Herausforderungen der Energieeffizienz im Gebäudebereich

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Herausforderungen der Energieeffizienz
im Gebäudebereich
Innovation durch Gesamtsystemlösungen
Dr. Brigitte Bach
World Energy Council, Wien, 29.11.2006
Nachhaltige Energiesysteme
arsenal research
51 % BMVIT, 49 % Industrie
MitarbeiterInnen: ca. 200
Adresse:
1210 Vienna,
Giefinggasse 2
Tochter:
26% Rail Tec Arsenal
Forschung, Entwicklung, Qualitätssicherung
in den Bereichen Energie und Mobilität
2
Nachhaltige Energiesysteme
Innovations Service Center für Industrie und Gewerbe
• Exzellenz in Forschung und
Entwicklung
• Prüfen, Testen & Monitoring
• Qualitätsaspekte, Normung
• Spezialisierte Weiterbildung
3
Nachhaltige Energiesysteme
SEnS – Sustainable Energy Systems
Innovative nachhaltige Komponenten der Heizungs-, Klima- und
Lüftungstechnik
&
Systemintegration nachhaltiger Energietechnologien
in die Energieversorgung
– von Gebäuden
– von Gemeinden
– von Regionen
4
Nachhaltige Energiesysteme
World Primary Energy Demand/ IEA Szenario
18 000
16 000
14 000
Oil
Mtoe
12 000
10 000
8 000
Gas
6 000
Coal
4 000
2 000
0
1970
1971
Other renewables
1980
1990
2000
2010
2020
Nuclear
Hydro
2030
Oil and gas together account for more than 60% of the growth in
energy demand between now and 2030 in the Reference Scenario
5
Nachhaltige Energiesysteme
Schlüsselfaktoren der Energieversorgung
Welche Faktoren werden die Energieversorgung bestimmen
(2050)?
• Demographie: 8-10 Milliarden Menschen
• Wunsch nach Lebensstandard
• 80% leben in Städten
• Steigende Nachfrage nach Energieversorgung
• Kopplung zwischen Wirtschaftswachstum und
Energieverbrauch
• Klimawandel & CO2 Emissionsreduktion
• Knappheit fossiler Ressourcen
6
Nachhaltige
Mobilität
Energiesysteme
und Energie
Energie & Gebäudesektor
•
Verantwortlich für 40% des Energieverbrauches in Europa
•
Energieeffizienz und Erneuerbare Energie haben ein sehr positives
Image
•
Gebäude könnten auch zur Energieproduktion herangezogen
werden
– Niedrigenergiestandard
– Passiv Haus Standard
– Energie Plus Gebäude
7
Nachhaltige Energiesysteme
Trends und Innovationen
• Energie Versorgung :: Energieeffizienz
• Integriertes Koncept der Gebäudehülle und der HVAC
Systeme
• Intelligente Gebäude (z.B. Prognosegesteuerte Haustechnik)
• Neue Komponenten und Technologien
• Neue Materialien
• Behaglichkeit
• Kosten
8
Nachhaltige Energiesysteme
Wissenschaftliche Methoden
auf dem Weg in die Wirtschaft
•
•
9
Dynamische Gebäude- und Systemsimulation
–
Energetische Analyse, Thermischer Komfort
–
Regelung der haustechnischen Systeme
CFD - Simulation
–
Luftgeschwindigkeiten
–
Temperaturverteilung
–
Komfortuntersuchung (PMV, PPD)
–
Luftqualität (CO2 - Verteilung)
•
Simulation für spezifische Fragestellungen
(z.B. Feuchte, Schimmel)
•
Monitoring
Nachhaltige Energiesysteme
Sunny Research
case study
,
12
11
E n e rg ie b e d a rf [k W h /m 2 ]
10
9
8
7
6
5
BTA-Heizbetrieb
Heizpaneele
Luft-VE
Luft-NE
Luft-WRG
BTA-Kühlbetrieb
Luftvorkühlung
4
3
2
1
JA
N
FE
B
M
AR
AP
R
M
AY
JU
N
JU
L
AU
G
SE
P
OC
T
NO
V
DE
C
0
10
Nachhaltige Energiesysteme
Realisierung ENERGYbase
•
TECHbase in Wien, 21
•
Nutzfläche 7500 m2
•
Baubeginn April 2007
•
Energieversorgung
– Wärmepumpe (Heizung)
– Solares Kühlen (Lüftung); Free
cooling über Grundwasser
(Bauteilaktivierung)
– Photovoltaik (Fassadenintegration)
11
Nachhaltige Energiesysteme
Wie können Innovationen erreicht werden….
• Neue Prozesse ……
• Integrierte Planung
– Konzeptentwicklung : Simulation : Evaluierung & Monitoring :
Verbesserungen
• Innovations Netzwerke
• Kontinuierliches Lernen
• Forschungsaktivitäten in Planungsprozeße implementieren
• Kooperation zwischen Forschungsinstitut und Markt Akteuren
stärken
12
Nachhaltige Energiesysteme
KinG
… Innovations - Netzwerk für Architekten, Planer …
13
Nachhaltige Energiesysteme
arsenal research
Sustainable Energy systems
Dr. Brigitte Bach
[email protected]
14
Nachhaltige Energiesysteme
0
15
Nachhaltige Energiesysteme
16
Nachhaltige Energiesysteme
Gebäudeaerodynamik
Schiestlhaus
Krieau-Hoch2
17
Nachhaltige Energiesysteme
Inhalt
• Nachhaltige Energiesysteme @ arsenal research
• Wissenschaftliche Begleitung von Bauprozessen
• Neue Technologien (am Beispiel eines Bauprojektes)
– Innovatives Energiekonzept
– Komfortuntersuchung (TRNSYS und mit CFD)
• Erfahrungen mit
Innovation in der Baubranche seitens der Forschung
18
Nachhaltige Energiesysteme
19
Nachhaltige
Mobility
Energiesysteme
and Energy
Die Geschäftsfelder
• Nachhaltige Energiesysteme
• Erneuerbare Energietechnologien
• Monitoring, Energie- und Antriebstechnik
• Verkehrstechnologien
• Verkehrswege
• Human Centered Mobility Technologies
20
Nachhaltige
Mobilität
Energiesysteme
und Energie
SEnS – Sustainable Energy Systems
• Wärmepumpen
• Absorptionskälte
• Kontrollierte Be- und Entlüftung
• Gebäudesimulation
– Thermische Simulation
– CFD
• Kalibrierlabor
21
Nachhaltige Energiesysteme
EET – Erneuerbare Energietechnologien
• Solarthermie
• Photovoltaik
• Distributed Generation (Verteilte Stromerzeugung
aus Erneuerbarer Energie)
22
Nachhaltige Energiesysteme
KinG
… damit nachhaltige Energiesysteme im Gebäude den
Stellenwert erhalten, der ihnen gebührt!
23
Nachhaltige Energiesysteme
Wissenschaftliche Begleitung von Bauprozessen
• Kreative Entwicklung neuer Konzepte
• Untersuchung der Realisierbarkeit über
– Kombination thermische und Strömungssimulation
– Abgleich mit Monitoring
• Innovative Komponenten und Anlagen
– Erarbeiten der Simulationsumgebung
– Gebäudeintegration und Optimierung
– Beispiele: DEC, Absorptionskälte, innovative
Kompressionswärmepumpen
24
Nachhaltige Energiesysteme
Wissenschaftliche Begleitung von Bauprozessen
•
Dynamische Gebäude- und Anlagensimulation
– Energetische Analysen
– Thermische Behaglichkeit
– Regelverhalten der Anlage
•
Strömungssimulation
– Luftgeschwindigkeiten
– Temperaturverteilungen
– Behaglichkeitsbeurteilungen (PMV, PPD)
– Luftqualität (CO2-Verteilung)
25
Nachhaltige Energiesysteme
26
Nachhaltige Energiesysteme
Gebäudeaerodynamik
Schiestlhaus
Krieau-Hoch2
27
Nachhaltige Energiesysteme
Kundennutzen
•
Balance zwischen Kundenvorstellungen, Rahmenbedingungen und
architektonischem Gestaltungswillen
•
Nachhaltige Energiesysteme für Gebäude
– Effizienter Einsatz von Energie
– Einsatz erneuerbarer Energien
– Raumkomfort
28
•
Planungssicherheit bei innovativen Komponenten
•
Integriertes Gebäude- und Energiekonzept (Fassade & Gebäudetechnik)
•
Aufweisen von Einsparpotenzial in der Energieversorgung
Nachhaltige Energiesysteme
World Primary Energy Demand/ IEA Szenario
18 000
16 000
14 000
Oil
Mtoe
12 000
10 000
8 000
Gas
6 000
Coal
4 000
2 000
0
1970
1971
Other renewables
1980
1990
2000
2010
2020
Nuclear
Hydro
2030
Oil and gas together account for more than 60% of the growth in
energy demand between now and 2030 in the Reference Scenario
29
Nachhaltige Energiesysteme
Shell Szenarien
30
Nachhaltige Energiesysteme
Shell Szenarien
Was wird die Energieversorgung 2050 beeinflussen?
• Demography: 8-10 Milliarden Menschen
• Einkommen: im Mittel $15-25k/capita
•
Urbanisierung: 80% der Menschen leben in Städten
•
Liberalisierung: Marktwachstum
• Verbrauch (2-3 facher Anstieg)
31
Nachhaltige
Mobilität
Energiesysteme
und Energie
32
Nachhaltige Energiesysteme
Sunny Research
case study
,
12
11
E n e rg ie b e d a rf [k W h /m 2 ]
10
9
8
7
6
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BTA-Heizbetrieb
Heizpaneele
Luft-VE
Luft-NE
Luft-WRG
BTA-Kühlbetrieb
Luftvorkühlung
4
3
2
1
JA
N
FE
B
M
AR
AP
R
M
AY
JU
N
JU
L
AU
G
SE
P
OC
T
NO
V
DE
C
0
33
Nachhaltige Energiesysteme
Sunny research
• Forschungsprojekt im Rahmen von Haus der Zukunft
• Büro- und Gewerbenutzung
• Zielvorgaben
– Hohe Arbeitsplatzqualität
– Mehrkosten max. 20% über Standardbauweise
– Möglichst niedriger Primärenergiebedarf für Heizung, Kühlung,
Beleuchtung
– Nutzung Erneuerbarer Energieträger
34
Nachhaltige Energiesysteme
Sunny research
• Integrierte Planung zwischen Architektur, Gebäutechnik und
wissenschaftlicher Begleitung, ab Vorentwurfsphase
• Laufende Abstimmung
– Fassadengestaltung (optimal für PV)
– Konzeption von Speichermassen (Bauteilaktivierung)
– Pflanzenpufferräume in Luftführung integriert (Befeuchtung)
– 3 Varianten zur Energieversorgung
35
Nachhaltige Energiesysteme
Gebäude- und Energiekonzept:
Orientierung der Hauptfassaden in Nord/Süd Richtung
Höchstqualitative Einzelbüros im Norden
Flexibler verwendbare Kommunikationsbereiche im Süden
Separate Pflanzenpufferräume im Süden
Offener Fassadenbereich im Süden
Aktive und passive Nutzung der Sonneneinstrahlung
durch spezielles Design der Südfassade mit PV-Integration
36
Nachhaltige Energiesysteme
Südfassade:
Die Südfassade dient der aktiven Nutzung
von Solarenergie durch Photovoltaikpaneele.
Die spezielle Geometrie der Fassade erlaubt eine
optimale Ausrichtung der Photovoltaikpaneele,
die gleichzeitig als Verschattungselemente fungieren.
Die passive Nutzung der Solarenergie ermöglichen
die überhängenden Glaselemente.
37
Nachhaltige Energiesysteme
38
Nachhaltige Energiesysteme
Separate Pflanzenpufferräume im Süden:
•Cyperus Alternifolius (Zyperngras)
•in der Heizperiode durch Licht steuerbare Verdunstungsleistung
•Ökologische Luftfeuchtekonditionierung in der Heizperiode; Umsatz pro Pflanze:1l Wasser/Tag
•Psychologischer Beitrag zum angenehmen Arbeitsklima
•Herausforderung: Regelverhalten der Lüftungsanlage
39
Nachhaltige Energiesysteme
Innovatives Lüftungskonzept:
Zwei unterschiedliche Luftführungen:
Winter:
Frischluft Æ Wärme- und Feuchterückgewinnung Æ Vorheizregister (Erwärmung auf 15°C) Æ
Pflanzenpuffer (Befeuchtung) Æ (ev. Nachheizregister) Æ Zulufteinbringung Nordbüros Æ
Überströmung in Südraum Æ Abluftsammlung oben an Südfassade Æ Wärme- und
Feuchterückgewinnung Æ Fortluft
Sommer:
Frischluft Æ Kühlregister (Kühlung auf 20°C) Æ Zulufteinbringung Nordbüros Æ Überströmung
in Südraum Æ Abluftsammlung oben an Südfassade Æ Fortluft
40
Nachhaltige Energiesysteme
Taußen Außenlufttemperatur
T1a
Zulufttemperatur nach Wärmerückgewinnung
T1b
Zulufttemperatur nach Vorheizregister
T2
Zulufttemperatur nach Pflanzenpuffer
T3
Zuluftteperatur in Büros
RHBüro Relative Luftfeuchtigkeit Nordbüro
RHPuffer Relative Luftfeuchtigkeit Pflanzenpuffer
Kalte, neblige Winterwoche
41
Schöne Sommerwoche
Nachhaltige Energiesysteme
Nachhaltiges Energieversorgungskonzept:
•Grundwasserwärmepumpe zur Wärmeversorgung
•Grundwasserwärmetauscher zur Kälteversorgung
•Pufferspeicher zur Entkopplung der Spitzenlasten
•Bauteilaktivierung zur Energieverteilung von Grundheizung und
Kühlung
•zusätzlich Heizkörper aus Komfortgründen
•Lüftungsanlage mit Wärme- und Feuchterückgewinnung und
ökologischer Luftbefeuchtung
•Passive Solarnutzung
•Aktive Solarnutzung über PV-Fassade
42
Nachhaltige Energiesysteme
Energiebedarf:
[kW]
Regelverhalten Bauteilaktivierung:
Primärenergiebedarf für dieses Energieversorgungskonzept um
80% geringer als für ein Standardgebäude. Reduktion von 245
kWh/m2 a auf 54 kWh/m2 a
43
Nachhaltige Energiesysteme
Komfortsituation zu Bürozeiten übers Jahr
Nordbüro
Operative Raumtemperaturen
Südraum
Raumluftfeuchte
44
Nachhaltige Energiesysteme
Komfortsituation zu Bürozeiten übers Jahr
ohne Pflanzenpuffer und ohne Feuchterückgewinnung
Nordbüro
Operative Raumtemperaturen
Südraum
Raumluftfeuchte
45
Nachhaltige Energiesysteme
Numerische Strömungssimulationen
Randbedingungen:
46
•
Stationärer Heiz – bzw. Kühlfall
•
Bauteilaktivierung: fixe Boden- und
Deckentemperaturen (TRNSYS
Ergebnisse)
•
Wärmequellen: volumetrische
Einbringung
•
Strahlungsquellen: zwei Bänder
(sichtbar & Infrarot)
Nachhaltige Energiesysteme
Konturplot PPD [%]
ohne Innenjalousie
Kühlfall (12. September)
mit Innenjalousie
mit Innenjalousie
Kühlfall (23. Juli)
Sonnenhöhe 61.4°
47
Nachhaltige Energiesysteme
Mean age of air [s]
Heizfall (5. Jänner)
48
Kühlfall (12. September)
Nachhaltige Energiesysteme
Konturplot des Geschwindigkeitsbetrages [m/s]
Heizfall (5. Jänner)
49
Kühlfall (12. September)
Nachhaltige Energiesysteme
Abschwächung des Kaltluftabfalles [°C], Heizfall (5. Jänner)
Isofläche der Geschw. (0.2 m/s) mit überlagerter Temp. [°C]; 2.OG-Südbereich
50
Nachhaltige Energiesysteme
Konturplot der Temperatur [°C]
Heizfall (5. Jänner)
51
Kühlfall (12. September)
Nachhaltige Energiesysteme
Konturplot PPD [%]
Heizfall (5. Jänner)
52
Kühlfall (12. September)
Nachhaltige Energiesysteme
Umsetzung ENERGYbase
•
TECHbase in Wien, 21
•
Nutzfläche 7500 m2
•
Baubeginn April 2007
•
Energieversorgung
– Wärmepumpe (Heizen)
– Kühlung: Solare Kühlung (Lüftung);
Free cooling über Grundwasser
(Bauteilaktivierung)
– Photovoltaik (Fassadenintegration)
53
Nachhaltige Energiesysteme
Derzeit Einsetzbare nachhaltige Technologien
• Wärmepumpe (Heizen,
Kühlen, Warmwasser)
• Solarthermie (Fassaden-,
Dachintegration)
• Photovoltaik (Fassaden-,
Dachintegration)
• Solare Kühlung, bzw.
thermische Kühlung
• Biomasse (Heizen, bzw.
thermisches Kühlen)
54
Nachhaltige Energiesysteme
Derzeit Einsetzbare nachhaltige Technologien
55
Nachhaltige Energiesysteme
Innovationen im Bauprozess
56
•
Berücksichtigung ab Idee
•
Präzise Darstellung der Innovationsansprüche im Architekturwettbewerb
(Kriterien festlegen, in Jury beachten)
•
Auswahl des Planungsteams
•
Zusammenspiel von Fassade und Energieversorgung mittels Simulation
untersuchen (Vorentwurf, Entwurf)
•
Qualitätskriterien in Bauausschreibung detailliert festlegen
•
Qualitätskontrolle während der Errichtung
•
Monitoring nach Fertigstellung (Evaluierung und Optimierung der Anlage im
Betrieb)
Nachhaltige Energiesysteme
CONCERTO I
• Demonstrationsprojekte der DG TREN
• Integrated Projects
• Förderquoten
– 100 % Projektmanagement
– 100 % Training
– 50 % Forschung
– 30 % Investitionen
• 2 – 3 Gemeinden, auch Einzelprojekte
• Typische Fördersumme: ca. 5 Mio €/ Gemeinde
57
Nachhaltige Energiesysteme
CONCERTO I
• 9 Projekte
• 28 Gemeinden
• 12 Länder
• 5 Jahre
• Z.B. Hannover, Barcelona, Amsterdam
• Z:B. Weiz, Mabjerg, Zlin, San Sebastian
58
Nachhaltige Energiesysteme
59
Nachhaltige Energiesysteme
Maßnahmen und Technologien
• Fernwärme & Fernkälte
• Solarthermie
• Photovoltaik
• Wind
• Biomasse
• Kraft-Wärme Kopplung
60
Nachhaltige Energiesysteme
Maßnahmen und Technologien
• Innovative / nachhaltige Sanierung
• Neubau
– Niedrigenergiebauweise
– Passivhaus
• Deutliche Verbesserung gegenüber Status/ Stand der Technik
• Information & Einbinden der Bewohner
61
Nachhaltige Energiesysteme
Tagungen
62
•
15.+16.11. European Cooperation Exchange on RES
•
21.11 KinG Future Corner
•
29.+ 30.11. ENERGIE 2050
Nachhaltige Energiesysteme
0
63
Nachhaltige Energiesysteme
Konturplot PMV
Heizfall (5. Jänner)
64
Kühlfall (12. September)
Nachhaltige Energiesysteme
Typische Vorgehensweise bei Machbarkeitstudie
65
•
Gebäudebestandsaufnahme vor Ort/ Analyse der Planer bzw. Architektenpläne
•
GEBÄUDEANALYSE - Analyse der thermischen Gebäude-Performance durch
Modellierung in PREBID/TRNSYS (Mehr Zonen-Modell)
Generierung dynamischer Lastzeitreihen (Stundenwerte für Raumtemperatur, feuchte, Heiz- und Kühllast)
Sensitivitätsanalyse zur Ermittlung der Auswirkungen von
Verbesserungen in der Gebäudehülle sowie der technischen
Einrichtungen auf die Energieverbräuche für Heizen und Kühlen.
•
Erarbeitung grundsätzlicher Konzepte zur Einbindung nachhaltiger Energiesysteme
•
SYSTEMANALYSE
Systemmodellierung in TRNSYS von nachhaltigen Energiesystemen
Parameterstudie verschiedener Komponentenvarianten
Analyse von energetischer und wirtschaftlicher Performance
•
Bericht verfassen
Nachhaltige Energiesysteme
Marktbedarf
•
Wachsendes Bedürfnis nach Behaglichkeit
•
Bewertbarkeit der Behaglichkeit über Produktivität
•
Steigender Klimatisierungsbedarf
•
Stromspitzen in den Sommermonaten
•
40% Endenergiebedarf – EU - Gebäudesektor
•
EU – Gebäuderichtlinie
•
Nationaler Druck Richtung Energieeffizienz etc.
•
Im Bausektor:
– Kostendruck und wenig Erfahrung
mit innovativen Konzepten und Technologien
– Allmähliche Umsetzung integraler Planung
66
Nachhaltige Energiesysteme
Dynamische Gebäude- und Anlagensimulation
•
Energetische Analysen
– Heiz- und Kühlenergiebedarf
– Heiz- und Kühlleistungen
30
K Luft
K Gesamt
25
20
15
10
5
67
r4
r5
Va
Va
r3
b
Va
r3
a
Va
r2
b
Va
r2
a
Va
r1
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c
Va
r1
b
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r1
a
Va
St
an
da
rd
0
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
2
2
Kühlenergiebedarf [kWh/m ]
K BTA
Maximale Kühlleistung [W/m]
Jahr
35
Nachhaltige Energiesysteme
Dynamische Gebäude- und Anlagensimulation
•
Thermische Behaglichkeit
– Operative Raumtemperaturen (DIN 1946 /Teil II)
– Raumlufttemperatur/Raumluftfeuchte (Leusden / Freymark)
Jän: I-Büro2
100
90
Raumluftfeuchte [%]
80
70
Standard
Var1a
Var1b
Var1c
Var1d
60
50
40
30
20
10
0
14
16
18
20
22
24
26
28
30
Raumlufttemperatur [°C]
68
Nachhaltige Energiesysteme
Dynamische Gebäude- und Anlagensimulation
•
Regelverhalten der Anlage
– Bauteilaktivierung
– Lüftungsanlage
Taußen
T1a
T1b
T2
T3
RHBüro
RHPuffer
80
KW 3
90
9
60
80
8
50
70
7
40
60
6
30
50
5
20
40
4
10
30
3
0
20
2
Schalter L: Lüftung
ηWRG
Schalter P: Bypass Puffer
-10
-20
288
Mo
312
Di
336
Mi
360
Do
384
Fr
408
Relative Luftfeuchtigkeit [%]
Lufttemperaturen [°C]
70
100
10
10
1
Sa
432
So
0
456
Stunde des Jahres
69
Nachhaltige Energiesysteme
Strömungssimulation
70
•
Luftgeschwindigkeiten
•
Temperaturverteilungen
Nachhaltige Energiesysteme
Strömungssimulation
71
•
Behaglichkeitsbeurteilung (PMV, PPD)
•
Luftqualität (CO2-Verteilung)
Nachhaltige Energiesysteme
Strömungssimulation (CFD)
• Stand der Technik
– Methoden weitgehend ausgereift
– Dennoch für Detailanwendungen neue Modelle nötig
> z.B. Komfortbetrachtungen, Schneewechten, ..
– Hoher technischer Aufwand Æ Diskrepanz zwischen Marktbedarf
(HLK) und Leistungsangebot
> Notwendigkeit die Effizienz der Methode weiter zu steigern (digitaler Entwicklungsprozess,
..)
> Nutzenargumentation bei Großprojekten erfolgreich
– Koppelung mit System-Simulation (z.B. TRNSYS) im
Anfangsstadium
72
Nachhaltige Energiesysteme
TRNSYS – Dynamische Systemsimulation
– Jahressimulation in Stundenschritten
– Energiesysteme aus Haustechnik:
> Solarkollektoren, Speicher, Wärmepumpe, Solare Kühlung, Lüftungsgeräte …
– Analyse des Gesamtsystems und der Systemkomponenten
– Aufdeckung von Optimierungsbedarf
•
Status quo:
– Solarthermische Kollektoren sind untersucht
– Diplomarbeit zur Solaren Kühlung
73
Nachhaltige Energiesysteme
TRNSYS - TRaNsient SYstem Simulation
74
•
Simulationsumgebung zur Berechnung von instationären
Prozessen thermischer Energiesysteme - Solar thermische
Systeme, PV, Windkraft, Klimatechnik und Gebäude
•
Seit 1975 kommerziell verfügbar
•
Zugriff auf eine umfangreiche Bibliothek von Modellen
verschiedener Komponenten in thermischen Energiesystemen
Beispiel: Subroutine Type56 beinhaltet das Modell eines
multizonalen Gebäudes - neue Subroutines können generiert
werden
•
Gleichungen, Modelle werden in Fortan beschrieben
•
Grafischer Systemaufbau über die
Simulationsumgebung IISiBat möglich
Nachhaltige Energiesysteme
TRNSYS – Dynamische Gebäudesimulation
– Jahressimulation in Stundenschritten
– Aufteilung in thermische Zonen
– Aussagen zu Raumkomfort, Temperatur- Feuchtewerten …
– Bestimmung der Heiz- und Kühllasten
– Sensivitätsanalyse durch Parametervariation für Gebäudehülle,
Energieeinsparungsmaßnahmen, erste Regelungsstrategien
•
Status quo:
– Zwei laufende Projekte
•
Ausblick
– Neues SENS-Projektteam aus Dynamische Gebäudesimulation +
CFD-Strömungssimulationen
75
Nachhaltige Energiesysteme
Marktbedarf
•
Wachsendes Bedürfnis nach Behaglichkeit
•
Bewertbarkeit der Behaglichkeit über Produktivität
•
Steigender Klimatisierungsbedarf
•
Stromspitzen in den Sommermonaten
•
40% Endenergiebedarf – EU - Gebäudesektor
•
EU – Gebäuderichtlinie
•
Nationaler Druck Richtung Energieeffizienz etc.
•
Im Bausektor:
– Kostendruck und wenig Erfahrung
mit innovativen Konzepten und Technologien
– Allmähliche Umsetzung integraler Planung
76
Nachhaltige Energiesysteme
Forschungsthemen und bisheriger Stand
• Entwicklung neuer integrierter Konzepte
– Leistungsfähigkeit der Technologien
– Zusammenspiel Architektur, Nutzung, Technologien
und Regelung
– Innovationen - Integration neuer Technologien
• Status: bisher wurden Einzelfragen untersucht
– Thermische Simulation, meist Optimierung für
Energiebedarf, wenig Behaglichkeit und Regelung
– Strömungssimulation: Außenaerodynamik: wenig in
Fragen Passantenkomfort
Innenaerodynamik: wenig: CO2 Verteilung/
Luftverbrauch
77
Nachhaltige Energiesysteme
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