Zwei Projekte zur Reduzierung des Energieverbrauchs in Gebäuden: iSERV und Fast- Nullenergiegebäude (nZEB)

Two aspects of energy consumption reductions in real buildings: iSERV and nZEBs
Echte Energieeinsparungen in bestehenden Gebäuden

Echte Energieeinsparungen in Gebäuden

Die Europäische Union engagiert sich für die Senkung des Energieverbrauchs im Bausektor. Da
(nach Angaben der gemeinsamen Forschungsstelle der EU (GFS)) Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen rund 11% des gesamten Stromverbrauchs in Europa verursachen, ist das Engagement der EU in diesen Bereichen besonders stark. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über zwei Aspekte
der Energieeffizienz in HLK-Anlagen. Bei beiden Projekten liegt der Fokus darauf, auf dem Weg hin
zu einem geringeren Energieverbrauch in einem ersten Schritt praxisbezogene Betriebsdaten für
gewerbliche Gebäude zu sammeln.

Dazu gehört die Entwicklung von Benchmarks für praxisbezogene Energiedaten. Für Kenntnisse
über den Energieverbrauch in gewerblichen Gebäuden und anschließende Verbesserungs- bzw.
Normierungsmöglichkeiten ist es erforderlich, die Energieeffizienz der im Einsatz befindlichen
HLK-Komponenten quantitativ zu erfassen. Genau hier setzt das iSERV-Projekt an. Von der IEE
(Intelligent Energy Europe) der EU finanziert, wird beim iServ-Forschungsprojekt ein kontinuierliches
Energiemonitoring bei HLK-Anlagen vorgenommen und respektive Benchmarks entwickelt.
Teilnehmer werden mit diesen Mitteln in der Lage sein, den Energieverbrauch auf der Ebene der
HLK-Komponenten mit den Anlagenleistungen in Zusammenhang zu setzen. Wir wollten mehr
erfahren und haben Dr. Ian Knight, Dozent an der Universität von Cardiff und iSERV-Koordinator,
um ein Interview gebeten.

Dr. Knight ist seit mehr als 20 Jahren in der Forschung im Bereich der Energieeffizienz von Gebäuden
und Gebäudekomponenten tätig. Dabei beschäftigt er sich insbesondere mit der Reduzierung
der CO2-Emissionen in der Bauwirtschaft. Dr. Knight besitzt einen Bachelor of Sciences (Hons) in
Feuerungs- und Energietechnik und promovierte im Fach Physik.

Ein weiterer Schwerpunktbereich der EU sind Neubauten, die nahezu überhaupt keine Energie
verbrauchen. Diese Niedrigstenergiehäuser oder Fast-Nullenergiegebäude könnten einen wichtigen
Bestandteil bei der Lösung darstellen, die HLK-Energieeffizienz zu verbessern. Nach EU-Richtlinien
ist es bereits erforderlich, dass Neubauten, die in öffentlicher Hand sind oder von Behörden und öffentlichen Instituten angemietet werden, bis 2019 als Fast-Nullenergiegebäude qualifiziert
werden und alle Neubauten bis 2021 Fast-Nullenergiegebäude sind. Unserem Kenntnisstand nach
bieten auch Fast-Nullenergiegebäude erst dann einfache Lösungen zur Reduzierung des Energieverbrauchs, wenn von Seiten der Entwurfsplaner das Konzept „so einfach wie möglich“ angestrebt wird.

Weitere Informationen über Fast-Nullenergiegebäude erhalten wir von Prof. Dr. Jarek Kurnitski
von der SITRA, dem Finnish Innovation Fund, und an der Technischen Universität Tallinn. Professor
Kurnitski beschäftigt sich seit vielen Jahren mit der Verbesserung der Energieeffizienz in der
Bauwirtschaft. Vor seiner Tätigkeit bei SITRA war Professor Kurnitski als Professor an der Helsinki
University of Technology tätig, an der er die Leitung des Forschungszentrums “Indoor Climate and
Energy Performance” (Innenraumklima und Energieeffizienz) hatte. Darüber hinaus ist er Vizepräsident
und Vorstandsmitglied bei der REHVA, der europäischen Dachorganisation für technische
Gebäudeausrüstung.

Grundfos hat sich mit beiden Interviewpartnern auf der REHVA-Jahrestagung und -konferenz 2012
„HVAC Technology and Energy Retrofitting“ 2012 in Timisoara, Rumänien, getroffen.

iSERV – für dauerhaftes Energiemonitoring und Entwicklung von Benchmarks

iSERV – für dauerhaftes Energiemonitoring und Entwicklung von
Benchmarks

Dr. Ian Knight war auch an früheren EU-Projekten beteiligt, bei denen durch die Nutzung detaillierter
praxisbezogener Energiedaten potenzielle Einsparungen von bis zu 60% in einzelnen HLK-Anlagen nachgewiesen werden konnten. Das iSERV-Projekt („i“ für Inspektion und „SERV“ für Service) wurde mit finanzieller Unterstützung aus dem Intelligent Energy Europe-Programm der EU mit dem Ziel gegründet, die bis dato in der Praxis bestehende Energieeffizienz von HLK-Komponenten und -anlagen zu quantifizieren. Die aufgedeckten Energieeinsparpotenziale werden anschließend frei zur Verfügung gestellt. Ziel ist es, den Gesamtstromverbrauch der EU um ca. 2% zu senken.


Es fehlen praxisbezogene Energieverbrauchsdaten für HLK-Systemkomponenten Das iServ-Projekt ist ins Leben gerufen worden, um eine umfangreiche Datenbank aus Energieverbrauchsdaten auf einer Unter-Stunden-Basis in europäischen HLK-Anlagen und ihren Komponenten
anzulegen.

Dr. Ian Knight

Dr. Ian Knight
Dr. Ian Knight

Dr. Knight, wie profitieren Beteiligte und andere Personen vom iSERV-Projekt?

IK: Das iSERV-Projekt will die Problematik der Verbesserung der praxirelevanten Energieeffizienz
von HLK-Gebäudeanlagen in der EU angehen. Wir haben ein einfaches Verfahren entwickelt, wie Gebäudedaten über eine Tabellenkalkulation in die iSERVcmb-Datenbank eingegeben werden, in der alle Daten der HLK-Anlagenkomponenten an einer Stelle miteinander verbunden werden.

Die Beteiligten müssen nur die erforderlichen Daten eingeben. Dazu gehören:
•     Verbrauchsdaten von HLK-Anlagenkomponenten, Sensoren und Stromzählern
•     Informationen zur Bodenfläche wie auch zu den bereitgestellten Leistungen
•    Laufende Datenerhebungen auf Unter-Stunden-Basis von mindestens einem Wärmetauscher, aufgezeichnet über ein ganzes Jahr


Das iSERV-Projekt ermöglicht uns, den Energieverbrauch der HLK-Systeme in Gebäuden im Detail zu beurteilen.

Dr. Ian Knight

Die beim iSERV-Projekt gesammelten quantitativen Informationen zum Energieverbrauch von HLK-Anlagen und -Anlagenkomponenten ermöglichen die Entwicklung von Benchmarks für unterschiedliche Anlagentypen, Gebäude- und Nutzungsarten. Dies ermöglicht dank der verbesserten Kenntnis der jeweiligen HLK-Anlage eine Ausarbeitung maßgeschneiderter Benchmark-Werte. Wir sind zurzeit dabei, Eigentümer, Betreiber und Anlagen- und Komponentenhersteller usw. von HLKAnlagen für unser Projekt zur Teilnahme zu bewegen.

Können Teilnehmer mehr über ihre Anlagen erfahren?

IK: Ja, denn mit wachsender Datenmenge können in den Berichten Vergleiche mit anderen kompatiblen Systemen vorgenommen werden. Enthalten sind ebenfalls Berichte über die an die jeweilige HLK-Anlage angepasste Leistung wie auch ein gezieltes Feedback zu anlagenspezifischen Energiesparpotenzialen.

An example of an iSERV HVAC Summary Report

Welche langfristigen Vorteile haben Projektteilnehmer?

IK: Sie erfahren mehr über den Energieverbrauch der HLK-Anlagen und können diese Informationen
wirksam nutzen und umsetzen. Wenn man die Gründe für einen abweichenden Energieverbrauch
von vergleichbaren HLK-Anlagen kennt, bieten sich folgende Vorteile:
•     Fundierte Informationen über Investitionen zur Verbesserung der Energieeffizienz leistungsschwacher Anlagen
•     Breitere Auswahl von Ersatz-Anlagenkomponenten
•     Fundierte Rechtfertigung schwerpunktorientierter Investitionen in Energieeffizienz dank finanzieller Anreize
• Höheres Einsparpotenzial als nur durch Inspektionen


Gesetzgebung
IK:
Es gab bisher in der EU kaum Informationen über politische Entscheidungen und künftige Gesetzgebungen im Zusammenhang mit der Energieeffizienz in HLK-Anlagen. Jetzt hat sich diese Situation allerdings geändert. Mit dem Projekt kann aufgezeigt werden, dass durch kontinuierliches
Monitoring des Energieverbrauchs das Bewusstsein der Anlagenbetreiber hinsichtlich Energieeffizienz
erweitert wird und so signifikante Energiesparmaßnahmen umgesetzt werden können. Dies würde den Einsatz innovativer Technologien und Lösungsansätze ermöglichen und aufzeigen, wie wichtig alle Anlagenbetreiber bei der Verbesserung der Energieeffizienz sein können und wie sie zum Ziel für 2019 eines Fast-Nullenergiehauses beitragen können. Jeder Anlagenbetreiber, der Interesse an der Teilannahme am iSERV-Projekts hat, kann sich über unsere Website unter
http://www.iservcmb.info/ informieren

Einfach gehalten: der Betrieb von Fast-Nullenergiegebäuden

Einfach gehalten: der Betrieb von Fast-Nullenergiegebäuden

Konstruktion von Fast-Nullenergiegebäuden, die von jederman bedient werden können

Die EU-Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden fordert, dass Gebäude, die von
Behörden als Eigentümer oder Mieter genutzt werden, bereits ab 2019 und ab 2020 alle Neubauten die Kriterien eines Niedrigstenergiegebäudes erfüllen müssen. Dieser Artikel will einige Antworten auf die Frage nach der aktuellen Lage in diesem Bereich geben.

Professor Dr. Jarek Kurnitski
Professor Dr. Jarek Kurnitski

Professor Kurnitski, was muss bei einem optimalen Energiemanagement in Niedrigstenergiegebäuden berücksichtigt.

JK: werden? In der Praxis gibt es zwei Arten von Niedrigstenergiegebäuden. Es gibt zum einen sehr komplizierte Gebäude, deren Technik nicht einfach zu bedienen ist und die mit komplizierten Lüftungs- und Klimaanlagen, meist in hybrider Form, ausgestattet sind. In Niedrigstenergiegebäuden, die mit einer natürlichen Lüftung mit wenig Steuerungen konstruiert sind, muss man sich häufig auf die Bewohner und ihr Verhalten beim Öffnen und Schließen von Fenstern, Rollos usw. verlassen – und das hat häufig eine weniger optimale Nutzung, Bedienungsfehler wie auch Energieverschwendung zur Folge.

Und es gibt zum anderen Niedrigstenergiegebäude die hinsichtlich ihres Betriebs und ihrer Bedienung
wie normale Gebäude konstruiert sind. Mit seinem Bohrloch-Kühlsystem und einer einfachen Lüftungsanlage ist das Gebäude des Umweltzentrums in Helsinki ein perfektes Beispiel eines einfach gestalteten Niedrigstenergiegebäudes, das nicht viel komplizierter zu bedienen ist als ein konventionelles Gebäude. Ich glaube, dass Anlagen wie diese immer wichtiger in der Zukunft werden. Da die Anlagen und Systeme in Niedrigstenergiegebäuden installiert, angepasst, bedient und gewartet werden müssen, sollten sie aus einfach zu bedienenden und hocheffizienten Anlagenkomponenten und Systemen bestehen.


Wir müssen Gebäude konstruieren, die einfacher zu bedienen und zu  betreiben sind

Professor Kurnitski

Was ist mit der Bedeutung von Pumpen und anderen HLK-Komponenten in Niedrigstenergiehäusern?

JK: Pumpen, Ventilatoren und andere HLK-Komponenten sind wichtig. Wenn diese Anlagenkomponenten von ihrer konstruktiven Ausführung her geeignet sind, in einem einfachen System eingesetzt zu werden, dann müssen Sie über eine sehr hohe Energieeffizienz verfügen. Der Trend bei der Konstruktion von Niedrigstenergiehäusern geht hin zu geringem Druck, niedrigen Geschwindigkeiten und häufig auch selbstregulierenden Anlagen mit äußerst hoher Effizienz.

 

Warum können Niedrigstenergiehäuser bisher noch nicht den Erwartungen entsprechen?

JK: Ein Grund ist, dass sie zu kompliziert sein können. Oder ihre konstruktiven Vorgaben sind zu
optimistisch angesetzt. Es sind häufig unerwartete Verbraucher wie Bürogeräte, die eigentlich die
Energiebilanz des Gebäudes bestimmen.


In Niedrigstenergiehäusern sind es gerade die Bürogeräte, die sich massiv auf die Energiebilanz auswirken

Professor Kurnitski

In einem Pariser Niedrigstenergiehaus haben Messungen des Energieverbrauchs gezeigt, dass
Bürogebäude doppelt so viel Energie verbrauchten als konstruktiv vorgesehen war.

Haben Ihre Forschungen Erkenntnisse über gemeinsame Leistungsmerkmale von Niedrigstenergiegebäuden für die gewerbliche Nutzung

JK: Ja, es gibt einige allgemeine gemeinsame Funktionen. Im Großen und Ganzen ist in Niedrigstenergiegebäuden ein reduzierter Energiebedarf mit energieeffizienten Anlagen und vor Ort verfügbaren erneuerbaren Energiequellen kombiniert. Im Allgemeinen zeichnen sich diese Gebäude
durch folgende Funktionen aus:
• Wasserbasierte Verteilersysteme für Heizungs- und Kühlanlagen mit einer besseren Energieeffizienz
als luftgestützte Systeme
• Breite Auswahl an Energiequellen wie Wärmepumpen, Fernwärmeanlagen, Bio-KWK, Solar-Photovoltaik- und Thermalanlagen
• Wärmerückgewinnungs- und Belüftungsanlagen, häufig bedarfsgesteuert, durch zentralisierte
oder dezentralisierte Systeme
• Freikühlsysteme kombiniert mit mechanischer Kühlung durch Verdunstungs- oder Lüftungskühlung
usw.
• Hocheffiziente Wärmerückgewinnung
• Optimierte Gebäudehüllen und effektiver externer Solarschutz
• Nutzung von Wärmemasse und anderen passiven Maßnahmen.

Was muss noch getan werden, um eine breitere Akzeptanz für Niedrigstenergiehäuser zu erreichen?

JK: Bauverordnungen sind nach wie vor der wichtigste zu berücksichtigende Faktor. Energieeffizienzziele,
die z. B. von der Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden aufgestellt und
in nationalen Bauvorschriften festgelegt werden, sind wichtig. Es sind immerhin nur noch sieben
Jahre, bis Gebäude, die in öffentlicher Hand sind, gemäß den EU-Verordnungen, den Standards für
Niedrigstenergiehäusern entsprechen müssen. Auch für bereits bestehende Gebäude wird eine
Verbesserung der Energieeffizienz angestrebt, die allerdings realistisch gesehen nicht das Niveau
eines Niedrigstenergiehauses erreichen kann.





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