Messtechnische Begleitung und Evaluierung des Neubaus des Verwaltungsgebäudes der Fa. Pollmeier in Creuzburg

Leitung

Dipl.- Ing. Jürgen Laudenbach

Weitere Mitarbeitende

Univ.-Prof. Dr. Ing. Gerd Hauser
Dipl.-Ing. Katrin Schlegel
Dipl.-Oec. Martin Heide
Dipl.-Ing. Ronny Leineweber

 

Zusammenfassung

Ziel des Projektes war die Schaffung von optimalen Arbeitsplatzbedingungen hinsichtlich Tages- und Kunstlicht sowie Raumklima. Diese Qualität sollte mit einer "schlanken" Gebäudetechnik und einem Höchstmaß an Energieefzienz erreicht werden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde ein umfangreiches Energiekonzept unter Einbeziehung von Simulationswerkzeugen erarbeitet, das die Bereiche Wärmeschutz, Raumklima, Tageslicht und Haustechnik abdeckt. Über den Zeitraum des Monitoring-Projektes - Anfang 2002 bis Anfang 2004 - wurde die Einhaltung der Zielvorgaben anhand der Messdaten überprüft.

Energiebilanz

Die Zielwerte der Planung und des Forschungsprogramms solarbau:MONITOR
wurden nicht vollständig erreicht. In Tabelle 1 sind die Ziel- und Planungswerte
den Verbräuchen von 2003 gegenübergestellt.

solarbau
MONITOR

Planung

2003

Endenergie für Heizung + WW [kWh/m2a]

≤ 40

36,6

58,4

Endenergie für Wärme + elektrische Energie für
technische Gebäudeausrüstung [kWh/m2a]

≤ 70

49,3

78,3

Primärenergie gesamt [kWh/m2a]

≤ 100

37,0

65,2

CO2-Emissionen

≤ 23

9,3

16,1

Tabelle 1: Endenergie, Primärenergie und CO2-Emissionen, Vergleich von den energetischen Zielen des Forschungsprogramm mit den Planungs- und Messwerten 2003.

Das Gebäude wird über die betriebseigene Holzfeuerungsanlage mit Wärme versorgt. Zusätzlich wird eine Abluftwärmepumpe eingesetzt, die etwa 10 % des Wärmeverbrauchs deckt.
Die Vorgaben des Forschungsprogramms werden nur in den Bereichen Primärenergie und CO2-Emissionen eingehalten, da die Energieerzeugung diesbezüglich unter günstigen Gesichtpunkten geschieht. Bei näherer Betrachtung der Verbrauchergruppen sind der Heizwärmeverbrauch und der Stromverbrauch für die Beleuchtung für die deutlich höheren Werte verantwortlich.

Heizwärmeverbrauch

Um die Ursachen des erhöhten Verbrauchs zu lokalisieren wurde nach der Auswertung die der Planung zugrunde liegende Simulation an die realen Bedingungen angepasst. Das lokale Klima, die tatsächliche Belegung, die Betriebszeiten und die über die Abluftanlage messbaren Volumenströme entsprechen in etwa den angenommenenWerten. Mit verantwortlich für den Mehrverbrauch sind die deutlich höheren Raumlufttemperaturen (22,5 °C gegenüber 20 °C).
Die Datenauswertung ergab, dass der Heizwärmeverbrauch nicht durch die solare Einstrahlung beeinflusst wird. Wenn man also davon ausgeht, dass der Sonnenschutz als Blendschutz verwendet wird und dies in der Simulation berücksichtigt, erhöht sich der Bedarf ebenfalls.
Bei zusätzlicher Berücksichtigung von im Betrieb auftretender Speicher- und Verteilverluste reduziert sich der Unterschied zwischen Simulation und Verbrauch 2003 auf 6 %. Diese verbleibende Differenz kann durch nicht erfassbare Größen wie zum Beispiel den Luftwechsel über die Fenster erklärt werden.
Die sich real einstellenden Verbräuche lassen sich demnach gut mit der Simulation nachbilden. Eine Reduzierung des Heizwärmeverbrauchs ist im vorliegenden Fall aus technischer Sicht nicht möglich, da diese Größen in hohem Maße nutzerabhängig sind.

Beleuchtungsstromverbrauch

Die Betriebszeiten der Beleuchtung sind aufgrund der geringen Tageslichtversorgung höher als angenommen. Zwar ging man bereits während der Planung von einer geringen Tageslichtversorgung, verursacht durch die Lage der Arbeitsplätze in Raummitte und die niedrigen Reflexionsgrade der Sichtbetondecke, aus. Im Betrieb haben Messungen jedoch gezeigt, dass vor allem der Bodenbelag, die Möblierung und die Stoffpaneele an den Wänden deutlich geringere Reflexionsgrade aufweisen als angenommen. Auch hier konnte durch Anpassung der Simulation der IST-Zustand gut nachgebildet werden. Die wirkungsvollste Verbesserung der Tageslichtversorgung würde durch den flächendeckenden Einsatz eines helleren Bodenbelags erreicht.

Wärmepumpe

Es war geplant, die Wärmepumpe im Sommer einzusetzten, um den kompletten Warmwasserbedarf zu decken und die Nahwärmeversorgung abzuschalten. Da das Gebäude aber von der werkseigenen Holzfeuerung versorgt wird, ist Wärme n diesem Fall sowohl ökonomisch als auch ökologisch gesehen deutlich günstiger als Strom.
Die erreichten Arbeitszahlen im Sommer liegen, aufgrund des geringen Wärmebedarfs und der daraus resultierenden Taktung, deutlich unter 3. Für den Fall Pollmeier sollte die Wärmepumpe im Sommer außer Betrieb genommen werden.

Raumklima

Die gemessenen Raumlufttemperaturen in den Bürozonen lagen jährlich zwischen 150-300 Stunden über 26 °C. Das Großraumbüro im 1. OG Süd weist dabei
die höchsten Temperaturen auf. In diesem Bereich bleiben aus betrieblichen Gründen die Fenster während der sommerlichen Nachtlüftung geschlossen.
Problematisch für die Behaglichkeit in den Büros ist die geringe relative Luftfeuchte in den Wintermonaten. Dies ist auf die niedrige Feuchte außen und geringe interne Feuchteproduktion zurückzuführen.

Nachtlüftung

Die maschinelle Nachtlüftung über die Abluftanlage erreicht einen Luftwechselvon ca. 1,0 h-1. Dieser verhindert einen Temperaturanstieg jedoch nur zum Teil. Mit Hilfe der zusätzlich realisierten Fensteröffnung konnte eine wirkungsvollere Wärmeabfuhr erreicht werden. Die Effizienz der maschinellen Nachtlüftung liegt mit einem COP zwischen 8 und 20 sehr hoch und damit deutlich über den Werten von konventionellen Kühlsystemen.

Gebäuderegelung

Es hat sich gezeigt, dass es unerlässlich ist, die Regelung der Gebäudetechnik nach Inbetriebnahme eines Gebäudes intensiv zu überprüfen. Bei der Einrichtung der Gebäudeleittechnik werden immer Fehler auftreten, welche erst durch geziele Überprüfung gefunden und beseitigt werden können. In diesem Projekt konnten mit Hilfe der detaillierten Datenerfassung Fehler beseitigt werden.

Schlagworte

Monitoring, Solarbau, Tageslichtnutzung, Niedrigenergiehaus, natürliche Klimatisierung, Abwärmenutzung aus Produktion, regenerative Wärmeversorgung

Laufzeit

2001 - 2004

Mittelgeber

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Kooperation

Detaillierte Infos