Bilanzierungsinstrumente zur energetischen Zustandsanalyse...Bilanzierungsinstrumente zur energetischen Zustandsanalyse Teil-Energie-Kennwert-Methode (TEK) ZAB ZukunftsAgentur Brandenburg

Bilanzierungsinstrumente zur energetischen Zustandsanalyse

Teil-Energie-Kennwert-Methode (TEK)

ZAB ZukunftsAgentur Brandenburg 11.11.2016

Behrooz Bagherian Institut Wohnen und Umwelt

Überblick

1 Teilenergiekennwerte von Nichtwohngebäuden

Fazit und Ausblick 4

vereinfachte energetische Bewertung mit dem TEK-Tool

Verbrauchsstrukturanalyse

2

3

Potsdam (11.11.2016) TEK-Methode (B. Bagherian) 2

Kennwerte und Benchmarking

Benchmarking bezeichnet die vergleichende Analyse von Ergebnissen oder Prozessen mit einem festgelegten Bezugswert oder Vergleichsprozess.

Ziel ist es, mit wenig Aufwand eine Bewertung des Ist-Zustands als Grundlage einer Entscheidung für einen möglichen Soll-Zustand zu gewinnen.

Der Energieverbrauchsausweis ist so ein Benchmarkinginstrument.

Kann man mit Energiekennwerten schnell und sicher das Energieeinsparpotenzial eines Gebäudes erkennen?

1.1


Teilenergiekennwerte von Nichtwohngebäuden

Hessische Landesliegenschaften(100% gleich IEMB Mittelwert)

0%

50%

100%

150%

200%

250%

300%

0% 50% 100% 150% 200% 250% 300%

Index Wärmeverbrauch

Inde

x St

rom

verb

rauc

h

411 Liegensch.4,5 Mio. m²BGF

21 Liegensch.0,2 Mio. m²BGF

45 Liegenssch.1 Mio. m²BGF

78 Liegensch.0,5 Mio m²BGF

1.2

Detaillierungsgrad Voranalyse alle Gebäude

Grobanalyse viele, typische Gebäude

Planung ausgewählte Gebäude

Instrument Verbrauchskennwerte und Benchmarks

Teilkennwerte für Zonen und Gewerke, Referenzkennwerte

Monatsbilanz, Variantenberechnung

Bilanzraum gesamtes Gebäude gesamtes Gebäude und Zonen Zonen

Methode - DIN V 18599 - Gebäude- und Anlagensimulation - Planung

Hochverbraucher mit Potenzial

Analyse der des Potenzials

Planung von Maßnahmen

Teilenergiekennwert Methode

EnEV Verbrauchskennwerte


Ursprung der Teilenergiekennwert-Methode

Forschungsprojekt MEG: Methodik zur Erfassung, Beurteilung und Optimierung des Elektrizitätsbedarfs von Gebäuden

• Fördergeber: E.ON Energie AG (E.ON), Energiestiftung Schleswig-Holstein (ESSH), Hessisches Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft und Forsten (HMULF)

• Auftragnehmer: ARGE: DS-Plan GmbH, Institut Wohnen und Umwelt GmbH • Projektlaufzeit: 2000 bis 2004

Ziel des Projektes war es, ein Bilanzierungsverfahren für den Elektrizitätsbedarf von Gebäuden zu entwickeln.

Wesentliche Gründe hierfür waren: • Die Vielfältigkeit der Verwendungszwecke der elektrischen Energie in Gebäuden: Beleuchtung,

Luftförderung, Klimatisierung, Arbeitshilfen, Aufzüge, Rechenzentren, Küchen und Kantinen etc. • Ein Teil des Elektrizitätsverbrauchs ist von der Witterung (Klimatisierung) abhängig, ein anderer Teil,

von den Tageslichtverhältnissen (Beleuchtung), ein weiterer Teil von der Nutzung (Arbeitsgeräte). • Daher reichte ein einziger Energiekennwert für Elektrizität nicht aus, um den Elektrizitätsverbrauch

eines Gebäudes zu beurteilen.

Es war einen Ansatz über Teilenergiekennwerte für Elektrizität notwendig. Die Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt sind später in die Formulierung der Richtlinie VDI

3807 - Blatt 4 „Verbrauchskennwerte für Gebäude - Teilkennwerte Elektrizität“ eingeflossen.

1.3


Teilenergiekennwert-Methode

Forschungsprojekt TEK: Teil-Energie-Kennwerte von Nicht-Wohngebäuden - Methodische Grundlagen,

empirische Erhebung und systematische Analyse • Fördergeber: Bundesministerium für Wirtschaft • Auftragnehmer: Institut Wohnen und Umwelt GmbH, Fraunhoferinstitut für solare

Energiesysteme ISE, Universität Karlsruhe Fachgebiet fbta, ARGE-Benchmark, Energie 2000, Ingenieurbüro Jung, Stadt Frankfurt am Main, Techem Energie-Contracting

• Projektlaufzeit: 2009 bis 2015 (in vier Phasen)

Zielsetzung des Projektes: • Entwicklung einer Methode zur vereinfachten energetischen Bewertung von

bestehenden Nichtwohngebäuden. • Der Anwender soll mit möglichst geringem Zeitaufwand Schwachstellen eines Gebäudes

erkennen und Sanierungsmaßnahmen vorschlagen. • Als Hilfe soll hierzu eine Bewertung des Energieaufwandes der einzelnen technischen

Gewerke (Objekt-TEK) durch Vergleich mit tabellierten Teilenergiekennwerten (Referenz-TEK) vorgenommen werden.

1.4


Referenz-Teilenergiekennwerte 1.5


Referenz-Teilenergiekennwerte wurden mit TEK-Tool berechnet: Für unterschiedliche Gewerke

Warmwasser Beleuchtung Luftförderung Kälte Befeuchtung/Dampf Arbeitshilfen

Für 45 Standardnutzungsprofile der DIN V 18599-100:2009-10 (Einzelbüro, Verkehrsfläche etc.)

für typische Ausprägungen der Anlagentechnik und des

Baukörpers (z. B. unterschiedliche U-Werte bzw. Wärmeerzeuger)

Energieaufwandsklassen

Aus den typischen Ausprägungen für Baukörper und Anlagentechnik wurden 5 Energieaufwandsklassen auf Zonenebene definiert:

• sehr hoch • hoch • mittel • gering • sehr gering

Die TEK-Bewertung erfolgt auf Endenergieebene:

• Endenergie-Teilkennwerte • Vollbetriebszeit auf Nutzenergieebene • Spezifische Leistung

1.6


Baukörper: U-Wert sehr gering gering mittel hoch sehr hoch

Außenwand W/(m²K) 0,12 0,28 0,60 1,00 1,40

Dach W/(m²K) 0,10 0,20 0,50 1,00 2,10

Kellerdecke W/(m²K) 0,15 0,35 0,80 1,00 1,50

Fenster O,S,W W/(m²K) 0,86 1,44 2,49 3,72 3,72

Fenster N W/(m²K) 0,86 1,44 2,49 3,72 3,72

Baukörper: g_tot-Wert

Fenster O,S,W - 0,07 0,09 0,29 0,78 0,78

Fenster N - 0,3 0,47 0,78 0,78 0,78

Baukörper: sonstige Angaben

Sonnenschutz-steuerung - strahlungs-

abhängig manuell od. Zeitgest.

manuell od. Zeitgest.

manuell od. Zeitgesteuert

manuell oder Zeitgesteuert

Bauschwere - mittelschwer mittelschwer mittelschwer leicht leicht

Luftdichtheit - Neubau, n50-Test und RLT

Neubau, n50-Test ohne RLT

Bestand, ohne n50-Test

Bestand, ohne n50-Test

Bestand, undicht

Wärmebrücken-zuschlag W/(m²K) 0,05 0,05 0,1 0,1 0,15

Heizungsanlage

Erzeugerart BWK verb. BWK ab 95 NTK ab 95 NTK vor 95 KTK ab 95

Baualter Verteilung (Dämmstandard) ab 1995 ab 1995 1980 - 1994 bis 1979 bis 1979

Lage horizontale Verteilung beheizt unbeheizt unbeheizt Unbeheizt unbeheizt

Heizungsbetrieb Nachts Abschaltung reduziert reduziert reduziert durchgehend

Heizungsbetrieb Wochenende Abschaltung reduziert reduziert reduziert durchgehend

Referenz-Teilenergiekennwerte Beleuchtung 1.7

0

50

100

150

200

250

300

8477

11498

40

8593

2740

153

2929

84

58475859

23

4348

1520

87

1715

43

28253232

1326

288

12

49

97

24

1917261811

2124

59

41

7620

1091496

1416

2

6

2753

14

Ende

nerg

ieau

fwan

d in

kW

h/(m

² EB

Fa)

Teilenergiekennwerte Beleuchtung (Stand: 03.2013; Auszug)

Sehr hoch Hoch Mittel Gering Sehr gering


Definition der Energieaufwandsklassen Beleuchtung

1.8

84

58

28

19

10

71

43

24

14

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

sehr hoch hoch mittel gering sehr gering

kWh/

m²a

Definition der Klassengrezen aus den Referenz-TEK für Beleuchtung (Einzelbüro)

Stützpunkte (Einzelbüro)

Klassengrenzen

sehr hoch

hoch

mittel

gering

sehr gering


Schema der Bewertung in 5 Energieaufwandsklassen

1.9

A Sehr gering

B gering

C mittel

D hoch

E Sehr hoch

Entspricht einem Gebäude, mit fortgeschrittenen Effizienztechniken

(z.B. Passivhaus-Komponenten) Entspricht einem Gebäude

mit marktgängigen Effizienztechniken (Referenzgebäude EnEV 2009)

Entspricht etwa den Vergleichswerten des Energieverbrauchsausweises

nach EnEV 2009 [BMVBS 2009b] Entspricht etwa den

Vergleichswerten des Energieverbrauchsausweises nach EnEV 2007 [BMVBS 2009b]

Entspricht nicht modernisierten Bestandsgebäuden

mit offensichtlichen energetischen Defiziten


Kennwertanpassung und Bewertung

Anpassung der Referenz-Teilenergiekennwerte an • unterschiedliche Wertigkeit des tatsächlichen Endenergieträgers • Gebäudegröße und damit verbunden A/V • Nutzungszeiten (Beleuchtung, Luftförderung sowie Luftaufbereitung und Kühlung) • Anlagenkonfiguration (Zu- und Abluftanlage; reine Abluftanlage)

Objekt-Teilenergiekennwerte unverändert Aggregation von der Zonenebene, auf Anlagen und Gebäude

1.10

3.2 Beleuchtung Nr. und Name Std.-nutzung Fläche Nr. Beleuch- Ist-Wert Zone (Endenergie) Vergleichsw ert - gering

m² tungsanlage TEK-Bew ert. kWh/(m²a) W/m² h/a kWh/(m²a) W/m² h/a

1) Einzelbüro Nord 01 Einzelbüro 463 1 Gering 17,7 12,4 1428,4 20,0 17,2 1.160

2) Saal-Vorraum 04 Sitzung 39 7 Sehr gering 0,3 5,8 59,4 1,8 15,6 118

3) Einzelbüro Süd 01 Einzelbüro 561 1 Gering 18,0 12,4 1457,0 20,0 17,2 1.160

4) Verkehrsflächen 19 Verkehrsflä 265 2 Hoch 15,9 8,8 1800,0 2,4 4,5 537

5) Foyer 19 Verkehrsflä 87 5 Mittel 8,5 14,2 598,0 2,6 4,5 575

6) WC, Sanitär 16 WC, Sanitär 76 6 Mittel 18,5 14,9 1246,4 3,5 9,0 390

7) Lager / Technik / Archiv 20 Lager, Tech 558 3 Hoch 3,6 6,1 593,6 1,3 3,0 423

8) Saal 04 Sitzung 169 4 Gering 0,7 9,4 71,0 0,7 15,6 43

9) Serverraum 21 Rechenzen 5 3 Sehr gering 19,9 6,1 3276,0 29,2 14,6 1.996

10) Nebenflächen 18 Nebenfläch 15 3 Hoch 1,9 6,1 308,2 1,1 3,0 365


Überblick

1 Teilenergiekennwerte (TEK) von Nichtwohngebäuden


vereinfachte energetische Bewertung mit TEK-Tool


2

3


TEK-Tool

2.1


Das TEK-Tool wurde im Rahmen des Forschungsprojekts „Teil-Energie-Kennwerte von Nicht-Wohngebäuden“ entwickelt.

Ziel des Projekts besteht des Weiteren darin, zur Energieberatung für bestehende Nicht-Wohngebäude ein Analyse-Tool zur Verfügung zu stellen, das folgende Kriterien erfüllt: Die Energiebilanzberechnungen sollen auf geltenden Normen

(DIN 18599) basieren. Durch Modifikationen und Erweiterungen der oben genannten

Normenreihe sollen die Berechnungen an die Anforderungen von bestehenden Nicht-Wohngebäuden angepasst werden.

Der Zeitaufwand zur Erstellung einer Energiebilanz soll durch zahlreiche Vereinfachungen deutlich begrenzt werden.

…

TEK-Tool: Optionen für vereinfachte Berechnung Gebäudehülle, Zonen und Anlagen

2.2

Gebäudeebene Zonenebene Anlagenebene

Beleuchtungsanlageth. Hüllf läche

vereinfacht objektspez. automatisch manuell Bew ertungs- bechnet objektspez.leistung DIN 18599

Stoffw erteU-Werte opak vereinfacht objektspez. automatisch manuell RLT-AnlagenU-/g-Wert FE

Nennvolumenstrom objektspez.Sonstiges Nennventilatorleistung objektspez.Sonnenschutz automatisch Betriebszeiten objektspez.

BlendschutzVerschattung Nutzung Wärmeerzeuger

Wärmebrücken Nutzungszeit DIN 18599 von NEDichtheit Raumtemp. H/K DIN 18599 objektspez.

Bauschw ere Int. Wärmequellen DIN 18599 objektspez.Kälteerzeuger

Zonengeometrie Erw eiterung des Bilanzraums für Zuordnung Anlagen (Beleuchtung, RLT) berechnet Messdatennutzerspezif ischen Stromverbrauch Raumsystem (heizen, kühlen) DIN 18599 B.-zeit; Leist.Arbeitshilfen Nutzungseinheit (NE)

Zentrale Dienste vereinfacht objektspez. (Gruppe von mehreren Zonen) DampferzeugerDiverse Technik vereinfacht objektspez.

Nutzungszeiten objektspez.Warmw asserbedarf u. -system

Wahl der Ausprägung

vereinfacht DIN 18599

Berechnung DIN 18599

Wahl der Ausprägung

Zentrale Dienste: Küchen, zentr. EDV, Kühlmöbel, Schw achstromanlagenDiverse Technik: Hilfsenergie, Aufzüge, sonstige elektrische Großverbraucher


56%

17%

16%

11%

Zeitbedarf für die Bilanzierung nach DIN V 18599, ermittelt anhand der Bilanzierung von 6 Beispielgebäuden

Zonierng, Datenaufnahme, Gebäudehülle Konfiguration der Anlagentechnik

Eingabe der Bauteildaten in eine Software Plausibilitätsprüfung, Berichterstellung

TEK-Methode (B. Bagherian) Potsdam (11.11.2016) Folie 16

Zeitbedarf für Arbeitsprozesse bei der Bilanzierung eines Gebäudes nach DIN 18599 in %

Quelle: Dissertation von Dr.-Ing. Markus Lichtmeß, 2010 Wuppertal

2.3

TEK-Methode (B. Bagherian) Potsdam (11.11.2016)

Folie 17

Vereinfachte Beschreibung der thermischen HüllflächenAbschätzen der Außenfassadenabw icklung je Himmelsrichtung

Haupthimmelsrichtung Süd Ost West Nord HorizontalAbw icklung der Außenfassade [m] 54,5 45,9 45,9 54,5

Fensterf lächenanteil (Außenmaß) [%] 75% 75% 75% 75% 1%

Vereinfachte Zuweisung der BauteilkennwerteU-Werte opaker Bauteile

nachtägliche Dämmung

äquivalente Dämm-

stoffdicke (WLG 040) Anteil gedämmt U-Wert

Material in [cm] in [%] in [W/(m²K)]

Dach / oberste Geschossdecke massiv 2,10

Außenw and massiv 1,40

Kellerdecke/-fußboden massiv 1,00

U-Werte und g-Werte der transparenten Bauteile

Süd Ost West Nord Horizontal

Verglasung ZSV:U= 2 ZSV:U= 2 ZSV:U= 2 ZSV:U= 2 ZSV:U= 2

Rahmen Alu/Stahl Alu/Stahl Alu/Stahl Alu/Stahl Alu/Stahl

Einbau ab 1995 nein nein nein nein nein

Glasdoppelfassade nein nein nein nein nein

Sonnenschutz - Typ A-jalou_45°_grau A-jalou_45°_grau A-jalou_45°_grau A-jalou_45°_grau -

U-Wert [W/(m²K)] (Vergl. / Rahmen / Fenster) 2 / 4,5 / 2,75 2 / 4,5 / 2,75 2 / 4,5 / 2,75 2 / 4,5 / 2,75 2 / 4,5 / 2,75

g-Wert Vergl. (g_senk / g_tot) 0,7 / 0,13 0,7 / 0,13 0,7 / 0,13 0,7 / 0,13 0,7 / 0,7

Quelle: TEK-Tool, Version 5.5

Quelle: Methodik aus der Dissertation von Dr.-Ing. Markus Lichtmeß, 2010 Wuppertal

1-Zonen-Modell Mehr-Zonen-Modell

1. Schritt: (Vereinfachte) Erfassung der thermischen Gebäudehülle sowie der zugehörigen Stoffwerte der Bauteile auf der Gebäudeebene

Allgemeine Angaben (immer benötigt)Gebäudeteil 1 Gebäudeteil 2 Gebäudeteil 3 Gebäudeteil 4

Anzahl beheizter Vollgeschosse (oberirdisch, ohne Dachgeschoss) 2

auf Prozent der Gebäudegrundfläche [%] 100%

Dachtyp

Bauschw ere

Luftdichtheit

Wärmebrücken

Anzahl beheizte Kellergeschosse (im Erdreich) 1,0

Anzahl unbeheizten Geschosse (z.B. Keller, Tiefgagaren) 1,00

Süd Ost West Nord Horizontal

Fassade Horizontverschattung keine (bis 9°) keine (bis 9°) keine (bis 9°) keine (bis 9°) keine (bis 9°)

Fassade Überhangverschattung keine (bis 9°) keine (bis 9°) keine (bis 9°) keine (bis 9°) keine (bis 9°)

Sonnenschutz - Steuerung

Blendschutz - Steuerung

manuell oder zeitgesteuert

Bestehendes Gebäude ohne Dichtheitstest

Flachdach / f lachgeneigtes Dach

manuell

offensichtliche WB

schw er

2. Schritt: Transformation der Gebäudedaten auf Zonenebene in Abhängigkeit der Zonengröße

Hüllflächenverteilung

Nr. ZonennameZonen-fläche

innerhalb thermischer Geb.-hülle

Dach / oberste Geschossdecke

Kellerdecke / -fußboden Außenwand Fenster - Süd Fenster - Ost Fenster - West Fenster - Nord

Fenster - horizontal

zuzuw eisen 2.347 zuzuw eisen 2.371 zuzuw eisen 762 zuzuw eisen 207 zuzuw eisen 174 zuzuw eisen 174 zuzuw eisen 207 zuzuw eisen 24zugew iesen 2.347 zugew iesen 2.371 zugew iesen 762 zugew iesen 207 zugew iesen 174 zugew iesen 174 zugew iesen 207 zugew iesen 24

ist ist ist ist ist ist ist ist

m² m² m² m² m² m² m² m² m²

Summe 8.341

1 Tiefgarage 2.152 nein - 0 - 0 - 0 - 0 - 0 - 0 - 0 - 0

2 unbeheizte Zone 339 ja nein 0 ja 158 ja 43 keine 0 keine 0 keine 0 gering 7 keine 0

3 Magazine 731 ja nein 0 ja 341 ja 93 gering 21 keine 0 keine 0 gering 15 keine 0

4 Serverraum 6 ja nein 0 ja 3 nein 0 keine 0 keine 0 keine 0 keine 0 keine 0

5 Sonstige Aufenthaltsräume 82 ja nein 0 ja 38 ja 10 gering 2 gering 2 mittel 4 gering 2 keine 0

zurück zu Übersicht

Quelle: Tabelle aus dem TEK-Tool Version 5.5

3. Schritt: Modifikation der Hüllflächen auf Zonenebene in Abhängigkeit vom tatsächlichen Vorkommen eines opaken oder transparenten Bauteils in einer Zone

TEK-Tool: Automatische Hüllflächenverteilung 2.4

EnerCalc

TEK-Tool

Aufbau des TEK-Tools

13 Eingabeblätter

Schnittstelle-EnerCalc

4 Ausgabeblätter (Ergebnisse, Kurzdoku.,

Zonenkennwerte, Bewertungen)

4 Datenbank-Blätter (Gebäude, Zone, Anlage, Konstanten)

1 TEK-Bewertung -Blatt (Referenz-Teilenergiekenwerte)

1 8 8

9

10 Berechnungsblätter (HZ, WW, KL, DA, DT/ZD, ...) 7 6

5 2

Grafiken Nutzungen Wetterdaten Konst Log

CalC

3 4

Verbrauchs-daten

Geb.-Hülle

Tech. Gewerke

Projekt Daten

Nutzungs-einheit

2.5


TEK Datenbank 2.6

2) Logik (Schicht)

4) Daten-haltung (extern)

3) Daten-zugriff (Schicht)

1) Anwender (Schicht)

Zusatzprogramme zur DB Zusatzprogramme

DB-Schnittstelle

TEK-Excel-Blätter

Export Update

Import

Löschen

Import aus Excel Leeren

Weitere Excel-Mappe mit Daten Access-Datenbank

Makros und ihre Beziehungen Makros und ihre Beziehungen

DB-Tabellen und ihre Beziehungen

Software-architektur

QSA-Tool (extern)

Querschnitts-Analyse-Tool zu Bewertung und

Vergleich der Bilanzdaten von

mehreren Gebäuden aus DB

TEK-Datenverwaltung


0

20

40

60

80

100

120

Brennstoff -gemessen

Brennstoff -berechnet

el. Energie -gemessen

el. Energie -berechnet

Ener

giek

ennw

ert i

n kW

h/(m

² NG

Fa)

Brennstoff / ElektrischeFernw ärme Energie

gemessener kWh/(m²a) 99 74Verbrauch MWh/a 610 459

berechneter kWh/(m²a) 105 79Bedarf MWh/a 648 491

1,06 1,07Verh. Bedarf/Vebrauch - fb/v

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

Nutzenergie Endenergie -Brennstoff / FW

Endenergie -el. Energie

Primärenergie

Ener

giek

ennw

ert i

n kW

h/(m

² NG

Fa)

Teilenergiekennwerte auf Gebäudeebene

Diverse Technik

Zentrale Dienste

Arbeitshilfen

Dampf

Hilfsenergie Kälte

Kälte

Luftförderung

Beleuchtung

Warmwasser

Heizung

1.5 Teilenergiekennwerte und CO2-Emissionen auf Gebäudeebene Nutzenergie Endenergie Primär- CO2-

Zonen/RLT Erzeuger Brennstoff el. Energie energie EmissionkWh/(m² a) kg/(m² a)

Heizung 92,9 104,7 104,7 0,0 136,1 42,6Warmw asser 1,2 1,2 0,0 2,0 5,1 0,5Beleuchtung - - - 26,3 68,3 16,6

Luftförderung - - - 28,0 72,9 17,7Kälte 6,5 8,2 0,0 2,8 7,2 1,8

Hilfsenergie Kälte - - - 0,5 1,4 0,3Dampf 0,0 - 0,0 0,0 0,0 0,0

Arbeitshilfen - - - 1,6 4,3 1,0Zentrale Dienste - - 0,0 5,0 13,0 3,2Diverse Technik - - - 13,1 34,0 8,3

gesamt 100,6 114,0 104,7 79,3 342,2 92,1

2.7


Bedarfs-Verbrauchs-Abgleich im erweiterten Bilanzraum

2.8


TEK – Vergleichsrechnungen Endenergie (Fensterlüftung)

Heizung Trinkwarmwasser Beleuchtung

SolarComputer 83,11 1,36 24,60

TEK-Tool 89,45 0,06 25,63

EpassHelena 83,33 0,31 20,50

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Endenergiekennwerte nach tech. Gewerken in kWh/(m²a)(brennwertbezogen)

Hochschule Audimax (Quelle: Karlsruhe Institute of Technology)

Museum (Quelle: Stadt Frankfurt am Main)

3.3 2.9

Hotel (Quelle: Techem Contracting AG)

Gymnasium (Quelle: Stadt Frankfurt am Main)

Büro

(22)

Bildung (15)

Handel (11)

Veranstaltung,Museum, Bibliothek

(18)

Hotel (8)

Wissenschaft und Lehre

(19)


TEK Feldphase mit Qualitätssicherung

Überblick





2

3


Differenzierte Verbrauchsstrukturanalyse

Entwicklung der Methodik einer Verbrauchsstrukturanalyse in Anlehnung an VDI 3807 Blatt 4 nach Nutzungszonen und Gewerken differenziert

• Aktualisierung der Teilenergiekennwerte aus dem TEK-Projekt

• Vervollständigung der Teilenergiekennwerte (Heizung, Warmwasser)

• Abgleich mit dem Verbrauch

Umsetzung in handhabbares Verfahren • Prototyp einer Excel-Arbeitshilfe zur

Verbrauchsstrukturanalyse • Entwicklung von Einschätzungshilfen zur qualitativen

Bewertung der Energieeffizienz für praktisch häufig vorkommende Systeme

Erste Erfahrungen: Analyseaufwand von 2-3 Stunden pro Gebäude

Ergebnis: Strategisches Einsparpotenzial • Vergleich mit Aufwandsklasse „Gering“ • Priorisierung der Dringlichkeit der energetischen

Modernisierung eines Einzelgebäudes in einem Portfolio

4.1

0102030405060708090

100

Verbrauch Analyse Klasse "gering"

Verb

rauc

hske

nnw

erte

in k

Wh/

m²a

Brennstoff; Nah-/Fernwärme

WW

HZ

SUM


Qualitative Bewertungshilfen

Steuerung dimmend ausschaltend dimmend absenkend manuell5

LampenartLeuchtstofflampe,stabförmig mit VG

Leuchtstofflampe,kompakt externes VG

QuecksilberdampfHochdruck

GlühlampeHalogenglühlampe

5

Beleuchtungsart direkt direkt/indirekt indirekt1

Raumgeometrie Raumhöhe hochFenster hochSturz deckennahFensterflächenanteil hoch

Raumhöhe geringFenster niedrig

Sturz tiefFensterflächenanteil

gering1

Verschattung horizontal&Überhang keine horizontal&Überhang >40°5

Klassifizierung der Beleuchtungsanlage

sehr gering gering mittel hoch sehr hoch

1

EVG … VVG … KVG

Metallhalogen-,NatriumdampfHochdruck

4,7

3.2


Überblick





2

3


Verbrauchskennwertanalyse Vereinf. Energiebedarfsanalyse

in Anlehnung an DIN 18599 Bedarfs-Verbrauchs-Vergleich

bzw. -Abgleich Schwachstellenanalyse des

Gebäudes über die Teilenergie-kennwertbewertung und

Es ermöglicht Empfehlungen zu Modernisierungsmaßnahmen

Energieeinsparpotenzialanalyse mittels Variantenberechnungen

TEK liefert eine aussagekräftige energetische Analyse für gesamte Gebäude. Mit TEK-Tool sind u. a. folgende Analysen möglich:

Energiebezugsfläche = 6189 m²

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

160%

180%

200%

0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% 160% 180% 200%In

dex

elek

tris

cher

Ene

rgie

verb

rauc

h

Index Brennstoff-bzw. Nah-/Fernwärmeverbrauch

Benchmarking mit Vergleichskennwerten der EnEV (100% entspricht Vergleichswert der EnEV ) für bestehende Nicht-Wohngebäude

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

Nutzenergie Endenergie -Brennstoff / FW

Endenergie -el. Energie

Primärenergie

Ener

giek

ennw

ert i

n kW

h/(m

² NG

Fa)

Teilenergiekennwerte auf Gebäudeebene

Diverse Technik

Zentrale Dienste

Arbeitshilfen

Dampf

Hilfsenergie Kälte

Kälte

Luftförderung

Beleuchtung

Warmwasser

Heizung0

20

40

60

80

100

120

Brennstoff -gemessen

Brennstoff -berechnet

el. Energie -gemessen

el. Energie -berechnet

Ener

giek

ennw

ert i

n kW

h/(m

² NG

Fa)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Prim

ären

ergi

e in

KW

h/(m

²a)

TEK-Bewertung für gesamtes Gebäude:

Heizung: Gering

Warmwasser: Sehr hoch

Beleuchtung: Mittel

Luftförderung: Gering

Kälte: Sehr gering

Dampf:

Hilfsenergie Kälte: Sehr gering

Arbeitshilfen: Gering

sehr gering gering mittel hoch sehr hoch

Energieaufwandsklasse

Gering

Hinweis: Blasengröße symbolisiert Höhe des Primärenergiekennwerts

Lfd. Kostengruppe DIN 276 Maßnahmenbeschreibung Wichtigkeit BemerkungenNr. Nr. Bezeichung (von 1 bis 5)1 445 Beleuchtungsanlagen einfacher Präsenzmelder 3) w ichtig Für Zonen: 3, 5, 6, 7, 8, 162 445 Beleuchtungsanlagen Solar-Präsenzmelder 3) w ichtig Für Zonen: 10, 12, 13, 14, 153 445 Beleuchtungsanlagen Solar-Tageslichtsensor 2) empfohlen Für Zonen: 10, 12, 13, 14, 15

4 445 Beleuchtungsanlagen Reduktion der Leistung und Anzahl der Lampen im Bereich Magazin in UG

2) empfohlen

5 445 Beleuchtungsanlagen Reduktion der Leistung und Anzahl der Lampen im Bereich Treppenhaus in EG

1) sinnvoll

6 445 Beleuchtungsanlagen Reduktion der Anzahl der Lampen im Bereich Tiefgarage

2) empfohlen statt 61 a 58 w nur 32 Leuchtstoff lampe mit EVG

7 445 Beleuchtungsanlagen Reduktion der Anzahl der Lampen im Bereich Internetcafe

1) sinnvoll ein Achtel der Leuten sind für diese Zone ausreichend

8 445 Beleuchtungsanlagen Reduktion der Leistung und Anzahl der Lampen im Bereich Foyer

3) w ichtig

9 334 Außentüren und -fenster Reduktion der Transmissionsw ärmeverluste durch den Austausch der Verglasungen

1) sinnvoll U-Wert der Verglasung = 1 W/(m²K)

10 353 Deckenbekleidungen Dämmung der Decke in der Tiefgarage 2) empfohlen Betonträger schw ierig w egen geringer Raumhöhe (U-Wert = 0,21 W/m²K)11 363 Dachbeläge Sanierung Flachdach; 20cm zus. Dämmung 4) dringend Dach steht zur Sanierung an!

12 334 Außentüren und -fenster Pfosten-Riegel-Fassade neu Uw = 0,8 W/m²K 2) empfohlen vorhandene Rahmen noch ohne thermische Trennung, vermutlich derzeit altes WS-Glas

13 433 Klimaanlagen Kühlung der Cafeteria, w enn möglich abschalten 1) sinnvoll Im Sommer steht die Tür der Cafeteria zur Trasse offen, daher ist die Kühlung w irkungslos

14 431 Lüftungsanlagen Austausch der Zuluftanlage Magazin in UG 1) sinnvollDie Anlage ist mittlerw eile über 20 Jahre alt. Sie ist überdimensioniert. Der Nennvolumenstrom der Anlage kann für das Nutzungsprofil um ein 2/3 gesenkt w erden. Zudem sollte einen Energieeff izienten Wärmetauscher eingesetzt w erden.

15 431 Lüftungsanlagen Austausch der Abluftanlage Magazin in UG 1) sinnvoll Siehe Zeile 14


Fazit TEK 4.1

Ausblick: „Was passiert mit TEK zukünftig?“ 4.1

Überarbeitung und Anpassung des TEK-Tools an die Neuerungen der DIN V 18599:2011-12

• Umstellung auf Referenzklima Potsdam • Individuelle Zonennutzungsprofile (in Anlehnung an die Standardprofile der DIN) • Erneuerbare Energien (als Modernisierungsmaßnahme) • …

Erweiterung des TEK-Tools durch Option einer statistischen Korrektur des Wärmebedarfs

• Verbrauchsschätzung durch multiple lineare Regression

(siehe hierzu auch Veröffentlichung in der Bauphysik Jg.37 Heft 5)

Nutzung des TEK-Tools und der Verbrauchsstrukturanalyse für weiterführende Forschungsfragen

• z.B. im gerade gestarteten EnOB-Forschungsprojekt „Forschungsdatenbank Nichtwohngebäude (EnOB:dataNWG)“


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit


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Bilanzierungsinstrumente zur energetischen Zustandsanalyse...Bilanzierungsinstrumente zur energetischen Zustandsanalyse Teil-Energie-Kennwert-Methode (TEK) ZAB ZukunftsAgentur Brandenburg