auf dem prüfstand vii - Technische Universität Braunschweig

68 I SERIE
EVA – FORSCHUNGSPROJEKT EVALUIERUNG VON ENERGIEKONZEPTEN:
AUF DEM PRÜFSTAND VII
Das Forschungsprojekt EVA des IGS – Institut für Gebäude- und Solartechnik im Fachbereich
Architektur der TU Braunschweig, Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch, nimmt Energiekonzepte und
den Nutzerkomfort realisierter Bürogebäude unter die Lupe. Infolge berichten wir über die
Ergebnisse aus der Praxis.
In dieser Ausgabe:
Bericht Nr. 6
Von
Stefan Plesser
Katja Schneider
Boris Mahler
M. Norbert Fisch
Projekt
Bürogebäude
Siedlungswerk,
Stuttgart
Architektur
Zinsmeister / Scheffler,
Stuttgart
Evaluierung
Technische Universität
Braunschweig
Fachbereich Architektur
IGS – Institut für
Gebäude- und
Solartechnik
Prof. Dr.-Ing.
M. Norbert Fisch
Mühlenpfordtstraße 23
38106 Braunschweig
T 0531.391-3555
[email protected]
www.igs.bau.tu-bs.de
Dipl.-Ing. Architekt
Stefan Plesser
Dipl.-Ing.
Katja Schneider
Dr.-Ing. Boris Mahler
Univ.-Prof. Dr.-Ing.
M. Norbert Fisch
Gefördert durch
Bundesministerium für
Wirtschaft und Technologie - BMWI, Berlin
ntrum Jülich
EVA wird unterstützt
durch
E.ON-Fond/Berliner
Energie-Fond
Projektlaufzeit
2004 bis 2007
Seit Oktober 2003 berichteten wir von dem Forschungsprojekt EVA Evaluierung von Energiekonzepten. In diesem Bericht: Das Bürogebäude des Siedlungswerks in Stuttgart.
STAND DES FORSCHUNGSVORHABENS
Im Rahmen des Forschungsprojektes EVA - Evaluierung von Energiekonzepten untersucht das Institut für Gebäude und Solartechnik (IGS)
der TU Braunschweig, Univ.-Prof. Dr. Ing. M.N. Fisch, die Energieeffizienz und den Komfort zukunftsweisender Bürogebäude in der Praxis.
Das Ziel von EVA ist es, gesicherte Kenntnisse über die tatsächliche
Performance der Gebäude hinsichtlich Energieverbrauch, Nutzerkomfort und Betrieb zu entwickeln und zu dokumentieren. Optimierungspotenziale sollen aufgezeigt und erschlossen werden.
Geprüft werden insbesondere innovative Energiekonzepte und deren
Komponenten wie Betonkernaktivierung, Atrien, dezentrale Lüftungstechnik etc. Nutzer- und Betreibererfahrungen werden analysiert und
Möglichkeiten zur Optimierung vorgeschlagen. Mit dem Feedback aus
dem Gebäudebetrieb wird ein Innovationskreislauf in Gang gesetzt, der
mehr Planungssicherheit für neue Gebäude- und Energiekonzepte bietet.
Das IGS untersucht in EVA in der dreijährigen Projektphase rund 20
Objekte. In IntelligentenArchitektur werden die Ergebnisse kontinuierlich
vorgestellt.
Neben der Forschung in EVA werden spezielle technische Aspekte von
Gebäuden wie Aktivierung des Baugrundes zur Wärme- und Kältespeicherung oder Doppelfassaden separat in den Forschungsprojekten
WKSP und TwinSkin (gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung
Umwelt) untersucht. Eine Übersicht über die aktuellen Forschungsprojekte des Institutes ist auf der Homepage zu finden: www.igs.bau.tubs.de.
DAS GEBÄUDE SIEDLUNGSWERK
Das Bürogebäude wurde Anfang der 90er Jahre als Um- und Ergänzungsbau in der Innenstadt von Stuttgart errichtet. Ende 2004 wurde
durch die EGS-plan Ingenieurgesellschaft Stuttgart in Abstimmung mit
dem IGS und dem Steinbeis Transferzentrum Energie-, Gebäude- und
Solartechnik eine Gebäudeanalyse und Betriebsoptimierung durchgeführt. Dieser Bericht zeigt Zustand und Performance des Gebäudes vor
der Umsetzung der Maßnahmen und erläutert Methodik, Durchführung
und den technisch-wirtschaftlichen Erfolg der Optimierung.
ENTWURF
Das Gebäude befindet sich in der Innenstadt von Stuttgart, Heusteigstraße 27/29, und besetzt ein Eckgrundstück innerhalb der innerstädtischen Blockstruktur. Die Siedlungswerk gemeinnützige Gesellschaft für
Wohnungs- und Städtebau mbH ist Eigentümer, Verwalter, Betreiber
und Nutzer des Gebäudes.
Das Gebäude ist nicht einheitlich strukturiert und verspringt in den Fassaden mehrfach. Im westlichen Teil wurde ein bestehender Baukörper
umgebaut, der östliche Bauteil ist ein Neubau. Der Baukörper besteht
in den Untergeschossen aus zwei nur teilweise beheizten Ebenen, in
denen sich auch eine mit Fortluft belüftete Tiefgarage (ca. 650 m²)
befindet. Darüber liegen 4 Vollgeschosse, von denen das Erdgeschoss
an der Nordfassade um ca. 1 m und an der Hofseite um ca. 0,5 m hin-
Bürogebäude Siedlungswerk, Nord-Ost-Ecke. Fotos IGS
ter die Fassadenebene zurückspringt, sowie einem Staffelgeschoss mit
Dachterrassen.
Das Gebäude wurde in den Untergeschossen als Stahlbeton-Konstruktion, ab dem Erdgeschoss bis einschließlich dem Staffelgeschoss
als Stahlkonstruktion mit aussteifenden Kernen errichtet. Das Gebäude
ist als 2- bzw. 3-Spänner konzipiert. Das Achsmaß ist überwiegend
1,35 m, die Geschosshöhe beträgt 3,65 m. Die Raumtiefen liegen zwischen 5,6 und 6,0 m.
Grundriss eines Normalgeschosses
Das Gebäude wird fast ausschließlich für Büroarbeit genutzt. Daneben
gibt es ein kleines Casino mit angeschlossener Küche, die jedoch zur
Zeit nur eingeschränkt genutzt wird. Im Erdgeschoss des Gebäudes
befindet sich ein Raum, der als Rechenzentrum genutzt wird.
GEBÄUDEKONZEPT
Das Gebäude bietet auf einer Bruttogrundfläche (BGF) von ca. 7.175 m²
Raum für ca. 135 Arbeitplätze. Als Bezugsfläche für die Bewertung der
Energieeffizienz wurden verschiedene Flächenarten ermittelt.
Die NGF liegt nach Berechnung aus der BGF mit Faktor 0,87 nach VDI
3807 bei 6.242 m². In EVA werden von der NGF die Tiefgaragen abgezogen. Dies ergibt eine NGFr von 5.589 m² als Bezugsgröße für Kennwerte.
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Tabelle 1: Bauphysikalische Eigenschaften der Gebäudehülle (lt. Wärmeschutznachweis)
Bürogebäude
Siedlungswerk,
Stuttgart
Eigentümer
Bauherr
Siedlungswerk
gemeinnützige Gesellschaft für Wohnungsund Städtebau mbH,
Stuttgart
Architekt
Zinsmeister / Scheffler,
Stuttgart
Energiekonzept Sommer
Die bauphysikalische Ausführung der Gebäudehülle entspricht dem
Standard der Wärmschutzverordnung von 1982. Es wurden drei Fassadentypen mit unterschiedlichen Fensteranteilen realisiert.
ENERGIEKONZEPT
Das Energiekonzept des Gebäudes beruht im Wesentlichen auf einem
kompakten Induktionsgerät, das, im Brüstungsbereich installiert, für die
Büros die Funktionen Heizen, Kühlen und Lüften in Verbindung mit
einem Zwei-Leiter-System erfüllt. Der Umluftanteil wird dabei durch
eine 3-fach-Verglasung in dem über dem Gerät liegenden Fensterflügel
geführt. Zusätzlich werden die Flurbereiche über eine zentrale Zu-/
Abluft-Anlage versorgt.
Energiekonzept Winter
ENERGIEVERSORGUNG
Das Gebäude wird mit Strom und Gas versorgt. Zwei Gaskessel mit
Nennleistungen von 530 und 465 kW erzeugen Wärme für die Raumheizung und die Warmwasserbereitung. Elektrische Kältemaschinen
mit Trockenrückkühlwerken versorgen das Gebäude mit Kälte.
Die Rückkühlung erfolgt für jede Kältemaschine (KM) separat. Zwei
große KM mit einer Leistung von je 120 KWth stehen mit integrierten
luftgekühlten Rückkühlern auf dem Dach. Eine kleine KM mit 30 KWth
steht in der Technikzentrale im UG und hat ihren luftgekühlten Rückkühler auf dem Dach.
HEIZUNG / KÜHLUNG / LÜFTUNG / GEBÄUDEAUTOMATION
Die Verteilung von Heiz- und Kühlenergie für das gesamte Gebäude
Schematische Darstellung der Energieversorgung
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Darstellung des Energiekonzepts für den Sommerfall
erfolgt über ein 2-Leitersystem, das nach Bedarf bei manueller
Umschaltung wechselweise betrieben wird (“change-over”). Der
Gebäude-Kreislauf läuft dabei in der Technikzentrale im UG immer über
zwei Wärmeübertrager, von denen der eine mit dem Kühlkreislauf und
den Kältemaschinen, der andere mit dem Heizkreislauf und den Heizkesseln verbunden ist. Die Warmwasserbereitung erfolgt zentral.
Die Wärme-/Kälteübertragung im Büroraum erfolgt durch in die Fassade integrierte Lüftungsgeräte. Die Heiz- bzw. Kühlfunktion steht nur bei
entsprechender zentraler Schaltung des Zwei-Leiter-Systems zur Verfügung. Ausgehend von einer zentral für jeden Raum einstellbaren
Referenztemperatur kann der Nutzer die Soll-Temperatur im Raum in
einem Bereich von +- 3 K regulieren.
Die Lüftungsgeräte befinden sich in den Brüstungen der Fassade. Die
Zuluft wird über die Fassade angesaugt, gekühlt bzw. erwärmt und
über einen Auslass im Fußbereich ins Büro geführt. Die Abluft wird
durch den 3-fach-verglasten Fensterflügel abgesaugt und über einen
Wärmetauscher im Lüftungsgerät wieder nach draußen geführt.
Der Außenluftanteil, der über das Induktionsgerät in der Brüstung einströmt, kann vom Nutzer manuell eingestellt werden. Unter dem Titel
“Temperatur-Schnellbeeinflussung” kann der Umluft-Ventilator “schnell”
in Stufe 3 und “langsam” in Stufe 1 betrieben werden.
Darstellung des Energiekonzepts für den Winterfall
Einige zentrale Anlagen sind mit einer DDC-Steuerung ausgestattet, die
über einen PC bedient werden können (nicht die Umschaltung des Heizungs-/Kühlungssystems!). Mit Ausnahme der witterungsabhängigen
Steuerung des Sonnenschutzes werden alle Raum-Funktionen über
eine Einzelraumregelung geführt. Diese kann nicht zentral übersteuert
werden.
Energieverteilung Heizung und Kühlung
BÜROKONZEPT
Das Gebäude ist mit Anpassungen an die Ecksituation in der Blockbebauung als Zweibund im östlichen Teil, als Dreibund mit zentralen Dunkelräumen im westlichen Teil ausgeführt. Die Büros sind fast ausschließlich Zellenbüros mit einer Belegung von bis zu 4 Personen. Die
Arbeitsplätze wurden mit Blick parallel zum Fenster angeordnet. Leichtbauwände bilden Trennungen zu anderen Büros. Die Trennwände zum
Flur bestehen aus Einbauschrankwänden und einem Oberlichtband.
Die Versorgung der Büros mit Kunstlicht erfolgt über Pendelleuchten im
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Primärenergieverbrauch des Gebäudes Siedlungswerk vor dem Umbau und
Referenzwerte aus EVA (Jahr 2000)
Monatlicher Gesamtstromverbrauch und messtechnisch ermittelte
Teilverbraucher
ENERGIEEFFIZIENZ
Vor der im Folgenden beschrieben Gebäudeanalyse und Betriebsoptimierung lag der spezifische Primärenergieverbrauch mit 614 kWh/
(m²NGFr·a) im oberen Bereich der vergleichbaren Referenzwerte. Dies
galt ebenso für den spezifischen Verbrauch Endenergie Strom mit 120
kWh/(m²BGF·a) wie auch für den Verbrauch Endenergie Wärme mit
230 kWh/(m²BGFa).
Die Auswertung monatlicher Verbrauchswerte zeigte unter anderem
hohe Gas- bzw. Wärmeverbrauchswerte im Sommer. Dies wies auf
eine fehlerhafte Heizungsregelung bzw. den gleichzeitigen Betrieb von
Heizung und Kühlung hin.
NUTZERBESCHWERDEN
Die Nutzer klagten zu diesem Zeitpunkt über unzureichende klimatische Bedingungen in ihren Büroräumen. Im Winter traten im Frischluftbetrieb Zugerscheinungen im Fußbereich aufgrund des Quellluftauslasses auf. Im Sommer konnten die Fassadengeräte nicht die gewünschte
Kühlung der Raumtemperatur bewirken. Zusätzlich litten auch hier die
Nutzer unter den Zugerscheinungen im Fußbereich.
Ein weiteres Problem der Büroräume stellte die schlechte Regelbarkeit
über die Bedienungselemente dar. Die richtige Nutzung dieser blieb
vermutlich zum Teil auch aus Unkenntnis über die vielen und unübersichtlichen Funktionen oft aus.
Standardbüro und Flurbereich
fensternahen Bereich bzw. im Bereich der Arbeitsplätze und über
Downlights im flurseitigen Teil der Büros. Die Beleuchtung kann manuell und Arbeitsplatzweise über eine An-/Aus-Taster an der Bürotür
bedient werden. Es gibt keine zentrale Abschaltung oder sonstige
automatische Steuerung der Beleuchtung.
Der außenliegende Sonnenschutz an den Ost-, Süd-, und Westfassaden wird sonnenstandsabhängig geführt. In einigen Büros sind innenliegende Vertikallamellen als Blendschutz angebracht.
Der Flurbereich wird über Oberlichter in den Trennwänden zwischen
Büros und Flur mit Tageslicht versorgt. Zusätzlich sind Downlights mit
einer flächenspezifischen elektrischen Leistung von rund 10 W/m²
installiert.
GABO - GEBÄUDEANALYSE UND BETRIEBSOPTIMIERUNG
Der Betriebsoptimierung ist eine detaillierte Gebäudeanalyse vorangegangen. GABO wurde durch den Innovationsverbund Univ.-Prof. Dr.Ing. M. Norbert Fisch entwickelt und bietet eine ganzheitliche und produktunabhängige Methodik zur technischen Betriebsführung von
Gebäuden. Sie umfasst u.a. Werkzeuge zur energetischen Bilanzierung
von Gebäuden, Methoden zur Bewertung des Nutzerkomforts sowie
systematische Fehleranalysen. GABO wird in den Forschungsprojekten
und der praktischen Arbeit kontinuierlich weiterentwickelt und bietet ein
schlagkräftiges und effektives Instrumentarium für die optimierte
Betriebsführung von Gebäuden.
Der Einsatz am Siedlungswerk durch die EGS-plan Ingenieurgesellschaft mbH Stuttgart umfasste u.a. den Aufbau eines Langzeit-Monitorings im Bereich der Stromverbräuche der haustechnischen Anlagen
und ein Kurzzeit-Monitoring des Nutzerkomforts im Bereich der
Büroräume. Die Datenerfassung erfolgt über die Soft- und Hardware
der Dezem GmbH, Berlin, die Datenauswertung mit Hilfe der Softare
von ennovatis, Stuttgart.
Zusätzlich dazu erfolgten stichprobenartige Messungen der Volumenströme der Lüftungsanlagen, Temperaturmessungen an der ChangeOver-Anlage und den Lüftungsgeräten, sowie Überprüfungen der
Betriebszeiten. Die erfassten Messwerte wurden kontinuierlich gespeichert. Die Analysen zeigten schnell erhebliche Probleme in der
Betriebsführung.
– Besonders auffällig war der dauerhafte Betrieb der Kältemaschinen in
den Übergangszeiten. Die Aufrechterhaltung des gesamten Kältenetzes
war ausschließlich zur Kühlung des Serverraums im Erdgeschoss notwendig.
– Bei der Change-Over-Anlage stellte sich durch das Monitoring heraus,
Erläuterung zum
Innovationsverbund
Der Innovationsverbund Univ.Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch
besteht aus 4 Partner mit rund
50 Mitarbeitern in Braunschweig und Stuttgart. Ziel ist
der schnelle Transfer von
Innovationen aus der Forschung in die Praxis auf den
Gebieten Architektur, Bauphysik, Gebäudetechnik und der
Betriebsführung von Gebäuden. Die Schwerpunkte des
Verbunds liegen deshalb
neben der praktischen Beratungs- und Planungstätigkeit
in der international vernetzen
Forschung, dem Wissensmanagement rund um innovatives Bauen und Betreiben
sowie in der Weiterbildung
und Schulung.
Innovationsverbund
Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch
IGS/TU Braunschweig: Lehre,
Forschung, Entwicklung
Ed: Beratung, Konzepte,
Technisch-wirtschaftliches
Controlling
STZ-EGS: Konzepte, Pilotprojekte und Schulung
EGS-plan: Auditierung, Planung und Betriebsoptimierung
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Temperaturverlauf im Tagesgang vor dem Umbau: 5 K Temperaturunterschied
zwischen Kopf und Füßen
DIN 277: Grundflächen
und Rauminhalte von
Bauwerken im Hochbau,
Juni 1987
VDI 3807: Energieverbrauchskennwerte für
Gebäude, Blatt 1, 1994,
Blatt 2, Beuth-Verlag,
Berlin, 1997
DIN 32736: Gebäudemanagement, August 2000
SIA 380: Energie im
Hochbau, Schweizer
Ingenieur- und Architektenverein, Zürich, 1995
TGM Technisches
Gebäudemanagement
IGM Infrastrukturelles
Gebäudemanagement
KGM Kaufmännisches
Gebäudemanagement
CAFM Computer Aided
Facility Management
Projektpartner
• Universität Karlsruhe,
Fachbereich Bauphysik
• Prof. K. Müller + Partner
Consulting GmbH
• Steinbeis-Transferzentrum Energie-, Gebäudeund Solartechnik,
Stuttgart
• bhbr Architekten,
Hamburg
• DEZEM – Dezentrale
Messtechnik, Berlin
dass die Versorgung des Gebäudes mit Wärme und Kälte nicht gegeneinander verriegelt war. Es konnte vorkommen, dass beide Wärmetauscher in Betrieb waren: der erste Wärmetauscher heizte das Netz auf,
der zweite kühlte es anschließend wieder herunter.
– Außerdem wurde das Gebäude in kühlen Sommernächten beheizt,
mittags mussten die Kältemaschinen das Gebäude dann kühlen.
Anhand der aufgezeichneten Lastgänge konnte festgestellt werden,
dass es im Bereich der Betriebssteuerung keine Wochenend- und
Nachtabsenkung gab. Die Anlagen liefen permanent durch.
Das Kurzzeit-Monitoring der Büroräume erfolgte in vier Büroräumen
über mehrerer Tage in der Übergangszeit. Aufgezeichnet wurden die
Temperaturen im Kopf- und im Fußbereich, die Luftfeuchtigkeit und die
Strömungsgeschwindigkeit im Bereich des Quellluftauslasses. Es stellte sich heraus, dass während der unangenehmen Zugerscheinungen
ein Temperaturgradient von 5 K zwischen Kopf- und Fußbereich auftrat. Die Nutzerbeschwerden wurden durch die Messungen bestätigt.
Im Kühlbetrieb wurde überhitzte Luft aus der Fassadengrenzschicht zur
Lüftung angesaugt. Dadurch war die installierte Kühlleistung nicht ausreichend, um die überhitze Luft merklich abzukühlen. Messungen zeigten, dass sich die Außenluft im Fassadenbereich von rund 28°C auf
über 40°C erhitzte, bevor sie in den Lüftungsgeräten wieder heruntergekühlt wurde. Im Heizfall war der Kaltlufteinfall bei Außenluftzufuhr zu
spüren.
Auf Grundlage der Gebäudeanalyse wurden sowohl für die haustechnischen Anlagen als auch für die Einzelräume Konzepte zur Betriebsoptimierung entwickelt. Sie umfassten sowohl optimierte Regelungsstrategien als auch Umbauten und Sanierungsmaßnahmen.
Im Bereich der Gebäudeleittechnik wurde allein durch eine Anpassung
der Betriebszeiten und durch Erneuerung von Fühlern eine signifikante
Energieeinsparung erreicht. Zusätzlich werden in den Übergangszeiten
und im Sommer durch das zeitweise Abschalten der Kältemaschinen
und Ersatz durch eine Kleinkälteanlage für das Rechenzentrum die
Energieverbräuche reduziert.
Während der Betriebsoptimierung stellte sich heraus, dass die vorhandene, mittlerweile veraltete Gebäudeleittechnik, einige Defekte aufwies
und auch die Anforderungen zur Betriebszeitenregelung nicht erfüllen
Umbaumaßnahmen an den Fassadengeräten und praktische Ausführung
konnte. Deshalb wurde der Einbau einer neuen Gebäudeleittechnik
empfohlen. Durch Anpassung der Regelung auf benutzerdefinierte
Anforderungen konnte insbesondere der Betrieb der Lüftungsanlagen
optimiert und reduziert werden.
Zeitgleich mit der Erneuerung der Gebäudeleittechnik wurden auch die
Fassadenlüftungsgeräte in den Büroräumen umgebaut. Die automatische Lüftung wurde auf manuelle Fensterlüftung umgestellt. Dazu wurden die Fassadenlüftungsgeräte von Zu-/Abluftgeräten auf reine
Umluftgeräte umgebaut. Durch die damit verbundenen höheren Luftmengen der Fassadenlüftungsgeräte konnte eine Steigerung der Heizbzw. Kühlleistung der Geräte erreicht werden. Um die Zugerscheinungen zu beheben, wurden Luftleitbleche mit einem 3 cm breiten Spalt
an der Oberkante vor die Geräte gesetzt, die den Luftauslass vom
Boden auf eine Höhe von ca. 60 cm verlegten und so die Zugerscheinungen im Fußbereich reduzierten: eine einfache, aber sehr wirkungsvolle Maßnahme.
Erfolgskontrolle
Im Zuge der Erneuerung der Gebäudeleittechnik können Zustandswerte der unterschiedlichen haustechnischen Anlagen und der Büroräume
aufgezeichnet und ausgewertet werden. GABO verbindet an dieser
Stelle berechnete bzw. simulierte Daten, die zusammen mit den erfassten Stromverbräuchen ein präzises und aussagekräftiges Controlling
des Gebäudes ermöglichen.
Ein großer Teil des Stromverbrauchs konnte einzelnen Unterverbrauchern als Prognose zugeordnet werden. Die Prognose wurde anhand
von erfassten Messwerten und aufgezeichneten Betriebszeiten erstellt.
Erfolgreich ist auch die neue Regelung der Heizung: beim Gasverbrauch sind die unterschiedlichen Betriebszustände gut zu erkennen.
Bei moderaten, nächtlichen Außentemperaturen im Winter reduziert
sich der Gasverbrauch erheblich. Am Wochenende wird das Gebäude
im Absenkbetrieb betrieben. Während der sehr kalten Tage ist der Gasverbrauch erhöht, um das vollständige Auskühlen des Gebäudes zu
verhindern. Aber auch während dieser Zeit ist der Absenkbetrieb deutlich erkennbar.
Die optimierten Betriebszeiten und die Umbauten bzw. Sanierungen
führen zu einer drastischen Verbesserung der Energieeffizienz des
Gebäudes: Der Stromverbrauch wurde im Vergleich zum Jahr 2000 um
36 %, der Gasverbrauch um 49 % reduziert.
In der Summe wurde der Primärenergieverbrauch für Wärme und
Strom durch GABO um 41 % gesenkt. Das Gebäude liegt jetzt mit
einem spezifischen Kennwert für den Primärenergieverbrauch von
358 kWh/(m²NGFra) im Mittelfeld der EVA-Gebäude (vorher 614
kWh/m²NGFra), obwohl es das älteste der Gebäude ist und noch entsprechend der Wärmeschutzverordnung `82/`84 errichtet wurde.
Auch der Nutzerkomfort verbesserte sich im Zuge der Sanierungsmaßen deutlich. Der Kaltlufteinfall im Fußbereich ist nicht mehr vorhanden. Der ehemals vertikale Temperaturgradient von 5 K zwischen Kopfund Fußbereich reduzierte sich auf maximal 2 K. Der Kaltlufteinfall im
Fußbereich wurde somit durch die Leitbleche erfolgreich behoben.
Auch die Nutzer bestätigten die positive Entwicklung.
Die Leistungssteigerung der Fassadengeräte durch den Umluftbetrieb
und die Verschließung der Luftzufuhr über die Fassade bewirkt, dass
die Büroräume im Sommer eine angenehme Temperatur aufweisen.
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Prognostizierte Lastprofile (farbige Balken) und gemessener Stromverbrauch der
Lüftungsanlagen (blaue Linie): GABO ermöglicht präzise Analysen und Prognosen
Darstellung der spezifischen Heizleistung in verschiedenen Betriebszuständen
Die Überhitzungsstunden liegen deutlich unterhalb des Grenzwertes
von 10 % der Arbeitszeit. Auch das thermische Verhalten der einzelnen
Räume liegt bis auf wenige Ausnahmen in dem in der DIN 1946 angegebenen Behaglichkeitsbereich.
Technologie sowie des Fachverbands Lüftungs- und Trocknungstechnik und der Trox-Stiftung das Forschungsprojekt DeAL gestartet. Das
Projekt untersucht in den nächsten 3 Jahren das Konzept dezentraler
außenwandintegrierter Lüftungsgeräte in realisierten Gebäuden. Interessierte Unternehmen finden Informationen zum Projekt unter
www.stz-egs.de. Für geeignete Gebäude besteht die Möglichkeit einer
Teilnahme am Projekt.
KOSTEN UND WIRTSCHAFTLICHKEIT
Die Umbau- und Sanierungskosten betrugen insgesamt ca. 275.000 .
Diese sind in drei Bereiche zu unterteilen:
– Zur Komfortsteigerung in den Büroräumen wurden die Fassadengeräte für ca. 100.000 auf Umluftbetrieb umgerüstet und die Luftleitbleche installiert.
– Ebenfalls 100.000 betrugen die Instandhaltungskosten, die für den
weiteren Betrieb der haustechnischen Anlagen sowieso investiert werden mussten. Diese umfasste die Erneuerung der Gebäudeleittechnik,
die aufgrund ihres Alters und nicht mehr zu erhaltender Ersatzteile
durchgeführt werden musste.
– Die restlichen 75.000 sind Mehrinvestitionen, die eine energieeffiziente Raumregelung, eine neue Steuerung der Gebäudeleittechnik und
die Umbauten der zentralen Lüftungs- und Kältemaschinen beinhalten.
Die Amortisationszeit der Maßnahmen kann auf Grund der vielen nicht
zu bewertenden Vorteile nur bedingt ermittelt werden. Für die allein der
Verbesserung der Energieeffizienz dienenden Maßnahmen wurde eine
Amortisationszeit durch Einsparungen von weniger als 3 Jahren
berechnet. Die Optimierungen im Komfort spürten die Nutzer ab dem
ersten Tag.
2007 haben sich die Investitionen in Energieeffizienz amortisiert und die
Betriebskosten das Siedlungswerks werden durch die Reduzierung
des Energieverbrauchs um mehr als 50.000 /a geringer ausfallen.
FAZIT UND AUSBLICK
Der Einsatz von GABO im Gebäude des Siedlungswerks zeigt die
Potenziale für die Verbesserung der Energieeffizienz im Gebäudebestand. Auf Basis einer integralen Gebäudeanalyse können Betriebsfehler präzise ermittelt und durch gezielte Eingriffe korrigiert werden.
Gebäude aus der Frühzeit der elektronischen Automationstechnik in
den späten 80er und frühen 90er Jahren sind hierfür möglicherweise
besonders Erfolg versprechende Kandidaten.
Die Bearbeitung des Gebäudes im Projekt EVA zeigt auch, wie wichtig
es ist, die tatsächliche Funktion von Bestandsgebäuden zu dokumentieren. Dies hilft sowohl Bauherrn, da sie eine optimale Betriebsweise
ihres Gebäudes schnell und dauerhaft erreichen. Genauso aber hilft es
allen Akteuren in Architektur und Bauwesen, indem Erkenntnisse über
erfolgreiche Konzepte und Optimierungspotenziale dokumentiert werden.
Dass Ökologie, Ökonomie und - am wichtigsten - die Gesundheit und
Leistungsfähigkeit der Mitarbeiter hierbei keinen Gegensatz bilden,
sondern oft mit den gleichen Konzepten verbessert werden können,
stellt eine zusätzliche Motivation dar, die Qualität und Performance
unseres Gebäudebestandes dauerhaft im Auge zu behalten.
Das im Gebäude Siedlungswerk erfolgreich optimierte Konzept dezentraler Lüftungsgeräte ist heute wieder besonders aktuell und wurde in
den letzten Jahren in vielen innovativen Bürogebäuden umgesetzt. Das
Steinbeis Transferzentrum Energie-, Gebäude- und Solartechnik hat
deshalb mit Förderung des Bundesministeriums für Wirtschaft und
Reduzierung des Strom- und Gasverbrauchs
Temperaturverlauf nach dem Umbau: homogene Temperaturverteilung im Raum
Überhitzungsstunden des Jahres 2005 während der Arbeitszeit.
Beteiligte
Unternehmen sind
Siedlungswerk,
Stuttgart
FinanzIT,Hannover
Max-Planck-Institut,
Dortmund
LBS-Nord, Hannover
Wolfsburg AG,
Wolfsburg
Rickmers Reederei,
Hamburg
LBS-Ost, Potsdam
Gilette-Braun, Kronberg
Nord LB, Hannover
PriceWaterhouseCoopers, Berlin
Allianz, Berlin
DZ BANK, Berlin
R+V Versicherung,
Wiesbaden
TU Braunschweig
u.a.
Internetlinks
www.igs.bau.tu-bs.de
www.mp-gruppe.de
www.energieforumberlin.de
www.solarbau.de
www.enerkenn.de
www.ensan.de
www.energydesignbs.de