Zeitschrift EE

Zurück zu den Beiträgen

Zukunftsfähige Energiesysteme für den urbanen Raum

IEA SHC Task 52 „Solar Thermal & Energy Economics in Urban Environments“

Übergeordnetes Ziel

...der IEA SHC Task 52 ist es, vor dem Hintergrund sich stetig verändernder Randbedingungen, zukunftsfähige Energiesysteme für den urbanen Raum zu entwickeln und dabei konsistente und langfristig tragfähige Lösungsansätze für die Integration von Solarthermie zu definieren. Dabei wird ein Schwerpunkt auf die integrale Betrachtung der Strom- und Wärmelasten und der netzgebundenen Energieträger Strom- und Fernwärme gelegt. Neben dem Erkenntnisgewinn einer ganzheitlichen Analyse eines zukünftigen Energieversorgungssystems ist es konkretes Ziel, hierzu belastbare Planungs- und Entscheidungshilfen für Stadtplaner, Energieversorger und Stakeholder im Bereich Energiepolitik zu schaffen.

Abbildungen Quellen: http://www.saebyvarmevaerk.dk/, Stadtwerke München GmbH, Salzburg AG

Methodik

Basierend auf energie-ökonomischen Analysen zur nachhaltigen und wirtschaftlichen Energieversorgung von urbanen Gebieten mit einem Zeithorizont bis 2050 wird die zukünftige Rolle der Solarthermie in Modellen unter Berücksichtigung des Strom-, Wärme- und Transportsektors sektorübergreifend analysiert (Subtask A). In weiterer Folge werden Geschäftsmodelle, Umsetzungsstrategien und technische Lösungen von netzgekoppelten thermischen Solaranlagen anhand von weltweiten Best-Practice Beispielen untersucht (Subtask C) sowie angepasste Fallstudien definiert und unter Anwendung bzw. Weiterentwicklung von geeigneten Planungswerkzeugen theoretisch analysiert. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse werden in Form von Planungs- und Entscheidungshilfen zusammengefasst (Subtask B).

Die Fragestellungen werden von einer Expertenrunde aus sechs Nationen bearbeitet, mit AEE INTEC und der TU Wien – Energy Economics Group als Vertreter aus Österreich. Die Gesamtkoordination obliegt dem deutschen Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme. AEE INTEC übernimmt die Leitung von Subtask C. Diese aktive Rolle im Projekt verspricht fundierte Einblicke in die internationalen Aktivitäten im Bereich der ganzheitlichen Energiesystemanalyse. Daneben bringt das österreichische Konsortium eigene und nationale Expertise ein. Nach diesem traditionellen Prinzip der IEA-Arbeitsgruppen entstehen zumeist ausgezeichnete gemeinsame Forschungsergebnisse mit Vorteilen für alle teilnehmenden Institutionen und Wirtschaftsunternehmen.

Auftraggeber

Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (bmvit), vertreten durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG)

Ansprechperson

DI Franz Mauthner, Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

Link

http://task52.iea-shc.org/

Zurück zu den Beiträgen

Wirtschaftliche und technische Konzepte für die hochwertige Sanierung von öffentlichen Gebäuden

IEA-EBC-Annex 61 “Business and Technical Concepts for Deep Energy Retrofit of Public Buildings”

Der hochwertigen Sanierung kommt große Bedeutung zu, da Gebäude sehr lange Sanierungszyklen aufweisen und energetisch nicht optimierte Sanierungen langfristig große klima- und umweltpolitische Potentiale nicht nutzen können. Zur Erhöhung der Sanierungsraten und der Optimierung des derzeitigen energetischen Standards in der Sanierungspraxis sind daher kräftige Impulse und neue Lösungsansätze auf technischer - und vor allem auf ökonomischer Ebene - nötig.

Abbildung 1: Beispiel für ein Finanzierungsmodell einer umfassenden Sanierung. Quelle: Proposal Annex 61

In den vergangenen Jahren konnte sich das Instrument des Energie-Contracting in vielen Staaten als wichtiges Instrument zur Erlangung energiepolitischer Ziele im Gebäudesektor etablieren. Bis dato wurde dieses Instrument hauptsächlich als Anlagen- (Energieliefer-) Contracting für die Sanierung/Austausch von haustechnischen Anlagen (Heizung, Lüftung, Klimatisierung, Beleuchtung, Steuerung, etc.) eingesetzt. Im Rahmen des vorliegenden Projektes sollen neue Strategien und Werkzeuge für innovative Contracting-Modelle erarbeitet werden. Auf österreichischer Ebene ist durch die Einbindung der DECA (Verein der Dienstleister Energieeffizienz und Contracting Austria) und weiterer österreichischer Akteure (BIG, Landesimmobiliengesellschaften) einerseits eine praxisgerechte Forschungsarbeit gewährleistet und andererseits großes Verbreitungspotential gewährleistet.

Als Ergebnis sollen innovative Sanierungsmodelle vorliegen, die hochwertige energieeffiziente Sanierungen für öffentliche Gebäude durch den Einsatz innovativer Finanzierungsmöglichkeiten in Form von integriertem Energie-Contracting vorantreiben. Basierend auf dem Know-how und den Erfahrungen der TeilnehmerInnen am Annex 61 sollen innovative Instrumente und Tools entwickelt werden, die eine praxistaugliche Implementierung in Österreich gewährleisten. Mit der Teilnahme am Annex 61 kann somit ein wichtiger Beitrag zur Erlangung der energie- und klimapolitischen Ziele in Österreich geleistet werden.

Auftraggeber

IEA-EBC, BMVIT

Ansprechpartner

DI Heimo Staller, Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

Projektpartner

Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Österreich, Schweden, USA

Link

http://www.iea-ebc.org/projects/ongoing-projects/ebc-annex-61/?no_cache=1&sword_list[]=61

Zurück zu den Beiträgen

Optimierte Architektur ohne herkömmliche Heizung und Kühlung

„2226“ – Bürogebäude, Caféteria und Galerie

In Lustenau in Vorarlberg verwirklicht be baumschlager eberle ein ebenso aufsehenerregendes wie Diskussionen anregendes Bürogebäude. Ein Gebäude, das aufgrund seiner optimierten Architektur ohne herkömmliches Heiztechnik- und Kühlsystem funktioniert und nur durch Licht, Menschen und Geräteabwärme beheizt wird. Dabei steht „2226“ für Raumtemperaturen, die das ganze Jahr über zwischen 22°C und 26°C liegen. Die hinter diesem Konzept stehenden Ideen will der nachfolgende Artikel näher beleuchten.

Von Monika Spörk-Dür  

Abbildung 1: „2226“ –Bürogebäude, Caféteria und Galerie - optimierte Architektur in einem Gewerbepark in Lustenau (A) (Quelle: be baumschlager eberle) 

Weniger Energieverbrauch aufgrund optimierter Architektur

Gebäude brauchen immer weniger Energie, der Trend geht im Neubau zu Niedrigstenergiehaus, Passivhaus oder sogar Plusenergiehaus. Wird diese Reduktion im Energieverbrauch durch gesteigerten Aufwand in Bezug auf das Haustechniksystem und Unterhalt und Wartung desselben erkauft? Ist die Haustechnik in solchen smart buildings anfällig und teuer? Ist die Versprechung vom Haus als Kraftwerk eine nicht erfüllbare Verheißung der Moderne, in deren Leistungsbilanz der heilen Welt der Mensch der letzte Störfaktor ist?

In ihrer planerischen Absicht verfolgt be baumschlager eberle das Ziel von weniger Energieverbrauch aufgrund optimierter Architektur.

Abbildung 2: Lage des Bürogebäudes auf dem Grundstück (Quelle: be baumschlager eberle)

Baukonstruktion

Es handelt sich um einen sehr kompakten Baukörper mit relativ geringem Fensteranteil. Um ohne Heizung auszukommen ist es notwendig, den Wärmedurchgang durch die Wände möglichst gering zu halten und gleichzeitig möglichst viel Energie in speicherfähigen Massen zu binden. Böden und Decken sind im Bürogebäude in Lustenau aus Stahlbeton und übernehmen 78 % der Energiespeicherung, die restlichen 22 % der Wärmespeicherung decken die ca. 76 cm dicken Außenwände ab. Diese bestehen aus doppelschalig verlegten 38 cm dicken Hochlochziegel. Aufgrund des hohen Luftkammeranteils der Ziegel konnte auch auf herkömmliche Wärmedämmung z.B. aus Mineralwolle oder Polystyrol ganz verzichtet werden. Kalkputzfassaden sorgen für die Diffusion nach außen hin. Die thermische Trägheit und Wärmespeicher- sowie Abstrahlfähigkeit der massiven Baukonstruktion tragen außerdem wesentlich zu einem behaglichen Raumklima in dem Gebäude bei.

Simulationen zur Erreichung der Behaglichkeit

Für das Ziel, ein wartungsarmes, nachhaltiges Gebäude mit weniger Technik zu schaffen, wurden Gebäudesimulationen durchgeführt. Durch eine Drehung des Baukörpers und die tiefen Fensterlaibungen wird z.B. der Wärmeeintrag im Sommer reduziert und die Eigenverschattung erhöht.

Die Abwärme der Mitarbeiter, der Computer sowie die Abstrahlwärme der Leuchtkörper sorgen für die Beheizung des Gebäudes im Winter. Lüftungspaneele mit eigens entwickelter Software steuern die Luftqualität und Behaglichkeit. Je nach Bedarf werden die Fensterflügel geöffnet bzw. das Ein-/Ausschalten des Lichts und der Computer geregelt. Die Lüftungsflügel gehen im Winter erst auf, wenn der CO2-Anteil im Raum steigt. Im Winter werden außerdem bei sehr niedrigen Außentemperaturen in der Nacht durch die Regelung Licht- bzw. Computer eingeschaltet und bei sommerlicher Hitze werden die Fensterflügel geöffnet und kühlen so das Gebäude (Nachtlüftung). Die Regelung gewährleistet auf diese Weise das ganze Jahr über Raumtemperaturen zwischen 22°C und 26°C. Die Luftfeuchtigkeit wird durch die im Bürogebäude arbeitenden Personen eingebracht.

Abbildung 3: Innenraumansichten (Quelle: be baumschlager eberle)

Kosten

Die Errichtung des Bürohauses, in dem das Architekturbüro be baumschlager eberle, Fremdmieter sowie eine Galerie und eine Caféteria untergebracht sind, kostete rund 1.000 Euro/m² (nach ÖNORM 1801 Bauwerkskosten) und liegt somit relativ niedrig. Bleibt nur das Thema Stromverbrauch, der laut be baumschlager eberle mit 80 Cent pro Quadratmeter und Monat beziffert wird.

Die Diskussion um das ideale, nachhaltige Gebäudekonzept ist mit diesem Konzept um eine Facette reicher und wird in Zukunft für spannende Erkenntnisse sorgen.

Tabelle 1: Eckdaten des Bürogebäudes „2226“ in Lustenau (A)

Danksagung

Die Informationen für diesen Artikel wurden von Herrn Gert Walden, Baumschlager Eberle Wien ZT AG zur Verfügung gestellt (Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!)

Autorenbeschreibung

Dipl.-Ing. Monika Spörk-Dür ist Mitarbeiterin von AEE INTEC (Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!)

Zurück zu den Beiträgen

Nachhaltige Schulsanierung mit Holz-Vorfertigung

Das Projekt RENEW SCHOOL will den Know-How-Transfer und den Markteintritt von vorgefertigten Holzelementen, Lüftungs-, Sonnenschutz- und Erneuerbaren Energiesystemen für die Schulsanierung beschleunigen. Dazu werden vor allem Wissenschaft, Wirtschaft und SchuleigentümerInnen auf unterschiedliche Weise vernetzt, der Austausch untereinander sowie Weiterbildungen entwickelt und gefördert.

Abbildung 1 Quelle: AEE INTEC

Derzeit gibt es in Europa große Nachfrage nach neuen Technologien, die eine Erhöhung der jährlichen Sanierungsrate, die nur um die 1% beträgt, schaffen könnten. Die Vorfertigung von Elementen für die Sanierung von Gebäuden ist im D-A-CH-Raum und speziell in Österreich eine seit Jahren immer wieder angewandte Technologie, der viele ExpertInnen in Europa gute Chancen ausrechnen. Speziell für Schulen ist die Vorfertigung mit Elementen aus Holzrahmenkonstruktion, Dämmstoff und etwaige Integration von Installationskomponenten (Lüftungs-, Heizungsrohre u.ä.), (IT-)Verkabelung, Fenstern, Sonnenschutz, Erneuerbaren Energieträgern wie Solarkollektoren oder PV-Modulen eine interessante Sanierungsmethode, weil die Montage und damit die Vor-Ort Arbeiten in kurzer (Ferien-) Zeit erledigt werden können. Der Schulbetrieb ist kaum gestört – der Qualitätsgewinn aber enorm.

RENEW SCHOOL wird maßgeschneiderte Aktivitäten vor allem für die Zielgruppe der SchuleigentümerInnen und die Holz-, Lüftungs- und Erneuerbare Energieträger-Industrie anbieten, im Wesentlichen Exkursionen, gut aufbereitete Erfolgsbeispiele, Erarbeitung einfacher technologischer und wirtschaftlicher Entscheidungstools, aktive Vernetzungsworkshops und „technology talks“ für Wirtschaft und Schulfinanciers, aber auch für ProfessionistInnen. Für letztere wird es Weiterbildungsangebote und für die SchulnutzerInnen wie SchülerInnen und PädagogInnen wird es Angebote für Projektarbeit in den Schulen zum Thema geben. Hauptziel ist natürlich die Steigerung der Anzahl von möglichst hochwertig sanierten Schulgebäuden auf nZEB Standard in Europa unter Verwendung der oben genannten Technologien. Spezielle Ziele für die Sanierung sind außerdem:

  1. Verbesserung der Gebäudehülle mit vorgefertigten, gedämmten Holzelementen

  2. Verbesserung der Raumqualität in den Klassenzimmern durch Lüftungssysteme und Tageslichtnutzung mit intelligentem Sonnenschutz

  3. Steigerung des Einsatzes Erneuerbarer Energieträger, integriert in die Schulgebäude

Die Ziele von RENEW SCHOOL werden durch die aktive Einbindung der SchuleigentümerInnen und -financiers wie Städte, Gemeinden, oder deren Tochterunternehmen, relevante Industriebranchen, sowie ProfessionistInnen wie ArchitektInnen, PlanerInnen, BaumeisterInnen und deren InteressensvertreterInnen, erreicht. RENEW SCHOOL trägt deshalb auch signifikant zur Erreichung der EU-2020 Ziele bei und verankert das Thema hochwertige Gebäudesanierung im Bildungsbereich zum Aufbau einer nachhaltigen Zukunft.

Auftraggeber 

European Commission - Executive Agency for Competitiveness and Innovation (EASME), http://ec.europa.eu/easme

Projektpartner

  • AEE – Institut für Nachhaltige Technologien, AT (Koordination) Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

  • Passiefhuis-Platform vzw (PHP) BE 

  • Holzcluster Steiermark GmbH (HCS), AT 

  • Trentino Technological Cluster (DTTN) 

  • Wood Industry Cluster, SI

  • Technical University of Denmark (DTU), DK 

  • Asplan Viak AS, NO

  • National Energy Conservation Agency (NAPE), PL 

  • Chalmers University of Technology, SE

  • Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., DE

  • Informest – Service and Documentation Centre for International Economic Cooperation, IT 

  • Autonomous Municipal Company for City Education in Antwerp (AGSO), BE 

  • Politecnico di Milano, Dipartimento di Energia, Research Group on efficiency in energy end-use (eERG), IT

Links

Zurück zu den Beiträgen

„Inspirierende“ Gebäudesanierung auf Europa-Level  

iNSPiRe ist ein EU-Projekt, gefördert im 7. Rahmenprogramm der EU, in dem 24 Projektpartner aus ganz Europa, die in den Arbeitsbereichen Forschung und Entwicklung, der Industrie, in Kleinunternehmen und Non-Profit- Organisationen tätig sind, im Rahmen von neun Arbeitspaketen über vier Jahre zusammenarbeiten. Das Projekt beschäftigt sich mit der Lösung der Frage der Vermeidung des hohen Energieverbrauchs in Gebäuden durch die Entwicklung von systemischen Sanierungskomponentenn für Wohn- und Bürogebäude.  

Die durch iNSPiRE entwickelten Sanierungskomponenten zielen darauf ab, den Primärenergieverbrauch auf weniger als 50 kWh/m²a zu senken. Die Sanierungssysteme werden so konstruiert, dass sie passend für eine Vielzahl verschiedener Klimata ein Optimum an BenutzerInnenkomfort garantieren.

Von Roberto Fedrizzi, Fabian Ochs und Robert Weitlaner

Abbildung 1: Eines der drei Demonstrationsgebäude (Madrid). Quelle: iNPiRe/projektintern

Abbildung 2: Verteilung des Gebäudebestands in Europa (EU-27). Datenquelle: BSRIA

Gebäudebestandsanalyse

Eine Gebäudebestandsanalyse, geleitet von der Britischen Marktinformationsfirma BSRIA, bildet die Grundlage des Projekts, die auf der Bewertung und Kategorisierung einer Vielzahl von Gebäuden in der Europäischen Union aufbaut, sowohl Wohngebäude als auch Gebäude des tertiären Sektors. Dieser Klassifikationsprozess umfasst sowohl das Alter der Gebäude als auch ihre strukturellen Besonderheiten und Eigentumsverhältnisse. Der Strom und Heizung umfassende Energieverbrauch wurde ausgewertet und die Gebäudenutzung bzw. Komfortanforderungen und Bauvorschriften wurden ebenfalls charakterisiert.

Dieser Profilerstellungsprozess führte auf der einen Seite zur Definition des Energiebedarfs von Wohn- und Bürogebäuden in der EU-27 (für Heizung, Kühlung und Warmwasserbereitung) und auf der anderen Seite wurden Typen von Gebäuden definiert, die für die Sanierung mittels der durch iNSPiRe entwickelten Sanierungskomponenten geeignet sind. Die durch den Kategorisierungsprozess erhaltenen Daten werden direkt für die Entwicklung der Technologien und Sanierungskomponenten verwendet.

Abbildung 3: Überblick über das Projekt iNSPiRe

Angepasste IKT (Informations- und Komunikationstechnologien) – Lösung zur Datenerfassung

Der erste Schritt um das Energiemanagement zu verbessern ist die Messung wie, wo und wann Energie verbraucht wird. Während die Erfassung allein noch keine Energie spart, kann die Information aus dem Messsystem zu signifikanten Energiereduktionen führen.

Ein wesentlicher Teil des Projektes beschäftigt sich mit der Erfassung von Energieperformance und thermischem Komfort dreier Demonstrationsgebäude - situiert in Verona, Stuttgart und Madrid – vor und nach der Sanierung. Die Wirksamkeit von mehreren Sanierungsmaßnahmen und die Effizienz eines neuen HLK- Systems wird mit der Ausgangsbasis, die vor der Sanierung erfasst wurde, verglichen werden.

Zu diesem Zweck wurde im Rahmen von iNSPiRe bereits ein Bericht veröffentlicht, um Design und Entwicklung der dezentralen Monitoringsysteme zu beschreiben, die zum Aufbau der Kommunikation zwischen Sensoren und Monitoring Hardware im Betrieb benutzt werden. Das Ziel war, die Verfügbarkeit von erforderlichen Informationen für eine detaillierte Überwachung des Gebäudes sicherzustellen, sodass die Sanierungskomponenten genau auf die Sanierungserfordernisse eines bestimmten Gebäudes angepasst werden können [1].

Beleuchtung

Ein wesentlicher Bestandteil jedes Sanierungsmodells für ältere Gebäude ist die Integration von Beleuchtungslösungen. Ein Großteil des Energieverbrauchs in Gebäuden (hauptsächlich Bürogebäuden) geht auf das Konto von Beleuchtung und für das Projektziel, den Energieverbrauch in älteren Gebäuden um 50 % zu senken, werden neue Beleuchtungssysteme für die Sanierungslösungen notwendig sein. Bartenbach Lichtlabor hat im Rahmen des Projekts eine Analyse veröffentlicht, die eine detaillierte Sicht auf Charakteristika und Eigenschaften herkömmlicher Lichtquellen und Beleuchtungskörper erlaubt. Diese Analyse beschreibt heutige Lichtlösungen und sieht für die nahe Zukunft Entwicklungen basierend auf verschiedenen Referenzen vor. Lösungen mit Halogen, kompakten Leuchtstoffröhren (CFL) und LEDs werden für Lampen und Beleuchtungskörper verglichen. Empfehlungen für Beleuchtungslösungen wurden bereits sowohl für die Anwendung in Wohn- als auch in Bürogebäuden herausgegeben und diese stellen eine klare Handlungsanweisung für einen wesentlichen Aspekt der durch iNSPiRe vorgeschlagenen Sanierungspakete dar.

Abbildung 4: Verschattungssystem mit Flügellamellen für eine vorgehängte Fassade. Quelle: Bartenbach Licht Labor

Gebäudehülle

Der Zweck des Projektes ist nicht nur die Entwicklung der besten Sanierungsstrategien für Bestandsgebäude, sondern auch die Ausarbeitung verschiedener Technologien, die den gesamten Sanierungsprozess erleichtern. Aus Sicht der Gebäudehülle bedeutet diese Arbeit vor allem die Entwicklung von Gebäudeteilen, die an ältere Gebäude angepasst werden. In Fassaden- und Dachelemente werden Heizung, natürliche Belichtung und in den Gebäuden verwendete Energiesysteme bereits integriert. Dieser systemische Ansatz in Hinsicht auf Sanierung ist der neuartige Zugang von iNSPiRe. Innerhalb des Projektes werden vier Fassadensysteme entwickelt werden: zwei aus Metall/Glas für den tertiären Sektor und zwei Holzfassaden für Wohngebäude. Die vier Fassaden sind gekennzeichnet durch vier verschiedene Lösungen in Bezug auf die Integration des HLK–Systems und die Integration von Energiespeichern. Beispiele dieser Arbeiten werden im Folgenden dargestellt.

Abbildung 5: In die Holzfassade integrierte Mikrowärmepumpe im Test einer Passys Testanordnung an der Universität Innsbruck. Quelle: Universität Innsbruck

Mikrowärmepumpe  

Um ein Heizungssystem in das Dämmelement der neuen Fassaden zu inkludieren, wurde im Rahmen des Projektes eine neuartige Mikrowärmepumpe (µWP) entwickelt. Der Prototyp von SIKO Solar ist eine Abluft/Luft-Wärmepumpe in Kombination mit einer mechanischen Lüftung mit Wärmerückgewinnung. Die Mikrowärmepumpe wird in einem vorgefertigten Holzrahmen-Fassadenelement von Gumpp & Maier integriert. Da die Wärmepumpe Teil einer kompakten Fassade des sanierten Gebäudes ist, ist sie signifikant kleiner als eine typische Wärmepumpe sowohl was die Größe als auch die Wärmeleistung betrifft (weniger als 30 cm dick und ungefähr 1kWth). Dieses System wird derzeit im Labor getestet und wird voll integriert in einer neuartigen Fassade im Rahmen des Demonstrationsprojektes in Stuttgart untersucht.

Solarthermisches Kühlgerät

Eine weitere neuartige Komponente der im Rahmen von iNSPiRe entwickelten Sanierungskomponenten betrifft die Nutzung der Solarenergie. Während der letzten fünf Jahre hat die Schwedische Firma ClimateWell einen solarthermischen Kollektor entwickelt, der eine Absorptionskälteanlage integriert. Dieser nutzt die Solarenergie, die im Inneren der Komponente gespeichert wird und bei Bedarf für Kühlung oder Heizung verwendet wird.

Die Komponente hat keine beweglichen Teile und ist aus inerten Materialien hergestellt. Die Anlage arbeitet gemäß einer durch ClimateWell patentierten triple-state (eine Art „dreifach wirksame“) Absorptionstechnologie, die ein speziell zusammengesetztes Salz nutzt. Der Kühlwirkungsgrad beträgt typischerweise 50-60% und die Energiespeicherfähigkeit ist hoch genug um die Einstrahlung eines Tages zu speichern.

Die Arbeit im Rahmen des Projektes besteht in der Vorfertigung einer solarthermischen Komponente, die in ein Metall/Glas-Fassadenmodul für Bürogebäude integriert und durch die Firma Officine Tosoni produziert wird. Einerseits wird die Funktionsfähigkeit dieser Komponente in verschiedenen Anwendungsfällen und Klimata erforscht. Andererseits wird sich die Industrie mit Fragen in Bezug auf Integration und Installation beschäftigen.

Energieerzeugung und Verteilung in Gebäuden

Neben den die Gebäudehülle betreffenden Lösungen arbeitet iNSPiRe an Sanierungspaketen mit dem Ziel, alte, zentrale Heiz- und Kühlsysteme durch neue, erneuerbare Energiequellen nutzende Energieerzeugungssysteme zu ersetzen. Ineffiziente Gas- oder Ölkessel verbrauchen einen Großteil der Primärenergie im Gebäudebestand, daher wird der Ersatz dieser Kessel den Energieverbrauch um mehr als 70 % verringern. Diese neuen Systeme sind häufig komplexer und teurer als die alten Systeme, besonders in Hinsicht auf ihre Komponenten und ihre Integration, und so erforschen ExpertenInnen im Rahmen des Projektes die Kombinationen von Heiz-und Kühltechnologien in Hinblick auf Anwendung, Klimabedingungen , Energiekosten und soziale Akzeptanz, um möglichst effiziente, kostengünstige Lösungen für die neuen Sanierungskomponenten und Baukastenlösungen zu entwickeln. In dieser Hinsicht wurde eine Anzahl von Technologien, die den Modernisierungsprozess erleichtern, ausgearbeitet.

Warmwassermodule

In einem Heiz- und Kühlsystem mehrere Komponenten unter Nutzung verschiedener erneuerbarer Energiequellen zu verbinden, ist üblicherweise eine schwierige Aufgabe, die aufgrund von Planungs- und Installationsfehlern möglicherweise eine schlecht arbeitende Anlage zum Ergebnis hat. Im Rahmen von iNSPiRe entwickeln EURAC und Manens-Tifs Warmwassermodule, die die einfache Integration verschiedener Komponenten und Konfigurationen erlaubt. Die grundlegende Idee ist es Module zu entwickeln, die eine flexible Systemkonfiguration ermöglichen, die sowohl an die Anforderungen verschiedener Gebäude als auch an verfügbare erneuerbare Energiequellen angepasst werden kann. Zusätzlich zu den bereits am Markt erhältlichen Warmwasserstationen mit einfachen hydraulischen Verbindungen werden die entwickelten Module in der Lage sein, Verbindungen vom Standpunkt der Steuerungslogik aus zu knüpfen: Lösungen werden entwickelt basierend auf detaillierter Temperatur- und Energieerfassung, einfachen Konfigurationen und aktiven Regelungselementen für Pumpen und Ventile.

Deckenstrahlungspaneele

Die Firma TRIPAN ist verantwortlich für die Entwicklung und das Design von Energieverteilungssystemen, in die ein vorgefertigtes modulares Deckenelement eingebaut ist, das Beleuchtung und Niedertemperaturheizung bzw. Kühlung enthält.

Üblicherweise sind Deckenstrahlungs-Heizsysteme teurer im Betrieb als konventionelle Heizkörper oder auch Fußbodenheizungen. In der Modernisierung ist die Anwendung von Deckenstrahlungselementen aber oft die einzige mögliche Lösung, die es erlaubt, Wärmepumpen mit niedriger Enthalpie (30°C im Heizmodus und 18°C im Kühlmodus) einzusetzen, ohne dass die BewohnerInnen oder NutzerInnen die Gebäude während der Sanierungsarbeiten verlassen müssen.

Eine detaillierte Marktstudie zu verfügbaren Deckenstrahlungspaneelen wurde durchgeführt, um eine bessere Kenntnis der Schwachpunkte zu gewinnen. Basierend auf den Ergebnissen werden zwei Verteilungssysteme entwickelt.

Ein Element wird speziell für den Einsatz in Wohngebäuden entwickelt: es wird eine kostengünstige Lichtlösung – durchschnittliche Beleuchtungserfordernisse werden für diesen Anwendungsfall angenommen – und Deckenstrahlungselemente verbinden. Nach Sanierung der Gebäudehülle sind die Heiz- und Kühlanforderungen reduziert und daher kann die Leistung der Deckenstrahlungselemente verringert werden. Durch die Herstellung von an die Raumkonturen angepassten vorgeformten Elementen, die leicht und genau an der Decke fixiert werden können, werden auch Anstrengungen unternommen die Installationszeiten zu reduzieren.

Ein zweites Verteilungselement wird speziell für den Einsatz in Bürogebäuden entwickelt: Dieses wird das Deckenstrahlungselement mit einem teureren Beleuchtungssystem verbinden, das wiederum höhere Energieeinsparungen ermöglicht. Außerdem wird das Deckenstrahlungselement dafür verwendet werden, das Tageslicht von den Fenstern in die Büros umzuleiten.

Die erhöhten Kosten für die Herstellung der Deckenstrahlungselemente werden durch ihre Multifunktionalität aufgefangen und Installations-, Heizungs-, Kühlungs-, und Beleuchtungskosten werden ebenfalls sinken.

Ganzheitlicher Ansatz

Jede dieser Innovationen wird dazu beitragen, schrittweise dem Ziel einer Reduktion des Energieverbrauchs in älteren Gebäuden um 50 % näherzukommen. Der im Projekt iNSPiRe übernommene ganzheitliche Ansatz in der Sanierung bedeutet, dass alle Beteiligten in umfassender Weise profitieren, indem Einsparungen im Energieverbrauch in allen denkbaren Aspekten eines Gebäudes umgesetzt werden und ein „Gesamtpaket“ geschnürt wird.  

Literatur

  1. http://inspirefp7.eu/wp-content/uploads/2013/01/WP5_D5-1_20131215_PP2_Report-on-the-Adopted-ICT-Solutions.pdf

Autorenbeschreibung

Dr. Ing. Roberto Fedrizzi ist Koordinator der Forschungsgruppe Solarthermische Heiz- und Kühlsysteme von EURAC Research, Bozen (Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!)

Dr.-Ing. Fabian Ochs ist Post-Doc-Researcher an der Universität Innsbruck, Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften, AB Energieeffizientes Bauen (Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!)

Mag. Robert Weitlaner ist Projaktmanager bei Bartenbach GmbH, Research & Development (Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!)

Top of page