Sanierung eines Verwaltungsgebäudes mit Passivhauskomponenten Betriebserfahrungen

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Etta Berg
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1 16. Eckernförder Fachtagung 2013 Gebäude energetisch optimieren - Betriebserfahrungen Sanierung eines Verwaltungsgebäudes mit Passivhauskomponenten Betriebserfahrungen Margrit Schaede Institut Wohnen und Umwelt GmbH (IWU)

2 Institut Wohnen und Umwelt Forschungseinrichtung des Landes Hessen und der Stadt Darmstadt ca. 45 Mitarbeiter Forschungsthemen: Wohnen, Energie, integrierte nachhaltige Entwicklung Forschungsprojekte in der Grundlagen- und anwendungsorientierten Forschung für Kommunen, Länder, Bund, EU, Unternehmen Ansicht des neuen IWU-Hauses, das mit Passivhaus- Komponenten saniert wurde Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 2

3 Übersicht 1. Sanierung mit Passivhauskomponenten thermische Hülle 2. Anlagentechnik 3. Innovative Konzepte - Sommerlicher Wärmeschutz, Nachtlüftung - Passive Kühlung des Servers 4. Fazit Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 3

1. Zielsetzung Bild: Sanierung mit passivhaustauglichen Komponenten gemäß Förderprogramm des Landes Hessen: Zielwert 25 kwh/(m²a) (bezogen auf die

4 1. Zielsetzung Bild: Sanierung mit passivhaustauglichen Komponenten gemäß Förderprogramm des Landes Hessen: Zielwert 25 kwh/(m²a) (bezogen auf die Energiebezugsfläche = Nutzfläche + 60% der Verkehrs- und techn. Funktionsfläche) Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 4

5 1. Vorher - Nachher Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 5

6 1. Sanierung thermische Hülle Außenwand: 30 cm Neopor Dach: 40 cm EPS Perimeterdämmung 30 cm EPS Passivhausfenster Kellerdeckendämmung: 12 cm Mineralwolle Bild: Außenliegende Verschattung Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 6

1. Sanierung thermische Hülle - Ergebnisse Hohe Behaglichkeit Luftdichtheitsanforderung mit n 50 =0,59 1/h erfüllt Energiekennwert Heizwärme nach PHPP

7 1. Sanierung thermische Hülle - Ergebnisse Hohe Behaglichkeit Luftdichtheitsanforderung mit n 50 =0,59 1/h erfüllt Energiekennwert Heizwärme nach PHPP 16,5 kwh/m²a Nachträglich im Winter Probleme mit der Luftdichtheit der Fenster Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 7

1. Sanierung thermische Hülle - Ergebnisse Undichtigkeit der Fenster nimmt mit sinkender Außentemperatur zu 3.12.

8 1. Sanierung thermische Hülle - Ergebnisse Undichtigkeit der Fenster nimmt mit sinkender Außentemperatur zu T_Außen 0,3 C T_Außen -3,4 C Undichtigkeiten treten verstärkt auf der Südseite auf Verbesserungen durch: Tempern der Fenster durch den Hersteller der Fensterprofile Einstellen der Fenster Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 8

2. Sanierung Anlagentechnik Lüftungsanlage: 5.

9 2. Sanierung Anlagentechnik Lüftungsanlage: m³/h für Saal und Büroflächen Drehzahlgeregelte Ventilatoren 30 m³/(p*h) Zuluft in den Büros zentrale geschossweise Absaugung im Flur Lüftungsanlage stellt eine mindest-zuluft-temperatur sicher Heizung: Alte Heizkörper bleiben bestehen Heizungsanlage für den gesamten Komplex bleibt bestehen Bus-System: Anwesenheits- und Helligkeitsgesteuerte Beleuchtung Steuerung der Jalousien abhängig von Temperatur, Sonneneinstrahlung und Anwesenheit Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 9

10 2. Sanierung Anlagentechnik Ergebnisse Lüftungsanlage: Volumenstrom max m³/h für Saal und Büroflächen (0,55 Wh/m³) Grundlüftung: 950 m³/h (0,29 Wh/m³) Nutzungszeit: 1900 m³/h (0,28 Wh/m³) Nachtlüftung: 3000 m³/h (0,42 Wh/m³) Wochenende: keine Lüftung Wärmebereitstellungsgrad 81,6% Energieverbrauch in Wh/m³ 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Energieverbrauch Lüftungsanlage Grundverbrauch Lüftungs MSR 153 W Grundlüftung IWU Nutzungszeit IWU Nachtlüftung nur IWU Nachtlüftung IWU+Saal maximaler Volumenstrom Volumenstrom in m³/h Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 10

11 2. Sanierung Anlagentechnik Ergebnisse Heizwärme: Praxis zeigt, dass auf der Südseite fast nicht geheizt wird Heizwärmeverbrauch höher als berechnet, Ursachen: höhere Raumtemperaturen im Gebäude (ca. 22 C) unkontrollierte Wärmeabgabe durch ungedämmte Rohrleitungen und Überströmung unter dem Dach ungenaue Messung durch geringen Verbrauch bei großen Wärmemengenzählern Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 11

2. Sanierung Anlagentechnik - Ergebnisse Stromverbrauch: 24 kwh/(m²a) geringer als erwartet: Beleuchtung und Lüftung Optimierungspotenzial: Beleuchtung Optimierung der Einstellungen

12 2. Sanierung Anlagentechnik - Ergebnisse Stromverbrauch: 24 kwh/(m²a) geringer als erwartet: Beleuchtung und Lüftung Optimierungspotenzial: Beleuchtung Optimierung der Einstellungen Beleuchtungsstärke reduzieren Kraft Energieeffiziente Büroausstattung (50 W/Arbeitsplatz) Optimierung der Einstellungen von Druckern, Kopierern, Durchlauferhitzern, Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 12

13 2. Temperaturen im Winter Temperatur in C Temperatur in C Außen /Lufttemperatur Darmstadt Flur 1.OG Flur 2.OG Außen /Lufttemperatur Darmstadt Flur 1.OG Flur 2.OG ,5 größtenteils interne Gewinne , , Nov. 29. Nov. 30. Nov. 1. Dez. 2. Dez. 3. Dez. 4. Dez. 5. Dez. 0 Nov. 11 Dez Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 13

3. Sommerlicher Wärmeschutz Reduzierung der internen Wärmegewinne Verschattung durch Jalousien Bei Abwesenheit: komplett geschlossen Bei Anwesenheit Lichtlenkung zur Beleuchtung der Räume und Cut-Off

14 3. Sommerlicher Wärmeschutz Reduzierung der internen Wärmegewinne Verschattung durch Jalousien Bei Abwesenheit: komplett geschlossen Bei Anwesenheit Lichtlenkung zur Beleuchtung der Räume und Cut-Off für Blickkontakt nach außen Steuerung des Bypass der Lüftungsanlage abhängig von Außen- und Innentemperatur zur Kühlung des Gebäudes Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 14

15 3. Sommerlicher Wärmeschutz Nachtlüftung Öffnung eines Fensters pro Büro Einbruchschutz: im 1. OG durch Verstrebung, im EG keine Fensteröffnung Lüftungsanlage läuft mit 3000 m³/h Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 15

16 3. Sommerlicher Wärmeschutz Ergebnisse 35 Außen /Lufttemperatur Darmstadt Temp 1. OG Flur Temp 2. OG Flur Temperatur in C C Jul. 12 Aug. 12 Sep Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 16

17 3. Sommerlicher Wärmeschutz Ergebnisse Temperatur in C Temp Temp 1. OG 1. Flur OG Flur Büro6 1. OG Temperatur Außen /Lufttemperatur Büro6 1. OG Temperatur Darmstadt Temp 2. Temp OG Flur 2. OG Flur Büro7 2. OG Temperatur Büro7 2. OG Temperatur Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 17

18 3. Sommerlicher Wärmeschutz Ergebnisse Bypassregelung 35 Temp Außenluft Istwert Aussentemperatur Dachfuehler Temp 1. OG Flur Temp 2. OG Flur Klappe Bypass ZU : : : : : : : : :00 Temperaturen in C Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 18

3. Sommerlicher Wärmeschutz Ergebnisse Nachtlüftung Temp Temp 1. OG 1. Flur OG Flur Temp Temp 2. OG 2. OG Flur Flur Istwert Istwert TAUL TAUL Büro6 Freigabe 1.

19 3. Sommerlicher Wärmeschutz Ergebnisse Nachtlüftung Temp Temp 1. OG 1. Flur OG Flur Temp Temp 2. OG 2. OG Flur Flur Istwert Istwert TAUL TAUL Büro6 Freigabe 1. OG Temperatur Fensterantriebe 1OG Büro7 Freigabe 2. OG Temperatur Fensterantriebe 2OG Freigabe Fensterantriebe 1OG Freigabe Fensterantriebe 2OG 24,5 23,5 22,5 21,5 20,5 19,5 18,5 17,5 16,5 15,5 14,5 13,5 12,5 nur im 2. OG Fenster geöffnet 1. und 2. OG Fenster geöffnet : : : : : : : : : : : : :00 Temperaturen in C Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 19

20 3. Sommerlicher Wärmeschutz Optimierungspotenzial Steuerung der Jalousien Schwellwerte zur Aktivierung der Jalousien Stellung der Lamellen Lüftungsanlage Optimierung der Parameter der Nachtlüftung Temperaturen Volumenströme Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 20

21 3. Serverlüftung Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 21

22 3. Serverlüftung - Funktion Einschaltung bei T_Server > 28 C Ausschalten bei T_Server < 26 C Feuchtefühler Außenluft indirekt Abluft Außenluft direkt Bild: Umluft Server Abluftventilator Temperaturfühler Überströmöffnungen 3 Betriebsmodi: Außenluft direkt T_Außen <= 20 C Außenluft indirekt T_Außen <= 25 C und RH<=80% Sonst: Umluft Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 22

23 3. Serverlüftung - Messwerte Außenluft Temperatur Serverschrank Temperatur Freigabe Lueftung Server Jalousinklappe 1 in Serverraum AUF_ZU Jalousinklappe 2 in Kellerraum AUF_ZU ABL Server 3Wege Klappe AUF_ZU : : : : : : : : : : : : :00 Temperatur in C Zustand Jalousieklappen/Freigabe Serverlüftung Umluft Außenluft indirekt Außenluft direkt Abschaltung der Lüftung bei einer Servertemperatur unter 26 C Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 23

24 3. Serverlüftung Ergebnisse und Optimierungspotenzial Optimierung des bestehenden Konzeptes Reduktion der Strömungswiderstände in der Außenluftzuströmung Gitter Filter Erhöhung der Luftdichtheit des Raumverbundes Insbesondere im Altbau schwierig Erhöhung der eingebrachten Außenluft durch einen Zuluftventilator Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 24

25 4. Fazit Mängel bei der Umsetzung, nicht unbedingt auf neue Konzepte zurückzuführen Neue Konzepte funktionieren, Optimierungspotenzial vorhanden Um Effizienzpotenziale zu nutzen ist eine Planung übergreifend über die gesamten Gewerke der TGA notwendig muss die Planung auf Grundlage von eindeutigen, detaillierten und nachvollziehbaren Funktionsbeschreibungen erfolgen müssen die beschriebenen Funktionen innerhalb der ersten Betriebsjahre durch Planer und ausführende Firmen sichergestellt werden Sanierung mit PH-Komponenten - Betriebserfahrungen Margrit Schaede 25

26 Vielen Dank! Margrit Schaede Institut Wohnen und Umwelt GmbH

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