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Energetischer Zustand des Hamburger Gebäudebestandes - Flächendeckende Erhebung und Kartierung

Für die Freie und Hansestadt Hamburg erstellte Ecofys eine umfangreiche Studie zum aktuellen Wärmebedarf des Gebäudebestandes. Im Rahmen dieser Untersuchung wurde die Hamburger Gebäudetypologie aktualisiert und um eine Typologie für Nicht-Wohngebäude erweitert. Zur Ermittlung des Ist-Zustandes und der Bedarfsentwicklung wurden zahlreiche Datensätze zu energetischen Kennwerten, Modernisierungsstand, Sanierungsstand, Energieverbräuche, Versorgungsstruktur, etc. in ein geographisches Informationssystem (GIS) eingepflegt. Die Ergebnisse der Auswertungen lassen nicht nur Rückschlusse auf den Ist-Zustand und die Bedarfsentwicklung zu, sondern sind ein wesentliches Instrument für die strategische Planung der künftigen Wärmeversorgung und die Möglichkeiten der Energieeinsparung im Gebäudebereich.

EnEff:Stadt: Ganzheitlich-ressourceneffiziente Betrachtung von Stadtquartieren, Teilprojekt: Lebenszyklusbasierte energetische, ökologische und kostenbezogene Bewertung von Gebäuden und Stadtgrün in Stadtquartieren

EnOB: Bauphysikalische Bewertung von Fassaden- und Dachbegrünungen, Teilvorhaben: Entwicklung standardisierter Messverfahren und Kenngrößen zur Berücksichtigung von Bauwerksbegrünung in der energetischen Auslegung von Gebäuden sowie die Bewertung des thermischen Einflusses

EnEff:Stadt - TEK-EKG: Thermisches / Elektrisches Anlagen-EKG von Gebäuden und Quartieren, Schwerpunkte: Schnittstellen, praxisnahe Messungen, Regelungen und Optimierungen

Durch das Forschungsvorhaben soll ein Werkzeug, das Thermisch / Elektrische Anlagen-EKG (TEK-EKG), zur energetischen Beurteilung von Versorgungsstrukturen geschaffen werden. Das Werkzeug setzt sich aus einem Plug&Play - fähigen Kurzzeitmesssystem mit zeitsynchronisierter Messung therm. und elektr. Kenngrößen und einer nachgelagerten Analysesoftware zusammen. Die aus der Analyse gewonnenen Erkenntnisse werden anschließend für eine Optimierung der Versorgungsstruktur mit der Zielgröße Erhöhung der Energieeffizienz unter wirtschaftlichen Randbedingungen genutzt. Zunächst ist das Messsystem des TEK-EKG zu entwickeln und geeignete Sensoren zu identifizieren. Im Anschluss wird das TEK-EKG an der TU Dresden (TUD) gefertigt (Hardware + Software) sowie umfangreich getestet. YADOS unterstützt diesen Prozess insbesondere bei der Schnittstellendefinition, da hier eine Kompatibilität zur Zentrale von YADOS gegeben sein muss. Im Anschluss ist die Analysesoftware zu entwickeln.

Instationäre energetische Bewertung von Wärmepumpen- und Mikro-KWK Systemen, Teilprojekt: TUD - Testszenarien und Versuchsstand Mikro-KWK Systeme

Zur energetischen Versorgung von Gebäuden werden zunehmend Wärmepumpensysteme und Systeme auf Basis der KWK Technologie eingesetzt. Feldtests zeigen jedoch, dass die durch Rechenverfahren prognostizierten Nutzungsgrade nicht erreicht werden. Ziel des Forschungsvorhabens ist es daher, realitätsnahe Testszenarien zu entwickeln, mit denen die genannten Technologien realistisch eingeschätzt werden können. Das Forschungsvorhaben zielt dabei besonders auf das von der Bunderegierung im IEK Programm formulierte Ziel der 'Effizienzsteigerung' innerhalb der energetischen Versorgung von Gebäuden ab. Die Arbeiten sollen als Grundlage für die Entwicklung einer späteren normativen Anwendung gesehen werden. Die Arbeitsplanung (AP) sieht vor, in AP 1 und 2 an der TU Dresden sowie an der RWTH Aachen zwei funktional identische Versuchsstände zur Nutzungsgradbestimmung von Wärmepumpen und KWK-Systemen aufzubauen. Die Versuchsstände werden dabei so konstruiert, dass sie mit einem numerischen Simulationsprogramm gekoppelt werden können. In einem zweiten Schritt (AP2) erfolgt die Inbetriebnahme, die gleichfalls eine Ringmessung zwischen den beiden Institutionen beinhaltet, um sicherzustellen, dass die Einrichtungen unabhängig von der Versuchseinrichtung vergleichbare Ergebnisse erzielen. Im dritten Schritt (AP3) werden Testszenarien und Gebäudemodelle / Nutzerprofile entwickelt, wobei die Gebäudegröße, das Nutzerverhalten sowie die wärmetechnische Ausstattung der Liegenschaften mit betrachtet werden und mit dem Prüfverfahren des IGE Stuttgart abgestimmt. AP4 Umfasst die messtechnische Analyse, AP5 die Entwicklung eines energetischen Berechnungsverfahrens zur Bewertung von Wärmepumpen und Mikro-KWK Systemen. Am Beispiel ausgewählter Geräte sollen das Konzept der umgesetzten Emulation und die Vorteile der Vorgehensweise bei der Nutzungsgradbestimmung aufgezeigt werden. Der Schwerpunkt der Arbeiten der TU Dresden liegt in der Untersuchung und Bewertung von Mikro-KWK Systemen.

Validierung der überarbeiteten DIN V 18599

Die Vornormenreihe DIN V 18599:2016 in der neuen Fassung stellt ein Verfahren zur Gesamtenergiebilanzierung von Wohn- und Nichtwohngebäuden bereit. Die Berechnung von Nutz-, End- und Primärenergiebedarf für Heizung, Lüftung, Klimatisierung (einschließlich Kühlung und Befeuchtung), Trinkwarmwasserversorgung sowie Beleuchtung und Hilfsenergie für Gebäude werden in der Norm beschrieben. Das Institut für GebäudeEnergetik validiert gegenwärtig die neue Fassung der Vornorm mit geeigneten Methoden. Hierbei werden Folgewirkungen von Änderungen identifiziert und die Berechnungsergebnisse auf Plausibilität überprüft.

Eneff.GA II - Energieeffizienz und Energieeinsparpotential durch Gebäudeautomation und Gebäudemanagement, Eneff.GA - Energieeffizienz und Energieeinsparpotenzial durch Gebäudeautomation und Gebäudemanagement

Bedingt durch die zunehmende Diskussion des Klimawandels und des hohen Anteils des Energieverbrauchs von Gebäuden mit ca. 40Prozent am Endenergieverbrauch nimmt das Thema Energieeffizienz und rationelle Energienutzung einen immer höheren Stellenwert in der Gebäudetechnik ein. Zweifelsohne kann Raum- und Gebäudeautomation im Zusammenhang mit modernen Bus- und Kommunikationstechnologien einen enormen Beitrag zum energieeffizienten Betrieb von Gebäuden und deren Anlagen liefern. Da die konkreten Einsparpotenziale allerdings sehr stark von den jeweiligen Nutzerprofilen abhängig sind, wurde eine Studie für den Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) und der LON-Nutzerorganisation (LNO) durchgeführt, in der folgende Fragestellungen durch die Hochschule Biberach bearbeitet wurden. Die Studie stellt auch den Bezug zu den Normen DIN V 18599 und DIN EN 15232 her. Folgende Sachverhalte sollten betrachtet werden: - Welche Veröffentlichungen und Untersuchungen zu Einsparpotenzialen durch Raum- und Gebäudeautomation wurden bereits durchgeführt? - Wo liegen im konkreten Einzelfall die Energieeinsparpotenziale durch den Einsatz von Raum- und Gebäudeautomation und wie lassen sich diese bereits in der Planungsphase bei Neubau oder Modernisierung berechnen? - Welche Erkenntnisse lassen sich aus Simulationsuntersuchungen am Beispiel eines Seminarraumes ermitteln? - Experimentelle Untersuchungen und Auswertung einer Messkampagne, die in drei Raumen des Technikums G der Hochschule Biberach durchgeführt wird. - Wie kann mit den gewonnenen Erkenntnissen eine Breitenwirkung durch die Mitarbeit in Normungsgremien erzielt werden? Die Grundlage bildet eine Literaturübersicht zum Thema Energieeinsparpotenzial durch moderne Elektroinstallation , die permanent fortgeführt wird. Um den Bezug zur Normung herzustellen, wurden die Funktionen auf Basis der GA-Effizienzklassen (C, B, A,) der DIN EN 15232 realisiert. Die Norm sieht für die Kategorisierung der Funktionen vier GA Effizienzklassen vor: GA-Effizienzklasse D: nicht energieeffiziente Gebäudeautomations-Systeme GA-Effizienzklasse C: Standard- Gebäudeautomations-Systeme GA-Effizienzklasse B: weiterentwickelte Gebäudeautomations-Systeme und Energiemanagement GA-Effizienzklasse A: hoch energieeffiziente Gebäudeautomations-Systeme und Energiemanagement. Durch weitere Analysen konnten Einsparungen beim elektrischen Verbrauch bis zu 35Prozent und beim Heizenergieverbrauch bis zu 70Prozent nachgewiesen werden. Um die leichten Abweichungen zwischen den Raumen berücksichtigen zu können, wurden verschiedene Datenbereinigungen durchgeführt: - Bauphysikalische Korrektur (auf Basis einer thermischen Gebäudesimulation) - Korrektur der inneren Last durch die Beleuchtung (durch Erfassung der Betriebsstunden und der elektrischen Anschlussleistungen) - Korrektur der Personenlasten und der Belegungsstunden durch die Erfassung der Personenzahlen. Die Messkampagne in den Raumen der Hochschule belegte teilweise erheblich

Forschungsinitiative Zukunft Bau - Forschungscluster 'Energieeffizientes und klimagerechtes Bauen', Primärenergiefaktoren von biogenen Energieträgern, Abwärmequellen und Müllverbrennungsanlagen

Im Rahmen dieses Gutachtens wurden Primärenergiefaktoren für verschiedene Energieträger ermittelt und methodische Fragen diskutiert. Primärenergiefaktoren werden insbesondere im Rahmen der Energieeinsparverordnung verwendet, um den Jahresprimärenergiebedarf für ein Gebäude zu ermitteln. Bei Wahl eines Brennstoffes mit einem geringen nicht erneuerbaren Primärenergiefaktor kann der Bauherr auf diese Weise seinen Primärenergiebedarf erheblich reduzieren und ggf. - je nach Gebäudeausgestaltung - im Gegenzug auf Maßnahmen beispielsweise im Bereich Lüftung oder Anlagentechnik verzichten. Primärenergie (PE)-Faktoren werden in verschiedenen Normen für Wohngebäude und Nichtwohngebäude definiert. Dazu zählen die DIN V 4701-10 und die DIN V 18599-1. Ergänzend werden im Arbeitsblatt FW 309-1 der AGFW (Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e.V.) weitere Faktoren für Brennstoffe genannt und Rechenverfahren vorgeschlagen. Ziel des Gutachtens ist die Validierung der vorhandenen PE-Faktoren. Dabei werden insbesondere die PE-Faktoren für feste, flüssige und gasförmige Biomasse, für Nah- und Fernwärme aus Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) und Heizwerken mit biogenen Brennstoffen, für gewerbliche bzw. industrielle Abwärme und für Nah- und Fernwärme aus Abfall näher betrachtet und basierend auf Ökobilanzstudien, Systemanalysen für Referenzanlagen und Anlagendatenbanken neu bestimmt.

EnOB: EnTool-CoSim, Entwicklung der Kopplungstechnologie von Komplexmodellen für Bauteil-, Raum- und Gebäudesimulation mit Modelica-basierten Anlagen-, Regelungs- und Nutzermodellen, Teilprojekt: Anwendungsszenarien und Demonstration

Instationäre energetische Bewertung von Wärmepumpen- und Mikro-KWK Systemen, Teilprojekt RWTH: Testszenarien und Versuchsstand Wärmepumpensysteme

Zur energetischen Versorgung von Gebäuden werden zunehmend Wärmepumpensysteme und Systeme auf Basis der KWK-Technologie eingesetzt. Feldtests zeigen jedoch, dass die durch Rechenverfahren prognostizierten Nutzungsgrade nicht erreicht werden. Ziel des Verbundvorhabens (mit TU Dresden, IGE Stuttgart) ist es daher, realitätsnahe Testszenarien zu entwickeln, mit denen die genannten Technologien realistisch eingeschätzt werden können. Das Forschungsvorhaben zielt dabei besonders auf das im 6. EFP-Programm formulierte Ziel der 'Effizienzsteigerung' innerhalb der energetischen Versorgung von Gebäuden ab. Die Arbeiten sollen als Grundlage für die Entwicklung einer späteren normativen Anwendung gesehen werden. Die Arbeitsplanung (AP) sieht vor, in AP 1 und 2 an der TU Dresden sowie an der RWTH Aachen zwei funktional identische Versuchsstände zur Nutzungsgradbestimmung von Wärmepumpen und KWK-Systemen aufzubauen. Die Versuchsstände werden dabei so konstruiert, dass sie mit einem numerischen Simulationsprogramm gekoppelt werden können. In einem zweiten Schritt (AP2) erfolgt die Inbetriebnahme, die gleichfalls eine Ringmessung zwischen den beiden Institutionen beinhaltet, um sicherzustellen, dass die Einrichtungen unabhängig von der Versuchseinrichtung vergleichbare Ergebnisse erzielen. Im dritten Schritt (AP3) werden Testszenarien und Gebäudemodelle / Nutzerprofile entwickelt, wobei die Gebäudegröße, das Nutzerverhalten sowie die wärmetechnische Ausstattung der Liegenschaften mit betrachtet werden und mit dem Prüfverfahren des IGE Stuttgart abgestimmt. AP4 umfasst die messtechnische Analyse, AP5 die Entwicklung eines energetischen Berechnungsverfahrens zur Bewertung von Wärmepumpen und Mikro-KWK Systemen. Am Beispiel ausgewählter Geräte sollen das Konzept der umgesetzten Emulation und die Vorteile der Vorgehensweise bei der Nutzungsgradbestimmung aufgezeigt werden. Der Schwerpunkt der Arbeiten der RWTH Aachen liegt in der Untersuchung und Bewertung von Wärmepumpensystemen.

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