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Institut für Gebäudetechnik und Energie IGE Matthias Balmer Dozent
+41 41 349 33 06 matthias.balmer@hslu.ch
Horw 15.05.2019
Sommerlicher Komfort im Jahre 2060
ENEERGIE APÉRO LUZERNEnergieeffiziente Kühlung von Wohn- und Büroräumen
Folie
AGENDA
2, 15.05.2019
- KLIMA & KOMFORT
- ZUKÜNFTIGE KÜHLSTRATEGIEN
- GESETZGEBUNG HEUTE & BAULICHE VORAUSSETZUNGEN
Bilder: Fotolia
Folie 3, 15.05.2019
Bild: iStock
Merkmale• Massivbau• Geringer Fensteranteil• Äusserer Sonnenschutz Fenster• Beschattung der Gebäudehülle• Reflektierende Fassadenoberfläche
Folie 4, 15.05.2019
Hitzetage Jahr (> 30 °C)• Luzern 2018: 12• Luzern 2060: 13• Athen 2000 – 2009: 59
+1.1 K
Daten: MeteoSchweizMeteonorm 7.3
Folie 5, 15.05.2019 Daten: Meteonorm 7.3
Luzern – Sommer 2018 Luzern – Sommer 2060
Folie 6, 15.05.2019 Daten: MeteoSchweizMeteonorm 7.3
Luzern – Sommer 2018 Luzern – Sommer 2060
Ø + 1 KØ + 2 g Wasser/kg Luft
Folie
Auswirkungen Klimawandel auf die sommerliche Kühlung
7, 15.05.2019
Zusätzlicher sommerlicher Energieeintrag durch die Luft
Zusätzlicher sommerlicher Energieeintrag durch den Temperaturanstieg
Zusätzlicher sommerlicher Energieeintrag durch den Feuchteanstieg
+ 16
+ 3 + 13
Folie
Auswirkungen Klimawandel auf den Komfort
Bild: ClimaBau – Planen angesichts des Klimawandels, BFE 2017
Folie
Auswirkungen Klimawandel auf den thermischen Komfort
Quelle: ClimaBau – Planen angesichts des Klimawandels, BFE 20179, 15.05.2019
AltbauBaujahr: 1954MassivbauFensteranteil 18 %Max. Raumtemperaturen:2004: 25.0 °C2063: 28.6 °C (+ 3.6 K)
Altbau geschütztBaujahr: 1929 (2013 saniert)MassivbauFensteranteil 21 %Max. Raumtemperaturen:2004: 25.0 °C2063: 28.6 °C (+ 3.6 K)
NeubauBaujahr: 2017Massivbau, MinergieFensteranteil > 50 %Max. Raumtemperaturen:2004: 26.2 °C2063: 29.5 °C (+ 3.3 K)
NeubauBaujahr: 2014Hybridbau, Minergie-PFensteranteil > 40 %Max. Raumtemperaturen:2004: 27.9 °C2063: 32.5 °C (+ 4.6 K)
Folie
Nutzerbedürfnisse heute
Quelle: FehrAdvice & Partners AG, September 201810, 15.05.2019
Quelle: FehrAdvice & Partners AG, September 2018
Folie
Athen – Sommer 2000 - 2009
11, 15.05.2019 Daten: MeteoSchweiz, Meteonorm 7.3Bild: iStock
FolieBilder: windowmaster.de
COOL BLEIBEN, bfe 2019Seven-Air
12, 15.05.2019
Zukunftsfähige Kühlstrategien mit Luft?Fensterlüftung (Nachtauskühlung)• Sehr günstig und sehr einfach 👍👍👍👍👍👍• Massenaktivierung 👍👍• Energieeffizient 👍👍👍👍👍👍• Mässig wirkungsvoll (vermehrt
Tropennächte / längere Hitzeperioden) 👎👎👎👎
Umluft (Splitgeräte)• Günstig und einfach 👍👍👍👍• Flexible Raumluftkühlung 👍👍👍👍👍👍• Mässiger Energieaufwand 👍👍• Keine architektonische Qualität 👎👎👎👎👎👎
Klimaanlage• Teuer und komplex 👎👎• Sehr hoher Komfort 👍👍👍👍👍👍• Hoher Energieaufwand 👎👎👎👎• Gute architektonische Qualität 👍👍👍👍
Folie Bilder: COOL BLEIBEN, bfe 201913, 15.05.2019
Auch einfache Massnahmen können das sommerliche Wohlbefinden fördern
Folie 14, 15.05.2019
Zukunftsfähige Kühlstrategien mit Wasser (Kühlflächen)?Heizflächen (Heizkörper / Fussbodenheizung)• Einfach umnutzbar 👍👍👍👍👍👍• Flächendeckende Raumluftkühlung 👍👍• Energieeffizient 👍👍👍👍👍👍• Sehr geringe Kühlleistung 👎👎• Gefahr von Kondenswasserbildung 👎👎👎👎
Kühlflächen• Teuer aber gut nachrüstbar 👍👍• Massenaktivierung möglich 👍👍👍👍• hohe Kühlleistung 👍👍👍👍👍👍• Gute architektonische Qualität 👍👍👍👍• Gefahr von Kondenswasserbildung 👎👎👎👎
Thermoaktive Bauteilsysteme (TABS)• Nur für Neubauten 👎👎👎👎• Massenaktivierung 👍👍👍👍👍👍• Schlechte Flexibilität 👎👎👎👎• Mässige architektonische Qualität 👍👍
Bilder: ZehnderHSLU
GEBÄUDETECHNIK Systeme integral planen, bfe 2012
Folie 15, 15.05.2019
Ein zukünftiges Potential für sommerliche Kühlung?Ausblick
Stadt Zürich wird wahrscheinlich Regeneration von Erdwärme-sondenfeldern vorschreiben
Durch die Nutzung der Erdwärmesondenfelder für die Heizung werden diese ausgekühlt und für die Wärmepumpen immer ineffizienter bis gar nicht mehr nutzbar
Kühlung mit Luft wird in Zukunft energieintensiver
Auf Grund der steigenden Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit steigt der Strombedarf für die Kühlung erheblich und Kühlflächen verlieren ihre spezifischen Kühlfähigkeiten wegen erhöhter Kondensationsgefahr bei hoher Luftfeuchtigkeit
Ausgleich saisonaler Witterungsamplituden über Erdspeicher
Folie 16, 15.05.2019
Folie 18, 15.05.2019Daten: MeteoSchweiz
Meteonorm 7.3
100 %
41 %
137 %
Potential Erdspeicher bleibt für Kühlung attraktiv!Gleichzeitig wird Erdspeicher besser regeneriert.
91 %
114 %
156 %
73 %
Folie 19, 15.05.2019 Bild: GEAK
Kantonaler Energievollzug (KEnV) Luzern
GEAK
Ab 1. Januar 2019 ist für Neubauten ein Gebäudenachweis der Kantone (GEAK) zu erstellen
Der GEAK bewertet das Gebäude vor allem aus Sicht der Wärmeerzeugung und des elektrischen Energiebedarfs.
Um das Gebäude auf sommerlichen Wärmeschutz zu stärken, könnten für Neubauten Anteil Fensterflächen, den Einsatz von äusserem Sonnenschutz sowie die minimale Gebäudemasse bewertet werden.
Folie 20, 15.05.2019
Kantonaler Energievollzug (KEnV) Luzern
Anhang C, Art. 121
Dieser Artikel stammt aus der MuKEn 2014. Zusätzlich ist in der MuKEn die Leistungsgrenze von 7 W/m² für Neubauten vorgeschrieben. Bei intensiver Gebäudenutzung werden beide Werte in Zukunft, vor allem auf Grund vermehrter Entfeuchtung, schwer einzuhalten sein. Allenfalls ist es sinnvoll die Leistungsgrenzen nach Nutzungsart des Gebäudes zu differenzieren.
Folie 21, 15.05.2019
Stand der Technik (Normierungen)
SIA 180:2014, Kapitel 5 «Wärmeschutz im Sommer»
Um diese Anforderung in Zukunft zu erfüllen, sollen folgende bauliche Massnahmen vorgenommen werden:- eingeschränkter Fensteranteil (< 40 %)- sinnvolle Ausrichtung der Fensterflächen (Südausrichtung sind zu minimieren)- äusserer Sonnenschutz reflektierend (eventuell automatisiert)- Beschattung der inneren Gebäudehülle- hohe Speicherkapazität des Gebäudes (Massivbau)Bei Einhaltung der genannten Wärmeschutzmassnahmen kann die sommerliche Kühlung minimiert werden und ist vor allem für wärmeintensive Nutzungen notwendig.
Folie 22, 15.05.2019 Bild: holydaycheck
Moderne ArchitekturTui Sensimar Palazzo Del Mare, Kos
Folie 23, 15.05.2019 Bild: iStock
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