Zukünftige Klimatisierung und Heizung von Gebäuden (Dirk Müller)

4. Deutscher Kältepreis, Prof. Dr.-Ing. Dirk Müller EBC | Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik

Zukünftige Klimatisierung und Heizung von Gebäuden

Fragestellungen

Brauchen wir überhaupt klimatisierte Gebäude?

Müssen wir in der Zukunft immer noch Gebäude beheizen?

Ist nur die Energieeffizienz für unseren Gebäudebestand relevant?

Welche technische Ausstattung haben die Gebäude der Zukunft?

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Thermische Behaglichkeit

Luftqualität

Beleuchtung

Akustik

Minimierung der Wärmeverluste

Einbindung regenerativer Energien

Keine Klimatisierung

Kopplung zwischen Behaglichkeit und Leistungsfähigkeit

Erweiterung LCC Ansatzes

Energieeffizienz und Behaglichkeit

Energiekennzahlen

Beh

aglic

hkei

tske

nnza

hl

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Temperaturentwicklung der letzten 100 Jahre

Quelle: Climate Change 2007: Synthesis Report

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2 °C – Ziel der Europäischen Union

Temperaturentwicklung in Europa

observations HadCM3 Medium-High (SRES A2)

2003

2040s

2060s Te

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961-

90)

K

Leistungsfähigkeit und Raumtemperatur

16 18 20 22 24 26 28 30 32 340

2

4

6

8

10

12

14

16

Leis

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n %

Temperatur in °C

Berglund.1990 Wyon.1996 Pepler.1968.com Johansson.1975.combined Niemela.2002 Niemela.2001 Federspiel.2002 Link.Pepler.1970 Meese.1984 Model of Seppänen

Seppänen „Summary of studies on the link between temperature and performance”

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Fragestellungen

Brauchen wir überhaupt klimatisierte Gebäude?

Müssen wir in der Zukunft immer noch Gebäude beheizen?

Ist nur die Energieeffizienz für unseren Gebäudebestand relevant?

Welche technische Ausstattung haben die Gebäude der Zukunft?

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Neubau: Wärmeschutz NEH Passivhaus

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Neubau: Wärmeschutz NEH Passivhaus

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Neubau: Wärmeschutz NEH Passivhaus

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Entwicklung des Energiebedarfs - Neubau

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In Anlehnung an eine Darstellung der FhG IBP

Entwicklung des Heizwärmebedarfs

Annahmen: Sanierungsrate 2 % pro Jahr, Heizwärmebedarf nach Sanierung 70 kWh/(m2a), Schwerpunkt der Sanierung liegt bei älteren Gebäuden, Neubaurate 0,1 % pro Jahr

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Fragestellungen

Brauchen wir überhaupt klimatisierte Gebäude?

Müssen wir in der Zukunft immer noch Gebäude beheizen?

Ist nur die Energieeffizienz für unseren Gebäudebestand relevant?

Welche technische Ausstattung haben die Gebäude der Zukunft?

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Entwicklung der Stromerzeugung

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Entwicklung der Stromerzeugung

Quelle: DENA – Vortrag auf dem EVU Gipfel 2010 in Heiligendamm

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Energiespeicher in Deutschland

Hochspannung

Mittelspannung

Niederspannung

Pumpspeicher – 40 GWh

Batterietechnik (1000 € / kWh)

Elektromobilität (5 kWh / Fahrzeug) Gebäude (DSM) Gas

netz

und

Gas

spei

cher

(200

TW

h)

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Endenergieverbrauch Gebäude Öl: 277 TWh Gas: 386 TWh Strom:

– Wärme 64 TWh – Kälte, Klimatisierung ca. 150 TWh

Abschätzung der Speicherkapazität 50 % aller Gebäude 70 % der Lasten

Aber:

Die Speicherkapazität ist von der Jahreszeit abhängig

Der Gebäudeenergiebedarf steigt aufgrund der Speicherverluste

Speicherkapazität der Gebäude

Strom, mech. Energie

Beleuchtung

Heizung

Warm- wasser

Prozesswärme

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Fragestellungen

Brauchen wir überhaupt klimatisierte Gebäude?

Müssen wir in der Zukunft immer noch Gebäude beheizen?

Ist nur die Energieeffizienz für unseren Gebäudebestand relevant?

Welche technische Ausstattung haben die Gebäude der Zukunft?

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Vom Passivhaus zum Aktivhaus

Passivhaus Minimierung des Wärmebedarfs Strombasierte Beheizung Keine Anwendung im Bestand

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Vom Passivhaus zum Aktivhaus

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Aktivhaus Variabler Dämmstandard Effiziente Kraft-Wärme-Kopplung

oder Wärmepumpentechnik Dezentrale Speichertechnik für

Netzkompatibilität Anwendbar auf den Bestand

Stadt der Zukunft – Dual Demand Side Management

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Zusammenfassung

In Zukunft müssen mehr Gebäude als heute gekühlt beziehungsweise klimatisiert werden

Der Gebäudebestand ist für die Erreichung von Effizienzzielen von größerer Bedeutung als der Neubau

Vorhandenen Gebäudemassen und thermischen Speichern können in Verbindung mit der Kraft-Wärme-Kopplung und Wärmepumpen die Wind- und Solarstromnutzung verbessern und Netzausbaukosten senken

Die Weiterentwicklung der Kältetechnik spielt sowohl im Wohn- als auch im Nicht-Wohnbereich eine entscheidende Rolle für die Verbesserung der Energieeffizienz

Die Stadt der Zukunft ist energieeffizient, speichert Energie und verhält sich netzkompatibel!

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