Wissenschaftliche Begleitforschung im Forschungsbereich Energie in Gebäuden und Quartieren

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1 Wissenschaftliche Begleitforschung im Forschungsbereich Energie in Gebäuden und Quartieren Herausforderungen für Gebäude und Quartiere von morgen Integration geförderter Projekte und Forschungsergebnisse in die Praxis Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dirk Müller

2 Interaktion Strom- und Wärmewende Strom KWK KWK EE FE EE FE Fokus 29 % der EE Begleitforschung: Energiesystemtechnik 12,5 % EE 2

3 ENERGIEWENDE Forschungsfragen zur Energiewende Hemmnisse beseitigen 2020 Gebäudehülle Gebäudehülle Aufwand / Umwelt Modullösung / Materialien

4 Forschungsfragen zur Energiewende Hemmnisse beseitigen 2020 Anlagentechnik Anlagentechnik Interoperabilität Systemlösung

5 Forschungsfragen zur Energiewende Hemmnisse beseitigen 2020 Gebäudetechnik Gebäudetechnik Solitäre Planung Interdiszipl. Planung

6 Forschungsfragen zur Energiewende Hemmnisse beseitigen 2020 Wirtschaftlichkeit Wirtschaftlichkeit Unsicherheit ROI Garantierte Einsparung

7 Forschungsfragen zur Energiewende Hemmnisse beseitigen 2020 Kommunikation Kommunikation Jeder für sich alleine Smart City

8 Forschungsfragen zur Energiewende Hemmnisse beseitigen 2020 Liegenschaft/Quartier A Liegenschaft/Quartier A Statische Planung B B Dynamische Planung

9 Forschungsfragen zur Energiewende Hemmnisse beseitigen 2020 Verbundlösung Verbundlösung Getrennte Betrachtung Lokale Netze

10 Forschungsfragen zur Energiewende Hemmnisse beseitigen 2020 Komfort / Akzeptanz Komfort / Akzeptanz Einschränkungen Mensch/Technik-Interaktion

11 Ansatzpunkte für Energieeffizienzmaßnahmen 65 % des Steigender EEV Anteil regenerativer Stromerzeugung Einfamilienhäuser Mehrfamilienhäuser 80 % des EEV Büro- und Verwaltungsgebäude Stadtquartier Bewertungsverfahren? Sonderbauten 35 % des Geringer EEV Anteil regenerativer Wärmeerzeugung 11

12 Beispiele aus der Praxis 12

13 Neubau: Wärmeschutz NEH Passivhaus 13

14 Zielfunktionswert (x) Lokale und globale Optimierung 120 Suchfortschritt Metaheuristik Lokales Minimum Globales Minimum Entscheidungsvariable x 14

15 Sanierungspakete für ein EFH als Ergebnis der Optimierung Komplett Sanierung, Sole-Wasser-WP, Solarthermie + Speicher Komplett Sanierung ohne Fenster, Gasbrennwert, Solarthermie + Speicher Dämmung OGD, KD 15

16 Primärenergieeinsparung Basis: Gebäude mit 5 cm Standarddämmung 16

17 Maßnahmen am Gebäudebestand Wohngebäude (ca. 65 % des Endenergieverbrauchs) Brennwerttechnik und Solarthermie Wärmepumpentechnik Kraft-Wärme-Kopplung Photovoltaik Wohnungslüftung Vernetzung der Systeme Nichtwohngebäude (ca. 35 % des Endenergieverbrauchs) Spezifisch geplante und gebaute Einzelstücke Komplexe Wärme- und Kälteerzeugung Bauteilintegrierte Heiz- und Kühlflächen Angepasste Lüftungs- und Klimaanlagen Hochwertige Regelungstechnik 17

18 Vom Gebäude zum Quartier 18

19 Fallbeispiel für ein Quartierskonzept Energieversorgung in Bottrop 19

20 Fallbeispiel für ein Quartierskonzept Ziele der Energieversorgung in Bottrop Reduktion CO 2 -Emissionen um 50% Synergieeffekte für Arbeit und Wohnen Energie- und Lastmanagement 20

21 Fallbeispiel für ein Quartierskonzept Technische Optimierung der Energieversorgung in Bottrop KWK / WP -Verbund Niedrige Hohe Kombination Verfügbarkeit mit erneuerbarer Abwärmenutzung Energien Therm. Speicher Elektr. Netz PV Industrie KWK Wärmepumpe Abwärme Wohnhaus Wohnhaus 21

22 Praxisbeispiel: Datenerhebung in einem Stadtquartier Energetischen Erfassung eines Stadtquartieres Vor-Ort-Begehung Analyseverfahren auf Basis von Open Source Quellen 22

23 Praxisbeispiel: Datenerhebung in einem Stadtquartier (Vor-Ort- Begehung Beispiel: Bestimmung der nicht-leitungsgebundenen Energieträger in einer Zechenhausiedlung 23

24 Praxisbeispiel: Datenerhebung in einem Stadtquartier Energetische Erfassung auf Basis von Open Source Erhebungsquellen Beispiel: Bestimmung Baualtersklasse 24

25 Praxisbeispiel: Datenerhebung in einem Stadtquartier Energetische Erfassung auf Basis von Open Source Erhebungsquellen Beispiel: Bestimmung Baualtersklasse

26 Zugriffsrechte Detaillierungsgrad Detaillierungsgrad Aufbau einer PtJ-Datenbank für alle BMWi Projekte mit Unterstützung der neue Begleitforschung (BF 2020) PtJ Datenbank Ansatz und Ziel: Jahreswerte Monatsmittelwerte Energiemonitoring Regelung (MPC) Nutzerverhalten Einzel gebäude (hochfrequent) Erzeuger Quartier (reduziert) Nutzerverhalten (detailliert) Darstellung + Visualisierung: Excel Tabelle Datenbankabfragen Online Dienste Schnittstellen Nutzer: Ministerium intern Forschungsnetzwerk Gebäudebetreiber Forschung & Lehre Öffentlichkeit 26

27 Die BF 2020 Ihr Ansprechpartner PtJ BMWi Nachwuchsförderung Begleitforschung Querschnittsauswertung Forschungsfragestellung Datenaufbereitung Strukturiertes Berichtswesen Trendanalyse Wissenstransfer Dienstleistung 27

28 Save the Date Kongress der Begleitforschung in Berlin, 30/

29 RWTH Aachen University, E.ON Energy Research Center Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik Mathieustraße 10, Aachen Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dirk Müller Tel.:

30 Ein Vortrag im Rahmen der Diese Seite darf nicht entfernt werden. Für die in diesen Unterlagen bereit gestellten Informationen kann keine Haftung übernommen werden. Die Verantwortung für die Inhalte in diesem Vortrag, auch urheberrechtlicher Natur, liegen bei der Referentin/dem Referent. Bei Fragen oder Ansprüchen kontaktieren Sie diese bitte direkt. Eine kommerzielle Weiterverbreitung darf nur nach schriftlicher Genehmigung der Rechteinhaberin erfolgen Referent(in) / Veranstalter(in) Die Leitveranstaltung der Energiewende in Deutschland fand in 2016 vom 11. bis zum 13. April im Ludwig Erhard Haus in Berlin statt. Weitere Informationen und viele Vortragsunterlagen zu über 300 Vorträgen aus 54 Veranstaltungen im Rahmen der Berliner ENERGIETAGE 2016 finden Sie unter