Passivhaus-Plus-Mehrfamilienhäuser Vögelebichl Innsbruck Auf dem Weg zum Plus-Energie-Quartier , Wien

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1 Passivhaus-Plus-Mehrfamilienhäuser Vögelebichl Innsbruck Auf dem Weg zum Plus-Energie-Quartier , Wien Fabian Ochs, Dr.-Ing. Georgios Dermentzis, PhD

2 NZEB Innsbruck Vögelebichl (Neue Heimat Tirol - NHT) NZEB Innsbruck Vögelebichl (NHT) Ziel:» Netto-Null Gebäude für Heizung, Trinkwarmwasser und Hilfsstrom» durch PH Standard Effiziente Wärmeversorgung Niedertemperatursysteme, geringe Speicher- und Verteilverluste GW-Wärmepumpe Erneuerbare Energie (EE), Vorort PV ST Seite 2

3 Projekt Überblick NZEB Innsbruck Vögelebichl (NHT) NZEB Projekt: Zwei MFH im PH Standard mit 26 Wohnungen Neue Heimat Tirol 9,58 10,25 Sonnenkollektoren 9,50 8,27 6,72 1,28 1,62 1,31 WANDHOHE 6,65 6,65 5,37 3,75 2,47 3,75 10,92 7,07 6,07 8,93 6,80 5,37 3,75 8,18 2,47 WANDHOHE 1,02 0,00 0, ,73 = -1,35-1,35-1,38 West Sicht der beiden MFHs in Innsbruck Vögelebichl, NHT Tirol Seite 3

4 Projekt Daten (wie gebaut)» Energiebezugsfläche: m² (Nord) m² (Süd)» Heizzentrale (Nordgebäude)» ST Fläche: 73.6 m² (Nord)» PV Fläche: 52.5 m² (Nord) m² (Süd)» Zweistufige GW-WP mit Enthitzerschaltung» Großer Pufferspeicher: 6 m³» Fußbodenheizung, 35/30 C» Dezentrale TWW (52 C 55 C) Seite 4

5 Vom PlusenergieHaus zum PlusenergieQuartier Haus 2 Häuser Bilanzgrenze Quartier? Bilanzgrenze Seite 5

6 Net Zero Energie-Bilanz Netto - Plusenergie Speicher + Verteilung H + TWWW ST PV WP AUX Stromzähler netto Energie (gekauft/ verkauft) HHS + H: Heizung TWW: Trinkwarmwasser ST: Solarthermie PV: Photovoltaik WP: Wärmepumpe Aux: Hilfsenergie HHS: Haushaltsstrom Seite 6

7 Netto-Null und Plus-Energie» Netto-Null kann irreführend sein! EE Ertrag (z.b. PV) Plus NZEB Innsbruck Vögelebichl (NHT) Energiebedarf (z.b. Strom für H + TWW + Aux (+HHS)) Seite 7

8 Netto-Null und Plus-Energie» Netto-Null kann irreführend sein! EE Ertrag (z.b. PV) Plus PH + geringe Verluste + gute WP -> PV Dach Energiebedarf (z.b. Strom für H + TWW + Aux (+HHS)) NZEB Innsbruck Vögelebichl (NHT) Seite 8

9 Netto-Null und Plus-Energie» Netto-Null kann irreführend sein! EE Ertrag (z.b. PV) + PV Plus NEH + gute WP od. PH + hohe Verluste + mäßige WP -> PV Dach + Fassade NZEB Innsbruck Vögelebichl (NHT) PH + geringe Verluste + gute WP -> PV Dach Energiebedarf (z.b. Strom für H + TWW + Aux (+HHS)) Seite 9

10 Netto-Null und Plus-Energie» Netto-Null kann irreführend sein! e / [kwh/(m² a)] Netzstrombezug Niedrigenergiehaus NEH: 50 kwh/(m² a) Passivhaus PH: 35 kwh/(m² a) Monat NEH PH NZEB Innsbruck Vögelebichl (NHT) Seite 10

11 Netto-Null und Plus-Energie» Netto-Null kann irreführend sein! e / [kwh/(m² a)] Netzstrombezug PV NEH PV PH Monat NZEB Innsbruck Vögelebichl (NHT) Seite 11

12 Netto-Null und Plus-Energie» Netto-Null kann irreführend sein! e / [kwh/(m² a)] Netzstrombezug PV NEH PV PH Netto-Null PH Netto-Null NEH PV-Stromverkauf Monat NZEB Innsbruck Vögelebichl (NHT) Seite 12

13 Netto-Null und Plus-Energie e / [kwh/(m² a)]» Netto-Null kann irreführend sein! Netzstrombezug 27 kwh/(m² a) 16 kwh/(m² a) Netto-Null PH Netto-Null NEH PV-Stromverkauf Monat Zeitliche Bewertung z.b. mit monatlichen Primärenergie- Umrechnungsfaktoren NZEB Innsbruck Vögelebichl (NHT) Seite 13

14 Projektphasen» Phase 1: Konzepte für Wärmeversorgung für MFH im PH Standard, Ziel NZEB mit Wärmepumpe und EE» Phase 2: Simulationsstudie zur Optimierung des Anteils ST und PV» Phase 3: Realisierung» Phase 4: Monitoring - Verifizierung NZEB (Plusenergie)» Phase 5: Optimierung durch Gebäude- und Anlagensimulation» Phase 6: Design-Richtlinien für NZEB MFHs Seite 14

15 Strombedarf für GW-WP und Hilfsstrom abhängig von Größe ST (und PV) 1 (100 % entsprechen 140 m²) Energy/[MWh/a] E/[MWh/a] Strombedarf Electricity Demand (HP+Aux.) Stromertrag (PV) Electricity Yield (PV) PV Systemgröße, Rest ST m²fc % Solar Thermal Stromverbrauch (WP) und PV Ertrag Seite 15

16 Hydraulik Schema (vereinfacht), wie ausgeführt 74 m² HW (50 C) DHW plate HX DHW ( 45 C) SC (BH) BS (6 m³) (ca. 40 kw per flat) CW (10 C) 26 x HXSC FH 35 /30 C 152 m² PV HX 2 stage HP with hot gas de-superheating 4-Leitersystem mit GW-WP Niedertemperaturheizung (35 C) Dezentrale Frischwasserstationen (52 C) GW -HP Seite 16

17 Ablufttemperatur Test: Reduktion der VL-Temperatur ϑ / [ C] Auslegung (PHPP) 20 C T_Ab_Nord T_Ab_Sued Seite 17

18 Bilanz Thermische Energie 2017 HWB = 20.5 kwh/(m² a) TWW = 27.2 kwh/(m² a) Loss = 6.3 kwh/(m² a) ST = 11.5 kwh/(m² a) Speicherverluste TWW Heizung ST E [MWh] Zeit [Mon] Seite 18

19 Bilanz elektrische Energie (2017) Total = 36.2 MWh AUX = 11.0 MWh PV = 25.5 MWh Aux WP PV El / [kwh] Zeit / [Mon] Seite 19

20 Stromverbrauch und Hilfsenergien 2017: 36.2 MWh 3% 1% 17% WP Brunnenpumpe + Primärzirkulationspumpen Solarkreislaufpumpen 61% 12% 3% 3% Lüftung TWW-Zirkulationspumpe Heizungszirkulationspumpe Rest WP Kompressor Seite 20

21 Bilanz elektrische Energie nach Optimierung (Vorhersage) ohne Haushaltsstrom El Verbrauch (WP, Aux): 11.8 kwh el /(m² a) El Produktion (PV): 12.6 kwh/(m² AT a)) E / [kwh] Monat 0 Netto-Plus *) *) für Heizung, TWW, Aux. half aux. HP el opt PV Seite 21

22 Bilanz elektrische Energie nach Optimierung (Vorhersage) mit Haushaltsstrom (1500 kwh/whg) El Verbrauch (WP, Aux, Haushalt): 30.4 kwh el /(m² AT a) El Produktion (PV): 12.6 kwh/(m² AT a)) E / [kwh] Netto-Plus *) Monat Appliances half aux. HP el opt PV *) für Heizung, TWW, Aux., Haushaltsstrom 0 Seite 22

23 Bilanz elektrische Energie nach Optimierung (Vorhersage) mit Haushaltsstrom und zusätzlich PV in Südfassaden zusätzlich 300 m² (ca. 45 kw peak ) E / [kwh] Netto-Plus *) Monat Appliances half aux. HP el opt PV (roof + facade) *) für Heizung, TWW, Aux., Haushaltsstrom 0 Seite 23

24 Zusammenfassung und Schlussfolgerung im Geschosswohnbau im Quartier» NZEB (für Heizung und TWW) nach Optimierung erreichbar» Plusenergie (für Heizung und TWW) mit PV in Fassade» mit Haushaltsstrom schwierig» Für Plusenergie im Geschosswohnbau: mindestens PH Standard!» minimale Speicher- und Verteilverluste» sehr gute Wärmepumpe» Achtung: Hilfsenergien» robuste Konzepte und Qualitätssicherung Seite 24

25 Danksagung Dieses Projekt wurde finanziell von NHT, Innsbruck sowie durch die Landesförderung Tirol unterstützt. PHPP-Berechnungen und PH-Zertifizierung wurde von PHI Innsbruck durchgeführt. Die Autoren bedanken sich für die finanzielle Unterstützung des Österreichischen Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie und der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) durch die IEA Forschungskooperation (IEA HPT A49). Seite 25

26 Vielen Dank! Fragen? Seite 26