Einfluss des Klimawandels auf das Gebäudeverhalten: Eine energetische und ökonomische Betrachtung


Masterarbeit, 2012

131 Seiten, Note: 1,0


Leseprobe

Inhalt

Vorwort

Abkurzungsverzeichnis

1. Aufgabenstellung

2. Einleitung

3. Bestandsaufnahme
3.1 Gebaudedaten
3.2 BaulicherZustand
3.2.1 AuRenwande
3.2.2 Kellerdecke
3.2.3 Dach
3.2.4 Fenster und Turen
3.2.5 Zusammenfassung baulicher Zustand
3.3 Anlagentechnischer Zustand
3.4 Energetische Bewertung

4. SanierungsmaBnahmen
4.1 DammungAuRenwande
4.2 Dammung Dach
4.3 DammungKellerdecke
4.4 Anlagentechnische Sanierung
4.5 Kombination der MaRnahmen
4.6 Weitere Anmerkungen und Empfehlungen

5. Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
5.1 Wirtschaftlichkeit AuRenwandsanierung
5.2 Wirtschaftlichkeit Dachsanierung
5.3 Wirtschaftlichkeit Kellerdeckensanierung
5.4 Wirtschaftlichkeit Anlagentechnik
5.5 Wirtschaftlichkeit aller SanierungsmaRnahmen
5.6 Wirtschaftlichkeit in Zukunft

6. Simulation des thermischen Gebaudeverhaltens
6.1 ModellierunginIDAICE
6.2 Bearbeitung der Klimadatensatze
6.3 Entwicklung des Heizwarmebedarfs im Winterhalbjahr in der Zukunft
6.4 Entwicklung des thermischen Gebaudeverhaltens im Sommerhalbjahr
6.5 Parametervariation Nachtluftwechsel und Fc-Wert um Einfluss aufsommerlichesVerhalten zu prufen
6.6 Parametervariation Steuerung Sonnenschutz um Einfluss auf sommerliches Verhalten zu prufen
6.7 Parametervariation Gebaudestandort um Einfluss auf sommerliches Verhalten zu prufen

7. Softwarevergleich EPASS Helena und IDA ICE

8. Probleme mit der Simulationssoftware

9. Fazit

10. Selbstandigkeitserklarung

11. Literaturverzeichnis

12. Tabellenverzeichnis

13. Abbildungsverzeichnis

14. Anhang -87­14.1 Entwicklung Heizwarmebedarf 2035 in Bezug auf 2011
14.2 Wirtschaftlichkeitskennwerte 2035 in Bezug auf 2011
14.3 Wirtschaftlichkeit
14.4 Sommerliches Verhalten in den relevanten Raumen
14.5 Steuerungskonzept der Nachtluftung
14.6 Softwarevergleich mit Bezug auf den Heizwarmebedarf

Vorwort

Fur die Hilfe und Unterstutzung bei der Erarbeitung derThematik mochte ich mich bei dem Leiter des Fachgebiets Bauphysik, Herrn Prof. Dr.-lng. Anton Maas sowie bei meinem Betreuer Herrn Dipl.-lng. Stephan Schlitzberger bedanken.

Mein besonderer Dank gilt meinen Eltern, die es mir durch jahrelange Unterstutzung ermoglicht haben auch in schwierigen Situationen mein Studium erfolgreich fortzufuhren.

1. Aufgabenstellung

Die Bewertung von Gebauden hinsichtlich der baulichen und anlagentechnischen Ausfuhrung sowie die Vorgabe entsprechender Anforderungswerte erfolgt derzeit in Deutschland fur Neubauten und fur zu sanierende Bestandsgebaude auf Grundlage der Energieeinsparverordnung 2009 (EnEV 2009). Eine Referenzbau- und -anlagentechnik definiert hierbei den EnEV-Gebaudestandard als Anforderungswert in Bezug auf die primarenergetische Gesamtbilanz. Hierbei wird fur den offentlich-rechtlichen Nachweis zur Einhaltung dieser Anforderungen vor dem Hintergrund einer Vergleichbarkeit fur das gesamte Bundesgebiet ein einheitliches Referenzklima zugrunde gelegt und im Rahmen einer Monatsbilanz der Energiebedarf eines Gebaudes berechnet.

Die reale Variabilitat der klimatologischen Verhaltnisse in Abhangigkeit vom tatsachlichen Standort eines Gebaudes bleibt hierbei unberucksichtigt und Aussagen zur Abhangigkeit einzelner energetischer BilanzgroRen vom zugrunde gelegten Klima und hieraus gegebenenfalls abgeleitete Bewertungen zur Wirtschaftlichkeit konnen dabei nicht getroffen bzw. abgeleitet werden.

Durch die im Fruhjahr 2011 erfolgte Veroffentlichung von neuen Referenzklimadatensatzen durch den Deutschen Wetterdienst (DWD) sind individuelle standortabhangige Bewertungen moglich, wobei neben einer Einteilung Deutschlands in 15 Klimaregionen erstmals auch ein stadtischer Einfluss im Vergleich zum landlichen Klima abbildbar ist. Neben Klimadatensatzen, die fur jede Klimaregion aktuelle mittlere und extreme Verhaltnisse beschreiben, werden auch Daten bereitgestellt, die ein sogenanntes Zukunftsklima beschreiben, welches die Klimaveranderung bis zum Jahr 2035 beschreiben soll.

Im Rahmen der Aufgabenstellung soll fur unterschiedliche Gebaudestandards, zum einen den unsanierten Ausgangsfall und das nach den Anforderungen an die EnEV 2009 sanierte Objekt, der Einfluss der Verwendung unterschiedlicher Klimadaten auf einzelne BilanzgroRen dargestellt werden. Hierzu sollen vergleichende Berechnungen in Form von dynamischen Simulationsrechnungen auf Stundenbasis angestellt und fur ausgewahlte Falle den Ergebnissen einer jeweils entsprechenden Monatsbilanzierung gegenubergestellt werden. Die Gegenuberstellung soll hierbei prufen, ob durch die Monatsbilanzen qualitativ und quantitativ vergleichbare Tendenzen und Abhangigkeiten abgebildet werden.

Im Einzelnen sollen folgende Teilbereiche bearbeitet werden:
- Berechnungen unter Verwendung des EnEV-Referenzklimas fur vorgegebene Gebaudegeometrien
- Erstellung der Klimadatensatze fur dynamische Simulationsrechnungen auf Stundenbasis und fur statische Berechnungen einer Monatsbilanz
- Durchfuhrung, Dokumentation und Auswertung der Berechnungen unter Verwendung der generierten Klimadatensatze im Vergleich zum EnEV-Referenzklima
- Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von Sanierungsvarianten in Abhangigkeit von klimatologischen Berechnungsrandbedingungen fur ein reales Beispielgebaude.
- Beschreibung des Verhaltens des Gebaudes fur das Sommer-, wie auch das Winterhalbjahr.

2. Einleitung

Neben der Nutzung von regenerativ erzeugten Energien ist ein weiterer Aspekt zur Schonung der Ressourcen und Senkung des C02-Ausstosses die effiziente Nutzung der Energien. Energie wird zum einen dafur verwendet, industrielle Prozesse in Gang zu setzen um Produkte zu erstellen. Zum anderen ist aber die technische Gebaudeausrustung in Immobilien ein grower Energieverbraucher, oder um in der Wortwahl korrekter zu bleiben, ein wichtiger Energiewandler. Denn Gebaude benotigen in der Regel Energie fur die Beleuchtung, Raumheizung, Klimatisierung und Luftung, sowie die Mess,- Steuer- und Regeltechnik. Um das Ziel der Bundesregierung, bis 2020 den C02-Ausstoss um 20% zu senken, erfullen zu konnen, muss neben der Forderung der regenerativen Energien auch dafur gesorgt werden Neubauten so zu gestalten und Bestandsgebaude so zu modernisieren, dass moglichst wenig Energie zum Betrieb benotigt wird bzw. verloren geht.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Entwicklung des maximal zulassigen Primarenergiebedarfs[1]

Um diese Zielstellung umzusetzen und rechtlich zu verankern wurde die Energieeinsparverordnung (EnEV) verabschiedet. Aktuell ist die EnEV 2009 die verbindliche gultige Fassung. Die Energieeinsparverordnung kann in zwei Teile unterschieden werden. Zum einen existiert die EnEV fur Wohngebaude wie Einfamilienhauser, Wohnheime und Altenheime, zum anderen gibt es eine Fassung fur Nichtwohngebaude wie Buro- und Verwaltungsgebaude, Schulen, Theater und andere. Die Energieeinsparverordnung ist bei einem Neubau einzuhalten, sowie im Bestand wenn es zu einer Sanierung oder Erweiterung eines Gebaudes kommt, wobei die Erneuerung mehr als 10 % der Bauteilflache ausmacht. Die EnEV stellt die Anforderung, dass[1] gemaR eines Referenzbaus der maximal zulassige Jahresprimarenergiebedarf des zu bewertenden Gebaudes nicht uberschritten wird und ein mittlerer U-Wert der warmeubertragenden Hullflachen eingehalten wird. Berechnet wird der Primarenergiebedarf nach der DIN V 4108-6 und DIN V 4701-10. Hier wird im Monatsbilanzverfahren errechnet wie viel Energie durch die Gebaudehulle nach auRen dringt und somit als Verlust angesehen werden kann und wie viel Energie die Anlagentechnik zum Betrieb benotigt. Im speziellen stellt die EnEV folgende Anforderungen:

- bestimmter flachenbezogener Primarenergiebedarf muss unterschritten werden
- Transmissionswarmeverluste durfen ein festgesetztes MaR nicht uberschreiten
- der sommerliche Warmeschutz muss eingehalten werden
- die Gebaudehulle muss dauerhaft luftdicht ausgebildet sein
- ein Mindestluftwechsel muss garantiert sein
- Warmebruckeneinflusse sollen verringert werden.[2]

Aus der Berechnung eines Gebaudes nach der Energieeinsparverordnung resultiert der Energieausweis. Dieser ist bei Verkauf oder Vermietung dem potentiellen neuen Mieter respektive Eigentumer vorzulegen. Das heiRt, dass ein positiver Beleg im Energieausweis durchaus auch ein Marketinginstrument fur eine Immobilie darstellt. Der ausgestellte Energieausweis ist fur die Zeitspanne von zehn Jahren gultig. Zum berechnen kann man verschiedene zertifizierte Softwareanwendungen nutzen.

Die vorliegende Masterarbeit hat zum Thema, fur ein Bestandsgebaude die Ist-Situation zu analysieren, um im Anschluss daran Sanierungsvorschlage zu unterbreiten, sodass die Richtlinien der Energieeinsparverordnung 2009 erfullt werden. Auf den Sanierungsvorschlagen basierend wurden Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen durchgefuhrt. Weitergehend wurde das Gebaude in einer Simulationsumgebung nachgebildet um stundliche Werte zu generieren. Die betrachteten BilanzgroRen sind fur den Winterfall der Heizwarmebedarf und fur das sommerliche Verhalten die Uberschreitungshaufigkeiten und die Hohe der Uberschreitung. AuRerdem wurden die Ergebnisse der genaueren Simulationsrechnung und die des Monatsbilanzverfahrens gegenubergestellt.

Um die entscheidenden BilanzgroRen einordnen zu konnen werden diese nachfolgend erlautert.

- Primarenergiebedarf:
- Gesamte Energiemenge die benotigt wird um Endenergie zu decken, unter der Berucksichtigung der Energiemenge, die durch vorgelagerte Prozessketten auRerhalb der Systemgrenze Gebaude bei Erzeugung, Umwandlung, Speicherung, Verteilung und Ubergabe verloren geht.[3]
- Einheit: kWh/(m2a)
- Endenergiebedarf:
- Energiemenge, die notig ist um gewunschte Rauminnentemperatur, Beleuchtungsqualitat und Wassererwarmung ganzjahrig sicherzustellen unter Berucksichtigung des Heizwarmebedarfs und der Verluste des Heizungssystems, sowie des Warmwasserbedarfs und der Verluste des Warmwassersystems. Die benotigte Hilfsenergie (z.B. fur Pumpen) ist mit einbezogen. Die Endenergie wird an der Schnittstelle Gebaude ubergeben.[4]
- Einheit: kWh/(m2a)
- Heizwarmebedarf:
- rechnerisch ermittelter Warmebedarf, der zur Aufrechterhaltung der festgelegten thermischen Raumkonditionen innerhalb einer Gebaudezone wahrend der Heizzeit benotigt wird.[5]
- Einheit: kWh/(m2a)
- spezifischeTransmissionswarmeverluste:
- mittlerer Warmedurchgangskoeffizient (siehe U-Wert) uber die gesamte warmeubertragende Hullflache des Gebaudes.
- Einheit: W/(m2|<)
- U-Wert:
- Warmedurchgangskoeffizient, der beschreibt wie viel Energie uber einen Quadratmeter Flache eines AuRenbauteils bei einem Temperaturunterschied von einem <elvin verloren geht
- Einheit: W/(m2K)
- Uberschreitungshaufigkeit:
- gibt quantitativ an, in wie vielen Stunden eine Grenztemperatur im Innenraum uberschritten wird. o Einheit: h
- Ubertemperaturgradstunde:
- Erweiterung der Uberschreitungshaufigkeit um deren Hohe, wo durch qualitative Aussagen uber die Hohe der Uberschreitung moglich sind. o Einheit: Kh

3. Bestandsaufnahme

3.1 Gebaudedaten

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bei dem Gebaude handelt es sich um ein freistehendes Einfamilienhaus mit einem unbeheizten Keller. Der Dachraum wird uber den Raumverbund beheizt. Auf den nachfolgenden Bildern ist ein nachtraglich angebauter Balkon (im Sudosten) zu sehen, der jedoch im Zuge der Sanierung abgebrochen wird, da er sich vom Gebaude lost. Selbiges gilt fur die Garage im Nordosten, welche ebenfalls entfernt wird.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Ansicht von Sudosten (der Balkonanbau wird entfernt)

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Abbildung 5: Ansicht von Nordosten (Garage wird abgebrochen)

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Abbildung 6: Ansicht von Sudwesten

Die AuBenwande bestehen aus 38 cm Mauerwerk und jeweils einer 1 cm Putzschicht innen und auBen. Dadurch ergibt sich ein U-Wert von 1,5 W/(m2K). Die AuBenwande im Kellerbereich sind aus den gleichen Baustoffen gefertigt, es wurden lediglich keine Putzschichten aufgetragen und die Mauerwerksschicht umfasst 51 cm. Daher ergibt sich hier ein U-Wert von 1,3 W/(m2K). Das Kellergeschoss ist nicht konstant mit Erde uberdeckt es ergibt sich eine mittlere Uberdeckung von einem Meter ab KellerfuBboden. Da der Keller jedoch unbeheizt ist befindet er sich nicht in der warmeubertragenden Hullflache. Daher ist nur der Aufbau der Kellerdecke von Relevanz.

3.2.2 Kellerdecke

Die Kellerdecke zum unbeheizten Keller besteht aus einer 18 cm starken Stahlbetondecke auf der sich eine Asphaltschicht mit 3 cm Aufbauhohe befindet. Der oberste Abschluss ist ein 1 cm dicker PVC-Gehbelag. Durch die Aufbauhohen und verwendeten Materialien liegt ein U-Wert von 1,9 W/(m2K) vor.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bei dem 20° geneigten Dach handelt es sich um ein Sparrendach mit 80 cm Sparrenabstand, die Abmessungen der Konstruktionsholzer variieren, doch im Mittel ist es 12 cm hoch und 8 cm breit. Auf der Konterlattung befinden sich als Dachhaut ein cm starke Faserzementplatten. Da auch hier keine Dammung verbaut wurde, betragt der U-Wert 3,0 W/(m2K).

3.2.4 Fenster und Turen

Es sind Kunststofffenster mit 2-Scheiben-Warmeschutzverglasung, welche 1996 eingebaut wurden. Nach Rucksprache mit dem Hersteller konnte eine U-Wert von 1,8 W/(m2K) und ein Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert) von 75 % eruiert werden. Die Daten waren aus dem Grund recherchierbar, da die Scheibenbezeichnung im Glaszwischenraum des Fensters erkennbar war. Die vorhandene Balkontur besteht aus denselben Materialien und besitzt daher auch die gleichen Eigenschaften. Lediglich die zwei runden Fenster in der Giebelwand sind einscheibige Glaser, daher wurde hier ein U-Wert von 5,0 W/(m2K) und ein g-Wert von 87 % angesetzt. Die Werte ergeben sich aus der dena-Datenbank fur baualtersklassentypische Konstruktionen. Bei der Tur, welche ebenfalls aus dem Jahr 1996 stammt wurde ein U-Wert von 2,0 W/(m2K) ermittelt.

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3.2.5 Zusammenfassung baulicher Zustand

Im Allgemeinen ist die Bausubstanz solide jedoch energetisch als stark mangelbehaftet einzustufen. In der nachfolgenden Tabelle sind nochmals die U-Werte der Bauteile der warmeubertragenden Hullflache komprimiert aufgelistet.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

3.3 Anlagentechnischer Zustand

Bei den verwendeten Warmeerzeugern handelt es sich um schornsteingebundene Gasraumheizer aus dem Jahr 1957. Die Heizungsanlage verfugt uber keinen Speicher.

Das Trinkwasser wurde uber Gasspeicherwassererhitzer auf die gewunschte Temperatur gebracht. Die Strang-, Verteil- und Anbindeleitungen befanden sich ungedammt unter Putz.

Eine Luftungsanlage wurde nicht verbaut. Der schlechte anlagentechnische Zustand fuhrt dazu, dass die Sanierung der Anlagentechnik einem Neubau gleichkommt.

Die vorhandene Anlagentechnik wird komplett entfernt inklusive aller Erzeuger, Leitungen und Ubergabestationen.

3.4 Energetische Bewertung

Die energetische Analyse des Gebaudes wurde mit dem zugelassenen Programm EPASS- HELENA® 5.4.0.16 Ultra vorgenommen. Im Vorfeld wurden die notigen Flachen und Abmessungen aus den vorhandenen Ausfuhrungsplanen entnommen beziehungsweise die fehlenden wurden vor Ort aufgemessen.

Das Ergebnis der Simulation bestatigte die augenscheinliche Annahme, dass sich das Gebaude auf einem schlechten energetischen Niveau befindet. Durch das Referenzgebaudeverfahren nach der EnEV ist ein Primarenergiebedarf von 89,3 kWh/(m2a) zulassig. Tatsachlich vorhanden ist jedoch ein Primarenergiebedarf von 603,6 kWh/(m2a), was einer Uberschreitung um 575,2 % entspricht (siehe auch Abbildung 14).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 11: Ergebnis der Simulation bezuglich des Primarenergiebedarfs (grauer Pfeil = Anforderung / schwarzer Pfeil = Ist-Wert)[6]

In Abbildung 12 ist dargestellt, wie sich die Verluste auf die einzelnen Bauelemente aufteilen. Deutlich zu erkennen ist, dass mit etwa 43 % der groRte Warmeverlust uber das Dach von statten geht, gefolgt von den AuRenwanden deren Anteil bei 23 % liegt. Eine weitere groRe Verlustkomponente stellt der untere Gebaudeabschluss, in diesem Fall die Kellerdecke dar, auf sie sind 13 % der Warmeverluste zuruckzufuhren. Es lasst sich vergleichsweise einfach ableiten, dass diese Bauteile einer Sanierung bedurfen und dass hier das groRte Einsparpotential vorliegt. Zu den Verlusten zahlt auRerdem noch die entwichene Warme infolge von Luftungsvorgangen(11 %). Die Verluste uber Fenster, Turen und Warmebrucken sind eher marginal, sie betragen zusammen etwa 9 %.

Zusatzlich zu einem maximal zulassigen Primarenergiebedarf fordert die EnEV die Einhaltung eines zweiten Wertes, und zwar den des spezifischen Transmissionswarmeverlustes. Dieser wird durch das Referenzgebaudeverfahren ermittelt und liegt bei 0,4 W/(m2K). Dieser Wert kann als mittlerer U-Wert des Gebaudes angesehen werden. Das Gebaude im Ist-Zustand weist einen Wert von 1,9 W/(m2K) auf, was einer Uberschreitung von etwa 379 % gleichkommt (siehe auch Abbildung 15).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 12: Verluste aufgeteilt auf Bauteile

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Abbildung 13: spezifische Verluste uber Bauteile, Warmebrucken und Luftungsvorgange

Da die Bestandteile der warmeubertragenden Hullflache die AuRenwande des Erdgeschosses, die Kellerdecke, sowie die Dachflachen und Fenster und Turen darstellen, werden auch nur eben diese in den weiteren Schritten betrachtet. Daher wurden nur auf diese Bestandteile aufbauend Moglichkeiten der Sanierung betrachtet und wirtschaftlich, sowie technisch gepruft. Es wird jedoch im Weiteren nur die Variante erlautert die technisch und wirtschaftlich als durchfuhrbar identifiziert wurde und vom Eigentumer gewahlt wurde.

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Abbildung 15: Anforderungen an Transmissionswarmeverluste und deren Uberschreitung

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4. SanierungsmaRnahmen

Die SanierungsmaRnahmen ergeben sich durch die oben ermittelten Schwachstellen, sowie die Eigentumerwunsche. Die Vorgaben des Eigentumers umfassten die folgenden Punkte:

- die Bestandsfenster sollten erhalten werden, da diese den heutigen Anforderungen sehr nahe kommen,
- als Warmeerzeuger sollte aus wirtschaftlichen Grunden ein Brennwertkessel eingesetzt werden.

Weiterhin ergaben sich bauliche Anderungen. So wird wie bereits erwahnt der Balkon abgerissen. Anstelle des Wohnzimmerfensters wird eine weitere Balkontur eingebaut. AuRerdem wird das Badfenster in der Nord-West-Fassade zugemauert. Im Anschluss werden die einzelnen MaRnahmen erlautert und nach der Zusammenfassung folgt eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung. Ziel der Sanierungsvarianten war es den KfW-Standard 100 zu erreichen.

4.1 Dammung Auftenwande

Die AuRenwande erhalten ein Warmedammverbundsystem mit einer 14 cm starken Fassadendammplatte (siehe Abbildung 16. Dadurch kann der Primarenergiebedarf um 20 % gesenkt werden, die Transmissionswarmeverluste sinken um etwa 22 % (siehe auch Abbildung 17 und Abbildung 18).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 16: Warmedammverbundsystem mit 14 cm starker Fassadendammplatte

Abbildung 18: Senkung derTransmissionswarmeverluste durch die AuRenwanddammung

Die Dammung muss bei der baulichen Ausfuhrung 50 cm in den Kellerwandbereich hineingezogen werden um Warmebruckenverluste an dieser Stelle zu vermeiden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 7: Zusammenfassung Dammung AuRenwande -18 -

4.2 Dammung Dach

Da das Dach die hochsten Verluste verursacht hat liegen hier auch enorme Einsparpotentiale. Das Dach bekommt eine 20 cm starke Aufsparrendammung, inklusive der notigen Unterspannbahnen und Dampfsperren. Die Dachhaut besteht aus Faserzementplatten. Durch diese MaRnahme kann der Primarenergiebedarf um 46 % gesenkt werden, die Transmissionswarmeverluste sinken um etwa 50 % (siehe auch Abbildung 20 und Abbildung 21).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 19: eine Moglichkeit einer Aufsparrendammung mit 20 cm starker Dammung

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Abbildung 21: Senkung der Transmissionswarmeverluste durch die Dammung des Dachs

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Abbildung 24: Senkung der Transmissionswarmeverluste durch die Dammung der Kellerdecke

4.4 Anlagentechnische Sanierung

Als Warmerzeuger wird ein optimierter Gas-Brennwertkessel eingesetzt. Zusatzlich kommt es zu einer solarthermischen Unterstutzung der Heizungsanlage und der Trinkwassererwarmung. Nur durch diese MaRnahme sind die EnEV-Anforderungen bezuglich des Primarenergiebedarfs erfullbar, da an erster Stelle die Warme mittels konventionellen Energietragern bereitgestellt wird und dies zur Uberschreitung der Anforderungen an den Primarenergiebedarf fuhrt. Die Solarthermieanlage deckt 59 % des Warmebedarfs fur die Warmwasserversorgung und 10 % des Warmebedarfs fur die Raumheizung. Als Kollektortyp wurde ein Flachkollektor gewahlt. Die dazugehorigen Rohre und Leitungen werden nach den Richtlinien der EnEV ausgefuhrt.

Die Ubergabe der Warme erfolgt uber integrierte Flachenheizungen, in diesem Fall einer FuRbodenheizung. Aus diesem Grund genugt auch eine Vorlauftemperatur von 35 °C und eine Rucklauftemperatur von 28 °C. Es werden weiterhin nur geregelte Pumpen verbaut. Wenn allein die anlagentechnischen MaRnahmen ausgefuhrt werden, kann der Primarenergiebedarf um 41 % gesenkt werden (siehe auch Abbildung 25). Die Transmissionswarmeverluste bleiben davon unberuhrt und verandern sich nicht, da bei dieser EinzelmaRnahme der Wand-, Decken und Dachaufbau nicht verandert wird.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

4.5 Kombination der MaRnahmen

Es ist zu erkennen, dass durch einzelne MaRnahmen die Anforderungen der EnEV nicht erfullt werden konnen, da manche Varianten nur Einfluss auf den Primarenergiebedarf und andere nur auf die Transmissionswarmeverluste besitzen. Daher konnen die Ziele nur durch eine Kombination der MaRnahmen erreicht werden. In Abbildung 26 und Abbildung 27 ist nochmals grafisch aufgearbeitet, dass die EinzelmaRnahmen nur geringfugig einen Einfluss ausuben und nur eine Kombination zum angestrebten Ziel fuhrt. Abbildung 28 zeigt gegenuberstellend die generierten Einsparungen der Sanierungsvarianten in Prozent.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 29: Gegenuberstellung der Verluste vor der Sanierung und nach der Sanierung pro m2 und Jahr

Anhand der Abbildung 29 sieht man vor allem wie viel Energie durch die Dammung des Daches und der AuRenwande eingespart werden kann. Es ist aber auch erkennbar, dass die Verluste uber Fenster und Luftungsvorgange konstant geblieben sind. Da es hier auch nicht zuSanierungsmaRnahmen gekommen ist. Die negativen Verluste - also Warmegewinne - bei der Warmeerzeugung im sanierten Fall sind zuruckzufuhren auf eine regenerative Erzeugung (solarthermische Heizungs- und Trinkwarmwasserunterstutzung). Durch die niedrigen Verluste uber die nun gedammten Bauteile erhoht sich jedoch der Einfluss der Warmebrucken.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 31: Senkung der Transmissionswarmeverluste

In Abbildung 30 und Abbildung 31 ist nochmals dargestellt, wie sich das energetische Niveau des Gebaudes verbessert und wie viel Einsparung durch die Kombination der Sanierungsvarianten moglich ist. Der dunkelblaue Balken zeigt die Werte nach der Sanierung und der hellblaue Balken zeigt wie viel Puffer zum Grenzwert gemaR EnEV noch vorhanden ist (Hohe der Unterschreitung). Im Endeffekt wird ein KfW-100-Forderprogramm erreicht, da die Anforderungen an den spezifischen Primarenergiebedarf um 3 % unterschritten werden und die Anforderungen an die spezifischen Transmissionswarmeverluste nur um 10 % uberschritten werden, zulassig fur das KfW-100-Programm ist eine Uberschreitung von 15 %. Der Warmebruckenkorrekturfaktor wurde dabei pauschal mit 0,10 W/(m2K) festgelegt, weil kein detaillierter Nachweis erbracht wurde. Da nach der Fertigstellung eine Luftdichtheitsprufung erfolgen wird, wurde mit einer Luftwechselzahl von 0,6 h-1gerechnet.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

4.6 Weitere Anmerkungen und Empfehlungen

Die Sudost-Seite des Daches wird fur die Installation der Solarthermieanlage frei gehalten, aber die Gegenuberliegende Seite mit einer Nordwest-Ausrichtung konnte mit einer Photovoltaik- Anlage belegt werden. Obwohl es sich nicht um eine optimale Ausrichtung handelt wurde ein Solargenerator aus amorphen Modulen gute Ertrage liefern. Die maximale Leistung von etwa 8 kWp wurde etwa 7.500 kWh Energie pro Jahr erzeugen. Durch die Aktualisierung des EEG (Erneuerbares Energien Gesetz) und einer Sonderdegression der Einspeisevergutung Mitte Marz 2012 sollte jedoch von dem bisherigen Konzept der Volleinspeisung der erzeugten Energie abgesehen werden und stattdessen, der Strom selbst genutzt werden und bei Uberschuss in ein Batteriesystem eingespeist werden um ihn zu einem spateren Zeitpunkt zu nutzen. Sinn macht auch hier der Einsatz von Zeitschaltuhren um Gerate moglichst dann zu betreiben, wenn auch die Einstrahlung am groRten ist, namlich tagsuber.

Um Zugluft und Schimmelbildung zu vermeiden, sollten die vorhandenen Rollladenkasten von innen luftdicht verschlossen und mit Warmedammung komplett gefullt werden. Neue Rollladen oder Jalousien konnen von auRen auf die vorhandenen Rollladenkasten montiert werden. Die neuen Rollladen sollten elektrisch betrieben werden, um Undichtigkeiten uber Wanddurchbruche fur Kurbeln zu vermeiden.[7]

Weiterhin wichtig um Schimmelpilzbefall zu vermeiden ist das richtige Luften. Zum einen sollte quer durch die Wohnung, durch mindestens zwei gegenuberliegende Fenster geluftet werden. Dabei sollten die Fenster ganz geoffnet werden und nicht auf Kipp gestellt sein (StoRluftung anstatt Kippluftung).

[...]


[1] Quelle stammt aus Vorlesungsunterlagen von Dipl.-Ing. Christina Sager fur das Seminar „Energieeffizientes Planen und Bauen" (Uni Kassel, 2010)

[2] vergleiche Literaturverzeichnis [3] S. 3-16 -4-

[3] vergleiche Literaturverzeichnis [7] S. 11

[4] vergleiche Literaturverzeichnis [7] S. 11

[5] vergleiche Literaturverzeichnis [7] S. 11

[6] Bei der Berechnung fur ein KfW-Forderprogramm durfen die Anforderungswerte nicht um 40 % erhoht werden, was aber bei der Nachweisfuhrung nach EnEV fur ein Bestandsgebaude zulassig ist. Daher ist der Anforderungswert fur die Transmissionswarmeverluste niedriger und somit scharfer angesetzt.

[7] vergleiche Literaturverzeichnis [1] S. 34

Ende der Leseprobe aus 131 Seiten

Details

Titel
Einfluss des Klimawandels auf das Gebäudeverhalten: Eine energetische und ökonomische Betrachtung
Hochschule
Universität Kassel  (Bauphysik)
Note
1,0
Autor
Jahr
2012
Seiten
131
Katalognummer
V196032
ISBN (eBook)
9783656219989
ISBN (Buch)
9783656220558
Dateigröße
19075 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Klimadaten, Bauphysik, Wirtschaftlichkeitsbetrachtung, Sanierungsvorschläge, energetische Sanierung, Simulation, thermisches Verhalten, Überschreitungshäufigkeiten, Übertemperaturgradstunden, Klima 2035, Auswirkungen Klimawandel, Gebäudeverhalten
Arbeit zitieren
Alexander Liebram (Autor), 2012, Einfluss des Klimawandels auf das Gebäudeverhalten: Eine energetische und ökonomische Betrachtung, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/196032

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