P R Ä S E N T A T I O N DIPLOMARBEIT Betreuer (HBC): Prof. Dr.-Ing. Roland Königsdorff Betreuer (EBN): Dipl.-Ing. Uwe Seidel Thema: Die DIN V 18599 als Werkzeug für den integralen Planungsprozess Fachbereich Gebäudetechnik/Klimatik Dipl.-Ing. (FH) Markus Faigl Datum: 16.11.2006

Gliederung Inhalt Inhalt Einleitung DIN V 18599 (in Auszügen) Erprobung der DIN V 18599 und des Excel Tools Zielkonflikte bei der Planung energieeffizienter Gebäude Lösungsansätze Fazit

Aufgabenstellung Wesentliche Bearbeitungsthemen der Diplomarbeit von Seiten EB Einarbeiten in die DIN V 18599 Erstellung von Eingabeformblätter für die energetische Bewertung Bewertung der DIN V 18599 auf Praxistauglichkeit Auswirkung der DIN V 18599 auf den Planungsprozess Chancen für die Planung energieeffizienter Gebäude Suche nach einem geeigneten Planungs- und Berechnungswerkzeug

Energieeffizienz von Nichtwohngebäuden Energetische Bewertung von Nichtwohngebäuden Gebäude als „Black Box“ Energieeffizienz von Nichtwohngebäuden „ Black Box“ INPUT OUTPUT Heizung Warmwasser Kühlung Lüftung Beleuchtung PC, Drucker Rechenzentren Aufzüge usw ... Brennstoff Fernwärme Strom Wasser ... meist nicht bekannt

Energetische Bewertung von Nichtwohngebäuden Energetische Bewertung des Gebäudes nach der DIN V 18599 Brennstoff Fernwärme Strom Wasser ... Energetische Bewertung des Gebäudes nach DIN V 18599 z.B. Endenergieanteile in kWh/(m²NGFa)

Energetische Bewertung von Gebäuden Energetische Bewertung des Gebäudes nach der DIN V 18599 Wärme Erzeugung, Verteilung, Übergabe Kälte mechanische Lüftung ..... natürliche Lüftung künstliche Beleuchtung Tageslichtnutzung Regelung Sonnenschutz bauliche Hülle ........................ Energetische Bewertung des Gebäudes nach folgenden Kriterien der DIN V 18599

DIN V 18599 Überblick Betrachtungsansatz: neu Quelle: Bochum 2005 Erhorn Wesentliche Änderungen der Betrachtung nach DIN V 18599 Lüftung wird über die thermodynamische Stufe Heizen hinaus betrachtet Kälteerzeugung und Kühlung wird betrachtet Beleuchtung wird berücksichtigt Tageslichtnutzung wird berücksichtigt Gebäudeautomation

DIN V 18599 Teil 2 Quelle: DIN V 18599

Nutzungsprofil: Sozialraum DIN V 18599 Teil 2 Nutzungsprofil: Büro Nutzungsprofil: Sozialraum

DIN V 18599 Teil 3 Quelle: Rovel

DIN V 18599 Teil 4

DIN V 18599 Teil 7 Quelle: DIN V 18599

DIN V 18599 Teil 10 Quelle: DIN V 18599

Erprobung der DIN V 18599 Teil 10 Zum Teil unterscheiden sich die Nutzungsprofile sehr stark Die Nutzungsprofile haben einen sehr großen Einfluss auf den Energiebedarf

Mustergebäude mit Zonierung Erprobung der DIN V 18599 Mustergebäude mit Zonierung 1 2 3 4 5 6

Ergebnisse der Berechnung nach DIN V 18599 Erprobung der DIN V 18599 Ergebnisse der Berechnung nach DIN V 18599 Auszug aus den Berechnungstabellen des Excel Tools Quelle: Auszug Excel Tool ibp

Ergebnisse der Berechnung nach DIN V 18599 Erprobung der DIN V 18599 Ergebnisse der Berechnung nach DIN V 18599 Endenergieanteile in kWh/(m²NGFa) Primärenergieanteile in kWh/(m²NGFa) Quelle: Auszug Excel Tool ibp

Erprobung der DIN V 18599 und des Excel Tools Änderung im Planungsprozess Bei dieser Änderung müssten mindestens 23 Änderungen im Excel Tool durchgeführt werden.  Excel Tool des ibp nicht für den Planungsprozess geeignet

 Keine pauschalen Aussagen mehr möglich Zielkonflikte bei der Planung energieeffizienter Gebäude Wechselwirkungen der einzelnen Systeme Anlagentechnik Sonnenschutz Künstliche Beleuchtung Tageslichtnutzung Gebäudehülle Qp,real Orientierung Ausrichtung Klimatisierung Nutzungsprofil Heizung  Keine pauschalen Aussagen mehr möglich Jede Situation muss ganz individuell untersucht werden

Zielkonflikte bei der Planung energieeffizienter Gebäude Wechselwirkungen der einzelnen Systeme „Kühlrippenarchitektur „ Kompakte Architektur Mögliche Auswirkungen Hohe Transmissionswärmeverluste Hohe solare Wärmegewinne Hoher Kühlenergiebedarf Gute Tageslichtnutzung Gute Nutzung der natürlichen Lüftung Mögliche Auswirkungen Geringe Transmissionswärmeverluste Geringe solare Wärmegewinne Geringer Kühlenergiebedarf Schlechte Tageslichtnutzung Eingeschränkte Nutzung der natürlichen Lüftung aufgrund der Raumtiefen Höherer Anteil an mechanischen Lüftungssystemen Wärme: nur in der Heizperiode Kühlung: nur in der Kühlperiode Lüftung: Gesamte Nutzungszeit Beleuchtung: Gesamte Nutzungszeit Primärenergiefaktor 3

Lösungsansätze Allgemein Objektorientiertes Datenmodell in dem die Nutzungsprofile, die Wärmetechnik, die Lüftungstechnik, die Kältetechnik, die Beleuchtungstechnik, die bauliche Hülle, der Sonnenschutz, die Regelungstechnik, nach der DIN V 18599 bilanziert werden können. Variantenvergleich der Systeme und Konzepte

3D- Energiebilanzmodel Bauteilkatalog

3D- Energiebilanzmodel Erzeugung, Verteilug, Übergabe Erzeugung Verteilung Übergabe

3D- Energiebilanzmodel Profileingaben (Heizung, Klimatisierung)

3D- Energiebilanzmodel Ansatz der inneren Lasten

3D- Energiebilanzmodel Beispiel Zone Tiefgarage

3D- Energiebilanzmodel Zusätzlich Zone Treppenräume

3D- Energiebilanzmodel Zusätzlich Zone Verkehrsflächen

3D- Energiebilanzmodel Zusätzlich Zone Regelbüros

3D- Energiebilanzmodel Gesamt 21 Zonen

3D- Energiebilanzmodel Vielfältige Auswertungen

3D- Energiebilanzmodel Vielfältige Variantenvergleiche und Optimierung Endenergiebedarf in % VO: Ausgangszustand V1: Optimierung transparenter Flächen (Fassade) V2: mit Tageslichtnutzung V3: mit tageslichtabhängiger Kunstlichtregelung

3D- Energiebilanzmodel Ergebnisse - Wirtschaftlichkeitsberechnung Investitionskosten jährliche Kosten Amortisationen Dynamische Amortisation

Fazit Ausblick Erstmaliger Bewertungsansatz für die gesamtenergetische Bewertung von Nichtwohngebäuden Die Vornorm enthält zwar noch eine Vielzahl an kleinen Fehlern und Schwachstellen. Wenn diese jedoch einmal beseitigt sind, wird den Planern und Ingenieuren ein hervorragendes Werkzeug für den integralen Planungsprozess zur Verfügung stehen. Die DIN V 18599 ermöglicht es, den Energiebedarf für Gebäude sowie die Einsatzmöglichkeiten erneuerbarer Energien schon in frühen Planungsphasen abzuschätzen und zu bewerten. Die Ermittlung der für die energetische Bilanzierung eines Gebäudes notwendigen Daten und Informationen hat gezeigt, dass die Daten sehr umfangreich und teilweise sehr detailliert vorliegen bzw. vor Ort aufgenommen werden müssen. Beim Einsatz in der Planung wird ein objektorientiertes Gebäudemodel notwendig. Gebäudeenergieausweis -> Abfallprodukt bei der Planung

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