Sondergebiete  der Bauphysik und TGA in der Architektur  

Planungsinstrumente   

Inhaltsverzeichnis   

INHALTSVERZEICHNIS   3

1.  ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS  4

2.  EINFÜHRUNG  6

3.  BESTANDSGEBÄUDE  8

3.1  DATENERFASSUNG  11

4.  ERSTELLUNG ENERGIEAUSWEIS BESTANDSGEBÄUDE  12

5.  SANIERUNGSMAßNAHMEN  17

5.1  MAßNAHME 1: DÄMMUNG AUßENWÄNDE, DACH KELLERDECKE  17

5.2  MAßNAHME 2: NEUE FENSTER  18

5.3  MAßNAHME 3: OPTIMIERUNG DER ANLAGENTECHNIK  19

5.4  MAßNAHME 4: INSTALLATION SOLARTHERMIEANLAGE  19

5.5  MAßNAHME 5.1: KOMBINATION DER EINZELMAßNAHMEN  20

5.5.1  Maßnahme 5.2: Kombination der Einzelmaßnahmen Wärmepumpe  21

5.6  EMPFEHLUNG  21

5.7  ZUSAMMENFASSUNG  22

6.  WÄRMEBRÜCKENBERECHNUNG.  24

6.1  VORGEHENSWEISE BEI DER SIMULATION  25

6.2  ERGEBNISSE DER BERECHNUNG  26

7.  GEBÄUDESIMULATION MIT TRNSYS  28

7.1  VORGEHENSWEISE BEI DER SIMULATION DES GEBÄUDES  29

7.2  VORGEHENSWEISE BEI DER IMPLEMENTIERUNG EINER LÜFTUNGSANLAGE  31

7.3  VERGLEICH DER TRNSYS UND EPASS-HELENA ERGEBNISSE  33

8.  AUSLEGUNG SOLARANLAGE MIT T-SOL  36

9.  FAZIT  37

10.  LITERATURVERZEICHNIS  39

3  Alexander Liebram  

Studiengang  Regenerative Energie Energieeffizienz  

1. Abkürzungsverzeichnis ƒ p -Primärenergiefaktor ΔU WB -Wärmebrückenkorrekturfaktor λ -Wärmeleitfähigkeit ρ -Rohdichte Ψ -linienförmige Wärmebrücke ° -Grad A -Fläche a -Jahr bzw. -beziehungsweise C -Celsius c p -spezifische druckabhängige Wärmekapazität cm -Zentimeter Co. -Kollegen CO 2 -Kohlendioxid dena -Deutsche Energie Agentur DIN -Deutsche Industrie Norm Dr. -Doktor EN -europäische Norm EnEV -Energieeinsparverordnung f -Temperaturfaktor g -Gesamtenergiedurchlassgrad GmbH -Gesellschaft mit beschränkter Haftung h -Stunde H T -Transmissionswärmeverluste

-International Organization of Standardization ISO J -Joule

JPEG -Joint Photographic Experts Group (Bild-Datei) K -Kelvin Kg -Kilogramm KG -Kommanditgesellschaft kJ -Kilojoule kWh -Kilowattstunde l -Liter m² -Quadratmeter mm -Millimeter OG -Obergeschoss OSB -orientated strand board (Platte aus ausgerichteten Spänen) PDF -Portable Document File PE -Polyethylen TRNSYS -Transient Systems Simulation (instationäre Systemsimulation) txt -Textdatei U -Wärmedurchgangskoeffizient USA -United States of America (Vereinigte Staaten von Amerika) usw. -und so weiter W -Watt WÜT -Wärmeüberträger z.B. -zum Beispiel xls -Excel Datei ZUB -Zentrum für umweltbewusstes Bauen

2. Einführung

Neben der Nutzung von regenerativ erzeugten Energien ist ein weiterer Aspekt der Schonung der Ressourcen und Senkung des CO 2 -Ausstosses die effiziente Nutzung der Energien. Energie wird zum einen dafür verwendet, industrielle Prozesse in Gang zu setzen um Produkte zu erstellen. Zum anderen ist aber die Technische Gebäudeausrüstung in Immobilien ein großer Energieverbraucher, oder um in der Wortwahl korrekter zu bleiben, ein wichtiger Energiewandler. Denn Gebäude benötigen in der Regel Energie für die Beleuchtung, Raumheizung, Klimatisierung und Lüftung, sowie die Mess,- Steuer- und Regeltechnik. Um das Ziel der Bundesregierung, bis 2020 den CO 2 -Ausstoss um 20% zu senken, erfüllen zu können, muss neben der Förderung der regenerativen Energien auch dafür gesorgt werden Neubauten so zu gestalten, dass möglichst wenig Energie zum Betrieb benötigt wird bzw. verloren geht.

¹ Abbildung 2: Entwicklung des maximal zulässigen Primärenergiebedarfs

Um diese Zielstellung umzusetzen und rechtlich zu verankern wurde die Energieeinsparverordnung (EnEV) verabschiedet. Aktuell ist die EnEV 2009 die verbindliche gültige Fassung, die jedoch 2012 novelliert werden wird, wobei die Anforderungen nochmals um 30% verschärft werden. Die Energieeinsparverordnung kann in zwei Teile unterschieden werden. Zum einen existiert die EnEV für Wohngebäude wie Einfamilienhäuser, Wohnheime und Altenheime, zum anderen gibt es eine Fassung für Nichtwohngebäude wie Büro- und Verwaltungsgebäude, Schulen, Theater und andere. Die Energieeinsparverordnung ist bei einem Neubau einzuhalten, sowie im Bestand wenn es zu einer Sanierung oder Erweiterung eines Gebäudes kommt, wobei die Erneuerung mehr als 10% der

¹ Quelle stammt aus Vorlesungsunterlagen von Dipl.-Ing. Christina Sager für das Seminar „Energieeffizientes

Planen und Bauen“

Bauteilfläche ausmacht. Die EnEV stellt die Anforderung, dass gemäß eines Referenzbaus der maximal zulässige Jahresprimärenergiebedarf des zu bewertenden Gebäudes nicht überschritten wird. Berechnet wird der Primärenergiebedarf nach der DIN V 4108-6 und DIN V 4701-10. Hier wird im Monatsbilanzverfahren errechnet wie viel Energie durch die Gebäudehülle nach außen dringt und somit als Verlust angesehen werden kann und wie viel Energie die Anlagentechnik zum Betrieb benötigt. Im speziellen stellt die EnEV folgende Anforderungen:

• bestimmter flächenbezogener Primärenergiebedarf muss unterschritten werden

• Transmissionswärmeverluste dürfen ein festgesetztes Maß nicht überschreiten

• der sommerliche Wärmeschutz muss eingehalten werden

• die Gebäudehülle muss dauerhaft luftdicht ausgebildet sein

• ein Mindestluftwechsel muss garantiert sein

• Wärmebrückeneinflüsse sollen verringert werden. 2

unterbreiten, sodass die Richtlinien der Energieeinsparverordnung 2009 erfüllt werden. Im zweiten

² vergleiche Literaturverzeichnis [1] S. 3 - 16

Programm TRNSYS modelliert werden. Die Ergebnisse der beiden unterschiedlichen Programme werden abschließend vergleichend gegenübergestellt.

3. Bestandsgebäude

Da die Familie einer Kommilitonin die Intension hat ihr Gebäude zu sanieren, habe ich mich dazu entschieden diese Immobilie für die Hausarbeit zu verwenden. Es handelt sich hierbei um ein Reihenhaus in Altenholz, unweit von Kiel.

Das Gebäude wurde 1982 errichtet und besteht aus

einem ungeheizten Obergeschoss und einem Studio im Dachgeschoss. Bei dem Dach handelt es sich um ein nach Süden ausgerichtetes Pultdach, welches ungedämmt ist und mit Welleternit eingedeckt ist (Berliner Welle). Die Außenwände bestehen aus einem 37,5 cm starken Kalksandstein Sichtmauerwerk, das heißt es befindet sich keine Dämmung an den Wänden, lediglich innen ist ein Gipsputz aufgetragen. Die Außenwände liegen in östlicher sowie westlicher Richtung. Die Wand im Süden grenzt an ein beheiztes Nachbarhaus mit der gleichen Geometrie, wodurch hier keine Transmissionswärmeverluste auftreten. Die Wand im Norden grenzt zwar auch an ein beheiztes Gebäude in gleicher Bauweise,

allerdings ist dieses Haus etwas versetzt, sodass dort eine schmale Außenwand entsteht. Als Fenster wurden farbig lasierte Holzrahmenfenster mit Doppelscheibenisolierglas verbaut.

Die Anlagentechnik wurde 2008 erneuert, so dass ein moderner mit Gas arbeitender Brennwertkessel vorhanden ist der zur Raumheizung und Erwärmung des Trinkwassers verwendet wird. Es ist allerdings kein Pufferspeicher für die Heizungsanlage vorhanden. Das Trinkwasser wird im Durchlauferhitzer-Prinzip erwärmt, weswegen auch hier kein Speicher vorhanden ist. Die Wärmeübergabe erfolgt im ganzen Gebäude über Flächenheizungen in Form von Fußbodenheizungen. Aus diesem Grund beträgt die Vorlauftemperatur 50°C und die Rücklauftemperatur 30°C.