Monitoring des Wärmeverbrauchs in Wohngebäuden zur Analyse des Nutzerverhaltens im Scharnhauser Park Zentrum für Angewandte Forschung Nachhaltige Energietechnik Hochschule für Technik Stuttgart Dr. Dirk Pietruschka M.Sc. Aneta Strzalka

Projekt POLYCITY EU- Projekt der CONCERTO-Initiative mit 80 nachhaltigen Kommunen Drei große Wohnbauprojekte in: Deutschland (Stuttgart) Scharnhauser Park Spanien (Barcelona) Cerdanyola del Valles Italien (Turin) Arquata

Analysierte Siedlung Scharnhauser Park Ziel des POLYCITY-Projektes: 80% der Versorgung durch regenerative Energien 2 Biomasse Block-Heizkraftwerk Ehemaliges Militärgelände Gebäude mit hohen Dämmstandard Gesamtfläche der Gebäude: 178.000 m² ca. 10.000 Einwohner PV-Anlagen

Energieverbrauchsdaten aus ALK-Karte und Laserscannerdaten Methodik ACCESS Datenbank Geoinformations -system ENERGIE MANAGEMENT Energieverbrauchsdaten aller Gebäude INSEL -Simulation Gebäude Geometrien aus ALK-Karte und Laserscannerdaten Wetterdaten aus Wetterstation 2 Modelle entwickelt und getestet

GIS-Schnittstelle für die ganze Siedlung Unterteilung in West, Süd, Ost, Nord: Annahme: Fensterfläche als 20% der Außenwand gerechnet 24 210 90 ID3 45 270 150 ID2 34 200 60 ID1 Dach-fläche Fläche Außen-wand Wand Intern Grund-fläche Gebäude ID GIS-Schnittstelle Gebäudehöhe aus Laserscannerdaten Gebäudehöhen aus Laserscannerdaten Topografisches 3D Modell Gebäudegrundrisse aus der ALK-Karte Quelle: Flood, 1997

Methode des Laserscannings Gebäudehöhen aus Laserscannerdaten Über eine Befliegung Laserscannpunkte gemessen Mit Koordinaten und Höhe über NN 3519022.85 5397002.97 312.18 3519046.79 5397002.64 309.09 3519060.79 5397002.39 308.89 3519018.01 5397004.26 316.83 (…) Quelle: Flood, 1997 Quelle: Kettemann Satteldach Flachdach

Einfaches Modell 1 (Transmissionsverluste) Nur Transmissionswärmeverluste über die Gebäudeaußenhülle werden berücksichtigt  Ansatz solare Gewinne und interne Gewinne kompensieren die Lüftungsverluste Tau Qh = Ai * Ui * (Tau – Tin)

Monatsbilanzverfahren (Modell 2) Berechnung auf Basis von DIN V 18599: QH = QT + QV – η*(QI + QS)

Testraum zum testen der Modelle - Abmessungen von 2.31 x 5.84 x 2.08 m (Breite x Länge x Höhe) Lage in Zentrum von Stuttgart. -´Fenster ist Süd-Süd-Ost (154,5° von Norden) orientiert

Testraum – Messungen Nachtabshaltung der Heizung

Testraum – Tagesmessung via Simulation Messung ohne Nachtabschaltung Keine Aufheizleistung berücksichtigt Starker Einfluss der Sonneneinstrahlung beim Modell 2

Energieverbrauchsdatenerfassung im Scharnhauser Park Wetterdaten Zafh.net Datenbank TIXI GSM- modem Automatischer Datentransfer über das Mobilfunknetz (Datentransfer via E-Mail) Wärmemengenzähler -Gesamtgebäude Wärmemengenzähler - Wohnungen INSEL Simulation Und Analyse Test – Mehrfamilienhaus: Beheizte Brutto-Fläche:1688 m² Beheiztes Volumen: 5015 m³ Baujahr: 2006

Vergleich gemessenen und simulierten Tageswerte Vergleich zwischen gemessenen und berechneten Jahreswerten für 2009: Abweichung <10%

Vergleich Monatswerte zwischen Messung und Simulation Modell_Typ Modell 1 Modell 2 Periode Heizperiode 2008/2009 2009/2010 Abweichung in % 20 19 8 6

Analyse einzelner Wohnungen Ähnliche Wohnungen, aber der Wärmeverbrauch variiert stark; Nutzereinfluss soll zukünftig in Details untersucht werden 50% Abweichung von Mittelwert

Vergleich zwischen Messung und Simulation für die gesamte Siedlung Vergleich für das Jahr 2008

Vergleich zwischen Messung und Simulation für die einzelnen Gebäude Größere Abweichungen beim Vergleich von einzelnen Gebäuden – extremen Abweichungen aufgrund von fehlenden Geometriedaten

GIS-Visualisierung der Ergebnisse Aus Datenschutzgründen nur Mittelwerte für den Jahreswärmeverbrauch für die jeweilige Gebäudegruppe VERBRAUCH BEDARF – MODELL 1 BEDARF – MODELL 2

Zusammenfassung Methode für die Wärmebedarfsberechnung ganzer Siedlung Fernübertragung der Messdaten als Basis fürs Testen der Methode Gute Korrelation zwischen gemessenen und berechneten Jahreswärmeverbrauch in einem Beispielsmehrfamilienhaus Methode für alle Gebäude der Siedlung anwendbar GIS-Visualisierung der Ergebnisse Starker Nutzereinfluss beobachtet Nutzerverhalten soll zukünftig detailliert analysiert werden

Danke für Ihre Aufmerksamkeit www.zafh.net