizwärmeverbrauch pro Wohnung dargestellt. Gut erkennbar ist bei dieser Darstellung die Auswirkung der inneren Wärmegewinne auf den Heizwärmeverbrauch: nach dem Bezug einer Wohnung (im Diagramm mit B gekennzeichnet) zeigt sich jeweils eine deutliche Reduzierung des Heizwärmeverbrauchs durch die Wärmefreisetzung von Bewohnern und elektrischen Verbrauchern. Als Beispiel wurde in Wohnung 42 links, die im Februar bezogen wurde, vor Bezug ein monatlicher Heizwärmeverbrauch von ca. 13 kwh/m² gemessen, der nach Einzug der Bewohner auf einen Verbrauch von ca. 8 kwh/m² abnahm. Eine Reduzierung des mittleren Heizwärmeverbrauchs wird sich im kommenden Winter durch die vollständige Vermietung, sowie aufgrund der durchgeführten Mängelbeseitigungen und Betriebsoptimierungen und durch Wegfallen der Aufheizphase des Gebäudes einstellen. Um zu überprüfen ob der primärenergetische Zielwert im realen Betrieb erreicht wird werden gemessene Verbrauchswerte mit dem Zielwert von 3 Litern Heizöl bzw. 34 kwh/m²a verglichen. In Bild 8 ist der Primärenergiezielwert als monatlich gewichtete Ziellinie dargestellt, dem die für die Beheizung der Wohnungen verbrauchte Primärenergie aus Wärme und Strom (für die Luftheizungssysteme) gegenübergestellt ist. Die bisherige Tendenz zeigt, dass der Primärenergiezielwert des 3-Liter-Hauses im ersten Betriebsjahr erreicht wird.