25.814 KB - Energetische Sanierung der Bausubstanz
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Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH<br />
Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems bei<br />
<strong>der</strong> energetischen <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes des<br />
Großplattenbautyps WBS 70<br />
(Abschlussbericht)<br />
Auftraggeber: FRIWO 1990<br />
Wohnungsgenossenschaft Friedland und 1990 e.G.<br />
17098 Friedland, Salower Straße 39<br />
Auftragnehmer:<br />
Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH<br />
12527 Berlin, Rießerseestraße 10<br />
Berlin, Mai 2002
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 1<br />
Das diesem Bericht zugrundeliegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums<br />
für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie unter dem För<strong>der</strong>kennzeichen<br />
0329750A geför<strong>der</strong>t. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim<br />
Autor.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 2<br />
Inhaltsverzeichnis<br />
0. Vorbemerkungen ................................................ 3<br />
1. Ziel- und Aufgabenstellung ........................................ 5<br />
2. Ausgangssituation am Objekt ....................................... 8<br />
2.1 Bauzustandsbegutachtung ......................................... 8<br />
2.2 TGA-Zustandsanalyse ........................................... 13<br />
2.3 Energiediagnose ............................................... 16<br />
3. <strong>Sanierung</strong>skonzept ............................................. 18<br />
3.1 Bautechnische Maßnahmen ....................................... 18<br />
3.2 Wärmeversorgungskonzept ....................................... 19<br />
3.2.1 Luftheizungsanlage mit solarer Luftvorwärmung ....................... 19<br />
3.2.2 Trinkwassererwärmung mit solarer Vorwärmung ....................... 29<br />
3.3 Steuerungs- und Regelungskonzept / Betriebsführung ................... 30<br />
3.3.1 Zentrale Regelung .............................................. 30<br />
3.3.2 Dezentrale Regelung ............................................ 35<br />
3.4 Energiediagnose für den Zustand nach <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> .................... 38<br />
4. Planung, Ausschreibung und Vergabe ............................... 39<br />
5. Messtechnische Untersuchungen ................................... 41<br />
5.1 Kontinuierliche Messungen ....................................... 41<br />
5.2 Spezielle Einzelmessungen ........................................ 42<br />
6. Ergebnisse .................................................... 46<br />
6.1 Heizenergiebedarfswerte ......................................... 46<br />
6.1.1 Heizenergiebedarfskennwerte Luftheizung ............................ 47<br />
6.1.2. Heizenergiebedarfswerte Trinkwarmwasser ........................... 49<br />
6.2. Heizenergieverbrauchswerte ...................................... 50<br />
6.3 Trinkwassererwärmung mit solarer Vorwärmung ....................... 53<br />
6.4. Temperaturverhalten einzelner Wohnungen ........................... 57<br />
6.5. Hilfsenergieverbrauch ........................................... 62<br />
6.6 Luftführungssystem (Auswertung <strong>der</strong> Thermografie) .................... 64<br />
7. Gesamtbewertung .............................................. 66<br />
7.1 Investitionskosten .............................................. 66<br />
7.2 Wärme- und Energiekosten ....................................... 67<br />
8. Schlussfolgerungen ............................................. 70<br />
9. Quellenverzeichnis .............................................. 74<br />
10. Anhänge ..................................................... 76
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 3<br />
0. Vorbemerkungen<br />
Nach [WOHNBAUTEN] gab es zum Zeitpunkt <strong>der</strong> Antragstellung des Themas in den fünf neuen<br />
Bundeslän<strong>der</strong>n ca. 2,17 Mio Wohnungen in industriell errichteten Gebäuden. Bei diesen Gebäuden<br />
handelte es sich im wesentlichen um solche, die in den Jahren von 1958 bis 1989 in<br />
Blockbau-, bzw. Plattenbauweise errichtet wurden. Davon waren bis zum Beginn des Themas ca.<br />
650 000 Wohnungen mit Ofenheizung ausgerüstet.<br />
Der Zustand <strong>der</strong> Gebäude ließ nach [BAUSCHADENSBERICHT] häufig eine <strong>Sanierung</strong><br />
dringend geboten sein. Gleichzeitig war bei den ofenbeheizten Gebäuden eine Umrüstung des<br />
Heizungssystems auf eine mo<strong>der</strong>ne Systemlösung notwendig. Darüber hinaus ist es vorteilhaft,<br />
die <strong>Sanierung</strong>smaßnahmen mit Maßnahmen zur Senkung des Jahres-Heizwärmebedarfes zu<br />
verbinden, zumal wesentliche Kostenelemente bereits in <strong>der</strong> bautechnischen Systemlösung liegen.<br />
Werden <strong>Sanierung</strong>smaßnahmen an <strong>der</strong> Fassade, beispielsweise, mit Wärmedämmmaßnahmen<br />
verbunden, entfallen nochmalige Gerüst- und bauvorbereitende Kosten und <strong>der</strong> Aufwand <strong>der</strong><br />
energiesenkenden Maßnahmen sinkt beträchtlich. Analoges gilt auch für an<strong>der</strong>e<br />
<strong>Sanierung</strong>smaßnahmen. Da die Anfor<strong>der</strong>ungen zur Senkung des Jahres-Heizwärmebedarf bereits<br />
zum Zeitpunkt des Projektbeginns beträchtlich zugenommen hatten (Wärmeschutzverordnung<br />
1995) und in den nachfolgenden Jahren zur dringend notwendigen CO 2 - Reduzierung noch<br />
weiter zunehmen mussten, war und ist es zweckmäßig, komplexe Lösungen zu favorisieren.<br />
Ergebnisse dieser Vorgehensweisen sind dann im Regelfall Niedrigenergiehäuser, d.h. Gebäude<br />
<strong>der</strong>en Jahres-Heizwärmebedarf in Abhängigkeit vom Oberflächen-Volumen-Verhältnis<br />
mindestens zu 25-30% unter den Vorgaben <strong>der</strong> damals gültigen Wärmeschutzverordnung 1995<br />
lagen.<br />
Noch in den 80er Jahren sind, hauptsächlich aber in den ländlichen Kleinstädten <strong>der</strong> ehemaligen<br />
DDR, eine Reihe von ofenbeheizten industriell gefertigten Wohngebäuden gebaut worden, bei<br />
denen es sich um 3- bis 4geschossige Gebäude des Gebäudetyps WBS 70 mit Wandplatten bis<br />
zu 6 m Breite handelt. Die Zahl dieser Gebäude betrug nach ”WOHNBAUTEN] ca. 75 000<br />
Wohnungen.<br />
Die Umfassungskonstruktion erfüllte zum Zeitpunkt des Projektbeginns im allgemeinen schon<br />
nicht die damaligen wärmetechnischen Anfor<strong>der</strong>ungen und erst recht nicht die heutigen. Gemessen<br />
an <strong>der</strong> gegenwärtig gültigen Energieeinsparverordnung ist im Vergleich die Bezugsgröße<br />
Jahres - Heizwärmebedarf, unter Voraussetzung qualitätsgerechter Ausführung <strong>der</strong> Gebäude,<br />
noch um ca. 40 % bis 50 % höher. Weicht die Ausführungsqualität nach unten ab, erhöhen sich<br />
die Jahres-Heizwärmebedarfswerte teilweise beträchtlich darüber.<br />
Häufig wiesen die Platten <strong>der</strong> Gebäude Risse o<strong>der</strong> Abplatzungen auf, die eine <strong>Sanierung</strong><br />
erfor<strong>der</strong>ten. Auch die Fugenausbildung zwischen den einzelnen Platten wird den bestehenden<br />
Anfor<strong>der</strong>ungen nicht gerecht. Hinsichtlich <strong>der</strong> Ofenheizung ist im allgemeinen die Umstellung auf<br />
ein mo<strong>der</strong>nes Heizungssystem aus Gründen und mangeln<strong>der</strong> Akzeptanz dieser Heizungsart in<br />
Plattenbauten sowie des zusätzlichen Nutzflächengewinns notwendig.<br />
Die Lösung <strong>der</strong> aufgezeigten Probleme liegt, wie o.a., in <strong>der</strong> komplexen energetischen <strong>Sanierung</strong>.<br />
Dabei ist zu berücksichtigen, dass mit größer werden<strong>der</strong> Wärmedämmung die<br />
Transmissionswärmeverluste durch die Umfassungskonstruktion erheblich geringer werden und<br />
<strong>der</strong> Lüftungswärmebedarf aufgrund unverän<strong>der</strong>ter bautechnischer und hygienischer Anfor<strong>der</strong>ungen<br />
absolut gleich bleibt und damit relativ größer wird. Er wird damit zur dominierenden Ein-
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 4<br />
flussgröße auf den Wärmehaushalt von Gebäuden. Darüber hinaus ist in Gebäuden mit hohen<br />
Wärmedämmwerten zur Vermeidung von Feuchteschäden, die in gut gedämmten Gebäuden<br />
sowohl durch Feuchteeintrag als auch durch die unmittelbare Nutzung selbst entstehen können,<br />
eine kontrollierte Grundlüftung unablässig. Bei sehr hohen Wärmedämmwerten werden die<br />
Transmissionswärmeverluste so gering, dass sie von einer an sich notwendigen Be- und Entlüftungsanlage<br />
mit Wärmerückgewinnung, wie sie in <strong>der</strong> Folge zur Verringerung <strong>der</strong> Lüftungswärmeverluste<br />
allgemein empfohlen wird, mit übernommen werden könnten. In dem Fall erfolgt<br />
die Beheizung über ein Luftheizungssystem.<br />
Bei den früheren Luftheizungssystemen spielten die oben skizzierten Ausgangsbedingungen hinsichtlich<br />
hoher Wärmedämmung größtenteils keine so gravierende Rolle, da die Entwicklungsanfor<strong>der</strong>ungen<br />
noch nicht in dem Umfang bestanden. Bereits mit <strong>der</strong> Fassung <strong>der</strong><br />
Wärmeschutzverordnung 1995 und erste recht mit <strong>der</strong> jetzt gültigen Energieeinsparverordnung<br />
erhöhen sich die Anfor<strong>der</strong>ungen an die Wärmedämmung sehr stark, so dass sich die Bedingungen<br />
für ein Luftheizungssystem deutlich verbesserten.<br />
Die an sich bekannten Vorteile eines Luftheizungssystems, wie<br />
• schnelle Reaktionsfähigkeit auf sich än<strong>der</strong>nde Bedarfsbedingungen<br />
• Integration einer bedarfsgerechten Lüftung<br />
• leichte Schutzmaßnahmen vor äußeren Luftverunreinigungen<br />
(Pollen, allergene Belastungen u.ä.)<br />
• Wegfall von Stellflächen für die Heizkörper<br />
• Einsatzmöglichkeiten zur Wärmerückgewinnung<br />
können unter den Bedingungen eines höheren Wärmeschutzes voll zur Geltung gebracht werden.<br />
Ein weiteres Moment ergibt sich durch die gleichzeitig mit <strong>der</strong> Wärmedämmwerterhöhung<br />
verbundene Verschiebung zwischen dem wesentlich kleiner werdenden konventionellen<br />
Wärmebedarf und den Möglichkeiten <strong>der</strong> aktiven Solarenergienutzung. Da die nutzbaren Anteile<br />
<strong>der</strong> Solarenergienutzung durch technische Weiterentwicklungen eher größer werden, gleichzeitig<br />
aber <strong>der</strong> Jahres-Heizwärmebedarf kleiner wird, weiten sich die Möglichkeiten einer Einbeziehung<br />
<strong>der</strong> Solarenergie für die Wärmebedarfsdeckung erheblich aus.<br />
Unter Berücksichtigung <strong>der</strong> teilweise großen Dach- und Wandflächen steht hier ein recht großes<br />
Potential an Solarenergiegewinnen zur Deckung des verbleibenden Restwärmebedarfs dieser<br />
Gebäude zur Verfügung.<br />
An dem Demonstrationsobjekt sollte im Rahmen <strong>der</strong> heizenergetischen Gesamtsanierung gezeigt<br />
werden, dass für die o. a. Gebäude (aber auch an<strong>der</strong>e) die Möglichkeit besteht, bei geringem<br />
Mehraufwand durch die Systemlösung "Luftheizung mit integrierter Sonnenenergienutzung", den<br />
Gesamtjahres-Heizwärmebedarf zu dem eines Niedrigenergiehauses zu bringen.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 5<br />
1. Ziel- und Aufgabenstellung<br />
Zur Realisierung dieses Vorhabens stellte die FRIWO Wohnungsgenossenschaft Friedland 1990<br />
e.G. ein vierstöckiges Gebäude mit 30 Wohnungen zur Verfügung. Abbildung 1 zeigt das<br />
Gebäude vor <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong>. Auffällig sind im äußeren Erscheinungsbild die vielzähligen<br />
Schornsteine <strong>der</strong> Einzelfeuerstätten.<br />
Abbildung 1: Gebäude vor <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong><br />
Mit einer Bauzustandsanalyse wurde zunächst die bau- und haustechnische Ausgangssituation<br />
erfasst und darauf aufbauend eine Energiediagnose des Objektes erstellt. Die Bestandteile <strong>der</strong><br />
Energiediagnose sind sowohl Berechnungen als auch Auswertungen von vorhandenen Heizwärmeverbrauchswerten<br />
vergleichbarer Gebäude <strong>der</strong> WBS 70, ausgerüstet mit einem<br />
Warmwasser-Heizungssystem. Die in Teilen vorhandenen Brennstoffabrechnungen einzelner<br />
Mieter ließen keine allgemeingültigen Aussagen für das Gebäude zu. Zur Stützung <strong>der</strong> Eingabewerte<br />
werden thermografische Aufnahmen relevanter Gebäudebereiche gemacht (s. Anhang<br />
B1) und auch Problemfel<strong>der</strong> <strong>der</strong> Luftdichtheit des Gebäudes (s. Anhang A) untersucht.<br />
Auf <strong>der</strong> Grundlage <strong>der</strong> Energiediagnoseergebnisse wurden die Maßnahmen vorbereitet, die gewährleisten,<br />
dass <strong>der</strong> Heizwärmebedarf nach <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> unter den zulässigen Höchstwerten<br />
<strong>der</strong> bekannten Angaben in <strong>der</strong> Fassung <strong>der</strong> Wärmeschutzverordnung 1995 liegt. Dazu gehört<br />
unter an<strong>der</strong>em die Verbesserung <strong>der</strong> U-Werte <strong>der</strong> Dunkelflächenbereiche auf Werte unter<br />
0,4 W/(m² @ K), <strong>der</strong> Ersatz <strong>der</strong> Fensterkonstruktionen durch solche mit einem U-Wert von<br />
1,3 W/(m² @ K), die Erhöhung <strong>der</strong> Wärmedämmung auf <strong>der</strong> obersten Geschossdecke bis zu einem<br />
U-Wert unter k D = 0,2 W/(m² @ K) und in <strong>der</strong> Kellerdecke bis unter U = 0,3 W/(m² @ K). Dabei<br />
wurden für das Oberflächen-Volumen-Verhältnis des Gebäudes von 0,386 m -1 Verän<strong>der</strong>ungen in<br />
den wärmetechnisch relevanten Kennwerten gemäß Tabelle 1.1 wirksam.<br />
Neben den wärmetechnischen Zielsetzungen sind in das Vorhaben Zielsetzungen einzubeziehen<br />
gewesen, die zum allgemeinen Inhalt von Mo<strong>der</strong>nisierungsvorhaben gehören. Dazu zählen Fragen<br />
des Brand- und Schallschutzes genauso wie Fragen <strong>der</strong> Wohnqualität innerhalb des Gebäudes<br />
(Treppenhaus, Eingangssituation, Keller- und Nebenräume u. ä.), als auch des Gebäudes im
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 6<br />
Wohnumfeld.<br />
Tabelle 1.1<br />
Wärmetechnische Kennwerte<br />
Kennwert<br />
Dimension<br />
vor den<br />
Maßnahmen<br />
nach den<br />
Maßnahmen<br />
U-Werte<br />
• Außenwand<br />
Längsaußenwand<br />
0,78<br />
# 0,4<br />
Giebelaußenwand<br />
W/(m² @ K)<br />
0,64<br />
# 0,4<br />
• Fenster<br />
3,1<br />
1,3<br />
• oberste Geschossdecke<br />
0,85<br />
# 0,2<br />
• Kellerdecke<br />
0,87<br />
# 0,3<br />
Spezifische Heizlast<br />
• Transmission<br />
• Lüftung<br />
W/m²<br />
52<br />
14<br />
21<br />
14<br />
• Gesamt<br />
66<br />
35<br />
Spezifischer Jahresheizwärmebedarf<br />
• WSV 95<br />
• 50 % WSV 95<br />
kWh/(m² @ a)<br />
83 64,1<br />
32,0<br />
Im mittleren Teil des Gebäudes unterhalb des Daches befindet sich nach <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> die Lüfterzentrale.<br />
In die zur Reduzierung des Wärmebedarfes zusätzlich an <strong>der</strong> Fassade angebrachten Wärmedämmung<br />
wurden Luftkanalkollektoren integriert, die eine aktive Solarenergienutzung<br />
ermöglichen. Die aufsteigende warme Luft wird in <strong>der</strong> Dachlüfterzentrale erfasst.<br />
In die Dachschrägen wurden ebenfalls Sonnenluftkollektoren integriert. Von den Sonnenluftkollektoren<br />
gehen Verbindungsleitungen zur Lüfterzentrale.<br />
In <strong>der</strong> Lüfterzentrale erfolgt die wärmetechnische Luftaufbereitung. Die auf Zulufttemperatur<br />
vorgewärmte Luft wird über unterhalb <strong>der</strong> Wärmedämmung angebrachte Luftkanäle an <strong>der</strong><br />
Längsaußenfassade zu den einzelnen Wohnungen geführt. Der Eintritt <strong>der</strong> Luft in die Wohnräume<br />
erfolgt über in die Fenster integrierte Zuluftelemente. In den Zuluftelementen sind die<br />
Nacherwärmer (elektrisch) zur individuellen Raumtemperaturanpassung enthalten. Die Abluft ist<br />
über die vorhandenen Abluftschächte nach oben zur Lüfterzentrale zu führen. Dort erfolgt die<br />
Wärmerückgewinnung.<br />
Die rückgewonnene Wärmemenge wird zum Teil zur Lufterwärmung (bei fehlendem<br />
Sonnenenergieangebot) und zur Deckung des Warmwasserbedarfes eingesetzt.<br />
Die Warmwasserbereitung erfolgt zentral. Der Verbrauch wird wohnungsweise individuell<br />
erfasst.<br />
Die Gesamtlösung erfor<strong>der</strong>te eine sorgfältige, detaillierte Planung aller Einzelelemente, die
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 7<br />
hinsichtlich ihrer jeweiligen heizenergetischen Wirkung gut aufeinan<strong>der</strong> abzustimmen waren.<br />
Beson<strong>der</strong>es Augenmerk wurde dabei dem Konzept <strong>der</strong> Steuerung und Regelung aller Komponenten<br />
gewidmet.<br />
Beschreibung des Lösungsweges<br />
Die Realisierung des Vorhabens bestand aus mehreren Arbeitsetappen, die aufeinan<strong>der</strong> abgestimmt<br />
sein mussten.<br />
Die Arbeitsetappen im einzelnen sind:<br />
1. Energie- und Bauwerksdiagnose zum Ausgangszustand des Gebäudes.<br />
2. Konzeption und Planung <strong>der</strong> Gesamtlösung. Nachweis <strong>der</strong> wärmetechnischen<br />
Zielsetzungen.<br />
3. Objektvorbereitung (Schaffen <strong>der</strong> Arbeitsbedingungen am Objekt).<br />
4. Austausch <strong>der</strong> unzulänglichen Fensterkonstruktionen, die den Verbrennungsluftanteil für<br />
die vormalige Ofenheizung realisieren sollten, durch neuartige Lüftungsfensterkonstruktionen.<br />
5. Anbringen des Luftkanalsystems auf die äußere Fassade des Gebäudes und Anschluss an die<br />
Lüftungsfenster.<br />
6. Aufbringen <strong>der</strong> erfor<strong>der</strong>lichen Wärmedämmung auf die Außenwandfassade bei<br />
gleichzeitiger Integration <strong>der</strong> vorgesehenen Sonnenluftkollektoren in den oberen<br />
Fassadenabschluss. Wärmedämmung <strong>der</strong> obersten Geschossdecke und <strong>der</strong> Kellerdecke.<br />
7. Aufbau <strong>der</strong> Lüfterzentrale auf <strong>der</strong> obersten Geschossdecke des Gebäudes mit<br />
Wärmerückgewinnung und Solarenergieeinbindung und Anbindung des Luftkanalsystems.<br />
Installation des zentralen Nacherwärmungssystems bis an die zentrale Wärmeerzeugung.<br />
8. Aufbau <strong>der</strong> Wärmezentrale im Kellerbereich des Gebäudes mit Kessel, Warmwasserspeicher<br />
und Einbindung des Luftkanalsystems. Installation des Warmwassersystems und seine<br />
Anbindung an die zentrale Wärmeerzeugung.<br />
9. Abriss, Entsorgung <strong>der</strong> Einzelfeuerstätten in den Wohnungen. Reinigung und Verschluss<br />
<strong>der</strong> Rauchgaskanäle.<br />
10. Nachkalkulation und Auswertung <strong>der</strong> Maßnahmen.<br />
11. Aufbereitung <strong>der</strong> Abschlussdokumentation und des Schlussberichtes.<br />
Mit <strong>der</strong> Inbetriebnahme <strong>der</strong> Wärmeversorgung des Gebäudes wird <strong>der</strong> Gasverbrauch für die<br />
Kessel, <strong>der</strong> Elektroenergieverbrauch in <strong>der</strong> Lüfterzentrale (Lüfter, Zirkulationspumpe für die<br />
Heizregister <strong>der</strong> Nacherwärmung) erfasst.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 8<br />
2. Ausgangssituation am Objekt<br />
Bei dem vorliegenden Gebäude in <strong>der</strong> Jahnstraße 8-10 handelt es sich um ein 4-geschossiges<br />
Wohngebäude mit unausgebautem Dachgeschoss und Spitzboden. Es bildet mit einem weiteren<br />
Gebäude des gleichen Typs eine Straßenzeile.<br />
Abbildung 2:<br />
Lageplan<br />
Das Gebäude besteht aus 3 Hausaufgängen mit folgen<strong>der</strong> Wohnungsverteilung:<br />
Geschoss Hausnummer 10 Hausnummer 9 Hausnummer 8<br />
2. - 4. OG 1 x 3-R.-Whg. (66,41 m 2 )<br />
1 x 2-R.-Whg. (52,52 m 2 )<br />
1 x 1-R.-Whg. (25,43 m 2 )<br />
1. OG 1 x 3-R.-Whg. (66,50 m 2 )<br />
1 x 3-R.-Whg. (77,79 m 2 )<br />
1 x 4-R.-Whg. (79,54 m 2 )<br />
1 x 3-R.-Whg. (66,61 m 2 )<br />
1 x 4-R.-Whg. (79,37 m 2 )<br />
1 x 3-R.-Whg. (66,30 m 2 )<br />
1 x 3-R.-Whg. (66,41 m 2 )<br />
1 x 2-R.-Whg. (52,72 m 2 )<br />
1 x 1-R.-Whg. (25,43 m 2 )<br />
1 x 3-R.-Whg. (66,30 m 2 )<br />
1 x 3-R.-Whg. (77,99 m 2 )<br />
2.1 Bauzustandsbegutachtung<br />
! Bauteile<br />
Der Aufbau <strong>der</strong> wärmetechnisch relevanten baukonstruktiven Lösungen für den Ausgangszustand<br />
des Gebäudes ist in <strong>der</strong> Tabelle 2.1.1 dargestellt. Außerdem ist in <strong>der</strong> Tabelle <strong>der</strong> sich für diese<br />
Bauteile ergebende U-Wert unter Berücksichtigung von Wärmebrücken aufgeführt. Die U -<br />
Werte wurden in <strong>der</strong> Folge als Ausgangswerte für die Energiediagnose (s. Pkt. 2.3) genutzt.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 9<br />
Tabelle 2.1.1:<br />
Hauptwärmedämmung des Gebäudes<br />
Bauteil Schichtenaufbau Einbauort<br />
Außenwand<br />
von innen nach außen:<br />
120 mm Tragschicht<br />
80 mm Dämmschicht<br />
60 mm Wetterschutzschicht<br />
Fassadenplatte<br />
6 x 2,8 m<br />
Fassadenplatte<br />
2,4 x 2,8 m<br />
Fassadenplatte<br />
Treppenhaus<br />
Fassadenplatte<br />
Giebel<br />
U-Wert 1)<br />
[W/m²K]<br />
0,70<br />
0,78<br />
0,84<br />
0,64<br />
Kellerdecke<br />
von oben nach unten:<br />
5 mm PVC-Belag<br />
50 mm Fließanhydritestrich<br />
2 mm Bitumenpappe<br />
28 mm Mineralwolle<br />
140 mm Rohdecke<br />
Wohnräume<br />
zum Keller<br />
0,87<br />
Geschossdecke<br />
von unten nach oben:<br />
40 mm Estrich<br />
1 mm Bitumenpappe<br />
50 mm HWL-Platte<br />
20 mm Mineralwolle<br />
1 mm Bitumenpappe<br />
140 mm Rohdecke<br />
Wohnräume<br />
zum Dachboden<br />
0,85<br />
Innenwand<br />
vom Wohnraum zum Treppenhaus:<br />
12 mm Gipskartonplatte<br />
15 mm Mineralwolle<br />
150 mm Betonwand<br />
1. Geschoss im<br />
Treppenhaus<br />
1,42<br />
1)<br />
unter Berücksichtigung von Wärmebrücken<br />
! Bauschäden<br />
Im äußeren Erscheinungsbild des Gebäudes waren eine Reihe von Bauschäden feststellbar. Sie<br />
werden in den nachfolgenden Abbildungen dokumentiert und näher beschrieben.<br />
Die wesentlichsten Qualitätsmängel in <strong>der</strong> Fugenausbildung (siehe Abb. 3) waren:<br />
• Unterschiedliche und z. T. zu große Breiten <strong>der</strong> Horizontal- und Vertikalfuge<br />
zwischen den dreischichtigen Außenwandelementen<br />
• verrutschter Schlagregenschutz (Gefahr des Eindringens von Feuchtigkeit)<br />
C Betonausbrüche in <strong>der</strong> Wetterschale mit freiliegen<strong>der</strong> Bewehrung (Gefahr <strong>der</strong><br />
Korrosion des Stahls und weiteren Abplatzens des Betons)<br />
C<br />
Feine Risse in <strong>der</strong> Wetterschale im Bereich <strong>der</strong> Fensterecken (Korrosionsgefahr)
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 10<br />
Abbildung 3:<br />
Qualitätsmängel in <strong>der</strong> Fugenausbildung<br />
Neben den Fugen bestandenen in <strong>der</strong> gesamten Fassadenkonstruktion weitere gravierende<br />
Bauschadensbil<strong>der</strong>. Die wichtigsten dabei waren (siehe Abb. 4):<br />
C<br />
Wärmebrücken im Bereich Kelleraußenwand-Deckenbereich<br />
C Zu enger Hauseingang / Windfang<br />
• Der feststehende Teil <strong>der</strong> Innentür ließ sich nicht öffnen!<br />
C<br />
Die Außentür befindet sich in <strong>der</strong> Hauptwetterrichtung (NW), ständige Belastung bei<br />
Schlechtwetter (Regenwasser und Schnee im Hauseingang).<br />
In <strong>der</strong> Ausbildung <strong>der</strong> Dachkonstruktion mussten ebenfalls einige Mängel festgehalten werden,<br />
die im Zuge <strong>der</strong> weiteren Mo<strong>der</strong>nisierung zu beheben sind. Hierzu ist die Abbildung 5<br />
charakteristisch. Die wichtigsten Bauschäden sind:<br />
C<br />
C<br />
Fehlende Verbindung zwischen unterem und oberen Sparrenteil. Bei Aufbringen<br />
weiterer Lasten auf das Dach (Kollektoren) ist diese Schwachstelle zu beseitigen<br />
Ausbruch in Zwischendecke mit freiliegen<strong>der</strong> Bewehrung (offensichtlich<br />
Transportschaden)<br />
• Betonausbruch an einem Aussteifungselement des Daches.<br />
Zur Stabilisierung des Daches waren alle defekten Aussteifungselemente zu erneuern.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 11<br />
Abbildung 4:<br />
Qualitätsmängel in <strong>der</strong> Fassade<br />
Abbildung 5:<br />
Verbindung unterer und oberer Sparren
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 12<br />
• Luftdichtheitsprüfungen<br />
Im Rahmen <strong>der</strong> Voruntersuchungen wurden in zwei Wohnungen Luftdichtheitstests durchgeführt.<br />
Dazu wurden eine Einraumwohnung und eine Vierraumwohnung ausgewählt. Die Auswahl<br />
erfolgte zufällig.<br />
Im Anhang A sind die Ergebnisse und die Durchführung <strong>der</strong> Messungen aufgeführt. Die Ergebnisse<br />
machen deutlich, dass ein Teil <strong>der</strong> Fenster Undichtigkeiten über das wärmetechnisch vertretbare<br />
Maß hinaus aufweist.<br />
• Thermografische Untersuchungen vor <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong><br />
Die Längs- und die Giebelfassaden wurden einer thermografischen Untersuchung unterzogen. Die<br />
Ergebnisse <strong>der</strong> Untersuchungen sind in Anhang B aufgeführt. Aus den Abbildungen ist zu ersehen,<br />
dass in den Fassaden an vielen Stellen Mängel bestehen. Markante Bereiche sind insbeson<strong>der</strong>e die<br />
Fensterfaschen und -sohlbänke, die Horizontalfugen, die wie<strong>der</strong>um in Verbindung mit den<br />
Fensterstürzen erhebliche Wärmebrücken darstellen und einige Vertikalfugen im Giebelbereich.<br />
Darüber hinaus existieren einzelne Wärmebrücken im Brüstungsbereich <strong>der</strong> Fensteraußenwandelemente.<br />
Teilweise ist im Dunkelflächenbereich die Konfektionierung des Wärmedämmmaterials<br />
zu erkennen.<br />
Verstärkt wird die ungünstige Wirkung <strong>der</strong> zu verzeichnenden Schwachstellen in <strong>der</strong> Umfassungskonstruktion<br />
durch die Anordnung <strong>der</strong> Einzelöfen mit ihren stärkeren Innentemperaturschwankungen,<br />
die durch den Betrieb bedingt sind.<br />
• Bauphysikalische Ausgangssituation<br />
Auf <strong>der</strong> Grundlage <strong>der</strong> Bauschadensanalyse, <strong>der</strong> thermografischen Aufnahmen und <strong>der</strong> Blower -<br />
Door - Tests kann die bauphysikalische Ausgangssituation bis auf den aufgeführten Fugen - und<br />
Wärmebrückenbereich als relativ gut angesehen werden. Die Bauschadensbil<strong>der</strong> führten bislang<br />
noch zu keinen gravierenden Schäden, die sich insbeson<strong>der</strong>e im Wärmebrückenbereich nachteilig<br />
auf den Wohnbereich des Gebäudes hätten auswirken können. Schwerwiegen<strong>der</strong> ist die Situation<br />
im Fensterbereich anzusehen, da hier einerseits teilweise größere Luftdurchlässigkeiten in <strong>der</strong><br />
üblichen Fugenausbildung vorhanden sind und an<strong>der</strong>erseits durch die Gewährleistung <strong>der</strong> Verbrennungsluftzuführung<br />
über die ergänzten Holzkanalkonstruktionen zusätzliche konstruktive<br />
Durchlässigkeiten eingebracht wurden. Gemeinsam mit den in den angrenzenden Wandbereichen<br />
verstärkt vorhandenen Wärmebrückenausbildungen ist <strong>der</strong> Fensterbereich mit dem angrenzenden<br />
Dunkelflächenbereich die am häufigsten auftretende wärmetechnische Schwachstelle <strong>der</strong> Fassaden.<br />
Die Dämmung auf <strong>der</strong> obersten Geschossdecke genügt keineswegs heutigen Anfor<strong>der</strong>ungen. Sie<br />
ist im Zuge <strong>der</strong> Mo<strong>der</strong>nisierung allgemein zu verstärken. Die Innenwände <strong>der</strong> an das Treppenhaus<br />
des Erdgeschosses grenzenden Zimmer sind von <strong>der</strong> Innenseite mit einer Wärmedämmung<br />
versehen. Über die Ausführungsqualität liegen keine verwertbaren Informationen vor. Feuchteschäden<br />
wurden in den Wohnungen nicht festgestellt.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 13<br />
2.2 TGA-Zustandsanalyse<br />
• Heizungsanlage<br />
Die Wärmeversorgung erfolgte mit kohlebeheizten Kachelöfen, in den Bä<strong>der</strong>n mit elektrischen<br />
Heizstrahlern. Teilweise wurden mit einem Ofen in <strong>der</strong> Trennwand zwei Räume beheizt. Die<br />
zugehörigen Schornsteine bestanden aus einzügigen, in Ausnahmefällen zweizügigen Beton-<br />
Fertigteilen. Bei den zweizügigen Schornsteinen war jedoch nur ein Zug belegt. Der freie Durchmesser<br />
betrug ca. 18 cm, <strong>der</strong> freie Querschnitt 255 cm 2 .<br />
• Be- und Entwässerungsanlage<br />
Die Trinkwasserversorgung <strong>der</strong> Wohnungen erfolgte über eine Verteilleitung im Kellergeschoss<br />
und die von dieser abzweigenden acht Steigestränge in den Installationsschächten (Abb. 7). Als<br />
Rohrmaterial wurde verzinktes Stahlrohr verwendet. Die Wasserzähleranlage befindet sich im<br />
Kellerraum neben dem mittleren Treppenhaus. Die Hauseinführung erfolgt von <strong>der</strong> Straßenseite.<br />
Die Verteilung in den Etagen wurde im Schacht als sog. Spinne aus Kunststoff ausgeführt. Für die<br />
WC-Spülung waren hochhängende Spülkästen installiert. Kaltwasserzähler waren vorhanden. Die<br />
Warmwasserbereitung wurde mit elektrischen Speicherwarmwasserbereitern (80 l), die im Bad<br />
über <strong>der</strong> Badewanne installiert wurden, realisiert (siehe Abb. 6).<br />
Abbildung 6:<br />
Elektrischer Warmwasserbereiter (80 l) im Bad über <strong>der</strong> Wanne<br />
Unmittelbar neben dem jeweiligen Kellerzugang befand sich eine Waschküche mit entsprechendem<br />
Anschluss. Je ein Gartensprengventil war auf <strong>der</strong> Nordseitenmitte und <strong>der</strong> Südseitenmitte des<br />
Gebäudes angeordnet. Sämtliche Schmutzwasserablaufstellen hatten einen Geruchsverschluss. Die<br />
acht Fallleitungen aus Kunststoff (PVC) wurden im Sanitärschacht bis ins Kellergeschoss geführt<br />
und nach dem Prinzip <strong>der</strong> Hauptlüftung über Dach entlüftet.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 14<br />
HS<br />
NS<br />
NS<br />
HS<br />
SANITÄR<br />
Revisionsklappe<br />
ELT<br />
Abbildung 7:<br />
Sanitärschacht
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 15<br />
Dabei verringerte sich allerdings oberhalb des letzten Anschlusses die Nennweite von DN 100 auf<br />
DN 70. Im Dachgeschoss sowie im Spitzboden waren die Abwasserrohre wärmeisoliert<br />
(Mineralwolle + Teerpappe). Die Durchführung durch die Dachhaut erfolgte über eine seitliche<br />
Verziehung im Spitzboden von ca. 1 m (nicht wärmeisoliert). Diese seitliche Verziehung war bei<br />
<strong>der</strong> Fallleitung an <strong>der</strong> Giebelseite <strong>der</strong> Hausnummer 10 defekt (siehe Abb. 8).<br />
Abbildung 8:<br />
defekte Fallleitung als Lüftungsleitung im Spitzboden (Haus-Nr.10)<br />
Die Fallleitungen mündeten im Kellergeschoss in zwei Sammelleitungen; eine Sammelleitung für<br />
die Gebäudehälfte links vom mittleren Treppenhaus und eine zweite für die rechte Gebäudehälfte.<br />
Entsprechend existierten auch zwei Hausanschlüsse. In den beiden Waschküchen waren<br />
Abwasserhebeanlagen mit Pumpensumpf installiert, die jedoch nicht funktionsfähig waren.<br />
• Entlüftungsanlage<br />
Die Entlüftungsanlage diente sowohl <strong>der</strong> Entlüftung <strong>der</strong> innenliegenden Bä<strong>der</strong> als auch <strong>der</strong><br />
Küchen mit Fenster. Dabei handelte es sich um eine reine Schachtlüftung ohne Dachventilatoren.<br />
Die Außenluft strömte über die Fensterfugen bzw. in den Räumen mit Öfen über die<br />
Fensterzuluftelemente nach. Die fensterlosen Bä<strong>der</strong> hatten Überstromdurchlässe im unteren<br />
Türbereich (ca. 315 cm 2 ). Zur Erfassung <strong>der</strong> Abluft wurden in den Küchen und Bä<strong>der</strong>n einfache<br />
rechteckige Gitter (ca. 8 x 30 cm) ohne Regelmöglichkeiten installiert (Abb. 9).
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 16<br />
Abbildung 9:<br />
Ablufterfasser in Küche und Bad<br />
In den Küchen waren zusätzlich Ablufthauben aus Holz angebracht. Als Sammelkanäle dienten die<br />
an die Sanitärraumzelle angeformten Lüftungsschächte. Dabei handelte es sich um einen<br />
Doppelverbundschacht aus Gipsbeton. Der Verbundschacht bestand aus zwei Hauptschächten<br />
(478,5 cm 2 ) für Küche und Bad sowie zwei mittig liegenden Nebenschächten (je 169 cm 2 ) für den<br />
jeweiligen Etagenanschluss. Ab dem unbewohnten Dachgeschoss wurden die Sammelkanäle bei<br />
etwa gleicher Geometrie als Betonfertigteilschächte bis über Dach weitergeführt. Für die<br />
Reinigung <strong>der</strong> Hauptschächte stand im Kellergeschoss jeweils eine Revisionsklappe zur<br />
Verfügung. Die erste optische Begutachtung ohne Kamera ließ einen sauberen Eindruck zu. Im<br />
unbewohnten Dachgeschoss sowie im Spitzboden waren die Lüftungsschächte mit wenigen<br />
Ausnahmen wärmeisoliert. Die Wärmeisolierung war in gutem Zustand. Die Schachtmündung am<br />
Dachfirst war mittels Meidinger Scheibe gegen Fallwinde und Regenwasser geschützt.<br />
2.3 Energiediagnose<br />
• Ausgangswerte für die Energiediagnose<br />
Für den rechnerischen Nachweis zum Wärmebedarfsausweis nach §12 Wärmeschutzverordnung<br />
zum Istzustand des Gebäudes sind im Anhang C1 (Arbeitsblätter 2/9 bis 6/9) die U-Werte <strong>der</strong><br />
Bauteile <strong>der</strong> Umfassungskonstruktion ermittelt worden. Dabei sind insbeson<strong>der</strong>e für die<br />
Außenwandplatten die konstruktiv bedingten Wärmebrücken entsprechend ihrem Anteil<br />
berücksichtigt worden. Eine Zusammenstellung dieser Bauteile ist in <strong>der</strong> Tabelle 2.1.1 (s. Pkt. 2.1)<br />
aufgeführt.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 17<br />
Als weitere Ausgangsgrößen sind <strong>der</strong> Luftwechsel mit 0,8 h -1 und die spezifischen inneren<br />
Wärmegewinne (aus Nutzungsprozessen) von 8,0 kWh/(m³@a) angesetzt worden. Das beheizte<br />
Volumen von 6.036,4 m³ wird durch eine wärmeübertragende Umfassungsfläche von 2.331 m²<br />
begrenzt. Daraus ergibt sich ein Verhältnis von A/V mit 0,386 m -1 .<br />
• Ergebnisse<br />
Unter Verwendung <strong>der</strong> vorhandenen Bauunterlagen wurde anhand <strong>der</strong> theoretischen<br />
bauphysikalischen Kennwerte ein jährlicher Heizwärmebedarf für das Gebäude von 183.835 kWh<br />
bzw. ein flächenbezogener Wert von 95,2 kWh/(m²@a) ermittelt. Auf die konkrete Wohnfläche<br />
bezogen sind das 105,7 kWh/(m²@a). Erfahrungsgemäß ist jedoch <strong>der</strong> tatsächliche Verbrauch<br />
infolge <strong>der</strong> Fassadenundichtigkeiten und des hier nicht mit einbezogenen Wirkungsgrades <strong>der</strong><br />
meist schlecht o<strong>der</strong> ungeregelten Heizungssysteme weitaus größer (170-180 kWh/m²a).<br />
Würde dieses Gebäude gegenwärtig errichtet werden, dürfte entsprechend dem A/V-Verhältnis<br />
von 0,386 nach <strong>der</strong> WSVO 95 ein Wärmebedarf von 64,1 kWh/(m²@a) nicht überschritten werden.<br />
Der zum Zeitpunkt <strong>der</strong> Errichtung (1989) des Gebäudes maximal zulässige Wert des mittleren<br />
Wärmedurchgangswertes entsprechend Wärmeschutzverordnung 85 von k m;max = 0,88 W/(m²@K)<br />
wurde mit dem errechneten Wert von k m;vorh = 0,85 W/(m²@K) unterschritten. Nach <strong>der</strong> TGL<br />
35424/03 war für dieses Gebäude im Wärmedämmgebiet 1 vom 1.9.1986 bis 31.12.1990 ein Wert<br />
von k m;max = 0,97 W/(m²@K) zulässig. Ab 1.1.1991 hätte dieser Wert auf k m;max = 0,79 W/(m²@K)<br />
reduziert werden müssen. Somit entsprach das Gebäude in heizenergetischer Hinsicht den bis<br />
1989 geltenden Vorschriften.<br />
In Anhang C1 (Arbeitsblätter 8/9 und 9/9) sind die einzelnen Anteile <strong>der</strong> Wärmeverluste und <strong>der</strong><br />
Wärmezuströme grafisch dargestellt. Die gesamten Wärmeverluste des Gebäudes (Anhang C1,<br />
linke Säule <strong>der</strong> Abbildung 1 und Abbildung 2/1) von 128,8 kWh/(m²@a) verteilen sich demnach zu<br />
60 % auf die Transmission und 40 % auf die Lüftung. Aus energetischer Sicht ergeben sich<br />
Einsparpotentiale beson<strong>der</strong>s bei <strong>der</strong> Wand (22 %) und den Fenstern (20 %). Die energetische<br />
Bewertung <strong>der</strong> Fenster muss allerdings noch relativiert werden, da am Fenster nicht unbedeutende<br />
Wärmegewinne durch Sonnenstrahlung auftreten, die entsprechend <strong>der</strong> Qualität <strong>der</strong> Regelung <strong>der</strong><br />
Raumtemperatur mehr o<strong>der</strong> weniger heizenergiesenkend genutzt werden. Wie aus <strong>der</strong> mittleren<br />
Säule <strong>der</strong> Abbildung 1 (Anhang C1) und <strong>der</strong> dazugehörigen Darstellung in Abbildung 2/2<br />
(Anhang C1) zu ersehen ist, ergeben sich durch die Einbeziehung <strong>der</strong> passiven solaren<br />
Wärmegewinne in die Betrachtung an<strong>der</strong>e Proportionen.<br />
Für die Deckung <strong>der</strong> gesamten Wärmeverluste müssen dem Gebäude Wärmemengen in gleicher<br />
Größe zugeführt werden. Subtrahiert man von den Wärmeverlusten die passiven Wärmegewinne<br />
(solare über die Fenster und interne aus Nutzungsprozessen), erhält man die dem zu beheizenden<br />
Bereich des Gebäudes zuzuführende Heizwärme. Im vorliegendem Fall beträgt diese<br />
Heizwärmemenge 95,2 kWh/(m²@a). Die rechte Säule in <strong>der</strong> Abbildung 1 (Anhang C1) und das<br />
Diagramm in Abbildung 2/3 (Anhang C1) verdeutlichen diesen Zusammenhang.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 18<br />
3. <strong>Sanierung</strong>skonzept<br />
3.1 Bautechnische Maßnahmen<br />
! Außenwand<br />
Da ein hohes Wärmedämmniveau <strong>der</strong> Umfassungskonstruktion nach wie vor eine entscheidende<br />
Voraussetzung für einen geringen Heizenergieverbrauch ist, wurden im Rahmen <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> die<br />
Außenwände mit einem Wärmedämmverbundsystem versehen. Damit wird <strong>der</strong> Einfluss<br />
vorhandener Wärmebrücken praktisch ausgeschaltet.<br />
Sowohl die Fassadenkollektoren als auch die Zuluftkanäle wurden in das<br />
Wärmedämmverbundsystem integriert.<br />
Für den homogenen Bereich <strong>der</strong> Fassade beträgt die Wärmedämmung 12 cm bei einem λ-Wert<br />
von 0,035 W/(m·K).<br />
Somit verän<strong>der</strong>n sich die U-Werte dieser Bauteile folgen<strong>der</strong>maßen<br />
Fassade vor <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> 0,78 W/(m 2 · K) nach <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> 0,19 W/(m 2 · K)<br />
Giebel 0,64 W/(m 2 · K) 0,22 W/(m 2 · K).<br />
! Fenster<br />
Ein Austausch <strong>der</strong> Fenster ist inzwischen für jedes <strong>Sanierung</strong>svorhaben zur Selbstverständlichkeit<br />
geworden, da sie in <strong>der</strong> Regel einen bedeutenden Flächenanteil an den Außenbauteilen und somit<br />
am möglichen Einsparpotential <strong>der</strong> Transmissionswärmverluste haben. Zu beachten ist hierbei,<br />
dass nicht nur auf einen guten U-Wert <strong>der</strong> Verglasung Wert zu legen ist, son<strong>der</strong>n ebenso auf einen<br />
gut gedämmten Rahmen. Weiterhin spielt <strong>der</strong> Energiedurchlassgrad für die Nutzung solarer<br />
Energiegewinne eine große Rolle.<br />
Da eine Luftheizungsanlage zu installieren ist, die mit geringfügigem Überdruck betrieben werden<br />
soll, ist weiterhin eine hohe Dichtheit <strong>der</strong> Fenster unabdingbar. Darüber hinaus wurde die<br />
Fensterbank als Zuluftelement (Lüftungsmodul) ausgebildet werden (siehe Abschnitt 3.2.1). Für<br />
das Lüftungsmodul wird ein U-Wert von 0,29 W/(m 2 · K) angegeben. Die vorhandenen, bereits<br />
undichten Holz-Verbundfenster mit einem U-Wert von ca. 3,1 W/(m 2 · K) werden durch Fenster<br />
mit Isolierverglasung und einem U-Wert von 1,3 W/(m 2 · K) ersetzt.<br />
! Oberste Geschossdecke<br />
Die oberste Geschossdecke wurde mit 150 mm Styropor mit einem λ-Wert von 0,035 W/(m · K)<br />
ausgelegt und mit einer begehbaren Abdeckung (Pressspanplatten) versehen. Der U-Wert än<strong>der</strong>t<br />
sich somit von 0,85 W/(m 2 · K) auf 0,20 W/(m 2 · K).<br />
! Keller<br />
Die ursprüngliche Kellerdecke beinhaltet eine 2,8 cm dicke Mineralfaserplatte mit einem λ-Wert<br />
von 0,048 W/(m · K). Eine wärmetechnische Entkopplung dieses unbeheizten Bereiches ist damit
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 19<br />
nicht gegeben. Deshalb wurden im Rahmen <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> Platten aus Mineralfaserlamellen mit<br />
mineralischem Oberflächenschutz in einer Dämmstärke von 8 cm mit einem λ-Wert von 0,035<br />
W/(m · K) verklebt. Der U-Wert än<strong>der</strong>t sich somit von 0,87 W/(m 2 · K) zu 0,29 W/(m 2 ·K).<br />
3.2 Wärmeversorgungskonzept<br />
3.2.1 Luftheizungsanlage mit solarer Luftvorwärmung<br />
! Anlagenbeschreibung<br />
Die Luftheizungsanlage besteht aus folgenden Abschnitten:<br />
S Ablufterfassung in den Wohnungen und Ablufttransport zur Dachzentrale<br />
Die Erfassung <strong>der</strong> mit Gerüchen, Schadstoffen und Wasserdampf belasteten Abluft <strong>der</strong><br />
Wohnungen erfolgt in den Bä<strong>der</strong>n und Küchen über motorisierte Abluftventile. Die Ventile in den<br />
Küchen sind mit Fettfiltern ausgestattet. Die Steuerung <strong>der</strong> Zu- und Abluftventile wird durch ein<br />
elektronisches Regelsystem in <strong>der</strong> Lüftungszentrale auf dem Dach realisiert.<br />
Die 3 (Einraumwohnungen) bzw. 4 übereinan<strong>der</strong> liegenden Wohnungen eines Treppenaufgangs<br />
werden jeweils an einen vorhandenen Abluftkanal (Doppelverbundschacht aus Gipsbeton siehe<br />
Abschnitt 2.2) im Sanitär-Installationsschacht angeschlossen.<br />
Im Dachgeschoss werden die Abluftkanäle in Sammelleitungen aus Wickelfalzrohr mit einer<br />
50 mm starken Wärmedämmung geführt und auf <strong>der</strong> Spitzbodendecke bis zur Lüftungszentrale<br />
verlegt. Für den Abgleich <strong>der</strong> Abluftstränge sind handbetätigte Drosselklappen eingebaut. Die<br />
Kontrolle und Reinigung <strong>der</strong> Luftleitungen erfolgt über Revisionsöffnungen.<br />
S Zuluftkanäle im Dachgeschoss und in <strong>der</strong> Fassadendämmung<br />
Die Zuluftverteilungsleitungen werden aus <strong>der</strong> Lüfterzentrale im Dachgeschoss getrennt zur<br />
Nord- und Südfassade geführt. An <strong>der</strong> Südseite werden die Lüftungsleitungen auf Rohrstützen<br />
verlegt, die schalldämmend auf <strong>der</strong> Obergeschossdecke befestigt werden. Die<br />
Luftverteilungsleitungen für die Nordfassade werden im Mittelbereich des Dachraumes unterhalb<br />
<strong>der</strong> Decke zum Spitzboden und anschließend entlang <strong>der</strong> Dachschräge in den Drempelbereich<br />
geführt. Die Zuluftleitungen werden als Wickelfalzrohr mit einer mineralischen Dämmung von 200<br />
mm bzw. 150 mm ausgeführt.<br />
Die vertikale Zuluftverteilung vom Dachgeschoss in die einzelnen Wohnräume erfolgt über flache<br />
Luftkanäle, die auf <strong>der</strong> Fassade innerhalb <strong>der</strong> Wärmedämmung verlegt sind (siehe Abb. 10). Die<br />
Anbindung zum jeweiligen Lüftungsmodul erfolgt horizontal über einen kurzen Steg.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 20<br />
Aus dem Dachraum erfolgt die Drempeldurchführung über einen Durchbruch in einen Luftverteilkasten,<br />
von dem aus je<strong>der</strong> <strong>der</strong> übereinan<strong>der</strong> liegenden Wohnräume einzeln versorgt wird.<br />
- Fenster-Zuluftelement<br />
Der Eintritt <strong>der</strong> Zuluft in die Wohnräume erfolgt über spezielle Fenster-Zuluftelemente, die mit<br />
diesen Anwendungsfall erstmalig zum Einsatz kommen. Sie sind unterhalb <strong>der</strong> Fenster angeordnet<br />
und nach außen über einen Anschlussstutzen mit dem Fassadenkanal verbunden (siehe Abb. 11 bis<br />
13).<br />
Zur Regelung <strong>der</strong> Raumtemperatur mittels Raumthermostat ist eine Luftklappe mit Stellantrieb in<br />
die Luftführung des Zuluftelementes integriert. Bei Erreichen des am Raumtemperaturreglers<br />
eingestellten Sollwertes wird die Zuluftklappe geschlossen und damit <strong>der</strong> Wärmeeintrag in den<br />
jeweiligen Raum unterbrochen.<br />
Abbildung 10:<br />
Zuluftkanäle in <strong>der</strong> Fassadendämmung
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 21<br />
Für ein schnelleres Aufheizen nach stärkerer Auskühlung <strong>der</strong> Raumluft des zugehörigen Raumes<br />
Abbildung 11:<br />
Zuluftelement im Einbauzustand (von außen) ohne Anschlusskanal<br />
bzw. zur Realisierung überdurchschnittlich hoher Raumlufttemperaturen ist das Zuluftelement mit<br />
einem elektrischen Nachheizelement (PTC-Heizregister) ausgestattet.<br />
Die maximal auftretende Temperatur an <strong>der</strong> PTC-Keramik wurde aus Sicherheitsgründen durch<br />
spezielle Dotierung des Keramikpulvers auf 130 °C beschränkt.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 22<br />
Abbildung 12<br />
Einbausituation für das Zuluftelement in die Außenwand unterhalb des Fensters<br />
(Schnittdarstellung)<br />
Abbildung 13:<br />
Ansicht des Zuluftelementes von innen
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 23<br />
S Luftkollektoranlage<br />
Zur solaren Vorwärmung <strong>der</strong> Außenluft werden GRAMMER-Luftkollektoren in das Schrägdach<br />
und in die Südfassade integriert (siehe Abb. 14). Die einzelnen Kollektoren haben eine<br />
Breite von 1,00 m und eine Länge von 2,50 m.<br />
Abbildung 14:<br />
Dach- und Fassadenkollektor<br />
Die Solarkollektoranlage verfügt über motorisch verstellbare Bypassklappen, mit denen über die<br />
zentrale Regelung eine Sommer- und Winterschaltung <strong>der</strong> Kollektoranlage realisiert wird. In <strong>der</strong><br />
Sommerschaltung wird die solar vorgewärmte Luft zur Erwärmung des Brauchwarmwassers und<br />
in <strong>der</strong> Winterschaltung direkt zur Luftvorwärmung genutzt.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 24<br />
Abbildung 15:<br />
Anbindung <strong>der</strong> Dachkollektoren im DG<br />
S Lüftungszentrale<br />
Die Lüftungszentrale befindet sich im nicht ausgebauten Dachgeschoss des Gebäudes, Aufgang Nr.<br />
9. Die Außenluftansaugung erfolgt je nach Sonneneinstrahlung über die Luftkollektoren und/o<strong>der</strong><br />
direkt über eine Dachhaube an <strong>der</strong> Nordseite des Gebäudes. In <strong>der</strong> Zentrale wird ein kombiniertes<br />
Zu - und Abluftgerät mit Wärmerückgewinnung in Blockbauweise, Fabrikat Wolf, Typ KG 63<br />
Gigant installiert.<br />
Im Zentralgerät wird die Luft im Kreuzstrom-Wärmetauscher (Wärmerückgewinnung) vorerwärmt,<br />
anschließend mittels Lufterhitzer (je Fassade ein Gerät) auf die erfor<strong>der</strong>liche Zulufttemperatur<br />
nachgewärmt und über Verteilungsleitungen (getrennt nach Süd- und Nordfassade),<br />
den Fassaden-Luftkanälen zugeführt.<br />
Die Wärmeversorgung <strong>der</strong> Luft-Heizregister erfolgt über einen im Heizraum im Keller aufgestellten<br />
Gas-Heizkessel (70 kW). Für die Ableitung <strong>der</strong> Abgase wird <strong>der</strong> mittels Edelstahlrohr sanierte<br />
zweite Zug des vorhandenen doppelzügigen Schornsteins verwendet (vor <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> waren<br />
Kachelöfen <strong>der</strong> darüber liegenden Wohnungen angeschlossen).<br />
Zur Verhin<strong>der</strong>ung von Rauchansaugung und -verteilung über das Zuluftsystem im Brandfall wird<br />
in den Zuluftleitungen innerhalb <strong>der</strong> Zentrale eine Absperrvorrichtung gegen Rauch angeordnet<br />
(Rauchschutzklappe, Auslösung über optischen Rauchschalter). Bei Auslösung werden gleichzeitig<br />
<strong>der</strong> Zuluftventilator gestoppt und die Luftklappen in den Fenster-Lüftungsgeräten geschlossen.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 25<br />
! Anlagenauslegung<br />
Die Auslegung <strong>der</strong> Luftheizungsanlage erfolgte auf <strong>der</strong> Grundlage <strong>der</strong> ermittelten Heizlast und<br />
unter Berücksichtigung <strong>der</strong> [DIN 1946, T.6] „Lüftung von Wohnungen“, Ausgabe 1994-09 sowie<br />
DIN 18017, T.3 “Lüftung von Bä<strong>der</strong>n und Toiletten ohne Außenfenster“.<br />
Die Heizlast für das Gebäude ohne Berücksichtigung <strong>der</strong> Wärmerückgewinnung würde im<br />
Auslegungsfall für einen Luftvolumenstrom von 3.600 m³/h, einer Lufteintrittstemperatur von -14<br />
°C und einer Zuluft-Solltemperatur von 45 °C ca. 71 kW betragen.<br />
Durch den Einsatz eines Kreuzstrom-Wärmeübertragers mit diagonaler Luftführung zur Wärmerückgewinnung<br />
aus <strong>der</strong> Abluft kann die Nennheizleistung des Wärmeerzeugers um ca 16 %<br />
reduziert werden.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 26<br />
Abbildung 16:<br />
Schematische Darstellung <strong>der</strong> Gesamtlösung
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 27<br />
Die technischen Parameter <strong>der</strong> Elemente des kombinierten Zu- und Abluftgerätes sowie des<br />
Zuluftgerätes für die solare Warmwasserbereitung sind nachfolgend aufgeführt:<br />
S<br />
Zu- und Abluftgerät, Fabrikat Wolf, Typ KG 63 Gigant:<br />
Zuluftventilator<br />
Luftvolumenstrom: 3.600 m³/h<br />
Gesamt-Druck: 913 Pa<br />
Abluftventilator<br />
Luftvolumenstrom: 3.600 m³/h<br />
Gesamt-Druck: 703 Pa<br />
Kreuzstrom-Wärmetauscher, Luftführung diagonal<br />
Außenluftvolumenstrom: 3.600 m³/h<br />
Abluftvolumenstrom: 3.600 m³/h<br />
Außenlufttemperatur: -14 °C<br />
Ablufttemperatur: 20 °C<br />
Relative Feuchte <strong>der</strong> Abluft: 45 %<br />
2 Luft-Heizregister mit je<br />
Luftvolumenstrom: 1.800 m³/h<br />
Lufteintritts-Temperatur: 5 °C<br />
Luftaustritts-Temperatur: 52 °C<br />
Leistung (gesamt): 29,6 kW<br />
Heizwassereintritts-Temperatur: 90 °C<br />
Heizwasseraustritts-Temperatur: 70 °C<br />
Ventilator für solare Warmwasserbereitung<br />
Luftvolumenstrom: 1.000 m³/h<br />
Gesamt-Druck: 319 Pa<br />
Luft-/Wasser-Wärmetauscher (Solarkühler)<br />
Luftvolumenstrom: 1.000 m³/h<br />
Lufteintritts-Temperatur: 70 °C<br />
Luftaustritts-Temperatur: 17 °C<br />
Druckverlust (Luftseite): 24 Pa<br />
Kühlwasserstrom: 610 l/h<br />
Kühlwassereintritts-Temperatur: 10 °C<br />
Kühlwasser-Austrittstemperatur: 35 °C<br />
Druckverlust (Wasserseite): 25,2 kPa<br />
Kühlleistung: 17,7 kW<br />
S<br />
Luftkollektoranlage<br />
Die Betriebsweise <strong>der</strong> Luftheizungsanlage bedingt einen variablen Luftvolumenstrom über die<br />
Luftkollektoranlage von 0 ... 3.600 m 3 /h. Vom Hersteller werden optimale Luftgeschwindigkeiten<br />
im Kollektor von 2 ... 5 m/s angegeben. Eine Ausnahme bildet die sommerliche Nutzung des<br />
Luftkollektors für die Warmwasserbereitung. In diesem Fall kann die Luftgeschwindigkeit noch<br />
weiter reduziert werden, um die für die Warmwasserbereitung erfor<strong>der</strong>lichen höheren<br />
Temperaturen zu erreichen. Zur Begrenzung <strong>der</strong> Druckverluste über die Kollektoranlage sollen bei<br />
den oben angegebenen optimalen Luftgeschwindigkeiten nicht mehr als 5 Kollektoren in Reihe<br />
geschaltet werden.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 28<br />
Fassadenluftkollektor Dachluftkollektor<br />
Zuluftkanäle unter<br />
Dämmung<br />
Abbildung 17: Fassade mit Luftkollektoren (in <strong>der</strong> Fassadendämmung und im Dach integriert) und Zuluftleitungen in <strong>der</strong> Fassadendämmung (gestrichelt gezeichnet)
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 29<br />
Die vorliegende Luftkollektoranlage besteht aus zwei Teilen, eine senkrecht auf <strong>der</strong> Südfassade<br />
angeordnete Anlage und eine in die nach Süden ausgerichtete Dachschräge integrierte Anlage<br />
(siehe Abb. 17). Die Fassadenanlage hat eine Gesamtfläche von 35 m 2 und ist in vier parallel<br />
geschalteten Reihen mit einer Länge von jeweils 8,75 m in die ebenfalls neu aufgebrachte<br />
Fassaden-Wärmedämmung eingebettet. Die Dachanlage mit einer Gesamtfläche von 40 m 2 besteht<br />
aus vier parallel durchströmten horizontalen Reihen mit jeweils vier Kollektoren.<br />
Im Auslegungsfall (3.600 m 3 /h) werden bei Luftansaugung über beide Kollektoranlagen<br />
Luftgeschwindigkeiten von etwa 2,6 m/s und bei Luftansaugung über eine Teilanlage<br />
Luftgeschwindigkeiten von ca 5,2 m/s realisiert.<br />
3.2.2 Trinkwassererwärmung mit solarer Vorwärmung<br />
Die Trinkwassererwärmung erfolgt über einen Gasheizkessel (66 kW) und einen<br />
Warmwasserspeicher (750 l) nach dem Speicherladeprinzip und in den frostfreien Monaten<br />
zusätzlich über eine solare Frischwasservorwärmung im Durchflussprinzip.<br />
Die Grundlage für die Auslegung von Kessel und Warmwasserspeicher bildet die nach DIN 4708<br />
ermittelte Leistungskennzahl N L = 24.<br />
Im Trinkwasserzulauf ist dem Warmwasserspeicher ein Plattenwärmetauscher für die solare<br />
Trinkwasservorwärmung vorgeschaltet. Sie wird während <strong>der</strong> frostfreien Monate bei je<strong>der</strong><br />
Zapfung wirksam, wenn im solaren Pufferspeicher (1.000 l) ein entsprechendes Wärmeangebot<br />
vorhanden ist. Der solare Pufferspeicher ist einerseits mit dem Wärmetauscher zur<br />
Trinkwasservorwärmung über einen Entladekreislauf und an<strong>der</strong>erseits mit dem in <strong>der</strong><br />
Lüftungszentrale auf dem Dach angeordneten Luftkühler über einen Ladekreislauf verbunden. Das<br />
Betriebsregime für die Be- und Entladepumpe berücksichtigt den Ladezustand <strong>der</strong> Pufferspeicher,<br />
das Wärmeangebot über die Luftkollektoren (bei Freigabe <strong>der</strong> Luftkollektoren für die<br />
Warmwasserbereitung Y siehe 3.3 Steuerung und Regelung) und den Wärmebedarf auf <strong>der</strong><br />
Trinkwasserseite.<br />
Dieses Speicherladesystem mit Frischwasservorwärmung hat gegenüber an<strong>der</strong>en Einbindungsarten<br />
für Solarwärme folgende Vorteile:<br />
• am trinkwasserseitigen Eingang des Wärmetauschers liegt stets die Kaltwassertemperatur des<br />
Leitungsnetzes an, d.h. <strong>der</strong> Rücklauf in den Solarspeicher wird gut ausgekühlt<br />
• eine Verschleppung konventionell erzeugter Wärme in den Solarspeicher ist nicht möglich.<br />
Im Gegensatz zu Ladespeichersystemen än<strong>der</strong>t sich <strong>der</strong> Volumenstrom auf <strong>der</strong> Trinkwasserseite<br />
je nach Anzahl <strong>der</strong> gleichzeitigen Einzelzapfungen sehr stark. Um den Druckverlust über den<br />
Wärmetauscher auch während <strong>der</strong> Spitzenzeiten auf eine vertretbare Höhe zu begrenzen, ist <strong>der</strong><br />
Wärmetauscher auf den nach DIN 1988 ermittelten Spitzendurchfluss auszulegen. Das hat zur<br />
Folge, dass während <strong>der</strong> Spitzenzeiten optimale, aber bei Kleinstmengenzapfungen ungünstige<br />
Wärmeübertragungsverhältnisse bestehen. Das während <strong>der</strong> Kleinstmengenzapfungen nicht<br />
optimal genutzte Potential an gespeicherter Solarenergie ist jedoch vergleichsweise gering. Nach<br />
[SCHWENK] sparen <strong>der</strong>artige Systeme gegenüber „klassischen“ Ladespeichersystemen mit<br />
hydraulischer Trennung zwischen Solar- und Bereitschaftskreis rund 10 % mehr Brennstoff ein.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 30<br />
3.3 Steuerungs- und Regelungskonzept / Betriebsführung<br />
3.3.1 Zentrale Regelung<br />
Die gesamte Regelungsanlage für die zentrale und dezentrale Luftbehandlung, für die Trink-<br />
Warmwasserbereitung und für die Wärmeerzeugung soll über ein Energiemanagementkonzept so<br />
geführt werden, dass vorausschauend und zeitgesteuert unter Einbeziehung des Speicherverhaltens<br />
des Gebäudes und <strong>der</strong> Warmwasserspeicher <strong>der</strong> Einsatz konventioneller Energieträger (Erdgas,<br />
Elektro) minimiert wird.<br />
Dazu wird eine Lüfter- und eine Heizzentrale eingerichtet.<br />
• Lüfterzentrale<br />
Für die Luftaufbereitung <strong>der</strong> Luftheizungsanlage wird im Dachgeschoss des Gebäudes eine<br />
Lüfterzentrale errichtet. Von dort gelangt die Zuluft über ein in die Außendämmung <strong>der</strong> Fassaden<br />
integriertes Luftkanalnetz in die Wohnräume. Die Lüfterzentrale umfasst im wesentlichen folgende<br />
Hauptkomponenten:<br />
1 drehzahlgeregelter Zuluftventilator (Frequenzumformer ca. 5 kW)<br />
1 drehzahlgeregelter Abluftventilator (Frequenzumformer ca. 5 kW)<br />
1 Ventilator für den Betrieb des Warmluftkühlers zur Warmwasserbereitung<br />
1 Plattenwärmetauscher zur Wärmerückgewinnung aus <strong>der</strong> Abluft<br />
1 in die Südfassade integrierter Solar-Luft-Kollektor<br />
1 in das Dach integrierter Solar-Luft-Kollektor<br />
1 Warmwasser-Nacherhitzer Südfassade<br />
1 Warmwasser-Nacherhitzer Nordfassade<br />
1 Warmluftkühler für Warmwasserbereitung<br />
1 Filter Frischluft<br />
1 Filter Abluft<br />
verschiedene Filter in <strong>der</strong> Frischluftansaugung <strong>der</strong> Fassaden-Solar-Luftkollektoren.<br />
• Temperaturregelung<br />
Die aufbereitete Zuluft wird fassadenweise geregelt. Als Führungsgrößen werden die<br />
Außenlufttemperatur und die Solarstrahlung aufgeschaltet. Die Sollwertkurve <strong>der</strong><br />
Zulufttemperatur ist so festzulegen, dass die Transmissionsverluste <strong>der</strong> Räume einer Fassade<br />
bei Soll-Raumtemperatur abgedeckt werden können. Dadurch werden die E-Nacherhitzer nur<br />
für die Erhöhung <strong>der</strong> Raumtemperatur über den Sollwert, bei Teilbeheizung (angrenzende<br />
Räume im abgesenkten Heizbetrieb) und bei Aufheizung eines ausgekühlten Raumes<br />
beansprucht.<br />
Die Temperatur <strong>der</strong> Zuluft wird in folgen<strong>der</strong> Sequenz geregelt:<br />
- Gleichzeitige Beimischung solarerwärmter Luft aus dem Dachkollektor mit <strong>der</strong><br />
Klappenregelung M4 (stetig) und solarerwärmter Luft aus dem Fassadenkollektor mit <strong>der</strong><br />
Klappenregelung M3 (stetig),<br />
- fassadenweise Nacherwärmung mit Dreiwege-Mischventilen M1 bzw. M2.
t<br />
t<br />
t<br />
t<br />
t<br />
t<br />
t<br />
t<br />
t<br />
t<br />
t<br />
t<br />
t<br />
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 31<br />
AB<br />
ZU Süd<br />
ZU Nord<br />
M<br />
M<br />
M<br />
M t<br />
M<br />
M<br />
p<br />
p<br />
p<br />
p<br />
P R<br />
p<br />
p<br />
M<br />
FO<br />
M<br />
M<br />
AU<br />
p<br />
M<br />
Fassadenkollektor<br />
AU<br />
t M<br />
M<br />
p<br />
-<br />
M<br />
p<br />
Dachkollektor<br />
p<br />
S<br />
t<br />
Legende:<br />
- Temperatursensor<br />
p - Differenzdrucksensor<br />
s - Strahlungssensor<br />
R - Rauchsensor<br />
Abbildung 18: Schaltschema <strong>der</strong> Lüftungsanlage
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 32<br />
Sobald die Leistung des Fassadenkollektors allein ausreicht, um den Wärmebedarf <strong>der</strong><br />
Lüfterzentrale abzudecken, wird <strong>der</strong> Dachkollektor herausgeschaltet und für die<br />
Warmwasserbereitung freigegeben.<br />
Die Nacherwärmung mit konventioneller Wärmeenergie erfolgt immer in letzter Sequenz, wenn<br />
das Angebot aus den Solarkollektoren und <strong>der</strong> Wärmerückgewinnung nicht ausreicht und dient<br />
gleichzeitig dem Ausgleich von Unterschieden im Bedarf <strong>der</strong> Süd- und Nordfassade. Als<br />
Führungsgrößen für die Sollwerte <strong>der</strong> Zulufttemperatur werden die Außenlufttemperatur und<br />
die Solarstrahlung aufgeschaltet.<br />
Um Abkühlungseffekte zu vermeiden, wird die Wärmerückgewinnung mit den Bypass-Klappen<br />
M5 (Zweipunkt) ausgeschaltet, wenn die Ablufttemperatur kleiner als die Zulufttemperatur aus<br />
den Solarkollektoren ist (im Heizbetrieb). Diese Bypass-Schaltung wird im Winter auch zum<br />
Abtauen des Wärmetauschers bei Reifbildung verwendet (Überwachung durch<br />
Differenzdruckfühler).<br />
• Volumenstromregelung<br />
Da in den Wohnungen unabhängig zwischen verschiedenen Lüftungsarten (Grundlüftung,<br />
Normallüftung, Stoßlüftung) umgeschaltet werden kann, haben Zuluft- und Abluftventilator<br />
sehr variable Betriebszustände zu bewältigen. Aus diesem Grunde und wegen <strong>der</strong> Reduzierung<br />
<strong>der</strong> nicht unerheblichen Lüfterleistungen sollen die beiden Ventilatoren mit einer<br />
druckabhängigen Drehzahlregelung ausgestattet werden (P5, P6).<br />
• Warmwasserbetrieb<br />
Sobald <strong>der</strong> Solar-Luft-Dachkollektor von <strong>der</strong> Regelung für die Warmwasserbereitung<br />
freigegeben wurde und das Solar-Angebot ausreicht, um Wärmeenergie an den<br />
Warmwasserspeicher abzugeben, wird er mit den Klappen M6 auf Warmwasserbereitung<br />
umgeschaltet. Gleichzeitig wird <strong>der</strong> Ventilator im Umluftbetrieb zugeschaltet und die Wärme<br />
über den Kühler dem Warmwasserspeicher zugeführt. Die restliche Wärmeenergie für den<br />
Warmwasserspeicher bzw. wenn alle solarerzeugte Wärme für die Lüftung benötigt wird, wird<br />
vom Gaskessel bereitgestellt.<br />
• Rauchauslöseeinrichtung<br />
Um zu verhin<strong>der</strong>n, dass sich Rauch über das Zuluftsystem ausbreiten kann, wird im zentralen<br />
Zuluftkanal ein Rauchgasmel<strong>der</strong> (R1) und eine motorisierte Rauchschutzklappe mit<br />
Fe<strong>der</strong>rückgang (M9) eingebaut. Beim Ansprechen des Rauchgasmel<strong>der</strong>s wird <strong>der</strong><br />
Zuluftventilator gestoppt, die zentrale Rauchschutzklappe sowie alle Zuluftklappen <strong>der</strong><br />
Fenster-Zuluftgeräte in den Wohnräumen geschlossen.<br />
• Überwachung und Signalisierung<br />
Mit <strong>der</strong> Anfahrschaltung werden zuerst die Ventile für die Nacherhitzer freigegeben und die<br />
Umwälzpumpen eingeschaltet. Nach Erreichen einer vorgegebenen Rücklauftemperatur an den<br />
Fühlern T11 bzw. T12 werden <strong>der</strong> Zuluft- und <strong>der</strong> Abluftventilator in Betrieb genommen, die<br />
Luftklappen M7 und M8 geöffnet und die Regelung freigegeben.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 33<br />
Die Frostschutzwächter T13 bzw. T15 (manueller Reset) schalten bei Frostgefahr die<br />
Ventilatoren aus, öffnen das jeweilige Dreiwegeventil und schalten die zugehörige<br />
Umwälzpumpe ein. Der Frostschutzwächter T15 (automatischer Reset) verriegelt den<br />
Solarkühler-Ventilator, schließt die Luftklappe M6 und schaltet die Pumpe für den Kühlkreis<br />
(P5 in <strong>der</strong> Heizzentrale) ein. Sollte <strong>der</strong> Frostalarm nach einer bestimmten Verzögerungszeit<br />
immer noch anstehen, wird <strong>der</strong> Zuluftventilator gestoppt.<br />
Die Keilriemenüberwachung des Umluftventilators (P7) und die Filterüberwachung (P8, P9)<br />
werden mit Differenzdruckwächtern realisiert. Die Betriebsmeldungen des Zu- und des<br />
Abluftventilators (drehzahlgeregelt) sind aus den Volumenstrommessungen auszukoppeln (P1,<br />
P2).<br />
Als weitere Störungssignale sind <strong>der</strong> Überlastschutz <strong>der</strong> Motoren, abnormale Betriebszustände<br />
<strong>der</strong> Drehzahlregler, die Unterschreitung einer minimalen Zulufttemperatur (T3, T4) sowie das<br />
Auslösen des Rauchgasmel<strong>der</strong>s vorzusehen.<br />
• Heizzentrale<br />
Für die Luftheizung und die Trink-Warmwasserbereitung wird im Keller des Gebäudes eine<br />
Heizzentrale errichtet. Die Heizzentrale umfasst im wesentlichen folgende Hauptkomponenten:<br />
1 Kessel mit zweistufigem Gas-Gebläsebrenner für die Lüfterzentrale (HK1)<br />
1 Kessel mit einstufigem Gas-Gebläsebrenner für die Trink-Warmwasserbereitung (HK2)<br />
1 Trinkwasserspeicher (TWS)<br />
1 Solar-Pufferspeicher (SPS)<br />
1 Platten-Wärmetauscher (WT)<br />
5 Umwälzpumpen (P1...P5).<br />
• Kesselregelung<br />
Beide Kessel sind mit einem Grundschaltfeld ausgerüstet und werden von <strong>der</strong> zentralen DDC-<br />
Regelung angesteuert. Sie werden getrennt gefahren. Der manuelle Bypass zwischen beiden<br />
Kesseln ist ausschließlich für Notsituationen vorgesehen.<br />
• Speicherregelung<br />
Bei genügend großem solarem Überschuss wird <strong>der</strong> Solar-Pufferspeicher mit <strong>der</strong> Ladepumpe<br />
(P5) aufgeladen. Mit <strong>der</strong> Entladung durch Pumpe (P4) über den Wärmetauscher (WT) wird das<br />
Trink-Kaltwasser im Zufluss erwärmt. Hierdurch erreicht man eine möglichst große<br />
Temperaturspreizung im Wärmeübertrager. Die restliche Wärme wird dem Trink-<br />
Warmwasserspeicher durch den Kessel (HK2) zugeführt.<br />
• Überwachung und Signalisierung<br />
Der Betriebszustand <strong>der</strong> Pumpen und Brenner und <strong>der</strong>en Überlastschutz sind zu signalisieren.<br />
Weiterhin sind Störungen <strong>der</strong> Kessel sowie eine zu niedrige Temperatur im<br />
Trinkwasserspeicher anzugeben.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 34<br />
Wohnungen Lüfterzentrale<br />
Trinkwarmwasser<br />
Nacherhitzer<br />
Lüfterzentrale<br />
Solarkühler<br />
Legende:<br />
HK<br />
TWS<br />
SPS<br />
- Heizkessel<br />
- Trinkwasserspeicher<br />
- Solar- Pufferspeicher<br />
WT - Wärmetauscher<br />
TKW - Trinkkaltwasser<br />
Abbildung 19: Schaltschema <strong>der</strong> Heizzentrale
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 35<br />
3.3.2 Dezentrale Regelung<br />
Für die Beheizung und Lüftung <strong>der</strong> Wohnungen sind in den Wohnräumen und in <strong>der</strong> Küche<br />
Fenster-Zuluftgeräte mit elektrischen Nacherhitzern (ca. 350W/230V) und motorisierten Zuluftklappen<br />
(24V) sowie in <strong>der</strong> Küche und im Bad je eine motorisierte Abluftklappe (mit Schrittmotor<br />
24V) vorgesehen. Alle Fenster sind mit Fensterkontakten ausgerüstet. Je<strong>der</strong> beheizte Raum erhält<br />
ein Bedienungsgerät (Raummodul) mit Raumtemperaturfühler, Sollwertsteller, Taster für<br />
Abweichung von <strong>der</strong> automatischen Betriebsweise (normal/abgesenkt) und eine Signallampe für<br />
die Anzeige des normalen Heizregimes (grün). Küche und Bad werden mit je einem Taster zur<br />
Umschaltung des Lüftungsregimes ausgerüstet. Im Flur je<strong>der</strong> Wohnung befindet sich die<br />
Wohnungszentrale, an die alle Stellgeräte angeschlossen werden. Alle Wohnungszentralen sind<br />
über eine Busleitung mit <strong>der</strong> Gebäudezentrale im Dachgeschoss verbunden.<br />
Im Gebäude befinden sich folgende Wohnungstypen:<br />
Typ Anzahl Wohnräume Nebenräume<br />
A 6 1 Kochnische Innen-Bad Flur<br />
B 6 2 Außen-Küche Innen-Bad Flur<br />
C 14 3 Außen-Küche Innen-Bad Flur<br />
D 4 4 Außen-Küche Innen-Bad Flur<br />
Hieraus ergeben sich 30 Wohnungen mit insgesamt 100 über Fenster-Zuluftgeräte zu beheizenden<br />
Räumen und mit 60 Abluftventilen.<br />
• Heizbetrieb<br />
Im Winterbetrieb wird die Energiezufuhr zu den Räumen über die Fenster-Zuluftgeräte in<br />
folgen<strong>der</strong> Sequenz geregelt:<br />
Dabei werden zur Realisierung des für die Heizung notwendigen Luftwechsels in Abhängigkeit<br />
von <strong>der</strong> Anzahl <strong>der</strong> geöffneten Zuluftklappen auch die Abluftklappen in Küche und Bad geöffnet<br />
und über die Schrittmotoren nachgeführt. Sind alle Zuluftklappen geschlossen, können auch die<br />
Abluftklappen geschlossen werden (Minimumposition).<br />
Bei Aufheizprozessen (Umschaltung des Heizregimes o<strong>der</strong> Sollwertverstellung) ist das Zuschalten<br />
des elektrischen Nacherhitzers um eine bestimmte Zeit zu verzögern, damit immer erst mit primär<br />
erwärmter Zuluft (Umweltenergienutzung) geheizt wird. Bei gefor<strong>der</strong>ter Energiesperre ist das
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 36<br />
Schließen <strong>der</strong> Zuluftklappe zu verzögern (ca. 2 Minuten), um den Elektro-Nacherhitzer<br />
abzukühlen und damit Überhitzung zu vermeiden.<br />
Bei Fensteröffnung (Fensterkontakt) wird die Energiezufuhr zum Raum unterbunden, d. h. die<br />
Zuluftklappe geschlossen und <strong>der</strong> elektrische Nacherhitzer ausgeschaltet.<br />
Außerhalb <strong>der</strong> Nutzungszeit bzw. nachts wird auf abgesenkten Heizbetrieb umgeschaltet. Dafür<br />
wird die Solltemperatur <strong>der</strong> Räume auf einen festzulegenden Minimumwert herabgesetzt. Die<br />
Umschaltzeiten (mindestens 4 pro Tag) werden für jeden Raum nach den Wünschen <strong>der</strong> Nutzer als<br />
Standardzeiten zentral definiert. Für Abweichungen von diesen Standardzeiten kann <strong>der</strong> Nutzer auf<br />
dem Raummodul die dafür vorhandene Taste bedienen. Dadurch wird die gerade vorhandene<br />
Betriebsweise (normal o<strong>der</strong> abgesenkt) in die jeweils an<strong>der</strong>e umgeschaltet. Durch die nächste<br />
zentrale Umschaltung wird diese Abweichung automatisch wie<strong>der</strong> aufgehoben.<br />
Wird eine bestimmte Außentemperatur überschritten (19 ... 20 °C), wird zentral für alle Räume auf<br />
Sommerbetrieb umgeschaltet. Die elektrischen Nacherhitzer werden ausgeschaltet und die<br />
Wirkrichtung <strong>der</strong> Zuluftklappen umgekehrt (change-over-Betrieb). Dadurch ist es möglich, eine<br />
sogenannte freie Kühlung (Innentemperatur größer als Außentemperatur) zu realisieren. Bei<br />
Fensteröffnung werden die Zuluftklappen imperativ geschlossen.<br />
• Lüftungsbetrieb<br />
Für die Betrachtung <strong>der</strong> Lüftungsanfor<strong>der</strong>ungen werden folgende Lüftungsarten unterschieden:<br />
Lüftungsregime Grundlüftung Normallüftung Stoßlüftung<br />
Zuluftklappe<br />
geschlossen<br />
dem Raum wird <strong>der</strong> Minimumluftvolumenstrom<br />
über<br />
Fugen zugeführt<br />
geöffnet<br />
dem Raum wird <strong>der</strong><br />
Bemessungsluftvolumenstrom<br />
zugeführt<br />
geschlossen<br />
dem Raum wird <strong>der</strong><br />
Stoßluftvolumenstrom über das<br />
Fenster zugeführt<br />
Fenster geschlossen geschlossen geöffnet<br />
Abluftklappe<br />
Küche<br />
geschlossen<br />
(Minimumposition)<br />
teilweise bis ganz geöffnet<br />
aus <strong>der</strong> Wohnung wird ein Teil<br />
des Bemessungsluftvolumenstromes<br />
abgeführt<br />
ganz geöffnet<br />
aus <strong>der</strong> Wohnung wird ein Teil<br />
des Stoßluftvolumenstromes<br />
abgeführt<br />
Abluftklappe<br />
Bad<br />
geschlossen<br />
(Minimumposition)<br />
teilweise bis ganz geöffnet<br />
aus <strong>der</strong> Wohnung wird ein Teil<br />
des Bemessungsluftvolumenstromes<br />
abgeführt<br />
ganz geöffnet<br />
aus <strong>der</strong> Wohnung wird ein Teil<br />
des Stoßluftvolumenstromes<br />
abgeführt<br />
Abhängig vom Gewinn-Verlust-Verhältnis des Raumes wird in diesem durch die Heizungsregelung<br />
ein Luftwechsel zwischen Grundlüftung und Normallüftung realisiert.<br />
• Bedarfslüftung:<br />
Bei erhöhter Schadstoff- o<strong>der</strong> Feuchtelast kann mit je einem Taster in Küche und Bad<br />
während eines festgelegten Zeitraumes (0,5 ... 1h) das zugehörige Abluftventil imperativ<br />
geöffnet werden. Wenn nicht gleichzeitig ein Fenster geöffnet wird, werden ein bzw. mehrere
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 37<br />
Zuluftventile (abhängig von <strong>der</strong> Wohnungsgröße) in den beheizten Räumen zugeschaltet. Die<br />
elektrischen Nacherhitzer bleiben während dieser Bedarfslüftung ausgeschaltet.<br />
• Brandschutz:<br />
Wird durch den Rauchdetektor im zentralen Zuluftkanal ein Alarm ausgelöst, schließen<br />
automatisch alle Zuluftklappen in den beheizten Räumen und die Abluftklappen in Küche und<br />
Bad (Minimumposition). Die Abluftklappen bleiben in diesem Fall auch geschlossen, wenn<br />
Fenster geöffnet werden. Dadurch werden definierte Verhältnisse erreicht, so dass sich we<strong>der</strong><br />
über die Zuluft- noch über die Abluftkanäle Rauch in an<strong>der</strong>e Bereiche des Gebäudes<br />
ausbreiten kann. Die elektrischen Nacherhitzer werden abgeschaltet.<br />
• Regelausrüstung<br />
Pro Wohnung:<br />
1 Wohnungszentrale für 1 bis 5 zu beheizende Räume (siehe oben) mit:<br />
- Zweipunkt-Ausgängen für die elektrischen Nacherhitzer (350W/230V),<br />
- Zweipunkt-Ausgängen für die Zuluftventile (24V),<br />
- Ausgängen für die Schrittmotoren <strong>der</strong> Abluftventile (24V)<br />
- Digital-Eingänge für die Fensterkontakte,<br />
- 2 Digital-Eingänge für die Abluftbedienung (Taster)<br />
- Analog-Eingänge für die Raumtemperaturfühler und Anschluss <strong>der</strong> Raummodule.<br />
Pro beheiztem Raum:<br />
1 Raummodul mit<br />
- Raumtemperaturfühler<br />
- Sollwertsteller,<br />
- 1 Taster für Abweichung von <strong>der</strong> automatischen Betriebsweise (normal/abgesenkt)<br />
- 1 Signallampe für die Anzeige des normalen Heizregimes (grün).
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 38<br />
3.4 Energiediagnose für den Zustand nach <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong><br />
Die Ergebnisse <strong>der</strong> für die <strong>Sanierung</strong>svariante durchgeführten Energiediagnose befinden sich im<br />
Anhang C2.<br />
Durch die Maßnahmen an <strong>der</strong> Umfassungskonstruktion (Zusatzdämmung <strong>der</strong> Außenwand,<br />
Kellerdecke und oberster Geschossdecke sowie Fensteraustausch,) sind jährliche Gesamtverluste<br />
von 77,1 kWh/(m²@a) zu erwarten. Das sind nur noch rund 60 % gegenüber dem Istzustand des<br />
Gebäudes. Da die Lüftungsverluste für den hygienisch notwendigen Luftwechsel konstant bleiben,<br />
ergibt sich ein auffallend hoher Anteil für die Lüftung (68 %). Auch die Fenster sind mit 14 %<br />
überproportional vertreten (siehe Anhang C2, linke Säule <strong>der</strong> Abbildung 1 und Diagramm in<br />
Abbildung 2/1 <strong>der</strong> Anlage 2).<br />
Während in <strong>der</strong> vorigen Betrachtung nur die Verluste gewertet werden, ohne nach <strong>der</strong> Art ihrer<br />
Deckung zu fragen, erscheinen die Proportionen schon ganz an<strong>der</strong>s, wenn man den Fenstern die<br />
passiven solaren Gewinne und <strong>der</strong> Lüftung die Gewinne aus <strong>der</strong> Wärmerückgewinnung zuordnet.<br />
Hier haben die Fenster nur noch 5 % <strong>der</strong> Gesamtverluste. Dieser Sachverhalt wird durch die<br />
mittlere Säule in Abbildung 1 und das Diagramm in Abbildung 2/1 (ebenfalls Anhang C2)<br />
dargestellt.<br />
Der zur Deckung <strong>der</strong> Wärmeverluste noch notwendige Anteil an konventioneller Heizwärme<br />
(neben passiven Gewinnen aus Sonnenstrahlung und Nutzerprozessen sowie<br />
Wärmerückgewinnung aus <strong>der</strong> Abluft) beträgt 31,7 kWh/(m²@a). Das ist etwa nur noch die Hälfte<br />
(49,5 %) des nach <strong>der</strong> WSVO 95 zugelassenen Wertes.<br />
Die Effekte für die Warmwasserbereitung, die immer dann auftreten, wenn <strong>der</strong> Luftheizung keine<br />
Solarenergie zugeführt werden kann o<strong>der</strong> wenn sie keine mehr benötigt und eine Nachfrage in den<br />
Warmwasserspeichern vorhanden ist, sind in dieser Betrachtung zum Heizenergiebedarf nicht<br />
enthalten.<br />
Unter Punkt 6.1.1 sind die Auswirkungen <strong>der</strong> Wärmebedarfswerte <strong>der</strong> Systemlösung Luftheizung<br />
und <strong>der</strong> Warmwasserbereitung mit den Komponenten <strong>der</strong> Erzeugung, Verteilung und Übergabe<br />
dargestellt.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 39<br />
4. Planung, Ausschreibung und Vergabe<br />
Mit <strong>der</strong> Planung <strong>der</strong> Gesamtleistung beauftragte die FRIWO 1990 Wohnungsgenossenschaft<br />
Friedland e.G. das Planungsbüro "Ingenieurconsult BAU UND UMWELT GmbH" in Berlin, das<br />
in <strong>der</strong> Lage ist, alle Gewerke unter die hier im Vor<strong>der</strong>grund stehende Zielstellung einer erheblichen<br />
Senkung des Heizenergiebedarfes zu setzen. Das Planungsvolumen belief sich auf einen<br />
Gesamtumfang von 264,74 TEUR und entspricht damit einem Anteil von 17,9 % <strong>der</strong> gesamten<br />
Bauleistungen. Der energetisch relevante Mehraufwand betrug 46,35 TEUR und damit 3,13 % <strong>der</strong><br />
Baubruttoleistungen.<br />
Die Gewerke wurden sowohl öffentlich ausgeschrieben als auch nach Eingang <strong>der</strong> Angebote<br />
öffentlich ausgewertet und an den jeweils preisgünstigsten Anbieter vergeben.<br />
Die Baubetreuung und Bauüberwachung oblag ebenfalls dem vorgenannten Büro, das aber für<br />
einige bautechnische Teilleistungen Vor - Ort - Kräfte hinzuzog.<br />
In <strong>der</strong> Umsetzung <strong>der</strong> energetischen <strong>Sanierung</strong>smaßnahmen wurde deutlich, dass mit den<br />
Zielsetzungen eines solchen Projektes an die Bauausführung höchste Anfor<strong>der</strong>ungen gestellt sind.<br />
So ist <strong>der</strong> Schwerpunkt in <strong>der</strong> Baubetreuung und Bauüberwachung insbeson<strong>der</strong>e darin zu legen,<br />
dass sie als "energetisch orientierte" Bauüberwachung und -betreuung gehandhabt werden muss.<br />
Alle Vor-Ort-Entscheidungen und Absprachen sind von den Beteiligten immer auf ihre<br />
energetische Relevanz zu prüfen. Hier sind auch an die entsprechende Fachkompetenz höhere<br />
Anfor<strong>der</strong>ungen zu stellen.<br />
Noch stärker trifft dies auf den haustechnischen Bereich zu, wo insbeson<strong>der</strong>e die Inbetriebnahme<br />
und Gewährleistung <strong>der</strong> angestrebten Betriebsparameter stärker zu betonen ist 1 . Ohne eine<br />
konsequente Qualitätskontrolle und auch entsprechende Qualitätssicherung sind die Ziele eines<br />
solchen Projektes im Nachgang nur mit beträchtlichen zusätzlichen Aufwendungen erreichbar. Hier<br />
ist künftig verstärkt auf die fachliche Weiterbildung und Qualifizierung <strong>der</strong> einzelnen<br />
Handwerksbetriebe zu diesen Schwerpunkten Einfluss zu nehmen.<br />
Erschwerend in diesem Prozess kommt hinzu, dass Bau- und Ausführungsmängel in ihrer<br />
energetischen Wirkung meist schwer und häufig erst sehr spät erkannt werden und dann vielfach<br />
nur mit beträchtlichen Diskussionen und Ärgernissen behoben werden können. Durch den<br />
zeitlichen Versatz <strong>der</strong> heizenergetischen Wirkungen kann dann u. U. auch eine falsche Bewertung<br />
<strong>der</strong> Ergebnisse nicht ausgeschlossen werden.<br />
Bei <strong>der</strong> Auswahl <strong>der</strong> Ausführenden wurde Wert auf die Wahrnehmung energierelevanter<br />
gewerkeübergreifen<strong>der</strong> Aufgaben gelegt, d.h., dass sich die Verantwortlichen <strong>der</strong><br />
Ausführungsbetriebe <strong>der</strong> jeweiligen funktionellen Einbindung ihrer Leistung in die<br />
1)<br />
So sind bereits in <strong>der</strong> Ausschreibung hierzu die entsprechenden Inhalte vorzusehen und auch bei <strong>der</strong> Vergabe<br />
auf die Angebote gerade zu diesen Positionen beson<strong>der</strong>s zu achten. Vielfach ist eine erhebliche Unterbewertung<br />
gerade dieser Positionen zu beobachten.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 40<br />
Gesamtenergieproblematik stellen mußten. Die Abstimmung hierzu erfolgte in den wöchentlich<br />
durchgeführten Baubesprechungen vor Ort.<br />
Unter den Bedingungen sich auch weiterhin verschärfen<strong>der</strong> Anfor<strong>der</strong>ungen im Umgang mit dem<br />
Heizenergieeinsatz kann <strong>der</strong> Demonstrationscharakter eines solchen Vorhabens nicht hoch genug<br />
gewertet werden. Erst in <strong>der</strong> Umsetzung <strong>der</strong> Zielstellungen wird deutlich, welche Hemmnisse und<br />
eingefahrenen Gleise tatsächlich bestehen und wo die Schwerpunkte für die Breitenanwendung<br />
eigentlich liegen.<br />
Für die an diesem Projekt Beteiligten war die Realisierung dieses Vorhabens zusätzlich ein<br />
wesentlicher Lern- und Qualifizierungsprozess, <strong>der</strong> in alle Gewerke hineinreichte. Mit Blick auf die<br />
in Kraft getretene Energieeinsparverordnung [EnEV] sind damit im Umfeld um dieses Objekt<br />
Bedingungen erreicht, die für die Umsetzung <strong>der</strong> Anfor<strong>der</strong>ungsziele <strong>der</strong> ENEV an an<strong>der</strong>en<br />
Objekten vielfach erst noch geschaffen werden müssen.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 41<br />
5. Messtechnische Untersuchungen<br />
Für die energetische Bewertung des Gebäudes incl. seiner wärmetechnischen Anlagen unter realen<br />
Nutzungsbedingungen wurde für den Zeitraum von November 1999 bis Dezember 2001 ein<br />
kontinuierliches Messprogramm durchgeführt. Darüber hinaus waren zur Bewertung des Komforts<br />
<strong>der</strong> Anlage noch verschiedene Einzelmessungen notwendig.<br />
5.1 Kontinuierliche Messungen<br />
Die Messstellen im Anlagensystem wurden so definiert, dass eine Bilanzierung einzelner<br />
Anlagenteile möglich ist.<br />
Lüfterzentrale<br />
Die Aufzeichnung <strong>der</strong> nachfolgenden Daten erfolgt bei einer für den jeweiligen Sensor<br />
eingestellten Än<strong>der</strong>ung des Messwertes.<br />
S Außentemperatur (T1)<br />
S Ablufttemperatur (T2)<br />
S Zulufttemperatur Südfassade (T3)<br />
S Zulufttemperatur Nordfassade (T4)<br />
S Temperatur hinter dem WRG (T5)<br />
S Mischtemperatur hinter dem Fassaden-Solarkollektor (T6)<br />
S Mischtemperatur hinter dem Dach-Solarkollektor (T7)<br />
S Eintritts- und Austrittstemperatur am Dach-Solarkollektor (T8, T9)<br />
S Austrittstemperatur am Fassaden-Solarkollektor (T10)<br />
S Solarstrahlungswerte (S1)<br />
S Volumenströme <strong>der</strong> Zu- und Abluftventilatoren (P1.1, P1.2, P2)<br />
S Volumenströme durch die Luft-Solar-Kollektoren (P3, P4)<br />
S Klappenstellungen<br />
weitere Aufzeichnungen:<br />
S Betriebsstunden des Ventilators für den Betrieb des Solar-Warmluftkühlers<br />
S Elektroenergieverbrauch (tägliche Aufzeichnung)<br />
Heizzentrale<br />
Die Aufzeichnung <strong>der</strong> nachfolgenden Daten erfolgt bei einer für den jeweiligen Sensor<br />
eingestellten Än<strong>der</strong>ung des Messwertes.<br />
S Vor- und Rücklauftemperatur Kessel 1 (T1, T2)<br />
S Vor- und Rücklauftemperatur Kessel 2 (T3, T4)<br />
S Vor- und Rücklauftemperatur Trink-Warmwasser (T5, T6)<br />
S Vor- und Rücklauftemperatur Solarkühler (T7, T8)<br />
S Temperatur im Zufluss Trink-Kaltwasser (T9)<br />
S Vor- und Rücklauftemperatur Wärmeübertrager (T10, T11)<br />
S Temperatur im Zufluss Trink-Warmwasser-Speicher (T12)<br />
S Temperatur im Trink-Warmwasserspeicher (T13, T14)<br />
S Temperatur im Solar-Pufferspeicher (T15,T16)
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 42<br />
S Wärmemenge Heizkessel 1 (V1)<br />
S Wärmemenge Heizkessel 2 (V2)<br />
S Wärmemenge Solarenergieeintrag (V3)<br />
S Wärmemenge Solarkühler (V4)<br />
weitere Aufzeichnungen:<br />
S Manuelle Ablesung des Gasverbrauchs<br />
Wohnungen<br />
Die Aufzeichnung <strong>der</strong> nachfolgenden Daten erfolgt bei einer für den jeweiligen Sensor<br />
eingestellten Än<strong>der</strong>ung des Messwertes.<br />
S Raumtemperaturen <strong>der</strong> beheizten Räume<br />
weitere Aufzeichnungen:<br />
S Betriebszustand <strong>der</strong> elektrischen Nacherhitzer<br />
S Betriebszustand <strong>der</strong> elektrischen Klappenantriebe<br />
S Öffnungszustand <strong>der</strong> Fenster<br />
Zur Bearbeitung und Auswertung wurde das Tabellenkalkulationsprogramm Microsoft EXCEL<br />
verwendet. Die einzelnen Sicherungsdateien, die nach unterschiedlichen Zeiträumen angefertigt<br />
wurden, werden jeweils zu Monatsdateien zusammengefasst. Für die einzelnen Monate wurden<br />
statistische Werte (Minimum, Maximum, Mittelwert und Standardabweichung) ermittelt, sowie<br />
Verläufe dargestellt. Aus den Raumtemperaturen je<strong>der</strong> Wohnung wurden flächengewichtete<br />
Mitteltemperaturen gebildet, sowohl für den beheizten Bereich als auch für die gesamte Wohnung.<br />
Weiterhin erfolgte anhand <strong>der</strong> Raum- und Treppenhaustemperaturen eine Hochrechnung auf die<br />
Gebäudemitteltemperatur. Innerhalb des Messzeitraumes gab es in einzelnen Wohnungen<br />
zeitweiligen Leerstand und Mieterwechsel.<br />
Auf <strong>der</strong> Grundlage dieser Daten wurden sowohl für die Gesamtanlage als auch für einzelne<br />
Anlagenteile Energiebilanzen aufgestellt.<br />
5.2 Spezielle Einzelmessungen<br />
• Thermische Behaglichkeit<br />
Um eventuelle Beeinflussungen <strong>der</strong> thermischen Behaglichkeit in den Wohnräumen ermitteln zu<br />
können, wurden Luftgeschwindigkeitsmessungen in einem Raum einer Leerwohnung mit<br />
eingebautem Lüftungsmodul durchgeführt. Im Testraum <strong>der</strong> Leerwohnung lagen folgende<br />
Lufteinströmbedingungen vor:<br />
- Zuluftvolumenstrom V zu = 42 m 3 /h<br />
- Zulufttemperatur t Zu = 34 °C<br />
- Raumlufttemperatur t R = 22 °C<br />
Im Aufenthaltsbereich nach DIN 1946 T2 sind die Werte für die mittlere Luftgeschwindigkeit<br />
v < 0,1 m/s. Lediglich in unmittelbarer Nähe <strong>der</strong> Außenwand wurden am Boden im Bereich des<br />
Zuluftstrahles mittlere Luftgeschwindigkeiten von v = 0,4 m/s gemessen. Nach DIN 1946 T2 ist<br />
im Aufenthaltsbereich bei einer Raumlufttemperatur von t R = 22 °C und einem Turbulenzgrad von
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 43<br />
40 % 2 eine mittlere Luftgeschwindigkeit von v < 0,14 m/s zulässig.<br />
Neben den Luftgeschwindigkeitsmessungen wurden in o.g. Leerwohnung auch Untersuchungen<br />
zur Temperaturverteilung in einem Testraum unter Einfluss <strong>der</strong> Zuluftzuführung über das<br />
Lüftungsmodul durchgeführt. Entsprechend DIN 1946 T2 wurde dazu ein Netz von<br />
Temperaturfühlern in den Höhen 0,1 m, 1,1 m und 1,7 m über dem Fußboden installiert. Die<br />
Temperaturverteilungen im eingeschwungenen Zustand für die drei angegebenen Höhen sind in<br />
den Abbildungen 20 bis 22 dargestellt. Der vertikale Gradient <strong>der</strong> Lufttemperatur darf nach DIN<br />
1946 T2 höchstens 2 K je m Raumhöhe betragen.<br />
Die Raumlufttemperatur nimmt in Abhängigkeit vom Messort Werte zwischen 19,8°C und 21,2 °C<br />
an. Die maximale Temperaturdifferenz im gesamten Messraum beträgt damit 1,4 K. Die maximale<br />
Abbildung 20:<br />
Temperaturverteilung am Boden des Messraumes (0,1 m über OKFB)<br />
Temperaturdifferenz in <strong>der</strong> Vertikalen beträgt 1,2 K in <strong>der</strong> Horizontalen 0,6 K. Dabei treten die<br />
größten Abweichungen zwischen den Messebenen am Boden (0,1 m über OKFB) und 1,1 m über<br />
OKFB auf, d.h. maximal 1 K auf 1 m Höhendifferenz. Die Abweichung zwischen den Messebenen<br />
1,1 m über OKFB und 1,7 m über OKFB liegen unter 0,3 K.<br />
2)<br />
Nach DIN 1946 T2 wird <strong>der</strong> Turbulenzgrad ohne Messung mit 40 % angesetzt.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 44<br />
Abbildung 21:<br />
Temperaturverteilung 1,1 m über OKFB des Messraumes<br />
Abbildung 22:<br />
Temperaturverteilung 1,7 m über OKFB des Messraumes
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 45<br />
• Schalltechnische Untersuchungen<br />
In einer Leerwohnung, die mit den entwickelten Lüftungsmodulen ausgestattet ist, wurden<br />
Schallpegelmessungen mit einem Präzisionsschallpegelmesser (Norsonic Typ 116, Klasse 1)<br />
durchgeführt. Die Messwerte wurden in mehreren Räumen in unterschiedlichem Abstand vom<br />
Lüftungsmodul für die beiden Betriebszustände "Zuluftklappe geschlossen" und "Zuluftklappe<br />
geöffnet" aufgenommen.<br />
Betriebsbedingung Messort Schallpegel [dB(A)]<br />
Zuluftklappe geschlossen<br />
Zuluftklappe geöffnet<br />
unmittelbar an <strong>der</strong> Ausblasöffnung<br />
in Raummitte<br />
unmittelbar an <strong>der</strong> Ausblasöffnung<br />
1 m entfernt von <strong>der</strong> Ausblasöffnung<br />
in Raummitte<br />
30 ... 35<br />
25 ... 30<br />
42 ... 48<br />
31 ... 37<br />
30 ... 36<br />
Die Streuung <strong>der</strong> ermittelten Messwerte bei annähernd gleichen Messbedingungen in<br />
unterschiedlichen Räumen <strong>der</strong> Messwohnung ergibt sich im wesentlichen aus den geringfügig<br />
voneinan<strong>der</strong> abweichenden Druckverhältnissen vor dem Lüftungsmodul und <strong>der</strong> unterschiedlichen<br />
Drosselung <strong>der</strong> Zuluftvolumenströme im Lüftungsmodul.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 46<br />
6. Ergebnisse<br />
6.1 Heizenergiebedarfswerte<br />
Vor <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> wurde das Gebäude mittels Kohleöfen beheizt, so dass zum unmittelbaren<br />
Wärmeverbrauch im Ausgangszustand keine Aussage getroffen werden konnten. Das gleiche gilt<br />
für die Warmwasserbereitung, die dezentral über elektrische Boiler erfolgte und dafür keine<br />
Elektroenergieverbrauchserfassung vorlag. Aus diesen Gründen wurde im Vorfeld <strong>der</strong><br />
Vorhabensvorbereitung eine Energiediagnose erstellt und <strong>der</strong> Jahres-Heizwärmebedarf aus<br />
vorhandenen Projektunterlagen ermittelt.<br />
Unter <strong>der</strong> Annahme, dass die Projektparameter (U - Werte <strong>der</strong> Umfassungskonstruktion)<br />
projektgerecht ausgeführt worden wären, hätte bei dem gegebenen Oberflächen - Volumen -<br />
Verhältnis A/V = 0,386 m -1 ein Jahres - Heizwärmebedarf von 105,7 kWh/(m² @ a) erreicht werden<br />
können. Dieser Wert schließt Wärmebrücken aus und berücksichtigt keine Abweichungen<br />
gegenüber den vielfach anzutreffenden bekannten realen Verhältnissen. Das heißt, dass <strong>der</strong><br />
konkrete Wärmeverbrauchswert wesentlich höher angesetzt werden muss. Für ein gleiches<br />
Gebäude, das beispielsweise zu Beginn des Projektes als Neubau errichtet worden wäre, wäre nach<br />
<strong>der</strong> WschV 1995 bereits ein Jahres - Heizwärmebedarf von 64,1 kWh/(m² @ a) einzuhalten<br />
gewesen.<br />
Für die Wohnungsgenossenschaft kam darüber hinaus hinzu, dass die Art <strong>der</strong> Beheizung generell<br />
nicht mehr tragfähig war (in hohem Grade defekte bzw. verschlissene Öfen und Rauchzüge) und<br />
auch die Trinkwassererwärmung über Elektroenergie sich zunehmend als vermietungsunfreundlich<br />
erwies.<br />
Mit Blick auf die Energieeinsparverordnung (EnEV) ist für die energetischen Beurteilung von<br />
Gebäuden <strong>der</strong> Heizenergiebedarf, <strong>der</strong> zusätzlich zum Jahres - Heizwärmebedarf den Teil<br />
Warmwasser sowie die Hilfsenergien und die Wärmeverluste <strong>der</strong> Verteilungsleitungen beinhaltet,<br />
von Bedeutung. Dieser Kennwert ist trotz aller Vorbehalte hinsichtlich seiner methodischen<br />
Ermittlung und damit Vergleichbarkeit zu Verbrauchswerten dennoch eher Verbrauchs - und damit<br />
Messergebnissen gegenüberstellbar als <strong>der</strong> Wert des Jahres - Heizwärmebedarfes.<br />
Während <strong>der</strong> Jahres-Heizwärmebedarfswert erst von <strong>der</strong> Ebene <strong>der</strong> Kellerdeckendämmung an<br />
gültig ist, sind in den relativ leicht messbaren Wärmeverbrauchswerten alle Leitungs- und<br />
Umwandlungsverluste <strong>der</strong> haustechnischen Anlagen enthalten. Der hierbei erfasste Energiewert ist<br />
unter Vernachlässigung von Nutzereinflüssen und vielfach nicht bekannten gebäudespezi-fischen<br />
Toleranzbereichen somit mit Einschränkungen einem berechneten Heizenergiewert<br />
gegenüberstellbar.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 47<br />
6.1.1 Heizenergiebedarfskennwerte Luftheizung<br />
Für den Teil Heizung sind im wesentlichen folgende Bereiche von Interesse:<br />
- Umwandlungsverluste im Heizkessel,<br />
- Wärmeverteilungsverluste bis zum Ort <strong>der</strong> Wärmeübergabe (Heizflächen sofern vorhanden<br />
bzw. Wärmetauscher)<br />
- Art <strong>der</strong> Wärmeübergabe.<br />
Im Teil Lüftung:<br />
- Lüftungswärmeverlust auf <strong>der</strong> Strecke von <strong>der</strong> Lüfterzentrale zu den Lüftungsgeräten <strong>der</strong><br />
Wohnungen (Leckagen von Luftvolumenströmen und Rohrleitungswärmeverluste).<br />
In Anlehnung an [DIN 4701 Teil 10] „<strong>Energetische</strong> Bewertung heiz- und raumlufttechnischer<br />
Anlagen, Teil 10: Heizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung” wurden diese zusätzlichen<br />
Bedarfswerte bestimmt (s. Tabelle 6.1.1).<br />
Der Umwandlungsverlust im Gas-Kessel wurde nach DIN 4701 Teil 10 mit 20% angesetzt. Die<br />
Wärmeübergabe in den Raum erfolgt über neuentwickelte dezentrale Fenstergeräte mit<br />
Einzelraumregelung; <strong>der</strong> hierbei auftretende Verlust wird ebenfalls gemäß DIN 4701 Teil 10 für<br />
Wohnungslüftungsanlagen mit Einzelraumtemperaturregelung mit 2,2 kWh/(m² @ a) angenommen.<br />
Schwieriger gestaltet sich die Bewertung des zusätzlichen Heizwärmebedarfes <strong>der</strong><br />
Lüftungsleitungen. Für das angestrebte Eintreten <strong>der</strong> Zuluft in die Wohnräume mit einer<br />
Temperatur von ca. 45E C sind die Wärmeverluste an die Umgebung (die trotz Wärmedämmung<br />
verbleiben) einerseits zu kompensieren (Anheben <strong>der</strong> Zulufttemperatur am Austritt aus <strong>der</strong><br />
Lüfterzentrale) und an<strong>der</strong>erseits auch die unvermeidlichen Leckagen auszugleichen (Luftleitungen<br />
weisen immer eine mehr o<strong>der</strong> weniger stark ausgeprägte Undichtheit auf).<br />
Für den ersten Teil können aus <strong>der</strong> Kenntnis <strong>der</strong> geplanten Verlegung (Längen) und <strong>der</strong> Gestaltung<br />
(Dämmung, Rohrleitungsdimensionen) <strong>der</strong> Leitungen in Verbindung mit Temperaturannahmen in<br />
den Leitungen (Abkühlung) und für die Leitungsumgebung überschlägliche Berechnungen <strong>der</strong><br />
Wärmeverluste durchgeführt werden. Unter Berücksichtigung <strong>der</strong> Energiegewinne durch<br />
regenerative Energien beträgt dieser Anteil im Ergebnis ca. 9,6 kWh/(m² @ a).<br />
Die Undichtheiten <strong>der</strong> Luftleitungen werden nach DIN 24194 Teil 2 in Verbindung mit VDI 3803<br />
zunächst als zulässiger Leckvolumenstrom für Luftleitungssysteme nach <strong>der</strong> Dichtheitsklasse pro<br />
m² Luftleitungsoberfläche bestimmt. Aus <strong>der</strong> Betriebstemperatur <strong>der</strong> Anlage und in Verbindung<br />
mit <strong>der</strong> Umgebungstemperatur <strong>der</strong> Leitungen lässt sich <strong>der</strong> Wärmeverlust durch Undichtheiten<br />
abschätzen. Zwischen den einzelnen Dichtheitsklassen liegen Unterschiede im gegenwärtig<br />
zulässigen Leckvolumenstrom von ca. 1:3. Eine höhere Dichtheitsklasse trägt demzufolge zwar<br />
beträchtlich zur Vermin<strong>der</strong>ung von Wärmeverlusten bei, entsprechend hoch sind aber auch die<br />
Kosten in <strong>der</strong> Ausführung solcher Dichtheitsanfor<strong>der</strong>ungen.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 48<br />
In Friedland wurde die Dichtheitsklasse KII (mit erhöhten Anfor<strong>der</strong>ungen) angesetzt. Der hier<br />
zulässige Leckvolumenstrom beträgt bei einer Druckdifferenz zwischen Innen- und<br />
Umgebungsdruck von 400 Pa (angenommener Mittelwert, die Anlage wird ab Lüfterzentrale mit<br />
ca. 900 Pa betrieben) 1,32 · 10 -3 m³/(s·m²). Für die Verlegung <strong>der</strong> Zuluftkanäle innerhalb <strong>der</strong><br />
Dämmung im Fassadenbereich wurde die For<strong>der</strong>ung auf die Dichtheitsklasse III erhöht, was einem<br />
zulässigen Leckluftvolumenstrom von 0,44 · 10 -3 m³/(s·m²) entspricht. Bei Berücksichtigung des<br />
Anteils regenerativer Energie am Gesamtbedarf ergibt sich ein Wärmeverlust durch Leckagen von<br />
ca. 24,1 kWh/(m²·a).<br />
Für die Abluftleitungen besteht ein an<strong>der</strong>es Erscheinungsbild. Bis zur Lüfterzentrale muss aufgrund<br />
<strong>der</strong> Leckagen mit Umgebungslufteintritt gerechnet werden (Unterdruck). Dies bedeutet ein<br />
Absinken <strong>der</strong> Temperatur in den Abluftleitungen bis zur Lüfterzentrale und damit eine<br />
Verschlechterung des Wärmerückgewinnungseffektes. Dieser Effekt, <strong>der</strong> bei reiner<br />
Wärmerückgewinnung ausschließlich über Gas-Zufuhr zu kompensieren wäre, wird in dieser<br />
Anlage zum Teil auch durch die Solarkollektoren ausgeglichen. In den Nachtstunden sowie auch<br />
zu Zeiten fehlenden Solarenergieangebotes kommt er jedoch voll zum Tragen.<br />
Der dafür zu berücksichtigende Teil in <strong>der</strong> Erhöhung des Heizenergiebedarfes wird auf <strong>der</strong><br />
Grundlage durchgeführter Wärmeverlustberechnungen mit 0,8 kWh /(m²·a) angesetzt. Dabei wird<br />
ein Wärmerückgewinnungsgrad von 70 % berücksichtigt.<br />
In <strong>der</strong> nachfolgenden Tabelle ist eine Zusammenstellung <strong>der</strong> einzelnen Zahlenwerte zur Ermittlung<br />
des Heizenergiebedarfes aufgeführt.<br />
Tabelle 6.1.1: Wärmeverlustkennwerte Luftheizung<br />
Pos. Kennzahl Dimension<br />
Wert bzgl.<br />
Nutzfläche<br />
Wert bzgl.<br />
Wohnfläche<br />
1 2 3 4 5 6<br />
1<br />
2<br />
3<br />
spezifischer Jahres-Heizwärmebedarf gemäß<br />
Energiediagnose bei mittlerer Gradtagszahl von<br />
3500 Kd<br />
spezifischer Jahres-Heizwärmebedarf am Standort<br />
Friedland mit Gradtagszahl Gt = 4251 Kd<br />
spezifische Bedarfswerte für Heizungssystem<br />
- Verteilung (s. Pos. 4)<br />
- Wärmeübergabe<br />
q H<br />
Gt 3500<br />
kWh/(m² @ a) 31,7 35,2<br />
q H<br />
Gt 4251<br />
kWh/(m² @ a) 42,1 46,7<br />
q H<br />
hz<br />
kWh/(m² @ a)<br />
2,2 2,4<br />
spezifische Wärmebedarfswerte für Luftleitungen<br />
- Wärmeverlust Zuluftleitungen<br />
9,6 10,7<br />
4 - Wärmeverlust Dichtheit Zuluftleitung<br />
Lüft.<br />
q H kWh/(m² @ a) 24,1 26,8<br />
- Wärmeverlust Dichtheit Abluftleitung<br />
0,8 0,9<br />
(Reduzierung Wärmerückgewinnung)<br />
5 Anteil Umwandlungsverlust F % 20 20<br />
Die Höhe des spezifischen Heizenergiebedarfes q he (ohne Trinkwarmwasser) ergibt sich somit zu
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 49<br />
q he = 1,2 * (q H Gt4251 + q H Hz + q H<br />
Lüft<br />
) kWh/(m² @ a)<br />
= 1,2 * (42,1 + 2,2 + 34,5) kWh/(m² @ a)<br />
= 94,6 kWh/(m 2 @ a)<br />
Dieser Wert stellt eine Orientierungsgröße zur Wertung <strong>der</strong> Gesamteffektivität <strong>der</strong> Anlage dar. Er<br />
berücksichtigt noch nicht die Abweichungen, die im Zuge <strong>der</strong> Ausführungsplanung und <strong>der</strong><br />
Realisierung zwangsläufig aufgetreten sind.<br />
6.1.2. Heizenergiebedarfswerte Trinkwarmwasser<br />
Für den Teil <strong>der</strong> Trinkwassererwärmung (s. Tabelle 6.1.2) sind analoge Betrachtungen<br />
erfor<strong>der</strong>lich, wonach einerseits zunächst <strong>der</strong> Bedarf zu bestimmen ist und an<strong>der</strong>erseits die<br />
Wärmebedarfswerte <strong>der</strong> Bereitstellung und Zuführung zu ermitteln sind. Für den letzten Teil gilt<br />
ähnliches wie für den Teil <strong>der</strong> Heizung.<br />
Dabei ist zu berücksichtigen:<br />
- <strong>der</strong> spezifische Bedarf <strong>der</strong> Nutzwärmeübergabe (Auskühlverluste <strong>der</strong> Stichleitungen<br />
zwischen Zirkulation und Zapfstelle),<br />
- <strong>der</strong> spezifische Wärmebedarf <strong>der</strong> Verteilung und Zirkulation,<br />
- <strong>der</strong> spezifische Wärmebedarf <strong>der</strong> Speicheraufstellung im Heizraum,<br />
- <strong>der</strong> Umwandlungsverlust <strong>der</strong> Trinkwassererzeugung.<br />
Ähnlich <strong>der</strong> o. a. Tabelle für den Heizenergiebedarf Heizung und Lüftung wird für den Teil <strong>der</strong><br />
Trinkwassererwärmung von den in <strong>der</strong> nachfolgenden Tabelle aufgeführten Bedarfsanteilen<br />
ausgegangen.<br />
Tabelle 6.1.2: Wärmeverlustkennwerte Trinkwassererwärmung<br />
Pos. Kennzahl Dimension<br />
Wert bzgl.<br />
Nutzfläche<br />
Wert bzgl.<br />
Wohnfläche<br />
1 2 3 4 5 6<br />
1 spezifischer Wärmebedarf q TW kWh/(m² @ a) 12,5 13,9<br />
2 spezifischer Wärmebedarf <strong>der</strong> Nutzwärmeübergabe q TW<br />
ü<br />
kWh/(m² @ a) 0,0 0,0<br />
3<br />
4<br />
spezifischer Wärmebedarf <strong>der</strong> Verteilung<br />
und Zirkulation<br />
spezifischer Wärmebedarf <strong>der</strong> Speicheraufstellung<br />
im HAST-Raum<br />
q TW<br />
v<br />
kWh/(m² @ a) 3,5 3,9<br />
q TW<br />
sp<br />
kWh/(m² @ a) 8,0 8,9<br />
5 Umwandlungswärmeverlust tw % 22 22<br />
Der Heizenergiebedarf für die Trinkwassererwärmung wird somit näherungsweise bestimmt durch:<br />
q He Tw = 1,22 @ (q TW + q TW Ü + q TW<br />
V<br />
+ q TW sp )<br />
= 1,22 @ (12,5 + 0 + 3,5 + 8,0) kWh/(m² @ a)
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 50<br />
q He<br />
Tw<br />
= 29,3 kWh/(m² @ a).<br />
Der Gesamtheizenergiebedarf ab Heizungsraum beträgt somit:<br />
q He = q He WWH + q He<br />
TW<br />
= (94,6 + 29,3) kWh/(m² @ a)<br />
. 124 kWh/(m² @ a).<br />
6.2. Heizenergieverbrauchswerte<br />
Wie oben bereits angeführt wurden sowohl die Gasverbräuche (Gaszähler) als auch <strong>der</strong><br />
Wärmeverbrauch nach den Gaskesseln (Wärmemengenzähler) erfasst. Während <strong>der</strong> Gaszähler in<br />
Zeitintervallen abgelesen wurde, konnten die Daten <strong>der</strong> Wärmemengenzähler nach den Kesseln<br />
kontinuierlich erfasst werden. Da ein Ablesen des Gaszählers zum Stichtag 1.1. nicht möglich war,<br />
wurde <strong>der</strong> nächstmögliche Zähltermin berücksichtigt. Diese Werte wurden dann jeweils<br />
entsprechend interpoliert Hierbei entstehen naturgemäß Unterschiede, die insbeson<strong>der</strong>e mit den<br />
praktischen Abrechnungsmodalitäten <strong>der</strong> Gaslieferer stärkere Differenzen in <strong>der</strong> Jahresdarstellung<br />
mit sich bringen (für Vertragsverhältnis zwischen Vermieter und Mieter von Bedeutung).<br />
Das Aufteilen <strong>der</strong> Gasverbräuche auf Luftheizung und Trinkwarmwasser wurde anhand <strong>der</strong><br />
gezählten Wärmemengen nach den Gaskesseln vorgenommen. In Tabelle 6.2.1 sind die dabei<br />
ermittelten Werte für die Jahre 1999 - 2001 zusammengefasst.<br />
Aus <strong>der</strong> Tabelle ist zunächst ersichtlich, dass für den hier interessierenden Teil Luftheizung im<br />
ersten und zweiten Betriebsjahr noch deutlich höhere Werte als im letzten Jahr zu verzeichnen<br />
(126,4 bzw. 128,1 zu 108,8 kWh/(m² @ a)) waren. Erst im letzten Jahr sind die Verbräuche<br />
geringer, liegen dennoch mit 108,8 kWh/(m² @ a) etwas höher als <strong>der</strong> veranschlagte Wert mit 94,6<br />
kWh/(m² @ a). Die Überschreitung mit ca. 15 % kann für ein solches Projekt mit den relativ hohen<br />
Anfor<strong>der</strong>ungen an eine effektive Betriebsführung als sehr gut angesehen werden. An<strong>der</strong>erseits sind<br />
auch die oben bereits erfolgten Ausführungen zu dem Vergleich an sich zu beachten.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 51<br />
Tabelle 6.2.1 Jahresverbräuche 1999-2001<br />
1999 2000 2001<br />
Gas m³ 27.025,8 27.356,8 23.447,8<br />
Primär<br />
Heizwert kWh/m³ 10,91 10,87 10,92<br />
Gas kWh 294.777 297.419 256.145<br />
bzgl. Wohnfläche kWh/m² 169 171 147<br />
Sekundär<br />
Gas-Anteil<br />
Heizung<br />
bzgl. Nutzfläche kWh/m² 153 154 133<br />
HK1 = Heizen kWh 192.990 194.946 170.333<br />
bzgl. Wohnfläche kWh/m² 111 112 98<br />
bzgl. Nutzfläche kWh/m² 100 101 88<br />
HK2 = WWB kWh 40.000 39.430 37.287<br />
bzgl. Wohnfläche kWh/m² 23 23 21<br />
bzgl. Nutzfläche kWh/m² 21 20 19<br />
Summe kWh 232.990 234.376 207.620<br />
Anteil WWB % 17,2 16,8 18,0<br />
bzgl. Wohnfläche kWh/m² 140,4 142,2 120,8<br />
bzgl. Nutzfläche kWh/m² 126,4 128,1 108,8<br />
Gas-Anteil<br />
WWB<br />
bzgl. Wohnfläche kWh/m² 29,1 28,8 26,4<br />
bzgl. Nutzfläche kWh/m² 26,2 25,9 23,8<br />
Anteil Sekundär/Primär % 79,0 78,8 81,1<br />
Wohnfl., m² 1.739,60<br />
Nutzfl., m² 1.931,64<br />
Die aufgeführten Werte weisen gleichzeitig aber auch auf Reserven und Möglichkeiten zur<br />
weiteren Effektivitätserhöhung <strong>der</strong> gesamtem Systemlösung hin. Die wesentlichsten sind in diesem<br />
Zusammenhang:<br />
- weitere Optimierung des gesamten Betriebsregimes insbeson<strong>der</strong>e hinsichtlich <strong>der</strong><br />
Umschaltpunkte zwischen den einzelnen Wärmequellen (Wärmerückgewinnung,<br />
Solarenergienutzung, zentrale Nacherwärmung). Da dies aufgrund <strong>der</strong> gegenwärtig<br />
bestehenden Einzellösung nur empirisch in Erfahrung gebracht werden kann, ist dazu beim<br />
Gebäudebetreiber o<strong>der</strong> seinem Beauftragten eine direkte Zugriffsmöglichkeit auf die in <strong>der</strong><br />
Anlage vorhandenen Informationen (Trends, Momentanwerte) zu schaffen (Kopplung eines<br />
Rechners mit dem Leitrechner <strong>der</strong> Anlage).<br />
- Lösung des Problems <strong>der</strong> Ineffizienz <strong>der</strong> Gaskesselanlage (in Verbindung mit<br />
vorangegangenem Anstrich). Die Möglichkeiten des engeren Einbeziehens <strong>der</strong><br />
Kesselsteuerung in die Steuerung <strong>der</strong> gesamten Systemlösung konnten im Rahmen des<br />
Projektes mit dem Kesselhersteller noch nicht zufriedenstellend gelöst werden.<br />
- Eine weitere Reduzierung des Gasverbrauches könnte zweifelsohne erreicht werden, wenn<br />
es gelänge, die <strong>der</strong> technischen Planung zugrunde gelegten Innentemperaturen von 21 - 22<br />
°C nicht dauerhaft überschreiten zu müssen (s. auch Pkt. 6.4 Temperaturverhalten). Das<br />
teilweise Bestreben <strong>der</strong> Mieter, Innentemperaturen über 22 - 23°C zu realisieren und dafür<br />
nicht von <strong>der</strong> individuellen Möglichkeit Gebrauch zu machen, diese Nacherwärmung über
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 52<br />
den im Lüftungsmodul installierten elektrischen Nacherwärmer (max.<br />
Leistungsanfor<strong>der</strong>ung 70 W) mit <strong>der</strong> damit verbundenen Einzelkostenabrechnung zu<br />
praktizieren, veranlasste den Gebäudeeigentümer eine generelle Anhebung <strong>der</strong><br />
Zulufttemperatur umzusetzen. Nachteilig wirkt sich hier die Installation eines roten<br />
Lämpchens in das Lüftungsmodul aus, das dem Nutzer den Betrieb <strong>der</strong> Nacherwärmung<br />
signalisiert. Die damit einhergehende elektrische Nacherwärmung <strong>der</strong> Zuluft wurde vom<br />
Mieter nicht akzeptiert. Auch ein Aufzeigen <strong>der</strong> Geringfügigkeit <strong>der</strong> damit einhergehenden<br />
Kosten führte nicht zum Erfolg.<br />
Der erfasste Warmwasserverbrauch liegt mit 26,2 - 23,8 kWh/(m² @ a) etwas unter dem<br />
errechneten Wert von 29,3 kWh/(m² @ a) und erreicht erst nach <strong>der</strong> energetischen <strong>Sanierung</strong> einen<br />
Anteil von 17 - 18 %. Die dabei in den einzelnen Monaten des Jahres anzutreffenden Relationen<br />
<strong>der</strong> Anteile Heizung und Warmwassererwärmung sind in <strong>der</strong> nachfolgenden Tabelle 6.2.2<br />
ausgewertet. Dabei wurden auch die Angaben <strong>der</strong> VDI 2067 in die Betrachtung einbezogen.<br />
Aus <strong>der</strong> Tabelle ist ersichtlich, dass <strong>der</strong> Jahresanteil Heizung <strong>der</strong> Monate Mai-August 2001 mit<br />
knapp 2% (t a,m05-08 3) = 18,0 °C, S= 4,8 kWh/m²@d) deutlich unter den VDI-Angaben von 8% liegt.<br />
Im Jahr 1999 betrug <strong>der</strong> Anteil wie<strong>der</strong>um noch 17% ( t a,m05-08 = 18,2 °C, S= 4,7 kWh/m²@d). Im Jahr<br />
2000 lag <strong>der</strong> Anteil bereits bei 10% (t a,m05-08 = 17,7 °C, S= 4,0 kWh/m²@d). Über den gesamten<br />
Zeitraum gesehen waren die klimatischen Bedingungen ähnlich, so dass die geringer gewordenen<br />
Heizungsanteile <strong>der</strong> angeführten Sommermonate ihre Ursachen einerseits in <strong>der</strong> besseren<br />
Anlageneinregulierung und -steuerung haben und an<strong>der</strong>erseits mit einem verän<strong>der</strong>ten<br />
Nutzerverhalten zumindest für diese Monate erklärbar sind.<br />
Tabelle 6.2.2: Monatlicher Heizwärmeverbrauch im Jahr 2001<br />
Monat<br />
Heizung<br />
kWh<br />
WWB<br />
kWh<br />
Summe<br />
kWh<br />
Anteil<br />
WWB<br />
%<br />
Anteil WWB/<br />
Jahresverbrauch<br />
%<br />
Anteil Heizung/<br />
Jahresverbrauch<br />
%<br />
Anteil Heizung/<br />
Jahresverbrauch<br />
DIN 2067-1, %<br />
01/01 30.677 3.154 33.831 9,3 8,5 18,0 17<br />
02/01 27.003 3.295 30.298 10,9 8,8 15,9 15<br />
03/01 26.564 3.729 30.293 12,3 10,0 15,6 13<br />
04/01 17.537 3.451 20.988 16,4 9,3 10,3 8<br />
05/01 2.443 2.876 5.319 54,1 7,7 1,4 4<br />
06/01 515 2.850 3.365 84,7 7,6 0,3<br />
07/01 31 2.519 2.550 98,8 6,8 0,0<br />
08/01 0 2.417 2.417 100,0 6,5 0,0<br />
09/01 5.281 2.963 8.244 35,9 7,9 3,1 3<br />
10/01 12.558 3.104 15.662 19,8 8,3 7,4 8<br />
11/01 21.951 3.278 25.229 13,0 8,8 12,9 12<br />
12/01 25.773 3.651 29.424 12,4 9,8 15,1 16<br />
Summe 170.333 37.287 207.620 18,0 100,0 100,0 100<br />
4<br />
3)<br />
mittlere Außentemperatur nach DIN 2067 für die Monate Mai bis August
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 53<br />
6.3 Trinkwassererwärmung mit solarer Vorwärmung<br />
Tabelle 6.3.1 zeigt eine Übersicht <strong>der</strong> Kalt- und Warmwasserverbräuche für alle Wohnungen in<br />
den Jahren 1999 und 2000, sortiert nach <strong>der</strong> Wohnungsgröße 4) .<br />
Mit zunehmen<strong>der</strong> Wohnungsgröße und <strong>der</strong> damit verbundenen größeren Mieterzahl nimmt <strong>der</strong><br />
Anteil Warmwasser am gesamten Wasserverbrauch geringfügig ab (ca. 29% bis ca. 22%).<br />
Individuell gibt es hierbei jedoch große Unterschiede. In <strong>der</strong> Regel war <strong>der</strong> Verbrauch im Jahr<br />
2000 geringer als im Jahr 1999 (s. auch Tabelle 6.3.2).<br />
Tabelle 6.3.1: Wohnungsweiser Wasserverbrauch <strong>der</strong> Jahre 1999 und 2000<br />
Wohnungsparame<br />
ter<br />
1-Raum-<br />
Wohng.<br />
Verbrauch WW<br />
in l/(WE @ d)<br />
Verbrauch KW<br />
in l/(WE @ d)<br />
Verbrauch KW+WW<br />
in l/(WE @ d)<br />
Anteil WW an<br />
Wasser gesamt<br />
1999 2000 1999 2000 1999 2000 1999 2000<br />
Min 13,45 10,36 27,75 25,44 43,62 40,38 19,7% 23,0%<br />
Max 26,85 19,37 90,77 52,76 116,05 72,13 36,4% 37,0%<br />
Mittel 19,82 15,06 53,85 37,31 73,67 52,37 28,6% 29,4%<br />
2-Raum-<br />
Wohng.<br />
3-Raum-<br />
Wohng.<br />
4-Raum-<br />
Wohng.<br />
Min 6,52 10,22 35,59 33,83 42,11 57,08 15,5% 15,8%<br />
Max 69,45 59,54 150,63 150,93 192,30 180,08 38,4% 40,7%<br />
Mittel 35,35 32,10 85,04 84,67 120,39 116,78 27,7% 28,3%<br />
Min 26,41 22,16 75,21 65,16 101,62 88,36 12,7% 11,4%<br />
Max 101,95 85,14 201,10 174,97 254,05 229,18 40,1% 37,1%<br />
Mittel 50,68 43,91 143,14 131,08 193,82 174,99 26,2% 25,0%<br />
Min 51,40 92,73 179,18 332,54 230,58 426,86 21,3% 20,6%<br />
Max 95,34 94,32 346,85 357,38 440,47 450,11 22,3% 22,1%<br />
Mittel 80,12 93,52 286,16 344,96 366,27 438,48 21,9% 21,3%<br />
Tabelle 6.3.2: Verbrauchsdaten <strong>der</strong> Trinkwassererwärmung von 1999 bis 2001<br />
Parameter/Verbräuche 1999 2000 2001<br />
WW-Temperatur [°C] 56,9 57,1 57,5<br />
Temperaturhub [K] 40,6 39,9 41,1<br />
Zapfmenge [m 3 ] 463,2 398,5 448,6<br />
Wärmeverbrauch [kWh] 40.000 39.430 37.287<br />
spezifischer Wärmeverbrauch [kWh/(m² @ a)] 20,7 20,4 19,3<br />
4)<br />
In den jeweiligen statistischen Angaben bleiben die von zeitweiligem Leerstand betroffenen<br />
Wohnungen unberücksichtigt, wobei es sich dabei mitunter nur um 1 Monat (real also ein noch<br />
kleinerer Zeitraum) handelt.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 54<br />
Der mittlere Warmwasserverbrauch pro Wohnung und Tag liegt für den gesamten Zeitraum für<br />
1-Raum-Wohnungen bei 17,4 l/(WE @ d)<br />
2-Raum-Wohnungen bei 33,7 l/(WE @ d)<br />
3-Raum-Wohnungen bei 47,3 l/(WE @ d)<br />
4-Raum-Wohnungen bei 86,8 l/(WE @ d).<br />
Der Anstieg zwischen 3- und 4-Raum-Wohnung erscheint dabei überproportional groß.<br />
Für das gesamte Gebäude betrug <strong>der</strong> Warmwasserverbrauch 1999 1,3 m³/d und ging im Jahr 2000<br />
auf 1,1 m³/d zurück.<br />
Nach VDI 2067 Blatt 12 liegen die Mittelwerte für den Tagesverbrauch pro Kopf in<br />
Mehrfamilienhäusern bei einer WW-Temperatur von 60 °C zwischen 18 und 36 l/(d·Person). Die<br />
im Gebäude realisierte Zapftemperatur ist etwas niedriger, so dass sich <strong>der</strong> zu erwartende<br />
Verbrauch entsprechend erhöht. Bei dem untersuchten Gebäude liegt diese Kenngröße auf jedem<br />
Fall im unteren Bereich. Bei den 1-Raum-Wohnungen kann man in <strong>der</strong> Regel von einem Mieter<br />
ausgehen, bei den 4-Raumwohnungen werden es meist 4 Personen sein. Damit wäre <strong>der</strong><br />
spezifische Wert 17,4 bzw. 21,7 l/(d @ Person). Insgesamt liegt <strong>der</strong> spezifische Verbrauch unter den<br />
Werten <strong>der</strong> VDI 2067 und entspricht damit <strong>der</strong> in [WITTENBERG] und [FÜRST] festgestellten<br />
Tendenz.<br />
Der tägliche mittlere Wärmeverbrauch über die Jahre 1999 bis 2001 liegt für das gesamte Gebäude<br />
bei einem Zapfvolumen von 40 l/(d·WE) bei ca. 106 kWh. Abbildung 23 zeigt den monatlichen<br />
Wärmeverbrauch für die Warmwasserbereitung pro WE. In <strong>der</strong> Jahresverteilung findet sich auch<br />
die bereits in an<strong>der</strong>en Gebäuden beobachtete Tendenz wie<strong>der</strong>, wonach von Jahresbeginn bis zum<br />
Monat März <strong>der</strong> Wärmeverbrauch für Warmwasser steigt, um danach in den Sommermonaten<br />
merklich abzunehmen.<br />
Wärmeverbrauch für WWB [kWh/(WE*Monat)]<br />
140<br />
130<br />
120<br />
110<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
01/01<br />
02/01<br />
03/01<br />
04/01<br />
05/01<br />
06/01<br />
07/01<br />
08/01<br />
09/01<br />
10/01<br />
11/01<br />
12/01<br />
Abbildung 23: Monatlicher Wärmeverbrauch je WE für die Trinkwassererwärmung (2001)
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 55<br />
• Solarer Beitrag zur Trinkwassererwärmung<br />
Ausgehend vom solaren Angebot für den konkreten Standort kann über den Wirkungsgrad <strong>der</strong><br />
Luftkollektoranlage das mittlere tägliche solare Wärmepotential, welches für die<br />
Trinkwassererwärmung zur Verfügung steht, abgeschätzt werden. In Abb. 24 ist das mittlere<br />
tägliche Strahlungsangebot für die zur Trinkwassererwärmung zur Verfügung stehende Dach-<br />
Kollektorfläche von 40 m 2 für die Jahre 1999, 2000 und 2001 (nicht vollständig) dargestellt.<br />
Da die Luftkollektoranlage vorrangig <strong>der</strong> Heizung dient und die solare Trinkwassererwärmung erst<br />
in Betrieb genommen werden soll, wenn kein Wärmebedarf für die Heizung vorliegt bzw. dieser<br />
über die Fassadenkollektoren abgedeckt werden kann, ist die mögliche Nutzung <strong>der</strong> solaren<br />
Trinkwassererwärmungsanlage etwa auf die Monate April bis Oktober beschränkt. Die mittlere<br />
tägliche Einstrahlung in den Monaten April bis September kann mit 4,1 kWh/(m 2·d) bzw. bei einer<br />
solaren Empfangsfläche von 40 m 2 mit 164 kWh/d angesetzt werden.<br />
Der Wirkungsgrad <strong>der</strong> eingesetzten Luftkollektoren („GRAMMER“) wurde in [FECHNER] in<br />
Abhängigkeit eines Quotienten <strong>der</strong> Temperaturdifferenz zwischen Kollektoraustrittstemperatur<br />
und Umgebungstemperatur zur Solareinstrahlung dargestellt. Im Bereich von 0,043 bis<br />
0,07 K/(W/m²) beträgt <strong>der</strong> Wirkungsgrad für eine Globalstrahlung von ca. 900 W/m² 0,58 bis 0,43.<br />
Der entsprechende Temperaturhub liegt dabei zwischen 30 und 52 K.<br />
250<br />
225<br />
200<br />
175<br />
150<br />
125<br />
100<br />
75<br />
50<br />
25<br />
0<br />
Jan<br />
Feb<br />
Mrz<br />
Apr<br />
Mai<br />
Jun<br />
Jul<br />
Aug<br />
Sep<br />
Okt<br />
Nov<br />
kWh/d<br />
Dez<br />
1999 S, kWh/d-DK 2000 S, kWh/d-DK 2001 S, kWh/d-DK<br />
Abbildung 24: Mittleres tägliches Strahlungsangebot über Dachkollektorfläche<br />
Unter Zugrundelegung eines mittleren Kollektorwirkungsgrades von 0,52 und von Wärmeverteilungsverlusten<br />
über die Lüftungsleitungen (auf dem Dach) und Wasserleitungen (vom Dach zu<br />
den Pufferspeichern in den Keller) in Höhe von etwa 10 % kann an einem mittleren Sonnentag
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 56<br />
theoretisch eine Wärmemenge von<br />
Q = Q ⋅η ⋅ η = 164 kWh ⋅0, 52 ⋅0,<br />
9 ≈ 77 kWh<br />
Laden Solar Kollektor Verteilung<br />
bereit gestellt werden. Diese Wärmemenge wird über den Tag im Pufferspeicher akkumuliert.<br />
Entsprechend <strong>der</strong> Beziehung<br />
Q = V ⋅( ρ ⋅c)<br />
⋅ ∆t<br />
Speicher Speicher Wasser Wasser<br />
ist das zur Speicherung notwendige Wasservolumen vom möglichen Temperaturhub im Speicher<br />
∆t Wasser abhängig. Dieser wird durch das Temperaturniveau <strong>der</strong> solar erwärmten Luft einerseits und<br />
das Temperaturniveau des zu erwärmenden Trinkwassers an<strong>der</strong>erseits begrenzt. Im vorliegenden<br />
Fall sind während <strong>der</strong> Betriebszeit <strong>der</strong> solaren WWB luftseitig Temperaturen von maximal 65 ...<br />
70°C und trinkwasserseitig am Eintritt in den Wärmetauscher von durchschnittlich 17 ... 21°C zu<br />
erwarten.<br />
80<br />
70<br />
V solar ca. 525 m³/h<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
0:00<br />
1:00<br />
2:00<br />
3:00<br />
4:00<br />
5:00<br />
6:00<br />
7:00<br />
8:00<br />
9:00<br />
10:00<br />
11:00<br />
12:00<br />
13:00<br />
14:00<br />
15:00<br />
16:00<br />
17:00<br />
18:00<br />
19:00<br />
20:00<br />
21:00<br />
22:00<br />
23:00<br />
t,Dachk-aus t,KW t-Solarsp. oben<br />
Abbildung 25: Beispielhafter Verlauf <strong>der</strong> Speicherladung (24.06.2001)<br />
In Abbildung 25 ist ein für die Speicherladung typischer Verlauf dargestellt. Es ist zunächst<br />
ersichtlich, dass in den Nachtstunden zunächst keine großen Zapfungen erfolgten und sich somit<br />
das „stehende“ Kaltwasser erwärmen konnte. Weiterhin ist erkennbar, dass die Beladung des<br />
Speichers verzögert zum Solarangebot vonstatten geht.<br />
Aus verschiedenen Gründen kann <strong>der</strong> mögliche solare Wärmeeintrag für die Warmwasserbereitung<br />
nicht in vollem Umfang genutzt werden:
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 57<br />
S Die Höhe des gezapften Warmwasservolumens korreliert nicht immer mit dem solaren<br />
Angebot, d.h. die am jeweiligen Vortag akkumulierten solaren Einträge werden durch einen<br />
geringen Warmwasserverbrauch (z.B. Urlaubszeit, Wohnungsleerstand) nicht in Anspruch<br />
genommen, so dass eine weitere Beladung - wenn überhaupt - erst bei einem hohen Strahlungsangebot<br />
möglich ist.<br />
S Während des Betriebes <strong>der</strong> Speicherentladung kann es unter ungünstigen Voraussetzungen zu<br />
Speicherdurchmischungen kommen, was zu einer Reduzierung <strong>der</strong> täglich speicherbaren<br />
Wärmemenge führt. So führen die Ein- und Ausschaltbedingungen (Testläufe <strong>der</strong> Entladepumpe<br />
bei Erreichen einer Mindesttemperaturdifferenz zwischen Pufferspeicher und Trinkwasserzufluss)<br />
bei geringen o<strong>der</strong> fehlenden Warmwasserzapfungen zu einer allmählichen<br />
Umschichtung im Pufferspeicher, d.h. in den kalten Bereich wird nicht o<strong>der</strong> unzureichend<br />
abgekühltes Wasser aus dem warmen Bereich transportiert. Dies hat insbeson<strong>der</strong>e in Zeiten<br />
geringer Zapfmengen zur Folge, dass das zwecks Erwärmung zum Luftkühler transportierte<br />
Pufferspeicherwasser bereits vorgewärmt ist und damit weniger solare Wärme aufnehmen<br />
kann.<br />
Hier trifft auch wie<strong>der</strong> <strong>der</strong> Sachverhalt zu, <strong>der</strong> bereits in [WITTENBERG] ausgewertet wurde.<br />
Die Regelung <strong>der</strong> Pufferspeicher-Entladepumpe wurde inzwischen auch in entsprechenden<br />
Fachveröffentlichungen <strong>der</strong> letzten Zeit thematisiert. Der wesentliche Unterschied zur vorhandenen<br />
Lösung liegt darin, dass statt <strong>der</strong> Testläufe <strong>der</strong> Entladepumpe eine Inbetriebnahme <strong>der</strong> Entladepumpe<br />
über einen trinkwasserseitigen Strömungssensor erfolgt. Dieser Strömungssensor kann<br />
zwar ein relativ preiswerter, aber häufig ungenauer Paddelschalter sein. Die bessere Variante wäre<br />
ein Kaltwasserzähler (mit Impulsausgang), dessen Impulsfrequenz für die Drehzahlregelung <strong>der</strong><br />
Pufferspeicher-Entladepumpe genutzt wird. Hier sind aber neben den Kosten dieser Variante die<br />
zusätzlichen Druckverluste durch den Kaltwasserzähler auf <strong>der</strong> Trinkwasserseite (z.B. Mehrstrahl-<br />
Flügelrad-Wasserzähler Q N 10 von Spanner-Pollux: 7 kPa bei 6000 l/h) zu berücksichtigen. Eine<br />
Messung des Mindestfließdruckes an <strong>der</strong> ungünstigsten Warmwasser-Entnahmestelle ist vor <strong>der</strong><br />
Realisierung dieser Variante empfehlenswert, um späteren Versorgungsproblemen vorzubeugen.<br />
6.4. Temperaturverhalten einzelner Wohnungen<br />
Die Raumtemperaturen aller mittels Zuluft beheizter Räume werden von <strong>der</strong> GLT erfasst und in<br />
Zusammenhang mit dem jeweils eingestellten Sollwert zur Regelung <strong>der</strong> Zuluftklappen verwendet.<br />
Die Wohnräume und die Küchen befinden sich auf <strong>der</strong> Nordseite des Gebäudes; Kin<strong>der</strong>zimmer,<br />
Schlafzimmer und die Wohn-/Schlafräume <strong>der</strong> 1-Raum-Wohnungen liegen auf <strong>der</strong> Südseite des<br />
Gebäudes.<br />
Da die Wohnungen vor <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> dezentral mittels Kohle-Öfen beheizt wurden und kein<br />
nennenswerter Mieterwechsel vonstatten ging, war zu erwarten, dass von den Mietern relativ<br />
niedrige Raumtemperaturen gewünscht werden. Die Realität sieht allerdings an<strong>der</strong>s aus.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 58<br />
In Tabelle 6.4.1 sind die mittleren Monatswerte <strong>der</strong> Innentemperaturen <strong>der</strong> einzelnen Raumkategorien<br />
und <strong>der</strong>en minimale und maximale Abweichungen stellvertretend für das Jahr 1999<br />
dargestellt. Insgesamt ist dabei zu erkennen, dass die gemessenen Raumtemperaturen für alle Nutzungstypen,<br />
abweichend von <strong>der</strong> Erwartung, ungewöhnlich hoch sind. Stichprobenartige ambulante<br />
Messungen bestätigten die aufgezeichneten Messwerte.<br />
Das Temperaturniveau <strong>der</strong> Wohnräume ist zwar erwartungsgemäß noch etwas höher als in den<br />
an<strong>der</strong>en Räumen, <strong>der</strong> Unterschied beträgt jedoch nur wenige Zehntel Kelvin.<br />
Für die einzelnen Nutzungstypen existiert entsprechend nachfolgen<strong>der</strong> Übersicht jeweils ein relativ<br />
großer Temperaturbereich. Der Schwerpunkt liegt, wie aus Tabelle 6.4.1, dabei dennoch auf dem<br />
Bereich <strong>der</strong> höheren Temperaturen:<br />
Wohnräume 19,7 °C ...27,7 °C<br />
Schlafräume 18,4 °C ...27,5 °C<br />
Kin<strong>der</strong>zimmer 19,8 °C . . . 27,1 °C<br />
Küchen 18,4 °C ...26,9 °C<br />
Wohnung gesamt 19,3 °C ...27,7 °C<br />
Während die Maximalwerte in verschiedenen Wohnungen gemessen wurden, traten die Minimalwerte<br />
alle in Wohnung 1 auf. Diese Wohnung fällt ohnehin durch häufiges Lüften auf, was auf<br />
Grund des vorhandenen Luftheizungssystems aus hygienischer und bauphysikalischer Sicht<br />
eigentlich nicht notwendig wäre. Hier sind vermutlich traditionelle Verhaltensweisen verstärkt von<br />
Bedeutung.<br />
Tabelle 6.4.1: Monatsmitteltemperaturen 1999<br />
Wohnraum<br />
Schlafraum<br />
Kin<strong>der</strong>zimmer<br />
Küche<br />
mittlere<br />
Wohnungstemperatur<br />
Temperaturen [°C] 1999<br />
Jan Feb März April Mai Juni Juli Aug Sep Okt Nov Dez<br />
min 20,1 19,7 19,9 21,2 21,6 21,8 23,5 22,2 21,5 20,5 21,5 20,7<br />
max 25,8 25,6 25,7 26,0 27,0 27,7 28,4 27,8 27,5 27,0 27,7 26,7<br />
mittel 24,0 23,4 23,8 24,5 24,9 25,0 26,0 25,5 25,1 24,3 24,7 24,5<br />
min 18,4 19,4 18,6 20,1 21,1 21,7 23,4 22,4 21,6 18,8 19,4 19,9<br />
max 25,7 25,1 25,3 26,7 26,7 27,2 28,5 28,2 27,6 26,5 27,5 26,2<br />
mittel 23,1 22,8 23,1 24,1 24,5 24,7 25,9 25,3 24,8 23,5 23,6 23,3<br />
min 20,0 19,8 20,0 21,7 22,4 22,8 24,5 22,1 21,7 20,4 21,2 20,6<br />
max 25,1 24,8 25,2 26,0 26,4 27,0 28,0 27,8 27,1 25,7 26,0 25,9<br />
mittel 23,5 23,2 23,6 24,6 24,8 24,9 26,1 25,6 25,1 24,0 23,9 23,7<br />
min 18,5 18,4 19,0 20,3 21,5 22,0 23,8 22,6 21,9 19,9 19,6 19,2<br />
max 25,7 25,2 25,2 26,2 26,7 27,3 28,2 27,5 27,4 26,8 26,8 26,9<br />
mittel 24,0 23,3 23,6 24,4 24,6 24,9 25,9 25,3 24,9 24,0 24,3 24,0<br />
min 19,3 19,3 19,4 20,8 21,6 22,1 24,0 22,8 22,1 20,2 20,7 20,4<br />
max 25,3 24,9 25,0 25,9 27,0 27,7 28,4 27,8 27,5 26,8 27,2 26,6<br />
mittel 23,7 23,2 23,5 24,4 24,8 25,0 26,1 25,5 25,1 24,1 24,3 24,1
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 59<br />
Tabelle 6.4.2: Bereiche <strong>der</strong> monatlichen Wohnungsmitteltemperaturen <strong>der</strong> einzelnen Geschosse im Jahr 1999<br />
Geschoss Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Heizzeit 1999<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
Min 19,3 19,3 19,4 20,8 21,6 22,1 24,0 22,9 22,1 20,2 20,7 20,4<br />
Max 25,0 24,9 25,0 25,4 25,4 25,4 26,8 26,2 25,5 24,7 25,1 25,0<br />
Mittel 22,9 22,6 23,0 23,7 24,0 24,5 25,8 25,1 24,6 23,2 23,5 23,3 23,4<br />
Min 22,4 21,6 22,0 23,0 23,6 23,8 25,1 24,2 22,3 21,1 21,4 21,2<br />
Max 25,0 24,7 24,2 24,9 25,5 25,8 27,1 26,7 25,8 24,9 27,2 25,5<br />
Mittel 23,6 23,3 23,6 24,1 24,4 24,6 26,0 25,5 24,7 23,7 24,2 23,8 23,9<br />
Min 22,6 22,4 22,8 23,5 24,1 23,1 24,3 24,4 24,2 23,5 23,4 23,3<br />
Max 25,1 24,6 24,7 25,8 25,8 25,7 26,7 26,7 26,2 25,5 26,3 25,9<br />
Mittel 23,9 23,5 23,8 24,7 25,0 24,8 25,8 25,5 25,2 24,4 24,6 24,4 24,4<br />
Min 23,2 22,7 22,5 23,1 24,0 24,6 25,5 24,8 24,6 23,4 23,6 24,1<br />
Max 25,3 24,8 25,0 25,9 27,0 27,7 28,4 27,8 27,5 26,8 26,8 26,6<br />
Mittel 24,2 23,4 23,9 25,0 25,8 26,2 27,0 26,3 26,0 25,1 24,9 24,9 24,8<br />
Tage 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 273<br />
Tabelle 6.4.3: Bereiche <strong>der</strong> monatlichen Wohnungsmitteltemperaturen in exponierter Lage bzw. innenliegend im Jahr 1999<br />
Lage Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Heizzeit 1999<br />
außen<br />
(EG, DG,<br />
Giebel)<br />
innen<br />
Min 19,3 19,3 19,4 20,8 21,6 22,1 24,0 22,9 22,1 20,2 20,7 20,4<br />
Max 25,3 24,9 25,0 25,9 27,0 27,7 28,4 27,8 27,5 26,8 26,8 26,6<br />
Mittel 23,5 22,9 23,4 24,3 24,9 25,2 26,3 25,6 25,2 24,2 24,2 24,0 24,1<br />
Min 22,5 22,7 23,2 23,1 23,9 23,9 25,1 24,7 22,3 21,1 21,4 21,2<br />
Max 25,1 24,7 24,7 25,8 25,8 25,8 27,1 26,7 26,2 25,5 27,2 25,9<br />
Mittel 24,1 23,8 24,0 24,7 24,9 25,0 26,1 25,8 25,2 24,2 24,7 24,4 24,4
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 60<br />
Da die Zuluftklappen in den Lüftungsmodulen unterhalb <strong>der</strong> Fensterbank mit den Fensterkontakten<br />
gekoppelt sind, ergeben sich bei häufigen und langanhaltenden Fensteröffnungen durch die<br />
dann jeweils unterbrochene Heizung zwangsläufig geringere Temperaturen. Der gleiche Effekt<br />
lässt sich natürlich auch mit geringer Sollwerteinstellung erzielen.<br />
In Tabelle 6.4.2 sind die Innentemperaturen in Abhängigkeit von <strong>der</strong> Geschossigkeit aufgeführt.<br />
Danach zeigen Betrachtungen zur Lageabhängigkeit <strong>der</strong> einzelnen Wohnungen zunächst einen<br />
schwach fallenden Temperaturverlauf vom obersten Geschoss zum Erdgeschoss, <strong>der</strong> sich mit einer<br />
Abkühlung <strong>der</strong> Zuluft in Strömungsrichtung trotz hoher Wärmedämmung erklären ließe. Durch<br />
die Raumtemperaturregelung mittels Sollwerttemperatur/ Zuluft dürfte dieser Effekt jedoch nicht<br />
wirksam werden. Die Betrachtung <strong>der</strong> Temperaturverteilung innerhalb <strong>der</strong> einzelnen Kategorien<br />
weist jedoch eher auf den Einfluss <strong>der</strong> jeweiligen Nutzer hin (s. Abbildung 26-29).<br />
In den nachfolgenden vier Diagrammen ist <strong>der</strong> Sachverhalt für die einzelnen Geschosse noch<br />
einmal grafisch sichtbar gemacht. Dabei wurde aus Gründen <strong>der</strong> Übersichtlichkeit jeweils nur zwei<br />
Monatstemperaturen für die Wintermonate (Februar und Dezember) und zwei Werte für die<br />
Übergangszeit (Mai und September) berücksichtigt. Die höchsten Innentemperaturen treten dabei<br />
in den Monaten <strong>der</strong> Übergangszeit auf.<br />
t, °C<br />
28<br />
27<br />
26<br />
25<br />
24<br />
23<br />
22<br />
21<br />
20<br />
19<br />
18<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30<br />
Wohnung<br />
Feb Mai Sep Dez<br />
Abbildung 26: Wohnungstemperaturen Erdgeschoss Heizperiode 1999
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 61<br />
t, °C<br />
28<br />
27<br />
26<br />
25<br />
24<br />
23<br />
22<br />
21<br />
20<br />
19<br />
18<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30<br />
Wohnung<br />
Feb Mai Sep Dez<br />
Abbildung 27: Wohnungstemperaturen 1.OG Heizperiode 1999<br />
t, °C<br />
28<br />
27<br />
26<br />
25<br />
24<br />
23<br />
22<br />
21<br />
20<br />
19<br />
18<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30<br />
Wohnung<br />
Feb Mai Sep Dez<br />
Abbildung 28: Wohnungstemperaturen 2.OG Heizperiode 1999
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 62<br />
t, °C<br />
28<br />
27<br />
26<br />
25<br />
24<br />
23<br />
22<br />
21<br />
20<br />
19<br />
18<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30<br />
Wohnung<br />
Feb Mai Sep Dez<br />
Abbildung 29: Wohnungstemperaturen 3.OG Heizperiode 1999<br />
In Tabelle 6.4.3 sind die Wohnungsmitteltemperaturen des Jahres 1999 in Abhängigkeit von <strong>der</strong><br />
Lage <strong>der</strong> Wohnungen im Gebäude (Erd-, Dachgeschoss bzw. zum Giebel grenzend) und im Mittelagebereich<br />
aufgeführt. Mit den mittleren Temperaturen 24,1°C und 24,4°C kann auf eine<br />
ausgeglichene, wenn auch auf einem hohen Temperaturniveau befindliche, Verteilung unabhängig<br />
von <strong>der</strong> Lage im Gebäude geschlossen werden.<br />
6.5. Hilfsenergieverbrauch<br />
Zum Erfassen <strong>der</strong> Hilfsenergie wurden für den Elektroenergieverbrauch von Heizungs- und<br />
Lüfterzentrale jeweils separate Zähler eingebaut. Die elektrische Nachheizung in den Lüftungsmodulen<br />
<strong>der</strong> einzelnen zu beheizenden Räume wird über die Wohnungszähler erfasst. In <strong>der</strong> GLT<br />
wird nur das Ein- bzw. Ausschalten <strong>der</strong> individuellen Nacherwärmung registriert.<br />
Der Elektroenergieverbrauch <strong>der</strong> Lüfterzentrale ist wie erwartet bedeutend größer als <strong>der</strong> für die<br />
Heizung (s. Tabelle 6.5.1) und beträgt etwa das Fünffache.<br />
Tabelle 6.5.1:<br />
Elektroenergieverbrauch für Heizung und Lüftung<br />
Heizungszentrale<br />
Lüftungszentrale<br />
kWh kWh/m² Nutzfl. kWh kWh/m² Nutzfl.<br />
1999 4.387 2,3 24.139 12,5<br />
2000 4.801 2,5 22.943 11,9<br />
2001 4.184 2,2 20.467 10,6<br />
Mittelwert 4.457 2,3 22.516 11,7<br />
In Abbildung 30 sind beispielhaft die Elektroenergieverbrauchswerte über die Monate für die
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 63<br />
Heiz- und für die Lüfterzentrale im Jahre 2000 dargestellt. Während in den Wintermonaten ein<br />
relativ ausgeglichenes Verbrauchsniveau zu verzeichnen war, gibt es in den Übergangs- und<br />
Sommermonaten nicht nur ein zeitweises, starkes Absinken dieser Werte, son<strong>der</strong>n auch Erhöhungen,<br />
die mit <strong>der</strong> Inanspruchnahme höherer Leistungen nach mehr o<strong>der</strong> weniger längeren Stillstandszeiten<br />
in Verbindung stehen.<br />
Aus <strong>der</strong> Abbildung ist auch ersichtlich, dass im Jahr 2000 für die Heizung insbeson<strong>der</strong>e in den<br />
Sommermonaten ein Einsparpotential vorhanden war. Dieses wurde im Jahr 2001 weitgehend<br />
genutzt.<br />
Für die Lüftung konnte zwar <strong>der</strong> Verbrauch kontinuierlich gesenkt werden, ist allerdings nach wie<br />
vor zu hoch.<br />
kWh/d<br />
80<br />
75<br />
70<br />
65<br />
60<br />
55<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
01.01.00<br />
11.01.00<br />
21.01.00<br />
31.01.00<br />
10.02.00<br />
20.02.00<br />
01.03.00<br />
11.03.00<br />
21.03.00<br />
31.03.00<br />
10.04.00<br />
20.04.00<br />
30.04.00<br />
10.05.00<br />
20.05.00<br />
30.05.00<br />
09.06.00<br />
19.06.00<br />
29.06.00<br />
09.07.00<br />
19.07.00<br />
29.07.00<br />
08.08.00<br />
18.08.00<br />
28.08.00<br />
07.09.00<br />
17.09.00<br />
27.09.00<br />
07.10.00<br />
17.10.00<br />
27.10.00<br />
06.11.00<br />
16.11.00<br />
26.11.00<br />
06.12.00<br />
16.12.00<br />
26.12.00<br />
Elt-Verbr. Hzg.<br />
Elt-Verbr. LZ<br />
Abbildung 30: Elektroenergieverbrauch <strong>der</strong> Heiz- und Lüfterzentrale im Jahr 2000<br />
Tabelle 6.5.2:<br />
Elektroenergieverbrauch für Lüftung, spezifisch<br />
kWh/a m³/h 5) W/(m³/h)<br />
1999 24.139 8.648 0,37<br />
2000 22.943 7.812 0,39<br />
2001 20.467 7.129 0,38<br />
Mittelwert 22.516 7.863 0,38<br />
Tabelle 6.5.2 zeigt noch einmal den Zusammenhang zwischen Elektroenergieverbrauch für die<br />
Lüfterzentrale und den mittleren Gesamtvolumenströmen. In den Verbrauchswerten sind jedoch<br />
ebenfalls die Arbeitswerte für alle Antriebe <strong>der</strong> Lüfterzentrale enthalten.<br />
5)<br />
Jahresmittel aller Ventilatoren
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 64<br />
6.6 Luftführungssystem (Auswertung <strong>der</strong> Thermografie)<br />
Um in den Wohnungen eine optimale Raumdurchströmung von den Außenwänden zu den<br />
Ablufterfassern im innenliegenden Nassbereich zu ermöglichen, wurden die Zuluftkanäle auf <strong>der</strong><br />
Fassade in <strong>der</strong> Wärmedämmung verlegt. Die Integration <strong>der</strong> Zuluftkanäle ist bei einer flachen<br />
Fassade mit einer Min<strong>der</strong>ung <strong>der</strong> Dämmdicke in diesen Bereichen verbunden. Da die Zuluftkanäle<br />
von erwärmter Luft durchströmt werden, sind die Verlegebereiche mit reduzierter Wärmedämmung<br />
jedoch nicht als Wärmebrücken im eigentlichen Sinne zu werten. Vielmehr handelt es sich<br />
hier um Wärmeverluste von warmluftdurchströmten Kanälen.<br />
Die Wärmeverluste <strong>der</strong> Fassadenkanäle werden je nach Außenlufttemperatur und außenlufttemperaturabhängiger<br />
Zulufttemperatur einerseits an das Gebäudeinnere und an<strong>der</strong>erseits an die<br />
Umgebung abgegeben. Im ersten Fall werden die Außenwände auf <strong>der</strong> Innenseite in Abhängigkeit<br />
von <strong>der</strong> Zulufttemperatur geringfügig erwärmt. Im zweiten Fall handelt es sich um reale Wärmeverluste.<br />
Auf <strong>der</strong> Grundlage <strong>der</strong> Summenhäufigkeit <strong>der</strong> Außentemperaturen von Berlin nach DIN<br />
4710 und <strong>der</strong> Sollwertkurve für die Zulufttemperatur können bei dem vorliegenden Wandaufbau<br />
die o.g. Anteile <strong>der</strong> Wärmeverluste <strong>der</strong> Zuluftkanäle abgeschätzt werden. So sind nur ca. 2/3 <strong>der</strong><br />
Wärmeverluste <strong>der</strong> Zuluftkanäle echte Wärmeverluste an die Umgebung.<br />
Abbildung 31:<br />
Nordfassade mit Zuluftkanälen in <strong>der</strong> Wärmedämmung<br />
Thermografie-Aufnahmen <strong>der</strong> Gebäudefassade bestätigen die Wärmeverlustabschätzung. Bei einer<br />
Außenlufttemperatur von 0°C wurden auf <strong>der</strong> mit normaler Wärmedämmung versehenen Fassa-
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 65<br />
denoberfläche Temperaturen von +0,5°C und im Verlegebereich <strong>der</strong> Zuluftkanäle von (+1...<br />
+1,3)°C gemessen.<br />
Darüber hinaus sind in Abb. 31 Schwachstellen bei Zuluftkanaldämmung im Bereich <strong>der</strong> Drempeldurchführung<br />
zu erkennen. Diese sind zum Teil den begrenzten Möglichkeiten zur Unterbringung<br />
<strong>der</strong> Kanaldämmung, an<strong>der</strong>erseits aber auch Ausführungsmängeln geschuldet<br />
Eine Querschnittsvergrößerung zur Erhöhung <strong>der</strong> Wärmedämmung war im vorliegenden Fall aus<br />
statisch- konstruktiven Gründen nicht möglich.<br />
Eine Verringerung <strong>der</strong> Wärmeverlusteffekte kann durch Verstärkung <strong>der</strong> Dämmung erreicht<br />
werden. Damit einher geht die Lösung <strong>der</strong> Fassadengestaltung an sich, indem die Kanalführung als<br />
gestalterisches Element genutzt werden kann.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 66<br />
7. Gesamtbewertung<br />
Entsprechend <strong>der</strong> Zielstellung des Projektes ist eine Beurteilung <strong>der</strong> Gesamtkosten in Verbin-dung<br />
mit den erreichten Energieeinspareffekten erfor<strong>der</strong>lich. Die getätigten Investitionen sind unter<br />
Pkt.7.1 dargestellt. Die nach den zwei Heizperioden vorliegenden Wärme- und Energiekostenabrechnungen<br />
sind unter Pkt. 7.2 aufgeführt.<br />
7.1 Investitionskosten<br />
Die gesamten Baumaßnahmen (mit Planung) waren mit 1.538,62 TEUR (brutto, vormalige MwSt.<br />
15%) bzw. 1.335,84 TEUR (netto) kalkuliert worden. Die anteiligen energierelevanten Maßnahmen<br />
betrugen 948,35 TEUR (brutto) bzw. 823,02 TEUR (netto).<br />
Realisiert wurden 1.681,7 TEUR (brutto) und damit 143,07 TEUR bzw. 9,3 % mehr. Die<br />
energierelevanten Maßnahmen wurden mit 1.076,06 TEUR erbracht und lagen damit 127,71<br />
TEUR (13,5 %) über den vorkalkulierten Aufwendungen.<br />
In Tabelle 7.1.1 sind die einzelnen Kostenelemente ausgewiesen.<br />
Tabelle 7.1.1<br />
Pos<br />
Investitionskosten<br />
Maßnahme<br />
gesamt<br />
Gesamtkosten in EUR<br />
netto<br />
energetisch<br />
relevant<br />
energetisch<br />
nicht relevant<br />
brutto<br />
1 Baustelleneinrichtung 6.433,89 6.433,89 7.398,98<br />
2 Rüstung 10.225,84 10.225,84 11.759,71<br />
3 Vollwärmeschutz 329.063,49 316.256,24 12.807,25 381.713,65<br />
4 Luftkanalgestaltung und -anbindung 89.840,72 89.840,72 0,00 103.316,83<br />
5 Tischlerarbeiten (Fenster und Türen) 143.222,56 87.974,86 55.247,70 164.705,95<br />
6 Heizung + Sanitär 205.865,91 71.261,50 134.604,41 236.745,80<br />
7 Lüftung 125.854,65 125.854,65 0,00 144.732,84<br />
8 Gaszentrale 20.979,22 20.979,22 0,00 24.126,10<br />
9 DDC- Steuerungs- und Regelsystem 102.182,22 70.083,05 32.099,18 118.531,38<br />
10<br />
Klappensteuerung und Fensterkontakte<br />
für Lüftungsmodul<br />
91.418,08 64.422,84 26.995,24 106.044,98<br />
11 Klempnerarbeiten 47.616,37 24.570,05 23.046,32 54.758,82<br />
12 Elektroinstallation 36.596,53 20.240,58 16.355,95 42.086,01<br />
13 Anstricharbeiten 18.299,21 18.299,21 21.044,09<br />
14 Mehraufwand Planung 40.305,81 40.305,81 0,00 46.351,68<br />
Nettosumme 1.267.904,51 931.789,51 336.115,00<br />
Bruttosumme 1.076.065,61 1.463.316,83
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 67<br />
Die insgesamt höheren Aufwendungen resultieren in wesentlichen Teilen aus den Mehraufwendungen<br />
für die Luftkanallösung und die Ansteuerung <strong>der</strong> Klappen.<br />
Für die energierelevante Nutzfläche von 1.931,6 m² ergeben sich aus den Baumaßnahmen somit<br />
Nettokosten in Höhe von 632,87 EUR/m² bzw. 480,26 EUR/m² für den energierelevanten Teil. Je<br />
WE (30 insgesamt) betragen die durchschnittlichen Gesamtkosten 40,71 TEUR und davon für<br />
den energierelevanten Teil 30,92 TEUR.<br />
Die Planungsmehraufwendungen des energierelevanten Kostenanteils, die in dieser Höhe zu den<br />
för<strong>der</strong>fähigen Kosten gerechnet wurden, betrugen 40,29 TEUR.<br />
7.2 Wärme- und Energiekosten<br />
Entsprechend <strong>der</strong> Aufgabenstellung wurden nach Fertigstellung <strong>der</strong> Baumaßnahmen die Wärmeund<br />
Energieverbrauchswerte ermittelt. Dabei umfasste die erste Messphase den Zeitraum von<br />
November 1998 bis zum Ende <strong>der</strong> Heizperiode 1999. In dieser Zeit wurden die Anlagen eingefahren<br />
und die Funktionalität aller Anlagenteile geprüft und in ihrem Zusammenwirken mit den<br />
Systemkomponenten erprobt. Der damit einhergehende Wärme - und Energieverbrauch lag noch<br />
deutlich höher als angestrebt.<br />
In <strong>der</strong> nachfolgenden Heizperiode Herbst 1999 bis Frühjahr 2000 wurde auf das Erreichen des<br />
"Normalbetriebes" orientiert, d.h. dass die Betriebsweise <strong>der</strong> Anlagen insbeson<strong>der</strong>e auf die<br />
Projektparameter bzgl. <strong>der</strong> Innentemperaturen (laut Auftraggeber 21°C) ausgerichtet wurden<br />
(Vorlauftemperaturfestlegung für die Zuluft des Luftheizungssystems in Abhängigkeit von <strong>der</strong><br />
Außentemperatur).<br />
Dabei konnte zwar zunächst <strong>der</strong> Wärme- und Energieverbrauch gesenkt werden, gleichzeitig<br />
stiegen aber die Anfor<strong>der</strong>ungen <strong>der</strong> Nutzer an die Gewährleistung höherer Innentemperaturen<br />
ohne dass dabei ein eigenständiges Nachheizen über den dafür im Lüftungsmodul vorgesehenen<br />
elektrischen Nacherwärmer geringer Leistung (max. 70 W) von den Nutzern akzeptiert wurde.<br />
Wie unter Pkt. 6.2 ausgeführt, wirkte sich das Vorhandensein <strong>der</strong> roten Kontrolllampe nachteilig<br />
auf das Nutzerverhalten aus. Das daraufhin veranlasste Anheben <strong>der</strong> Zulufttemperatur kompensierte<br />
teilweise die Optimierungseffekte, so dass die Verbrauchsreduzierung geringer als angestrebt<br />
ausfiel. Unter Punkt 6 wurden die dabei erzielten energierelevanten Ergebnisse diskutiert.<br />
Die damit einhergehenden kostenmäßigen Aussagen werden an dieser Stelle aufgezeigt.<br />
Die Ausgangswerte <strong>der</strong> nachfolgenden Kostenbetrachtung sind aus Tabelle 6.2.1 unter Punkt 6.2<br />
zu ersehen.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 68<br />
Die auf diesen Verbrauchsdaten fußenden kostenmäßigen Auswirkungen sind in <strong>der</strong> nachfolgenden<br />
Tabelle 7.2.1 dargestellt.<br />
Tabelle 7.2.1: Heizkosten<br />
Kosten in EUR/(m² Wohnfläche 1) * Monat)<br />
1999 2000 2001<br />
1 Heizung, Lüftung, WWB (Gas) 0,342 0,400 0,469<br />
davon für<br />
- Grundpreis 0,027 0,028 0,029<br />
- Verbrauch Heizung 0,261 0,310 0,361<br />
- Verbrauch WWB 0,054 0,062 0,079<br />
2 Messservice 0,037 0,039 0,038<br />
davon für<br />
- Ermittlung Werte WW 0,006 0,007 0,007<br />
- Miete IMW 0,022 0,022 0,022<br />
- VES Gebühr 0,009 0,010 0,009<br />
3 Betriebsstrom 0,215 0,179 0,134<br />
4 Wartung 0,040 0,130 0,089<br />
-Service 0,020 0,094 0,060<br />
-Schornsteinfeger 0,020 0,036 0,029<br />
5 Netto 0,635 0,748 0,731<br />
6 Mehrwertsteuer 0,102 0,120 0,117<br />
7 Brutto 0,736 0,868 0,848<br />
1)<br />
Wohnfläche 1.739,60<br />
Danach sind dem Verbrauch des Gebäudes mit <strong>der</strong> Luftheizungsanlage incl. <strong>der</strong> gesamten Betriebsstromkosten<br />
(<strong>der</strong> Anteil, <strong>der</strong> auf die Trinkwassererwärmung mit <strong>der</strong> Solarnutzung entfällt,<br />
ist dabei enthalten) von 1999 bis 2001zunächst 75 % <strong>der</strong> Gesamtnettokosten im Jahr 2000 65 %<br />
und im Jahr 2001 68 % zuzurechnen (Tabelle 7.2.2).<br />
Tabelle 7.2.2 Anteil Heizenergieverbrauch<br />
Kosten in EUR/(m² Wohnfläche * Monat)<br />
1999 2000 2001<br />
1 Verbrauch Heizung 0,261 0,310 0,361<br />
Betriebsstrom 0,215 0,179 0,134<br />
Summe Heizenergieverbrauch 0,476 0,489 0,495<br />
2 Heizkosten gesamt (netto) 0,635 0,748 0,731<br />
3 Anteil Heizenergieverbrauch in % 75 65 68<br />
Während <strong>der</strong> Gasverbrauch von 100 % (im Jahr 1999) trotz des gegenteilig wirkenden Nutzerverhaltens<br />
noch auf 88 % im Jahr 2001 sank, spiegelt sich diese Tendenz nicht in den Kosten<br />
wi<strong>der</strong>. Im Gegenteil, trotz <strong>der</strong> ausgewiesenen Verbrauchssenkung um 12 %, stiegen die direkt<br />
dem Verbrauch zuzuordnenden Kosten von 100 % für das Jahr 1999 auf 138 % im Jahr 2001.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 69<br />
D.h., dass <strong>der</strong> Gaspreisanstieg nicht über die gleichzeitig erreichte Verbrauchssenkung aufgefangen<br />
werden konnte.<br />
Für die Wohnungsgenossenschaft sind im Rahmen dieser Diskussion die Auswirkungen auf die<br />
Gesamtkosten <strong>der</strong> umlagefähigen Heizkosten von Bedeutung, da sie meist auch den größten<br />
Posten <strong>der</strong> Betriebskosten darstellen. Zu den umlagefähigen Heizkosten zählen noch die Positionen<br />
1. Verbrauch WWB<br />
2. Messservices und<br />
4. Wartung <strong>der</strong> Anlagen.<br />
Mit 25 bzw. 30 % fallen diese Bereiche im Vergleich zu einem, beispielsweise, fernwärmeversorgten<br />
Gebäude [WITTENBERG] relativ gering aus. Die Kosten für Warmwasser sind an den<br />
Nettogesamtkosten mit 8,5 % (1999) bzw. 10,8 % (2001) beteiligt.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 70<br />
8. Schlussfolgerungen<br />
Für die Gesamtauswertung des Vorhabens sind neben den Kernaussagen zur Verbrauchsentwicklung<br />
und zu den Investitionskosten nachfolgende Schlussfolgerungen von Bedeutung:<br />
1. Mit <strong>der</strong> Reduzierung <strong>der</strong> Transmissionswärmeverluste gewinnen die wärmetechnischen<br />
Bedingungen <strong>der</strong> Lüftung von Gebäuden erheblich an Bedeutung. Da die in<br />
diesem Zusammenhang zu betrachtenden Luftvolumenströme aus hygienischen und<br />
bauphysikalischen Erfor<strong>der</strong>nissen resultieren, ist die Höhe <strong>der</strong> Wärmemenge auch von<br />
dieser Abhängigkeit geprägt. Für den Auslegungsfall lufttechnischer Einrichtungen in<br />
Wohngebäuden sollten die Luftvolumenströme gemäß DIN 1946 Teil 6 zur Anwendung<br />
kommen. In vielen praktischen Anwendungsfällen wird aber zugelassen, dass die<br />
darin gefor<strong>der</strong>ten Werte teilweise beträchtlich unterschritten werden. Die Folgen sind<br />
einerseits nicht geringe Wärmeeinsparungen und damit willkommene Heizkostenreduzierungen<br />
und an<strong>der</strong>erseits auch ein Ansteigen des Gefährdungsgrades für<br />
Feuchteschäden bis zur Schimmelpilzbildung. Da letzteres vielfach noch durch die<br />
konkreten Nutzungsgegebenheiten beeinflusst wird, kann es zwar, muss es aber nicht<br />
zwangsläufig zu diesen Folgen kommen. Damit einher geht in <strong>der</strong> praktischen Anwendung<br />
vielfach auch die fehlende Einsicht in die Notwendigkeit eines Einhaltens <strong>der</strong><br />
gefor<strong>der</strong>ten Lüftungsmodalitäten. Erschwerend wirkt sich zusätzlich aus, dass ebenfalls<br />
für die praktische Anwendung ein Einhalten eines bestimmtem Luftwechsels (0,7-<br />
0,5-facher) als allgemein ausreichend dargestellt wird. Hier wäre mehr Nachdrücklichkeit<br />
im Umgang mit einzuhaltenden technischen Regelungen zur Lüftung von Wohngebäuden<br />
hilfreich (vergleichsweise dem Vorschriftenwerk zum Umgang mit <strong>der</strong><br />
Wärmedämmung an <strong>der</strong> Umfassungskonstruktion).<br />
2. In Verbindung mit <strong>der</strong> drastischen Verringerung <strong>der</strong> Transmissionswärmeverluste<br />
über die Umfassungskonstruktion um durchschnittlich 70 - 75% besteht die Möglichkeit,<br />
den verbleibenden Teil in die an sich notwendige Lösung des lüftungstechnischen<br />
Problems zu integrieren. Die Konsequenz für die Beheizung des Gebäudes ist<br />
<strong>der</strong> Ersatz des an sich üblichen Warmwasserheizungssystem durch ein Luftheizungssystem,<br />
das durch die Erweiterung <strong>der</strong> Aufgaben entsteht. Die mit <strong>der</strong> Heizfunktion<br />
gefor<strong>der</strong>ten Wärmemengen können durch Luftvolumenstromvergrößerungen bzw.<br />
durch Anheben <strong>der</strong> Zulufttemperatur realisiert werden.<br />
3. Zur Realisierung <strong>der</strong> Luftvolumenstromerwärmung wurde im Dachgeschoss eine<br />
Lüfterzentrale errichtet. Die notwendigen Zuluftvolumenströme werden zunächst über<br />
Solarluftkollektoren geführt und dabei vorgewärmt. Anschließend wird die Luft durch<br />
die Wärmerückgewinnung geleitet, in <strong>der</strong> eine weitere Erwärmung durch Entzug von<br />
Wärme aus <strong>der</strong> Abluft erfolgt und danach über das Nacherwärmungsheizregister<br />
transportiert mit dem die Zuluft abschließend auf die notwendige Zulufttemperatur<br />
gebracht wird. Das effiziente Zusammenspiel <strong>der</strong> drei Komponenten wird über ein<br />
DDC-Steuerungs- und Regelungssystem erreicht.
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 71<br />
4. Für das nachträglich zu installierende Kanalsystem insbeson<strong>der</strong>e für die Zuluftführung<br />
bestehen zwei grundsätzlich unterschiedliche Herangehensweisen. Im Regelfall werden<br />
die Zuluftleitungen im Inneren des Gebäudes verlegt und erfor<strong>der</strong>n damit mehr<br />
o<strong>der</strong> weniger große Deckendurchbrüche bzw. generell einen nicht geringen zusätzlichen<br />
Platzbedarf. In <strong>der</strong> vorliegenden Lösung wurden die Zuluftkanäle außen auf <strong>der</strong><br />
Fassade unterhalb <strong>der</strong> Dämmung verlegt. Damit entfallen einerseits die Deckendurchbrüche.<br />
An<strong>der</strong>erseits ergeben sich Vorteile hinsichtlich <strong>der</strong> Raumdurchströmung, da<br />
die Luft aus den Kanälen über unterhalb <strong>der</strong> Fenster angeordnete Lüftungsmodule in<br />
den jeweiligen Raum eintritt und diesen quer in Richtung Küche bzw. Bad zu den dort<br />
angeordneten Abluftventilen durchströmt.<br />
5. Für das Verlegen <strong>der</strong> Kanäle sowohl für die Abluft als auch für die Zuluft sollte aus<br />
heizenergetischer Sicht das Konzept verfolgt werden, die Kanäle innerhalb <strong>der</strong><br />
wärmetechnischen Bilanzgrenze unterzubringen. Dabei lassen sich oft Kompromisse<br />
nicht vermeiden. Im vorliegenden Fall befindet sich durch die Abkehr vom Dachausbau<br />
nur die Lüfterzentrale mit ihren Zu- und Abluftleitungen außerhalb <strong>der</strong> Bilanzgrenze<br />
(Standort oberhalb <strong>der</strong> Wärmedämmung <strong>der</strong> obersten Geschossdecke). Damit<br />
treten für die Zuluftleitungen zwangsläufig größere Wärmeverluste an die Umgebung<br />
auf. Eine Alternative wäre das Dämmen <strong>der</strong> oberen Dachhaut gewesen, was im<br />
vorliegenden Fall aber aus statischen und Kostengründen nicht möglich war.<br />
6. Die Dichtheit von Luftleitungssystemen ist aus energetischer Sicht sowohl für die<br />
Zuluft- als auch für die Abluftleitungen von großer Bedeutung. Während Undichtheiten<br />
auf <strong>der</strong> Zuluftseite (Druckseite nach dem Lüfter) direkte Wärmeverluste<br />
bedeuten, führen Undichtheiten auf <strong>der</strong> Abluftseite (Unterdruck vor dem Lüfter) zur<br />
Verringerung <strong>der</strong> Luftvolumenstromtemperatur und damit zur Verschlechterung des<br />
Wärmeübertragungsverhaltens für die Wärmerückgewinnung. Analoges gilt auch für<br />
den Unterdruckbereich auf <strong>der</strong> Zuluftseite, in dem die Wärmerückgewinnung und die<br />
Solarluftkollektoren angeordnet sind. Ein Eindringen kälterer Umgebungsluft in die<br />
jeweiligen Rohrleitungsabschnitte senkt die energetische Effizienz des Gesamtsystems.<br />
Die Dichtheitsklasse <strong>der</strong> energetisch relevanten Rohrleitungsbereiche sollte nicht<br />
kleiner als K III (gemäß DIN 24 192) gewählt werden. Kleinere Rohrleitungsquerschnitte<br />
führen zu kleineren Wärmeabgabeflächen und zu kleineren Leckagemengen.<br />
Vergößerungen <strong>der</strong> elektrischen Antriebsleistungen sind dabei aber gleichzeitig zu<br />
vermeiden. Auf die Einhaltung <strong>der</strong> Bedingungen ist in <strong>der</strong> Ausführung beson<strong>der</strong>er<br />
Wert zu legen.<br />
7. Das Zuluftkanalsystem unterhalb <strong>der</strong> Dämmung <strong>der</strong> Fassade wie auch die in die<br />
Fassade integrierten Luftkollektoren funktionierten in dem betrachteten Zeitbereich<br />
von Fertigstellung <strong>der</strong> Fassade 10/1998 bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt (vier<br />
Winter, drei Sommer) ohne jegliche Beanstandung (keine Risse, Putz- o<strong>der</strong> Farbabplatzungen<br />
o.ä.). D. h. dass das Zusammenspiel unterschiedlichster Materialen hinsichtlich<br />
ihres Ausdehnungsverhaltens beherrschbar ist. Damit bestehen sehr gute
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 72<br />
Ansätze für Energiefassadenlösungen. Bei einer möglichen Nachfolgelösung sollte<br />
dennoch dazu eine geson<strong>der</strong>te Temperaturverteilungsmessung an <strong>der</strong> Fassade durchgeführt<br />
werden.<br />
8. Mit <strong>der</strong> zentralen Vorwärmung <strong>der</strong> Luft wird entsprechend einer Festlegung <strong>der</strong><br />
Wohnungsgenossenschaft eine Grundtemperatur <strong>der</strong> Räume von 21°C erreicht. Ein individuell<br />
gewünschtes Erwärmen auf höhere Temperaturen kann durch Inbetriebnahme<br />
eines weiteren Nacherwärmers, <strong>der</strong> sich in den Lüftungsmodulen befindet,<br />
durchgeführt werden. Ein Absenken <strong>der</strong> Raumtemperaturen ist nur im Rahmen <strong>der</strong><br />
wärmetechnischen Ankoppelung an die Nachbarräume und damit begrenzt möglich.<br />
Die Regelung <strong>der</strong> Raumtemperatur erfolgt über die Raumthermostate und Zuluftklappen<br />
in den Lüftungsmodulen. Zur Vermeidung von Feuchteproblemen in den<br />
einzelnen Räumen ist ein dauerhaftes Schließen <strong>der</strong> Lüftungsklappen zur Gewährleistung<br />
<strong>der</strong> Grundlüftung nicht möglich. D.h., dass für die lüftungstechnischen<br />
Belange ein Mindestluftvolumenstrom gegeben sein muss und damit neben den<br />
sowieso vorhandenen Leckvolumenstrom zeitweise auch die Klappen geöffnet werden,<br />
auch wenn es z.B. aus Gründen <strong>der</strong> Heizung nutzerbedingt nicht notwendig<br />
erscheint. Dies führt auch dazu, dass ähnlich wie in an<strong>der</strong>en sanierten Gebäuden,<br />
grundsätzlich die Innentemperatur einen Mindestwert, z.B. 14°C nicht unterschreiten<br />
kann, um nutzerbedingte potentielle Feuchtegefährdungen <strong>der</strong> Baukonstruktion<br />
definitiv auszuschließen.<br />
9. Der Einbau eines Signallämpchens zum Anzeigen des Betriebes <strong>der</strong> elektrischen<br />
Nacherwärmer in den Lüftungsmodulen hat sich trotz <strong>der</strong> kleinen Nacherwärmerleistung<br />
(70 W) nicht bewährt. Der Betrieb dieses Nacherwärmers zur individuellen<br />
Innentemperaturerhöhung über die zentral bereitgestellten 21°C wurde von den<br />
Nutzern nicht akzeptiert. Nur in wenigen Fällen konnte durch zusätzliche Aufklärung<br />
über zu erwartende Verbräuche und Kosten ein diesbezüglicher Effekt erreicht werden.<br />
10. Ähnlich wie bei den mit Warmwasserheizungssystemen ausgestatteten Niedrigenergiehäusern<br />
ist auch bei dem mit einem Luftheizungssystem ausgerüsteten Wohngebäude<br />
eine "dosierbare" Verteilung <strong>der</strong> Wärme durch das Gebäude notwendig. Dazu sind<br />
Bauelemente einzusetzen, die über die entsprechenden Eigenschaften verfügen, d.h.<br />
motorisch ansteuerbare Zu- bzw. Abluftventile, steuerbare Regelklappen, Steuerung<br />
und Regelung <strong>der</strong> Lüftervolumenströme u.a.. Hinsichtlich <strong>der</strong> Feinheit <strong>der</strong> Steuerung<br />
und Regelung von Wärmeströmen erfüllen die hierzu gegenwärtig auf dem Markt<br />
befindlichen Erzeugnisse noch nicht die notwendigen Anfor<strong>der</strong>ungen. Ein weiteres<br />
Moment ergibt sich für eine optimale Steuerungsstrategie, die insbeson<strong>der</strong>e für den<br />
höheren Außentemperaturbereich (ab ca. 5°C) mit <strong>der</strong> doch relativ langen Zeitdauer<br />
notwendig ist, da hier Umschaltpunkte zwischen Solarenergienutzung für Heizung<br />
und Trinkwassererwärmung einerseits und Außenluftbeimischung in Verbindung mit<br />
Wärmerückgewinnung und <strong>der</strong>en Bypassleitung an<strong>der</strong>erseits festzulegen sind. Das
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 73<br />
Hauptkriterium, dass hierbei zu beachten ist, ist die minimal mögliche<br />
Inanspruchnahme zusätzlicher konventioneller Wärmeenergie für die abschließende<br />
Erwärmung <strong>der</strong> Zuluft auf die jeweilig notwendige Zulufttemperatur. Für künftige<br />
Nachfolgelösungen sollte die Reihung <strong>der</strong> Wärmeeinträge Wärmerückgewinnung,<br />
Solarenergienutzung, zentrale Nacherwärmung sein.<br />
11. Während die solare Luftvorwärmung in <strong>der</strong> gesamten Heizperiode betrieben werden<br />
kann, ist <strong>der</strong> Solareintrag des zur Lufterwärmung nicht benötigten Überschusses für<br />
die alternative Nutzung in <strong>der</strong> Trinkwassererwärmung durch das verfügbare Temperaturpotenzial<br />
und <strong>der</strong> mindestens zweimaligen Wärmeumwandlung (Luft/ Wasserwärmetauscher,<br />
Wasser/ Wasserwärmetauscher) mit entsprechenden Grädigkeitsverlusten<br />
beschränkt. Dennoch können in dem Projekt neben <strong>der</strong> erwähnten ganzjährigen<br />
Luftvorwärmung zusätzliche Deckungsanteile zur Trinkwassererwärmung von<br />
19 - 21 % erreicht werden.<br />
12. Das Luftheizungssystem ist beson<strong>der</strong>s in innerstädtischen Bereichen mit örtlich<br />
schwierigen Umweltbedingungen (Straßenbelastungen, benachbarte Gebäude mit<br />
Festbrennstoffeinsatz u.v.a.) von Vorteil, da die Zuluftansaugung sehr variabel platziert<br />
und <strong>der</strong> Luftansaugung eine unterschiedlich gestaltete Luftaufbereitung nachgeschaltet<br />
werden kann (Filterung nach verschiedenen Erfor<strong>der</strong>nissen mit Pollenschutz<br />
u.ä.).
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 74<br />
9. Quellenverzeichnis<br />
WOHNBAUTEN<br />
BAUSCHADENS-<br />
BERICHT<br />
FECHNER<br />
Wohnbauten in Fertigteilbauweise in den neuen Bundeslän<strong>der</strong>n und Konstruktionsmerkmale<br />
Bundeministerium<br />
für Raumordnung, Bauwesen und Städtebau - Bonn, Bad-<br />
Godesberg 11/1992<br />
Ausmaß und Schwerpunkte <strong>der</strong> Bauschäden an den Fertigteilwohnungsbauten<br />
<strong>der</strong> neuen Bundeslän<strong>der</strong><br />
Bundeministerium für Raumordnung, Bauwesen und Städtebau - Bonn,<br />
Aachen 03/1993<br />
Prof. Oswald u.a.<br />
Fechner, H.: SOLAR AIR COLLECTORS testet at the Austrian Research<br />
and Testing Centre ARSENAL (Working Paper), October 1997 (IEA<br />
TASK 19 SOLAR AIR SYSTEMS)<br />
FÜRST Dr.- Ing. W. Fürst und Dr.-Ing. U. Römmling, IEMB Berlin Energiegerechte<br />
<strong>Sanierung</strong> von Plattenbauten<br />
Versuchs- und<br />
Demonstrationsbauvorhaben P2-Cottbus<br />
Sanitär - und<br />
Heizungstechnik Nr. 7 und 9, 1999<br />
SCHWENK<br />
WITTENBERG<br />
EnEV<br />
DIN V 4701 - T10<br />
Schwenk, Chr.; Jahn, K.; Mack, M.: Acht Systeme im Vergleich. Sonne<br />
Wind &Wärme 4/2000<br />
Abschlussbericht zum FuE-Thema "Beispielhafte <strong>Sanierung</strong> eines<br />
fünfgeschossigen Plattenbaus vom Typ P2 unter Einbeziehung solarer<br />
Energietechnik" (FKZ 0329 750 B)<br />
TIB - Hannover<br />
Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende<br />
Anlagentechnik bei Gebäuden<br />
(Energieeinsparverordnung - EnEV)<br />
Vom 16. November 2001<br />
<strong>Energetische</strong> Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen<br />
Teil 10: Heizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung;<br />
Beuth Verlag,<br />
Berlin, Februar 2001<br />
DIN V 4108 - T6 Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden - Teil 6:
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 75<br />
Berechnung des Jahresheizwärme- und des Jahresheizenergiebedarfs;<br />
Beuth Verlag,<br />
Berlin, November 2000<br />
DIN 1946 - T6<br />
Raumlufttechnik<br />
Teil 6: Lüftung von Wohnungen<br />
Anfor<strong>der</strong>ungen, Ausführung, Abnahme (VDI-Lüftungsregeln)<br />
September 1994
FG BAU UND UMWELT - Erprobung eines solargestützten Luftheizungssystems in Friedland - 76<br />
10. Anhänge<br />
Anhang A<br />
Luftdichtheitsprüfung vor <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong><br />
A1 Blower-Door-Test, Jahnstraße 9<br />
4-Raum-Wohnung<br />
A2 Blower-Door-Test, Jahnstraße 10<br />
1-Raum-Wohnung<br />
Anhang B<br />
Thermografie <strong>der</strong> Umfassungskonstruktion<br />
B1<br />
B2<br />
Thermografie <strong>der</strong> Umfassungskonstruktion vor <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong><br />
Thermografie <strong>der</strong> Umfassungskonstruktion nach <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong><br />
Anhang C<br />
Energiediagnose<br />
C1<br />
C2<br />
Energiediagnose - Istzustand<br />
Energiediagnose - Sollzustand
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Luft- und Winddichtheitstest<br />
(Blower-Door-Test)<br />
Auftraggeber:<br />
Friedlän<strong>der</strong> Wohnungsverwaltung GmbH<br />
Salower Straße 39, 17098 Friedland<br />
Objekt: Wohnung 1. Obergeschoß, Jahnstraße 9<br />
Der Bericht umfaßt 6 Seiten und 7 Anlagen<br />
Berlin, März 1997
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Aufgabe<br />
Für die Friedlän<strong>der</strong> Wohnungsverwaltung GmbH, Salower Straße 39, 17 098 Friedland, wurde als eine<br />
Entscheidungsgrundlage für die zu sanierenden Wohnbauten <strong>der</strong> Serie WBS 70 für ländliche Gebiete -<br />
4 u.5geschossig, in einer Wohnung - Jahnstraße 9 - folgende Untersuchung durchgeführt:<br />
M Luft- und Winddichtheitstest (Blower-Door-Test) in einer ausgewählten Wohnung. Bewertung <strong>der</strong><br />
Ergebnisse nach internationalen Normen.<br />
Bemerkungen zum Blower-Door-Test<br />
In <strong>der</strong> zweiten Hälfte <strong>der</strong> siebziger Jahre wurde ein Meßverfahren zur Bestimmung <strong>der</strong> Luft- und<br />
Winddichtheit von Gebäuden entwickelt. Dazu wird dem zu untersuchenden Gebäude ein Über- bzw.<br />
Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck aufgeprägt und <strong>der</strong> dazu notwendige Luftmassenstrom<br />
bestimmt.<br />
Der Differenzdruck wird mit Hilfe eines in die Fassade eingebauten Ventilators aufgebracht. Die<br />
Messung wird bei verschiedenen Differenzdrücken durchgeführt (10 Pa - 60 Pa) 1 . Daraus lassen sich<br />
mit Hilfe <strong>der</strong> Regressionsrechnung die gesuchten Kennwerte bestimmen.<br />
Grundsätzlich ist zu beachten, daß sich bestimmte Bauteile <strong>der</strong> Gebäudehülle wie "Rückschlagventile"<br />
verhalten können. So werden z. B. Fenster bei Überdruck in ihre Rahmen gepreßt, während sie sich bei<br />
Unterdruck entgegengesetzt verhalten.<br />
Zusätzlich zu diesem Effekt kann die asymmetrische Geometrie einiger Spalten in bezug auf die<br />
Fließrichtung erhebliche Verän<strong>der</strong>ungen im Luftdurchtrittsverhalten bewirken. Daher wird üblicherweise<br />
ein Mittelwert aus Überdruck- und Unterdruckmessung gebildet.<br />
Für die Beurteilung <strong>der</strong> Luft- und Winddichtheit wird die Luftwechselrate bei einem Differenzdruck von<br />
50 Pa ermittelt (n L,50 -Wert). Da in Deutschland zur Zeit noch keine verbindlichen Vorschriften existieren<br />
2 , werden i.a. die Werte <strong>der</strong> Schweizer SIA-Norm 180 zur Bewertung herangezogen.<br />
1 Die bei <strong>der</strong> Messung verwendeten Drücke von 10 Pa bis 60 Pa entsprechen dem Staudruck auf <strong>der</strong> Luv-Seite<br />
des Gebäudes bei Windgeschwindigkeiten zwischen 4 und 10 m/s (bzw. 15 - 36 km/h).<br />
2 E DIN ISO 9972 (Wärmeschutz - Bestimmung <strong>der</strong> Luftdichtheit von Gebäuden - Differenzdruck-Verfahren)<br />
ist zur Zeit in Vorbereitung.<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Seite<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 9 2
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Grenzwerte entsprechend <strong>der</strong> Schweizer SIA-Norm 180 (1988):<br />
Luftwechselrate bei 50 Pa<br />
n L,50 (h -1 )<br />
EFH-Neubauten (mit Fensterlüftung)<br />
MFH-Neubauten (mit Fensterlüftung)<br />
2,0<br />
2,5<br />
bis<br />
bis<br />
4,5<br />
3,5<br />
Wohn-Neubauten mit Abluftanlagen<br />
2,0<br />
bis<br />
3,0<br />
Gebäude mit Zu/Abluft- o<strong>der</strong> Klimaanlage<br />
1,0<br />
Meßablauf<br />
Alle konstruktiven Öffnungen innerhalb <strong>der</strong> untersuchten Wohnung zur Außenluft wurden abgedichtet<br />
(z. B. Durchführungen <strong>der</strong> Sanitärinstallation, Ablufterfasser in Bad und Küche, Lüftungsgitter <strong>der</strong><br />
Fenterzuluftöffnungen. Ofentüren). Anschließend wurde vom Meßteam ein elektrisch betriebenes<br />
Gebläse mit flexiblem Rahmen ("Blower-Door") in die Wohnungseingangstür eingebaut. Mit dem<br />
Gebläse wurde Unter- bzw. Überdruck in <strong>der</strong> Wohnung erzeugt und <strong>der</strong> vom Gebläse geför<strong>der</strong>te<br />
Volumenstrom in Abhängigkeit vom Differenzdruck über die Gebäudehülle gemessen. Da <strong>der</strong> Massenstrom<br />
am Gebläse gleich groß ist wie die durch die Wohnungslecks strömende Luftmenge, erhält man<br />
so ein Maß für die Luftdichtheit <strong>der</strong> Wohnung.<br />
Darüber hinaus wurde die untersuchte Wohnung bei einem Prüfdruck von 50 Pa auf Undichtheiten<br />
untersucht (Meßgerät: Hitzdrahtanemometer).<br />
Untersuchte Wohnung:<br />
M 4-Raum-Wohnung<br />
Für die Messung wurde von <strong>der</strong> Friedlän<strong>der</strong> Wohnungsverwaltung<br />
eine Wohnung in <strong>der</strong> Jahnstraße 9 - 1. Obergeschoß zur Verfügung<br />
gestellt (Schachtlüftung, Ablufterfassung in Küche und Bad).<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Seite<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 9 3
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Ergebnisse<br />
Aus den Meßwerten (Anlage 5 und 6) wurden folgende Ergebnisse ermittelt:<br />
Tab. 1:<br />
Luftwechselrate bei 50 Pa<br />
Messung<br />
Unterdruck<br />
h -1<br />
Luftwechselrate bei 50 Pa<br />
n L,50 -Wert<br />
Überdruck<br />
h -1<br />
Mittelwert<br />
h -1<br />
Bemerkung<br />
1 3,35 2,37 2,86 4-Raum-Wohnung<br />
M Leckagen<br />
Leckagenbereich<br />
Luftströmung [ m/s ]<br />
Unterdruck<br />
Überdruck<br />
Wohnzimmer<br />
Fenster, linker Flügel - unten<br />
Fenster, Mitte<br />
Ofenrohr - Wandfutter<br />
0,1<br />
0,4<br />
0,7<br />
-<br />
-<br />
-<br />
Schlafzimmer<br />
Fenster (2flüglig), Mitte<br />
Zuluftkanal, linke Fensterseite<br />
0,5<br />
1,5<br />
-<br />
-<br />
1. Kin<strong>der</strong>zimmer<br />
Fensterflügel, links unten<br />
Fensterflügel, rechts unten<br />
0,2<br />
0,15<br />
0,1<br />
-<br />
2. Kin<strong>der</strong>zimmer<br />
Fensterflügel, untere Seite 0,2 0,1<br />
Küche<br />
Fensterflügel, linke Seite<br />
Ofenklappe<br />
0,3<br />
1,84<br />
-<br />
-<br />
Die gemessenen Werte gelten jeweils für 50 Pa Druckdifferenz.<br />
Um die Lüftung <strong>der</strong> untersuchten Wohnung zu beurteilen, wurden aus den Meßwerten (Regressionsrechnung)<br />
Luftvolumenströme und Luftwechsel bei verschiedenen Druckdifferenzen ermittelt.<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Seite<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 9 4
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Bewertung<br />
M Luftwechselrate bei 50 Pa (n L,50 -Wert)<br />
Die Luftwechselrate <strong>der</strong> untersuchten 4-Raum-Wohnung liegt mit 2,86 h -1 innerhalb <strong>der</strong> empfohlenen<br />
Werte (For<strong>der</strong>ungen <strong>der</strong> Schweizer SIA-Norm, Seite 3).<br />
Beim Austausch <strong>der</strong> Fenster und dem Einbau eines mechanischen Lüftungssystems mit Dachventilator<br />
muß allerdings sichergestellt sein, daß in die Räume <strong>der</strong> erfor<strong>der</strong>liche Abluftvolumenstrom als Zuluftvolumenstrom<br />
entwe<strong>der</strong> über Undichtheiten in <strong>der</strong> Gebäudehülle o<strong>der</strong> über Schächte bzw. Zuluftöffnungen<br />
(z. B. im Fenster) nachströmen kann. Dabei darf in <strong>der</strong> Wohnung kein größerer Unterdruck als<br />
4 Pa (Feuerstätten) bzw. 8 Pa erzeugt werden. Ein Nachströmen <strong>der</strong> Luft aus dem Treppenhaus über<br />
die Wohnungseingangstür sollte vermieden werden.<br />
Für die Bemessung <strong>der</strong> Lüftungsanlagen von Wohnungen können die in <strong>der</strong> DIN 1946, T. 6 genannten<br />
Richtwerte herangezogen werden (Tab. 3).<br />
Tab. 3: Planmäßige Luftvolumenströme ohne Berücksichtigung fensterloser Räume<br />
Wohnungsgruppe<br />
Wohnungsgröße<br />
(m 2 )<br />
Grundlüftung 1)<br />
(m 3 /h)<br />
Gesamtlüftung 2)<br />
(m 3 /h)<br />
I # 50 60 60<br />
II # 80<br />
(Wohnung = 79,54 m 2) 90 120<br />
1)<br />
Lüftung, die dauernd den erfor<strong>der</strong>lichen Mindest-Außenluftvolumenstrom ermöglicht.<br />
2)<br />
Lüftung, die dauernd die bei normaler Regelung und Nutzung erfor<strong>der</strong>lichen Außenluftvolumenströme ermöglicht<br />
(Bedarfslüftung).<br />
Der nach DIN 1946, T. 6 gefor<strong>der</strong>te Abluftvolumenstrom von 120 m 3 /h kann über die undichten Fugen<br />
<strong>der</strong> gegenwärtig eingebauten Fenster problemlos realisiert werden. Die im Rahmen des Luftdichtheitstests<br />
aufgenommene Strömungscharakteristik (Anlage 3) zeigt, daß bei einem in <strong>der</strong> Wohnung erzeugten<br />
Unterdruck von 8 Pa etwa 130 m 3 /h Außenluft über Undichtheiten <strong>der</strong> Außenwände, insbeson<strong>der</strong>e <strong>der</strong><br />
Fenster, nachströmen können.<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Seite<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 9 5
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Anlagenverzeichnis<br />
Anlage 1<br />
Gebäude- und Klimadaten<br />
2 Zusammenstellung <strong>der</strong> Gebäudedaten<br />
(4-Raum-Wohnung)<br />
3 Diagrammdarstellung <strong>der</strong> Unter- und Überdruckmeßwerte<br />
4 Grundriß 4-Raum-Wohnung<br />
5, 6 Auswertung Luft- und Winddichtheitstest<br />
(4-Raum-Wohnung)<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Seite<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 9 6
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Datenerfassung zur Messung <strong>der</strong> Luft-/Winddichtheit<br />
Gebäudedaten WBS 70<br />
Objekt<br />
4-Raum-Wohnung<br />
Wohnungsvolumen [m 3 ] 205<br />
Geschoßzahl 5<br />
Bemerkungen<br />
5geschossiger Plattenbau <strong>der</strong> Typenserie WBS 70 für ländliche<br />
Gebiete, Schachtlüftung, Ablufterfassung in Küche und Bad,<br />
Abluftschächte aus Gipsbeton, Ofenheizung (3 Öfen)<br />
Klimadaten<br />
Datum:<br />
12.03.1997<br />
Uhrzeit:<br />
12.00 Uhr<br />
Lufttemperatur (außen) [EC] 6,4<br />
Lufttemperatur (innen) [EC] 19,1<br />
Luftfeuchte (außen) [%] 68,3<br />
Luftfeuchte (innen) [%] 45,0<br />
Windgeschwindigkeit [m/s] 1,6<br />
Windexponiertheit<br />
(exponiert 0,9<br />
normal 1,0<br />
geschützt 1,2)<br />
1,0<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Anlage<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 9 1
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Gebäudedaten<br />
M Wohnungsvolumen (Grundriß nach Anlage 4)<br />
4-Raum-Wohnung<br />
(Grundfläche * Raumhöhe)<br />
Wohnräume, Küche, Bad, Flur: 79,54 m 2 * 2,58 m = 205,21 m 3<br />
Wohnungsvolumen gesamt: . 205,00 m 3<br />
========================================================<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Anlage<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 9 2
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Grafische Darstellung <strong>der</strong> Messwerte und <strong>der</strong> berechneten<br />
Regressionskurven für die Über- und Unterdruckmessung<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Anlage<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 9 3
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Grundriss 4-Raum-Wohnung (Ofenheizung)<br />
O - festgestellte Leckagen<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Anlage<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 9 4
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Auswertung Luft- und Winddichtheitstest<br />
Objekt:<br />
4-Raum-Wohnung<br />
Bemerkungen: Messung vom 12.03.1997<br />
Gebäudedaten: Wohnungsvolumen = 205 ƒ m 3 „<br />
Anzahl <strong>der</strong> Geschosse = 1<br />
Lagefaktor = 1<br />
Temperaturen: Innentemperatur = 19,1 ƒ EC „<br />
Außentemperatur = 6,4 ƒ EC „<br />
Gebläsezustand:<br />
Ring A und B installiert<br />
Messung mit:<br />
Unterdruck<br />
Gebäudedruck ƒ Pa „ Gebläsedruck ƒ Pa „ Luftvolumenstrom ƒ l/s „ % Fehler<br />
59 70 227 2,5<br />
55 56 203 -2,5<br />
49 47 185 -1,0<br />
43 37 164 -1,5<br />
37 30 148 1,3<br />
30 21 123 2,0<br />
38 30 148 -1,1<br />
47 45 181 0,5<br />
53 55 201 -0,1<br />
Regressionskoeffizient r = 0,9948<br />
Strömungskoeffizient C = 5,79 ƒ l/s „<br />
Strömungsexponent n = 0,893<br />
Luftwechselrate bei 50 Pa: = 191 ƒ l/s „ +/- 0,7 %<br />
= 687 ƒ m 3 /h „ +/- 0,7 %<br />
n L,50 = 3,35 ƒ h -1 „ nach SIA 180<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Anlage<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 9 5
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Auswertung Luft- und Winddichtheitstest<br />
Objekt:<br />
4-Raum-Wohnung<br />
Bemerkungen: Messung vom 12.03.1997<br />
Gebäudedaten: Wohnungsvolumen = 205 ƒ m 3 „<br />
Anzahl <strong>der</strong> Geschosse = 1<br />
Lagefaktor = 1<br />
Temperaturen: Innentemperatur = 19,1 ƒ EC „<br />
Außentemperatur = 6,4 ƒ EC „<br />
Gebläsezustand:<br />
Messung mit:<br />
Ring A, B und C installiert<br />
Überdruck<br />
Gebäudedruck ƒ Pa „ Gebläsedruck ƒ Pa „ Luftvolumenstrom ƒ l/s „ % Fehler<br />
55 155 143 0,5<br />
48 130 130 -1,2<br />
38 100 113 -2,1<br />
30 85 104 2,5<br />
24 68 93 3,1<br />
18 45 74 -2,7<br />
23 60 87 -1,1<br />
32 85 104 -1,1<br />
43 120 125 0,7<br />
50 140 135 0,4<br />
59 165 148 -0,1<br />
Regressionskoeffizient r = 0,9970<br />
Strömungskoeffizient C = 15,33 ƒ l/s „<br />
Strömungsexponent n = 0,556<br />
Luftwechselrate bei 50 Pa: = 135 ƒ l/s „ +/- 0,6 %<br />
= 485 ƒ m 3 /h „ +/- 0,6 %<br />
n L,50 = 2,37 ƒ h -1 „ nach SIA 180<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Anlage<br />
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Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Luft- und Winddichtheitstest<br />
(Blower-Door-Test)<br />
Auftraggeber:<br />
Friedlän<strong>der</strong> Wohnungsverwaltung GmbH<br />
Salower Straße 39, 17098 Friedland<br />
Objekt: Wohnung 2. Obergeschoß, Jahnstraße 10<br />
Der Bericht umfaßt 6 Seiten und 10 Anlagen<br />
Berlin, März 1997
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Aufgabe<br />
Für die Friedlän<strong>der</strong> Wohnungsverwaltung GmbH, Salower Straße 39, 17 098 Friedland, wurde als eine<br />
Entscheidungsgrundlage für die zu sanierenden Wohnbauten <strong>der</strong> Serie WBS 70 für ländliche Gebiete -<br />
4u.5geschossig, in einer Wohnung - Jahnstraße 10 - folgende Untersuchung durchgeführt:<br />
M Luft- und Winddichtheitstest (Blower-Door-Test) in einer ausgewählten Wohnung. Bewertung <strong>der</strong><br />
Ergebnisse nach internationalen Normen.<br />
Bemerkungen zum Blower-Door-Test<br />
In <strong>der</strong> zweiten Hälfte <strong>der</strong> siebziger Jahre wurde ein Meßverfahren zur Bestimmung <strong>der</strong> Luft- und<br />
Winddichtheit von Gebäuden entwickelt. Dazu wird dem zu untersuchenden Gebäude ein Über- bzw.<br />
Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck aufgeprägt und <strong>der</strong> dazu notwendige Luftmassenstrom<br />
bestimmt.<br />
Der Differenzdruck wird mit Hilfe eines in die Fassade eingebauten Ventilators aufgebracht. Die<br />
Messung wird bei verschiedenen Differenzdrücken durchgeführt (10 Pa - 60 Pa) 1 . Daraus lassen sich<br />
mit Hilfe <strong>der</strong> Regressionsrechnung die gesuchten Kennwerte bestimmen.<br />
Grundsätzlich ist zu beachten, daß sich bestimmte Bauteile <strong>der</strong> Gebäudehülle wie "Rückschlagventile"<br />
verhalten können. So werden z. B. Fenster bei Überdruck in ihre Rahmen gepreßt, während sie sich bei<br />
Unterdruck entgegengesetzt verhalten.<br />
Zusätzlich zu diesem Effekt kann die asymmetrische Geometrie einiger Spalten in bezug auf die<br />
Fließrichtung erhebliche Verän<strong>der</strong>ungen im Luftdurchtrittsverhalten bewirken. Daher wird üblicherweise<br />
ein Mittelwert aus Überdruck- und Unterdruckmessung gebildet.<br />
Für die Beurteilung <strong>der</strong> Luft- und Winddichtheit wird die Luftwechselrate bei einem Differenzdruck von<br />
50 Pa ermittelt (n L,50 -Wert). Da in Deutschland zur Zeit noch keine verbindlichen Vorschriften existieren<br />
2 , werden i.a. die Werte <strong>der</strong> Schweizer SIA-Norm 180 zur Bewertung herangezogen.<br />
1 Die bei <strong>der</strong> Messung verwendeten Drücke von 10 Pa bis 60 Pa entsprechen dem Staudruck auf <strong>der</strong> Luv-Seite<br />
des Gebäudes bei Windgeschwindigkeiten zwischen 4 und 10 m/s (bzw. 15 - 36 km/h).<br />
2 E DIN EN ISO 9972 (Wärmeschutz - Bestimmung <strong>der</strong> Luftdichtheit von Gebäuden - Differenzdruck-Verfahren)<br />
ist noch nicht bestätigt.<br />
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Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Grenzwerte entsprechend <strong>der</strong> Schweizer SIA-Norm 180 (1988):<br />
Luftwechselrate bei 50 Pa<br />
n L,50 (h -1 )<br />
EFH-Neubauten (mit Fensterlüftung)<br />
MFH-Neubauten (mit Fensterlüftung)<br />
2,0<br />
2,5<br />
bis<br />
bis<br />
4,5<br />
3,5<br />
Wohn-Neubauten mit Abluftanlagen<br />
2,0<br />
bis<br />
3,0<br />
Gebäude mit Zu/Abluft- o<strong>der</strong> Klimaanlage<br />
1,0<br />
Meßablauf<br />
Alle konstruktiven Öffnungen innerhalb <strong>der</strong> untersuchten Wohnung zur Außenluft wurden abgedichtet<br />
(z. B. Durchführungen <strong>der</strong> Sanitärinstallation, Ablufterfasser in Bad und Kochnische, Lüftungsgitter<br />
<strong>der</strong> Fenterzuluftöffnungen, Ofentür). Anschließend wurde vom Meßteam ein elektrisch betriebenes<br />
Gebläse mit flexiblem Rahmen ("Blower-Door") in die Wohnungseingangstür eingebaut. Mit dem<br />
Gebläse wurde Unter- bzw. Überdruck in <strong>der</strong> Wohnung erzeugt und <strong>der</strong> vom Gebläse geför<strong>der</strong>te<br />
Volumenstrom in Abhängigkeit vom Differenzdruck über die Gebäudehülle gemessen. Da <strong>der</strong> Massenstrom<br />
am Gebläse gleich groß ist wie die durch die Wohnungslecks strömende Luftmenge, erhält man<br />
so ein Maß für die Luftdichtheit <strong>der</strong> Wohnung.<br />
Darüber hinaus wurde die untersuchte Wohnung bei einem Prüfdruck von 50 Pa auf Undichtheiten<br />
untersucht (Meßgerät: Hitzdrahtanemometer).<br />
Untersuchte Wohnung:<br />
M 1-Raum-Wohnung<br />
Für die Messung wurde von <strong>der</strong> Friedlän<strong>der</strong> Wohnungsverwaltung<br />
eine Wohnung in <strong>der</strong> Jahnstraße 10 - 2. Obergeschoß zur Verfügung<br />
gestellt (Schachtlüftung, Ablufterfassung in Kochnische und Bad).<br />
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Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Ergebnisse<br />
Aus den Meßwerten (Anlage 5 und 6) wurden folgende Ergebnisse ermittelt:<br />
Tab. 1:<br />
Luftwechselrate bei 50 Pa<br />
Messung<br />
Unterdruck<br />
h -1<br />
Luftwechselrate bei 50 Pa<br />
n L,50 -Wert<br />
Überdruck<br />
h -1<br />
Mittelwert<br />
h -1<br />
Bemerkung<br />
1 5,44 5,01 5,23 1-Raum-Wohnung<br />
M Leckagen<br />
Leckagenbereich<br />
Luftströmung [ m/s ]<br />
Unterdruck<br />
Überdruck<br />
Wohnzimmer<br />
mit<br />
Kochnische<br />
- linkes Fenster, Außenrahmen (links)<br />
- linkes Fenster, Fensterflügel (links)<br />
- rechtes Fenster, Außenrahmen (links)<br />
- rechtes Fenster, Flügel (rechts unten)<br />
0,1<br />
0,11<br />
0,1<br />
1,14<br />
-<br />
-<br />
-<br />
0,18<br />
- Kanal Fensterzuluft (unten)<br />
4,05<br />
1,2<br />
Die gemessenen Werte gelten jeweils für 50 Pa Druckdifferenz.<br />
Um die Lüftung <strong>der</strong> untersuchten Wohnung zu beurteilen, wurden aus den Meßwerten (Regressionsrechnung)<br />
Luftvolumenströme und Luftwechsel bei verschiedenen Druckdifferenzen ermittelt.<br />
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Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
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Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Bewertung<br />
M Luftwechselrate bei 50 Pa (n L,50 -Wert)<br />
Die Luftwechselrate <strong>der</strong> untersuchten 1-Raum-Wohnung liegt mit 5,23 h -1 weit oberhalb <strong>der</strong><br />
empfohlenen Werte (For<strong>der</strong>ungen <strong>der</strong> Schweizer SIA-Norm, Seite 3) . Diese hohen Luftwechselraten<br />
n L,50 sind insbeson<strong>der</strong>e auf Undichtheiten am Fensterzuluftkanal zurückzuführen.<br />
Im Falle einer Heizungssanierung werden die Öfen entfernt. Damit sind zusätzliche Zuluftöffnungen<br />
für die Zuführung von Verbrennungsluft nicht mehr nötig.<br />
Beim Austausch <strong>der</strong> Fenster und dem Einbau eines mechanischen Lüftungssystems mit Dachventilator<br />
muß allerdings sichergestellt sein, daß in die Räume <strong>der</strong> erfor<strong>der</strong>liche Abluftvolumenstrom als Zuluftvolumenstrom<br />
entwe<strong>der</strong> über Undichtheiten in <strong>der</strong> Gebäudehülle o<strong>der</strong> über Schächte bzw. Zuluftöffnungen<br />
(z. B. im Fenster) nachströmen kann. Dabei darf in <strong>der</strong> Wohnung kein größerer Unterdruck als<br />
4 Pa (Feuerstätten) bzw. 8 Pa erzeugt werden. Ein Nachströmen <strong>der</strong> Luft aus dem Treppenhaus über<br />
die Wohnungseingangstür sollte vermieden werden.<br />
Für die Bemessung <strong>der</strong> Lüftungsanlagen von Wohnungen können die in <strong>der</strong> DIN 1946, T. 6 genannten<br />
Richtwerte herangezogen werden (Tab. 3).<br />
Tab. 3: Planmäßige Luftvolumenströme ohne Berücksichtigung fensterloser Räume<br />
Wohnungsgruppe<br />
Wohnungsgröße<br />
(m 2 )<br />
Grundlüftung 1)<br />
(m 3 /h)<br />
Gesamtlüftung 2)<br />
(m 3 /h)<br />
I # 50 60 60<br />
II # 80<br />
(Wohnung = 25,43 m 2) 90 120<br />
1)<br />
Lüftung, die dauernd den erfor<strong>der</strong>lichen Mindest-Außenluftvolumenstrom ermöglicht.<br />
2)<br />
Lüftung, die dauernd die bei normaler Regelung und Nutzung erfor<strong>der</strong>lichen Außenluftvolumenströme ermöglicht<br />
(Bedarfslüftung).<br />
Der nach DIN 1946, T. 6 gefor<strong>der</strong>te Abluftvolumenstrom von 60 m 3 /h kann über die undichten Fugen<br />
<strong>der</strong> gegenwärtig eingebauten Fenster problemlos realisiert werden. Die im Rahmen des Luftdichtheitstests<br />
aufgenommene Strömungscharakteristik (Anlage 3) zeigt, daß bei einem in <strong>der</strong> Wohnung erzeugten<br />
Unterdruck von 8 Pa etwa 80 m 3 /h Außenluft über Undichtheiten <strong>der</strong> Außenwände, insbeson<strong>der</strong>e<br />
Fenster, nachströmen können.<br />
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Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
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Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Anlagenverzeichnis<br />
Anlage 1<br />
Gebäude- und Klimadaten<br />
2 Zusammenstellung <strong>der</strong> Gebäudedaten<br />
(1-Raum-Wohnung)<br />
3 Diagrammdarstellung <strong>der</strong> Unter- und Überdruckmeßwerte<br />
4 Grundriß 1-Raum-Wohnung<br />
5, 6 Auswertung Luft- und Winddichtheitstest<br />
(1-Raum-Wohnung)<br />
7, 8, 9, 10 Bil<strong>der</strong> Blower-Door-Test<br />
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Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 10 6
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
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Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Datenerfassung zur Messung <strong>der</strong> Luft-/Winddichtheit<br />
Gebäudedaten WBS 70<br />
Objekt<br />
1-Raum-Wohnung<br />
Wohnungsvolumen [m 3 ] 66<br />
Geschoßzahl 5<br />
Bemerkungen<br />
5geschossiger Plattenbau <strong>der</strong> Typenserie WBS 70 für ländliche<br />
Gebiete, Schachtlüftung, Ablufterfassung in Kochnische und<br />
Bad, Abluftschächte aus Gipsbeton, Kachelofen im Wohnzimmer<br />
Klimadaten<br />
Datum:<br />
12.03.1997<br />
Uhrzeit:<br />
14.00 Uhr<br />
Lufttemperatur (außen) [EC] 6,4<br />
Lufttemperatur (innen) [EC] 22,8<br />
Luftfeuchte (außen) [%] 68,3<br />
Luftfeuchte (innen) [%] 38,4<br />
Windgeschwindigkeit [m/s] 1,6<br />
Windexponiertheit<br />
(exponiert 0,9<br />
normal 1,0<br />
geschützt 1,2)<br />
1,0<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Anlage<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 10 1
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Gebäudedaten<br />
M Wohnungsvolumen (Grundriß nach Anlage 4)<br />
1-Raum-Wohnung<br />
(Grundfläche * Raumhöhe)<br />
Wohnraum mit Kochnische,<br />
Bad, Flur: 25,43 m 2 * 2,58 m = 65,61 m 3<br />
Wohnungsvolumen gesamt: . 66,00 m 3<br />
========================================================<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Anlage<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 10 2
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Grafische Darstellung <strong>der</strong> Messwerte und <strong>der</strong> berechneten<br />
Regressionskurven für die Über- und Unterdruckmessung<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Anlage<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 10 3
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Grundriss 1-Raum-Wohnung (Ofenheizung)<br />
O - festgestellte Leckagen<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Anlage<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 10 4
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Auswertung Luft- und Winddichtheitstest<br />
Objekt:<br />
1-Raum-Wohnung<br />
Bemerkungen: Messung vom 12.03.1997<br />
Gebäudedaten: Wohnungsvolumen = 66 ƒ m 3 „<br />
Anzahl <strong>der</strong> Geschosse = 1<br />
Lagefaktor = 1<br />
Temperaturen: Innentemperatur = 22,8 ƒ EC „<br />
Außentemperatur = 6,4 ƒ EC „<br />
Gebläsezustand:<br />
Ring A, B und C installiert<br />
Messung mit:<br />
Unterdruck<br />
Gebäudedruck ƒ Pa „ Gebläsedruck ƒ Pa „ Luftvolumenstrom ƒ l/s „ % Fehler<br />
55 100 108 0,1<br />
48 77 94 -2,9<br />
41 63 84 -1,0<br />
33 47 72 0,7<br />
29 39 66 1,1<br />
39 62 84 2,1<br />
50 89 98 -2,2<br />
60 118 117 2,0<br />
Regressionskoeffizient r = 0,995<br />
Strömungskoeffizient C = 4,52 ƒ l/s „<br />
Strömungsexponent n = 0,791<br />
Luftwechselrate bei 50 Pa: = 100 ƒ l/s „ +/- 0,6 %<br />
= 359 ƒ m 3 /h „ +/- 0,6 %<br />
n L,50 = 5,44 ƒ h -1 „ nach SIA 180<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Anlage<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 10 5
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Auswertung Luft- und Winddichtheitstest<br />
Objekt:<br />
1-Raum-Wohnung<br />
Bemerkungen: Messung vom 12.03.1997<br />
Gebäudedaten: Wohnungsvolumen = 66 ƒ m 3 „<br />
Anzahl <strong>der</strong> Geschosse = 1<br />
Lagefaktor = 1<br />
Temperaturen: Innentemperatur = 22,8 ƒ EC „<br />
Außentemperatur = 6,4 ƒ EC „<br />
Gebläsezustand:<br />
Messung mit:<br />
Ring A, B und C installiert<br />
Überdruck<br />
Gebäudedruck ƒ Pa „ Gebläsedruck ƒ Pa „ Luftvolumenstrom ƒ l/s „ % Fehler<br />
56 75 98 1,1<br />
45 58 86 -0,9<br />
36 46 76 -1,4<br />
28 36 67 -1,1<br />
23 32 63 3,0<br />
31 41 71 0,4<br />
43 55 83 -1,3<br />
54 70 95 -0,6<br />
60 80 101 0,9<br />
Regressionskoeffizient r = 0,9968<br />
Strömungskoeffizient C = 11,66 ƒ l/s „<br />
Strömungsexponent n = 0,526<br />
Luftwechselrate bei 50 Pa: = 91 ƒ l/s „ +/- 0,5 %<br />
= 329 ƒ m 3 /h „ +/- 0,5 %<br />
n L,50 = 5,01 ƒ h -1 „ nach SIA 180<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Anlage<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 10 6
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Abbildung1: Wohnzimmer, linkes Fenster, abgeklebtes Fensterzuluftelement<br />
Abbildung2: Wohnzimmer, rechtes Fenster, linke Seite (bei Unterdruck)<br />
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Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Abbildung3: Wohnzimmer, rechtes Fenster, rechte Seite unten (bei Unterdruck)<br />
Abbildung4: Wohnzimmer, rechtes Fenster, rechte Seite unten (bei Überdruck)<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Anlage<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 10 8
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Abbildung5: Wohnzimmer, linkes Fenster, unteres Zuluftkanalende (bei<br />
Unterdruck)<br />
Abbildung6: Wohnzimmer, linkes Fenster, unteres Zuluftkanalende (bei<br />
Überdruck)<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Anlage<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 10 9
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<br />
<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)<br />
Rießerseestraße 10, 12 527 Berlin<br />
Tel.: 67 994 850 - Fax: 67 994 719<br />
Abbildung7: Wohnzimmer, linkes Fenster, linke Seite (bei Unterdruck)<br />
Abbildung8: Wohnzimmer, Leckagen linkes Fenster, am Außenrahmen (bei Unterdruck)<br />
Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test Anlage<br />
Dipl.-Ing. Wochnik Jahnstraße 10 10
Thermografische Aufnahmen, Jahnstraße 8 - 10, 17 098 Friedland<br />
1<br />
Thermografische<br />
Untersuchung<br />
Friedland<br />
Jahnstraße 8 - 10<br />
Auftraggeber:<br />
Auftragnehmer:<br />
Wohnungsgenossenschaft Friedland und 1990 e.G.<br />
Salower Straße 39<br />
17 098 Friedland<br />
Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT<br />
Rießerseestraße 10<br />
12527 Berlin<br />
Berlin, 29.01.1999<br />
Forschungsgesellschaft BAU und UMWELT, Rießerseestraße 10, 12527 Berlin, Tel.:030-67994-866
Thermografische Aufnahmen, Jahnstraße 8 - 10, 17 098 Friedland<br />
2<br />
1. Aufgabenstellung<br />
Bei <strong>der</strong> durchgeführten Untersuchung handelt es sich um eine qualitative Thermografieuntersuchung<br />
zum Objekt Jahnstraße 8 - 10. Dazu sind Außenaufnahmen zu erstellen. Bei dem Objekt handelt es<br />
sich um ein 4-geschossiges Wohngebäude des Großplattenbautyps WBS 70 mit nicht ausgebautem<br />
Dachgeschoss im sanierten Zustand (Wärmedämmverbundsystem). Eine wesentliche Beson<strong>der</strong>heit sind<br />
die in <strong>der</strong> Fassadendämmung verlegten Zuluftkanäle des Luftheizungssystems. Die Erwärmung <strong>der</strong> Fassadenoberfläche<br />
im Verlegebereich dieser Zuluftkanäle ist darzustellen. Die Temperatur <strong>der</strong> durch die Kanäle<br />
strömenden Luft liegt je nach Lage zwischen 47°C und 45°C.<br />
2. Durchführung <strong>der</strong> Untersuchung<br />
Datum: 27.01. 1999<br />
Uhrzeit:<br />
16:00 h - 17:00 h<br />
Klimatische Bedingungen<br />
Lufttemperatur: 0 °C<br />
Umgebungstemperatur: 0 °C<br />
Relative Luftfeuchte: 70 %<br />
Windgeschwindigkeit:<br />
2 ... 3 m/s<br />
Kein Nie<strong>der</strong>schlag, bewölkt<br />
3. Verwendete Meßtechnik<br />
- Thermografiegerät: VARIOSCAN compact 3011 (Jenoptik)<br />
Spektralbereich: 8 ... 12 µm<br />
Detektorkühlung:<br />
Flüssigstickstoff<br />
Temperaturauflösung: "0,03 K<br />
Arbeitstemperatur: -10 ... 40 °C<br />
- Auswertesoftware: IRBIS (Jenoptik)<br />
- Temperaturmeßgerät: Kombimeßgerät testo 400 mit Standard-Raumklimafühler<br />
- Thermisches Anemometer: TA 5 (airflow)<br />
4. Zur Bewertung <strong>der</strong> Thermogramme<br />
Bei <strong>der</strong> Auswertung von Thermogrammen sind mögliche Störstrahlungen, die das Ergebnis <strong>der</strong> Untersuchungen<br />
verfälschen können, zu berücksichtigen. Insbeson<strong>der</strong>e bei Fensterglas o<strong>der</strong> an<strong>der</strong>en Materialien<br />
mit relativ hohen Reflexions- und/o<strong>der</strong> Transmissionsgrad sind Auswertungen nur schwer<br />
möglich. Abhilfe kann meist nur durch Oberflächenmanipulation o<strong>der</strong> durch Ausschalten <strong>der</strong> Störstrahlung<br />
(oft nicht möglich) geschaffen werden.<br />
Temperaturunterschiede auf <strong>der</strong> äußeren Oberfläche eines Außenbauteils (im Thermogramm dargestellt)<br />
müssen immer in Relation zur Innentemperatur in diesem Gebäudebereich gesehen werden.<br />
Lokale Erwärmungen auf <strong>der</strong> Innenseite <strong>der</strong> Außenwand (z.B. durch Heizkörper ohne Strahlungsschutz,<br />
Wärmeentwicklung hinter Kühlgeräten und Beleuchtungskörpern) wirken sich auf die zu untersuchende<br />
Oberflächentemperatur des Außenbauteils aus.<br />
Oft können Erwärmungen von Außenbauteiloberflächen durch aus Gebäudeöffnungen (z.B. geöffnete<br />
Fenster) ausströmende warme Rauminnenluft nicht vermieden werden (kein Zugang zu entsprechenden<br />
Gebäudeteilen). Doch selbst wenn die entsprechenden Öffnungen geschlossen werden, so ist zu<br />
berücksichtigen, daß sich die Bauteiloberfläche nur allmählich wie<strong>der</strong> abkühlt.<br />
Nachfolgend werden die thermografischen Aufnahmen mit Kurzerläuterungen dargestellt.<br />
Forschungsgesellschaft BAU und UMWELT, Rießerseestraße 10, 12527 Berlin, Tel.:030-67994-866
Thermografische Aufnahmen, Jahnstraße 8 - 10, 17 098 Friedland<br />
3<br />
Bild 1:<br />
JAHNSTRASSE 10, links unsaniertes Nachbargebäude, Mitte und rechts 2./ 3. OG und Dach, Außenaufnahme<br />
Straßenseite (Süden), links neben den Fenstern sind die warmluftführenden Zuluftkanäle angeordnet,<br />
in <strong>der</strong> Mitte bildet sich <strong>der</strong> Fassadenluftkollektor ab, im Drempelbereich und insbeson<strong>der</strong>e im<br />
Bereich <strong>der</strong> Durchbrüche für die Luftkanäle werden erhöhte Oberflächentemperaturen dargestellt, erwärmte<br />
Oberfläche im Bereich <strong>der</strong> Fensterstürze (durch geringere Dämmstärke in diesem Bereich und<br />
ev. vor <strong>der</strong> Messung geöffnete Fenster), die Verdübelungen <strong>der</strong> Wärmedämmung sind als hellblaue<br />
Punkte im dunkelblauen Fassadenbereich erkennbar<br />
Bild 2 JAHNSTRASSE 10, links unsaniertes Nachbargebäude, EG-2.OG, Außenaufnahme Straßenseite (Süden),<br />
links neben den Fenstern sind die warmluftführenden Zuluftkanäle angeordnet, in <strong>der</strong> Mitte bildet<br />
sich <strong>der</strong> Fassadenluftkollektor ab, erwärmte Oberfläche im Bereich <strong>der</strong> Fensterstürze (durch geringere<br />
Dämmstärke in diesem Bereich und ev. vor <strong>der</strong> Messung geöffnete Fenster)<br />
Forschungsgesellschaft BAU und UMWELT, Rießerseestraße 10, 12527 Berlin, Tel.:030-67994-866
Thermografische Aufnahmen, Jahnstraße 8 - 10, 17 098 Friedland<br />
4<br />
Bild 3:<br />
JAHNSTRASSE 10, 1.-3. OG, Außenaufnahme Eingangsseite (Norden), links und rechts neben den<br />
Fenstern sind die warmluftführenden Zuluftkanäle angeordnet, im Drempelbereich und insbeson<strong>der</strong>e im<br />
Bereich <strong>der</strong> Durchbrüche für die Luftkanäle werden erhöhte Oberflächentemperaturen dargestellt, erwärmte<br />
Oberfläche im Bereich <strong>der</strong> Fensterstürze (durch geringere Dämmstärke in diesem Bereich und<br />
ev. vor <strong>der</strong> Messung geöffnete Fenster), im linken Bereich ist ein Regenfallrohr dunkel abgebildet<br />
Bild 4:<br />
JAHNSTRASSE 10,Außenaufnahme Giebelseite (Osten), die Giebelwand weist keine Fehlstellen bei<br />
<strong>der</strong> Wärmedämmung auf, unten ist eine direkt vor die Giebelwand gesetzte ungedämmte Trafo-Station<br />
mit erhöhter Oberflächentemperatur dargestellt<br />
Forschungsgesellschaft BAU und UMWELT, Rießerseestraße 10, 12527 Berlin, Tel.:030-67994-866
Wärmebedarfsausweis nach § 12 Wärmeschutzverordnung<br />
Gebäude- und Anlagenbeschreibung<br />
- Gebäude mit normalen Innentemperaturen -<br />
Art d. Gebäudes: Wohngebäude Nord 0,23<br />
Lage: Seiten-Reihenhaus Fenster- Ost<br />
Anzahl Geschosse: 4 flächenanteil: Süd 0,22<br />
Anzahl Nutzungseinheiten: 30 West<br />
beheiztes Volumen [m³]: 6.036,36 Glasvorbau Keiner<br />
Umfassungsfläche [m²]: 2.330,98 Heizungsart: Einzelofenheizung<br />
Verhältnis A/V [1/m]: 0,39 Kühlungsart: Keine<br />
Gebäudenutzfläche [m²]: 1.931,64 Lüftungsart: Freie Lüftung<br />
Wohnfläche (§44 Abs. 1 II. BV): 1.739,46 Wärmerückgewinnung: Keine<br />
Hauptnutzfläche (DIN 277):<br />
Wärmerückgewinnungsgrad: -<br />
Hinweis: Die Angabe <strong>der</strong> Wohnfläche und Hauptnutz- Solarkollektoreinsatz: Keiner<br />
fläche ist optional und alternativ. Wärmepumpeneinsatz: Keine<br />
Nachweis nach Anlage 1 Ziffer 1, 6 und 7 Wärmeschutzverordnung<br />
- WärmeschutzV vom 16. August 1994 -<br />
nachzuweisen<strong>der</strong> Kennwert maximal zulässig berechnet<br />
spezifischer Jahres-Heizwärmebedarf kWh/(m³ * a) 20,51 30,45<br />
des Gebäudes 1) kWh/(m² * a) 64,09 95,17<br />
Wand 0,50<br />
Wärmedurchgangskoeffizient Fenster ²) 0,70<br />
W/(m² * K)<br />
<strong>der</strong> Außenbauteile 1) Dach 0,22<br />
Grundfl. 0,35<br />
Wärmedurchgangskoeffizient<br />
von Außenbauteilen mit W/(m² * K) 0,35<br />
Flächenheizungen<br />
Wärmedurchgangskoeffizient<br />
von Außenwänden im Bereich W/(m² * K) k-Wand<br />
von Heizkörpern<br />
Wärmedurchgangskoeffizient<br />
von Fenstern vor Heizkörpern<br />
W/(m² * K)<br />
Sommerlicher Wärmeschutz<br />
bei großflächigen Verglasungen g * f 0,25<br />
o<strong>der</strong> Raumkühlung<br />
1) Der berechnete Jahres-Wärmebedarf darf den in Abhängigkeit vom Verhältnis A/V gefor<strong>der</strong>ten Wert nicht überschreiten. Er ist entwe<strong>der</strong><br />
auf das beheizte Volumen o<strong>der</strong> auf die aus diesem Volumen abgeleitete Nutzfläche zu beziehen. Für kleine Wohngebäude mit bis zu zwei<br />
Vollgeschossen und nicht mehr als 3 Wohnungen darf <strong>der</strong> Nachweis auch über den k-Wert <strong>der</strong> Außenbauteile geführt werden.<br />
2) Im äquivalenten Wärmedurchgangswert <strong>der</strong> Fenster sind die Wärmegewinne durch Sonneneinstrahlung berücksichtigt.<br />
Nutzungsspezifischer Jahres-Heizwärmebedarf<br />
Jahres-Heizwärmebedarf des Gebäudes kWh/a 183.834,53<br />
insgesamt<br />
nutzflächenbezogener kWh/(m² * a) 105,68<br />
Jahres-Heizwärmebedarf des Gebäudes<br />
Hinweis:<br />
Dem flächenbezogenen Wert aus dem Nachweis zur Wärmeschutzverordnung liegt eine aus dem Gebäudevolumen direkt abgeleitete Fläche<br />
zugrunde, die in Abhängigkeit von <strong>der</strong> Nutzung und Größe des Gebäudes von <strong>der</strong> tatsächlichen Gebäudenutzfläche abweicht. Bei Angabe<br />
(optional) <strong>der</strong> Wohnfläche nach § 44 Abs. 1 II. BV (Wohnungsnutzung) o<strong>der</strong> <strong>der</strong> Hauptnutzfläche nach DIN 277 (bei an<strong>der</strong>en Nutzungen) wird<br />
hier ein auf diese Flächen bezogener Wert des Jahres-Heizwärmebedarfes ausgewiesen.<br />
1,50<br />
Hinweis zu den Grundlagen dieses Wärmebedarfsausweises<br />
Die vorstehenden Werte des Jahres-Heizwärmebedarfes geben vorrangig Anhaltspunkte für die vergleichende Beurteilung <strong>der</strong> energetischen Qualität von<br />
Gebäuden. Diese Werte werden unter einheitlichen Randbedingungen ermittelt, die durch die Wärmeschutzverordnung vorgegeben sind (z.B. meteorologische<br />
Daten, bestimmte Annahmen über nutzbare interne Wärmegewinne und den Luftwechsel). Insoweit, wegen des nicht einbezogenen Wirkungsgrades<br />
<strong>der</strong> Heizungsanlage und wegen <strong>der</strong> im Einzelfall unterschiedlichen Nutzergewohnheiten kann <strong>der</strong> tatsächliche Heizenergieverbrauch aus dem Jahres-Heizwärmebedarf<br />
nur bedingt abgeleitet werden.<br />
Die vorstehenden Werte des Jahres-Heizwärmebedarfs können darüberhinaus nur dann zutreffen, wenn die Dichtheitsanfor<strong>der</strong>ungen und die übrigen Anfor<strong>der</strong>ungen<br />
<strong>der</strong> Wärmeschutzverordnung erfüllt werden.<br />
Ausfertigung: Datum Unterschrift Bauherr:<br />
Sellnau 26.03.97<br />
Än<strong>der</strong>ungen: Datum Unterschrift Bauvorhaben:<br />
Forschungsgesellschaft A<br />
BAU UND UMWELT GmbH B<br />
Rießerseestraße 10 Anlagen: Seite<br />
12527 Berlin Energiebilanz 1<br />
Tel.: (030) 67 994 850 k-Wertermittlung <strong>der</strong> Bauteile 2 - 7<br />
Fax: (030) 67 994 719 Grafische Ergebnisse 8 - 9<br />
Wohnungsbaugenossenschaft Friedland<br />
Salower Straße 39, 17098 Friedland<br />
Demonstrationsvorhaben - energiegerechte<br />
<strong>Sanierung</strong> - IST-ZUSTAND<br />
Jahnstraße 8-10<br />
17098 Friedland (Mecklemburg/Vorpommern)<br />
Wärmebedarfsausweis
EnDiag<br />
Ausfertigung<br />
25.03.97<br />
Objekt:<br />
Ort:<br />
<strong>Sanierung</strong> Wohngebäude - Ist-Zustand<br />
Arbeitsblatt WS95<br />
Jahnstraße 8-10, 17098 Friedland<br />
Wärmeströme<br />
Seite 1/9<br />
Erfassung <strong>der</strong> Wärmeströme<br />
Bauteilverfahren<br />
Hüllfächenverfahren<br />
Bauteilart Bauteile Max. zul. A*k Abmin- A*k*f<br />
Bauteil Einbauort Fläche k-WERT k-Wert <strong>der</strong>ungs-<br />
- - m² W/m²K W/m²K W/K faktor W/K<br />
W AW 01 Nordfassade 319,86 0,70 0,50 224,71 1,0 224,71<br />
Außenwand AW 11 Nordfassade 55,53 0,84 0,50 46,80 1,0 46,80<br />
AW 01 Südfassade 319,86 0,70 0,50 224,71 1,0 224,71<br />
AW 12 Südfassade 61,20 0,78 0,50 47,67 1,0 47,67<br />
AW 02 Giebel Ost 138,54 0,64 0,50 88,50 1,0 88,50<br />
AW 02 Giebel West 138,54 0,64 0,50 88,50 1,0 88,50<br />
F AF 01 Nordfassade 87,48 2,41 0,70 210,73 1,0 210,73<br />
Außenfenster, AF 11 Treppenhaus Nord 15,66 2,48 0,70 38,88 1,0 38,88<br />
Fenstertüren, AT 01 Hauseingangstür Nord 9,45 2,50 0,70 23,63 1,0 23,63<br />
Dachfenster AF 02 Südfassade 87,48 1,51 0,70 131,80 1,0 131,80<br />
AF 02 Südfassade 19,44 1,51 0,70 29,29 1,0 29,29<br />
D DE 01 Oberste Geschoßdecke 538,96 0,85 0,22 458,82 0,8 367,06<br />
Dach- und<br />
Dachdeckenflächen<br />
G FB 01 Kellerdecke 538,96 0,87 0,35 469,30 0,5 234,65<br />
Gebäudegrundflächen<br />
AB<br />
Flächen zu<br />
Gebäudeteilen<br />
mit niedr. Temp.<br />
DL<br />
Deckenflächen<br />
nach unten gegen<br />
Außenluft<br />
Wärmeübertragende Umfassungsfläche 2330,98 2083,34 1756,93<br />
Geometrische Randbedingungen Randbedingungen <strong>der</strong> Berechnung<br />
Umfassungsfläche [m²] 2330,98 Abmin<strong>der</strong>ungsfaktor Wärmebedarf 0,9<br />
Beheiztes Volumen [m³] 6036,36 Gradstundenzahl [kKh] 84<br />
Anrechenbares Luftvolumen [m³] 4829,09 Luftwechsel [1/h] 0,8<br />
Gebäudenutzfläche [m²] 1931,64 Abmin<strong>der</strong>ungsfaktor Lüftung 1,0<br />
Verhältnis A/V [m²/m³] 0,386 Spez. interne Wärmegewinne [kWh/m³a] 8,0<br />
Jahres-Heizwärmebedarf kWh/a kWh/m³a kWh/m²a<br />
+ Transmissionswärmebedarf *) 132824 22,00 68,76 *) mit passiven Sonnenstrahlungsgewinnen<br />
+ Lüftungswärmebedarf 99302 16,45 51,41<br />
- Nutzbare interne Wärmegewinne 48291 8,00 25,00<br />
= Vorhandener Jahres-Heizwärmebedarf 183835 30,45 95,17<br />
Nachweis des Jahres-Heizwärmebedarfs<br />
Berechnet<br />
Maximal zulässig<br />
[kWh/m³a] 30,45 20,51 [kWh/m³a]<br />
o<strong>der</strong> =< o<strong>der</strong><br />
[kWh/m²a] 95,17 64,09 [kWh/m²a]
EnDiag<br />
Ausfertigung:<br />
25.03.97<br />
<strong>Sanierung</strong> Wohngebäude - Ist-Zustand<br />
Objekt:<br />
Ort: Jahnstraße 8-10, 17098 Friedland<br />
Arbeitsblatt Km<br />
k-Wert-Ermittlung<br />
Seite 2/9<br />
Bauteil Bezeichnung Ri [m²K/W] Ra [m²K/W] ti [°C] ta [°C]<br />
AW 01 Außenwandplatte 1 (6,0 x 2,8 m) 0,130 0,040 20 -15<br />
Schicht Dicke Lambda Dichte Temperatur [°C] R<br />
Nr. Schichtenaufbau von innen nach außen mm W/mK kg/m³ innen außen m²K/W<br />
A1 Teilbereich 1 des Bauteiles Flächenanteil [%] 91,50<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 17,8 16,5 0,074<br />
2 Mineralwolle - Dämmschicht 80 0,045 20 16,5 -13,7 1,778<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 -13,7 -14,3 0,037<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 260 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 1,888<br />
A2 Teilbereich 2 des Bauteiles Flächenanteil [%] 8,50<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 6,2 -1,6 0,074<br />
2 Beton - Steg 80 1,630 2350 -1,6 -6,8 0,049<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 -6,8 -10,8 0,037<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 260 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 0,160<br />
A3 Teilbereich 3 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
A4 Teilbereich 4 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
A5 Teilbereich 5 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
Flächengewicht gesamt [kg/m²] 440<br />
Dichte des Bauteils [kg/m³] 1694<br />
Wärmedurchgangskoeffizient [W/m²K] 0,703
EnDiag Objekt:<br />
Ausfertigung:<br />
25.03.97<br />
Ort: Jahnstraße 8-10, 17098 Friedland<br />
<strong>Sanierung</strong> Wohngebäude - Ist-Zustand<br />
Arbeitsblatt Km<br />
k-Wert-Ermittlung<br />
Seite 3/9<br />
Bauteil Bezeichnung Ri [m²K/W] Ra [m²K/W] ti [°C] ta [°C]<br />
AW 11 Außenwandplatte 2 (2,4 x 2,8 m) 0,130 0,040 20 -15<br />
Schicht Dicke Lambda Dichte Temperatur [°C] R<br />
Nr. Schichtenaufbau von innen nach außen mm W/mK kg/m³ innen außen m²K/W<br />
A1 Teilbereich 1 des Bauteiles Flächenanteil [%] 86,00<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 17,8 16,5 0,074<br />
2 Mineralwolle - Dämmschicht 80 0,045 20 16,5 -13,7 1,778<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 -13,7 -14,3 0,037<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 260 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 1,888<br />
A2 Teilbereich 2 des Bauteiles Flächenanteil [%] 14,00<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 6,2 -1,6 0,074<br />
2 Beton - Steg 80 1,630 2350 -1,6 -6,8 0,049<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 -6,8 -10,8 0,037<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 260 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 0,160<br />
A3 Teilbereich 3 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
A4 Teilbereich 4 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
A5 Teilbereich 5 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
Flächengewicht gesamt [kg/m²] 451<br />
Dichte des Bauteils [kg/m³] 1733<br />
Wärmedurchgangskoeffizient [W/m²K] 0,843
EnDiag Objekt:<br />
Ausfertigung:<br />
25.03.97<br />
Ort: Jahnstraße 8-10, 17098 Friedland<br />
<strong>Sanierung</strong> Wohngebäude - Ist-Zustand<br />
Arbeitsblatt Km<br />
k-Wert-Ermittlung<br />
Seite 4/9<br />
Bauteil Bezeichnung Ri [m²K/W] Ra [m²K/W] ti [°C] ta [°C]<br />
AW 12 Außenwandplatte 3 (2,4 x 2,8 m) 0,130 0,040 20 -15<br />
Schicht Dicke Lambda Dichte Temperatur [°C] R<br />
Nr. Schichtenaufbau von innen nach außen mm W/mK kg/m³ innen außen m²K/W<br />
A1 Teilbereich 1 des Bauteiles Flächenanteil [%] 88,50<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 17,8 16,5 0,074<br />
2 Mineralwolle - Dämmschicht 80 0,045 20 16,5 -13,7 1,778<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 -13,7 -14,3 0,037<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 260 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 1,888<br />
A2 Teilbereich 2 des Bauteiles Flächenanteil [%] 11,50<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 6,2 -1,6 0,074<br />
2 Beton - Steg 80 1,630 2350 -1,6 -6,8 0,049<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 -6,8 -10,8 0,037<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 260 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 0,160<br />
A3 Teilbereich 3 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
A4 Teilbereich 4 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
A5 Teilbereich 5 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
Flächengewicht gesamt [kg/m²] 446<br />
Dichte des Bauteils [kg/m³] 1716<br />
Wärmedurchgangskoeffizient [W/m²K] 0,779
EnDiag<br />
Ausfertigung:<br />
25.03.97<br />
Objekt:<br />
Ort:<br />
<strong>Sanierung</strong> Wohngebäude - Ist-Zustand<br />
Jahnstraße 8-10, 17098 Friedland<br />
Arbeitsblatt Km<br />
k-Wert-Ermittlung<br />
Seite 5/9<br />
Bauteil Bezeichnung Ri [m²K/W] Ra [m²K/W] ti [°C] ta [°C]<br />
AW 02 Giebelaußenwand 0,130 0,040 20 -15<br />
Schicht Dicke Lambda Dichte Temperatur [°C] R<br />
Nr. Schichtenaufbau von innen nach außen mm W/mK kg/m³ innen außen m²K/W<br />
A1 Teilbereich 1 des Bauteiles Flächenanteil [%] 94,00<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 17,8 16,5 0,074<br />
2 Mineralwolle - Dämmschicht 80 0,045 20 16,5 -13,7 1,778<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 -13,7 -14,3 0,037<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 260 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 1,888<br />
A2 Teilbereich 2 des Bauteiles Flächenanteil [%] 6,00<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 6,2 -1,6 0,074<br />
2 Beton - Steg 80 1,630 2350 -1,6 -6,8 0,049<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 -6,8 -10,8 0,037<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 260 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 0,160<br />
A3 Teilbereich 3 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
A4 Teilbereich 4 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
A5 Teilbereich 5 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
Flächengewicht gesamt [kg/m²] 436<br />
Dichte des Bauteils [kg/m³] 1676<br />
Wärmedurchgangskoeffizient [W/m²K] 0,639
EnDiag<br />
Ausfertigung:<br />
25.03.97<br />
Objekt:<br />
Ort:<br />
<strong>Sanierung</strong> Wohngebäude - Ist-Zustand<br />
Jahnstraße 8-10, 17098 Friedland<br />
Arbeitsblatt K<br />
k-Wert-Ermittlung<br />
Seite 6/9<br />
Bauteil Bezeichnung Ri [m²K/W] Ra [m²K/W] ti [°C] ta [°C]<br />
DE 01 Oberste Geschoßdecke 0,130 0,080 20 -12<br />
Schicht Dicke Lambda Dichte Temperatur [°C] R<br />
Nr. Schichtenaufbau von innen nach außen mm W/mK kg/m³ innen außen m²K/W<br />
1 Rohdecke 140 1,630 2350 16,5 14,1 0,086<br />
2 Mineralwolle 20 0,048 20 14,1 2,8 0,417<br />
3 HWL 40 0,093 350 2,8 -8,9 0,430<br />
4 Estrich 40 1,250 2100 -8,9 -9,8 0,032<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
gesamt Dicke [mm] 240 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 0,965<br />
Flächengewicht gesamt [kg/m²] 427<br />
Dichte des Bauteils [kg/m³] 1781<br />
Wärmedurchgangskoeffizient [W/m²K] 0,851<br />
Bauteil Bezeichnung Ri [m²K/W] Ra [m²K/W] ti [°C] ta [°C]<br />
FB 01 Kellerdecke 0,170 0,170 20 10<br />
Schicht Dicke Lambda Dichte Temperatur [°C] R<br />
Nr. Schichtenaufbau von innen nach außen mm W/mK kg/m³ innen außen m²K/W<br />
1 Spannteppich 5 0,075 650 18,5 17,9 0,067<br />
2 Fließanhydrit-Estrich 50 0,750 1400 17,9 17,4 0,067<br />
3 Dachpappe 1 0,170 1200 17,4 17,3 0,006<br />
4 Mineralwolle 28 0,048 20 17,3 12,2 0,583<br />
5 Rohdecke 140 1,630 2350 12,2 11,5 0,086<br />
6<br />
7<br />
8<br />
gesamt Dicke [mm] 224 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 0,808<br />
Flächengewicht gesamt [kg/m²] 404<br />
Dichte des Bauteils [kg/m³] 1804<br />
Wärmedurchgangskoeffizient [W/m²K] 0,871<br />
Bauteil Bezeichnung Ri [m²K/W] Ra [m²K/W] ti [°C] ta [°C]<br />
IW1 Treppenhaus-Innenwand 0,130 0,130 20 10<br />
Schicht Dicke Lambda Dichte Temperatur [°C] R<br />
Nr. Schichtenaufbau von innen nach außen mm W/mK kg/m³ innen außen m²K/W<br />
1 Gipskartonplatte 12,5 0,210 900 18,2 17,3 0,060<br />
2 Mineralwollplatte 14 0,048 20 17,3 13,2 0,292<br />
3 Betonwand 150 1,630 2350 13,2 11,8 0,092<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
gesamt Dicke [mm] 177 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 0,443<br />
Flächengewicht gesamt [kg/m²] 364<br />
Dichte des Bauteils [kg/m³] 2062<br />
Wärmedurchgangskoeffizient [W/m²K] 1,422
EnDiag<br />
Ausfertigung:<br />
25.03.97<br />
Objekt:<br />
Ort:<br />
<strong>Sanierung</strong> Wohngebäude - Ist-Zustand<br />
Arbeitsblatt F<br />
Jahnstraße 8-10, 17098 Friedland<br />
Fenster/Türen<br />
Seite 7/9<br />
Koeffizienten <strong>der</strong> solaren Wärmegewinne<br />
Orientierung<br />
W/m²K<br />
Horizontal (bis 15 Grad) 1,65<br />
Nord 0,95<br />
Ost 1,65<br />
Süd 2,40<br />
West 1,65<br />
Öffnungschließende Bauteile Himmels- k-Wert Rahmen- Energie- Gewinn- äquivalenter<br />
Nr. Name Beschreibung richtung Fenster anteil durchlaßgrad koeffizient k-Wert<br />
- W/m²K - - W/m²K W/m²K<br />
1 AF 01 Thermofenster Nord 3,00 0,20 0,70 0,95 2,41<br />
2 AF 02 Thermofenster Süd 3,00 0,20 0,70 2,40 1,51<br />
3 AF 11 Thermofenster Nord 3,00 0,30 0,70 0,95 2,48<br />
4 AT 01 Haustür Nord 2,50 1,00 0,95 2,50<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
10<br />
11<br />
12<br />
13<br />
14<br />
15<br />
16<br />
17<br />
18<br />
19<br />
20<br />
21<br />
22<br />
23<br />
24<br />
25<br />
26<br />
27<br />
28<br />
29<br />
30<br />
31<br />
32<br />
33<br />
34<br />
35<br />
36<br />
37<br />
38<br />
39<br />
40<br />
41<br />
42<br />
43<br />
44<br />
45<br />
46<br />
47<br />
48<br />
49<br />
50
Wärmebedarfsausweis nach § 12 Wärmeschutzverordnung<br />
Gebäude- und Anlagenbeschreibung<br />
- Gebäude mit normalen Innentemperaturen -<br />
Art d. Gebäudes: Wohngebäude Nord 0,23<br />
Lage: Seiten-Reihenhaus Fenster- Ost<br />
Anzahl Geschosse: 4 flächenanteil: Süd 0,22<br />
Anzahl Nutzungseinheiten: 30 West<br />
beheiztes Volumen [m³]: 6.036,36 Glasvorbau Keiner<br />
Umfassungsfläche [m²]: 2.330,98 Heizungsart: Luftheizung<br />
Verhältnis A/V [1/m]: 0,39 Kühlungsart: Keine<br />
Gebäudenutzfläche [m²]: 1.931,64 Lüftungsart: Zu- und Abluftanlage<br />
Wohnfläche (§44 Abs. 1 II. BV): 1.739,46 Wärmerückgewinnung: Kreuzstrom-WT<br />
Hauptnutzfläche (DIN 277): Wärmerückgewinnungsgrad: 0,8<br />
Hinweis: Die Angabe <strong>der</strong> Wohnfläche und Hauptnutz- Solarkollektoreinsatz: Solar-Luft-Kollektor<br />
fläche ist optional und alternativ. Wärmepumpeneinsatz: Keine<br />
Nachweis nach Anlage 1 Ziffer 1, 6 und 7 Wärmeschutzverordnung<br />
- WärmeschutzV vom 16. August 1994 -<br />
nachzuweisen<strong>der</strong> Kennwert maximal zulässig berechnet<br />
spezifischer Jahres-Heizwärmebedarf kWh/(m³ * a) 20,51 10,15<br />
des Gebäudes 1) kWh/(m² * a) 64,09 31,71<br />
Wand 0,50<br />
Wärmedurchgangskoeffizient Fenster ²) 0,70<br />
W/(m² * K)<br />
<strong>der</strong> Außenbauteile 1) Dach 0,22<br />
Grundfl. 0,35<br />
Wärmedurchgangskoeffizient<br />
von Außenbauteilen mit W/(m² * K) 0,35<br />
Flächenheizungen<br />
Wärmedurchgangskoeffizient<br />
von Außenwänden im Bereich W/(m² * K) k-Wand<br />
von Heizkörpern<br />
Wärmedurchgangskoeffizient<br />
von Fenstern vor Heizkörpern<br />
W/(m² * K)<br />
Sommerlicher Wärmeschutz<br />
bei großflächigen Verglasungen g * f 0,25<br />
o<strong>der</strong> Raumkühlung<br />
1) Der berechnete Jahres-Wärmebedarf darf den in Abhängigkeit vom Verhältnis A/V gefor<strong>der</strong>ten Wert nicht überschreiten. Er ist entwe<strong>der</strong> auf das beheizte<br />
Volumen o<strong>der</strong> auf die aus diesem Volumen abgeleitete Nutzfläche zu beziehen. Für kleine Wohngebäude mit bis zu zwei Vollgeschossen und<br />
nicht mehr als 3 Wohnungen darf <strong>der</strong> Nachweis auch über den k-Wert <strong>der</strong> Außenbauteile geführt werden.<br />
2) Im äquivalenten Wärmedurchgangswert <strong>der</strong> Fenster sind die Wärmegewinne durch Sonneneinstrahlung berücksichtigt.<br />
Nutzungsspezifischer Jahres-Heizwärmebedarf<br />
Jahres-Heizwärmebedarf des Gebäudes kWh/a 61.251,74<br />
insgesamt<br />
nutzflächenbezogener kWh/(m² * a) 35,21<br />
Jahres-Heizwärmebedarf des Gebäudes<br />
Hinweis:<br />
Dem flächenbezogenen Wert aus dem Nachweis zur Wärmeschutzverordnung liegt eine aus dem Gebäudevolumen direkt abgeleitete Fläche zugrunde,<br />
die in Abhängigkeit von <strong>der</strong> Nutzung und Größe des Gebäudes von <strong>der</strong> tatsächlichen Gebäudenutzfläche abweicht. Bei Angabe (optional) <strong>der</strong> Wohnfläche<br />
nach § 44 Abs. 1 II. BV (Wohnungsnutzung) o<strong>der</strong> <strong>der</strong> Hauptnutzfläche nach DIN 277 (bei an<strong>der</strong>en Nutzungen) wird hier ein auf diese Flächen bezogener<br />
Wert des Jahres-Heizwärmebedarfes ausgewiesen.<br />
1,50<br />
Hinweis zu den Grundlagen dieses Wärmebedarfsausweises<br />
Die vorstehenden Werte des Jahres-Heizwärmebedarfes geben vorrangig Anhaltspunkte für die vergleichende Beurteilung <strong>der</strong> energetischen Qualität von<br />
Gebäuden. Diese Werte werden unter einheitlichen Randbedingungen ermittelt, die durch die Wärmeschutzverordnung vorgegeben sind (z.B. meteorologische<br />
Daten, bestimmte Annahmen über nutzbare interne Wärmegewinne und den Luftwechsel). Insoweit, wegen des nicht einbezogenen Wirkungsgrades<br />
<strong>der</strong> Heizungsanlage und wegen <strong>der</strong> im Einzelfall unterschiedlichen Nutzergewohnheiten kann <strong>der</strong> tatsächliche Heizenergieverbrauch aus dem Jahres-Heizwärmebedarf<br />
nur bedingt abgeleitet werden.<br />
Die vorstehenden Werte des Jahres-Heizwärmebedarfs können darüberhinaus nur dann zutreffen, wenn die Dichtheitsanfor<strong>der</strong>ungen und die übrigen Anfor<strong>der</strong>ungen<br />
<strong>der</strong> Wärmeschutzverordnung erfüllt werden.<br />
Ausfertigung: Datum Unterschrift Bauherr:<br />
Än<strong>der</strong>ungen: Datum Unterschrift Bauvorhaben:<br />
A<br />
B<br />
Forschungsgesellschaft<br />
BAU UND UMWELT GmbH<br />
Rießerseestraße 10 Anlagen: Seite<br />
12527 Berlin Energiebilanz 1<br />
Tel.: (030) 67 994 850 k-Wertermittlung <strong>der</strong> Bauteile 2 - 9<br />
Fax: (030) 67 994 719 Grafische Ergebnisse 10 - 11<br />
Demonstrationsvorhaben - energiegerechte <strong>Sanierung</strong> -<br />
<strong>Sanierung</strong>slösung<br />
Jahnstraße 8-10<br />
17098 Friedland (Mecklemburg/Vorpommern)<br />
Wärmebedarfsausweis
EnDiag<br />
Ausfertigung<br />
25.09.97<br />
Objekt:<br />
Ort:<br />
<strong>Sanierung</strong> Wohngebäude - Soll-Zustand<br />
Arbeitsblatt WS95<br />
Wärmeströme<br />
Jahnstraße 8-10, 17098 Friedland Seite 1/11<br />
Erfassung <strong>der</strong> Wärmeströme<br />
Bauteilverfahren<br />
Hüllfächenverfahren<br />
Bauteilart Bauteile Max. zul. A*k Abmin- A*k*f<br />
Bauteil Einbauort Fläche k-WERT k-Wert <strong>der</strong>ungs-<br />
- - m² W/m²K W/m²K W/K faktor W/K<br />
W AW01 Nordfassade 319,86 0,20 0,50 63,88 1,0 63,88<br />
Außenwand AW11 Nordfassade 55,53 0,19 0,50 10,77 1,0 10,77<br />
AW01 Südfassade 79,97 0,20 0,50 15,97 1,0 15,97<br />
AW12 Südfassade 40,80 0,19 0,50 7,83 1,0 7,83<br />
AW13 Südfassade 239,90 0,22 0,50 52,09 1,0 52,09<br />
AW14 Südfassade 20,40 0,20 0,50 4,17 1,0 4,17<br />
AW02 Giebel Ost 138,54 0,19 0,50 25,95 1,0 25,95<br />
AW02 Giebel West 138,54 0,19 0,50 25,95 1,0 25,95<br />
F AF01 Nordfassade 87,48 0,71 0,70 62,01 1,0 62,01<br />
Außenfenster, AF11 Treppenhaus Nord 15,66 0,78 0,70 12,26 1,0 12,26<br />
Fenstertüren, AT01 Hauseingangstür Nord 9,45 1,20 0,70 11,34 1,0 11,34<br />
Dachfenster AF02 Südfassade 21,87 -0,19 0,70 -4,23 1,0 -4,23<br />
AF02 Südfassade 12,96 -0,19 0,70 -2,51 1,0 -2,51<br />
AF02 Südfassade 65,61 -0,19 0,70 -12,68 1,0 -12,68<br />
AF02 Südfassade 6,48 -0,19 0,70 -1,25 1,0 -1,25<br />
D DE02 oberste Geschossdecke 538,96 0,20 0,22 106,86 0,8 85,49<br />
Dach- und<br />
Dachdeckenflächen<br />
G FB01 Fußboden zum Keller 538,96 0,29 0,35 156,94 0,5 78,47<br />
Gebäudegrundflächen<br />
AB<br />
Flächen zu<br />
Gebäudeteilen<br />
mit niedr. Temp.<br />
DL<br />
Deckenflächen<br />
nach unten gegen<br />
Außenluft<br />
Wärmeübertragende Umfassungsfläche 2330,98 535,34 435,50<br />
Geometrische Randbedingungen Randbedingungen <strong>der</strong> Berechnung<br />
Umfassungsfläche [m²] 2330,98 Abmin<strong>der</strong>ungsfaktor Wärmebedarf 0,9<br />
Beheiztes Volumen [m³] 6036,36 Gradstundenzahl [kKh] 84<br />
Anrechenbares Luftvolumen [m³] 4829,09 Luftwechsel [1/h] 0,8<br />
Gebäudenutzfläche [m²] 1931,64 Abmin<strong>der</strong>ungsfaktor Lüftung 0,65<br />
Verhältnis A/V [m²/m³] 0,386 Spez. interne Wärmegewinne [kWh/m³a] 6,0<br />
Jahres-Heizwärmebedarf kWh/a kWh/m³a kWh/m²a<br />
+ Transmissionswärmebedarf *) 32924 5,45 17,04 *) mit passiven Sonnenstrahlungsgewinnen<br />
+ Lüftungswärmebedarf 64546 10,69 33,42<br />
- Nutzbare interne Wärmegewinne 36218 6,00 18,75<br />
= Vorhandener Jahres-Heizwärmebedarf 61252 10,15 31,71<br />
Nachweis des Jahres-Heizwärmebedarfs<br />
Berechnet<br />
Maximal zulässig<br />
[kWh/m³a] 10,15 20,51 [kWh/m³a]<br />
o<strong>der</strong> =< o<strong>der</strong><br />
[kWh/m²a] 31,71 64,09 [kWh/m²a]
EnDiag<br />
Ausfertigung:<br />
25.09.97<br />
<strong>Sanierung</strong> Wohngebäude - Soll-Zustand<br />
Objekt:<br />
Ort: Jahnstraße 8-10, 17098 Friedland<br />
Arbeitsblatt Km<br />
k-Wert-Ermittlung<br />
Seite 2/11<br />
Bauteil Bezeichnung Ri [m²K/W] Ra [m²K/W] ti [°C] ta [°C]<br />
AW 01 Außenwandplatte 1 (6,0 x 2,8 m) 0,130 0,040 20 -15<br />
Schicht Dicke Lambda Dichte Temperatur [°C] R<br />
Nr. Schichtenaufbau von innen nach außen mm W/mK kg/m³ innen außen m²K/W<br />
A1 Teilbereich 1 des Bauteiles Flächenanteil [%] 70,00<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 19,2 18,7 0,074<br />
2 Mineralwolle - Dämmschicht 80 0,045 20 18,7 7,4 1,778<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 7,4 7,1 0,037<br />
4 Wärmedämmverbundsystem 120 0,035 30 7,1 -14,7 3,429<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 380 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 5,317<br />
A2 Teilbereich 2 des Bauteiles Flächenanteil [%] 8,50<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 18,8 18,1 0,074<br />
2 Beton - Steg 80 1,630 2350 18,1 17,6 0,049<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 17,6 17,3 0,037<br />
4 Wärmedämmverbundsystem 120 0,035 30 17,3 -14,6 3,429<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 380 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 3,588<br />
A3 Teilbereich 3 des Bauteiles Flächenanteil [%] 21,50<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 19,0 18,4 0,074<br />
2 Mineralwolle - Dämmschicht 80 0,045 20 18,4 4,0 1,778<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 4,0 3,7 0,037<br />
4 Wärmedämmung 10 0,025 30 3,7 0,5 0,400<br />
5 Warmer Luftkanal 50 1 0,5 -0,9 0,170<br />
6 Wärmedämmverbundsystem 60 0,035 30 -0,9 -14,7 1,714<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 380 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 4,173<br />
A4 Teilbereich 4 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
A5 Teilbereich 5 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
Flächengewicht gesamt [kg/m²] 444<br />
Dichte des Bauteils [kg/m³] 1168<br />
Wärmedurchgangskoeffizient [W/m²K] 0,200
EnDiag<br />
Ausfertigung:<br />
25.09.97<br />
<strong>Sanierung</strong> Wohngebäude - Soll-Zustand<br />
Objekt:<br />
Ort: Jahnstraße 8-10, 17098 Friedland<br />
Arbeitsblatt Km<br />
k-Wert-Ermittlung<br />
Seite 3/11<br />
Bauteil Bezeichnung Ri [m²K/W] Ra [m²K/W] ti [°C] ta [°C]<br />
AW 11 Außenwandplatte 2 (2,4 x 2,8 m) 0,130 0,040 20 -15<br />
Schicht Dicke Lambda Dichte Temperatur [°C] R<br />
Nr. Schichtenaufbau von innen nach außen mm W/mK kg/m³ innen außen m²K/W<br />
A1 Teilbereich 1 des Bauteiles Flächenanteil [%] 86,00<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 19,2 18,7 0,074<br />
2 Mineralwolle - Dämmschicht 80 0,045 20 18,7 7,4 1,778<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 7,4 7,1 0,037<br />
4 Wärmedämmverbundsystem 120 0,035 30 7,1 -14,7 3,429<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 380 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 5,317<br />
A2 Teilbereich 2 des Bauteiles Flächenanteil [%] 14,00<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 18,8 18,1 0,074<br />
2 Beton - Steg 80 1,630 2350 18,1 17,6 0,049<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 17,6 17,3 0,037<br />
4 Wärmedämmverbundsystem 120 0,035 30 17,3 -14,6 3,429<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 380 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 3,588<br />
A3 Teilbereich 3 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
A4 Teilbereich 4 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
A5 Teilbereich 5 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
Flächengewicht gesamt [kg/m²] 454<br />
Dichte des Bauteils [kg/m³] 1196<br />
Wärmedurchgangskoeffizient [W/m²K] 0,194
EnDiag<br />
Ausfertigung:<br />
25.09.97<br />
<strong>Sanierung</strong> Wohngebäude - Soll-Zustand<br />
Objekt:<br />
Ort: Jahnstraße 8-10, 17098 Friedland<br />
Arbeitsblatt Km<br />
k-Wert-Ermittlung<br />
Seite 4/11<br />
Bauteil Bezeichnung Ri [m²K/W] Ra [m²K/W] ti [°C] ta [°C]<br />
AW 12 Außenwandplatte 3 (2,4 x 2,8 m) 0,130 0,040 20 -15<br />
Schicht Dicke Lambda Dichte Temperatur [°C] R<br />
Nr. Schichtenaufbau von innen nach außen mm W/mK kg/m³ innen außen m²K/W<br />
A1 Teilbereich 1 des Bauteiles Flächenanteil [%] 88,50<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 19,2 18,7 0,074<br />
2 Mineralwolle - Dämmschicht 80 0,045 20 18,7 7,4 1,778<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 7,4 7,1 0,037<br />
4 Wärmedämmverbundsystem 120 0,035 30 7,1 -14,7 3,429<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 380 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 5,317<br />
A2 Teilbereich 2 des Bauteiles Flächenanteil [%] 11,50<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 18,8 18,1 0,074<br />
2 Beton - Steg 80 1,630 2350 18,1 17,6 0,049<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 17,6 17,3 0,037<br />
4 Wärmedämmverbundsystem 120 0,035 30 17,3 -14,6 3,429<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 380 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 3,588<br />
A3 Teilbereich 3 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
A4 Teilbereich 4 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
A5 Teilbereich 5 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
Flächengewicht gesamt [kg/m²] 450<br />
Dichte des Bauteils [kg/m³] 1183<br />
Wärmedurchgangskoeffizient [W/m²K] 0,192
EnDiag<br />
Ausfertigung:<br />
25.09.97<br />
<strong>Sanierung</strong> Wohngebäude - Soll-Zustand<br />
Objekt:<br />
Ort: Jahnstraße 8-10, 17098 Friedland<br />
Arbeitsblatt Km<br />
k-Wert-Ermittlung<br />
Seite 5/11<br />
Bauteil Bezeichnung Ri [m²K/W] Ra [m²K/W] ti [°C] ta [°C]<br />
AW 13 Außenwandplatte 1 (6,0 x 2,8 m) 0,130 0,040 20 -15<br />
Schicht Dicke Lambda Dichte Temperatur [°C] R<br />
Nr. Schichtenaufbau von innen nach außen mm W/mK kg/m³ innen außen m²K/W<br />
A1 Teilbereich 1 des Bauteiles Flächenanteil [%] 53,30<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 19,2 18,7 0,074<br />
2 Mineralwolle - Dämmschicht 80 0,045 20 18,7 7,4 1,778<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 7,4 7,1 0,037<br />
4 Wärmedämmverbundsystem 120 0,035 30 7,1 -14,7 3,429<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 380 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 5,317<br />
A2 Teilbereich 2 des Bauteiles Flächenanteil [%] 8,50<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 18,8 18,1 0,074<br />
2 Beton - Steg 80 1,630 2350 18,1 17,6 0,049<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 17,6 17,3 0,037<br />
4 Wärmedämmverbundsystem 120 0,035 30 17,3 -14,6 3,429<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 380 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 3,588<br />
A3 Teilbereich 3 des Bauteiles Flächenanteil [%] 21,50<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 19,0 18,4 0,074<br />
2 Mineralwolle - Dämmschicht 80 0,045 20 18,4 4,0 1,778<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 4,0 3,7 0,037<br />
4 Wärmedämmung 10 0,025 30 3,7 0,5 0,400<br />
5 Warmer Luftkanal 50 1 0,5 -0,9 0,170<br />
6 Wärmedämmverbundsystem 60 0,035 30 -0,9 -14,7 1,714<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 380 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 4,173<br />
A4 Teilbereich 4 des Bauteiles Flächenanteil [%] 16,70<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 18,7 18,0 0,074<br />
2 Mineralwolle - Dämmschicht 80 0,045 20 18,0 0,1 1,778<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 0,1 -0,2 0,037<br />
4 Wärmedämmverbundsystem 50 0,035 30 -0,2 -14,6 1,429<br />
5 Kalter Luftkanal 70 20,000 1 -14,6 -14,6 0,004<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 380 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 3,320<br />
A5 Teilbereich 5 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
Flächengewicht gesamt [kg/m²] 443<br />
Dichte des Bauteils [kg/m³] 1167<br />
Wärmedurchgangskoeffizient [W/m²K] 0,217
EnDiag<br />
Ausfertigung:<br />
25.09.97<br />
<strong>Sanierung</strong> Wohngebäude - Soll-Zustand<br />
Objekt:<br />
Ort: Jahnstraße 8-10, 17098 Friedland<br />
Arbeitsblatt Km<br />
k-Wert-Ermittlung<br />
Seite 6/11<br />
Bauteil Bezeichnung Ri [m²K/W] Ra [m²K/W] ti [°C] ta [°C]<br />
AW 14 Außenwandplatte 3 (2,4 x 2,8 m) 0,130 0,040 20 -15<br />
Schicht Dicke Lambda Dichte Temperatur [°C] R<br />
Nr. Schichtenaufbau von innen nach außen mm W/mK kg/m³ innen außen m²K/W<br />
A1 Teilbereich 1 des Bauteiles Flächenanteil [%] 62,30<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 19,2 18,7 0,074<br />
2 Mineralwolle - Dämmschicht 80 0,045 20 18,7 7,4 1,778<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 7,4 7,1 0,037<br />
4 Wärmedämmverbundsystem 120 0,035 30 7,1 -14,7 3,429<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 380 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 5,317<br />
A2 Teilbereich 2 des Bauteiles Flächenanteil [%] 11,50<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 18,8 18,1 0,074<br />
2 Beton - Steg 80 1,630 2350 18,1 17,6 0,049<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 17,6 17,3 0,037<br />
4 Wärmedämmverbundsystem 120 0,035 30 17,3 -14,6 3,429<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 380 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 3,588<br />
A3 Teilbereich 3 des Bauteiles Flächenanteil [%] 26,20<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 19,0 18,4 0,074<br />
2 Mineralwolle - Dämmschicht 80 0,045 20 18,4 4,0 1,778<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 4,0 3,7 0,037<br />
4 Wärmedämmung 10 0,025 30 3,7 0,5 0,400<br />
5 Warmer Luftkanal 50 1 0,5 -0,9 0,170<br />
6 Wärmedämmverbundsystem 60 0,035 30 -0,9 -14,7 1,714<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 380 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 4,172<br />
A4 Teilbereich 4 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
A5 Teilbereich 5 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
Flächengewicht gesamt [kg/m²] 449<br />
Dichte des Bauteils [kg/m³] 1182<br />
Wärmedurchgangskoeffizient [W/m²K] 0,204
EnDiag<br />
Ausfertigung:<br />
25.09.97<br />
<strong>Sanierung</strong> Wohngebäude - Soll-Zustand<br />
Objekt:<br />
Ort: Jahnstraße 8-10, 17098 Friedland<br />
Arbeitsblatt Km<br />
k-Wert-Ermittlung<br />
Seite 7/11<br />
Bauteil Bezeichnung Ri [m²K/W] Ra [m²K/W] ti [°C] ta [°C]<br />
AW 02 Giebelaußenwand 0,130 0,040 20 -15<br />
Schicht Dicke Lambda Dichte Temperatur [°C] R<br />
Nr. Schichtenaufbau von innen nach außen mm W/mK kg/m³ innen außen m²K/W<br />
A1 Teilbereich 1 des Bauteiles Flächenanteil [%] 94,00<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 19,2 18,7 0,074<br />
2 Mineralwolle - Dämmschicht 80 0,045 20 18,7 7,4 1,778<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 7,4 7,1 0,037<br />
4 Wärmedämmverbundsystem 120 0,035 30 7,1 -14,7 3,429<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 380 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 5,317<br />
A2 Teilbereich 2 des Bauteiles Flächenanteil [%] 6,00<br />
1 Beton - Tragschicht 120 1,630 2350 18,8 18,1 0,074<br />
2 Beton - Steg 80 1,630 2350 18,1 17,6 0,049<br />
3 Beton - Wetterschutzschale 60 1,630 2350 17,6 17,3 0,037<br />
4 Wärmedämmverbundsystem 120 0,035 30 17,3 -14,6 3,429<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] 380 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 3,588<br />
A3 Teilbereich 3 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
A4 Teilbereich 4 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
A5 Teilbereich 5 des Bauteiles Flächenanteil [%]<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
gesamt Dicke [mm] Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W]<br />
Flächengewicht gesamt [kg/m²] 439<br />
Dichte des Bauteils [kg/m³] 1156<br />
Wärmedurchgangskoeffizient [W/m²K] 0,187
EnDiag<br />
Ausfertigung:<br />
25.09.97<br />
Objekt:<br />
Ort:<br />
<strong>Sanierung</strong> Wohngebäude - Soll-Zustand<br />
Jahnstraße 8-10, 17098 Friedland<br />
Arbeitsblatt K1<br />
k-Wert-Ermittlung<br />
Seite 8/11<br />
Bauteil Bezeichnung Ri [m²K/W] Ra [m²K/W] ti [°C] ta [°C]<br />
DE01 Oberste Geschossdecke 0,130 0,080 20 -12<br />
Schicht Dicke Lambda Dichte Temperatur [°C] R<br />
Nr. Schichtenaufbau von innen nach außen mm W/mK kg/m³ innen außen m²K/W<br />
1 Estrich 40 1,250 2100 19,2 19,0 0,032<br />
2 HWL 40 0,093 350 19,0 16,2 0,430<br />
3 Rohdecke 140 1,630 2350 16,2 15,7 0,086<br />
4 Styropor 150 0,035 30 15,7 -11,5 4,286<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
gesamt Dicke [mm] 370 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 4,834<br />
Flächengewicht gesamt [kg/m²] 432<br />
Dichte des Bauteils [kg/m³] 1166<br />
Wärmedurchgangskoeffizient [W/m²K] 0,198<br />
Bauteil Bezeichnung Ri [m²K/W] Ra [m²K/W] ti [°C] ta [°C]<br />
FB01 Kellerdecke 0,170 0,170 20 10<br />
Schicht Dicke Lambda Dichte Temperatur [°C] R<br />
Nr. Schichtenaufbau von innen nach außen mm W/mK kg/m³ innen außen m²K/W<br />
1 Spannteppich 5 0,075 650 19,5 19,3 0,067<br />
2 Fließanhydritestrich 50 0,750 1400 19,3 19,1 0,067<br />
3 Dachpappe 1 0,170 1200 19,1 19,1 0,006<br />
4 Mineralwolle 28 0,048 20 19,1 17,4 0,583<br />
5 Rohdecke 140 1,630 2350 17,4 17,2 0,086<br />
6 Styropor 80 0,035 30 17,2 10,5 2,286<br />
7<br />
8<br />
gesamt Dicke [mm] 304 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 3,094<br />
Flächengewicht gesamt [kg/m²] 406<br />
Dichte des Bauteils [kg/m³] 1337<br />
Wärmedurchgangskoeffizient [W/m²K] 0,291<br />
Bauteil Bezeichnung Ri [m²K/W] Ra [m²K/W] ti [°C] ta [°C]<br />
DE02 Decke zum Drempel 0,130 0,080 20 -102<br />
Schicht Dicke Lambda Dichte Temperatur [°C] R<br />
Nr. Schichtenaufbau von innen nach außen mm W/mK kg/m³ innen außen m²K/W<br />
1 Estrich 40 1,250 2100 -0,9 -6,1 0,032<br />
2 HWL 40 0,093 350 -6,1 -75,3 0,430<br />
3 Rohdecke 140 1,630 2350 -75,3 -89,1 0,086<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
gesamt Dicke [mm] 220 Wärmedurchlaßwi<strong>der</strong>stand [m²K/W] 0,548<br />
Flächengewicht gesamt [kg/m²] 427<br />
Dichte des Bauteils [kg/m³] 1941<br />
Wärmedurchgangskoeffizient [W/m²K] 1,319
EnDiag<br />
Ausfertigung:<br />
25.09.97<br />
Objekt:<br />
Ort:<br />
<strong>Sanierung</strong> Wohngebäude - Soll-Zustand<br />
Arbeitsblatt F1<br />
Jahnstraße 8-10, 17098 Friedland<br />
Fenster/Türen<br />
Seite 9/11<br />
Koeffizienten <strong>der</strong> solaren Wärmegewinne<br />
Orientierung<br />
W/m²K<br />
Horizontal (bis 15 Grad) 1,65<br />
Nord 0,95<br />
Ost 1,65<br />
Süd 2,40<br />
West 1,65<br />
Öffnungschließende Bauteile Himmels- k-Wert Rahmen- Energie- Gewinn- äquivalenter<br />
Nr. Name Beschreibung richtung Fenster anteil durchlaßgrad koeffizient k-Wert<br />
- W/m²K - - W/m²K W/m²K<br />
1 AF01 Thermofenster Nord 1,30 0,20 0,70 0,95 0,71<br />
2 AF02 Thermofenster Süd 1,30 0,20 0,70 2,40 -0,19<br />
3 AF11 Thermofenster Nord 1,30 0,30 0,70 0,95 0,78<br />
4 AT01 Haustür Nord 1,20 1,00 0,95 1,20<br />
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