Integration als Schluessel_BPH.pdf - Technische Universität Wien
Integration als Schluessel_BPH.pdf - Technische Universität Wien
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Plusenergiehäuser der Zukunft<br />
<strong>Integration</strong> <strong>als</strong> Schlüssel zu<br />
Plusenergiegebäuden der Zukunft<br />
Thomas Bednar<br />
2010
Institut für Hochbau und Technologie<br />
<strong>Technische</strong> <strong>Universität</strong> <strong>Wien</strong><br />
www.iht.tuwien.ac.at<br />
Baustofflehre,<br />
Werkstofftechnologie<br />
und Brandsicherheit<br />
Prof. Schneider<br />
Bauphysik und<br />
Schallschutz<br />
Prof. Bednar<br />
www.bph.tuwien.ac.at<br />
Baumechanik und<br />
Baudynamik<br />
Prof. Bucher<br />
Hochbaukonstruktionen und<br />
Bauwerkserhaltung<br />
Prof. Kolbitsch<br />
2
Plusenergiehäuser - <strong>Integration</strong> <strong>als</strong> Schlüssel<br />
Erfahrungen mit Niedrigstenergiegebäuden / Passivhäusern<br />
Plusenergiehäuser<br />
Ziele<br />
Methoden<br />
Qualitätssicherung<br />
Inbetriebnahme<br />
Ausbildung<br />
3
Erfahrungen mit Niedrigstenergiegebäuden<br />
DRE<br />
<strong>Wien</strong>, Dreherstrassse<br />
UTE<br />
<strong>Wien</strong>, Utendorfgasse<br />
KAM,<br />
<strong>Wien</strong>, Kammelweg
„PH-Grenze“<br />
auf Fernwärme<br />
umgerechnet<br />
Objekte<br />
sind sehr<br />
vergleichbar<br />
2009 Okt07-Sep08 Okt08-Sep09<br />
Gemessener Energieverbrauch<br />
Alle Objekte zeigen einen sehr geringen Primärenergiebedarf für Heizung und Warmwasser<br />
Haushaltsstrom und Lift/Stiegenhausbeleuchtung/Pumpen/Ventilatorstrom gleiche Größenordnung
Haushaltsgeräte<br />
auf Fernwärme<br />
umgerechnet<br />
Lift, Stiegenhaus,<br />
Pumpen,...<br />
Warmwasser<br />
Raumheizung<br />
2009 Okt07-Sep08 Okt08-Sep09<br />
Gemessener Energieverbrauch<br />
Alle Objekte zeigen einen sehr geringen Primärenergiebedarf für Heizung und Warmwasser<br />
Haushaltsstrom und Lift/Stiegenhausbeleuchtung/Pumpen/Ventilatorstrom gleiche Größenordnung
Erfahrungen mit Niedrigstenergiegebäuden<br />
Meßergebnisse bestätigen die Hoffnung in die Konzepte!<br />
Bessere Innenluftqualität (keine Schimmelpilzbildung mehr...)<br />
Detaillierte Berechnungen führen zu guter Übereinstimmung mit den Meßwerten<br />
Annahmen zum Nutzerverhalten sind an die Realität anzupassen<br />
(Raumtemperatur, Warmwasserverbrauch, Haushaltsgeräte,...)<br />
Strombedarf von Lüftungsanlagen ist höher <strong>als</strong> erwartet<br />
Druckverlustberechnungen werden zu selten durchgeführt<br />
Anlagenlaufzeit ist höher <strong>als</strong> erwartet wegen der Entlüftung von WC‘s und Bädern<br />
Anlagenverluste dominieren den Energiebedarf!
Plusenergiehäuser - <strong>Integration</strong> <strong>als</strong> Schlüssel<br />
Ausbildung PlanerInnen<br />
Planung Ausführung Inbetriebnahme<br />
Ausbildung Firmen<br />
Ziele (Kosten, Energie, Behaglichkeit, Ökologie,...)<br />
Methoden (Rechenverfahren?, Ertragsprognose?, Lebensstil?)<br />
Qualitätssicherung<br />
Inbetriebnahme<br />
NutzerInneninformation<br />
8
Energiebedarf / Energiekennzahlen<br />
Bauordnung, Förderung<br />
standardisierte Annahmen zum Lebensstil<br />
Analyse der Wirtschaftlichkeit<br />
An die NutzerInnen angepaßter Lebensstil<br />
Risikobeurteilung besonders bei Bestandsveränderungen<br />
Bauteilversagen<br />
9
Sicherheitskonzepte und Lebensdauerprognose<br />
Dauerhaftigkeit von Flachdächern
Sicherheitskonzepte und Lebensdauerprognose<br />
Dauerhaftigkeit von Flachdächern
Sicherheitskonzepte und Lebensdauerprognose<br />
Risiko:<br />
Verminderung des sommerlichen Austrocknungspotenti<strong>als</strong> durch<br />
Beschattung der Oberflächen<br />
-> Forschungsprojekt zusammen mit Holzforschung Austria<br />
Publikation eines Handbuchs und einer Methode zur<br />
Planung von dauerhaften Flachdächern noch heuer
Hygrothermal Component Behaviour ‐ Renovation
Entwicklung von Simulationsverfahren<br />
Materialdaten<br />
Kriterien<br />
Rechenverfahren<br />
Wichtige fehlende Schritte:<br />
Luftströmungen<br />
Schlagregen<br />
Materialdaten bei Bestandsgebäuden
Aktuelles Projekt: ÖNORM PLUS ENERGIE - Methodenweiterentwicklung<br />
TU <strong>Wien</strong>, MA39, Umweltbundesamt, Schöberl&Pöll GmBh<br />
E t<br />
Bilanzgrenze Gebäudetechnisches<br />
System<br />
E b<br />
Bilanzgrenze Bedarf<br />
Stromnetz<br />
Kohle<br />
Erdöl<br />
Gas<br />
Biomasse<br />
Lieferung<br />
Elektr. Energie<br />
Lieferung<br />
Therm. Energie<br />
Photovoltaik<br />
Wind<br />
Solarthermie<br />
Heizkessel<br />
KWK<br />
Kältemaschine<br />
Wärmepumpe<br />
Verteilung Speicherung Transport<br />
Geräte<br />
Beleuchtung<br />
Warmwasser<br />
Kochen<br />
Heizen<br />
Kühlen<br />
Lüften<br />
Müll<br />
Fernwärme<br />
Fernkälte<br />
Produktionsanlage<br />
E d<br />
Bilanzgrenze Fernwärme/Fernkälte<br />
Konversionsmöglichkeit auf Primärenergie,<br />
Treibhausgasemissionen oder Energieträgerkosten<br />
IEA Annex 53 – „Total energy use in buildings“<br />
ISO TC 163 ISO TC 205
Plus-Energie Bürogebäude – Beispiel „Getreidemarkt“<br />
• Optimierung der Gebäudehülle<br />
• Maximale Tageslichtausnutzung<br />
• Minimale Kühllasten<br />
• Minimale Heizlasten<br />
• Synergie aus Fensterfläche, Sonnenschutz und opaken Bauteilen<br />
• Optimierung der Gebäudetechnik:<br />
• Minimierung der Anlagenverluste<br />
• Hocheffiziente RLT-Anlage<br />
• Minimierung der Einsatzzeit von Kältemaschinen durch Nachtlüftungskonzepte<br />
• Lichtplanung<br />
• Beleuchtung des Sehaufgabenbereichs nicht der Fläche<br />
• Hocheffiziente Lifte<br />
• Wegfall von Warmwasserspeichern<br />
Quelle: www.bing.com/maps<br />
• Green IT Server und Computer<br />
• Minimierung der Leistung der Geräte<br />
• Minimierung des Stand-By<br />
• Teeküche<br />
• Minimierung der Leistung aller Küchengeräte<br />
• Einsatz energieeffizienter Bürogeräte<br />
• Optimierung der Kopierer, Flatscreens ,...<br />
• Brandmeldeanlage<br />
• Beleuchtung der Sicherheitsleuchten bzw. der Notbeleuchtung<br />
nur im Falle eines Notfalls<br />
• Minimierung der Lebenszykluskosten über 10 bis 50 Jahre
Plus-Energie Bürogebäude - Überschußeinspeisung<br />
Leistung in W Sommer<br />
90000<br />
80000<br />
70000<br />
60000<br />
PV-Ertrag<br />
Verbrauch<br />
t<br />
a<br />
W<br />
50000<br />
40000<br />
30000<br />
20000<br />
10000<br />
0<br />
1 3 5 7 9 11131517192123 1 3 5 7 9 11131517192123 1 3 5 7 9 11131517192123 1 3 5 7 9 11131517192123 1 3 5 7 9 11131517192123 1 3 5 7 9 11131517192123 1 3 5 7 9 1113151719 21 23<br />
Wochenende<br />
Uhrzeit<br />
-> Gebäudeübergreifende Energiesysteme
Plus-Energie Bürogebäude – Beispiel „Getreidemarkt“<br />
• Optimierung der Gebäudehülle<br />
• Maximale Tageslichtausnutzung<br />
• Minimale Kühllasten<br />
• Minimale Heizlasten<br />
• Synergie aus Fensterfläche, Sonnenschutz und opaken Bauteilen<br />
• Optimierung der Gebäudetechnik:<br />
• Minimierung der Anlagenverluste<br />
• Hocheffiziente RLT-Anlage<br />
• Minimierung der Einsatzzeit von Kältemaschinen durch Nachtlüftungskonzepte<br />
• Lichtplanung<br />
• Beleuchtung des Sehaufgabenbereichs nicht der Fläche<br />
• Hocheffiziente Lifte<br />
• Wegfall von Warmwasserspeichern<br />
Bedarfsreduktion<br />
• Green IT Server und Computer<br />
• Minimierung der Leistung der Geräte<br />
• Minimierung des Stand-By<br />
• Teeküche<br />
• Minimierung der Leistung aller Küchengeräte<br />
• Einsatz energieeffizienter Bürogeräte<br />
• Optimierung der Kopierer, Flatscreens ,...<br />
Produktion vor Ort<br />
Quelle: www.bing.com/maps<br />
• Brandmeldeanlage<br />
• Beleuchtung der Sicherheitsleuchten bzw. der Notbeleuchtung<br />
nur im Falle eines Notfalls<br />
• Minimierung der Lebenszykluskosten über 10 bis 50 Jahre
Mikroklima am Standort<br />
Umgebungslärm<br />
Wind<br />
Solarstrahlung<br />
Temperatur, Luftfeuchte<br />
Behörden<br />
z.B. Bauordnung<br />
Fördergeldgeber<br />
Architektur<br />
Bauphysik<br />
Lichtplanung<br />
Gebäudetechnik<br />
Statik<br />
Facility Management<br />
Auditor - Nachhaltigkeit<br />
Chemikalienmanagement<br />
Bauherr/Bauherrin<br />
Ausführende Firmen<br />
Netzbetreiber<br />
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Ausbildung<br />
20