10.386 KB - Energetische Sanierung der Bausubstanz - EnSan

1140pagi Perbincangan“Issuesinthemanagementofschizophrenia’ PresidenMPA1200tengahhariSessisoaljawabschizophrenia Ahlipanel: Dato’Leslie Dr.Ismail Prof.DrMohdFadzillah 1300petang makantengahhari1400petang bersuraiPertanyaan:MsIrmaZaini082416550ext389/0198577441

Kapitel 1Einführung zum Forschungsvorhaben Bautzner Straße 11 in Zittau1. Kurzbeschreibung .............................................................................................................21.1. Kurzbeschreibung zum Gebäude ...................................................................................21.2. Projektbeschreibung.......................................................................................................31.3. Konzept Gebäudehülle...................................................................................................31.4. Konzept Haustechnik......................................................................................................51.5. Berechnete Energiekennwerte .......................................................................................7

1 - 21. Kurzbeschreibung1.1. Kurzbeschreibung zum GebäudeMehrfamilienwohnhaus der Gründerzeit in Zittau, SachsenGebäudeerstellung (Jahr)/Umbau (Jahr)/Sanierung (Jahr):1880/1910 (Geschossdecke über EG Monolitbeton auf Stützen, neues Treppenhaus, altesTreppenhaus als Lichtschacht, hofseitiger Anbau)/2003 (Dachausbau)Gebäudetyp:Mauerwerksbau, unterkellert,Holzbalkendecken, DachgeschossausbauAnzahl der Geschosse:Gewerbe im EG, 3 Vollgeschosse undDachausbau im Hauptgebäude,Anbau hofseitig mit 3 WohngeschossenAnzahl der Wohnungen:3 x 3 + 1 x 2 = 11 WohnungenBeheiztes Gebäudevolumen:Vorsanierungszustand:V = 3.750 m3Nachsanierungszustand: V = 3.897 m3Nutzfläche gem. EnEV: A N = 0,32 * VVorsanierungszustand: A N = 1.200m 2Nachsanierungszustand: A N = 1.247 m 2Wohn-Mietfläche (Nachsanierungszustand): 607 m 2Gemeinschaftsbereiche: 105 m 2Flure (ohne Treppenhaus): 134 m 2Gewerbe-Mietfläche: 224 m 2Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

1 - 31.2. ProjektbeschreibungDas Gebäude steht in der Fußgängerzone des denkmalgeschützten Altstadtkerns. Es istgiebelständig ausgerichtet, weshalb die defekte Dachentwässerung zu Feuchteschäden mitSchwammbefall führte. Während der Sanierung war das Gebäude unbewohnt. Es war mitOfenheizung ausgestattet, die WCs befanden sich auf der jeweiligen Etage außerhalb derWohnungen, die Mieter hatten in Eigenverantwortung Bad-/Duschmöglichkeiten geschaffen,wobei die Warmwasserbereitung mittels Elektroboiler erfolgte, sämtliche Versorgungssystemeerfüllten nicht die Komfortansprüche und teilweise auch nicht dieSicherheitsanforderungen.Der Bauherr, die Wohnbaugesellschaft Zittau GmbH, konzipierte im Ergebnis einerMarktanalyse neue Wohnungsgrundrisse für studentisches Wohnen in Wohngemeinschaft.Das Konzept hat sich bewährt; insbesondere wird die Pauschalmiete (Miete plusNebenkosten) gern angenommen. Die Wohnungen sind komfortabel ausgestattet.Neben der Verbesserung des bautechnischen Wärmeschutzes, bei dem auch die kapillaraktiveKalziumsilikat-Innendämmung am straßenseitigen Mauerwerk angewendet wurde,sind Zuluft-Kastenfenster eingebaut, die sowohl die Anforderungen des Denkmalschutzeserfüllen als auch eine energiesparende Wirkung in Folge der Außenlufterwärmung besitzen.Die Abluft wird von einem druckgesteuerten zentralen Ventilator abgesaugt. Dadurch erfolgteine bauphysikalisch notwendige Grundlüftung aller Wohnräume. Die Abluft dient alsWärmequelle für eine mit Elektroenergie angetriebene Wärmepumpe zur zentralenTrinkwassererwärmung. Wärmequelle und Wärmeverbrauch sind dadurch ganzjährig etwazeitkonstant.Ein zentraler Lichtschacht wurde mit gerichtet reflektierenden Folien aus Reinstaluminiumversehen. Dadurch erfolgt eine Tageslichtlenkung in alle Räume mit Fenstern zumLichtschacht bis in das EG über ein Oberlicht.Sämtliche relevanten Energieverbrauchsdaten werden seit Juni 2004 über ein LON-Messerfassungs- und -verarbeitungssystem registriert. Sie dienen dem Vergleich vonBedarfs- und Verbrauchswerten. Die Auswertung erfolgt für 2 Heizperioden.1.3. Konzept GebäudehülleDie Wärmedurchgangskoeffizienten des Vor- und Nachsanierungszustandes sind in derTabelle 1.3.1 zusammengestellt.Straßenseitig ist eine 50 mm Kalziumsilikat-Innendämmung angewendet, hofseitig ist ein100 mm Wärmedämmverbundsystem aufgebracht. Die Innenwände des nicht geheiztenDurchgangs erhielten ebenfalls Wärmedämmverbundsysteme, die Decke zum OG wurde mitSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

1 - 4Dämmplatten unterseitig zusätzlich gedämmt. Auf der Decke zwischen Gewerberaum undnicht geheiztem Keller ist eine Fußbodenheizung eingebaut, die auf 100 mm Dämmstoffaufliegt. Das Flachdach des Anbaus erhielt 160 mm Dämmstoff, das Satteldach über demHaupthaus ist neu errichtet und mit 180 mm Zwischensparrendämmung versehen.Die denkmalgerechten Kastenfenster sind als Zuluft-Kastenfenster ausgeführt. Die Außenluftwird im unteren Teil des Fensters angesaugt, strömt zwischen den beiden Flügeln nach obenund wird im oberen Fensterbereich dem Raum mit geringem Zugluftrisiko zugeführt. Auf demWeg zwischen den beiden Flügeln erfolgt eine Außenlufterwärmung, die sich in derWärmebilanz des Gebäudes als Wärmerückgewinnung auswirkt. Der effektiveWärmedurchgangskoeffizient verringert sich bei Luftdurchströmung auf etwa 50% desWertes ohne Luftdurchströmung. Mit dieser Maßnahme wird der Wärmeschutz deutlichverbessert und eine gute Lösung für das bei Sanierungen weithin vernachlässigteLüftungsproblem aufgezeigt. Im überdachten Lichtschacht, der auch zur Versorgung derAufenthaltsbereiche mit Außenluft dient, kommt es während der Heizzeit zu einerAußenlufterwärmung, die sich in der Wärmebilanz des Gebäudes ebenfalls positivauswirktDer Grundriss des Gebäudes zeigt, dass viele Räume an den Lichtschacht grenzen.Mit der Tageslichtlenkung werden die Lichtverhältnisse in diesen Räumen, im Treppenhausund in einigen Verkehrsbereichen, die auch als Gemeinschaftsbereich genutzt werden,entscheidend verbessert.Bauteil U-Wert [W/m 2 K]VorsanierungFensterU-Wert [W/m 2 K]AusführungAußenwand(Straßenseite) 0,9 – 1,7 0,5 – 0,7Außenwand(Hofseite)DachHauptgebäude undAnbauKellerdecke bzw.erdanliegenderFußbodenTabelle 1.3.1Bemerkungen2,5 1,0 * Außenluft-Holz-Kastenfenster mitDurchlass (ALD)Ziegelmauerwerk mitprofiliertem Außenputz undInnendämmung mit 50 mmKalziumsilikatplatten1,5 0,3 Mauerwerk mit WDVS100 mm PS1,1 0,241,3 0,3U–Werte der Hüllflächenbauteile vor und nach der SanierungNeuaufbau: Satteldach180 mm Mineralfaser-Sparrenzwischendämmung undFlachdach 160 mm PS aufmetall. Tragschicht mitUnterhangdecke100 mm PS auf Gewölbedeckebzw. auf Unterbeton* Effektiver Wärmedurchgangskoeffizient bei Durchströmung mit Außenluft in Anlehnung anLabormessungen von der MFPA der Bauhausuniversität WeimarSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

1 - 51.4. Konzept HaustechnikZustand vor der Sanierung:Das Gebäude war mit Ofenheizung in den einzelnen Räumen ausgestattet. Die Kachelöfenbzw. transportablen Dauerbrandöfen wurden mit Kohlebriketts befeuert. Die WCs befandensich auf der jeweiligen Etage außerhalb der Wohnungen. Einige Mieter hatten inEigenverantwortung Bad-/Duschmöglichkeiten geschaffen, wobei die Trinkwasserwärmungmittels Elektrospeichern dezentral erfolgte. Sämtliche Versorgungssysteme erfüllten dieheutigen Komfortansprüche nicht.Die Gewerbeeinheit im EG wurde mit einem Gaskessel beheizt, der zu Beginn der 90erJahre installiert wurde.Zustand nach der Sanierung:a) HeizungDas Gebäude wird nach der Sanierung durch einen Gasbrennwertkessel beheizt. EinenBeitrag zur Gebäudeheizung, vor allem der Niedertemperaturflächenheizung im EG, liefertdie elektrisch betriebene Abluftwärmepumpe. Die Wärmepumpe speist in Zeiten außerhalbder Warmwasserbereitung einen Pufferspeicher, der zur Rücklauftemperaturanhebung dient.Die Wohneinheiten werden mit statischen Heizflächen 70/55°C, die Gewerbeeinheit im EGmit einer Fußbodenheizung 50/35°C und einer Raumlufttechnischen Anlage 70/50°C beheizt.Die Heizkörper der Wohneinheiten werden mit Thermostatventilen, in der Referenzetage mitRaumbediengerät und elektronischen Heizkörperstellventilen mit Fensterkontakt geregelt.Das Raumbediengerät besitzt die Stufen: „Normal“, „Komfort“ und „Abwesenheit“, diegewählte Solltemperatur kann zusätzlich um + bzw. – 2 K geregelt werden.b) TrinkwasserwärmungDas Warmwasser wird zentral für das gesamte Gebäude erwärmt. Die Verteilung erfolgt über3 Installationsschächte, alle Stränge sind an eine Zirkulation angeschlossen. DieZirkulationspumpe wird zeitgesteuert betrieben. Es erfolgt eine Warmwasservorwärmungdurch die Abluftwärmepumpe. Eine endgültige Aufheizung im Nachwärmer auf über 60°Cerfolgt durch den Heizkessel.c) LüftungDas Gebäude besitzt eine zentrale Abluftanlage, deren Ventilator druckgesteuert ist. DieAbluft ist Wärmequelle für die Wärmepumpe. Die nachströmende Zuluft gelangt über dieKastenfenster in die Wohnungen. Im Scheibenzwischenraum erfährt die Außenluft eineVorwärmung je nach Sonnenstrahlung, Innentemperatur und Stellung des Heizkörperventils.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

1 - 6Das Zuluft–Kastenfenster besitzt einen Winddruckbegrenzer und eine Rückschlagklappe.Der äußere Flügel besitzt eine Einfachverglasung, der innere Flügel eine Doppelverglasung.Die innenliegenden Aufenthaltsräume werden mit temperierter Außenluft aus demüberdachten Lichtschacht versorgt. Die Absaugung der Abluft befindet sich in denWohnungen jeweils in Bad und Küche sowie für den Aufenthaltsbereich imWaschmaschinenraum der Etage.Der Abluftvolumenstrom beträgt für:• innenliegende WC / Bäder 20 / 75 m³/h (Grund- / Bedarfslüftung über Lichtschaltergekoppelt)• Küchen ohne Dunstabzugshaube 45 m³/h• Küchen mit Dunstabzugshaube über Dach 30 m³/h• Tageslichtbäder 45 m³/h• Einraumwohnungen im DG 30 m³/h• Waschmaschinenräume 90 m³/h• WCs in der Gewerbeeinheit 60 bzw. 75 m³/hAbbildung 1.4.1 Lüftungsschema mit Zuluftfenster und Abluftanlage mit WärmepumpeSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

1 - 7Vorteile des System "Zuluft-Kastenfenster und Abluftanlage"• Basislüftung ist von Nutzer(-Verhalten) unabhängig• durch Wärmeübergang auf die Zuluft im Fenster:• zugfreie Einbringung der Zuluft• Zuluftvorwärmung im Kastenfenster• Wärmerückgewinnung aus der Abluft mittels Wärmepumpe• hohe akustische Anforderungen erfüllt• Kopplung Fensteröffnung - Heizkörperventilsteuerung• bedienungsfreundlich, selbsterklärend• Nutzungsvarianten durch Öffnen des inneren Fensters• Wärmebrücke Fensterlaibung "entschärft"1.5. Berechnete EnergiekennwerteRechenwerte gemäß EnEV / DIN 4108 und DIN 4701 Teil 10 ermitteltVorsanierung NachsanierungHeizwärmebedarf (Nutzenergie) 123 kWh/(m² a) 47 kWh/(m² a)Endenergiebedarf Wärme für Heizung 176 kWh/(m² a) 45 kWh/(m² a)Endenergiebedarf Wärme für WW 16 kWh/(m² a) 6,1 kWh/(m² a)Elektr. Hilfsenergie Heizung 0 kWh/(m² a) 0,6 kWh/(m² a) 11,93 kWh/(m² a) 2Elektr. Hilfsenergie Lüftung und WP - 3 kWh/(m² a)Elektr. Hilfsenergie WW 0 kWh/(m² a) 0,24 kWh/(m² a)JahresprimärenergiebedarfAnlagenaufwandszahl259 kWh/(m² a)ep = 1,7881 kWh/(m² a)ep = 1,36Tabelle 1.5.1: Energiekennwerte gemäß EnEVVorsanierungNachsanierungPrimärenergiefaktor Heizung Braunkohle1,2 Erdgas 1,1 bzw. Strom 3,0Primärenergiefaktor WW Strom 3 Erdgas 1,1 bzw. Strom 3,0Primärenergiefaktor Hilfsenergie - Strom 3,0Tabelle 1.5.2: Primärenergiefaktoren (DIN 4701 Teil 10)1 Wohneinheiten2 GewerbeeinheitSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

Kapitel 2Wärmebrückenuntersuchungen für das Gebäude Bautzner Straße 11Beitrag zum Schlussbericht von Frau Dr.-Ing. Liane Vogel; Hochschule ZittauGliederung2. Wärmebrücken......................................................................................................................22.1 Wärmebrückenwirkungen............................................................................................32.1.1 Mindestwärmeschutz ...........................................................................................32.1.2 Zusätzliche Transmissionswärmeverluste........................................................62.1.3 Berechnung des Jahresheizwärmebedarfs......................................................92.1.4 Heizlastberechnung..............................................................................................92.2 Wärmebrückenberechnungen am Gebäude Bautzner Straße 11 ......................102.2.1 Beispiele für Wärmebrückenberechnungen aus [Mühle 23]........................102.2.2 Beispiele für Wärmebrückenberechnungen aus [Görner 22] ......................122.3 Zusammenfassung.....................................................................................................12Literatur ....................................................................................................................................14Anlagen ....................................................................................................................................15

2 - 22. WärmebrückenDurch die Entwicklung neuer Baustoffe und Bautechnologien konnte in den letztenJahrzehnten der Jahresheizwärmebedarf von Gebäuden stark verringert werden.Gleichzeitig treten Probleme auf, die bei der traditionellen Bauweise keine Bedeutungbesaßen.Die Zusammenhänge erfordern eine tiefere Durchdringung und deshalb einen immerhöheren Planungsaufwand.Je besser die „ungestörten“ Bereiche der Gebäudehülle gedämmt werden, desto größerwerden die Auswirkungen der Wärmebrücken.Zur Verminderung der Wärmebrückenwirkung an neuen Konstruktionen wurden imZuge der Niedrigenergiehaus-Entwicklung viele Lösungen erarbeitet, die in dieNormung Eingang fanden DIN 4108 Beiblatt 2 [3] und in Wärmebrückenatlanten(Hauser/Stiegel [20] und [21] sowie Mainka/Paschen [19]) katalogisiert sind. Für dieErstellung von Gebäudepässen wurden Zertifizierungsrichtlinien erarbeitet, in denendetailliert auf die Wärmebrückenwirkung eingegangen wird [14].Um die Auswirkung von Wärmebrücken an sanierungsbedürftigen Gebäuden im VorundNachsanierungszustand einzuschätzen, wurden umfangreiche Untersuchungendurchgeführt (Löber [16], Bautzner Str. 11, Loga [15]), die jedoch meistForschungseinrichtungen vorbehalten waren.Die Erkenntnisse dieser Untersuchungen fanden Eingang in Gesetze und Normen, dieGrundlagen für die aktuelle Planungsarbeit sind (EnEV [7], DIN 12 831 [8], DIN 12 831Beiblatt 1 [9], DIN 4108 - 2 [4]).Daraus folgend sind die Planer gezwungen, sich mit dem Thema Wärmebrückenauseinander zu setzen, was die große Nachfrage nach numerischen Berechnungen vonWärmebrücken zeigt.Die Untersuchungen am Gebäude Bautzner Straße 11 in Zittau boten die Gelegenheit,den Grundstock für einen „Wärmebrückenkatalog für Bausanierung“ zu schaffen. DieseZusammenstellung von häufig auftretenden Konstruktionsdetails an Altbauten imunsanierten sowie im sanierten Zustand stellt eine wesentliche Unterstützung beiSanierungsplanungen dar:- Die Berücksichtigung vorhandener und künftiger Wärmebrückenwirkungen unterstützteine nachhaltige Sanierung (keine „Sanierung der Sanierung“ notwendig).Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

2 - 3- Angaben zum Einfluss von Parameteränderungen (Dämmstoffdicke, Wärmeleitkoeffizienten...)erhöhen die Zuverlässigkeit der Planung.- Ein umfangreicher Wärmebrückenkatalog erspart kostspielige numerische Berechnungender Details.- Durch die Zusammenstellung der Wärmebrückenwirkungen häufig auftretender Detailsist eine Zeitersparnis im Planungsverlauf möglich.Der Wärmebrückenkatalog Bausanierung soll erweiterbar erstellt werden.Erstrebenswert und erwünscht ist die Reaktion von Planern in Form von Vorschlägenfür weitere aufzunehmende Details.2.1 WärmebrückenwirkungenDas starke Interesse an der Untersuchung von Wärmebrücken wird durch derenWirkungen hervorgerufen:- Im Bereich von Wärmebrücken ist die innere Oberflächentemperatur gegenüberungestörten Bauteilbereichen geringer. Das kann zu Staubablagerungen, TauwasseroderSchimmelbildung in diesen Bereichen führen.- Durch Wärmebrücken werden die Transmissionswärmeverluste der wärmeübertragendenHüllfläche größer als bei der alleinigen Berechnung für die ungestörtenBauteilbereiche ermittelt wird. Fehler von 10 bis 20 % bei der Berechnung desHeizwärmebedarfes sind möglich Loga [15], Löber [16].2.1.1 MindestwärmeschutzIn DIN 4108 - 2 [4] ist der Nachweis zur Vermeidung von Schimmelbildung im Bereichvon Wärmebrücken enthalten.Es wird davon ausgegangen, dass Schimmelbildung bereits auftritt, wenn die relativeLuftfeuchte an der inneren Bauteiloberfläche über einen längeren Zeitraum 80 %erreicht. Deshalb darf bei der Abkühlung der Raumluft an inneren Bauteiloberflächenvon Außenbauteilen dieser Wert nicht überschritten werden (Bild 1).Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

2 - 4Temperatur in °Cθ i= 20°Cθ si min = 12,5°Cϕ i= 50 %ϕ i = 80 %ϕ ι= 100 %ϕ i- relative Luftfeuchte im RaumWasserdampfgehalt der Luft in g/kgBild 1: Darstellung im h,x-DiagrammEs wird bei Aufenthaltsräumen mit Fensterlüftung ein Raumklima von θi = 20°C undϕ i = 50% vorausgesetzt und deshalb mit einer minimalen innerenOberflächentemperatur vonθ = 12,5 C gerechnet.si min °Man kann annehmen [Klopfer 12], dass bei vierwöchiger KapillarkondensationSchimmelbildung beginnt. Deshalb wird ausgehend vom Monatsmittelwert derAußenlufttemperatur des kältesten Monats von –1°C bei Annahme von –5°C einerSchimmelbildung durch bautechnischen Wärmeschutz dem oben angegebenenNutzerklima 20°C/50% mit Sicherheit vorgebeugt.Der Nachweis erfolgt mit Hilfe der minimalen dimensionslosen inneren Oberflächentemperaturf R si minθsimin − θe= , (1)θ − θiedie mit den angenommenen Randbedingungenf12,5 ° C − ( −5)° C= 0,70 nicht unterschreiten darf.20°C − ( −5)° CR si min=Die zur Berechnung der inneren Oberflächentemperatur verwendetenWärmeübergangswiderstände sind in Tabelle 1 angeführt.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

l2 - 7y 2y 1x2x 1Bezug auf Innenmaße:ψBezug auf Außenmaße:ψIMAMψIMΦ=l ⋅ψΦ=l⋅( θ − θ )iges.eU−1U−⋅ y1⋅F⋅ yx1( θ − θ ) lAMiΦ=l ⋅ges.eΦ=l⋅( θ − θ )iges.e1U−11⋅ x⋅( θi− θe)1⋅l+ U2⋅ y2⋅ (l⋅( θ − θ )⋅l+ U( θ − θ ) liges.eU−1⋅ x1⋅Fx11⋅2⋅ y2⋅Fix2⋅leθ( θi− θe)1⋅l+ U2⋅ x2⋅ (l ⋅ ( θ − θ )⋅l+ UBild 2: Beispielrechnung für eine Außenwandkante mit Innendämmung2⋅ x2⋅Fix2⋅leiθi− θe− θe)2)⋅l2⋅lDer Wärmebrückenverlustkoeffizient ψ wird auf Außenmaße bezogen, da für dieBerechnung des Jahresheizwärmebedarfs (DIN 4108 - 6 [6], EnEV [7]) und der Heizlast(DIN 12 831 [8], DIN 12 831 Beiblatt 1 [9]) gleichermaßen Außenmaße verwendetwerden.( θ ) i − θeiDie Temperaturkorrekturfaktoren( θ − θ )Beiblatt 1 [9]) werden aus der EnEV [7] entnommen (Tabelle 3).ie(F in EnEV [7] bzw. f in DIN 12 831xkSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

2 - 92.1.3 Berechnung des JahresheizwärmebedarfsMit der EnEV [7] existieren erstmalig gesetzliche Bestimmungen zur Berücksichtigungder zusätzlichen Transmissionswärmeverluste im Bereich von Wärmebrücken bei derBerechnung des jährlichen Heizwärmebedarfs. Es wird auf die gültige Fassung von DIN4108 - 6 [6] verwiesen. Darin sind 3 Möglichkeiten zur Berücksichtigung derWärmebrückenverluste enthalten:- Erhöhung der spezifischen Transmissionswärmeverluste um einen Zuschlag vonΔU⋅ Amit[3] erfolgt;WΔ U = 0,05 , wenn die Ausführung der Details nach DIN 4108 Beiblatt 2m²K- Erhöhung der spezifischen Transmissionswärmeverluste um einen Zuschlag vonWΔU⋅ A mit Δ U = 0,1 , wenn die Ausführung der Details nicht nach DIN 4108m²KBeiblatt 2 [3] erfolgt;- ausführliche Ermittlung der Wärmebrückenverluste an Hand von Software oderWärmebrückenkatalog.Wird für den Gebäudebestand auch meist das Bauteilverfahren zur Anwendunggelangen, wird die EnEV [7, §13] u.U. einen Energiebedarfsausweis für Gebäude mitnormalen Innentemperaturen fordern, die wesentlich geändert worden sind bzw.vermietet oder verkauft werden.H TH T2.1.4 HeizlastberechnungZur Berechnung der Heizlast von Räumen und Gebäuden werden in der aktuellenFassung von DIN 12831 [8] und DIN 12831 Beiblatt 1 [9] erstmals die Wärmebrückenwirkungenberücksichtigt. Die Wärmebrückenverluste können wahlweisefolgendermaßen ermittelt werden:- überschlägige Bestimmung nach DIN EN ISO 14683 [13]- Berechnung der Werte nach DIN EN ISO 10211-2 [2]- Berücksichtigung eines Korrekturfaktors f C nach DIN 12831 Beiblatt 1 [9]( f C = 0,05 für Details nach DIN 4108 Beiblatt 2 [3]f C= 0,10 für andere Details)Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

2 - 11Oberflächentemperatur f Rsi = 0,47 . Es ist eine Dämmung erforderlich, umSchimmelbildung zu verhindern.Die Dämmung wurde an den Außenwänden zur Straße als Innendämmung mitKalzium-Silikat-Platten und an den Außenwänden der Rückfront alsWärmedämmverbundsystem realisiert. Durch beide Sanierungslösungen wird dieinnere Oberflächentemperatur erhöht.Der längenbezogene Wärmebrückenverlustkoeffizient ist in allen drei Fällen negativ.Die Wärmebrückenverluste werden demzufolge bereits durch die Verwendung vonAußenmaßen zur Berechung der Transmissionswärmeverluste der ungestörtenBauteilbereiche ausreichend berücksichtigt.- Außenwand/InnenwandDurch die ausgeführte Innendämmung mit Kalzium-Silikatplatten wird die innereOberflächentemperatur im Anschlussbereich Außenwand/Innenwand nicht auf denerforderlichen Wert von 12,5°C erhöht. Der längenbezogene Wärmebrückenverlustkoeffizientwird durch diese Sanierungslösung größer als im unsaniertenZustand.- Außenwand/HolzbalkendeckeDurch die Veränderung der Decke und die Innendämmung der Außenwand mitKalzium-Silikat-Platten erhöht sich die innere Oberflächentemperatur gegenüber demVorsanierungszustand. Der längenbezogene Wärmebrückenverlustkoeffizient wirdgeringer. Es ist ersichtlich, dass die Temperatur des Holzbalkens durch dieInnendämmung geringer wird. Deshalb darf der Wärmeleitwiderstand derInnendämmung maximal 0,8 m²K/W betragen.- Außenwand/FensterlaibungDurch die Innendämmung der Außenwand mit Kalzium-Silikat-Platten erhöht sich dieinnere Oberflächentemperatur gegenüber dem Vorsanierungszustand.Schimmelbildung wird vermieden. Der längenbezogene Wärmebrückenverlustkoeffizientwird durch diese Sanierungslösung größer als im unsanierten Zustand.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

2 - 13Es wurden der Vorsanierungszustand und die geplanten Sanierungslösungenuntersucht, um das Auftreten von Schimmelbildung auf inneren Bauteiloberflächen zuvermeiden und die zusätzlichen Wärmebrückenverluste zu reduzieren.Außerdem wurde ein Grundstock für einen Wärmebrückenkatalog für Bausanierunggeschaffen, in dem häufig auftretende Details zusammengefasst sind. Es wurdenKatalogblätter erarbeitet, aus denen der Bauteilaufbau, die Randbedingungen zurBerechnung sowie die Berechnungsergebnisse (minimale dimensionslose innereOberflächentemperatur sowie zusätzliche Transmissionswärmeverluste) zu entnehmensind. Variantenrechnungen (z.B. unterschiedliche Mauerwerksdicken,Wärmeleitkoeffizienten und Dämmstoffdicken) ermöglichen eine Abschätzung derWärmebrückenwirkung für an anderen Gründerzeitgebäuden auftretende Details.Die Randbedingungen zur Berechnung wurden den gültigen Normen angepasst (z.B.Nachweis zur Schimmelbildung nach DIN 4108 – 2 [4] und Berechnung derTransmissionswärmeverluste nach DIN 4108 – 6 [6] und EnEV [7]).Der Wärmebrückenkatalog Bausanierung soll erweiterbar ausgeführt werden (z.B. alsLose-Blatt-Sammlung mit der Möglichkeit zu Ergänzungen oder als Datei mit derMöglichkeit zum Update). Die erweiterbare Form gestattet, Anregungen undBerechnungswünsche für aufzunehmende Details aus der praktischen Planung in denWärmebrückenkatalog Bausanierung aufzunehmen.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

Anlage 1BeispielrechnungenMühle, M.Untersuchung zu Wärmebrücken bei Mehrfamilienhäusern der GründerzeitDiplomarbeit an der Hochschule Zittau/Görlitz, 2004

Anlage 1 - 2Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau













Anlage 2BeispielrechnungenGörner, G.Wärmebrückenkatalog für GebäudesanierungDiplomarbeit an der Hochschule Zittau/Görlitz (FH), 2004

Anlage 2 - 21. Muster für ein Katalogblatt2. Vorsanierungszustand: Außenwand / Kellerdecke (scheitrechte Kappen)2.0.1. Außenwand aus Ziegelmauerwerk d= 36,5 cm, λ AW = 0,81 W/(mK)Wandaufbau EG (von innen nach außen)Deckenaufbau (von oben nach unten)Material d / [m] λ / [W/(mK)] Material d / [m] λ / [W/(mK)]Kalkputz 0,015 0,700 Dielung 0,025 0,130Vollziegel, 1800 kg/m³ 0,365 0,810 ruhende Luftschicht 0,100 0,455Kalkzementputz 0,020 1,000 Vollziegel, 1800 kg/m³ 0,120 0,810U AW, EG = 1,51 W/m²KU G = 1,11 W/m²KWandaufbau KG (von innen nach außen)Randbedingungen:f Rsi / [-] Ψ a / [W/(mK)]BauteilMaterial d / [m] λ / [W/(mK)]R i R e θ e R i R e θ eAW EG 0,25 0,04 -5 0,13 0,04 -15Vollziegel, 1800 kg/m³ 0,490 0,810 AW KG- luftangr. 0,17 0,04 -5 0,13 0,04 -15- erdanl. 0,17 0 - 0,13 0 -U AW, KG = 1,36 W/m²K Decke 0,25 0,17 10 0,17 0,17 -1Materialansicht : Isothermenverlauf :f Rsi ; ψ a►Dimensionslose innere Oberflächentemperatur:(im Wohnraum zw. Fußboden und Außenwand)►Wärmebrückenverlustkoeffizient(außenmaßbezogen):fRsi=0,601Ψ a = - 0,450 W/mKSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

Anlage 2 - 33. Nachsanierungszustand: Außenwand / Kellerdecke (scheitrechte Kappen) mitInnendämmung aus CaSi3.0.1. Außenwand aus Ziegelmauerwerk d= 36,5 cm; λ AW = 0,81 W/(mK)Wandaufbau EG (von innen nach außen)Deckenaufbau (von oben nach unten)Material d / [m] λ / [W/(mK)] Material d / [m] λ / [W/(mK)]Kalkputz 0,015 0,700 Zementestrich 0,030 1,400Kalziumsilikatplatte d 0,065 Polystyrol 0,040 0,040Vollziegel, 1800 kg/m³ 0,365 0,810 Vollziegel, 1800 kg/m³ 0,120 0,810Kalkzementputz 0,020 1,000U G = 0,66 W/m²KWandaufbau KG (von innen nach außen)Randbedingungen:f Rsi / [-] Ψ a / [W/(mK)]BauteilMaterial d / [m] λ / [W/(mK)]R i R e θ e R i R e θ eAW EG 0,25 0,04 -5 0,13 0,04 -15Vollziegel, 1800 kg/m³ 0,490 0,810 AW KG- luftangr. 0,17 0,04 -5 0,13 0,04 -15- erdanl. 0,17 0 - 0,13 0 -U AW,KG = 1,36 W/m²K Decke 0,25 0,17 10 0,17 0,17 -1Materialansicht :Isothermenverlauf : für d= 0,04 md variabel. ↓f Rsi ; ψ anicht variabel►Dimensionslose innere Oberflächentemperatur:(im Wohnraum zw. Fußboden und Außenwand)►Wärmebrückenverlustkoeffizient(außenmaßbezogen):fRsi=0,778Ψ a = - 0,213 W/mKSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

Anlage 2 - 4Variantenuntersuchung im Sanierungszustand mit Innendämmung,Außenwand mit λ AW = 0,40 W/(mK); 0,60 W/(mK); 0,81 W/(mK) bzw. 2,30 W/(mK)► Temperaturfaktor f Rsiλ MW ind in mW/mK 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10Bestimmung der Oberflächentemperatur0,40,60,812,30,800,770,750,690,820,790,780,730,830,810,790,750,840,820,810,770,850,830,820,78f Rsi0,900,850,800,750,700,40 W/mK0,60 W/mK0,81 W/mK2,30 W/mK0,650,600,02 0,04 0,06 0,08 0,10Dicke der Wärmedämmung► Wärmebrückenverlustkoeffizient ψ aλ MW ind in mW/mK 0,02 0,04 0,06 0,08 0,100,40,60,812,3-0,181-0,213-0,238-0,320-0,178-0,201-0,216-0,255-0,175-0,192-0,203-0,220-0,174-0,188-0,196-0,202-0,176-0,187-0,193-0,194Ψa [W/mK]Bestimmung der Transmissionswärmeverluste0,02 0,04 0,06 0,08 0,100,00-0,05-0,100,40 W/mK-0,150,60 W/mK-0,200,81 W/mK-0,252,30 W/mK-0,30-0,35Dicke der Wärmedämmung► Wärmedurchgangskoeffizient U AW,EGλ MW ind in mW/mK 0,02 0,04 0,06 0,08 0,100,40,60,700,890,580,700,490,580,430,490,380,420,81 1,04 0,79 0,63 0,53 0,462,3 1,49 1,02 0,78 0,63 0,53U AW,EG in W/(m²K)Bestimmung der U AW,EG -Werte1,601,401,201,000,800,600,400,200,000,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,120,40 W/mK0,60 W/mK0,81 W/mK2,30 W/mKDicke der WärmedämmungSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

Anlage 2 - 54. Nachsanierungszustand: Außenwand / Kellerdecke (scheitrechte Kappen) mitAußendämmung4.0.1. Außenwand aus Ziegelmauerwerk d= 36,5 cm; λ AW = 0,81 W/(mK)Wandaufbau EG (von innen nach außen)Deckenaufbau (von oben nach unten)Material d / [m] λ / [W/(mK)] Material d / [m] λ / [W/(mK)]Kalkputz 0,015 0,700 Zementestrich 0,030 1,400Vollziegel, 1800 kg/m³ 0,365 0,810 Polystyrol 0,040 0,040Dämmplatte d 0,040 Vollziegel, 1800 kg/m³ 0,120 0,810Kalkzementputz 0,020 1,000U AW, EG = 0,38 W/m²KU G = 0,66 W/m²KWandaufbau KG (von innen nach außen)Randbedingungen:f Rsi / [-] Ψ a / [W/(mK)]BauteilMaterial d / [m] λ / [W/(mK)]R i R e θ e R i R e θ eAW EG 0,25 0,04 -5 0,13 0,04 -15Vollziegel, 1800 kg/m³ 0,490 0,810 AW KGPerimeterdämmung 0,060 0,040 - luftangr. 0,17 0,04 -5 0,13 0,04 -15- erdanl. 0,17 0 - 0,13 0 -U AW, KG = 0,45 W/m²K Decke 0,25 0,17 10 0,17 0,17 -1Materialansicht :Isothermenverlauf : für d= 0,08 md variabel. ↓f Rsi ; ψ anicht variabel►Dimensionslose innere Oberflächentemperatur:(im Wohnraum zw. Fußboden und Außenwand)►Wärmebrückenverlustkoeffizient (außenmaßbezogen):fRsi=0,816Ψ a = - 0,010 W/mKSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

Anlage 2 - 6Variantenuntersuchung im Sanierungszustand mit Außendämmung,Außenwand mit λ AW = 0,40 W/(mK); 0,60 W/(mK); 0,81 W/(mK) bzw. 2,30 W/(mK)► Temperaturfaktor f Rsiλ MW ind in mW/mK 0,06 0,08 0,10 0,12 0,140,40,60,850,830,850,830,850,830,850,840,850,840,81 0,82 0,82 0,82 0,82 0,832,3 0,78 0,78 0,79 0,79 0,79f Rsi0,900,850,800,750,700,65Bestimmung der Oberflächentemperatur0,40 W/mK0,60 W/mK0,81 W/mK2,30 W/mK0,600,06 0,08 0,10 0,12 0,14Dicke der Wärmedämmung► Wärmebrückenverlustkoeffizient ψ aλ MW ind in mW/mK 0,06 0,08 0,10 0,12 0,140,4 -0,258 -0,086 -0,077 -0,700 -0,0670,6 -0,247 -0,049 -0,036 -0,027 -0,0220,81 -0,222 -0,008 0,008 -0,018 0,0252,3 -0,013 0,240 0,267 0,285 0,296Ψa [W/(mK)]Bestimmung der Transmissionswärmeverluste0,400,300,200,40 W/mK0,100,60 W/mK0,000,81 W/mK-0,102,30 W/mK-0,20-0,300,06 0,08 0,10 0,12 0,14Dicke der Wärmedämmung► Wärmedurchgangskoeffizient U AW,EGλ MW ind in mW/mK 0,06 0,08 0,10 0,12 0,140,40,60,380,430,320,360,280,300,240,260,220,230,81 0,46 0,38 0,32 0,27 0,242,3 0,54 0,42 0,35 0,30 0,26U AW,EG in W/(m²K)0,600,500,400,300,200,10Bestimmung der U AW,EG -Werte0,40 W/mK0,60 W/mK0,81 W/mK2,30 W/mK0,000,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16Dicke der Wärmedämmung in mSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

Kapitel 3Analyse der BaukostenBeitrag zum Schlussbericht von Herrn Prof. Dr.-Ing. H. Löber; Hochschule Zittau3. Analyse der Baukosten für die ausgeführten Wärmeschutzmaßnahmen .........................23.1 Vorbemerkung ..........................................................................................................23.2 Jahresheizwärmebedarf ...........................................................................................23.3 Anrechenbare Baukosten .........................................................................................33.4 Wirtschaftlichkeit.......................................................................................................7

3 - 23. Analyse der Baukosten für die ausgeführtenWärmeschutzmaßnahmen3.1 VorbemerkungDie Wirtschaftlichkeit von nachträglichen Wärmeschutzmaßnahmen ist immer dann fraglich,wenn die Baukosten hoch und/oder die Energiekosten niedrig liegen. Zusätzlich ergibt sichbei der Bewertung der Wirtschaftlichkeit das Problem der Baukostenzuordnung. Hier hat sichder Begriff der „Sowiesokosten“ eingebürgert: Diese fallen bei der Gebäudesanierungsowieso an, ohne dass ein Effekt zur Verbesserung des Wärmeschutzes erreicht würde (z.B. Gerüstkosten). Die der Wärmeschutzmaßnahme zuzurechnenden ("energierelevanten")Baukosten sind ohne die „Sowiesokosten“ anzusetzen. Hierbei sind Schätzungenunumgänglich.Beim vorliegenden Vorhaben "Energetisch vorbildhafte Sanierung desMehrfamilienwohnhauses Bautzner Straße 11 in Zittau" konnten die von der HochschuleZittau/Görlitz (FH) vorgeschlagenen baukonstruktiven Lösungen für die einzelnennachträglich zu verbessernden Umhüllungsbauteile vom Bauplanungsbüro bis auf wenigeAusnahmen angewendet werden. Bei der Ausführung sind geringfügige Abweichungen vonder Planung aufgetreten. Bei der Rechnungslegung wurden die Kosten durch denAusführungsbetrieb weitgehend je Bauteil und je Maßnahme aufgeschlüsselt.Während der Sanierungsmaßnahme wurden einige Planungsvorgaben geändert, so z. B.dass das Dachgeschoss ausgebaut wird. Beim Vergleich zwischen Vor- undNachsanierungszustand sind verschiedene Volumina und Nutzflächen zu unterscheiden. Diefolgende Analyse gilt für Maße des Nachsanierungszustandes.Die Aufbereitung des Datenmaterials zu Baukosten und zu den erzielbarenEnergiespareffekten erfolgte mit der DiplomarbeitHobrack, A.: Wirtschaftlichkeitsuntersuchung der bautechnischen Sanierung einesMehrfamilienhauses der Gründerzeit, Hochschule Zittau/Görlitz (FH), Fachbereich B,Registriernummer BW 00 - 51/2004 vom 30.11.2004Die im Folgenden aufgeführten Werte enthalten Korrekturen gegenüber der DiplomarbeitHobrack.3.2 JahresheizwärmebedarfDieser wird rechnerisch ermittelt. Er dient zum Nachweis der energetischen Effektivität dereinzelnen Wärmeschutzmaßnahmen und wird mit dem Heizperiodenbilanzverfahren gemäßWSVO 95 durchgeführt. Die Auflistung enthält Tabelle 3.3.1.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

3 - 33.3 Anrechenbare BaukostenSie wurden im Rahmen der Diplomarbeit Hobrack den geprüften Schlussrechnungen desBauunternehmers entnommen. Die Trennung in Sowiesokosten und energierelevante, derVerbesserung des bautechnischen Wärmeschutzes zurechenbaren Kosten wurde infolgender Weise vorgenommen:Wärmedämmverbundsystem WDVS:• Erneuerung des Außenputzes• WDVS komplett• Perimeterdämmung im Außenwandsockelbereich• ohne GerüstFußboden:• Abriss und Entsorgung vorhandener Estrich• Unterbeton erdanliegender Bereich im Anbau• Wärmedämmung• Estrich/Tragschicht• Dämmstoffkeile an der Kellerdecke bei Wandanschlüssen• ohne FußbodennutzschichtFlachdach Anbau:• Dampfbremse• Dämmstoff• ohne Tragschicht• ohne DachhautZuluft-Kastenfenster (Zu-Ka-Fe):Die Konstruktion erfüllt Aufgaben des Fensters und Aufgaben einesAußenluftduchlasselementes ALD gemäß DIN 1946-6 "Lüftung von Wohnungen". Mit demAustausch der alten Kastenfenster gegen neue Zuluft-Kastenfenster verteilen sich dieBaukosten auf• Verbesserung des Wärmeschutzes undSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

3 - 4• Verbesserung der Wohnungslüftung (Sicherung der Minimallüftung,Außenluftvorwärmung, Verminderung der Zuggefahr, Schallschutz - da Fenster nichtgeöffnet werden müssen u. a.)Kosten für Reparatur, Austausch, Entsorgung, Farbgebung, Montage u.a. der Fenster zählenzu Sowiesokosten. Die Abwägung ergab einen Anteil energierelevanter Kosten an denBaukosten der Fenster von etwa 20%.Kalzium-Silikat-Innendämmung CaSi• Erneuerung des Altputzes• Verlegung der CaSi-Platten• ohne Gerüst und FarbgebungDie Kosten (brutto) sind auf die Bauteilflächen bezogen. Sie sind den Schlussrechnungendes Bauunternehmens entnommen und beinhalten die der Wärmedämmung zuzuordnendenSanierungsleistungen (evtl. Rückbau, Entsorgung, Aufbau), jedoch nicht die sog.Sowiesokosten (z.B. Gerüst). Der Jahresheizwärmebedarf wurde mit demHeizperiodenbilanzverfahren gem. WSVO 95 für den Fall Abluftanlage (Pkt.163 in Anlage 1der WSVO: Faktor 0,95 für Lüftungswärmebedarf) berechnet. Für den ausgeführtenNachsanierungszustand mit ausgebautem Dachgeschoss berechnet sich q H = 54,72kWh/(m 2 a) bezogen auf die Nutzfläche A N = 0,32 * V = 0,32 * 3897 = 1247 m 2 .Q´H = 0,9 ( Q´T + Q´L) - ( Q´I + Q´S) Jahresheizwärmebedarf in kWh/(m 3 a)ausgeführte Variante: Q´H = 0,9 (13,85 + 17,37) - (8 + 2,6) = 17,51 kWh/(m 3 a)entspricht q H = Q´H * V/A N = 17,51 * 3897 / 1247 = 54,72 kWh/(m 2 a).Für die wesentlichen Wärmedämmmaßnahmen sind im Folgenden die Werte für die unterden baukonstruktiv gegebenen Möglichkeiten erreichbaren WärmedurchgangskoeffizientenU alt mit U neu verglichen.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

A Km 2U alt U neuQ´T Q´H€/m 2 W/(m 2 K) W/(m 2 K) kWh/m 3 a kWh/m 3 a kWh/m 2 a(mit U alt ) (mit U alt ) (mit U alt )q HΔ q HDer Einzelmaßnahme in K/Δq HkWh/m 2 a(U alt gegen U neu )FB über Keller 93,39 1,3 0,306 14,85 18,41 57,53 2,8154,48FB Anbau 158,281,24 0,364 15,35 18,86 58,94 4,227,75WDVSHofseiteEG 18,871.OG 26,921,570,780,320,262.OG 28,07 35,99 1,09 0,29 22,11 24,93 77,92 23,20 1,553.OG 21,88Anb. 234,851,571,570,320,32Dach Anbau 93,94 22,93 0,69 0,18 14,67 18,25 57,03 2,31 9,9Zu-Ka-Fenster 81,95 117,07 2,5 1,2 16,15 19,47 60,85 6,13 19,1CaSi – InnendämmungEG 18,251,57 0,711.OG 29,651,10 0,60129,532.OG 30,891,39 0,6715,44 18,93 59,16 4,44 29,23.OG 24,451,57 0,71Tabelle 3.3.1Effektivität einzelner Wärmedämmmaßnahmen am Gebäude Bautzner Str. 11 in Zittau

3 - 6Kosten der Wärmedämmmaßnahmen400380InnendämmungKosten der Wärmedämmmaßnahmen [€/m²]360340320300280260240220200180160140120VorsatzschaleFensterDach 87°87,9°88°1008060FußbodendämmungAußendämmung57,2°84°40200AB0 2A) FB Keller = 87°B) FB Anbau = 85,6°61014 18 2226 30 34 38 42Einsparungen [kWh/m²,a]Abbildung 3.3.1 Spezifische Baukosten und Heizwärmespareffekt einzelner WärmedämmmaßnahmenEine grafische Darstellung zeigt die Abbildung 3.3.1. Hierbei sind die Maßnahmen nach demAufstiegswinkel geordnet. Daraus ergibt sich eine Reihenfolge der Maßnahmeneffektivität(Ausnahme Fußboden). Die Bauaufwendungen beim Fußboden erweisen sich als wenigeffektiv, weil die Temperaturdifferenz am Bauteil niedrig anzusetzen ist und weil Sowieso-Kosten nicht klar ausgeschlossen werden konnten.Klar ersichtlich ist, dass Maßnahmen, die sich bereits in der Praxis durchgesetzt haben,einen Kostenvorteil mitbringen. Das zeigt sich an der Außendämmung als WDVS auf derHofseite. Innovative Maßnahmen und Baustoffe sind in ihrer Anschaffung und vor allem inder Montage wesentlich teurer. Das technische Risiko der Montage drückt sich in einemerhöhten Preis aus. Beispielhaft sei die Montage der Calciumsilikatplatte genannt. Ausdiesem Grund schneiden die Innendämmung und die Fenster auch im wirtschaftlichenVergleich schlechter ab. Zum Einsatz der Zuluft-Kastenfenster muss auch erwähnt werden,dass mit dem Einsatz auch eine Erhöhung der Wohnqualität einhergeht. Die Versorgung derSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

3 - 7Mieter mit einer ausreichenden Menge Frischluft, zugfrei eingebracht, lässt sich nicht in Eurodarstellen.3.4 WirtschaftlichkeitMit der Annahme einer normativen Nutzungsdauer der Maßnahmen des bautechnischenWärmeschutzes von 25 Jahren (Annuitätsfaktor 0,071 a -1 ) und einem mittleren Gaspreis von7,3 Cent/kWh (inkl. Steueranteile) berechnen sich die in Tabelle 3.4.1 dargestellten Werte(Vergl. Diplomarbeit Hobrack).FußbodenWDVS DachAnbauZuluft-kasten-FensterCaSiA [m 2 ] 251,67 330,59 93,94 81,95 103,24Summespez. Baukosten [€/m 2 ] 54,48 35,99 22,93 117,07 129,53energierel. Baukosten [€] 13.710 11.898 2.154 9.594 13.372 50.729Kapitalkosten [€/a] 973 844 153 681 950 3.601Heizwärmeeinsp. [kWh/a] 8.766 28.930 2.880 7.644 5.536 53.756Heizkosteneinsp. [€/a] 640 2.112 210 558 404 3.924Kostenbilanz [€/a] - 333 + 1268 + 57 - 123 - 546 + 323Tabelle 3.4.1Wirtschaftlichkeit der einzelnen WärmedämmmaßnahmenBei der Analyse der Wirtschaftlichkeit ergibt sich dieselbe Reihenfolge derMaßnahmeneffektivität. Die komfortable Lösung des Zuluft-Kastenfensters kann allein durchHeizkosteneinsparung nicht begründet werden. Weiterentwicklungen sind denkbar, die zurBaukostensenkung und Effektivitätserhöhung führen.Die Verarbeitungskosten des Bauunternehmens für die Kalziumsilikatinnendämmung werdensehr viel höher ausgewiesen, als sie Systemanbieter nennen. Die hier ausgewiesenenBaukosten dürften keine Begründung gegen die Anwendung der neu entwickeltenbaukonstruktiven Lösung mit kapillaraktiver Innendämmung sein.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

3 - 8280270260Kostenbilanz der Einsparungen +393 EUR/aInnendämmung -546 EUR/a250240230220Kosten der Einsparungen [Ct/kWh]210200190180170160150140130120110Vorsatzschale +65 EUR/aFenster -123 EUR/aDach +57 EUR/aAußendämmung +1268 EUR/a10090807060504030201000 2 4 6 8FußbodendämmungA) FB Keller -122 EUR/aB) FB Anbau -206 EUR/a1012 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 3436Einsparungen [kWh/m²a]38 40 42Abbildung 3.4.1Betrachtung von Kosten und EinsparungSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

Kapitel 4Verbrauchswerte des Gebäudes Bautzner Straße 11Beitrag zum Schlussbericht von Herrn Dipl.-Ing.(FH) Michael Zymek; Hochschule ZittauInhaltsverzeichnis:4 Verbrauchswerte des Wohngebäudes Bautzner Straße 11..............................................24.1 Wetterdaten ..............................................................................................................24.2 Innenraumtemperatur ...............................................................................................64.3 Heizwärmeverbrauch................................................................................................74.3.1 Heizwärmeverbrauch des Gebäudes ...................................................................74.3.2 Heizwärmeverbrauch der Wohneinheiten.............................................................94.3.3 Heizwärmeverbrauch der Gewerbeeinheit .........................................................124.4 Elektroenergieverbräuche.......................................................................................134.4.1 Elektroenergieverbrauch der Wohneinheiten .....................................................134.4.2. Elektroenergieverbrauch der Anlagentechnik.................................................154.5 Wasserverbrauch ...................................................................................................174.5.1. Wasserverbrauch des Gebäudes ...................................................................184.5.2. Wasserverbrauch der Wohneinheiten ............................................................18

4 - 24 Verbrauchswerte des Wohngebäudes Bautzner Straße 11In diesem Kapitel werden anhand der im Rahmen des Forschungsprojekts aufgezeichnetenMessdaten Kennwerte der einzelnen Wohneinheiten und des Gebäudes gebildet. DieZusammenstellung der Verbräuche und Raumklimafaktoren erfolgt für die folgendenMessgrößen:• Innenraumtemperatur• Heizwärmeverbrauch• Elektroenergieverbrauch• TrinkwasserverbrauchDie Messdaten werden für alle Wohneinheiten ab dem 28.09.2004 vollständig aufgezeichnet.Kennwerte werden für zwei Bezugszeiträume gebildet:- für eine Heizperiode,- für ein Kalenderjahr.Die für die Kennwerte benötigten meteorologischen Daten werden von der Wetterstation aufdem Dach des Hauptgebäudes gemessen.4.1 WetterdatenDie Wetterdaten werden durch eine Wetterstation seit dem9.12.2004 registriert. Die Wetterstation befindet sich aufdem Dach des Hauptgebäudes.Sie besteht aus:- Feuchte-/Temperaturtransmitter Typ MT8636AG2- 2 Global-Strahlungsmessköpfen Typ FLA613GS (mitund ohne Schattenring)- Windgeschwindigkeitgeber Typ FVA615-2- Windrichtungsgeber Typ FVA614.Alle Messeinrichtungen sind von der Firma Ahlborn.Abbildung 4.1.1 WetterstationSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 3Die im Minutentakt abgefragten Messwerte werden tageweise in der einer separaten Dateigespeichert. Die Messwerte werden für die Auswertung in Tages-, Wochen-, Monats- bzw.Jahresverläufe zusammengeführt. Außerdem werden Mittelwerte für definierte Zeiträumegebildet.• Temperatur der AußenluftDie Außenlufttemperatur wird durch die direkte und diffuse Sonnenstrahlung, mittlereAbsorption der Bodenoberfläche und durch die Windverhältnisse bestimmt. Deshalbunterliegt die Lufttemperatur tageszeitlichen, jahreszeitlichen und örtlichen Schwankungen.Zur Veranschaulichung wird in der Abbildung 4.1.2 der durchschnittliche täglicheTemperaturverlauf des kältesten und wärmsten Monats des Jahres 2005 dargestellt. Zurvollständigen Auswertung der Energieverbräuche der Heizperioden 2004/2005 und2005/2006 werden für den Zeitraum 1.09.2004 – 31.12.2004, in dem die Wetterstation aufder Bautzner Straße 11 noch nicht im Betrieb war, Wetterdaten von Görlitz (Datenquelle:Deutscher Wetterdienst) benutzt.25Durchschnittlicher täglicher Temperaturverlauf im Februar, April und Juli2005 in ZittauQuelle: Wetterstation Bautzner Str. 11°C Feb Apr Jul20151050-50:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00Abbildung 4.1.2 Durchschnittlicher täglicher Temperaturverlauf im Februar, April und Juli 05 in ZittauDer kälteste Monat im Betrachtungszeitraum vom 1.09.2004 bis zum 30.04.2006 war derJanuar 2006 mit der mittleren Monatstemperatur von -3,5°C. Die minimaleAußenlufttemperatur wurde am 23. Januar 2006 registriert und betrug -19,7°C. Im Juli 2005war die mittlere Monatstemperatur am höchsten. Sie lag bei 19,2°C. Die maximaleAußenlufttemperatur wurde am 29. Juli 2005 gemessen und betrug 35,4°C.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 4Aus der Abbildung 5.1.2 kann abgelesen werden, dass der durchschnittliche täglicheTemperaturverlauf im April am stärksten schwankt. Die größte Differenz zwischen dermaximalen und minimalen Temperatur im Monat wurde im März 2005 gemessen und betrug31,7 K. Die Durchschnittstemperaturen in den zwei Heizperioden 2004/2005 und 2005/2006betrugen 5,4°C und 4,8°C.Vergleich der mittleren Tagestemperaturen in den Heizperioden 2004/2005und 2005/200625°C HP 04/05 HP 05/0620151050-5-10-15-201.9 1.10 1.11 1.12 1.1 1.2 1.3 1.4Abbildung 4.1.3 Mittlere Tagestemperaturen in den Heizperioden 2004/2005 und 2005/2006• Ermittlung der Gradtagzahl (GTZ)Die Anwendung der Gradtage zur Klimabereinigung der Heizenergieverbräuche ermöglichtden Vergleich der Verbrauchskennwerte verschiedener Zeiträume und Standorte. DieGradtagmethode ist ein Näherungsverfahren, das von den vielen Einflüssen auf denHeizenergieverbrauch nur den Einfluss der Außenlufttemperatur berücksichtigt. Sie kann aufübliche Gebäude mit Wohn- oder Büronutzung angewendet werden [2]. In diesem Fall wirddie Gradtagszahl zum Vergleich der Heizwärmeverbräuche von den Heizperioden2004/2005, 2005/2006 und zur Klimabereinigung des Jahresverbrauchs benutzt.Die Gradtagzahl wird gemessen, sobald die Außentemperatur unter 15°C liegt. Sie ist dieSumme aus der Anzahl von Heiztagen und der Differenz der durchschnittlichenTagesaußentemperaturen bei einer festgelegten Raumtemperatur von 20°C.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 5∑ (GTZ = z θ i − θ e ) in Kּd1GTZ Gradtagzahl für einen bestimmten Zeitraum (mindestens ein Monat)z Anzahl der Heiztageθ i mittlere Raumtemperatur von 20°Cθ emittlere Außentemperatur eines HeiztagesDie Gradtagzahlen wurden für folgende Zeiträume berechnet:- Heizperiode 2004/2005 (01.09.2004 – 30.04.2005) GTZ = 3499 Kd- Heizperiode 2005/2006 (01.09.2005 – 30.04.2006) GTZ = 3637 Kd- ganzes Jahr 2005 (01.01 – 31.12.2005) GTZ = 3755 Kd30Gradtage im Jahr 2005Kd25201510501.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12Abbildung 4.1.4 Verlauf der Gradtage im Jahr 2005 in ZittauDer Heizenergieverbrauch (HEV spez ) kann wie folgt klimabereinigt als HEV norm angegebenwerden:HEVGTZnormnorm = HEVspez⋅ ,GTZ spezwobei GTZ norm den langjährigen Mittelwert für den betrachteten Zeitraum angibt. Weil derJahresheizenergieverbrauch mit dem Norm–Richtwert verglichen werden soll, wird derlangjährige Mittelwert von der Wetterstation in Würzburg angenommen. Für dieAuswertungszeit von einem Jahr beträgt GTZ norm = 3735 Kd und von einer HeizperiodeSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 6GTZ norm = 3433 Kd (für den Standort Würzburg die feste Raumtemperatur von 20°C und dieHeizgrenztemperatur von 15°C).4.2 InnenraumtemperaturDie Raumlufttemperatur ist eine für die thermische Behaglichkeit der Aufenthaltsräumemitentscheidend. Zusammen mit der Temperatur der Umschließungsflächen, derLuftgeschwindigkeit und -feuchte bestimmt sie das Raumklima. In den meisten Wohneinheitenim Mehrfamilienwohnhaus Bautzner Str. 11 wird die Raumlufttemperatur nur in denWohnzimmern gemessen. In der Referenzetage (2. OG) wird außerdem die Temperatur derZuluft im Kastenfenster, der Abluft im Bad und der Raumluft aller Wohnräume gemessen. ImGegensatz zur Außenlufttemperatur unterliegt die Raumlufttemperatur nicht so hohenSchwankungen, sie hängt aber stark vom Nutzerverhalten ab.Jahresmittelwert in °C Mittelwert in °C2005 2006 Heizperiode 04/05 Heizperiode 05/06θ i,m,WE01 22,0 22,8 20,7 21,5θ i,m,WE02 22,9 23,0 21,6 21,5θ i,m,WE03 24,1 22,9 22,8 22,4θ i,m,WE04 22,1 23,2 21,2 21,2*θ i,m,WE05 22,1 23,6 20,6 21,7θ i,m,WE06 23,2 22,7 23,0 22,7θ i,m,WE07 22,4 22,6 20,9 20,8θ i,m,WE08 23,0 23,5 21,3 22,4θ i,m,WE09 20,8 21,1 19,2 19,5θ i,m,WE10 21,1 22,9 16,4 21,4θ i,m,WE11 23,1 24,2 20,3 23,3θ i,m,WE01 - 11 22,4 22,9 20,7 21,7Abbildung 4.2.1 Mittlere Raumlufttemperatur in den WohneinheitenIm Vergleich mit der Heizperiode 2004/2005 war die mittlere Raumlufttemperatur derWohneinheiten 1 bis 11 in der Heizperiode 2005/2006 um ca. 1 Kelvin höher. In vierWohnungen ist die Raumtemperatur geringfügig gesunken und in den restlichen sieben umdurchschnittlich 1,6 Kelvin gestiegen. Zwischen der ersten und zweiten Heizperiode habenca. 54% der Mieter gewechselt.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 74.3 HeizwärmeverbrauchIn dem Forschungshaus wird die Wärmemenge sowohl an den Wärmeerzeugern (Heizkesselund Wärmepumpe) als auch an den Wärmeverbrauchern (Wohneinheiten, Gewerbe undWarmwasserspeicher) gemessen. Die Wärmemengenmessung erfolgt separat für jedeWohneinheit, aber auch unmittelbar an der Wärmeverteilung der einzelnen Stränge für dieObergeschosse. Diese doppelte Wärmemengenzählung erwies sich als gute Lösung, weildie Datenübertragung zwischen den Wärmemengenzählern und dem LON-System in denWohneinheiten 5, 8, 9 und 11 vom Beginn der Datenerfassung bis zum 13. Dezember 2005(Einbau der Leistungsanpassungsmodule) teilweise unsicher war.4.3.1 Heizwärmeverbrauch des GebäudesDie im Antrag formulierten Zielstellungen und die gemessenen Ergebnisse sind in dernachfolgenden Tabelle ersichtlich.VorsanierungkWh/m² aProjektantragkWh/m² a2005kWh/m² a2006kWh/m² aNutzenergie für Heizung 123 47 52,5 61,8Endenergie für Heizung 176 45 48,6 57,4Nutzenergie für WW Bereitung 12,5 12,5 25,8 15,7Endenergie für WW Bereitung 16 6,1 22,1 14,0Hilfsenergien 0 12 34,5 24,4Summe Primärenergie 259 81 122,5 118,6Tabelle 4.3.1 Vergleich der Bedarfswerte mit den gemessenen VerbrauchswertenGrundsätzlich stimmen berechnete und gemessene Werte gut überein. Unterschiedebegründen sich vor allem im Nutzerverhalten. Bei der Bewertung ist auch zu beachten, dasssich im Vergleich zum Vorsanierungszustand die Nutzung der Gewerbeeinheit imErdgeschoss erheblich verändert hat. Der Wasserverbrauch des alten Lederwarengeschäftsbeschränkte sich auf WC, Waschen und Reinigungsarbeiten. Der Wasserverbrauch für diejetzige Nutzung als Eiskaffee ist deutlich höher. Außerdem ist ein geringfügig erhöhterEnergieverbrauch für die Gebäudebeheizung festzustellen. Dies resultiert hauptsächlich auseinem erhöhten Verbrauch für die Wohngemeinschaften. Es ist in den beheizten Räumeneine durchschnittliche Innentemperatur während der Heizperiode von 21,9°C aufgezeichnetworden. Bei der Ermittlung der Bedarfswerte wurde entsprechend der Norm mit 20°Cgerechnet.Insgesamt ist festzustellen, dass sich die Mieter recht unterschiedlich verhalten. Auffallendist, dass bei steigender Außentemperatur keine entsprechende Verminderung des Heizwärmeverbraucheseinhergeht [Abbildung 4.3.1]. So wurde auch in den Sommermonaten einSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 8Heizenergieverbrauch aufgezeichnet, obwohl die Innen- und Außentemperaturen keinenAnlass dafür boten. Die Mieter haben in einigen Wohneinheiten einfach das Thermostatventilauf die Stufe 5 gestellt und hatten Raumtemperaturen um 24°C und höher. Im Ergebnisergeben sich für August 2006 Wärmeverbräuche für die Wohneinheiten von 429 kWh, beieiner mittleren Außenlufttemperatur über den gesamten Monat von 16,7°C.Ein möglicher Grund für ein wenig energiesparendes Verhalten ist die fehlendeBetriebskostenabrechnung. Nach der Heizkostenverordnung §11 [1] ist der Vermieter vonstudentisch genutzten Wohnungen nicht verpflichtet eine Nebenkostenabrechnungdurchzuführen. Es ist dem Vermieter auch schwer möglich, Studenten mit Wohnsitzaußerhalb Deutschlands nach erfolgter Jahresabrechnung eine Aufforderung zurNachzahlung zukommen zu lassen. Diese Praxis hemmt den wirtschaftlichen Anreiz mit denVersorgungsmedien sparsam umzugehen.Vergleich des Heizwärmeverbrauchs in Abhängigkeit von derAußenlufttemperatur in den Jahren 2005 und 200618.000kWh15.00012.0009.0006.0003.000WMZ Heizung ganzes Haus 2005 WMZ Heizung ganzes Haus 2006mittlere Aussenlufttemp. 2005 mittlere Aussenlufttemp. 200625°C20151050-50Jan Feb März Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez-10Abbildung 4.3.1 Vergleich des Heizwärmeverbrauches in Abhängigkeit von der Außenlufttemperaturfür die Jahre 2005 und 2006In der Abbildung 4.3.1 ist ersichtlich, dass im Jahr 2006 in den Monaten außerhalb derHeizperiode ein erheblicher Mehrverbrauch an Heizenergie aufgetreten ist. Auch in denWintermonaten ist bei nahezu gleichen und niedrigeren Außenlufttemperaturen einMehrverbrauch gegenüber 2005 festzustellen.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 94.3.2 Heizwärmeverbrauch der WohneinheitenTabelle 4.3.2 zeigt beispielhaft die Kennwerte für den Heizwärmeverbrauch derWohneinheiten 1-4, 6, 7 und 10 ermittelt. Als Bezugsfläche wird die Wohnfläche benutzt.Heizenergieverbrauchspez. HeizenergieverbrauchWohn- Fläche2005 HP 04/05 HP 05/06 2005 HP 04/05 HP 05/06Einheit in m²kWh/akWh/(m²,a)1 100,54 4920 4405 6884 48,9 43,8 68,52 83,54 3102 2472 5641 37,1 29,6 67,53 56,98 5792 5432 6949 101,6 95,3 122,04 100,54 4878 4941 5369 48,5 49,1 53,46 48,38 8689 7784 8341 179,6 160,9 172,47 100,54 3864 3724 4393 38,4 37,0 43,710 24,41 1519 1109 2162 62,2 45,4 88,6Σ 514,93 32764 29867 39739 63,6 58,0 77,2Tabelle 4.3.2 Heizenergieverbrauch der Wohneinheiten 1-4, 6, 7 und 10 im Jahr 2005 und in denHeizperioden 04/05, 05/06Um die Heizenergieverbräuche (HEV) der Heizperioden 2004/2005 und 2005/2006miteinander zu vergleichen, werden die Werte mittels der Gradtagszahlen (vgl. Abschnitt 4.1)klimabereinigt. Bei der Umrechnung der Verbrauchswerte wurde für das Jahr 2005 derQuotient der Gradtagzahlen GTZ norm /GTZ spez = 3735 [Kd/a] / 3755 [Kd/a] = 0,9947, für dieHeizperiode 04/05 GTZ norm /GTZ spez = 3433 [Kd/a] / 3499 [Kd/a] = 0,9811 und für dieHeizperiode 05/06 GTZ norm /GTZ spez = 3433 [Kd/a] / 3637 [Kd/a] = 0,9439 verwendet.Das Ergebnis zeigt Tabelle 4.3.3. Der mittlere spezifische Jahresheizwärmeverbrauch fürdas Jahr 2005 beträgt 72,1 kWh/(m²,a) und ist ca. 42% geringer als der Norm-Richtwert fürMehrfamilienhäuser von 125 kWh/(m²,a).Die spezifischen Heizwärmeverbräuche unterscheiden sich stark von einander. Der Einflussdes Nutzerverhaltens wird besonders bei den klimabereinigten Heizenergieverbräuchen inden Wohnungen deutlich, bei denen ein Mieterwechsel zwischen den beiden Heizperiodenbetrachteten Zeitintervallen erfolgte. Gründe sind unterschiedliches Lüftungsverhalten,unterschiedliche Raumlufttemperaturen und die Mieteranwesenheit.Hierbei ist vor allem die Einstellung der Raumtemperaturregelgeräte bzw. derHeizkörperthermostatventile bei längeren Abwesenheitszeiten (Ferien) wesentlich. DieUntersuchungen des Heizenergieverbrauchs im Zusammenhang mit der Belegung dereinzelnen Wohnungen zeigt, dass einige Mieter für die Abwesenheitszeiten dieHeizungsregelungen unverändert lassen.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 10Heizenergieverbrauch klimabereinigt spez. HeizenergieverbrauchWohn- Fläche2005 HP 04/05 HP 05/06 2005 HP 04/05 HP 05/06Einheit in m²kWh/akWh/(m²,a)1 100,54 4920 4405 6884 48,9 43,8 68,52 83,54 3102 2472 5641 37,1 29,6 67,53 56,98 5792 5432 6949 101,6 95,3 122,04 100,54 4878 4941 5369 48,5 49,1 53,46 48,38 8689 7784 8341 179,6 160,9 172,47 100,54 3864 3724 4393 38,4 37,0 43,710 24,41 1519 1109 2162 62,2 45,4 88,6Σ 514,93 32764 29867 39739 63,6 58,0 77,2Tabelle 4.3.3 Klimabereinigter Heizenergieverbrauch der Wohneinheiten 1-4, 6, 7 und 10 im Jahr2005 und in den Heizperioden 2004/2005 und 2005/2006Spezifischer klimabereinigter Heizenergieverbrauch der Wohneinheiten inden Heizperioden 04/05 und 05/06180kWh/(m²,a) HP 04/05 HP 05/06160140120100806040200WE 1 WE 2 WE 3 WE 4 WE 6 WE 7 WE 10Abbildung 4.3.2 Spezifischer klimabereinigter Heizenergieverbrauch der Wohneinheiten 1-4, 6, 7 und10 in den Heizperioden 2004/2005 und 2005/2006Tabelle 4.3.4 fasst die wichtigsten Informationen zu den Mietern, der Mieteranwesenheit undden Raumlufttemperaturen zusammen und verknüpft diese Informationen mit demgemessenen Heizenergieverbrauch. Demnach erfolgte die größte Änderdung desHeizenergieverbrauchs in den Wohneinheiten mit höchster Mieteranwesenheitszunahme.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 11Wohn-EinheitMieterwechsel zwischenHP 04/05 und HP 05/06Mieteranwesenheitgegenüber HP 04/05Raumluft-TemperaturHeizenergie-Verbrauch1 √ (1 Mieter) ↑ (um 9%) ↑ (um 0,9 K) ↑ (um 50%)2 √ (2 Mieter) ↑ (um 29%) ↓ (um 0,1 K) ↑ (um 120%)3 — ↑ (um 7%) ↓ (um 0,4 K) ↑ (um 23%)4* √ (1 Mieter) ? ? ↑ (um 5%)6 — ↑ (um 2%) ↓ (um 0,3 K) ↑ (um 3%)7 √ (2 Mieter) ↑ (um 5%) ↓ (um 0,1 K) ↑ (um 13%)10 √ (1 Mieter) ↑ (um 32%) ↑ (um 5,0 K) ↑ (um 88%)Tabelle 4.3.4 Einfluss der Mieterwechsel und –verhalten auf den Heizenergieverbrauch* Ausfall der Messwerterfassung für die Wohneinheit im Januar 2006. Es erfolgte einregelmäßiges Ablesen der messwerte am Zähler in der Wohneinheit.Der Heizenergieverbrauch der Wohneinheiten wird auf zwei Weisen gemessen:- separat für jede Wohneinheit- als Gesamtverbrauch der Obergeschosse.Die Mengenmessung des Wärmeverbrauchs der Obergeschosse erfasst alle Wohnungenund beheizten Gemeinschaftsbereiche im ersten bis dritten OG. Die Messdaten ermöglichendie Ermittlung eines Verbrauchskennwertes für die gesamte beheizte Wohnfläche. Tabelle4.3.5 zeigt die gemessenen, Tabelle 4.3.6 die klimabereinigten VerbrauchswerteHeizenergieverbrauch der OG beheizte Spez. Heizenergieverbrauch der OG2005 HP 04/05 HP 05/06 Wohnfläche 2005 HP 04/05 HP 05/06kWh/a m² kWh/(m²,a)58.934 52.592 69.317 928,00 63,5 56,7 74,7Tabelle 4.3.5 Heizenergieverbrauch der Obergeschosse im Jahr 2005 und in den Heizperioden2004/2005, 2005/2006Der Vergleich von klimabereinigten Heizenergieverbräuchen der Heizperioden 2004/2005und 2005/2006 zeigt, dass in dem zweiten Betrachtungszeitraum ca. 27% mehr anthermischer Energie für die Beheizung der Wohneinheiten und der Gemeinschaftsbereicheverbraucht wurde.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 12Heizenergieverbrauch der OG,beheizte Spez. Heizenergieverbrauch der OGklimabereinigtWohnfläche2005 HP 04/05 HP 05/062005 HP 04/05 HP 05/06kWh/a m² kWh/(m²,a)58.620 51.600 65.429 928,00 63,2 55,6 70,5Tabelle 4.3.6 Klimabereinigter Heizenergieverbrauch der Obergeschosse im Jahr 2005 und in denHeizperioden 2004/2005, 2005/20064.3.3 Heizwärmeverbrauch der GewerbeeinheitDie Gewerbeeinheit besitzt zwei Heizsysteme. Zum einem eine Fußbodenheizung alsNiedertemperaturheizfläche und zum anderen eine RLT-Anlage mit Heizung und Kühlung.Die Verbräuche beider Heizkreise werden getrennt gemessen.1.200Vergleich des Heizwärmeverbrauches der Gewerbeeinheit in denJahren 2005 und 2006WMZ FBH 2005 WMZ FBH 2006 WMZ RLT 2005 WMZ RLT 2006kWh/M1.000800Abschaltung der Versorgungspumpefür das RLT Gerät wegenLeerstand der Gewerbeeinheit beigrantierter Frostfreiheit 20066004002000Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov DezAbbildung 4.3.3 Heizwärmeverbrauch der Gewerbeeinheit 2005 und 2006In der Abbildung 4.3.3 ist erkennbar, dass der Betreiber der Gewerbeeinheit im Jahr 2005die Heizleistung der Fußbodenheizung mit zunehmender Außentemperatur drosselt bzw.abschaltet und vermehrt die Heizleistung der Lüftungsanlage nutzt. Mit der Aufgabe derGewerbeeinheit durch den Nutzer im Frühjahr 2006 wurde die Anlage sich selbst überlassen.Deutlich zu sehen ist ein hoher Energieverbrauch im März und April 2006 obwohl dieSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 13Gewerbeeinheit bereits geschlossen war. Nach Rücksprache mit dem Gebäudeeigentümerwurden seitens der Hochschule Eingriffe in die Regelung vorgenommen. Ab April wurde dieGewerbeeinheit dann nur noch zum Frostschutz beheizt und die Pumpe der RLT-Anlage mitdem Erreichen von garantierter Frostfreiheit außer Betrieb genommen. Neben derHeizenergie wurden auch 4 kWh Elektroenergie für die Pumpe pro Tag eingespart.Der Heizkreis der RLT-Anlage benötigt auch im Sommer Heizwärme, wenn nach demKühlprozess die Zuluft auf die endgültige Einblastemperatur gebracht wird. Hier ist sicherlicheine regelungstechnische Optimierung angezeigt.4.4 Elektroenergieverbräuche4.4.1 Elektroenergieverbrauch der WohneinheitenIn diesem Abschnitt werden Kennwerte für den Elektroenergieverbrauch aller Wohneinheitenfür den Betrachtungszeitraum von einem Jahr ermittelt. Der Elektroenergieverbrauch wird indem Mehrfamilienwohnhaus auf der Bautzner Straße 11 in Zittau gesondert für jedeWohneinheit gemessen. In Tabelle 4.4.1 sind die Elektroenergieverbräuche für alleWohnungen im Zeitraum vom 01.09.2004 bis zum 30.04.2006 zusammenfassenddargestellt.WEMin-Verbrauchin kWhMonatMax-Verbrauchin kWhMonatGesamt-Verbrauchin kWhmittlererMonatsverbrauchin kWh/M1 40,6 Aug 05 244,0 Jan 06 2406,3 120,32 58,5 Sep 04 273,7 Jan 05 3140,1 157,03 0,0 Sep 05 132,4 Apr 06 1146,7 57,34 37,8 Aug 05 184,0 Jan 06 2478,0 123,95 44,6 Jul 05 116,1 Nov 04 1475,5 73,86 111,6 Feb 06 201,7 Nov 04 2964,3 148,27 33,5 Sep 04 243,5 Jan 05 2610,9 130,58 48,3 Sep 04 234,8 Jan 05 2861,8 143,19 0,0 Apr 06 152,0 Nov 04 2073,1 103,710 0,5 Jul- Aug 05 54,5 Jan 06 373,9 18,711 0,0 Apr - Jul 05 150,6 Dez 04 821,2 41,1Tabelle 4.4.1 Elektroenergieverbrauch der Wohneinheiten 1-11 zwischen 01.09.2004 und 30.04.2006Große Unterschiede im Elektroenergieverbrauch sind ähnlich wie beimHeizenergieverbrauch unter anderem durch den Semesterablauf und die damit imSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 14Zusammenhang stehende Mieteranwesenheit mit verursacht. Analog zur Heizenergie wird inden Wohnungen mit höchster Mieteranwesenheit die größte Elektroenergiemengeverbraucht. Anhand des Elektroenergieverbrauchs ist aber auch eine längere Abwesenheitdes Nutzers ablesbar – konstanter niedriger Stromverbrauch meistens durch einenKühlschrank, in einigen Wohnungen Nullverbrauch durch Abschalten der Sicherungen sindein guter Indikator.WEspezifischerFläche Jahresverbrauch 2005Elektroenergieverbrauchin m²in kWh/ain kWh/(m²,a)1 100,54 1404,2 14,02 83,54 1860,5 22,33 56,98 658,3 11,64 100,54 1470,7 14,65 83,54 785,8 9,46 56,98 1704,7 29,97 100,54 1620,4 16,18 83,54 1667,0 20,09 56,98 1293,6 22,710 24,41 194,4 8,011 35,27 398,8 11,3mittlerer spez. Elektroenergieverbrauch 16,3Tabelle 4.4.2 Spezifischer Elektroenergieverbrauch der Wohneinheiten 1-11 im Jahr 2005Der spezifische Stromverbrauch liegt zwischen 8 und ca. 30 kWh/(m²,a), d.h. etwa 64% unterbzw. 36% über dem Norm–Richtwert von 22 kWh/(m²,a) [3].Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 1535kWh/(m²,a)Spezifischer Elektroenergieverbrauch der Wohneinheiten 1-11 im Jahr 2005Norm-Richtw ert302520151050WE 1 WE 2 WE 3 WE 4 WE 5 WE 6 WE 7 WE 8 WE 9 WE 10 WE 11Abbildung 4.4.1 Spezifischer Elektroenergieverbrauch der Wohneinheiten 1-11 im Jahr 2005Die Mehrheit der Wohnungen (73%) weist einen geringeren spezifischen Stromverbrauch alsder Normwert auf. Einer der größten Stromverbraucher in jedem Haushalt ist eineWaschmaschine (sofern die nicht an Warmwasser angeschossen ist), in dem betrachtetenForschungsobjekt befinden sich diese Elektrogeräte in einem separaten Raum jeweils injedem Vollgeschoss. Der Stromverbrauch wird nicht einer konkreten Wohneinheitzugeordnet, sondern insgesamt gemessen und als Allgemeinverbrauch ausgewertet.4.4.2. Elektroenergieverbrauch der AnlagentechnikDie Anlagentechnik wurden im Rahmen der messtechnischen Auswertung für dieEnergieerzeuger und einzelne Versorgungszonen separate Zähler installiert. So sind dieVerbräuche für den zentralen Abluftventilator, die Wärmepumpe und die Heizungspumpeneinzeln auswertbar.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 16a) zentraler AbluftventilatorVergleich des Elektroenergieverbrauchs des Abluftventilators140kWh/M 2005 2006130120110100Reinigung Wärmeübertragerund Einbau des Filters in denAbluftkanal9080Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov DezAbbildung 4.4.2 Elektroenergieverbrauch des zentralen AbluftventilatorsDer Elektroenergieverbrauch des zentralen, druckgesteuerten Abluftventilators beträgt fastkonstant zwischen 3,9 und 4,0 kWh/d für die Jahre 2005 und 2006. Der Gesamtverbrauchdes Ventilators betrug 2005 1.462,1 kWh und 2006 1.419,2 kWh. Dies entspricht einerEinsparung von 3% und ist auf den Einsatz des Filters in der Abluft zurückzuführen.Die Wahl eines druckgesteuerten Gleichstromventilators hat sich positiv ausgewirkt. Der imHerstellerprospekt angegebene Elektroenergieverbrauch 0,17 kW bei einen Volumenstromvon 1.200 m³/h hat sich in etwa bestätigt.b) WärmepumpeDie Elektro-Wärmepumpe bedient zwei Abnehmer im Gebäude. Zum einen wärmt sie dasTrinkwasser bis auf eine Temperatur von 50°C vor und zum anderen leistet sie einen Beitragzur Heizungsunterstützung. Wärmequelle für die Wärmepumpe ist die Abluft der Wohnungenund der Gewerbeeinheit mit einer Temperatur von ca. 20°C.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 17Vergleich des Elektroverbrauchs der Wärmepumpe und derBetriebsstunden in den Jahren 2005 und 2006Elt. Verbr. WP 2006 Elt.-Verbr. WP 2005 Betriebsstunden 2005 Betriebsstunden 20062.000kWh/M1.600600h/M5001.2004003008002004001000Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez0Abbildung 4.4.3 Elektroenergieverbrauch der WP und Betriebsstunden der Jahre 2005 und 2006Die Betriebsstunden haben sich von 2005 zu 2006 um 957 Stunden erhöht. Dieses konntedurch eine stetige Verbesserung der Regelung erzielt werden. Vor allem eine bessereSpreizung der Heizungstemperaturen durch Abschaltung der Pumpe für die RLT-Anlage inder Gewerbeeinheit führte zur besseren Auslastung der Wärmepumpe. Ingesamt wurden für2006 3.287 Betriebsstunden aufgezeichnet, der Elektroenergieverbrauch betrug 14.859 kWh.4.5 WasserverbrauchDie Messung des Trinkwasserverbrauchs erfolgt separat für Warm- (TWW) und Kaltwasser(TWK) für das Gebäude und in jeder Wohneinheit. Die kleinste verbrauchte Wassermenge,die an die Datenerfassungsanlage übertragen wird, beträgt 10 Liter. Der Wasserverbrauchder Waschmaschinen wird nicht betrachtet, weil sich die Waschmaschinen in einemseparaten Raum befinden und der Verbrauch sich nicht eindeutig einer bestimmtenWohneinheit zuordnen lässt.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 184.5.1. Wasserverbrauch des GebäudesVergleich des Kalt- und Warmwasserverbrauches 2005 und 200690m³/M KW-Verbr. 2005 KW-Verbr. 2006 WW-Verbr. 2005 WW-Verbr. 200680706050403020100Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov DezAbbildung 4.5.1 Monatlicher Wasserverbrauch der Jahre 2005 und 2006Die gemessenen Wasserverbräuche des Gebäudes unterliegen starken Schwankungen.Diese sind bedingt durch die Nutzung des Gebäudes für studentisches Wohnen. In derunterrichtsfreien Zeit sind nicht alle Mieter ständig anwesend. Dieses ist am deutlichsten imMonat August zu erkennen. Der Lehrstand der Gewerbeeinheit ab März 2006 ist nichteindeutig zu erkennen, auffällig sind nur die hohen Verbrauchswerte im April und Mai 2005mit Beginn der Saison des Eiskaffees. Das Eiskaffee benötigte im Durchschnitt etwas 8 m³Kaltwasser und fast 2 m³ Warmwasser im Monat.4.5.2. Wasserverbrauch der WohneinheitenEine Zusammenstellung des minimalen und maximalen Trinkwasserverbrauchs zeigt Tabelle4.5.1. Auffallend sind die erheblich differierenden Verbräuche in den einzelnen Wohnungen.Darüber hinaus ist in den meisten Wohnungen eine Wasserentnahme während desgesamten Jahres nachweisbar, woraus auf eine nahezu vollständige Vermietunggeschlossen werden kann.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 19WEmonatlicher Min-Verbrauch in m³/M monatlicher Max-Verbrauch in m³/MTWK Monat TWW Monat TWK Monat TWW Monat1 0,68 Aug 05 0,52 Aug 05 10,18 Jan 06 8,58 Jan 062 0,44 Sep 04 0,20 Aug 05 4,77 Nov 05 2,72 Nov 043 0,00 Sep 04, 05 0,00 Sep 04, 05 2,46 Apr 06 2,08 Apr 064 0,37 Aug 05 0,11 Aug 05 3,71 Jan 06 3,37 Jan 065 1,01 Dez 05 0,49 Jul 05 4,78 Feb 05 2,55 Feb 056 2,72 Feb 06 1,09 Sep 05 6,56 Sep 04 3,87 Nov 047 0,16 Aug 05 0,05 Aug 05 4,68 Jan 05 3,33 Jan 058 1,25 Aug 05 0,69 Aug 05 4,25 Sep 05 3,53 Nov 059 0,00 Apr 06 0,00 Apr 06 5,99 Sep 04 2,13 Apr 0510 0,20 Jul 05 0,02Nov 04,Mai 052,02 Jan 06 2,50 Nov 0511 0,00 Jun, Jul 05 0,00Sep 04,Apr-Jul 054,18 Dez 04 3,29 Dez 04Tabelle 4.5.1 Monatlicher minimaler und maximaler Trinkwasserverbrauch der Wohneinheiten 1-11vom 1.09.2004 bis zum 30.04.2006WEGesamtverbrauch in m³mittlerer Monatsverbrauch in m³/MTWK/TWWTWK TWWTWK TWW TWK+TWW1 89,27 69,56 1,28 4,46 3,48 7,942 52,32 28,85 1,81 2,62 1,44 4,063 22,25 16,52 1,35 1,11 0,83 1,944 43,74 28,67 1,53 2,19 1,43 3,625 47,15 26,52 1,78 2,36 1,33 3,686 77,83 40,60 1,92 3,89 2,03 5,927 54,59 30,10 1,81 2,73 1,51 4,238 59,92 46,80 1,28 3,00 2,34 5,349 42,13 24,70 1,71 2,11 1,24 3,3410 17,06 14,26 1,20 0,85 0,71 1,5711 22,37 16,45 1,36 1,12 0,82 1,94Tabelle 4.5.2 Gesamtwasserverbrauch der Wohneinheiten und der zugehörige mittlereMonatsverbrauch für 2005Das Verhältnis des Kaltwasserverbrauchs zum Warmwasserverbrauch bewegt sich zwischen1,28 und 1,92.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 20WEJahresverbrauchspez. Trinkwasserverbrauch proAnzahl2005 Jahr Monat Tagderm³/a m³/(a,Person) m³/(M,Person) l/(d,Person)MieterTWK TWW TWK TWW TWK TWW TWK TWW ∑1 3 49,42 38,59 16,47 12,86 1,37 1,07 45 35 802 3 28,37 14,20 9,46 4,73 0,79 0,39 26 13 393 2 13,87 9,98 6,94 4,99 0,58 0,42 19 14 334 3 25,21 15,66 8,40 5,22 0,70 0,44 23 14 375 3 26,79 14,55 8,93 4,85 0,74 0,40 24 13 386 2 43,54 21,09 21,77 10,55 1,81 0,88 60 29 897 3 30,92 15,82 10,31 5,27 0,86 0,44 28 14 438 3 35,09 27,93 11,70 9,31 0,97 0,78 32 26 589 2 22,54 17,26 11,27 8,63 0,94 0,72 31 24 5510 1 9,14 6,87 9,14 6,87 0,76 0,57 25 19 4411 1 11,28 7,91 11,28 7,91 0,94 0,66 31 22 53Tabelle 4.5.3 Spezifischer Trinkwasserverbrauch der Wohneinheiten 1-11 im Jahr 2005Der durchschnittliche Wasserverbrauch aller Wohnungen beträgt 52 Liter pro Person undTag (l/(Person,d)). Wird der spezifische Tagestrinkwasserverbrauch nach derWohnungsgröße unterschieden, so beträgt er in Drei-Personen-Wohneinheitendurchschnittlich 49 l/(Person,d), in Zwei-Personen-Wohneinheiten 59 l/(Person,d) und in Ein-Personen-Wohneinheiten 48 l/(Person,d). Diese Verbrauchskennwerte wurden im Bezug aufden gesamten Betrachtungszeitraum berechnet.Der mittlere Wasserverbrauch aller Wohnungen für Tage mit Wasserverbrauch beträgt ca.86 Liter pro Person und Tag. Dieser Wert liegt ca. 14% unter dem Norm-Verbrauch von 100Liter pro Person und Tag [4]. Allerdings ist dabei nicht der Wasserverbrauch derWaschmaschinen berücksichtigt.Abbildung 4.5.2 zeigt die durchschnittlichen spezifischen Wasserverbräuche, geordnet nachder Zimmerzahl. Es wird ersichtlich, dass der durchschnittliche Wasserverbrauch stark vonder Haushaltgröße, also von der Anzahl der Personen in der Wohneinheit abhängt. Mitgrößer werdendem Haushalt verringert sich der Wasserverbrauch pro Person und Tag.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 218%21,1%33,0%53,6%Wasserverbrauchs in den Wohneinheiten nach Zimmeranzahl (01.09.2004 - 30.04.2006)3-Zimmer-WE 2-Zimmer-WE 1-Zimmer-WE6%relative Häufigkeit4%2%0%0 - 1020 - 3040 - 5060 - 7080 - 90100 - 110120 - 130140 - 150160 - 170180 - 190200 - 210220 - 230240 - 250Wasserverbrauch pro Person in Liter/Tag260 - 270280 - 290300 - 350400 - 450> 500Abbildung 4.5.2 Wasserverbrauch nach HaushaltgrößeSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

4 - 22Literatur:[1] Verordnung über die verbrauchsabhängige Abrechnung der Heiz- undWarmwasserkosten (HeizkostenV)§ 11 Ausnahmen(1) Soweit sich die §§ 3 bis 7 auf die Versorgung mit Wärme beziehen, sind sie nichtAnzuwenden:1. auf Räume,a) bei denen das Anbringen der Ausstattung zur Verbrauchserfassung, die Erfassungdes Wärmeverbrauchs oder die Verteilung der Kosten des Wärmeverbrauchs nichtoder nur mit unverhältnismäßig hohen Kosten möglich ist oderb) die vor dem 1. Juli 1981 bezugsfertig geworden sind und in denen der Nutzer denWärmeverbrauch nicht beeinflussen kann;2. a) auf Alters- und Pflegeheime, Studenten- und Lehrlingsheime,….[2] VDI 4710 Blatt 2 „Meteorologische Daten in der technischen Gebäudeausrüstung –Gradtage“[3] VDI 3807 Blatt 2 „Energieverbrauchskennwerte für Gebäude – Heizenergie- undStromverbrauchskennwerte“[4] VDI 3807 Blatt 3 „Wasserverbrauchskennwerte für Gebäude und Grundstücke“Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

Kapitel 5Analyse der Messwerte in der Referenzetage Bautzner Straße 11Beitrag zum Schlussbericht von M. Zymek, J. Bolsius und K. Obuchowicz; Hochschule ZittauInhaltsverzeichnis:5 Analyse der Messdaten in der Referenzetage ..................................................................25.1 Referenzetage ..........................................................................................................25.2 Elektroenergieverbrauch ..........................................................................................35.2.1 Verbrauchsdaten der Referenzetage....................................................................35.2.2 Elektroenergieverbrauch in vergleichbaren Objekten...........................................75.3 Wasserverbrauch .....................................................................................................85.3.1 Kaltwasserverbrauch ............................................................................................85.3.2 Warmwasserverbrauch.......................................................................................115.3.3 Waschmaschinen - Wasserverbrauch ................................................................155.3.4 Gesamtwasserverbrauch....................................................................................175.3.5 Wasserverbrauch von Vergleichsobjekten .........................................................195.4 Heizwärmeverbrauch..............................................................................................205.4.1 Heizenergieverbrauch von Vergleichsobjekten ..................................................255.4 Raumlufttemperaturen............................................................................................265.5 Raumluftqualität......................................................................................................325.5.1 Auswertegrundlagen...........................................................................................325.5.2 Kohlendioxidkonzentration der Wohneinheit 4 ...................................................325.5.3 Kohlendioxidkonzentration der WE 5..................................................................365.5.4 Kohlendioxidkonzentration der WE 6..................................................................395.5.5 Zusammenfassung der gemessenen Kohlendioxidkonzentrationen ..................445.6 Feuchtegehalte der Raumluft in den Bädern..........................................................445.6.1 Feuchtegehalte der Raumluft im Bad der WE 4 .................................................445.6.2 Feuchtegehalte der Raumluft im Bad der WE 5 .................................................465.6.3 Feuchtegehalte der Raumluft im Bad der WE 6 .................................................48

5 - 25 Analyse der Messdaten in der Referenzetage5.1 ReferenzetageAls Referenzetage ist das 2. Obergeschoss gewählt. In diesem Geschoss befinden sich eineZweiraum- und zwei Dreiraumwohneinheiten (WE 4, WE 5 und WE 6) sowie einegemeinschaftlich genutzte Aufenthaltszone mit angrenzendem innenliegendenHauswirtschaftsraum („Waschmaschinenraum“). Der Wohnungszuschnitt ist analog zu demdes 1. und 3. Obergeschosses.Abbildung 5.1.1 Ausschnitt der Referenzetage, Wohneinheit 4 mit eingetragenen MessstellenDie Referenzwohneinheiten sind gegenüber den anderen Wohnungen mit zusätzlicherMesstechnik ausgerüstet. Neben den Wärme-, Elektro und Wasserverbräuchen werdenfolgende Daten aufgezeichnet:• Temperaturen in allen Räumen der Wohneinheiten• Zulufttemperatur des Kastenfensters beim Raumeintritt,• CO2 – Konzentration in den Wohnungsfluren,• Feuchte und Temperatur der Abluft im Bad,• Stellung des Abluftventils im Bad (Grund- / Bedarfslüftung),Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 3• Stellung des motorangetriebenen Heizkörperventils (Auf / Zu),• Einstellung des Raumbediengerätes (Komfort / Normal / Abwesenheit).Für eine weitergehende Betrachtung sind die Messwerte der Referenzetage besondersgeeignet.Die Auswertung und Vergleich der Verbrauchsdaten der 3 Wohneinheiten erfolgt über denZeitraum der Heizperiode, wobei Messwerte für 2 Heizperioden betrachtet werden.5.2 Elektroenergieverbrauch5.2.1 Verbrauchsdaten der ReferenzetageElektrische Verbraucher sind technische Haushaltsgeräte, Leuchtkörper und sonstigewohnungstypische elektronische Geräte. Der monatliche Gesamtverbrauch schwanktzwischen 50 und 200 kWh [Abbildung 5.2.1]. Der Verbrauch zeigt eine deutlicheAbhängigkeit von der Jahreszeit: Im Winterhalbjahr wird deutlich mehr Elektroenergiebenötigt als im Herbst und im Frühjahr.monatlicher Elektroenergieverbrauch250200kWh150100WE 4WE 5WE 6500Sep 04 Okt 04 Nov 04 Dez 04 Jan 05 Feb 05 Mrz 05 Apr 05 Mai 05Abbildung 5.2.1 Monatlicher Elektroenergieverbrauch der ReferenzwohneinheitenSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 4Bis Ende November 2004 steigt der Stromverbrauch an. Eine Ausnahme ist der MonatDezember. Tabelle 5.2.1 zeigt eine Analyse der Verbrauchswerte für diesen Monat.WE 4 WE 5 WE 601.12.04 - 17.12.04 70,13 kWh 44,05 kWh 113,30 kWh18.12.04 - 31.12.04 36,67 kWh 16,14 kWh 70,88 kWh∅ 01.12.04 - 17.12.04 4,13 kWh/d 2,59 kWh/d 6,66 kWh/d∅ 18.12.04 - 31.12.04 2,62 kWh/d 1,15 kWh/d 5,06 kWh/dRückgang um 36,5 %/d 55,5 %/d 24,0 %/dTabelle 5.2.1 Auszug aus Auswertung Elektroenergie Dezember 2004Demnach sind die Studenten vom 01.12.2004 - 17.12.2004 überwiegend anwesend(Lehrveranstaltungszeit in der Hochschule!). Mit Beginn der Weihnachtsferien zum18.12.2004 fällt der Elektroenergieverbrauch in den WE 4 und 5 drastisch. DerMinderverbrauch des Dezembers ist damit durch studentische Nutzung der Wohnungenim Zusammenhang mit den Weihnachtsferien plausibel.Elektroenergieverbrauch WE 48,007,006,005,00kWh4,003,00Elektroenergie2,001,000,0013579111315171921232527Februar 2005Abbildung 5.2.2 Einfluss der Semesterferien auf den Elektroenergieverbrauch der WE 4 im Februar 05Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 5Ein analoger Verbrauchsverlauf ergibt sich für die Winterferien von 11.2.-12.03.2005.Abbildung 5.2.2 und Tabelle 5.2.2 zeigen beispielhaft den Elektroenergieverbrauch derWohneinheit 4. Der Verbrauch bei Abwesenheit liegt in der Größenordnung von 2,5 kWh/d.Dieser Verbrauch wird im Wesentlichen vom Kühlschrank verursacht, der Standby-Betriebvon elektronischen Geräten mag ebenfalls einen kleinen Teil beitragen.WE 4 WE 401.02.05 - 13.02.05 56,37 kWh 01.03.05 - 11.03.05 34,38 kWh14.02.05 - 28.02.05 38,03 kWh 12.03.05 - 31.03.05 91,74 kWh∅ 01.02.05 – 13.02.05 4,34 kWh/d ∅ 01.03.05 - 11.03.05 3,13 kWh/d∅ 14.02.05 – 28.02.05 2,54 kWh/d ∅ 12.03.05 - 31.03.05 4,59 kWh/dRückgang um 41,5 %/d Anstieg um 31,9 %/dTabelle 5.2.2 Auszug aus Auswertung Elektroenergie Februar und März 2005Elektroenergie-Gesamtverbrauch120,00100,00871019286kWh / Mieter80,0060,0040,007471 70 69 70WE 4WE 5WE 620,000,00Sep 04 Okt 04 Nov 04 Dez 04 Jan 05 Feb 05 Mrz 05 Apr 05 Mai 05Abbildung 5.2.3 Monatlicher Elektroenergieverbrauch pro Mieter betrachtet für das Halbjahr 2004/05Die Mieter der WE 5 haben ein ähnliches Verbrauchsverhalten. In der Wohneinheit 6 sind dieMinderverbräuche in den Ferienzeiten weniger ausgeprägt. Ursächlich hierfür scheint zusein, dass diese Wohnungen als Hauptwohnungen genutzt werden. Auffällig ist außerdemder hohe Elektroenergieverbrauch dieser Wohnung während der gesamten Messperiode.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 6Mit nur zwei Wohnräumen erzielt die WE 6 den höchsten Verbrauch, wohingegen in denWohnungen 4 und 5 mit jeweils 3 Wohnräumen je drei Mieter wohnen [vgl. Abbildung 5.2.3].Der Energieverbrauch kann alternativ auch auf die Wohnungsgröße bezogen werden. DieVDI 3807 Blatt 1 Entwurf enthält derartige flächenbezogene Stromverbrauchskennwerte. VDI3807 Blatt 2 enthält personenbezogene Verbrauchswerte für unterschiedlicheGebäudetypen. Tabelle 5.2.3 zeigt einen Vergleich der VDI-Werte mit den aufgezeichnetenMesswerten. Die VDI-Werte ergeben unabhängig vom Bezugswert (Fläche / Personen)ähnliche Verbrauchskennwerte.Haushaltsgröße ∅ Jahres-Stromverbrauch jeHaushalt [kWh]∅ Jahres-Stromverbrauch jeHaushaltsmitglied [kWh/Pers][1] [2] Messwerte [1] [2] Messwerte1 Person 1.790 1.733 - 1.790 1.733 -2 Personen 3.030 2.930 1704,7 1.515 1.465 852,33 Personen 3.880 3.7491470,7 4)490,2 4)1.290 1.250785,8 5) 261,9 5)4 Personen 4.430 4.527 - 1.110 1.022 -Tabelle 5.2.3 Vergleich des Jahresstromverbrauchs des Forschungsobjekts mit Literaturangaben4)WE 4; 5) WE 5Die gemessenen Jahres-Stromverbräuche sind z.T. drastisch geringer. Eine Umrechnungdes durchschnittlichen VDI-Jahres-Stromverbrauchs ergibt einen monatlichen Verbrauch von108 (104 [2]) kWh bzw. 126 (119 [2]) kWh je Person. Der Vergleich mit Abbildung 5.2.3 zeigtnun, dass in keinem der verbrauchsintensiven Wintermonate der Vergleichswert erreichtwird, den die Literatur in [1] und [2] angibt.Bei der Bewertung der Ergebnisse ist zu berücksichtigen, dass der Elektroenergieverbrauchdes gemeinschaftlich genutzten Waschmaschinenraumes auf der Etage nicht bei denWohnungsverbräuchen aufgeführt ist.Die Abbildung 5.2.4 zeigt einen Vergleich des Elektroenergieverbrauchs der Jahre 2005 und2006 im Bezug auf den Verbrauch des Jahres 2006. Deutlich zu sehen ist einMehrverbrauch der Wohneinheit 5 im Jahr 2006. Der Elektroenergieverbrauch war mit einerSteigerung von 110 % über das Doppelte des Jahres 2005. Die Wohneinheit 4 weist einenMinderverbrauch von 5 % und die Wohneinheit 6 einen fast konstanten Verbrauch (+ 1 %) imJahr 2006 auf.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 7Vergleich des Elektroenergieverbrauchs 2005 und 2006 (Bezugswert 2005)200%175%Elektroenergieverbrauch WE4 Elektroenergieverbrauch WE5 Elektroenergieverbrauch WE6345%272%150%125%100%75%50%25%0%-25%Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez-50%Abbildung 5.2.4 Vergleich des Elektroenergieverbrauchs der Jahre 2005 und 20065.2.2 Elektroenergieverbrauch in vergleichbaren ObjektenZum Vergleich der Verbrauchsdaten werden die Daten der Studentenwohnheime Lutherplatz4 und Lindenstraße 18 in Zittau sowie des Studentenwohnheimes Vogtshof in Görlitzherangezogen. Die Vergleichsobjekte zeigen deutlich unterschiedliche Verbräuche [sieheTabelle 5.2.4].Lindenstraße 18 Lutherplatz 4 VogtshofAnzahl Mieter 12 14 247Monatsmittelwert 47,47 kWh /Mieter 48,88 kWh /Mieter 80,11 kWh /MieterTabelle 5.2.4 monatliche Elektroenergieverbräuche in Studentenwohnheimen der HochschuleZittau/GörlitzDie durchschnittlichen Verbräuche im Forschungsobjekt liegen im Bereich von 21,8 und 71,0kWh je Monat und Mieter. Diese Verbräuche liegen etwas unterhalb der Wohnheime, sindaber grundsätzlich in der selben Größenordnung.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 85.3 WasserverbrauchDie Wasserverbräuche der einzelnen Wohneinheiten werden getrennt nach Kalt-,Warmwasser und nach dem Kaltwasserverbrauch der Waschmaschinen aufgezeichnet. DieImpulswertigkeit der Zähleinrichtungen beträgt 10 Liter pro Impuls.5.3.1 KaltwasserverbrauchDie Messungen des Kaltwasserverbrauches wurden für die Küche, die Dusche und dieToilette getrennt durchgeführt. Der Kaltwasserverbrauch in den Wohnungen derReferenzetage differiert erheblich und beträgt zwischen 1.180 bis 6.380 Liter im Monat[Abbildung 5.3.1]. Der Kaltwasserverbrauch des gemeinschaftlich genutztenWaschmaschinenraums wird separat gezählt.Kaltwasser-Gesamtverbrauch700060005000Liter / Monat400030002000WE 4WE 5WE 610000Sep. 04 Okt. 04 Nov. 04 Dez. 04 Jan. 05 Feb. 05 Mrz. 05 Apr. 05 Mai. 05Abbildung 5.3.1 Kaltwasserverbrauch September 2004 – Mai 2005Die WE 4 spiegelt einen typischen Verlauf über die Anwesenheit der Studenten während desSemesters wider. Deutlich sichtbar ist der geringe Verbrauch an Kaltwasser im MonatSeptember 2004 mit 1.450 Liter. Im Folgemonat steigt der Bedarf von Wasser wieder undfällt erst im Monat Dezember 2004 auf Grund der Weihnachtsfeiertage.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 9WE 4 WE 5 WE 601.12.04 - 17.12.04 1.520 Liter 2.200 Liter 3.020 Liter18.12.04 - 31.12.04 500 Liter 800 Liter 1.660 Liter∅ 01.12.04 - 17.12.04 89,41 Liter/d 129,41 Liter/d 177,65 Liter/d∅ 18.12.04 - 31.12.04 35,71 Liter/d 57,14 Liter/d 118,57 Liter/dRückgang um 67,1 %/d 63,6 %/d 45,0 %/dTabelle.5.3.1 Kaltwasserverbrauch der Referenzwohnungen im Dezember 2004Auffallend bei der Betrachtung der Abbildung 5.3.1 ist der Monat Februar 2005. Mit demBeginn der Semesterferien ist in diesem Zeitabschnitt ein eindeutiger Abfall des Verbrauchesan Kaltwasser zu verzeichnen. Allein im Monat Februar wurde während der Abwesenheit derBewohner der WE 4, infolge der unterrichtsfreien Zeit, ein Verbrauch von nur 100 Litergemessen. Auch der Monat März weist mit 300 Liter Wasser ähnliche Tendenzen auf.WE 4 KW - Verbrauch KW - Verbrauch01.02.05 - 13.02.05 1.080 Liter 01.03.05 - 11.03.05 310 Liter14.02.05 - 28.02.05 100 Liter 12.03.05 - 31.03.05 1.810 Liter∅ 01.02.05 - 13.02.05 83,08 Liter/d ∅ 01.03.05 - 11.03.05 23,85 Liter/d∅ 14.02.05 - 28.02.05 6,67 Liter/d ∅ 12.03.05 - 31.03.05 120,67 Liter/dRückgang um 90,7 % Anstieg um 80,2 %/dTabelle 5.3.2 Kaltwasserverbrauch der Wohnung 4 im Februar und März 2005Die Monate April 2005 und Mai 2005 schließen die Auswertungen der WE 4 mit einemdurchschnittlichen Verbrauch von 2.275 Liter pro Monat ab und knüpfen gleichzeitig an denWasserverbrauch des Monats März mit 2.120 Liter an.Die WE 5 stimmt mit dem Nutzungsverhalten der WE 4 nur bedingt überein, obwohl dieMieter als Studenten ähnliche Resultate hätten erzielen müssen. Der Monat September 2004weist hier schon einen Verbrauch von 3.160 Liter auf, obwohl in diesem Monat nochSemesterferien sind. Wie auch bei der WE 4 ist im Dezember 2004 ein Rückgang desVerbrauches infolge der Weihnachtsfeiertage zu verzeichnen [Tabelle 5.3.3]. Hatte die WE 4im Monat Februar 2005 den für sich niedrigsten Verbrauch, so weist die WE 5 mit 4.600 LiterKaltwasser für diesen Monat den für sich höchsten Verbrauch während der gesamtenMessperiode auf. Wie auch beim Verbrauch von elektrischer Energie ist der Einfluss derWintersemesterferien auf die Höhe des Verbrauches von Kaltwasser nicht ausschlaggebend.Erst der Monat März 2005 zeigt dagegen Werte, die auf eine eingeschränkte Nutzung derSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 10Wohneinheit während der Semesterferien schließen lassen [Tabelle 5.3.3].WE 5 KW - Verbrauch KW - Verbrauch01.02.05 - 13.02.05 1.920 Liter 01.03.05 - 11.03.05 950 Liter14.02.05 - 28.02.05 2.680 Liter 12.03.05 - 31.03.05 1.660 Liter∅ 01.02.05 - 13.02.05 147,69 Liter/d ∅ 01.03.05 - 11.03.05 73,08 Liter/d∅ 14.02.05 - 28.02.05 178,67 Liter/d ∅ 12.03.05 - 31.03.05 110,67 Liter/dAnstieg um 17,3 % Anstieg um 34,0 %/dTabelle 5.3.3 Auszug aus Auswertung Kaltwasserverbrauch der WE 5 Februar und März 2005Die Bewohner der WE 6 hingegen weisen ein völlig anderes Verbrauchsverhalten auf. Miteinem Spitzenverbrauch von 6.380 Liter im Monat September 2004 fällt der Verbrauch, mitAusnahme des Monats November 2004, bis Ende Mai 2005 auf 3.960 Liter ab. EineDifferenzierung nach Semesterferien kann entfallen, da die Mieter dieser Wohneinheit stetiganwesend sind. Eine Übereinstimmung zeigen alle Wohneinheiten im Monat Dezember2004. Unabhängig von den Verhaltensstrukturen aller Bewohner wird ab 18.12.04 eindeutlich niedriger Verbrauch an Kaltwasser erzielt [Tabelle.5.3.1]. Rückblickend fällt auf,dass schon im Abschnitt 5.1 Elektroenergieverbrauch in Tabelle 5.2.1 für den Elektroenergieverbraucheine gleiche Feststellung nachgewiesen wurde.Die Bildung des Wasserverbrauchskennwertes erfolgt über den durchschnittlichenMonatsmittelwert der einzelnen Mieter. Dabei wurde der Gesamtverbrauch an Kaltwasser imMonat auf die Mieter der WE 4, WE 5 und WE 6 aufgeteilt.WE 4 WE 5 WE 6Monatsmittelwert 2.230 L /M 3.270 L /M 4.335 L /MKW -Verbrauchskennwert744 Liter/(Monat Mieter)1.090 Liter/(Monat Mieter)2.318 Liter/(Monat Mieter)Anzahl Mieter 3 3 2Tabelle 5.3.4 Bildung des Kaltwasserverbrauchskennwert Betrachtungszeitraum 09/04 bis 05/05Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 11Vergleich des Kaltwasserverbrauchs 2005 und 2006 (Bezugswert 2005)125%100%Kaltwasserverbrauch WE4 Kaltwasserverbrauch WE5 Kaltwasserverbrauch WE6200%75%50%25%0%-25%Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez-50%-75%-100%Abbildung 5.3.2 Vergleich des Kaltwasserverbrauchs der Jahre 2005 und 2006Die Abbildung 5.3.2 zeigt einen Vergleich des Kaltwasserverbrauchs der Jahre 2005 und2006 im Bezug auf den Verbrauch des Jahres 2006. Deutlich zu sehen ist einMehrverbrauch der Wohneinheit 5 in den Sommermonaten des Jahres 2006. EineSteigerung des Kaltwasserverbrauchs im Gesamtjahr ist allerdings nicht zu verzeichnen. DieWohneinheit 4 weist einen Mehrverbrauch von 9 %, die Wohneinheit 5 einenMinderverbrauch von 4 % und die Wohneinheit 6 einen Minderverbrauch von 10 % für dasJahr 2006 auf. Zusammenfassend kann man aber von einem fast konstanten Verbrauchüber beide Jahre sprechen.5.3.2 WarmwasserverbrauchWarmes Wasser wird hauptsächlich zur Körperpflege (Duschen, Waschen) und zuReinigungszwecken (Hausputz, Abwasch, Wäschewaschen) benötigt. Eine Impulsmessungmit 1 Impuls/10 Liter liefert auch hier die nachstehenden Messergebnisse. DerGesamtverbrauch an Warmwasser der Referenzetage liegt im Betrachtungszeitraumzwischen 540 bis 3.870 Liter pro Monat [s. Abbildung 5.3.3].Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 12Warmwasser-Gesamtverbrauch450040003500Liter / Monat3000250020001500WE 4WE 5WE 610005000Sep 04 Okt 04 Nov 04 Dez 04 Jan 05 Feb 05 Mrz 05 Apr 05 Mai 05Abbildung 5.3.3 Warmwasserverbrauch September 2004 – Mai 2005Die Ergebnisse des Abschnittes 5.2.2 in Bezug auf den Einfluss des Nutzungsverhalten beimKaltwasserverbrauch können auf den Verbrauch von Warmwasser übertragen werden.Typisch für die Sommersemesterferien ist der geringe Verbrauch von 540 Liter. Erst mit demStudienjahresbeginn im Oktober steigt der Wasserbedarf. Er fällt im Monat Dezemberaufgrund der Weihnachtsferien wieder ab [vgl. Tabelle 5.3.5].WE 4 WE 5 WE 601.12.04 - 17.12.04 860 Liter 1.130 Liter 2.020 Liter18.12.04 - 31.12.04 380 Liter 300 Liter 870 LiterTabelle 5.3.5 Warmwasserverbrauch Dezember 2004Der Monat Januar hat den höchsten gemessenen Warmwasserverbrauch mit 1.810 Liter.Deutlich zeichnet sich wiederkehrend im Monat Februar und März ein geringer Verbrauchvon Warmwasser auf Grund der Wintersemesterferien ab [s. Tabelle 5.3.6].Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 13WE 4 KW - Verbrauch KW - Verbrauch01.02.05 - 13.02.05 910 Liter 01.03.05 - 11.03.05 260 Liter14.02.05 - 28.02.05 50 Liter 12.03.05 - 31.03.05 1.040 Liter∅ 01.02.05 - 13.02.05 70,00 Liter/d ∅ 01.03.05 - 11.03.05 20,00 Liter/d∅ 14.02.05 - 28.02.05 3,33 Liter/d ∅ 12.03.05 - 31.03.05 69,33 Liter/dRückgang um 94,5 %/d Anstieg um 75,0 %/dTabelle 5.3.6 Warmwasserverbrauch WE 4 Februar und März 2005Auch in der Wohnung 5 verläuft der Warmwasserverbrauch analog zum Kaltwasserverbrauch.Als Besonderheit wurde für den Februar trotz Winterferien ein relativ hoherVerbrauch gemessen. Hier ergibt sich wiederholt für diese Wohneinheit einMaximalverbrauch, der beim Warmwasser 2.440 Liter beträgt. Erst im Monat März 2005 fälltder Verbrauch aufgrund der Wintersemesterferien.WE 5 Summe Verbrauch Summe Verbrauch01.02.05 - 13.02.05 1.010 Liter 01.03.05 - 11.03.05 470 Liter14.02.05 - 28.02.05 1.430 Liter 12.03.05 - 31.03.05 690 LiterTabelle 5.3.7 Auszug aus Auswertung Warmwasserverbrauch WE 5 Februar und März 2005Die Mieter der WE 6 dagegen weisen keine auffallenden Verbrauchsmerkmale auf. Mit demMonat September 2004 wurde ein Verbrauch von 2.970 Liter erfasst. Dieser sinkt imFolgemonat leicht und erreicht aber im Monat November 2004 mit 3.870 Liter den höchstenVerbrauch aller Wohneinheiten. Während der Weihnachtsferien reduziert sich der Verbrauchvon Warmwasser, auch wenn für die Bewohner eine Differenzierung auf Grund der imAbschnitt 5.2.1 erläuterten Konstellation entfällt [Tabelle 5.3.5]. Mit Ausnahme des MonatsJanuar 2005 fällt der Verbrauch stetig mit durchschnittlich 90 Liter für einen Monat bis EndeMai 2005 auf 2.010 Liter [Abbildung 5.3.3].Die Bildung des Wasserverbrauchskennwerts unterliegt den im Kapitel 5.2.2 aufgeführtenFestlegungen. Wiederum wird der Kennwert des Wasserverbrauchs in Liter / Mieter gebildet.WE 4 WE 5 WE 6Monatsmittelwert 1.262 Liter 1.688 Liter 2.601 LiterWarmwasserverbrauchskennwert421 Liter/(Monat Mieter)563 Liter/(Monat Mieter)1.301 Liter/(Monat Mieter)Anzahl Mieter / WE 3 3 2Tabelle 5.3.8 WarmwasserverbrauchskennwerteSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 14Wie beim Kaltwasser wird in der Wohnung 5 im Vergleich zur Wohnung 4 mehr Warmwassergezapft. Der Mehrverbrauch von 142 Liter /(Monat und Mieter) ist vor allem durch diehäufigere Anwesenheit der Bewohner erklärbar. In der Wohnung 6 beträgt derMehrverbrauch im Vergleich zur Wohnung 5 738 Liter /(Monat und Mieter).Eine wesentliche Gemeinsamkeit weisen alle Wohnungen auf, wenn das Verhältniszwischen dem Verbrauch von Warmwasser und Kaltwasser betrachtet wird [s. Tabelle 5.3.9].In keinem Monat der Messperiode wird mehr Warmwasser als Kaltwasser verbraucht. Nurannähernd wird im Monat Februar 2005 für die WE 4 ein relativ gleicher Wasserbedarfbeider Medien verzeichnet. Bei dem Vergleich des Verbrauches zwischen Kaltwasser undWarmwasser ergibt sich ein Verhältnis von 1: 0,55.Kaltwasser Warmwasser VerhältnisWE 4 20.090 Liter 11.360 Liter 1 : 0,57WE 5 29.420 Liter 15.190 Liter 1 : 0,52WE 6 41.720 Liter 23.410 Liter 1 : 0,56Tabelle 5.3.9 Verhältnis Kalt- und WarmwasserDie aus Kaltwasser- und Warmwasserverbräuchen ermittelten Kennwerte sind in Tabelle5.3.10 zusammenfassend dargestellt.Haushaltsgröße Kaltwasser Warmwasser2 Personen 2.318 Liter /(Monat Mieter) 1.301 Liter /(Monat Mieter)3 Personen 917 Liter /(Monat Mieter) 492 Liter /(Monat Mieter)Tabelle 5.3.10 Bildung der Wasserverbrauchswerte für Kaltwasser und WarmwasserDie Abbildung 5.3.4 zeigt einen Vergleich des Warmwasserverbrauchs der Jahre 2005 und2006. Deutlich zu sehen sind Mehrverbrauchsspitzen in einigen Monaten des Jahres 2006der Wohneinheiten 4 und 5. Eine Steigerung des Warmwasserverbrauchs im Gesamtjahr istin der Wohneinheit 4 mit 30 % zu verzeichnen. Die Wohneinheiten 5 und 6 weisen einenMinderverbrauch von 4 % für das Jahr 2006 auf. Zusammenfassend kann für beideWohneinheiten ein nahezu gleiches Verbrauchsverhalten festgestellt werden.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 15Vergleich des Warmwasserverbrauchs 2005 und 2006 (Bezugswert 2005)150%Warmwasserverbrauch WE4 Warmwasserverbrauch WE5 Warmwasserverbrauch WE6125%100%75%50%25%0%-25%Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez-50%-100%-75%Abbildung 5.3.4 Vergleich des Warmwasserverbrauchs der Jahre 2005 und 20065.3.3 Waschmaschinen - WasserverbrauchIm gemeinsam genutzten Hauswirtschaftsraum der Referenzetage ist eine Waschmaschineaufgestellt. Die Waschmaschine wird ausschließlich mit kaltem Wasser betrieben. Sie wirddurchschnittlich von 8 Mietern genutzt.Die Waschmaschine wird durchschnittlich an 26 Tagen eines Monats betrieben. Die häufigeNutzung der Waschmaschine verursacht relativ hohe Wasserverbräuche im Bereich von2.930 – 4.660 Liter im Monat [Abbildung 5.3.5]. Außerdem ist aus dem Verbrauchsverlaufablesbar, dass Samstag und Sonntag als „Waschtage“ genutzt werden.Offenbar wird auch in den Weihnachtsferien Wäsche gewaschen [Tabelle 5.3.11]. Vom01.12.04 - 17.12.04 sind 1.840 Liter Wasser verbraucht wurden. Ab dem 18.12.04 - 31.12.04wurde sogar ein Verbrauch von 2.530 Liter Wasser registriert.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 16Kaltwasser Verbrauchswerte 2.OGLiter / Monat5.0004.5004.0003.5003.0002.5002.00035202930437040103610345042404660Waschmaschine1.5001.0005000Okt 04 Nov 04 Dez 04 Jan 05 Feb 05 Mrz 05 Apr 05 Mai 05Abbildung 5.3.5 Wasserverbrauch Waschmaschine Oktober 2004 – Mai 20052. OG 01.12.04 - 17.12.04 18.12.04 - 31.12.04Summe Verbrauch 1.840 Liter 2.530 LiterTabelle 5.3.11 Wasserverbrauch Waschmaschine Dezember 2004Auch die Wintersemesterferien haben nur einen geringen Einfluss auf den Wasserverbrauch.Vom 01.02.05 – 13.02.05 wurde ein Verbrauch von 1.620 Liter Wasser registriert. Bis zumEnde des Monats Februar beträgt dieser 1.990 Liter. Erst im Monat März 2005 ist mit 930Liter ein deutlich geringerer Verbrauch von Wasser während der Wintersemesterferien zuverzeichnen.2. OG Summe Verbrauch Summe Verbrauch01.02.05 – 13.02.05 1.620 Liter 01.03.05 – 11.03.05 930 Liter14.02.05 – 28.02.05 1.990 Liter 12.03.05 – 31.03.05 2.520 LiterTabelle 5.3.12 Auszug aus Auswertung Wasserverbrauch Waschmaschine Februar und März 2005Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 17Kaltwasser Verbrauchswerte 2.OG700Liter / Person600500400300440366546501451431530583Waschmaschine2001000Okt 04 Nov 04 Dez 04 Jan 05 Feb 05 Mrz 05 Apr 05 Mai 05Abbildung 5.3.6 Wasserverbrauch Waschmaschine pro Person Oktober 2004 – Mai 2005Die Angaben verschiedener Institutionen bzw. Versorger für den Wasserverbrauch zurWaschmaschinennutzung schwanken zwischen 15 - 20 Liter Wasser pro Person und Tag.Mit einem angenommenen Verbrauch von 20 Liter ergeben sich zirka 600 Liter für 30 Tage.Ein Vergleich mit der Abbildung 5.3.6 zeigt nun auf, dass die Mieter der Referenzetagegeringfügig unter den angegebenen durchschnittlichen Wasserverbräuchen liegen.5.3.4 GesamtwasserverbrauchIm Zeitraum von 1990 bis 2003 hat sich der personenbezogene Wasserverbrauch um 12%verringert. Der durchschnittliche Wasserverbrauch der Bevölkerung beträgt 2003 proEinwohner und Tag 130 Liter. Der Rückgang des Wasserverbrauchs ist seit 1990bundesweit auf ein verändertes Verbraucherverhalten zurückzuführen: Im Haushaltsbereichdurch Einsatz moderner Technik in Form von wassersparenden Haushaltsgeräten undArmaturen, in der Industrie durch Mehrfachnutzung und Wasserrecycling bei denProduktionsprozessen. Mit Belgien hat Deutschland den niedrigsten Wasserverbrauch in denIndustriestaaten. Jeder Bürger in der Bundesrepublik Deutschland gibt im Durchschnitttäglich 0,23 Euro für Trinkwasser aus. Pro Person belaufen sich damit die Trinkwasserkostenauf rund 84 Euro im Jahr. Der Anteil für Trinkwasser gemessen am verfügbaren jährlichenEinkommen der Haushalte beträgt 0,4 Prozent [6].Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 18Abschließend erfolgt ein Vergleich der Verbrauchswerte mit Angaben aus der Literatur.Hierzu wurde die VDI 3807 Blatt 3 herangezogen [3]. Diese Richtlinie ist im Juli 2000erschienen und kann trotz der schon länger zurückliegenden Erhebung als Normangenommen werden. Die VDI zeigt eine Auswertung, die auf die im Haushalt wohnendenMenschen ausgerichtet ist, mit einem durchschnittlich täglichen Verbrauch von 100 Liter proPerson. Eine weitere Darstellung richtet sich nach den vorhandenen Wohneinheiten in einemHaus. Bei einem Gebäude mit 3 Wohneinheiten ist der Wasserverbrauch mit durchschnittlich137 Liter pro Person und Tag angegeben. Das Forschungshaus hat 11 Wohneinheiten. Derangegebene Wert für eine Größe von 10 – 19 Wohneinheiten pro Gebäude beträgt in derVDI etwas mehr als 160 Liter / Tag und Person. Andere Quellen [4,5] geben 127 bzw. 128Liter pro Person und Tag an. Für den Vergleich wurde daher ein täglicher durchschnittlicherGesamtverbrauch von Kalt– und Warmwasser von 130 Liter für eine Person angenommen.Eine Umrechnung des Tagesbedarfs an Wasser für einen Monat ergibt mit 30 Tagen unddem angenommenen Verbrauch von 130 Liter pro Tag einen Durchschnittswert von 3.900Liter.Wasser - Verbrauchswerte6.0005.0004.000Liter/Mieter3.0002.000WE 4WE 5WE 61.0000Sep 04 Okt 04 Nov 04 Dez 04 Jan 05 Feb 05 Mrz 05 Apr 05 Mai 05Abbildung 5.3.7 Gesamtverbrauch Warm- und Kaltwasser der Wohneinheiten pro MieterAbbildung 5.3.7 verdeutlicht, dass nur die Wohneinheit 6 die in der Norm angegebenenWerte erreicht und teilweise sogar überschreitet. Bei dieser Aufstellung desGesamtwasserverbrauches wurde im Gegensatz zu den vorangestellten Betrachtungen derSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 19Verbrauch von Wasser für Waschmaschinen mit berücksichtigt. Der Wasserverbrauch desgemeinschaftlich genutzten Waschmaschinenraumes der Etage wurde dabei durch dieAnzahl der Mieter geteilt und den 3 Wohneinheiten zugeschlagen. Die Wohneinheiten 4 und5 bleiben in ihrem Verbrauch deutlich unter den Literaturwerten. Dies ist auch durch diegeringere Mieteranwesenheit in der unterrichtsfreien Zeit begründet. Der Einfluss derAnwesenheitszeit ist auch an den erheblichen Verbrauchsschwankungen ablesbar [s.Tabelle 5.3.13].WE 4 WE 5 WE 6Minimum 663 Liter/ Mieter 1.547 Liter/ Mieter 3.604 Liter/ MieterMaximum 1.984 Liter/ Mieter 2.744 Liter/ Mieter 5.303 Liter/ MieterSumme 13.870 Liter/ Mieter 18.257 Liter/ Mieter 37.645 Liter/ Mieter∅ Wasserverbrauchskennwert1.541 Liter/(Monat Mieter)2.029 Liter/(Monat Mieter)4.183 Liter/(Monat Mieter)3.900 = 100% 39,5 % 52,0 % 107,3 %Anzahl Mieter / WE 3 3 2Tabelle 5.3.13: Bandbreite der Verbrauchswerte im Betrachtungszeitraum 09/2004 bis 05/20055.3.5 Wasserverbrauch von VergleichsobjektenZum Vergleich sollen die vom Studentenwerk Dresden betreuten Objekte „Lindenstraße 18“und „Lutherplatz 4“ in Zittau und dem Wohnheim „Vogtshof“ in Görlitz herangezogen werden[Tabelle 5.3.14]. Die Verbrauchswerte ergeben sich aus den Abrechnungen desWasserversorgers. Somit ist davon auszugehen, dass in diesen Verbrauchsangaben auchdas Wasser für die Gebäudereinigung und die Waschmaschinen enthalten ist. Analog zumElektroenergieverbrauch weisen die Wasserverbrauchswerte eine relativ große Streuungauf.Lindenstraße 18 Lutherplatz 4 VogtshofAnzahl Mieter 12 14 247Monatsmittelwert 1.154 Liter /Mieter 1.836 Liter /Mieter 2.511 Liter /MieterTabelle 5.3.14 Auszug aus VergleichsobjekteDie Mieter der Referenzetage im Forschungsobjekt verbrauchen im Betrachtungszeitraumzwischen 1.541 und 4.183 Liter/ (Monat Mieter). Wird dazu der durchschnittliche monatlicheVerbrauch pro Mieter für die Waschmaschinen hinzugerechnet (481 Liter), so ergeben sichVerbrauchswerten von 2.029 … 4.664 l/(Monat Mieter). Diese Werte liegen deutlich über denVerbrauchswerte der kleinen Wohnheime. Sieht man von dem hohen Verbrauch von4.664 l/Monat Mieter in der WE 6 ab, so liegen die Verbrauchswerte in der Größenordnung desSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 20großen Studentenwohnheimes. Diese Verbräuche liegen immer noch deutlich unterhalb desdurchschnittlichen Verbrauches von 3.900 Liter/ (Monat Mieter).5.4 HeizwärmeverbrauchDer Heizwärmeverbrauch wird an den Wohnungen 4 und 6 dargestellt. Diese Wohnungenweisen typische Verbrauchsverläufe für die Bautzner Str. 11 auf (s. Abbildung 5.4.1). Einheizperiodentypischer Verlauf zeigt sich besonders in der Wohnung 6. Ab September 2004steigt der Heizmengenverbrauch bis Dezember 2004 an, bleibt dann bis März in etwakonstant und fällt danach bis Mai 2005 wieder ab. Ein anderer Verbrauchsverlauf wird inWohnung 4 aufgezeichnet: Von September bis Dezember ist ebenfalls ein typischerVerbrauchsanstieg zu beobachten. Für den Februar ist dann eine deutlicheVerbrauchsminderung zu verzeichnen.Heizenergieverbrauch in Abhängigkeit der Außentemperatur1600140012001000WE4 WE6 mittl. monatl. Außentemperatur161412108kWh8006004002006420-2°C0Sep 04 Okt 04 Nov 04 Dez 04 Jan 05 Feb 05 Mrz 05 Apr 05 Mai 05-4Abbildung 5.4.1 Vergleich Heizungsmenge und Außentemperatur Dezember 2004 – Mai 2005Tabelle 5.4.1 zeigt die Heizwärmeverbräuche der Wohnung 4 für den Dezember. Diedurchschnittliche Außentemperatur liegt bei 0,34 °C. Offenbar haben die Weihnachtsferienkeinen Einfluss auf den Heizwärmeverbrauch.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 21WärmemengeWärmemenge01.12.04 - 17.12.04 544 kWh 18.12.04 - 31.12.04 448 kWh17 Tage 32 kWh/d 14 Tage 32 kWh/dTabelle 5.4.1 Heizwärmeverbrauch der WE4 im Dezember 2004Im Januar sinkt der Verbrauch der Heizenergie entsprechend der durchschnittlich höherenAußentemperaturen. Interessant ist der Heizwärmeverbrauch im Februar. Bei einerdurchschnittlichen Außentemperatur von -1,72 °C fällt der Heizwärmeverbrauch auf648 kWh. Tabelle 5.4.2 zeigt eine detaillierte Aufschlüsselung des Februar-Verbrauches.HeizwärmeverbrauchAußentemperaturJanuar 2005 878 kWh /M 1,68 °CFebruar 2005 648 kWh /M -1,72 °CTabelle 5.4.2 Heizwärmeverbrauch WE 4Wärmemenge Mittelwert rechnerisch Verbrauch01.02.05-13.02.05 362 kWh 27,84 kWh (bei 13 d) 780 kWh (bei 28 d)14.02.05-28.02.05 286 kWh 19 kWh (bei15 d)Tabelle 5.4.3 Heizwärmeverbrauch Februar 2005Ein Einfluss der Ferien auf die Höhe des Heizmengenverbrauches ist damit bedingtnachweisbar: Zieht man den Durchschnittsmittelwert von 27,84 kWh /d aus der Zeitperiodevom 01.02.05 - 13.02.05 als Parameter zu Berechnung des Gesamtverbrauches für 28 Tageheran, so ergibt sich ein rechnerischer Betrag von 780 kWh für diesen Monat. Der Vergleichin Tabelle 5.4.2 zeigt nun, dass im Januar mit einer durchschnittlichen Außentemperatur von1,68 °C deutlich mehr Heizenergie verbraucht wird als im Folgemonat, der einedurchschnittliche Außentemperatur von -1,72 °C.Im März 2005 ist ein geringfügiger Abfall des Heizwärmeverbrauches auf 767 kWh /Monatbei einer gestiegenen Außentemperatur von 2,94 °C zu verzeichnen. Der monatlicheHeizwärmeverbrauch lässt hier eine Abhängigkeit von der Außentemperatur gut erkennen.Allerdings ist erwartungsgemäß nicht an allen Tagen eine direkte Abhängigkeit desHeizwärmeverbrauches von der Außentemperatur nachweisbar. Eine detaillierte Auswertungfür Januar 2005 zeigt Abbildung 5.4.2. Im Januar sind weitgehend alle Mieter anwesend, sodass gute Ausgangsbedingungen für einen Vergleich gegeben sind.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 22Abhängigkeit Außentemperatur und Heizmenge WE 450,040,0Heizenergie kWh30,0°C und kWh20,010,0Außenteperatur °C↓°C ↑kWh↑°C ↓kWh0,01 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31-10,0Monat Januar 2005Abbildung 5.4.2 Vergleich Heizungsmenge und Außentemperatur WE 4 Januar 2005Die blauen und roten Kurvenstücke zeigen eine erwartete Abhängigkeit desHeizwärmeverbrauches von der Außenlufttemperatur. Für die schwarzen Kurvenstücke giltdiese Abhängigkeit nicht. Eine Zusammenfassung zeigt Tabelle 5.4.4.WE 4 Außentemperatur Heizenergieverbrauch Abhängigkeit11 Tage °C ↓ kWh ↑ Erwartungsgemäß7 Tage °C ↑ kWh ↓ Erwartungsgemäß9 Tage °C ↓ kWh ↓ Unorthodox3 Tage °C ↑ kWh ↑ UnorthodoxTabelle 5.4.4 Abhängigkeit - Außentemperatur und HeizenergieverbrauchDie Auswertung der Messergebnisse der WE 6 zeigt, dass im Dezember 2004 eineHeizenergiemenge von 1.275 kWh bei einer durchschnittlichen Außentemperatur von 0,34°C verbraucht wurde. Im Folgemonat steigt der Verbrauch der Heizenergie trotz einergestiegenen Temperatur von 1,68°C auf 1.409 kWh. Wiederkehrend sinkt der Verbrauch imMonat Februar 2005, bei dem die durchschnittliche Außentemperatur -1,72 °C beträgt. Hierwurde ein Verbrauch der Heizmenge von 1.350 kWh gemessen. Ab dem Monat März 2005wird ein Heizenergieverbrauch gemessen, der eine Abhängigkeit zur Außentemperaturerkennen lässt [Abbildung 5.4.1].Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 23Auch für die Wohnung 6 wird der Januar für eine Detailauswertung herangezogen [Abbildung5.4.3].Abhängigkeit Außentemperatur und Heizmenge WE 670,0060,0050,00Heizenergie kWh°C und kWh40,0030,0020,00↓°C ↑kWh↑°C ↓kWh10,00Außentemperatur °C0,001 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31-10,00Monat Januar 2005Abbildung 5.4.3 Vergleich Heizungsmenge und Außentemperatur WE 6Wie bei der Wohnung 4 ist eine tendenzielle Abhängigkeit des Heizwärmeverbrauches vonder Außenlufttemperatur gut erkennbar. Bei einer tagweisen Auswertung verwischt dieserZusammenhang etwas [s. Tabelle 5.4.5]. Ursächlich sind „Störgrößen“ wie wechselndeinnere Lasten, Solarstrahlung und thermische Trägheit der Gebäudeumfassungskonstruktion.WE 6 Außentemperatur Heizenergieverbrauch Abhängigkeit11 Tage °C ↓ kWh ↑ Erwartungsgemäß7 Tage °C ↑ kWh ↓ Erwartungsgemäß8 Tage °C ↓ kWh ↓ Unorthodox3 Tage °C ↑ kWh ↑ UnorthodoxTabelle 5.4.5 Abhängigkeit - Außentemperatur und Heizenergieverbrauch WE6Die Berechnung des außentemperaturunabhängigen Heizenergieverbrauchswerts istgrundsätzlich zweckmäßig. Sie richtet sich nach der VDI-Richtlinie 3807 Blatt1 Entwurf [1].Eine Abweichung gilt für die Bezugsfläche. Hier dient als Parameter zur Berechnung desSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 24Kennwertes die NGF. Die Bildung des Heizenergieverbrauchswerts wird differenziert nachden Studenten der WE 4 und den Nichtstudenten der WE 6 und erfolgt anhand desHeizmengen-Gesamtverbrauches und der Nettobezugsfläche der Wohneinheit.WE 4 WE 6Heizenergie Gesamtverbrauch 5.136 kWh 8.092 kWhNettogrundfläche 70,98 m² 46,95 m²Heizenergieverbrauchswert 72,36 kWh /m² 172,35 kWh /m²Tabelle 5.4.6 Bildung der Heizenergieverbrauchswerte für die Wohnungen 4 und 6Der relativ hohe Verbrauch der WE 6 ist auch der Tatsache geschuldet, dass die Zimmerdieser Wohneinheit jeweils zwei Außenwände aufweisen und somit trotz guter Dämmungbezogen auf die Grundfläche ein höherer Wärmebedarf besteht. Allerdings weisen dieWohnräume auch überdurchschnittliche Raumlufttemperaturen auf, so dass ein Teil desMehrverbrauches auch dem Nutzerverhalten anzurechnen ist.Vergleich des Heizenergieverbrauchs (Bezugswert 2005) und derAußentemperatur 2005 und 2006Heizenergieverbrauch WE4 Heizenergieverbrauch WE5 Heizenergieverbrauch WE6mittlere Außenlufttemp. 2005 mittlere Außenlufttemp. 2006125%100%75%50%25%0%-25%-50%-75%-100%178% 245%Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez25°C20151050-5-10-15-20Abbildung 5.4.4 Vergleich des Heizwärmeverbrauchs und der Außenlufttemperatur der Jahre 2005und 2006 (Bezugsjahr 2005, Mehr- und Minderverbräuche in 2006)Die Abbildung 5.4.4 zeigt einen Vergleich des Heizwärmeverbrauches der Jahre 2005 und2006. Ebenfalls ist die zugehörige mittlere monatliche Außenlufttemperatur zu sehen.Deutlich erkennbar sind Mehrverbräuche in den Monaten August und September des JahresSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 252006 der Wohneinheiten 4 und 5. Ein deutlicher Minderverbrauch ist für alle Wohneinheitenim Juli zu verzeichnen. Allerdings sind die absoluten Verbräuche in den Sommermonatengering, so dass die hohen prozentualen Abweichungen des Sommers keinen wesentlichenEinfluss auf das Gesamtergebnis haben.Maßgebend für das Gesamtjahr sind die Wintermonate. Hier wurden in Wohnung 5 ca. 90%mehr Energie verbraucht. U.a. resultiert daraus eine Steigerung des Heizwärmeverbrauchsim Gesamtjahr in der Wohnung 5 um 33 %. Der Mehrverbrauch in Wohnung 4 beträgt 13 %,die Wohneinheiten 5 und 6 weisen einen geringfügigen Minderverbrauch von 3 % für dasJahr 2006 auf. Diese stark unterschiedlichen Zahlen spiegeln gut den Einfluss des Nutzersauf den Heizwärmeverbrauch wider.5.4.1 Heizenergieverbrauch von VergleichsobjektenDer Verbrauch von Heizenergie wird in diesem Abschnitt mit den Verbrauchswerten von dreiStudentenheimen des Studentenwerkes Dresden mit Studenten der HochschuleZittau/Görlitz verglichen. Alle Wohnobjekte sind mit einer Gasheizungsanlage ausgestattetund sind damit gut vergleichbar. Tabelle 5.4.7 zeigt Verbrauchswerte derHeizwärmemengen. Bei den Vergleichsobjekten sind u.a. auch die Verbräuche derVerkehrflächen eingerechnet, so dass diese Verbrauchswerte nicht exakt, wohl aber in derGrößenordnung zum Vergleich herangezogen werden können.Lindenstr. 18 Lutherplatz 4 Vogtshof WE 4 WE 6Anzahl Mieter 12 14 247 3 2Monatsmittelwert378 kWh/MieterTabelle 5.4.7 Auszug aus Vergleichsobjekte609 kWh/Mieter637 kWh/Mieter190 kWh/Mieter450 kWh/MieterDer Verbrauch der Heizmenge für die WE 4 mit durchschnittlich 190 kWh/ Mieter Monatzeigt, den guten energetischen Standard dieser Wohnung. Selbst die Mieter der WE 6weisen einen eher unterdurchschnittlichen Heizwärmeverbrauch auf.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 265.4 RaumlufttemperaturenDie folgenden Ausführungen zeigen eine Bewertung des Zeitraums Dezember 2004 bis Mai2005 und führen den Monat Februar 2005 eingehender aus.Monatsmittelwerte Lufttemperatur WE 430,0025,0020,00Zimmer 1°C15,0010,005,00Zimmer 2Zimmer 3KücheDusche/WCAußentemperatur0,00Okt 04 Nov 04 Dez 04 Jan 05 Feb 05 Mrz 05 Apr 05 Mai 05-5,00Abbildung 5.4.1 Raumluft- und Außenlufttemperatur Dezember 2004 – Mai 2005Abbildung 5.4.1 zeigt, dass die Raumtemperaturen in den Wohnräumen der Wohnung 4relativ gleich bleibend zueinander steigen oder fallen. Dabei ist ersichtlich, dass mitsteigender Außentemperatur auch ein Anstieg der Temperatur in den Wohnräumen erfolgt.Die durchschnittlich höchsten Innentemperaturen wurden im Bad mit 24,7 °C und in derKüche mit 23,9 °C gemessen. Damit können Angaben aus der Literatur bezüglich der Höheder Raumtemperaturen in den jeweiligen Wohnräumen bestätigt werden [7].Für weitergehende Aussagen, wird der Monat Februar zur weiteren Betrachtungherangezogen [Abbildung 5.4.2]. Der Februar war mit einer durchschnittlichenAußentemperatur von -1,72 °C der kälteste Monat dieser Heizperiode.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 27Tagesmittelwerte Lufttemperatur WE 43025°C20151050-51 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28Zimmer 1Zimmer 2Zimmer 3KücheDusche/WCAußentemperatur-10Februar 2005Abbildung 5.4.2 Vergleich Raumlufttemperaturen und Außentemperatur Februar 2005Für das Bad dieser Wohneinheit kann bei einer Temperatur, die zwischen 21,12 °C und23,96 °C lag, festgestellt werden, dass die Mieter sehr selten die Raumtemperaturregulieren, so dass offenbar die eingestellten Raumlufttemperaturen ein angenehmesBehaglichkeitsempfinden widerspiegeln. Gleiches gilt für die Küche. Die Temperaturen lagenhier zwischen 19,5 °C und 22,3 °C.Das Zimmer Nummer 1 dieser Wohneinheit weist eine durchschnittliche Raumtemperaturvon 20,9 °C auf und gibt gleichzeitig die Norminnentemperatur der Literatur DIN 4701 von20°C wieder. Eine Besonderheit weisen die Tage vom 19.02.2005 – 26.02.2005 auf, denn indiesem Zeitraum beträgt die Temperaturdifferenz zwischen der Höchst- und Tiefsttemperaturlediglich 0,07 °C. Vermutlich war der Mieter dieses Zimmers abwesend und hatte dieHeizung nicht heruntergeregelt.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 28Tagesmittelwerte Lufttemperatur WE 42524232221°C20Zimmer 119181716151 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28Februar 2005Abbildung 5.4.3 Tagesmittelwerte Raumlufttemperatur Raum 1 im Februar 2005Abbildung 5.4.4 zeigt die Temperaturen der Zimmer zwei und drei. Hier ist für dieWinterferien ein deutliches Absinken der Innentemperaturen ersichtlich: In der Zeit derAnwesenheit wird im Zimmer 2 eine durchschnittliche Raumtemperatur von 19,2 °Cbevorzugt. Die Abwesenheit der Studenten in der Zeit vom 14.02.2005 - 28.02.2005 zeigtdemgegenüber eine Raumtemperatur von durchschnittlich 15,3 °C auf. Analoges gilt für dasZimmer 3: Die durchschnittliche Raumtemperatur bei Anwesenheit beträgt 18,1 °C, währendin den Ferien nur 13,6 °C gemessen werden.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 29Tagesmittelwerte Lufttemperatur WE 42220°C1816Zimmer 2Zimmer 314121 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28Februar 2005Abbildung 5.4.4 Tagesmittelwerte Raumlufttemperatur Räume 1 und 2 im Februar 2005Die Messergebnisse für die Wohnung 5 ergeben ein eher ungeordnetes Bild [s. Abbildung5.4.5].Tagesmittelwerte Lufttemperatur WE 52422°C20181614Zimmer 1Zimmer 2Zimmer 3FlurDusche/WC12101 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28Februar 2005Abbildung 5.4.5 Vergleich Raumlufttemperaturen Februar 2005Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 30Wiederum werden im Bad mit durchschnittlich 21,3 °C die höchsten Raumtemperaturenermittelt. Parallel dazu verlaufen auch die Temperaturen im Flur.Auffallend sind die Messergebnisse im Zimmer 1 [s. Abbildung 5.4.6]. Gut zu erkennen sinddie Temperaturausschläge an 6 Tagen dieser Zeitperiode, die zwischen 13,5 °C und 16,3 °Cliegen.Tagesmittelwerte Lufttemperatur WE 52220°C171513,5214,8815,5416,1013,9216,34Zimmer 1121 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28Februar 2005Abbildung 5.4.6 Raumlufttemperaturen Zimmer 1 im Februar 2005Die niedrigen Temperaturen an diesen Tagen könnten einen Hinweis auf die eventuelleAbwesenheit des Mieters geben. Immerhin liegen die Temperaturen der übrigen Tage beidurchschnittlich 19,2 °C.Die Temperaturen für die Wohnung 6 zeigen, dass in keinem der Wohnräume jemals eineTemperatur unter 20 °C erreicht wurde [s. Abbildung 5.4.7]. Wie in den anderen Wohnungenwerden Bad und Küche am meisten beheizt. Der Mittelwert der Lufttemperatur im Badbeträgt 26,5 °C. Teilweise werden sogar Werte über 27 °C aufgezeichnet. In der Küchewerden Temperaturwerte von durchschnittlich 24,9 °C registriert. Relativ gleich bleibendverhält sich die Temperatur der Raumluft im Zimmer Nummer 1. Der Durchschnittswert fürdiesen Raum liegt bei 21,8 °C, wobei eine Differenz von 1,15 °C zwischen der Höchst- undTiefsttemperatur zu verzeichnen ist. Eine ebenso kleine Differenz zwischen der höchstenund niedrigsten Wohnraumtemperatur von 1,08 °C zeigen die Messergebnisse des ZimmersNummer 2. Der Durchschnittswert lag für diesen Wohnraum bei 21,6 °C.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 31Tagesmittelwerte Lufttemperatur WE 62927C°25232119KücheDusche/WCZimmer 1Zimmer 217151 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28Februar 2005Abbildung 5.4.7 Raumlufttemperaturen der WE 6 im Februar 2005Eine Betrachtung der Raumtemperaturen aller Referenzwohneinheiten im Monat Februarzeigt, dass in den Wohnungen 4 und 5 die mittleren Raumtemperaturen eherunterdurchschnittlich sind. Dies begründet sich in der überwiegenden Abwesenheit währendder Semesterferien und dem Bedienen der Heizkörperregelung. Wie bereits bei denAuswertungen des Wasserverbrauches nachgewiesen sind die Mieter der WE 6 häufigeranwesend. Die Raumtemperaturaufzeichnungen bestätigen diese Aussage.Zimmer 1 Zimmer 2 Zimmer 3 Küche BadWE 4 20,9 °C 17,0 °C 15,6 °C 20,7 °C 22,3 °CWE 5 18,3 °C 18,6 °C 20,9 °C 20,8 °C 21,3 °CWE 6 21,8 °C 21,6 °C - 24,9 °C 26,5 °CDIN 4701 20,0 °C 20,0 °C 20,0 °C 20,0 °C 24,0 °CTabelle 5.4.1 Auszug aus der Auswertung aller Raumtemperaturen im Februar 2005Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 325.5 Raumluftqualität5.5.1 AuswertegrundlagenWichtige Leitgrößen zur Beurteilung der Raumlufthygiene sind die Luftfeuchte und derKohlendioxidgehalt. Chemische Emissionen, die durch Einsatz von Baumaterialien,Einrichtungsgegenständen und Verbrauchsmaterialien entstehen, können einenwesentlichen Einfluss auf die Qualität des Raumklimas haben, jedoch ist bei Wohnräumendurch eine zweckmäßige Wahl der Ausrüstungsgegenstände für eine hinreichendeLimitierung dieser Emissionen zu sorgen. Derartige Emissionen werden daher im Folgendennicht berücksichtigt.Der Mensch ist in den Wohnungen die hauptsächliche Kohlendioxid-Quelle. Pflanzen sind imWohnbereich hinsichtlich der Kohlendioxidbilanz von untergeordneter Bedeutung. WeitereEmissionsquellen (Verbrennungsprozesse, z. B. Gasherd) sind nicht vorhanden. Die CO2-Konzentrationen in den Wohnräumen ist daher nur von der Anzahl der Personen und derLüftungsintensität abhängig: Die Messwerte geben Auskunft über die Mieteranwesenheit unddie Lüftungsintensität. Zur Vereinfachung der Auswertung werden die Messwerte desKohlendioxidgehalts in den Fluren der WE 4, WE 5 und WE 6 in vier CO2-Klassen eingeteilt.Die Bereiche sind wie folgt gewählt: Klasse 1: 0 - 500 ppm, Klasse 2: 501 - 1.000ppm,Klasse 3: 1.001 - 1.500ppm, Klasse 4: >1.500ppm. Bei einer Konzentration des CO2-Gehaltes in der Klasse 1 (0 - 500 ppm) wird von einer Abwesenheit der Studentenausgegangen.5.5.2 Kohlendioxidkonzentration der Wohneinheit 4Sehr gut ist die Anwesenheit der Mieter dieser Wohneinheit während des Monats Oktober2004 erkennbar [Abbildung 5.5.1]. Überwiegend liegt der CO2-Gehalt im Bereich zwischen501 - 1.000 ppm, der nach Pettenkofer für den Menschen eine angenehme Luftqualitätrepräsentiert. Mit durchschnittlich 98,2 % wurde eine Häufigkeit in der CO2-Klasse zwischen501 - 1.000 ppm für diese Tage gemessen. Die Messwerte für Samstag und Sonntag zeigen,dass an diesen Tagen offenbar weniger Bewohner anwesend sind. Gut sichtbar ist an diesenTagen ein steigender Anteil der Häufigkeit in der CO2-Klasse zwischen 0 - 500 ppm.Messwerte, die im Bereich von 1.001 - 1.500 ppm liegen, treten in unregelmäßigenAbständen selten auf. Diese CO2-Konzentrationen sind gerade noch akzeptabel.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 33Häufigkeit der CO2-Kozentration in den Klassen WE 4100%90%80%70%60%50%40%>1501ppm1001-1500ppm501-1000ppm0-500ppm30%20%10%0%5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31Oktober 2004Abbildung 5.5.1 Darstellung der CO2-Konzentration der WE 4 in HäufigkeitsklassenDer Monat November 2004 zeigt keine wesentlichen Besonderheiten. Bedingt durch dieAnwesenheit der Mieter überwiegt die Häufigkeit der Messwerte im Bereich zwischen 501 -1.000 ppm. Auch die Wochentage Samstag und Sonntag zeigen, dass die Bewohner dieserWohneinheit dann eher selten anwesend sind. Werte, die über 1.500 ppm liegen, sindvernachlässigbar selten.Die Verläufe des Oktober und November sind auch auf den Januar übertragbar.Die Auswertungen der Messergebnisse für den Dezember 2004 zeigen deutlich dieWeihnachtsferien [Abbildung 5.5.2]. Vom 18.12.2004 bis zum 31.12.2004 werdenüberwiegend CO2-Konzentrationen in der CO2-Klasse zwischen 0 - 500 ppm gemessen.Bereits im Abschnitt 5.1 Elektroenergie, im Abschnitt 5.2.2 Kaltwasserverbrauch und imAbschnitt 5.2.3 Warmwasserverbrauch wurde der Einfluss der Weihnachtsfeiertageherausgearbeitet.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 34Häufigkeit der CO2-Kozentration in den Klassen - WE 4100%90%80%70%60%50%40%>1501ppm1001-1500ppm501-1000ppm0-500ppm30%20%10%0%1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425262728293031Dezember 2004Abbildung 5.5.2 Darstellung der CO2-Konzentration der WE 4 im DezemberAnaloges gilt für die Ferienzeit im Februar [s. Abbildung 5.5.3]: Bis zum 11.02.2005 liegenfast alle Messwerte in der CO2-Klasse von 501 - 1.000 ppm. Wenn in den vorheraufgeführten Monaten oftmals Wochenendheimfahrten durch eine deutliche Häufigkeit derCO2 -Werte im Bereich von 0 - 500 ppm nachgewiesen werden konnte, so entfällt dieseHeimfahrt im Februar. Vermuteter Grund ist, dass die Zeit vom 01.02.2005 – 11.02.2005vollständig für die Prüfungsvorbereitung genutzt wird. Erst mit dem 12.02.2005 ist eineeindeutige Häufigkeit des CO2-Gehalt, der im Bereich zwischen 0 - 500 ppm liegt,erkennbar, ein Indiz der überwiegenden Abwesenheit der Bewohner in denWintersemesterferien.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 35Häufigkeit der CO2 Kozentration in den Klassen - WE 4100%90%80%70%60%50%40%>1501ppm1001-1500ppm501-1000ppm0-500ppm30%20%10%0%1 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 28Februar 2005Abbildung 5.5.3 Darstellung der CO2-Konzentration der WE 4 im FebruarDer März 2005 zeigt das Ende der Winterferien und den Beginn des neuen Semesters an[s. Abbildung 5.5.4].Häufigkeit der CO2-Kozentration in den Klassen - WE 4100%90%80%70%60%50%40%>1501ppm1001-1500ppm501-1000ppm0-500ppm30%20%10%0%1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425262728293031März 2005Abbildung 5.5.4 CO2-Konzentration der WE 4 im März (Semesterbeginn)Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 36Die weiteren Monate zeigen einen vollkommen analogen Verlauf.5.5.3 Kohlendioxidkonzentration der WE 5Die Monate Oktober und November [Abbildung 5.5.5] weisen keine Auffälligkeiten gegenüberder Wohnung 4 auf. Auch in der Wohnung 5 werden CO2-Gehalte überwiegend im Bereichzwischen 501 - 1.000 ppm gemessen. Wochenendheimfahrten sind ebenfalls gut erkennbar.Messwerte von mehr als 1.000 ppm werden nicht erreicht.Häufigkeit der CO2-Kozentration in den Klassen - WE 5100%90%80%70%60%50%40%>1501ppm1001-1500ppm501-1000ppm0-500ppm30%20%10%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 30November 2004Abbildung 5.5.5 Darstellung der CO2-Konzentration der WE 5 im NovemberAuffallend ist der Dezember 2004. Ein Wochenendzyklus mit einer Häufigkeit in der CO2-Klasse zwischen 0 - 500 ppm ist nur einmal zu beobachten. Nur noch vereinzelt zum20.12.04 und zum 24.12.04 wurden Messdaten gewonnen, welche die Abwesenheit derMieter belegen. Offenbar ist Wohnung 5 auch in den Weihnachtsferien genutzt. Erstmaligwerden auch CO2-Werte in der Klasse zwischen 1.001 - 1.500 ppm gemessen. Sehr seltenwerden Messdaten mit noch höheren CO2-Konzentrationen aufgezeichnet.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 37Häufigkeit der CO2-Kozentration in den Klassen - WE 5100%90%80%70%60%50%40%>1501ppm1001-1500ppm501-1000ppm0-500ppm30%20%10%0%1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425262728293031Dezember 2004Abbildung 5.5.6 Darstellung der CO2-Konzentration der WE 5 im DezemberDer Monat Januar 2005 hingegen weist keine Besonderheiten auf. Abbildung 5.5.7 zeigt dieKonzentrationsverläufe für den Februar. Offenbar wird die Wohnung auch in denSemesterferien genutzt [vgl. Tabelle 5.5.1].Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 38Häufigkeit der CO2-Kozentration in den Klassen - WE 5100%90%80%70%60%50%40%>1501ppm1001-1500ppm501-1000ppm0-500ppm30%20%10%0%1 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 28Februar 2005Abbildung 5.5.7 Darstellung der CO2-Konzentration der WE 5 im FebruarWE 5 0-500 ppm >501 ppm01.02.05 – 13.02.05 Ø 37,6 % Ø 62,4 %14.02.05 – 28.02.05 Ø 40,7 % Ø 59,3 %Tabelle 5.5.1 CO2 – Konzentration Februar 2005, Wohnung 5Dies deckt sich mit den Ausführungen zum Elektroenergie- und Wasserverbrauch. Erst derMärz zeigt eine Abwesenheit während der Wintersemesterferien (Abbildung 5.5.8).Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 39Häufigkeit der CO2 Kozentration in den Klassen - WE 5100%90%80%70%60%50%40%>1501ppm1001-1500ppm501-1000ppm0-500ppm30%20%10%0%1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425262728293031März 2005Abbildung 5.5.8 CO2-Konzentration im März der WE 5Keine Besonderheiten weisen die nachfolgenden Monate auf.5.5.4 Kohlendioxidkonzentration der WE 6Abbildung 5.5.9 bis Abbildung 5.5.12 zeigen den CO2-Gehalt im Winterhalbjahr in derWohnung 6. Messdaten für die Klasse zwischen 0 - 500 ppm sind sehr selten. Überwiegendund sehr deutlich ist eine Häufigkeit der CO2-Werte in der Klasse zwischen 501 - 1.000 ppmzu erkennen. Zusätzlich werden für fast jeden Tag Messergebnisse ermittelt, die sich in derCO2-Klasse zwischen 1.001 - 1.500 ppm bewegen. Spitzenwerte über 1500 ppm tretenhierbei sehr selten und unregelmäßig auf.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 40Häufigkeit der CO2-Kozentration in den Klassen WE 6100%90%80%70%60%50%40%>1501ppm1001-1500ppm501-1000ppm0-500ppm30%20%10%0%5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31Oktober 2004Abbildung 5.5.9 CO2-Konzentration im Oktober mit Semesterbeginn der WE 6Häufigkeit der CO2-Kozentration in den Klassen - WE 6100%90%80%70%60%50%40%>1501ppm1001-1500ppm501-1000ppm0-500ppm30%20%10%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 30November 2004Abbildung 5.5.10 CO2-Konzentration im November der WE 6Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 41Häufigkeit der CO2-Kozentration in den Klassen WE 6100%90%80%70%60%50%40%>1501ppm1001-1500ppm501-1000ppm0-500ppm30%20%10%0%1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425262728293031Januar 2005Abbildung 5.5.11 CO2-Konzentration im Januar in der WE 6Häufigkeit der CO2 Konzentration in den Klassen - WE 6100%90%80%70%60%50%40%>1501ppm1001-1500ppm501-1000ppm0-500ppm30%20%10%0%1 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 28Februar 2005Abbildung 5.5.12 CO2-Konzentration im Februar der WE 6Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 42Die Wohnung wird ständig genutzt. Eine Abwesenheit in den Ferienzeiten ist nichtfeststellbar. Dies deckt sich mit den gemessenen Elektroenergie- und Wasserverbräuchen.Es ist eine leichte Abhängigkeit der hohen CO2-Werte von der Außentemperatur ablesbar.Offenbar wird bei tiefen Außentemperaturen kaum noch über das Fenster gelüftet.Insgesamt sind die CO2-Messwerte immer noch gut bis befriedigend. Damit wird auch diegute Funktionalität des Lüftungskonzeptes mit dem Zuluft-Kastenfenster bestätigt.Im Februar findet sich auch der Tag mit der höchsten aufgezeichneten CO2-Konzentration.Es ist ein Tag nach Abschluss der Prüfungszeit. Die Höchstwerte in den Nachtstundendeuten auf eine Feier mit Gästen.CO2 Konzentrationsverlauf am 17.02.2005 - WE 62.5002.0001.500ppm1.00050000:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00 0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00Abbildung 5.5.13 CO2-Verlauf am Tag mit der höchsten registrierten KonzentrationNachdem im Monat Februar 2005 Spitzenwerte in den Grenzklassen des Kohlendioxids zuverzeichnen waren, nimmt die Häufigkeit in der CO2-Klasse zwischen 1.000 - 1.500 ppm imim Monat März 2005 stark ab. Unauffällig sind die Messwerte für März und April. In diesenMonaten nimmt die Häufigkeit in der CO2-Klasse zwischen 1.000 - 1.500 ppm wieder ab.Offenbar steigt der Anteil der Fensterlüftung an.Die Messwerte für Mai [Abbildung 5.5.14] zeigen beispielhaft, dass die CO2-Werte in derKlasse zwischen 1.000 - 1.500 ppm dann kaum noch auftreten. Kohlendioxidwerte größer1.500 ppm werden überhaupt nicht mehr registriert. Abbildung 5.5.15 verdeutlicht diesenZusammenhang.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 43Häufigkeit der CO2 Konzentration in den Klassen WE 6100%90%80%70%60%50%40%>1501ppm1001-1500ppm501-1000ppm0-500ppm30%20%10%0%1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 14 15 1617 18 1920 21 2223 24 25 2627 28 2930 31Mai 2005Abbildung 5.5.14 CO2-Konzentration im Mai der WE 6Entwicklung des CO2-Gehaltes - WE 6353530Aussentemperaur °C301 Stunde/Monat1.001-1.500 ppm2525Außentemperatur °C2015101,5 Stunden/Monat 3 Stunden/Monat201510Monatsmittel in %5500Okt 04 Nov 04 Dez 04 Jan 05 Feb 05 Mrz 05 Apr 05 Mai 05-5-5Abbildung 5.5.15 CO2-Konzentration in Abhängigkeit von der Außentemperatur undFensteröffnungszeit der Monate Januar bis März in Zimmer 1 der WE 6Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 445.5.5 Zusammenfassung der gemessenen KohlendioxidkonzentrationenWie aus den Aufzeichnungen der CO2-Konzentration hervorgeht, liegen dieKonzentrationswerte fast ausnahmslos in guten bis befriedigenden Bereichen. Das SystemZuluft-Kastenfenster mit Abluftanlage sichert auch bei geschlossenem Fenster nahezuausnahmslos hygienisch einwandfreie Luftbedingungen in den untersuchten Wohneinheiten.Die Ergebnisse decken sich sowohl mit den Aussagen des Kapitels 6.4 „Lüftungsverhaltender Mieter der Referenzetage“ und den positiven Meinungen der „Mieterbefragung“ imKapitel 10.5.6 Feuchtegehalte der Raumluft in den BädernEs sehr wichtig, feuchte Raumluft aus Wohnräumen abzuführen, um Bauschäden zuvermeiden. Da die Mehrheit der Bäder der Wohneinheiten ohne Fenster ausgestattet sind, isteine mechanische Entlüftung dieser Bäder unumgänglich (vgl. DIN 18017). Alle Bäder derReferenzwohneinheiten sind mit Duschkabinen ausgestattet. Beim Duschen werdenerhebliche Mengen an Wasserdampf freigesetzt. Installierte Messfühler in den Bädernermöglichen es, die Luftfeuchtigkeit zu messen. Die Auswertung erfolgt zweckmäßigerWeise anhand der relativen Summenhäufigkeit der relativen Feuchte.5.6.1 Feuchtegehalte der Raumluft im Bad der WE 4Der Monat Oktober 2004 weist für das Bad der Wohnung 4 überwiegende relative Feuchtenim Bereich zwischen 30 – 55 % auf. Die meisten Messwerte liegen im Feuchtebereich von35 – 39,99 % mit einer Häufigkeit von 25,53 %, im Feuchtebereich von 40 – 44,99 % miteiner Häufigkeit von 28,70 % und im Feuchtebereich von 45 – 49,99 % mit einer Häufigkeitvon 18,50 %.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 45rel. Summenhäufigkeiten in den Feuchteklassen10090rel. Summenhäufigkeit in %80706050403020Hinweis:Summenhäufigeit wurdeam oberen Rand derFeuchtklassenabgetragen!WE 41000 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100Feuchteklassen [0-4,99] (Oktober 2004 WE4)Abbildung 5.6.1 Summenhäufigkeit in den Feuchteklassen Oktober 2004 WE 4Feuchten von über 65 % werden nur sehr selten festgestellt und sind vernachlässigbar.Der Monat Februar 2005 zeigt im Vergleich zum Monat Oktober 2004 eine völlig andereVerteilung der Summenhäufigkeit auf [s. Abbildung 5.6.2]. Dominierend sind dieMessergebnisse einer relativen Feuchte zwischen 20 – 24,99 % mit einer Häufigkeit von54,1 % gemessen. Dem folgt die relative Feuchte zwischen 25 – 29,99 % mit einerHäufigkeit von 24,3 %. Diese beiden Feuchteklassen weisen somit einen Gesamtanteil von78,4 % der Summenhäufigkeit auf. Relative Feuchten von mehr als 45 % werden äußerstselten aufgezeichnet. Sie sind vernachlässigbar.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 46rel. Summenhäufigkeiten in den Feuchteklassenrel. Summenhäufigkeit in %10090807060504030201000 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100Feuchteklassen [0-4,99] (Februar 2005 WE 4)WE 4Abbildung 5.6.2 Summenhäufigkeit in den Feuchteklassen Februar 2005 WE 45.6.2 Feuchtegehalte der Raumluft im Bad der WE 5Das Bad in der Wohnung 5 verfügt ausnahmsweise über ein Fenster. Das Fenster kann zumLichtschacht hin geöffnet werden. Das Bad wird zusätzlich mechanisch entlüftet.Die Messergebnisse der Wohneinheit 5 im Monat Oktober 2004 zeigen, dass vorrangigrelative Feuchten zwischen 30 – 44,99 % am häufigsten auftreten. Mit 35,6 % ist einemaximale Häufigkeit im Feuchtebereich zwischen 40 – 45 % gegeben. Danach folgen dierelativen Feuchten zwischen 35 und 40 % mit einer Häufigkeit von 29,1 % und die relativenFeuchten im Bereich zwischen 30 und 35 % mit einer Häufigkeit von 20,7. Damit entfallen85,4 % der Messwerte auf den Bereich zwischen 30 und 45 % rel. Feuchte. Feuchtegehaltevon mehr als 50 % werden sehr selten gemessen.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 47rel. Summenhäufigkeiten in den Feuchteklassenrel. Summenhäufigkeit in %10090807060504030201000 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100Feuchteklassen [0-4,99] (Oktober 2004 WE 5)WE 5Abbildung 5.6.3 Summenhäufigkeit in den Feuchteklassen Oktober 2004 WE 5Die relativen Feuchten sind im Februar 2005 wie in Wohnung 4 deutlich geringer. Im Bereichvon 20-25 relative Luftfeuchte liegen 62,1 % der Messwerte, im Bereich von 20 – 25 %liegen 33,1 % der Messwerte. Feuchten über 35 % werden nicht gemessen.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 48rel. Summenhäufigkeiten in den Feuchteklassenrel. Summenhäufigkeit in %10090807060504030201000 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100Feuchteklassen [0-4,99] (Februar 2005 WE 5)WE 5Abbildung 5.6.4 Summenhäufigkeit in den Feuchteklassen Februar 2005 WE 55.6.3 Feuchtegehalte der Raumluft im Bad der WE 6Abbildung 5.6.5 und Abbildung 5.6.6 zeigen die Verhältnisse für das Bad der Wohnung 6.Die gemessenen Feuchten liegen im Oktober überwiegend im Bereich von 30 – 55.Allerdings lagen auch 6,5 % der Messwerte in einem Feuchtebereich von 55 – 60 % und4,35 % in einem Feuchtebereich von 60 − 65 %. Diese Feuchten sind bauphysikalischgrenzwertig und für die Übergangszeit gerade noch akzeptabel. Begründet wird der Anstiegmit einem vermehrtem trocken der Wäsche im Bad.Die Februarwerte liegen deutlich unter den Oktoberfeuchten. Vorrangig werden relativeFeuchten zwischen 20 und 35 % registriert (58 % Häufigkeit). Feuchten zwischen 40 – 45 %treten mit einer Häufigkeit von 6,9 % auf. Messwerte über 55 % werden nicht registriert.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 49rel. Summenhäufigkeiten in den Feuchteklassenrel. Summenhäufigkeit in %10090807060504030201000 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100Feuchteklassen [0-4,99] (Oktober 2004 WE 6)WE 6Abbildung 5.6.5 Summenhäufigkeit in den Feuchteklassen Oktober 2004 WE 6rel. Summenhäufigkeiten in den Feuchteklassen100rel. Summenhäufigkeit in %90807060504030201000 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100Feuchteklassen [0-4,99] (Februar 2005 WE 6)WE 6Abbildung 5.6.6 Summenhäufigkeit in den Feuchteklassen Februar 2005 WE 6Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 50Damit werden auch für die Wohnung 6 Feuchtegehalte im Bad gemessen, die eineSchadensfreiheit der Baukonstruktion erwarten lassen. Die Feuchtewerte entsprechen inetwa den Voraussetzungen der Nachweisverfahren der DIN 4108. Die Messwerte zeigen diegute Wirksamkeit des Lüftungskonzeptes auch hinsichtlich der Feuchteabführung, diekonzeptbedingt vollkommen Mieterunabhängig gewährleistet ist.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

5 - 51Literatur:[1] VDI 3807 Blatt 1 (Entwurf 02/2005) „Energie- und Wasserverbrauchskennwerte fürGebäude“ - Grundlagen[2] http://www.bauzentrale.com/news/2005/0124.php4?url1=http://www.archmatic.com/webplugin/z_starta.txt&url2=http://www.archmatic.com/webplugin/z_ende.txtStand: 26.01.2005[3 http://www.stadtwerke-gengenbach.de/de/produkte/wasser/wasserverbrauch/Stand: 03.10.2005http://www.izt.de/pdfs/IZT_WB42_NachhaltigWaschen.pdfStand: Februar 2000[4] http://www.geizkragen.de/preisvergleich/haushalt/waschen-und reinigen/waschmaschinen/euroline/euroline-wa-2004-j/225223.htmlStand: 19.10.2005[5] VDI 3807 Blatt 3 „Wasserverbrauchskennwerte für Gebäude und Grundstücke“[6] http://de.wikipedia.org/wiki/VerbrauchStand: 31.08.2005http://www.stadtwerke-gengenbach.de/de/produkte/wasser/wasserverbrauch/Stand: 03.10.2005[7] Energiekennwerte 2005Hilfen für den WohnungswirtEine Studie der Techem AG; Ausgabe 2005[8] Raumlufttemperaturen nach DIN 4701[9] http://www.tu-berlin.de/fb6/hri/dokumente/LQ-Handbuch/LQ_Handbuch_v08.pdfStand: November 2004[10] Studentenwerk Dresden Außenstelle Zittau/Görlitz “Technische Hausverwaltung”Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 1Kapitel 6Analyse des Systems: Zuluft-Kastenfenster mit AbluftanlageBeitrag zum Schlussbericht von Herrn Dipl.-Ing.(FH) Michael Zymek; Hochschule Zittau6 Analyse des Systems: Zuluft-Kastenfenster mit Abluftanlage...........................................26.1 Luftwechselmessungen und Luftdichtheit.................................................................36.1.1 Nachweis der Luftdichtheit mittels Blower Door Messung....................................46.1.2 Luftwechseluntersuchungen mittels Tracergas ....................................................56.2 Abluftanlage..............................................................................................................66.3 Wärmepumpe ...........................................................................................................96.3.1 Arbeitsweise der Wärmepumpe..........................................................................106.4 Lüftungsverhalten der Mieter der Referenzetage ...................................................126.4.1 Lüftung der Wohnräume .....................................................................................136.4.2 Lüftung der Küchen ............................................................................................176.4.3 Lüftung der Aufenthaltszonen im Flurbereich .....................................................176.4.4 Zusammenfassung: Fensteröffnungszeiten........................................................186.5 Untersuchung der Luftvorwärmung im Zuluft–Kastenfenster .................................216.6 Untersuchungen zur Behaglichkeit - Behaglichkeitsmessung................................256.6.1 Versuchsaufbau..................................................................................................266.6.2 Messergebnisse bei geschlossenen Fenster......................................................286.6.3 Messung der Behaglichkeit bei geöffnetem Innenfenster...................................286.6.4 Wertung der Messergebnisse der Behaglichkeitsuntersuchungen.....................29Anlagen...............................................................................................................................31Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 26 Analyse des Systems: Zuluft-Kastenfenster mit AbluftanlageWohngebäude der Gründerzeit sind im Regelfall mit Kastenfenstern ausgestattet. DerZustand dieser Kastenfenster rechtfertigt in den meisten Sanierungen keine Reparatur. BeimErsatz entsteht jeweils der Konflikt, dass moderne Fenster zu verändertem Sprossenbild undzu verändertem Gesamteindruck führen. Das wissenschaftlich-technische Ziel besteht darin,die Fensterbauart als Holz-Kastenfenster zu erhalten, um damit hohen denkmalpflegerischenAnsprüchen zu genügen und zusätzlich das Kastenfenster als Zuluftfenster auszubilden. AlsGrundlage diente das an der Bauhaus-Universität in Weimar entwickelte Zuluftfenster inHolz-Verbundfensterbauart. Die Durchströmung des Fensters mit Außenluft führt zu einemWärmerückgewinnungseffekt, der beim sonnenbeschienenen Fenster besonders ausgeprägtist. Neben diesem energetischen Effekt wird erreicht, dass eine Grundlüftung ohneFensteröffnung erfolgt. Außerdem tritt die Außenluft im Winter vorgewärmt in den Raum ein,wodurch Zuggefahr gemindert wird bzw. die bei raumlufttechnischen Anlagen ohneWärmerückgewinnung notwendige Vorwärmung der Außenluft entfallen kann. Dieschalldämmende Wirkung des Fensters ist sehr gut (Schallschutzklasse III-IV). Schließlich istder Umstand zu erwähnen, dass die Scheibeninnenoberflächentemperatur des Zuluftfenstersin Folge der Durchströmung mit kalter Außenluft niedrig liegt, wodurch das Fenster als„Kondensatwächter“ wirkt und andere im Sanierungsfall schwer zu vermeidendenWärmebrücken auf diese Weise kondensatfrei hält.Das technische Ziel besteht weiterhin darin, das bereits für das Forschungsprojekt inGörlitz 1 , vorgesehene Zuluft-Kastenfenster in seinen Eigenschaften zu bestätigen. Dabeiwird auf den Erfahrungen aufgebaut, die mit dem bereits erprobten Zuluft-Verbundfenstergesammelt wurden. Für dieses neue Fenster wurde der energetische Effekt rechnerisch undmesstechnisch durch die Materialforschungs- und -prüfanstalt der Bauhaus-UniversitätWeimar nachgewiesen.Die Zuluft–Kastenfenster erfüllen hauptsächlich zwei Aufgaben: Zum einem bringen sie denhygienisch notwendigen Außenluftanteil zugfrei in den Raum und zum anderen entsteht mitder Luftvorwärmung im Fensterzwischenraum eine Senkung der Transmissionswärmeverluste.Die Zugfreiheit wurde mit der Messung der Behaglichkeit nachgewiesen. Mitden Messungen der Lufterwärmung am praktischen Beispiel ergibt sich die Möglichkeit, dieErgebnisse der Rechnung und die Messwerte der Klimakammer unseres Partners Dr. Helbig(MFPA Weimar) zu vergleichen.Im Rahmen der Untersuchungen im Forschungsobjekt wurde besonders das System „Zuluft-Kastenfenster mit Abluftanlage“ betrachtet.1 Gründerzeithaus Görlitz, Heilige-Grab-Straße 83 (Förderkennzeichen 0329750G)Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 3Im Forschungsobjekt sind insgesamt 48 Zuluft-Kastenfenster eingesetzt. Davon 17 Fensternach der Ostseite, 28 nach der West- und 3 nach der Südwestseite. Die Fenster derGewerbeeinheit und die Fenster zum Lichtschacht sind als Verbundfenster ausgeführt.AbsaugungZuluft-KastenfensterÜberströmventil vom LichtschachtAbbildung 6.1 Ausschnitt der Referenzetage mit Anordnung der FensterDie Auswertung und der Vergleich der Forschungsergebnisse erfolgten über den Zeitraumvon zwei Jahren, wobei Messwerte für 2 Heizperioden (HP 2004/05 und 2005/06) vorliegen.Die Untersuchungen erfolgten jeweils mit Kastenfenstern der Ost- und Westseite, um denEinfluss der solaren Strahlung berücksichtigen zu können.6.1 Luftwechselmessungen und LuftdichtheitEin luftdichtes Haus besitzt viele Vorteile für den Bewohner: Der Komfort ist höher(Behaglichkeit durch hohe Luftqualität und Vermeidung von Zugluft), derHeizenergieverbrauch ist kleiner und es werden Bauschäden vermieden. Bauschädenentstehen, wenn Luft aus Wohnräumen durch die Dämmebene in kühlere Bereiche gelangtund die Feuchte dort kondensiert (Schimmelbildung). Der Luftdichtheitsgrad ist somit einwesentliches Qualitätsmerkmal eines Wohngebäudes.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 46.1.1 Nachweis der Luftdichtheit mittels Blower Door MessungZu ersten Maßnahmen nach erfolgter Sanierung des Gebäudes und dem Beginn derUntersuchungen gehörte die Kontrolle der Ausführungsarbeiten im Dachgeschoss. DieAussagen der Messung wurden durch die Aufnahmen bei gleichzeitiger Thermografieunterstützt.Abbildung 6.1.1 Thermografieaufnahme des Dachfensters bei gleichzeitigen UnterdruckBei diesen Untersuchungen offenbarten sich gravierende Mängel an der Dichtheitsebene zurZwischensparrendämmung und den Anschlüssen des Fußbodens zur Kniewand hin.Die Messungen mit dem „Blower Door“–Verfahren im Frühjahr 2004 ergaben die inTabelle 6.1.1 aufgeführten n50–Werte in den Wohnungen im Dachgeschoss. Es wurdefestgestellt, dass in Folge konstruktiver Änderungen der Ausführungsplanung durch dasAusführungsunternehmen erhebliche Abweichungen zur Norm und zum gewünschtenZustand bestehen.WE - OstWE - Westn50 – Wert Ausbauzustand 7,5 h -1 7,7 h -1n50 – Wert nach erfolgtenAbdichtungsmaßnahmen3,2 h -1 3,6 h -1n50 – Wert gemäß Anhang 4, Punkt. 2 EnEV 1,5 h -1 1,5 h -1Tabelle 6.1.1: Auswertung der Luftdichtheitsmessungen im DGIn mehreren Arbeitstreffen mit Vertretern von Bauherrn, Planern, Ausführungsunternehmenund der Hochschule wurde ein Maßnahmenkatalog zur Verbesserung der LuftdichtheitSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

16 - 5erarbeitet. Durch diese nachträglich ausgeführten Abdichtungsmaßnahmen an derKonstruktion und durch den Einsatz winddichter Dosen für die Elektroinstallation wurdenVerbesserungen von mehr als 50 % erzielt.6.1.2 Luftwechseluntersuchungen mittels TracergasUm die Funktionsweise der Abluftanlage zu bestimmen, wurden neben den Blower-Door-Tests noch der Luftwechsel mit einem Tracergasverfahren untersucht. Als Tracergas wurdeCO 2 genutzt. Die Messungen wurden meist in Abwesenheit von Menschen durchgeführt, dadie CO 2 –Konzentration zu hoch war.Bei den Tracergasuntersuchungen wurden mehrere Szenarien, wie geöffnete Innenfenster,Lüftungsstellung der Dachliegefenster, geöffnete und geschlossene Innentüren, untersucht.Mit den Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass mit dem installierten System„Zuluft-Kastenfenster mit Abluftanlage“ hygienisch erforderliche Luftwechsel erreicht werdenund damit gesunde Wohnbedingungen geschaffen werden.Die Tracergasuntersuchungen wurden auch in den Wohneinheiten der Referenzetagedurchgeführt. Die Ergebnisse sind in der Abbildung 6.1.2 zu ersehen. An denunterschiedlichen Werten des Luftwechsels ist auch der Einfluss des Windes ablesbar, wenner auch erfreulicherweise gering ausfällt.Ergebnisse der Luftwechselmessungen [1/h]0,700,600,620,500,400,300,410,460,450,500,330,300,280,5207.09.2004 AM WE Löber07.09.2004 PM WE Löber08.09.2004 WE Löber27.09.2004 WE Löber28.09.2004 WE Löber16.09.2004 WE Löber**24.07.2004 WE DG Str.16.09.2004 WE DG Str.**0,2017.09.2004 RWE's** Werte der Abluftvolumenstrommessung0,100,00Abbildung 6.1.2 Ergebnisse der LuftwechselmessungenSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 6Wie in der Abbildung 6.1.2 ersichtlich, passen die Ergebnisse der Tracergas-Messung sehrgut zu den Messwerten der Handmessung der Abluftvolumenströme der einzelnenWohnungen.Abklingkurve WE 10 (Prof. Löber) Dachgeschoss - Westseite am 07.09.2004Außentempertur 18°C, Windgeschwindigkeit um 1m/s600050004000n = (ln5152-ln2035) / 2h= 0,46 1/hppm300020001000010:48 11:24 12:00 12:36 13:12 13:48 14:24 15:00 15:36 16:12 16:48ZeitAbbildung 6.1.3 Abklingkurve des Indikatorgases6.2 AbluftanlageBei der Sanierung von mehrgeschossigen Wohnbauten reichen die Investitionsmittel häufignicht aus, um komplette raumlufttechnische Anlagen mit mechanischer Zu- und Ablufteinschließlich Wärmerückgewinnung zu installieren. Hemmend wirken die Kosten, aber auchdie begrenzten Möglichkeiten der nachträglichen Einordnung in das Gebäude.Die konzipierte Lüftung in Form einer mechanischen Abluftanlage zur Sicherung einerununterbrochenen Grundlüftung und zeitweiliger Bedarfslüftung mit Außenluftansaugungüber Zuluft-Kastenfenster wird als energiesparende und hygienisch anspruchsvolle Lösungangesehen.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 7Zuluft-Kastenfenster mit zentraler AbsaugungWärmerückgewinnung aus der AbluftRückschlagklappe undWinddruckbegrenzerAbluftpV = konstantWC / KücheZuluft -KastenfensterAußenluftWPeltAbbildung 6.2.1 Schematische Darstellung des SystemsDie Abluft wird wohnungsweise, in den Feuchträumen Küche und Bad, mittelsKonstantabluftventilen abgesaugt. Diese Abluftventile versperren abhängig vom Druck denAbluftquerschnitt, so dass der Abluftvolumenstrom in seinem Parameterbereich bleibt. DieAbluft aller Wohnungen wird in einem Kanalnetz zusammengeführt und in den Keller geleitet.Dort befindet sich der Wärmeübertrager, welcher als Wärmequelle für die Wärmepumpedient.Die im Rahmen der Gebäudesanierung installierte Abluftanlage wurde nach Aussage desausführenden Unternehmens einreguliert. Ein Protokoll des entsprechendenNachunternehmers konnte nicht vorgelegt werden. Bei einer stichprobenartigen Überprüfungwurden unregelmäßige Abluftvolumenströme festgestellt. Es folgte eine Kontrolle allerAbluftvolumenströme im gesamten Gebäude. Hierbei konnte eine gewissenhafteEinregulierung der Abluftanlage nicht festgestellt werden. Nach erfolgter intensiverUntersuchung und Vergleich der Volumenströme mit den Planungswerten wurde erkennbar,dass die Summe der Volumenströme pro Strang akzeptabel waren. Die Summe allerVolumenströme ist mit dem Planungswert identisch. Die Abweichungen beeinflussen dieWirkungsweise der Anlage kaum.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 8Abbildung 6.2.2. Messung ZuluftvolumenstromAbbildung 6.2.3 Messung AbluftvolumenstromDie Volumenströme der Zu- und Abluft wurden in regelmäßigen Abständen mit mobilerMesstechnik untersucht und mit den Sollwerten verglichen. Durch die Untersuchungen in derAnfangsphase des Forschungsvorhabens konnten einige Mängel beseitigt werden. Sowurden Türen gekürzt, um einen entsprechenden Abluftvolumenstrom zu ermöglichen undeine defekte Rückschlagklappe im Fenster entdeckt.Mit dem Monat Januar 2005 trat eine konstante Verminderung des gemessenen undaufgezeichneten Abluftvolumenstromes ein. Der Betrieb der Wärmepumpe war stark taktendund wurde durch Fehlermeldungen unterbrochen. Die Wärmepumpe konnte keinen Beitragzur Heizungsunterstützung mehr liefern, da die kurzen Betriebszeiten ausschließlich zurBrauchwassererwärmung genutzt wurden. Auf Einschicken, eine Reparatur und somitverbundenen längeren Ausfallzeiten ohne Messwerte musste verzichtet werden. Weiterhinblieb die Taktung der Wärmepumpe als Problem offen. Am 21. Februar 2005 wurde eineMessung des Druckverlustes über dem Wärmeübertrager vorgenommen. Der Druckverlustlaut Hersteller für den Wärmeübertrager bei einem planmäßigen Volumenstrom beträgt 75Pa. Mit einem Handmessgerät wurde ein Druckverlust von 130 Pa gemessen. Somit war dieUrsache für den verminderten Abluftvolumenstrom lokalisiert, zumal aufgrund derLeistungsgrenze des zentralen Abluftventilators vom zuständigen Fachplaner auf einen Filtervor dem Wärmeübertrager verzichtet wurde. Nach Hinweis der Hochschule wurde durch denGebäudeeigentümer eine Reinigung des Wärmeübertragers veranlasst. Nach erfolgterWartung stieg der Abluftvolumenstrom um 400 m³/h auf über 1.000 m³/h an. Der Verzicht aufein Filter vor dem Übertrager hat sich als nachteilig erwiesen und sollte bei allenNachfolgeanlagen berücksichtigt werden. Der Gebäudeeigentümer hat im April 2006 einenFilter in den Abluftkanal einbauen lassen. Die Abluftanlage läuft seit September 2003ununterbrochen 24 Stunden am Tag ohne Ausfall.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 9Die druckabhängige Steuerung des Ventilators hat sich bewährt. Der Volumenstrom bleibtüber weite Strecken konstant, obwohl sich die Druckverhältnisse im System durch Öffnenund Schließen von Türen und Fenstern ständig verändern.1.200Volumenstrom der Abluft am 09.06.2006m³/h1.1001.000900Temperaturkompensation desVolumenstrommessfühlers80070060023:45 1:25 3:05 4:45 6:25 8:05 9:45 11:25 13:05 14:45 16:25 18:05 19:45 21:25 23:05Abbildung 6.2.4 VolumenstromaufzeichnungAls weniger geeignet hat sich der eingesetzte Volumenstrommessfühler herausgestellt.Dieser ist hinter dem Wärmeübertrager, der als Gleichrichter der Strömung funktioniert, imKanalnetz installiert. Eine andere Position war aufgrund der baulichen Gegebenheiten nichtmöglich. Da der Volumenstrom der Abluft vor und nach dem Wärmeübertrager konstantbleibt und sich nur die Temperaturen ändern, ist bei dem Messfühler (Hitzdraht) eineTemperaturkompensation integriert. Allerdings reagiert diese sehr träge auf die sichändernde Temperatur der Abluft durch den Wärmeentzug der Wärmepumpe (Abbildung6.2.4). Ersichtlich ist dieses Verhalten bei den aufgezeichneten Ausschlägen derVolumenstromanzeige bei An- und Abschalten der Wärmepumpe.Der druckgeregelte Abluftventilator besitzt einen fast konstanten Elektroenergieverbrauchvon 4,0 kWh/Tag, bei einem Volumenstrom von ca. 1.000 m³/h.6.3 WärmepumpeDie Abluft der Wohneinheiten dient gleichzeitig als Wärmequelle für die Wärmepumpe. DasTemperaturniveau der Wärmequelle ist ganzjährig 20°C und höher.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 1050Monatsmittelwerte für Temperatur und rel. Feuchte der Abluftim Jahr 2006°C; % r. F.403020Abluftlufttemperaturrel. Feuchte der Abluft10Jan Feb März Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov DezAbbildung 6.3.1 Monatsmittelwerte für Temperatur und relative Feuchte der Abluft 2006Die Wärmepumpe arbeitet bedarfsorientiert und liefert Wärme an den Warmwasserspeicherund einen Pufferspeicher zur Heizungsunterstützung. Das Trinkwarmwasser wird imGebäude in zwei Stufen auf das gewünschte Temperaturniveau gebracht. Im Vorwärmerwird das aus dem Versorgungsnetz ankommende Kaltwasser auf ein Temperaturniveau von50°C gebracht, diesen Beitrag leistet die Wärmepumpe. In einem zweiten Speicher wird dasWarmwasser auf 60°C durch den Heizkessel nachgewärmt. Der Warmwasserbereiter besitzteine Vorrangschaltung, so dass bei gleichzeitiger Bedarfsanmeldung von Warmwasserspeicherund Pufferspeicher dieser zuerst bedient wird. Der Pufferspeicher wird bis zueiner Speichertemperatur von 55°C aufgeheizt. Die Wärmepumpe muss einedurchschnittliche Temperaturanhebung von 30 K leisten. Als Hilfsenergie kommtElektroenergie als Tag- bzw. Nachtstrom zum Einsatz. Ein in der Antragsphase in Aussichtgestellter Wärmepumpentarif für Elektroenergie der Stadtwerke Zittau GmbH konnte nacherfolgter Ausführung nicht genutzt werden.6.3.1 Arbeitsweise der WärmepumpeDa die Wärmepumpe zwei Wärmesenken (Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung)besitzt, ist die Arbeitsweise in Sommer- und Winterbetrieb zu unterscheiden.In den Sommermonaten wird weit weniger Heizenergie benötigt, vor allem läuft derHeizkessel für die Trinkwassererwärmung. Da in den Sommermonaten weniger Mieteraufgrund der Semesterferien anwesend sind, minimiert sich auch derWarmwasserverbrauch. Die Wärmepumpe hat weit weniger Betriebszeiten wie im Winter.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 11500450 kWh; h40035030025020015010050Messdatenverlauf 2006WochensummenwerteElt_WP Betriebsstunden_WP Mittlere Tagesaußentemperatur4035 °C302520151050-501 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51-10Abbildung 6.3.2 Wochensummenwerte für den Elektroenergieverbrauch und Betriebsstunden der WPin Abhängigkeit von der Außentemperaturin den Sommermonaten ist ein Einsparpotential anhand der Messwerte erkennbar geworden,welches für nachfolgende Anwendungen dieser Art berücksichtig werden sollte. So ist einebedarfsgeführte Steuerung der Abluftanlage von Vorteil, wenn die Betriebszeiten derWärmepumpe in den Sommermonaten gering ist. Die Mieter können die Fenster beiVerlangen zum Lüften öffnen und die Abluftanlage kann den Volumenstrom reduzieren. Inden Sommermonaten wurde die Gewerbeeinheit nicht genutzt, so dass ein Hauptabnehmerfür Warmwasser fehlt. Weiterhin wurde die Klimaanlage der Gewerbeeinheit nicht betrieben,die in den Sommermonaten ebenfalls Wärme zum Nachheizen der gekühlten Zuluftbenötigte.Durch die Betriebserfahrungen und das Einbringen von Veränderungen im Betrieb derWärmepumpenanlage konnten folgende Einsparungen erzielt werden.BetriebsstundengesamtWM zur WarmwasserbereitungWM HeizungsunterstützungVerbrauchteHilfsenergie WP2005 379 1.290 kWh 2.340 kWh 1.420 kWh2006 537 1.280 kWh 3.830 kWh 1.992 kWh+ 42 % - 10 kWh + 1.490 kWh + 572 kWhTabelle 6.3.1 Betriebsstunden, gelieferte Wärmemengen und Hilfsenergieverbrauch der Wärmepumpeim VergleichSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 12Messdatenverlauf 2005 - 2006Monatssummenwerte4.0003.500 kWh3.0002.5002.000WMZ_WP_VW 05 WMZ_WP_PS 05WMZ_WP_VW 06 WMZ_WP_PS 06Betriebsstunden_WP 05 Betriebsstunden_WP 06600h5004003001.5001.0005000Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez2001000Abbildung 6.3.3 Vergleich der Betriebsparameter der WP für die Jahre 2005 und 2006Wie bereits in der Tabelle 6.3.1 zu sehen, sind in der grafischen Darstellung die mehrerbrachten Erträge der Wärmepumpe im Jahresverlauf ersichtlich. DerElektroenergieverbrauch der Wärmepumpe war im Verhältnis zur mehr gelieferten Wärmeum 5 % geringer.6.4 Lüftungsverhalten der Mieter der ReferenzetageAufgabe der Lüftung ist es, den Abtransport von Raumluftfeuchtigkeit zu sichern und dieSchad- und Geruchsstoff-Konzentration in Aufenthaltsbereichen auf ein erträgliches Maß zureduzieren. Beides geschieht durch den Austausch der Raumluft gegen unbelasteteAußenluft. Sorgfältiges Lüften der Wohnräume vermeidet so eine Schimmelpilzbildung undfeuchtebedingte Bauschäden. Beides bildet häufig Anlass für Rechtsstreitigkeiten zwischenMieter und Vermieter. Andererseits lässt sich mit angepasstem Lüften an die jeweiligeSituation Heizenergie einsparen. Der Einbau von Zuluft-Kastenfenstern in Verbindung miteiner Abluftanlage ermöglicht eine automatisierte Lüftung der Wohnräume. Ein manuellesLüften durch die Bewohner ist nicht notwendig.Alle Zuluft-Kastenfenster im Gebäude haben einen aufgeschalteten Fensteröffnungskontakt.Weiterhin sind auch die Fenster zum Lichtschacht der Referenzetage mit Fensterkontaktenversehen worden. Die Heizkörperventile der Räume mit Kastenfenster der ReferenzetageSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 13sind mit den Fensterkontakten gekoppelt. Werden die Fenster geöffnet, sendet derFensterkontakt ein Signal an das Heizkörperventil und schließt es motorisch.6.4.1 Lüftung der WohnräumeWie im Kapitel 5 Abschnitt „Raumluftqualität“ aufgezeigt, weist der Monat Februar 2005 fürdie WE 6 eine enorme Häufigkeit in der CO 2 -Klasse zwischen 1.001-1.500 ppm auf. Paralleldazu wurden sogar CO 2 -Werte über 1.500 ppm erreicht. Anhand des Monats Februar 2005wird beispielhaft das Lüftungsverhalten aller Bewohner der Referenzetage dargestellt.Die Mieter des Zimmers Nummer 1 der WE 4 lüften sehr selten (drei Lüftungen in 28 Tagen),Verhaltensstrukturen sind nicht erkennbar. Die Mieter des Zimmers Nummer 2 lüften einmaltäglich. Dies geschieht meist vormittags mit durchschnittlich 14 Minuten und nur bis zum11.02.05. Nach dem 12.02.05 wurde keine Öffnung des Fensters registriert. Das ist ein Indizder Abwesenheit der Studenten während der Wintersemesterferien.Ähnliches Verhalten zeigen die Bewohner des Zimmers Nummer 3 dieser Wohneinheit.Deutlich ist zu erkennen, dass bis zum 11.02.05 (dem Zeitraum der Lehrveranstaltungen)gelüftet wurde, also eine Anwesenheit der Mieter nachweisbar ist. Allerdings ist dieLüftungshäufigkeit deutlich größer. Zirka zwei bis dreimal am Tag wird mit durchschnittlich 27Minuten zu unterschiedlichen Tageszeiten gelüftet. Nach dem 12.02.05 wurde bis zum Endedes Monats für diese Wohneinheit keine Fensteröffnung mehr verzeichnet. Damit werden dieschon im Kapitel 5 Abschnitte „Elektroenergie-, Kaltwasser-, und Warmwasserverbrauch“getroffenen Feststellungen bezüglich des Einflusses der Wintersemesterferien auf dasNutzungsverhalten der Mieter der WE 4 bestätigt.Für die Mieter der WE 5 konnte festgestellt werden, dass Lüftungszeiten kaum existieren.Das Zimmer Nummer 1 dieser Wohneinheit zeigt einen Tag eine Fensteröffnung für dieZeitdauer von 7 Minuten. Die Mieter des Zimmers Nummer 2 lüften an 7 Tagen. DieLüftungszeiten lagen hier zwischen 14 und 109 Minuten. Regelmäßig öffnet der Bewohnerdes Zimmers Nummer 3 das Fenster. Die Lüftungen sind häufig über den ganzen Tag verteiltund betragen in der Regel 3 bis 4 Minuten.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 14WE 5 Zimmer 1 Zeit [min] WE 5 Zimmer 2 Zeit [min]04.02.05 - 04.02.05 14:10:30-16:00:00 109,511.02.05 11:17:30-11:58:30 41,019.02.05 11:09:00-12:56:30 107,522.02.05 15:25:30-16:20:30 55,024.02.05 11:43:30-12:57:30 74,026.02.05 09:10:00-09:49:00 39,028.02.05 11:20:00-11:27:00 7,0 08:42:30-08:56:30 14,0Summe 7,0 Summe 440Tabelle 6.4.1 Fensteröffnungszeiten im Februar 2005 der WE 5Für die WE 6 konnte wiederum kein regelmäßiges Verhalten der Mieter auf dasLüftungsverhalten nachgewiesen werden. Das Zimmer 1 dieser Wohneinheit wurde aninsgesamt sechs Tagen gelüftet. Im Durchschnitt lag die Lüftungszeit bei 9 Minuten. ImZimmer Nummer 2 dieser Wohneinheit wurde sehr selten gelüftet.WE 6 Zimmer 1 Zeit [min] WE 6 Zimmer 2 Zeit [min]01.01.05 15:03:30-15:34:00 33,5 06.01.05 11:37:01-11:38:00 1,019:11:00-10:20:30 9,513:19:30-13:23:02 3,503.01.05 10:11:00-10:20:00 9,0 08.01.05 11:38:00-12:38:30 60,506.01.05 11:37:00-11:38:00 59,013:19:30-13:23:00 3,514.01.05 16:09:00-16:39:30 30,515.01.05 11:18:30-11:20:00 1,516.01.05 15:35:30-16:08:30 33,022.01.05 10:05:30-10:36:30 31,025.01.05 23:00:00-23:30:00 30,0Summe 240,5 Summe 65,0Tabelle 6.4.2 Fensteröffnungszeiten der WE 6Eine grundlegende Gemeinsamkeit haben alle Mieter, deren Zimmer zwei Fenster besitzen.Fast ausnahmslos wird immer über ein und dasselbe Fenster gelüftet. Relativ regelmäßigeLüftungsstrukturen sind in der WE 5 bei den Mietern des Zimmers Nummer 3 erkennbar. Dierestlichen Mieter der Wohneinheiten lüften unregelmäßig oder überhaupt nicht. In derAbbildung 6.4.1 ist das Lüftungsverhalten dieses Zimmers grafisch ausgewertet.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 15Fensteröffnungszeit und Außentemperatur Zimmer 5.3200minÖffnungszeitAußentemp20°C16016120128084040-401 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20 21 22 23 2425 26 27 280-4-80-8Abbildung 6.4.1 tägliche Fensteröffnungszeit und Außentemperatur im Februar 2005Betrachtete man die tägliche Öffnungszeit des Fensters, so pegelt sich die Zeit bei ca. 40Minuten mit geöffnetem Fenster ein. Ein Zusammenhang zwischen der Außentemperaturund der Fensteröffnungsdauer ist nicht zu erkennen.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 16Häufikeit und Dauer der Fensteröffnung Zimmer 5.312min108601.02.200503.02.200504.02.200505.02.200506.02.200507.02.200508.02.20054201 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16Abbildung 6.4.2 tägliche Öffnungsdauer und –häufigkeit im Februar 2005In der Abbildung 6.4.2 wird der Eindruck eines geregelten Öffnungsverhaltens unterstrichen.Der Mieter öffnet das Fenster mehrmals täglich für eine Zeit von 3 bis 5 Minuten.6min5Öffnungsverhalten des Fensters über den Tag Zimmer 5.34321000:15:30-00:19:3012:10:00-12:15:0012:44:30-12:49:0013:31:30-13:36:3014:18:00-14:22:0017:15:30-17:19:0018:16:00-18:20:0018:45:00-18:48:3020:35:30-20:39:0021:56:30-22:00:3022:26:30-22:30:3023.32:30-23:37:0021:07:30-21:10:3021:31:30-21:35:0022:33:00-22:35:3023:30:30-23:33:3001.02.2005Abbildung 6.4.3 Öffnungsverhalten über einen gewählten Tag im Februar 2005Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 17In der Abbildung 6.4.3 wird nun deutlich, das dieses Lüftungsverhalten eine Begründunghaben muss. Nach persönlichem Kontakt stellt sich heraus, dass der Mieter raucht und zumAbbrennen der Zigaretten das Fenster öffnet. Dies dauert im Schnitt drei bis fünf Minuten,danach wird das Fenster wieder geschlossen.Tabelle 6.4.3 zeigt zusammenfassend die Lüftungszeiten in den Referenzwohnungen.Ingesamt ist eine große Variationsbreite erkennbar. Die lange Lüftungszeit des Zimmers 3der WE 5 ist durch das Rauchen bedingt.MonatFensteröffnungszeiten in Minuten pro MonatZimmer WE 4 Zimmer WE 5 Zimmer WE 61 2 3 1 2 3 1 2Feb 104 126 494 7 438 1007 56,5 4Tabelle 6.4.3 Fensteröffnungszeiten aller Wohnräume im Februar 20056.4.2 Lüftung der KüchenDurch die bauliche Strukturierung der Grundrisse war es nicht möglich, alle Küchenräumemit Fenstern auszustatten (Regelfall). Innenliegende Küchen sollte es nicht geben. EineAusnahme bildet die WE 4, hier wird die verbrauchte Luft über eine Luftabzugshaubeabgeführt.Für die WE 5 ist ein Lüftungsverhalten der Mieter nicht ableitbar. In Kippstellung ist dasKüchenfenster fast ausnahmslos Tag und Nacht geöffnet. Am 13.02.05 ist eine Öffnung desFensters für gerade einmal 1,25 h zu verzeichnen, sonst ist es verschlossen. DieArgumentation, dass dieses Fenster überwiegend aufgrund der Außentemperaturengeschlossen ist, kann nicht in Erwägung gezogen werden. Zwar weist der Monat Februar2005 Messwerte auf, die bei -6,6°C liegen, doch liegen die Temperaturen an diesem Tag beirelativ warmen 3,7°C. Außerdem öffnet das Fenster zum Lichtschacht hin und wird mitvorgewärmter Außenluft versorgt. Diese bauliche Gegebenheit begründet die Daueröffnungdes Küchenfensters in einem Monat, in dem die Außentemperaturen einen Monatsmittelwertvon -1,78 °C aufweisen.Keine aufschlussreichen Messergebnisse lieferten auch die Mieter der WE 6. DasKüchenfenster wird an vier Tagen geöffnet. Die Öffnungszeiten unterliegen keinerbestimmten zeitlichen Struktur und dauern zwischen 28 und 110 Minuten.6.4.3 Lüftung der Aufenthaltszonen im FlurbereichDer Aufenthaltsraum der Referenzetage ist gleichzeitig der Zugang zu den Wohneinheiten 4,5 und 6. Auch hier sind die Fenster mit Kontakten versehen, die ein Öffnen und Schließenaufzeichnen. Die Luft zur Versorgung der Aufenthaltszone kommt aus dem Lichtschacht. DieSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

e ih e 1Lichtschachttemp.6 - 18Zuluft ist somit schon vortemperiert, da der Lichtschacht wie ein großer Wärmeübertragerwirkt und die Transmissionswärmeverluste auf die Außenluft überträgt.Die Lüftung des Aufenthaltsraumes erfolgt fast ausschließlich über das selbe Fenster.Durchschnittlich wird dieser Raum zweimal am Tag gelüftet, wobei man aufgrund derZeitdauer der Fensteröffnung eher von einer Dauerlüftung ausgehen kann. In der Regel wirdeine Öffnung des Fensters zwischen 24 Uhr und zirka 9 Uhr sowie unregelmäßig imspäteren Verlauf des Tages bis 24 Uhr verzeichnet. Aus diesem Nutzerverhalten schließenauch die Lüftungszeiten, die bei durchschnittlich 19 Stunden und 10 Minuten liegen(Abbildung 6.4.4).24h,min20Beziehung zwischen Lüftungszeit, Lichtschacht- undAussentemperatur24°C201616121288440-41 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 270-4-8LüftungszeitRAußentemp.-8Februar 2005Abbildung 6.4.4 Lüftungsdauer der Aufenthaltszone und AußentemperaturDeutlich zeigt die Abbildung 6.4.4, dass die Außentemperatur als entscheidendeEinflussgröße bei der Raumlüftung keinen Einfluss auf das Nutzungsverhalten der Mieterhat. Ursächlich für die langen Fensteröffnungszeiten ist die Luftvorwärmung im Lichtschacht.Die Zulufttemperatur ist fast für den gesamten Monat Februar konstant und beträgt 16°C.6.4.4 Zusammenfassung: FensteröffnungszeitenBei vielen Sanierungsfällen geht eine Zunahme der Bauschäden (z. B. Schimmelpilzbildung)mit dem Austausch der Fenster einher. Bei der Sanierung von Altbauten schließlich tretenspezifische Probleme dadurch auf, dass einzelne Bauteile erneuert und heutigenSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 19Wärmeschutz- und Luftdichtigkeitsanforderungen angepasst werden, während andereBauteile auf ihrem alten Standard erhalten bleiben. So werden häufig zwar die Fenstererneuert, aber kein energetisches Gesamtkonzept entwickelt. Während bis dahin dieFugenundichtigkeiten immer für Feuchtigkeitsabfuhr sorgten, bleibt nach der Erneuerung derFenster die Luftfeuchtigkeit im Raum und verursacht Feuchtigkeits- und Schimmelschädenan Wärmebrücken und schlecht gedämmten Oberflächen.Eine spezielle Problematik sind Räume, in denen auf Grund ihrer bestimmungsgemäßenBenutzung viel Feuchtigkeit produziert wird. In Küche und Bad wird beim Kochen, Duschenund Wäschewaschen eine große Feuchtigkeitsmenge an die Raumluft abgegeben. In derFolge bildet sich besonders um die Fenster herum, aber auch in Raumecken, inFliesenfugen und auf den Silikonabdichtungen am Badewannenrand Schimmel.Eine besondere Herausforderung ist die Lüftung in fensterlosen Räumen. Hierzu wirdüblicherweise eine reine Abluftanlage installiert. Mit der Installation der Zuluft-Kastenfensterkonnte die Hochschule Zittau dem Gebäudeeigentümer einen geeigneten Lösungsweg zurSchadensverhinderung und Komforterhöhung aufzeigen. Die Mieter brauchen das Fensternicht mehr öffnen, da das Zuluft-Kastenfenster wie ein Zuluftkanal mit Wärmerückgewinnungfunktioniert. Davon machen einige Mieter vor allem in den kalten Wintermonaten Gebrauch.Wie in der Abbildung 6.4.5 ersichtlich, haben die Mieter der Dreiraumwohnung WE 2 alleFenster zusammen in den Monaten Januar und Februar nur 5 Stunden bzw. 39,2 Stundengeöffnet. Die Öffnung erfolgte jeweils mit dem Fenster 2.2.2 und 2.3.1, die anderen Fensterwurden in diesen beiden Monaten nicht geöffnet.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 2025%20%Lüftungsverhalten der Mieter, relative monatliche Häufigkeit der Fensteröffnungszeiten im Jahr2006, Wohneinheit 22.1.1 2.1.2 2.2.1 2.2.2 2.3.1 mittlere monatliche Außenlufttemp.°C252015%10%151055%00%Jan. Feb. Mrz. Apr. Mai. Jun. Jul. Aug. Sep. Okt. Nov. Dez.-5Abbildung 6.4.5 relative Häufigkeit der Fensteröffnungszeiten der WE 2, 2006Auffällig ist, dass in jeden Zimmer immer das gleiche Fenster geöffnet wird. Das zweiteFenster im Zimmer bleibt geschlossen. Es ist erkennbar, dass in den Wintermonaten dieFenster wesentlich kürzer geöffnet werden.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 21Relative Summenhäufigkeit der Öffnungszeit von Zuluft-Kastenfenstern in den Wohneinheiten inAbhängigkeit von der Außenlufttemperatur im Jahr 2006WE 1 WE 2 WE 3 WE 5 WE 6 WE 7 WE 8 WE 9 WE 10 WE 11100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%-20,0°C -15,0°C -10,0°C -5,0°C 0,0°C 5,0°C 10,0°C 15,0°C 20,0°C 25,0°C 30,0°CAbbildung 6.4.6 relative Summenhäufigkeit der Fensteröffnungszeiten für alle Wohneinheiten im Jahr2006 2In der Abbildung 6.4.6 ist die Fensteröffnungsdauer in Abhängigkeit von undAußentemperatur für alle Wohneinheiten dargestellt. Die relative Summenhäufigkeit wird ausdem Anteil der absoluten Summenhäufigkeiten an der Gesamtheit der absolutenSummenhäufigkeiten gebildet.6.5 Untersuchung der Luftvorwärmung im Zuluft–KastenfensterDie Messungen an den Zuluft-Kastenfenstern erfolgten in verschiedenen Wohneinheiten undauf beiden Fassadenseiten. Für die Messungen des Temperaturverlaufes wurdenThermodrähte der Fa. Ahlborn verwendet. Diese zeichnen sich durch eine sehr geringeReaktionszeit auf Temperaturveränderungen aus und sind aufgrund ihres geringenQuerschnitts gut zu installieren. Die Temperaturmessfühler sind am Außenlufteintritt(Wetterschutzgitter) und in Höhe der Rückschlagklappe befestigt. Für die Klimadaten werdendie Aufzeichnungen der Wetterstation genutzt. Der Heizkörper unter dem vermessenenFenster ist eingeschaltet. Das Heizkörperventil wird bei Fensteröffnung geschlossen. DieHeizungsanlage ist von 22:00 bis 5:00 Uhr auf Nachtabsenkung gestellt,(Vorlauftemperaturabsenkung um 20K).2 Die Aufzeichnungen der Wohneinheiten 10 und 11 im Dachgeschoss sind nur bedingt für dieAuswertung geeignet, da die Mieter auch über die Dachliegefenster lüften können. DieDachliegefenster besitzen keine Fensterkontakte.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 22Abbildung 6.5.1: Anordnung der Temperaturmessfühler im FensterDie Abbildung 6.5.2 zeigt den erwarteten Zusammenhang zwischen der Solarstrahlung undder Temperaturvorwärmung im Kastenfenster: Je höher der Wert der aufgezeichnetenGlobalstrahlung, desto größer die Differenz zwischen Zulufteintritt (Fenster unten) undAustritt (Fenster oben).180W/m²Tagesmittelwerte am Kastenfenster der WE6 (Westseite)Globalstr. [W/m²] T AU [°C] T KaFe oben -T KaFe unten [K] T KaFe oben-T AU [K]18°CK1501212090660030004.03.05 05.03.05 06.03.05 07.03.05 08.03.05 09.03.05 10.03.05 11.03.05 12.03.05 13.03.05 14.03.05 15.03.05 16.03.05-6Abbildung 6.5.2: Zusammenhang von Sonnenstrahlung, Außentemperatur und Lufterwärmung imFensterzwischenraum über einen Zeitraum von 12 TagenSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 23Messungen in der WE11 (Dachgeschoss Ostseite) bestätigen die energetische Effektivitätder Zuluft-Kastenfenster. Der Wohnraum besitzt ein Dachliegefenster nach Süden, das aberteilweise durch den höheren Giebel des Nachbargebäudes im Tagesverlauf verschattet wird.Die WE11 war zum Zeitpunkt der Messaktivitäten ohne Mieter. Alle Heizkörper der WEwurden während der Messperiode auf Frostschutz gestellt, um das thermische Verhaltenohne Heizung aufzuzeichnen. Die Lüftung lief im Planungszustand, der Abluftvolumenstrombetrug während der Messperiode 28 m³/h. Im Messzeitraum vom 12. – 17. April 2005 betrugdie mittlere Außentemperatur 12°C. Die durchschnittliche Raumtemperatur lag über 20°C.Globalstrahlung T Außen T KaFe unten T KaFe oben T RaumW/m² °C °C °C °CMinimum 0 1,9 2,6 8,9 18,5Maximum 897 21,2 28,2 30,8 22,6Mittelwert 165 12,0 13,4 17,1 20,8Tabelle 6.5.1: Messwerte der Wohneinheit 11; Messzeitraum 12.-17.04.2005Bei weiteren Untersuchungen wurde der Verlauf der Temperaturen vor und im Fenstergemessen. Deutlich zu erkennen ist, dass die solare Strahlung großen Einfluss auf dieVorwärmung der Zuluft im Scheibenzwischenraum besitzt (Abbildung 6.5.3). Sobald dieSonne die Westfassade erreicht, ist die angesaugte Luft wärmer als dieAußenlufttemperatur. Auch in den Zeiten ohne solare Einstrahlung ist eineTemperaturerhöhung zu verzeichnen. Diese resultiert aus der rückgewonnenen Wärme desTransmissionswärmestromes. Besonders deutlich ist die Wärmerückgewinnung in denkalten Nachtstunden. Die Temperaturerhöhung betrug ca. 10K.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 2435°C25°C15°CMessdatenvergleich: Wetterstation-KaFe_WE06; 04.03.2005 (Westseite)2065 mmTemperatur obenGlobalstrahlung600W/m²5004003005°CTemperatur unten200-5°C1140 mmTemperatur außen100-15°C00:001:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0020652065obenuntenAbbildung 6.5.3 Temperaturverlauf im Zuluft-Kastenfenster der WE 6 (Westorientierung des Fensters)bei einem sonnigen, klaren TagAn Tagen mit teilweise bewölktem Himmel erfolgt eine Temperaturerhöhung im Fensterdurch die diffuse Himmelsstrahlung. In der Abbildung 6.5.4 deutlich erkennbar eineTemperaturerhöhung mit einem Maximum von 12,4 K im Fensterzwischenraum.15°CMessdatenvergleich: Wetterstation-KaFe_WE06; 06.03.2005 (Westseite)600W/m²10°Coben2065 mmGlobalstrahlungTemperatur oben5004005°C300unten2000°C1140 mmTemperatur unten100-5°CTemperatur außen0:001:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:000Abbildung 6.5.4 Temperaturverlauf im Zuluft-Kastenfenster der WE 6 (Westorientierung des Fensters)bei einem leicht bewölktem TagSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 25Die Messungen bestätigen, dass das Zuluft-Kastenfenster infolge der Durchströmung wieein Wärmeübertrager funktioniert. Dies führt im Winter zum gewünschten Wärmegewinn.Dem unerwünschten Aufheizen der Zuluft im Sommerfall kann entgegengewirkt werden,indem der innere Fensterflügel angekippt wird. Beobachtet wurde ebenfalls, dass einigeMieter in den Sommermonaten das Oberlicht des Fensters ständig geöffnet hatten.Allerdings befinden sich die aufgeschalteten Fensterkontakte nur in den Außenflügeln derFenster, so dass ein Öffnen bzw. Ankippen des inneren Flügels nicht nachgemessenwerden kann.6.6 Untersuchungen zur Behaglichkeit - BehaglichkeitsmessungLokale thermische Behaglichkeit [1]Die PMV- und PPD-Indizes drücken ein warmes und kaltes Unbehaglichkeitsempfinden desKörpers als Ganzes aus. Thermische Unzufriedenheit kann jedoch auch durchunerwünschtes Abkühlen (oder Erwärmen) eines bestimmten Körperteils entstehen (lokaleBehaglichkeit). Die häufigste Ursache für lokale Unbehaglichkeit ist Zugluft. LokaleUnbehaglichkeit kann auch durch ungewöhnlich hohe vertikale Temperaturunterschiede imBereich zwischen Kopf und Fußgelenken hervorgerufen werden, durch zu warme oder zukalte Fußböden oder durch eine zu hohe Asymmetrie der Strahlungstemperatur.Zugluft ist eine unerwünschte lokale Abkühlung des menschlichen Körpers, die durchLuftbewegung verursacht wird. Die Beeinträchtigung durch Zugluft darf als dervorausgesagte Prozentsatz an Menschen angegeben werden, die sich durch Zugluftbeeinträchtigt fühlen. Die Beeinträchtigung durch Zugluft (draught rating, DR) darf durchfolgende Gleichung bestimmt werden (Modell zur Voraussage des Grades derBeeinträchtigung durch Zugluft, vgl. DIN EN ISO 7730):DR = (34 – t a,l ) (v a - 0,05) 062 (0,37 • v a • Tu + 3,14)Für v a < 0,05 m/s ist v a = 0,05 m/s einzusetzen.Für DR > 100 % ist DR = 100 % anzuwenden.t a,ldie lokale Lufttemperatur in Grad Celsius, 20 °C bis 26 °C;v adie lokale mittlere Luftgeschwindigkeit in Meter je Sekunde,

6 - 26Das Modell ist anwendbar auf Menschen mit einer wohnungs- und bürotypischen Aktivitätund einem nahezu neutralen thermischen Empfinden des gesamten Körpers. DieseModelbewertungen sind gegeben.6.6.1 VersuchsaufbauZiel war die Messung der thermischen Behaglichkeit im Aufenthaltsbereich vor dem Zuluft–Kastenfenster am ausgeführten Beispiel. Dazu wurden 3 Strahlungsasymmetriesensorenvon Brüel & Kjaer, welche jeweils um 25cm höhenversetzt sind, in einem Abstand von 80cmparallel zur Außenwand mit dem Zuluft–Kastenfenster bewegt. Der Aufenthaltsbereich wurdein Abweichung an die DIN 1946-2 3 gewählt. So wurde der Abstand von der Außenwand von100cm auf 80cm verringert, um den Einfluss von Kaltlufteinfall unter verschärftenRandbedingungen zu untersuchen.Die Messfühler registrieren die Temperatur, die Luftgeschwindigkeit und die Turbulenz derLuftströmung. Daraus wird mit Hilfe der oben aufgeführten Gleichung eine „draught rating“(Zugluftrate) ermittelt. Dieser in Prozent angegebene Wert liefert eine Aussage über dasWohlbefinden von Personen.Der Abstand der Messpunkte betrug 50 cm, so dass mit 11 Stationen eine Breite von 5Metern abgefahren wurde. Die 3 Messfühler wurde dreimal in ihrer vertikalen Position vonHand versetzt. Die horizontale Befahrung wurde mit einem programmierten Schrittmotorerreicht, dadurch waren gleiche Abstände und Positionen gewährleistet. Der untersteMesswert war 25 cm über dem Fußboden und der oberste Wert bei 2,25 Meter. Aufgrund derRaumhöhe von 2,50 m konnte der vertikale Messbereich nicht erweitert werden. Es wurdeauch eine Messreihe quer zum Fenster hin zur Raummitte aufgenommen. Die Messachselag Mitte des Fensters.3 DIN 1946-2; Definition Aufenthaltsbereich: „...im Allgemeinen dürfte die Begrenzung bei 1m Abstandvon den Außenwänden, 0,5m von den Innenwänden und bis 2m über dem Fußboden liegen.“Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 27Abbildung 6.6.1 grafische Darstellung der Messwerte mit der SoftwareAbbildung 6.6.2: Behaglichkeitsmessung beigeöffnetem InnenfflügelAbbildung 6.6.3: Stützventilator mit Frequenzumformerzum Halten eines konstanten UnterdruckesSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 28Mit Hilfe eines zusätzlichen Ventilators wurde ein Unterdruck von 12-14 Pa gehalten. Die inder Klimakammer der MFPA Weimar gemessene Druck/Volumenstrom-Kennlinie des Zuluft–Kastenfensters wurde durch Messungen der Parameter vor Ort bestätigt.6.6.2 Messergebnisse bei geschlossenen FensterDie Messungen bei geschlossenen Innenflügeln des Fensters erfolgten am 20. Januar 2005.Die Außentemperatur während der Messwertaufnahme betrug 2 bis 4°C. Der Heizkörperunterhalb des Fensters war auf die Stufe 2 eingestellt. Weder die Messwerte derBehaglichkeitssonde, noch die gleichzeitig durchgeführte Thermografie zeigten Stellen mitBeeinträchtigungen des Komforts, selbst nahe dem Fenster (Abbildung 6.6.4).MessungZugluftrate21.01.20052,25moben14,3%oben12,4%oben16,4%oben9,2%oben6,3%oben10,4%oben1,6%oben16,6%oben16,9%oben6,5%oben4,4%2,00mmitte6,1%mitte4,6%mitte4,7%mitte0,3%mitte4,8%mitte4,2%mitte0,5%mitte9,9%mitte8,2%mitte5,8%mitte0,7%1,75m1,50munten2,2%oben0,0%unten1,3%unten2,8%unten0,0%oben oben oben0,0% 0,4% 0,3%unten2,1%unten1,9%oben oben0,5% 0,4%unten1,7%oben0,2%unten4,1%oben0,0%unten2,2%oben0,6%unten4,6%oben0,3%unten0,4%oben2,2%1,25m1,00m0,75m0,50m0,25mAbstand vonder Wand0,8mAußentenperatur2 bis 4°CUnterdruck< 15Pamitte0,0%unten unten unten unten unten unten0,0% 0,0% 0,0% 0,1% 0,4% 0,2%oben oben oben oben oben oben0,0% 0,1% 0,3% 0,0% 0,0% 0,3%mitte0,0%unten0,2%mitte0,0%mitte0,1%unten0,9%mittemitte0,0%unten0,5%mittemitte0,0%unten0,0%mittemittemitte0,2% 0,6% 0,5% 0,0% 0,2%unten0,9%mitte0,4%unten0,7%oben oben0,0% 0,1%mitte mitte mitte mitte0,0% 0,4% 0,0% 0,2%unten unten unten unten0,0% 0,0% 0,0% 0,7%mitte1,6%unten1,8%oben0,0%mitte0,6%unten1,5%mitte0,7%unten0,5%oben0,0%mitte0,1%unten0,3%mitte1,1%unten1,7%oben0,6%mitte0,1%unten0,0%Zugluftrate0-4,9%Zugluftrate5,0-9,9%Zugluftrate> 10%Abbildung 6.6.4: Messung der Behaglichkeit im Ausführungszustand (siehe Anlage)In der grafischen Auswertung sind die Stellen mit einer berechneten Zugluftrate größer 10 %mit blauer Wertangabe dargestellt. Diese Stellen sind ausnahmslos außerhalb derAufenthaltszone in einer Höhe von 2,25 Metern. Der Maximalwert der gemessenenZugluftrate betrug 16,9%.6.6.3 Messung der Behaglichkeit bei geöffnetem InnenfensterDie Messung wurde bei geöffnetem Innenflügel wiederholt. Selbst bei der Durchströmungdes Raumes mit einem erhöhten Volumenstrom ist ein erhöhtes Zugluftrisiko nurstellenweise nachweisbar gewesen (siehe Abbildung 6.6.5). Das Zugluftrisiko ist im Bereichder Außenlufteinlässe unter dem Wetterschenkel am größten, da es dort keineLuftumlenkung gibt. Eine Vorwärmung der Zuluft durch den Heizkörper ist dann nicht mehrSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 29gegeben. Nicht erwartet wurden Stellen mit erhöhter Zugluftrate im linken oberen Bereichdes Fensters der sich quer bis zum Fußboden hinzieht. Durch das Ansaugen eines erhöhtenVolumenstromes kommt es zu Verwirbelungen und Turbulenzen. Die Außentemperaturwährend der Messwertaufnahme betrug –2,3 bis –0,1°C und der ständige Unterdruck in derWohnung 12 bis 14 Pa.MessungZugluftrate10.02.20052,25moben24,9%oben11,9%oben9,0%oben9,9%oben1,0%oben1,0%oben0,7%2,00mmitte mitte22,8% 9,7%mitte11,6%mitte14,7%mitte1,4%mitte2,0%mitte0,9%1,75m1,50munten10,2%oben3,4%unten6,2%oben1,9%unten12,7%oben18,7%unten22,8%oben25,5%unten0,5%oben3,5%unten1,5%oben3,9%unten1,7%oben2,7%Abstand vonder Wand0,8mAußentenperatur-2,3bis-0,1°CUnterdruck12 - 14Pa1,25m1,00m0,75m0,50m0,25mmitte7,9%unten9,3%oben5,6%mitte5,5%unten4,6%mitte3,7%unten8,7%oben7,2%mitte5,1%unten4,4%mitte10,7%unten21,7%obenmitte7,5%unten3,5%mitte28,2%unten26,1%obenmitte12,6%unten26,1%obenmitte8,5%unten10,8%oben51,9% 42,1% 34,1% 70,2%mitte6,3%unten3,3%mitte11,7%unten10,0%mitte23,7%unten20,1%mitte7,3%unten9,1%oben12,2%mitte23,5%unten20,0%oben6,5%mitte22,5%unten28,3%Zugluftrate0-9,9%Zugluftrate10-19,9%Zugluftrate>20%Innenflügel offenAbbildung 6.6.5: Messung der Behaglichkeit bei geöffnetem Innenflügel (siehe Anlage)6.6.4 Wertung der Messergebnisse der BehaglichkeitsuntersuchungenBei beiden Untersuchungen konnten keine relevanten Komfortbeeinträchtigungen festgestelltwerden. Verstärkte Zuglufterscheinungen beim Betrieb mit geöffnetem inneren Fensterflügelsind erklärbar, aber auch nicht der vorgesehene Betriebsfall. Die Messungen senkrecht zurFensterebene zeigen ein zur Raummitte abnehmendes Zugluftrisiko und unterstreichen dieguten Komforteigenschaften des Zuluft-Kastenfensters.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 30Literatur:[1] DIN EN ISO 7730: Ermittlung des PMV und des PPD und Beschreibung derBedingungen für thermische BehaglichkeitSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 31AnlagenAbbildung 6.6.4Abbildung 6.6.5Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 32MessungZugluftrate21.01.20052,25moben14,3%oben12,4%oben16,4%oben9,2%oben6,3%oben10,4%oben1,6%oben16,6%oben16,9%oben6,5%oben4,4%2,00mmitte6,1%mitte4,6%mitte4,7%mitte0,3%mitte4,8%mitte4,2%mitte0,5%mitte9,9%mitte8,2%mitte5,8%mitte0,7%1,75m1,50munten2,2%oben0,0%unten1,3%oben0,0%unten2,8%oben0,4%unten0,0%oben0,3%unten2,1%oben0,5%unten1,9%oben0,4%unten1,7%oben0,2%unten4,1%oben0,0%unten2,2%oben0,6%unten4,6%oben0,3%unten0,4%oben2,2%1,25m1,00m0,75m0,50m0,25mAbstand vonder Wand0,8mAußentenperatur2 bis 4°CUnterdruck< 15Pamitte0,0%unten unten unten unten unten0,0% 0,0% 0,0% 0,1% 0,4%oben oben oben oben oben0,0% 0,1% 0,3% 0,0% 0,0%mitte0,0%unten0,2%mitte0,0%mitte0,1%unten0,9%mittemitte0,0%unten0,5%mittemitte0,0%unten0,0%mittemitte0,0%unten0,0%mitteunten0,2%oben0,3%mitte0,4%mitte0,2% 0,6% 0,5% 0,0% 0,2%unten0,9%oben0,0%mitte0,0%unten unten0,0% 0,0%mitte0,4%unten0,7%oben0,1%mitte0,2%unten0,7%mitte1,6%unten1,8%oben0,0%mitte0,6%unten1,5%mitte0,7%unten0,5%oben0,0%mitte0,1%unten0,3%mitte1,1%unten1,7%oben0,6%mitte0,1%unten0,0%Zugluftrate0-4,9%Zugluftrate5,0-9,9%Zugluftrate> 10%Abbildung 6.6.4:Messung der Behaglichkeit im AusführungszustandSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

6 - 33MessungZugluftrate10.02.20052,25moben24,9%oben11,9%oben9,0%oben9,9%oben1,0%oben1,0%oben0,7%2,00mmitte22,8%mitte9,7%mitte11,6%mitte14,7%mitte1,4%mitte2,0%mitte0,9%1,75m1,50munten10,2%oben3,4%unten6,2%oben1,9%unten12,7%oben18,7%unten22,8%oben25,5%unten0,5%oben3,5%unten1,5%oben3,9%unten1,7%oben2,7%Abstand vonder Wand0,8mAußentenperatur-2,3bis-0,1°CUnterdruck12 - 14Pa1,25m1,00m0,75m0,50m0,25mmitte7,9%unten9,3%oben5,6%mitte5,5%unten4,6%mitte3,7%unten8,7%oben7,2%mitte5,1%unten4,4%mitte10,7%unten21,7%oben51,9%mitte7,5%unten3,5%mitte28,2%unten26,1%oben42,1%mitte6,3%unten3,3%mitte12,6%unten26,1%oben34,1%mitte11,7%unten10,0%mitte8,5%unten10,8%oben70,2%mitte23,7%unten20,1%mitte7,3%unten9,1%oben12,2%mitte23,5%unten20,0%oben6,5%mitte22,5%unten28,3%Zugluftrate0-9,9%Zugluftrate10-19,9%Zugluftrate>20%Innenflügel offenAbbildung 6.6.5: Messung der Behaglichkeit bei geöffnetem InnenflügelSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

MATERIALFORSCHUNGS- UND –PRÜFANSTALT AN DER BAUHAUS-UNIVERSITÄT WEIMARAMTLICHE PRÜFSTELLEFachgebiet:Bauphysik/PrüftechnikFachgebietsleiter:Prof. Dr.-Ing. K. KießlBetriebsleiter: Dr.-Ing. N. Girlich MFPA WeimarAmalienstraße 1399423 WeimarTel. 0 36 43 / 564 326Fax. 0 36 43 / 564 204ForschungsberichtNr. F21/004-06Wärmetechnische Bewertung von Kasten-Zuluftfenstern fürden Einsatz im Pilotprojekt „Energetische Verbesserung vonWohnbauten der Gründerzeit, Bautzner Straße 11 in Zittau“Projektleiter:Dr. S. HelbigMitarbeit von:Dipl.-Ing. (FH) G. WingesWeimar, Dr.-Ing. N. Girlich Dr.-Ing. S. Helbigden 06.11.2006 Betriebsleiter Bearbeiter

InhaltSeite1 Einleitung 32 Aufgabenstellung 43 Beschreibung der im Projekt eingesetzten Zuluft-Kastenfenster 44 Bestimmung der strömungstechnischen Kennlinie 85 Versuchsdurchführung und Messanordnung in der Klimakammer 116 Rechnerische Ermittlung der Energiebilanz eines Zuluft-Kastenfensters6.1 Modell und beschreibende Kennzahlen für das dunkle Zuluft-Kastenfenster 126.2 Numerische Untersuchungen für das dunkle Zuluft-Kastenfenster 166.3 Ermittlung des Gesamtenergiedurchlassgrades für ein Zuluft-20Kastenfenster – Modell und numerische Untersuchungen7 Ergebnisse aus Berechnung und Messung für beide Musterfenster 248 Bestimmung von innerer Oberflächentemperatur und Temperaturfaktoram unteren Glasrand 299 Zusammenfassung 3810 Literatur 392

1 EinleitungIm Rahmen des Pilotprojektes „Energetische Verbesserung von Wohnbauten derGründerzeit, Bautzner Straße 11 in Zittau“ wurden die im Sanierungsobjektvorhandenen historischen Kastenfenster durch neue Kastenfenster ersetzt. Damitwurde einerseits das Ziel verfolgt, die Außenansicht des Gebäudes zu erhalten. MitKastenfenstern aus Holz ist ein detailgetreuer Nachbau des äußeren Fensters alseinfach verglastes Fenster möglich. Die erforderlichen schlanken Rahmenansichtensind aus Holz traditionsgemäß herstellbar.Es sollte aber andererseits unter Verwendung des - baulich aufwändigen -historischen Konstruktionsprinzips „Kastenfenster“ auch eine energetischeVerbesserung des Gebäudes erreicht werden. Die neuen Fenster wurden als Zuluft-Kastenfenster ausgebildet. Sie dienen als „Zuluftelemente“ in Verbindung mit einerim Gebäude installierten Abluftanlage.Zuluft-Kastenfenster sind durchströmte zweischalige Konstruktionen. Siefunktionieren während der Heizperiode folgendermaßen: Außenluft strömt in denZwischenraum zwischen äußerem und innerem Fenster ein. Beim Durchströmen desZwischenraums zwischen äußerem und innerem Fenster erwärmt sich die kalteAußenluft. Die Zuluft wird dadurch in einem gewissen Umfang thermischkonditioniert.Mit der Durchströmung des Zuluftfensters ist eine Reduzierung der Wärmeverlusteüber das äußere Fenster verbunden. Dieser Effekt kann als eine „Wärmerückgewinnungaus dem Transmissionsverlust des Fensters“ gedeutet werden.Die Luftvorwärmung und der Wärmeverlust werden durch die Kennzahlen„dimensionslose Temperatur der Luftvorwärmung“ und „Wärmedurchgangskoeffizient“(kurz: U-Wert) beschrieben. Beide Größen sind vom Luftdurchsatzabhängig.Mit zunehmendem Luftdurchsatz sinkt der Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert)und die Luftvorwärmung. Theoretische Grundlagen für Zuluftfenster wurden in [1]und speziell für Kastenfenster in [2] und [3] dargestellt. Die grundlegendenZusammenhänge sind bereits von Petzold [4] und [5] mit analytischen Modellenbeschrieben worden.Energetisch bedeutsam ist auch die Möglichkeit einer erhöhten Aufnahme von in derVerglasung absorbierter solarer Strahlung durch sich erwärmende Außenluft beieiner Durchströmung. Dieser Effekt soll ebenfalls als energetische Verbesserung derbaulichen Substanz berücksichtigt werden. Er trägt außerdem auch zur thermischenKonditionierung der Zuluft bei vorhandener Solarstrahlung bei.Mit der PaX Classic GmbH [6] wurde für die Zusammenarbeit bei der Entwicklungund Fertigung der Kasten-Zuluftfenster ein Unternehmen beauftragt, was sich schonseit langer Zeit einem sorgsamen Umgang mit historischer Bausubstanzverschrieben hat. Hiervon zeugen die langjährigen Bemühungen dieser Firma, inZusammenarbeit mit eigens dafür geschulten Fachunternehmern wertvolle alteFensterkonstruktionen zu erhalten, aufzuarbeiten oder durch angepassteKonstruktionen zu ersetzen bzw. zu ergänzen. Die durchgeführten Fachtagungen mitder Thematik „Fenster im Baudenkmal“ und den dazu erschienenenTagungsbeiträgen [7], [8] und [9] sind Ausdruck dieses Engagements.3

2 AufgabenstellungIm vorliegenden Projekt sollen Zuluft-Kastenfenster mit integriertem Zuluftelementund Rückströmsicherung zusammen mit der PaX Classic GmbH entwickelt werden.Es ist die Charakterisierung der strömungstechnischen Eigenschaften desZuluftfensters vorzunehmen. Ziel ist dabei insbesondere das Erreichen einerreproduzierbaren strömungstechnischen Kennlinie. Die Druck-Volumenstrom-Kennlinie ist am gefertigten Musterfenster zu ermitteln.Für zwei gefertigte Musterfenster mit verschiedenen Abmaßen sind in derKlimakammer der Wärmeverlust und die Luftvorwärmung experimentell bei verschiedenenLuftdurchsätzen sowie im nicht durchströmten Zustand zu ermitteln. Dabeiwird für ein Musterfenster eine zusätzliche Variante untersucht, in der emissionshemmendbeschichtetes Glas (k-Glas) im äußeren Fenster zum Einsatz kommt.Die Wärmeverluste und die Luftvorwärmung sollen für die beiden geprüftenMusterfenster mittels eines zweidimensionalen Strömungsmodells ermittelt werden.Die Ergebnisse der experimentellen und der numerischen Untersuchungen werdendargestellt durch die Angabe des Wärmedurchgangskoeffizienten und der dimensionslosenTemperatur der Luftvorwärmung in Abhängigkeit vom Luftdurchsatz.Für die durchströmten Verglasungen der Kastenfenster soll eine Berechnung desGesamtenergiedurchlassgrades (g-Wert) in Anlehnung an DIN EN 410: 1998-12 [15]vorgenommen werden. Hierbei soll zur Berechnung des sekundären Wärmeabgabegradesdas numerische Strömungsmodell zum Einsatz kommen.Weiterhin soll untersucht werden, welche kleinste innere Oberflächentemperatur sichauf dem durchströmten Fenster einstellt. Hierzu werden Versuche mit einemverminderten Wärmeübergang durch ein zusätzliches Fensterbrett sowie einemodifizierte Wärmefreisetzung auf der Warmseite der Klimakammer durchgeführt.3 Beschreibung der im Projekt eingesetzten Zuluft-KastenfensterEs wurden zwei Musterfenster als Zuluft-Kastenfenster zu Prüfzwecken gefertigt. Siesind mit den entsprechenden im Objekt eingesetzten Fenstern baugleich. Die Größeder Musterfenster wurde dabei so gewählt, dass eine möglichst große Anzahl vontatsächlich im Objekt eingebauten Fenstern repräsentiert ist.Bild 1 zeigt „Musterfenster Nr.1“ - das größere der beiden Musterfenster. Links ist dieAußenansicht und rechts die Innenansicht zu sehen. Ein vertikaler Schnitt durch dasFenster im Bereich der Verglasungen ist in Kapitel 6, in Bild 10 dargestellt.Das Kastenfenster besteht aus zwei Fenstern, die durch einen Holzrahmen festmiteinander verbunden sind. Für die Fensterrahmen wurde die Holzart Kieferverwendet.Das äußere Fenster ist ein mit einer normalen Einfachverglasung verglastes Fenster.Das innere Fenster ist beim Musterfenster Nr.1 mit einer WärmeschutzverglasungThermoplusSN verglast (Scheibenaufbau: 4/16/4, Füllgas Argon, U g = 1,2 W/(m 2 K)nach DIN EN 673 [10]). Der Randverbund der Wärmeschutzverglasung ist mitwärmetechnisch verbesserten Abstandhaltern als „warme Kante“ ausgeführt. ZurAnwendung kam ein TGI-Wave-Spacer (Ausführung mit verzinkter Stahlfolie).4

Für das Projekt wurde unter Integration von handelsüblichen Zuluftelementen einFenster mit einer definiert eingestellten strömungstechnischen Kennlinie entwickelt.Im Versuchsfenster ist das Zuluftelement EAO22 der Firma Aldes [11] eingesetzt.links: Ansicht von außenrechts: Ansicht von innen mit ZuluftelementBild 1: Zuluft-Kastenfenster - Musterfenster Nr. 1 für KlimakammermessungDas äußere Fenster ist nicht gedichtet und damit im Rahmenfalz erhöhtluftdurchlässig. Die Undichtheit des äußeren Fensters wurde zusätzlich vergrößert,indem Überströmschlitze im unteren Teil des Blendrahmens vom äußeren Fenstereingefräst wurden (Bild 2). Ziel war dabei, eine reproduzierbare Kennlinie desFensters einzustellen.Die Überströmschlitze wurden von außen durch Wetterschutzgitter abgedeckt (Bild3). Damit kann ein Eindringen von Regenwasser sowie Insekten in denFensterzwischenraum vermieden werden.In das Fenster wurde weiterhin eine Rückströmsicherung (Bild 4) integriert. Siebesteht aus einer Gummimembran, die auf einem „Holzsteg-Rost“ aufliegt. DieKonstruktion ist in der Lage, eine Durchströmung des Fensters in umgekehrterRichtung weitestgehend zu verhindern. Eine solche kann sich insbesondere durchWinddrucke einstellen, die sich mit dem vom Ventilator erzeugten Differenzdruck5

überlagern. Besonders groß ist die Gefahr immer dann, wenn andere Fenster oderTüren der Lüftungszone offen stehen. Eine Verhinderung der Rückströmung ist nötig,um eine Kondensation des Wasserdampfes aus der warmen Raumluft imFensterzwischenraum zu vermeiden.Im oberen Bereich des Blendrahmens vom inneren Fenster ist das Zuluftelementintegriert. Es beeinflusst die strömungstechnische Kennlinie des Fenstersdahingehend, dass bei hohen Druckdifferenzen eine Verringerung desVolumenstroms auftritt (Druckreglung). Damit soll erreicht werden, dass gegenüberder geplanten Druckdifferenz erhöhte Druckdifferenzen (Winddrucke) nur einegeringe Erhöhung des Volumenstromes bewirken.Bild 2: Überströmschlitze im unteren Blendrahmen des äußeren Fensters, Ansicht von innen6

Bild 3: Abdeckung der Überströmschlitze von außen durch WetterschutzgitterBild 4: Rückströmsicherung im oberen Teil der Kastens im Fensterzwischenraum7

4 Bestimmung der strömungstechnischen KennlinieZur Bestimmung der strömungstechnischen Kennlinie wurde das Musterfenster aufder Vorderseite eines luftdichten Kastens eingespannt. Bild 5 zeigt den luftdichtenKasten. Die Maske zum Einspannen des zu prüfenden Elementes kann vom Kastenentfernt werden. Sie wird der Größe des zu prüfenden Elementes angepasst.Es wurde zuerst die Luftdichtheit des Kastens einschließlich der abgedichtetenEinspannung des Fensters gemessen. Hierzu wurde das äußere Fenster auf derEinströmseite mit einer Folie überspannt (Bild 6). In Abhängigkeit vom Druckgemessene Leckagevolumenströme werden verwendet, um die am Prüflingermittelten Volumenstrom-Messwerte druckabhängig zu korrigieren.Bild 7 zeigt die Messeinrichtung, hier für das Foto außerhalb der Klimakammer aufgebaut.Sie besteht aus einem regelbaren Gebläse, einer Volumenstrom-Messstreckesowie einer Vorrichtung zum Messen des Differenzdrucks. Die Volumenstrommessungwird „druckverlustarm“ mit einem Flügelrad-Anemometer durchgeführt.Die Volumenstrom-Messeinrichtung wurde für den vorliegenden Aufbaukalibriert.Die Messung erfolgte in der Klimakammer bei einer Lufttemperatur von 20 °C. Bild 8zeigt die für das Zuluft-Kastenfenster gemessene Druck-Volumenstrom-Kennlinie(rote Messpunkte). Die Kennlinie kann im gesamten Messbereich durch die5 4 180 ,V & = , ⋅ p − , angenähert werden (grüne durchgezogene Linie).Potenzfunktion ( ) 5Die Kennlinie des Fensters wird wesentlich durch das Zuluftelement bestimmt. DerNenndurchsatz des Herstellers von 22 m 3 /h bei 20 Pa Druckdifferenz wird auch inVerbindung mit dem Fenster erreicht. Das vorhandene „Druckoffset“ von 1,8 Pa (biszu dieser Druckdifferenz fließt noch kein Volumenstrom) lässt sich als „Druckverlustder Rückströmsicherung“ erklären. Die Gummilippe muss zuerst angehoben werden,bevor Zuluft das Fenster durchströmen kann. Der durch die Rückströmsicherungbedingte Druckverlust ist verhältnismäßig klein gegenüber dem vom Hersteller desElementes angegebenen Bezugsdruck von 20 Pa für den Nennvolumenstrom. 11 20 Pa sind als Auslegungsdruck allerdings ein hoher Wert. Wünschenswert sind in der Regel etwasgeringere Auslegungsdrucke in Verbindung mit einer effektiven Volumenstrombegrenzung. Durcheinen kleinen Auslegungsdruck erhöht sich prinzipiell immer der über die Zuluftfenster strömendeVolumenstromanteil gegenüber dem Infiltrationsanteil über Leckagen in der Gebäudehülle.8

Bild 5: Luftdichter Kasten zum Messen der Differenzdruck-Volumenstrom-Kennlinie desZuluft-Kastenfensters (links: mit Maske zum Einspannen des Fensters)Bild 6: Aufgespanntes Musterfenster Nr.1, äußeres Fenster abgeklebt zur Bestimmung derLuftdichtheit der Prüfeinrichtung einschließlich Einspannung des Prüffensters9

Bild 7: Messeinrichtung zur Bestimmung der strömungstechnischen Kennlinie des Zuluft-Kastenfensters3530Volumenstrom in m3/h2520151050gemessener VolumenstromMusterfenster Nr.1Angepasst: V_strom =5,4*(p-1,8)^0,50 5 10 15 20 25 30 35 40Druckdifferenz in PaBild 8: Druck-Volumenstrom-Kennlinie des Zuluft-Kastenfensters mit Zuluftelement EAO2210

5 Versuchsdurchführung und Messanordnung in der KlimakammerBild 9 zeigt die beiden gefertigten Musterfenster während der Prüfung in derKlimakammer. Die Fenster werden jeweils von einer Holz-Ständerkonstruktionaufgenommen, die Kalt- und Warmseite der Klimakammer trennt. DieHolzständerkonstruktion ist im Gefach mit Mineralwolle gedämmt, auf der Innenseitemit Gipskarton beplankt und auf der Außenseite mit einer Dämmschicht aus Styroporüberdämmt.Die Warmseite der Klimakammer wird ausschließlich über den elektrisch betriebenenHeizkörper beheizt, der sich direkt unter dem Fenster befindet. Damit soll der Einsatzeines Zuluftfensters in der Praxis realitätsnah nachgebildet werden, bei dem immerdie Anordnung einer Wärmequelle unter der Austrittsöffnung für die Zuluft empfohlenwird.Aus der Warmseite der Klimakammer wird mit einem regelbaren Ventilator Luftabgesaugt. Die Luftnachströmung ist über das Zuluft-Kastenfenster gegeben, wobeidie Druckdifferenz zwischen Kaltseite und Warmseite gemessen wird. MittelsDruckregelung kann dabei ein gewünschter Wert des Druckes eingestellt undkonstant gehalten werden.Die Messungen werden in Anlehnung an DIN 52619-1 [13], durchgeführt, wobei dasVerfahren mit Wärmestrommessern zur Anwendung kommt. Die Wärmestrommessplattensind auf dem äußeren Fenster an der Kaltseite aufgebracht.Bild 9 zeigt diese im Scheibenbereich, fotografiert von der Warmseite aus. Es sindinsgesamt 16 Wärmestrommessplatten auf der Verglasung angebracht. (8 Stück mitAbmessungen 198 mm * 198 mm * 1,5 mm und weitere 8 Messplatten mit denAbmessungen 198 mm * 130 mm * 1,5 mm). Weitere 17 Wärmestrommessplatten(100 mm * 30 mm * 1,5 mm) sind auf dem Rahmen aufgebracht. Weiterhin sind aufder äußeren und der inneren Oberfläche des Fensters Thermoelemente zurTemperaturmessung aufgebracht. Es wird die Raumlufttemperatur auf der Kaltseiteund auf der Warmseite gemessen.Das Fenster wurde bei einem Differenzklima zwischen 0 °C und 20 °C im nichtdurchströmten Zustand sowie bei 3 unterschiedlichen Luftdurchsätzen vermessen.Es wurden dabei der Wärmefluss durch das Fenster in die Kaltseite derKlimakammer sowie die Luftaustrittstemperatur (Luftvorwärmung) gemessen.Folgende Werte werden während des Versuchs kontinuierlich aufgezeichnet:Heizleistung, Differenzdruck, Oberflächen-, Raumluft- und Zuluftausströmtemperaturen,Wärmestromdichten auf Verglasung und Rahmen sowie die Temperaturaußerhalb der Klimakammer.Zur Bestimmung der durchsatzabhängigen Kennzahlen Wärmedurchgangskoeffizientund Luftvorwärmung werden stationäre Zustände ausgewertet. Die gemessenenWärmedurchgangskoeffizienten und die Luftvorwärmung, jeweils in Abhängigkeitvom Luftdurchsatz, sind im Abschnitt 7 im Vergleich mit den berechneten Wertendargestellt.11

Musterfenster Nr.1Musterfenster Nr.2Bild 9: Zuluft-Kastenfenster für Prüfung in Klimakammer eingebaut6 Rechnerische Ermittlung der Energiebilanz eines Zuluft-Kastenfensters6.1 Modell und beschreibende Kennzahlen für das dunkle Zuluft-KastenfensterAls „dunkles Fenster“ soll das Zuluft-Kastenfenster hier bezeichnet werden, weil imbetrachteten Modell der Energietransport infolge solarer Strahlung keine Rolle spielt.Das luftdurchströmte Kastenfenster ist ein dreidimensionales Objekt. Inneres undäußeres Fenster haben verschiedene Abmessungen sowie unterschiedlicheTeilungen. Daraus resultierend sind verschiedene vertikale Querschnitte durch dasFenster vorhanden, in denen sich jeweils auf verschiedene Weise Verglasungund/oder Rahmen von äußerem und innerem Fenster gegenüberstehen.Strömung und Wärmetransport sind in der Realität im Kastenfenster dreidimensional.Im Folgenden wird ein Modell aufgezeigt, was Strömung und Energietransport ineinem zweidimensionalen Querschnitt näherungsweise beschreibt.Bild 10 zeigt das Modell des durchströmten Luftraums zwischen innerem undäußerem Fenster. Links ist der Querschnitt durch das Kastenfenster im Bereich derVerglasungen dargestellt.12

θ outθe,h*eθ , hi*iεΓse, AeεΓsi, AiΓseΓsiθe, vin13

Rechts ist eine vereinfachte rechteckige Geometrie des Luftzwischenraumsabgebildet. In dieser werden Strömung und Wärmetransport zweidimensionalberechnet.Wärme- und Stofftransport im Inneren des durchströmten Gebietes werden durch einSystem partieller Differentialgleichungen beschrieben. Sie sind abgeleitet ausWärmebilanz, Impulsbilanz sowie Massebilanz unter Berücksichtigung der entsprechendenZustands- und Materialgleichungen.Die Feldgrößen Temperatur θ , Geschwindigkeit v und Druck p sind daraus für die zuuntersuchenden Fälle bestimmbar. Voraussetzung dafür ist jedoch die Formulierungvon Randbedingungen, die das Problem beschreiben.Die Strömung in Kastenfenstern ist bei dem betrachteten Fensterabstand turbulent.Zur Beschreibung der Strömung wird das k-ε-Modell verwendet. In diesem werdendie turbulente kinetische Energie und die Dissipation als zusätzliche Feldgrößeneingeführt. Weiterhin sind zur Berücksichtigung des Wärmetransports durch„Temperaturstrahlung“ zwischen den Fensteroberflächen zusätzliche Bilanzgleichungeneinzuführen.Als Randbedingungen für das Temperaturfeld werden Randbedingungen 3. Art (auchWärmeübergangsbedingungen)**[( n q) = h i( θ − θi)] Γ si; [( n q) h e( θ − θe)] Γ se= (1)auf den festen Rändern Γ siund Γ seangenommen. Dabei ist q die Wärmestromdichte,θiund θ edie innere bzw. äußere Umgebungstemperatur. h * iund h* esind „effektive Wärmeübergangskoeffizienten“ auf der Innen- bzw. Außenseite. Sieberücksichtigen neben den inneren und äußeren Wärmeübergangswiderständenzum entsprechenden Wärmereservoire auch die Wärmedurchlasswiderstände derinneren bzw. äußeren Fensterkonstruktion.Auf den oben und unten verbleibenden festen Rändern wird ein Verschwinden dern q = 0 .Wärmestromdichte q festgelegt [( ) ]Am Einströmschlitz unten werden die Außenlufttemperatur sowie eine über denQuerschnitt konstante Geschwindigkeit vorgegeben[ θ = θ e] Γ, in, [ v v in]Γ , in= . (2)Die Geschwindigkeit auf dem Einströmrand ist für einen gewünschten, auf dieFensterbreite B bezogenen Volumenstrom V & mit der Breite des Einströmschlitzesfestgelegt.Für die Berechnung des Strahlungsaustauschs werden die EmissionskoeffizientenεΓse, εΓsider inneren Oberflächen vorgegeben. Zur Simulation des Strahlungstransporteswird das Diskret-Transfer-Radiation-Model (DTRM) benutzt, welcheseinen „ray tracing“-Algorithmus zur Berechnung der Strahlungswechselwirkungenverwendet.Zur Simulation von Strömung und Wärmetransport wird das Programm Fluent 6 [12]verwendet. Die Diskretisierung wird in diesem Programm mittels der Finite-Volumen-Methode durchgeführt.14

Darstellung der Ergebnisse durch beschreibende KennzahlenIm Ergebnis einer Simulationsrechnung liegt das Temperaturfeld sowie dasGeschwindigkeitsfeld im Inneren des Lösungsgebietes vor. Damit ist auch dasWärmestromdichtefeld bekannt.Durch Integration über die Ränder des Lösungsgebietes lässt sich die Wärmebilanzdes Zuluft-Kastenfensters angeben. Sie lautet im stationären FallΦ = Φ + Φ . (3)iekonvDer aus dem Raum in das Zuluft-Kastenfenster fließende Wärmestrom Φiist gleichder Summe aus dem Wärmestrom in die äußere Umgebung Φeund dem konvektivenWärmestrom zur Erhöhung der inneren Energie der Zuluft ΦΦkonvp( θ − θ ) = ρVc( θ −θ)= m& c&. (4)outepoutDabei ist θoutdie mit dem Massenstrom gewichtet gemittelte Austrittstemperatur derZuluft.Die Energiebilanz (3) ist vom Volumenstrom V & der Luft abhängig, die durch dasFenster fließt. Bei der hier durchgeführten zweidimensionalen Betrachtung wird derVolumenstrom auf die Breite B des durchströmten Fensters bezogen. Der bezogeneVolumenstrom wird als V & B eingeführt.Bezieht man den in die äußere Umgebung fließenden Wärmestrom auf dieTemperaturdifferenz zwischen innerer und äußerer Umgebung sowie die projizierteäußere Fensterfläche A , so erhält man( V B)eee( θ − θ )ieeΦU = f & =, (5)Aden Wärmedurchgangskoeffizienten des Zuluftfensters. Er ist eine vom Luftdurchsatzabhängige Größe.Eine weitere wichtige Größe ist die Temperaturdifferenz der Luftvorwärmung. Indimensionsloser Form dargestellt~θvor( ) ( θout− θe)V B =( θ − θ )= f & , (6)ieist sie eine zweite Größe, die die thermischen Eigenschaften des Zuluftfenstersbeschreibt. Auch sie ist vom Luftdurchsatz abhängig.Mit den bezogenen Größen „Wärmedurchgangskoeffizient“ U und „dimensionslose~Temperatur der Luftvorwärmung“ θ vor ist die stationäre Wärmebilanz des Zuluft-Kastenfensters vollständig beschrieben.konv15

6.2 Numerische Untersuchungen für das dunkle Zuluft-KastenfensterDie wärmetechnischen Eigenschaften der Fenster wurden entsprechend der vorliegendenVerglasungs- bzw. Rahmenanteile von äußerem und innerem Fensterermittelt. Beim Kastenfenster besitzen äußeres und inneres Fenster unterschiedlicheAbmessungen. Für die Berechnung des durchströmten Spaltes wurden jeweils dieAbmaße des äußeren Fensters zugrunde gelegt. 2Der Wärmedurchgangskoeffizient wurde für beide Fenster nach DIN EN ISO 10077-1: 2000-11 [14] ermittelt. Dabei wurden für das innere Fenster nur die Flächenanteiledes Rahmens berücksichtigt, die tatsächlich an den Fensterzwischenraumangrenzen. Überstehende Rahmenflächen wurden vernachlässigt. DerEmissionskoeffizient von Rahmen und Verglasung wurde vereinfachendflächenanteilig gemittelt.Den numerischen Berechnungen lagen die in Tabelle 1 aufgelisteten wesentlichenParameter und Randbedingungen für die beiden Versuchsfenster zugrunde.Musterfenster Nr. 1H = 1,96 m,B = 1,01 mFall 1 und 2Musterfenster Nr. 2AbmaßeH = 1,38 m,B = 1,01 mFall 3 und 4Höhe H des durchströmten Spaltes in m 1,96 1,38Breite D des durchströmten Spaltes in m 0,112 0,112Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasungdes inneren Fensters U g1 in W/(m 2 K)1,2 1,1Wärmedurchgangskoeffizient des innerenFensters U W,1 in W/(m 2 K)Wärmedurchgangskoeffizient des äußerenFensters U W,2 in W/(m 2 K)Innerer effektiver Wärmeübergangskoeffizienth in W/(m 2 K)*iÄußerer effektiver Wärmeübergangskoeffizienth in W/(m 2 K)*eMittlerer Emissionskoeffizient an Oberfläche desinneren FenstersMittlerer Emissionskoeffizient an Oberfläche desäußeren Fensters1,5 1,44,1 4,01,6 1,58,8 8,40,87 0,89Fall 1: 0,88 1) Fall 3: 0,89 1)Fall 2: 0,50 2) Fall 4: 0,53 2)Temperatur der inneren Umgebung in °C 20 20Temperatur der äußeren Umgebung in °C 0 01) Fall 1 und 3: äußere Scheibe unbeschichtetes Floatglas2) Fall 2 und 4: äußere Scheibe mit emissionshemmend beschichtetem Glas (k-Glas)Tabelle 1: Parameter und Randbedingungen für numerische Modelle2 siehe hierzu Querschnitt in Bild 1016

Die Ergebnisse der Berechnungen werden durch die Kennzahlen „Wärmedurchgangskoeffizient“und „dimensionslose Temperatur der Luftvorwärmung“ zusammenfassendbeschrieben. Sie sind in Abschnitt 7 gemeinsam mit den Ergebnissen derexperimentell ermittelten Wärmebilanz dargestellt.Im Folgenden sollen ausgewählte Berechnungsergebnisse graphisch dargestelltwerden. Bild 11 a zeigt Temperaturfeld und Strömung für Fall 1 bei einem kleinenDurchsatz von 5,4 m 3 /(h m). Bild 11 b zeigt die beiden Felder bei einem großenDurchsatz von 21,5 m 3 /(h m).Es ist zu erkennen, dass sich bei einem kleinen Durchsatz noch eine rezirkulierendeWalze ausbildet. Sie ist bedingt durch den thermischen Auftrieb. Der Strömungswegder durch das Fenster strömenden Außenluft ist durch diese Strömungswalzebestimmt. Die kalte Luft wird von der Strömung nahe am inneren Fenster nach obenzur Ausströmöffnung bewegt, wodurch sich die Luft sehr gut erwärmt.Die thermisch getriebene Walze wird mit erhöhtem Durchsatz zunehmend verdrängt.Bei einem hohen Durchsatz ist praktisch keine Rezirkulation mehr vorhanden, derSpalt wird von unten nach oben nahezu gerichtet durchströmt.17

6.3 Ermittlung des Gesamtenergiedurchlassgrades für ein Zuluft-Kastenfenster – Modell und numerische UntersuchungenZiel des im Folgenden beschriebenen Modells ist es, den Gesamtenergiedurchlassgrad(kurz: g-Wert) in Anlehnung an DIN EN 410: 1998-12 [15] für das durchströmteKastenfenster abzuschätzen. Die Betrachtungen beschränken sich darauf, ausschließlicheine durchströmte Verglasung zu berechnen. Ein senkrechter Strahlungsdurchgangdurch die Verglasung wird dabei vorausgesetzt. 3Der Gesamtenergiedurchlassgrad g berechnet sich aus der Summe des direktenStrahlungstransmissionsgrads τ e und des sekundären Wärmeabgabegrades nachinnen q ig =τe+ q i. (7)Der Strahlungstransmissionsgrad τ e ist nur durch die strahlungstechnischenEigenschaften der Verglasungen bestimmt. Er ist durch eine Durchströmung nichtbeeinflusst.Der sekundäre Wärmeabgabegrad nach innen ist laut Definition der Anteil der in derVerglasung absorbierten Strahlung, der in Form von Wärme in den Raum übergeht.Der sekundäre Wärmeabgabegrad nach innen setzt sich für eine mit Zuluftdurchströmte Verglasung aus zwei Teilen zusammen; einem über die innereScheibenoberfläche durch Wärmeübergang (Konvektion, IR-Strahlung) in den Raumabgegebenen Anteil 4 q i,Wü und einem konvektiv auf die Zuluft übertragenen Anteilq i,Zuluftq = q + q . (8)ii,Wüi,ZuluftDie Summe des sekundären Wärmeabgabegrades nach außen q e sowie beiderAnteile des sekundären Wärmeabgabegrades nach innen muss den in der gesamtenVerglasung (des inneren und äußeren Fensters) absorbierten Strahlungsanteil α eergebenα = q + q + q . (9)eei,Wüi,ZuluftFür den Gesamtenergiedurchlassgrad g einer durchströmten Verglasung kann somitgeschrieben werdeng =τ + q + q . (10)ei,Wüi,ZuluftZiel der Arbeit ist es im Weiteren, mit Hilfe des numerischen Strömungsmodells deng-Wert in Abhängigkeit vom Durchsatz der durch die Verglasung strömenden Zuluftzu berechnen.Bild 12 zeigt das geometrische Modell zur Berechnung des Gesamtenergiedurchlassgrades.Die Durchströmung erfolgt „von unten nach oben“, die Zu- und Abströmungentspricht den Bedingungen im Versuchsfenster. Das Strömungs- und Wärmetransportmodellist mit seinen beschreibenden Gleichungen unter Abschnitt 6.1dargestellt.3 Zu einer genaueren Beschreibung der Realität wären speziell für Kastenfenster auch detailliertereund weitergehende Betrachtungen sinnvoll. Im Kastenfenster werden im durchströmten ZwischenraumAnteile solarer Strahlung beispielsweise auf den opaken Rahmenflächen des inneren Fenstersabsorbiert. Solche Betrachtungen sind aufwändig und im Allgemeinen dreidimensional.4 Dieser Anteil entspricht bei einer nicht durchströmten Verglasung dem sekundären Wärmeabgabegrad.20

Es werden zur Ermittlung des g-Wertes alle drei einzelnen Scheiben geometrischmodelliert. Die Höhe der modellierten durchströmten Verglasung entspricht derSumme der Höhen der übereinander liegenden äußeren Verglasungen des geprüftenMusterfensters. 5Die Bauhöhe aller waagerechten Rahmenanteile (einschließlich Kämpfer) wurde beider Festlegung der Höhe der durchströmten Verglasung nicht berücksichtigt, dadiese Teile nicht strahlungsdurchlässig sind. Der Scheibenzwischenraum der innerenVerglasung ist als Feststoff mit einer konstanten Wärmeleitfähigkeit so modelliert,dass der Wärmedurchlasswiderstand der entsprechenden Wärmeschutzverglasung(U g = 1,2 W/(m 2 K)) erreicht wird. Der Randverbund, der eine zusätzliche Wärmeleitungin den Raum bedingt, wird nicht berücksichtigt.5 Die innere Verglasung ist beim vorliegenden nach innen öffnenden Kastenfenster größer.21

Folgende wesentliche Parameter lagen den numerischen Berechnungen zurAbschätzung des Gesamtenergiedurchlassgrades für das große Kastenfenster(Abmaße: H = 1,96 m, B = 1,01 m) zugrunde:Höhe des durchströmten SpaltesH = 1,60 mHöhe der durchstrahlten VerglasungenH* = 1,59 mBreite des durchströmten SpaltesD = 0,112 mInnerer Wärmeübergangskoeffizient h i = 8 W/(m 2 K)äußerer Wärmeübergangskoeffizient h e = 23 W/(m 2 K)Emissionskoeffizient für Floatglas 0,837Emissionskoeffizient für k-Glas 0,17Temperatur der inneren Umgebung 0 °CTemperatur der äußeren Umgebung 0 °CDie Temperaturen der inneren und äußeren Umgebung sowie der innere und deräußere Wärmeübergangskoeffizient sind entsprechend den in DIN EN 410:1998-12[15] beschriebenen Randbedingungen gewählt.Die strahlungstechnischen Eigenschaften der beiden geprüften dreifachenVerglasungsaufbauten im großen Musterfenster Nr.1 sind in der folgenden Tabelle 2zusammengefasst.FallbeschreibungFall 1Float 4 mm /112 mm durchströmterSpalt zwischen den Fenstern /Float4 mm/16 mm SZR(Argon)/ ThermoplusSN +4 mm FloatglasFall 2k-Glas 4 mm /112 mm durchströmterSpalt zwischen den Fenstern /Float4 mm/16 mm SZR(Argon)/ ThermoplusSN +4 mm Floatglasα e1 fürScheibeaußenα e2 fürScheibeMitteα e3 fürScheibeinnenτ e -Wert12 10 10 46 5722 8 8 41 53g-Wert für nichtdurchströmtenVerglasungsaufbau* )* ) Dem in der Arbeit mit dem Strömungsmodell berechneten g-Wert liegt ein wesentlich andererdurchströmter Zwischenraum zwischen äußerer Einfach- und innerer Doppelverglasung zugrunde.Tabelle 2: Absorptionsgrade α e , direkter Strahlungstransmissionsgrad τ e sowie g-Wert füreinen nicht durchströmten Aufbau für die beim Musterfenster Nr.1 eingesetztendreifachen VerglasungsaufbautenDie in Tabelle 2 aufgelisteten Werte wurden bereitgestellt durch den FlachglasMarkenKreis [16]. Die Transmissions- und g-Werte sind dabei mit ProgrammSpectrum von Pilkington plc. berechnet worden. 66 Der Flachglas MarkenKreis ist ein Zusammenschluss von Herstellern und Händlern u.a. derVerglasungsprodukte Optifloat, Thermoplus SN und k-Glas, die beim Aufbau des Kastenfensters zumEinsatz kamen.23

7 Ergebnisse aus Berechnung und Messung für beide MusterfensterErgebnisse für Musterfenster Nr. 1Die Bilder 13 bis 15 stellen die Mess- und Rechenergebnisse für das großeMusterfenster Nr.1 (Abmaße 1,96m *1,01m) dar.In Bild 13 ist der Wärmedurchgangskoeffizient U W des Musterfensters für die zweiuntersuchten Fälle in Abhängigkeit von dem auf die Fensterbreite bezogenenLuftvolumenstrom dargestellt. Der Luftvolumenstrom ist in allen Fällen auf einenZustand von 20 °C und 101,3 kPa bezogen.Für das Fenster mit einer äußeren Verglasung aus Normalglas (Fall 1) sind dieErgebnisse rot dargestellt. Grün sind die Ergebnisse für das Fenster mit eineräußeren Verglasung aus k-Glas eingetragen.Der durchgezogene Graph gibt jeweils die Ergebnisse der numerischenBerechnungen wieder. Die gemessenen U-Werte sind als Punkte eingetragen. Diedargestellte Größe kennzeichnet den Transmissionswärmeverlust des Zuluftfenstersin die äußere Umgebung.1,4Musterfenster Nr.1 (1,96m*1,01m)1,2U-Wert, außen, in W/(m2K)10,80,60,40,20U-Wert, berechnet; äußere Scheibe Normalglasbezog. Wärmefluss Innenseite, berechnet; NormalglasU-Wert gemessen; äußere Scheibe NormalglasU-Wert, berechnet; äußere Scheibe k-Glasbezog. Wärmefluss Innenseite, berechnet; k-GlasU-Wert gemessen; äußere Scheibe k-Glas0 5 10 15 20 25 30auf Fensterbreite bez. Luftvolumenstrom in (m3/h)/mBild 13: Wärmedurchgangskoeffizient sowie flächen- und temperaturbezogener raumseitigerWärmestrom für das Musterfenster Nr.1 in Abhängigkeit vom LuftdurchsatzHinweis zur Verwendung der Daten: Die tatsächlichen Daten unterliegen sowohl messtechnischen alsauch produktionstechnischen Toleranzen. Insofern stellen die Werte keine zugesicherte Eigenschaftoder verbindliche Produktbeschreibung dar. Der g-Wert wird in Werkszeugnissen mit einer Toleranzvon 2 % angegeben.24

Die gestrichelt eingetragenen Linien kennzeichnen den flächen- und temperaturbezogenenWärmestrom über die innere Fensteroberfläche, der mit demnumerischen Modell ermittelt wurde. Die Größe hat ebenfalls die Dimension einesWärmedurchgangskoeffizienten. Sie beschreibt den Transmissionsverlust in dieäußere Umgebung, vermehrt um die auf die Zuluft übertragene Wärme im Zuluft-Kastenfenster.Es ist zu erkennen, dass bei großen Luftdurchsätzen über die innere Fensteroberflächedes Zuluftfensters ein Wärmestrom fließt, der den eines Fensters mit demWärmedurchgangskoeffizient von 1,2 W/(m 2 K) nur geringfügig übersteigt. Es istdamit der Rückschluss erlaubt, dass sich das Zuluftfenster hinsichtlich einerBeeinflussung der thermischen Behaglichkeit durch Strahlungstemperatur-Asymmetrie nicht anders verhält als ein nicht durchströmtes Fenster mit einemWärmedurchgangskoeffizienten von 1,2 W/(m 2 K).Bild 14 zeigt die Temperatur der Luftvorwärmung. Berechnung und Messung sind imVergleich dargestellt. Die durchgezogenen Linien stellen die Ergebnisse derBerechnung und die Einzelwerte stellen die entsprechenden Messpunkte dar.0,4Musterfenster Nr.1 (1,96m*1,01m)0,35dimensionslose Temperaturder Luftvorwärmung [-]0,30,250,20,150,10,050berechnet, äußere Scheibe Normalglasgemessen, äußere Scheibe Normalglasberechnet, äußere Scheibe k-Glasgemessen, äußere Scheibe k-Glas0 5 10 15 20 25 30auf Fensterbreite bez. Luftvolumenstrom in (m3/h)/mBild 14: Luftvorwärmung im Musterfenster Nr.1 in Abhängigkeit vom LuftdurchsatzBild 15 zeigt für das Musterfenster Nr.1 den Gesamtenergiedurchlassgrad alsFunktion des Luftdurchsatzes durch die durchströmte Verglasung. Es ist zuerkennen, dass der g-Wert mit einer zunehmenden Durchströmung desKastenfensters zunimmt. Die Ursache dafür ist eine mit dem Durchsatz deutlichzunehmende sekundäre Wärmeabgabe an die Zuluft, während der Anteil der überdie innere Verglasung durch Wärmeübergang in den Raum strömenden Wärme mitzunehmendem Durchsatz etwas abnimmt.25

Musterfenster Nr. 1 (1,96m*1,01m)0,70,6Gesamtenergiedurchlassgrad,sekundärer Wärmeabgabegrad [ - ]0,50,40,30,2g-Wert, Fall 1: äußere Scheibe Normalglassekund.Wärmeabgabegrad über innere Verglasung, Fall 1sekund. Wärmeabgabegrad über Zulufterwärmung, Fall 1g-Wert, Fall 2: äußere Scheibe k-Glassekund. Wärmeabgabegrad über innere Verglasung, Fall 2sekund. Wärmeabgabegrad über Zulufterwärmung, Fall 20,10,00 5 10 15 20 25 30auf Fensterbreite bez. Luftvolumenstrom in (m3/h)/mBild 15: Abhängigkeit des Gesamtenergiedurchlassgrades (g-Wert) und sekundärenWärmeabgabegrades vom Luftdurchsatz durch die durchströmte Verglasung desMusterfensters Nr.1Für den Verglasungsaufbau „außen Normalglas, innen Thermoplus SN“ (Fall 1)erhöht sich der g-Wert von 0,58 auf 0,63 , wenn der Durchsatz von 0 auf 26,8(m 3 /h)/m erhöht wird. Für den Verglasungsaufbau „außen k-Glas, innen ThermoplusSN“ (Fall 2) erhöht sich der g-Wert von 0,52 auf 0,58 im untersuchten Durchsatzbereich.Der g-Wert erhöht sich infolge Durchströmung also zwischen 8 und 10% in denuntersuchten Fällen. Als Bezugsgröße wurde dabei der g-Wert der gleichenVerglasung im nicht durchströmten Zustand gewählt!Ergebnisse für Musterfenster Nr. 2Im Bild 16 ist der Wärmedurchgangskoeffizient des Musterfensters Nr. 2 inAbhängigkeit vom Luftdurchsatz dargestellt. Vermessen wurde das Fenster imAufbau mit einer äußeren Scheibe aus normalem Floatglas. Berechnet wurde mittelsStrömungssimulation der Aufbau sowohl für eine äußere Verglasung aus Normalglas(Fall 3) als auch für den Einsatz einer Scheibe aus k-Glas im äußeren Fenster (Fall4).26

Musterfenster Nr. 2 (1,38m*1,01m)1,41,2U-Wert, außen in W/(m2K)10,80,60,40,20U-Wert, berechnet; äußere Scheibe Normalglasbezog. Wärmefluss Innenseite, berechnet; NormalglasU-Wert gemessen; äußere Scheibe NormalglasU-Wert, berechnet; äußere Scheibe k-Glasbezog. Wärmefluss Innenseite, berechnet; k-Glas0 5 10 15 20 25 30auf Fensterbreite bez. Luftvolumenstrom in (m3/h)/mBild 16: Wärmedurchgangskoeffizient sowie flächen- und temperaturbezogener raumseitigerWärmestrom für das Musterfenster Nr. 2 in Abhängigkeit vom Luftdurchsatz0,4Musterfenster Nr. 2 (1,38m*1,01m)dimensionslose Temperaturder Luftvorwärmung [-]0,350,30,250,20,150,10,050berechnet, äußere Scheibe Normalglasgemessen, äußere Scheibe Normalglasberechnet, äußere Scheibe k-Glas0 5 10 15 20 25 30auf Fensterbreite bez. Luftvolumenstrom in (m3/h)/mBild 17: Luftvorwärmung im Musterfenster Nr. 2 in Abhängigkeit vom Luftdurchsatz27

FehlerbetrachungFolgende Fehlermöglichkeiten sollen angemerkt werden, die Ursachen dervorhandenen Abweichungen sein können:Im Versuch wurde die Heizleistung direkt unter dem Fenster freigesetzt. Dadurch istder innere Wärmeübergangskoeffizient sowie die Temperatur vor dem Fenster undauf der inneren Fensteroberfläche erhöht.In der Berechnung wird mit einem zweidimensionalen Modell (vertikaler Querschnitt)der Strahlungsaustausch zwischen beiden Fenstern tendenziell zu hoch berechnet.Die Endlichkeit der Geometrie in der 3. Dimension bewirkt eine Reduzierung derStrahlungswechselwirkung gegenüber dem 2D-Fall. Dieser Effekt wurde im 2D-Modell nicht berücksichtigt. Ebenso können weitere oben beschriebene Modellvereinfachungen(konstante, gemittelte Emissionskoeffizienten und Wärmeübergangskoeffizienten)eine Ursache für vorhandene Abweichungen zwischen berechnetenund gemessenen Werten sein.28

8 Bestimmung von innerer Oberflächentemperatur und Temperaturfaktor amunteren GlasrandDie innere Oberflächentemperatur auf dem durchströmten Fenster wurde von derRaumseite aus im stationären Zustand mittels Thermovision ermittelt. FürMusterfenster Nr. 1 mit äußerer Scheibe aus Normalglas (Fall 1) zeigt Bild 18 dieThermovision im nicht durchströmten Zustand (zur Bezeichnung der Fälle sieheTabelle 1). Die Bilder 19 und 20 zeigen diesen Fall für erhöhte Luftdurchsätze.Temperatur auf Warmseite: 19,5 °C Luftdurchsatz 0 m 3 /(h m)Temperatur auf Kaltseite: – 0,1 °CBild 18: Thermovisionsaufnahme Zuluft-Kastenfenster Nr. 1, Fall 1, nicht durchströmt29

Temperatur auf Warmseite: 20,4 °C Luftdurchsatz 10,3 m 3 /(h m)Temperatur auf Kaltseite: – 0,1 °CBild 19: Thermovisionsaufnahme Zuluft-Kastenfenster Fall 1, geringer Durchsatz30

Temperatur auf Warmseite: 20,2 °C Luftdurchsatz 20,8 m 3 /(h m)Temperatur auf Kaltseite: – 0,7 °CBild 20: Thermovisionsaufnahme Zuluft-Kastenfenster Fall 1, hoher DurchsatzEs ist zu erkennen, dass in allen Fällen die Temperatur auf den inneren Verglasungenim Bereich des unteren Glasrandes am kleinsten ist. Die kleinsten Wertewerden dabei in den unteren Ecken gemessen.Das ist ebenfalls von nicht durchströmten Mehrscheibenisolierverglasungen bekannt.Auch bei diesen ist die Temperatur in den beiden Ecken am unteren Glasrand amgeringsten.31

Mit dem Musterfenster Nr. 1 wurden für Fall 2 (außen k-Glas) Versuche zur sicheinstellenden minimalen Oberflächentemperatur auf der inneren Oberfläche desVersuchsfenster durchgeführt. Dabei sollte der Einfluss von Maßnahmen, die denWärmeübergang auf der Raumseite des Fensters behindern, dargestellt werden. DieVersuche und Ergebnisse sind im Folgenden beschrieben.Es wurden die Fälle 2_B0, 2_B1 und 2_B2 - wie unten beschrieben - untersucht. Umkritische Zustände abzubilden, wurde in allen Fällen ein hoher Durchsatz von20,8 m 3 /(h m) eingestellt.Fall 2_B0:In diesem Fall steht der Heizkörper direkt unter dem Fenster. Am Fenster ist keinFensterbrett vorhanden. Dieser Aufbau entspricht dem Aufbau bei den Messungenvon Wärmeverlust und Luftvorwärmung, siehe Bild 9, linkes Bild für MusterfensterNr. 1. Das innere Fenster des Kastenfensters ist bündig mit der inneren Wandoberflächeeingebaut.Fall 2_B1:Es wurde ein Fensterbrett durch ein 25 cm breites Holzbrett nachgebildet. Das Brettgeht über die gesamte Fensterbreite und ist direkt über dem Heizkörper angebracht.Bild 21 zeigt die Versuchsanordnung.Fall 2_B2:Das Fensterbrett ist in derselben Position wie in Fall B1. Der Heizkörper steht nichtunter dem Fenster, sondern auf der gegenüberliegenden Seite im Raum (ca. 3 Metervor dem Fenster). Bild 22 zeigt das Fenster in diesem Versuch.In den Fällen 2_B0 bis 2_B2 wird die Temperatur mit Temperaturfühlern direkt amunteren Verglasungsrand der inneren Verglasung gemessen und aufgezeichnet. DieMessorte sind in Bild 23 bezeichnet.Der Temperaturfaktor nach DIN 4108-2: 2003-07 [18] als normierte Oberflächentemperaturist gemäßθ− θsi ef Rsi= (11)θi− θedefiniert. Dabei sind θ sidie Temperatur auf der inneren Oberfläche, θ idie Raumtemperatur(Warmseite der Klimakammer) und θ edie Außentemperatur (Kaltseiteder Klimakammer).In Tabelle 3 sind die am unteren Glasrand an den Messstellen M1 bis M6 ermitteltenTemperaturfaktoren f Rsi für die drei beschriebenen Fälle aufgelistet. Die Wertewurden aus den Mittelwerten der entsprechenden Temperaturen über einen längerenZeitraum gebildet.32

Bild 21: Versuchsanordnung Fall 2_B1: mit Fensterbrett, Heizkörper unter dem FensterBild 22: Versuchsanordnung Fall 2_B2: mit Fensterbrett, kein Heizkörper unter dem Fenster33

M1 M2 M3 M4 M5 M6Bild 23: Lage und Bezeichnung der Messstellen für die Temperatur auf innerer Oberflächezur Bestimmung der minimalen inneren Oberflächentemperatur und desTemperaturfaktorsM1 M2 M3 M4 M5 M6Fall 2_B0 0,60 0,65 0,59 0,55 0,62 0,63Fall 2_B1 0,59 0,64 0,58 0,54 0,63 0,62Fall 2_B2 0,55 0,60 0,54 0,50 0,59 0,59Tabelle 3: Temperaturfaktor f Rsi am unteren Glasrand der inneren Verglasung fürMusterfenster Nr.1 mit äußerer Verglasung aus k-GlasDie Bilder 24 bis 26 zeigen Thermovisionsaufnahmen im Bereich des unteren Glasrandesfür die durchgeführten Versuche.Die Untersuchungen wurden u.a. durchgeführt, um festzustellen, ob durch das Einströmender kalten Außenluft in der Nähe des unteren Glasrandes der innerenVerglasung eine kritische Abkühlung des inneren Fensters auftritt. Zur Beurteilungder Oberflächentemperaturen kann im vorliegenden Fall nicht die zum Ausschlussvon Schimmelwachstum auf Wärmebrücken nach DIN 4108-2: 2003-07 [18]bekannte Forderung f Rsi> 0, 7 herangezogen werden. 77 Die Forderung gilt für Bauteilanschlüsse bei neuen Gebäuden (siehe DIN 4108 Bbl 2:2006-03 [19]).Sie ist aber für den Glasrand mit marktüblichen Bauelementen als allgemeine Anforderung nicht erfüllbar.Auch ist die Erfüllung dieser Anforderung am Glasrand nicht unbedingt notwendig, da hier Materialienverbaut werden (Glas, Kunststoff, lackiertes Holz), die nicht in gleicher Weise wie Wandoberflächenbzw. -beschichtungen (z.B. Raufaser, Dispersionsfarben u.a.) zur Schimmelbildung führen.34

Temperatur auf Warmseite: 19,6 °C Luftdurchsatz 20,8 m 3 /(h m)Temperatur auf Kaltseite: – 0,2 °CBild 24: Thermovisionsaufnahme Zuluft-Kastenfenster Nr. 1, Fall 2_B0Temperatur auf Warmseite: 19,8 °C Luftdurchsatz 20,8 m 3 /(h m)Temperatur auf Kaltseite: – 0,2 °CBild 25: Thermovisionsaufnahme Zuluft-Kastenfenster Nr. 1, Fall 2_B135

Temperatur auf Warmseite: 19,9 °C Luftdurchsatz 20,8 m 3 /(h m)Temperatur auf Kaltseite: – 0,3 °CBild 26: Thermovisionsaufnahme Zuluft-Kastenfenster Nr. 1, Fall 2_B2Als Richtwerte zur Bewertung der kleinsten inneren Oberflächentemperaturen sollenWerte des Temperaturfaktors am Glasrand herangezogen werden, die im Rahmeneines am Institut für Fenstertechnik Rosenheim (i.f.t.) durchgeführten Forschungsvorhabens[17] numerisch berechnet wurden. Das verwendete Modell war hierbeizweidimensional. Der innere Wärmeübergangswiderstand wurde mit2R si= 0,2 m K / W angesetzt.Für zweifache und dreifache Verglasungsaufbauten ergeben sich je nacheingesetztem Abstandhalter und Rahmenmaterial die in Tabelle 4 aufgeführtenWerte für den Temperaturfaktor f Rsi.Thermisch verbesserterRandverbund (= „warme Kante“)ZweifacheVerglasung(4/16/4)DreifacheVerglasung(4/12/4/12/4)Konventioneller Aluminium-AbstandhalterZweifacheVerglasung(4/16/4)DreifacheVerglasung(4/12/4/12/4)Holz-Rahmen 0,58 bis 0,61 * ) 0,66 bis 0,70 * ) 0,51 0,59Kunststoff-Rahmen 0,62 bis 0,65 * ) 0,69 bis 0,72 * ) 0,56 0,62WärmegedämmteMetall-Kunststoff-Verbundprofile0,63 bis 0,66 * ) 0,59 bis 0,74 * ) 0,55 0,65* ) Wertebereich beschreibt die mit verschiedenen Produkten erreichbaren Temperaturfaktoren.Tabelle 4: Temperaturfaktor f Rsi am Glasrand der inneren Verglasung (Werte aus i.f.t.-Forschungsvorhaben [17])36

Die für das Musterfenster Nr.1 mit äußerer Verglasung aus k-Glas gemessenenWerte nach Tabelle 3 zeigen:1) Der minimal gemessene Temperaturfaktor in Fall 2_B2 Messpunkt M4 liegt mit0,50 in etwa beim Wert des konventionellen Alu-Abstandhalters einerzweifachen Verglasung.2) Die Temperaturen auf dem Messpunkt M4 (linke Ecke des rechten Flügels)sind in allen Messungen deutlich niedriger als auf M5 (rechte Ecke desselbenFlügels). Die Messpunkte M1 und M3 (Ecken des linken Flügels) lieferndagegen in allen Fällen annähernd dieselben Werte.Es wird angenommen, dass der unter 2) beschriebene Effekt durch ein ungleichverteiltes Zuströmen der Außenluft durch den rechten Zuströmschlitz bedingt ist.Vermutlich wird M4 mit einem größeren Volumenstrom angeströmt und M6entsprechend mit einem kleineren, was auch die hier in allen Fällen höherenTemperaturen erklären würde.Werden nur die Messpunkte M1 bis M3 berücksichtigt, so ergibt ein Vergleich mitden Werten aus Tabelle 4:3) Wenn der Heizkörper unter dem Fenster steht (Fälle 2_B0 und 2_B1), wurdeein Temperaturfaktor am Glasrand festgestellt, der im Bereich der Werte nichtdurchströmter,zweifacher Verglasungen mit thermisch verbessertem Randverbundbei Holzrahmen erwartet wird. Dabei war unerheblich, ob sich einFensterbrett über dem Heizkörper befindet oder nicht.4) Steht der Heizkörper nicht unter dem Fenster, werden deutlich kleinereTemperaturfaktoren ermittelt. Die Werte sind jedoch immer noch größer alsdie Temperaturfaktoren für Holzrahmen mit konventionellem Alu-Randverbund.Aus dem oben Gesagten lassen sich folgende Schlussfolgerungen ableiten:Durch geeignete Maßnahmen soll ein gleichmäßiges Zuströmen der Außenluft zumFensterzwischenraum sichergestellt werden. Eine Erhöhung des Temperaturfaktorsdurch zusätzliche Maßnahmen am unteren Glasrand ist ebenfalls denkbar(Luftlenkung, Vergrößern des Glaseinstandes u.a.).37

9 ZusammenfassungFür das Pilotprojekt „Energetische Verbesserung von Wohnbauten der Gründerzeit,Bautzner Straße 11 in Zittau“ wurden Zuluft-Kastenfenster in Zusammenarbeit mitder PaX Classic GmbH entwickelt. Die Kastenfenster bestehen aus einem äußereneinfach verglasten Fenster und einem modernen inneren Fenster mit Zwei-Scheiben-Wärmeschutzverglasung. Die äußeren Fenster sind nach historischer Vorlagegestaltet.In die Zuluft-Kastenfenster ist ein handelsübliches Zuluftelement zur Volumenstromregelungin der Ebene des inneren Fensters integriert. In das äußere Fensterwurden Überströmschlitze zum Einströmen der Außenluft in den Fensterzwischenraumeingebracht. Dadurch besitzen die Fenster eine klar definierte, reproduzierbareLuftdurchlässigkeit.Eine Durchströmung des Fensters in umgekehrter Richtung kann durch eineRückströmsicherung vermieden werden. Im Forschungsprojekt wurde hierzu eineeinfache Lösung in Form einer auf einem geschlitzten Holzteil aufliegendenGummimembran entwickelt. Sie wurde in den Fenstern am Sanierungsobjekteingesetzt.Es wurden Zuluft-Kastenfenster als Musterfenster in zwei für das Pilotprojekttypischen Fenstergrößen gefertigt. Diese Fenster wurden experimentell untersuchtund auch mittels eines numerischen Modells bewertet.Die Luftdurchlässigkeit der Fenster wurde an den Versuchsfenstern messtechnischbestimmt. Sie ist durch eine Druck-Volumenstromkennlinie beschrieben.Die Musterfenster wurden in der Klimakammer vermessen. Hierbei wurdenWärmeverlust und Luftvorwärmung für verschiedene Luftdurchsätze bestimmt.Daraus wurden die Kennzahlen Wärmedurchgangskoeffzient und dimensionsloseLuftvorwärmung ermittelt, die in Abhängigkeit vom Luftdurchsatz dargestellt werden.Die Abhängigkeit des Wärmedurchgangskoeffizienten vom Luftdurchsatz kann durchein vereinfachtes zweidimensionales numerisches Strömungsmodell vorausgesagtwerden. Bei dem großen Versuchsfenster war eine sehr gute Übereinstimmung vonModell und Messung zu verzeichnen und zwar für zwei verschiedene Verglasungsvarianten.Bei dem kleineren Musterfenster waren die berechneten Wärmeverlustedeutlich kleiner als die gemessenen Werte.Die gemessenen Temperaturen der Luftvorwärmung sind in allen Fällen wesentlichgrößer als die berechneten Werte.In der vorliegenden Arbeit wird der Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert) einer mitZuluft durchströmten Verglasung in Anlehnung an DIN EN 410: 1998-12 bestimmt.Die in der Norm beschriebene Methodik wird dabei erweitert. Die sekundäre Wärmeabgabeder absorbierten solaren Strahlung nach innen wird für die durchströmteVerglasung um einen konvektiv auf die Zuluft übertragenen Anteil ergänzt. Dieserüberlagert sich der sekundären Wärmeabgabe über die innere Verglasung zumRaum.Für die in den Musterfenstern eingesetzten durchströmten Verglasungen wird derg-Wert mittels eines numerischen Strömungsmodells ermittelt. Durch auf die Zuluftübertragene Wärme aus der in der Verglasung absorbierten Solarstrahlung wird dersekundäre Wärmeübergang in den Raum mit steigendem Durchsatz erhöht. Der38

Gesamtenergiedurchlassgrad erhöht sich um bis zu 10 % gegenüber demGesamtenergiedurchlassgrad derselben nicht durchströmten Verglasung.Es wurden Untersuchungen zu der sich einstellenden Oberflächentemperatur aufdem inneren Fenster im Bereich der Luftzuströmung bei verschiedenen Beheizungssituationenauf der Raumseite durchgeführt.Wenn sich der Heizkörper unter dem Fenster befindet, ergeben sich bei einemgroßen Luftdurchsatz Werte für den Temperaturfaktor, wie sie sich üblicherweise beiVerwendung eines thermisch verbesserten Randverbundes für Zweifachverglasungenund Holzrahmen einstellen.Ist die Wärmequelle im Raum nicht unter dem Zuluft-Kastenfenster installiert, so istein deutliches Absinken der Temperaturen auf der inneren Verglasung die Folge. Beieinem großen Luftdurchsatz ergaben sich hierbei in etwa Werte, wie sie sich beiherkömmlichen Alu-Abstandhaltern für Zweifachverglasungen in Holzrahmeneinstellen.Mit Zuluft-Kastenfenstern, wie sie im Pilotprojekt eingesetzt werden, kann diehistorische Außenansicht eines Gebäudes erhalten werden. Das ist aus der Sichtdes Denkmalschutzes wünschenswert.Deshalb ist erfreulich, wenn die verbesserten beziehungsweise zusätzlichenGebrauchseigenschaften von Zuluft-Kastenfenstern einen Einsatz dieser deutlich„preisintensiveren“ Fensterkonstruktion in der historischen Bausubstanz rechtfertigen.Neben der Möglichkeit, mit den Zuluft-Kastenfenstern eine vom Nutzerunabhängige Grundlüftung des Gebäudes zu sichern, sind dabei dienachgewiesenen verbesserten wärmetechnischen Eigenschaften dieser Fenster vonBedeutung.10 Literatur[1] Helbig, S.: Energetische Bewertung von Zuluftfenstern. In: Häupl, P.; Roloff, J.(Hrsg.): 10. Bauklimatisches Symposium, Bd. 2, 539-548, TU Dresden, 1999[2] Helbig, S.: Thermisch getriebene Konvektion und Zwangskonvektion inKastenfenstern, Abschlussbericht zum Forschungsstipendium der DFG, 1995[3] Gronau, J., Helbig, S.: Das Kastenfenster - energetisch besser als sein Ruf!,Bauphysik, Berichte aus Forschung und Praxis, Festschrift zum 60. Geburtstagvon Karl Gertis, Fraunhofer IRB-Verlag, 1998[4] Petzold, K.: Zur energetischen Wirksamkeit durchlüfteter Konstruktionen,Bauplanung -Bautechnik (1982) 3, 124-129[5] Petzold, K.: Zur Wechselwirkung zwischen Fugenlüftung und Transmissionswärmestrom,Stadt- und Gebäudetechnik (1983) 3 Teile: Heft 6, 182-187, Heft 7,189-199, Heft 8, 245-248[6] www.paxclassic.de[7] PaX Holzfenster GmbH (Hrsg.) „Fenster im Baudenkmal“ , Tagungsbeiträge derPaXclassic-Fachtagung „Fenster im Baudenkmal zur Denkmal ´96“vom 1. und 2. November 1996, Lukas-Verlag39

[8] PaX Holzfenster GmbH (Hrsg.) „Fenster im Baudenkmal“ , Tagungsbeiträge derPaXclassic-Fachtagung „Fenster im Baudenkmal zur Denkmal ´98“vom 30. und 31. Oktober 1998, Lukas-Verlag[9] PaX Holzfenster GmbH (Hrsg.) „Fenster im Baudenkmal“ , Tagungsbeiträge derPaXclassic-Fachtagung „Fenster im Baudenkmal zur Denkmal 2000“am 25. und 26. Oktober 2000, Lukas-Verlag[10] DIN EN 673: 2003-06, Glas im Bauwesen – Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten(U-Wert) – Berechnungsverfahren[11] www.aldes.com[12] www.fluent.com[13] DIN 52619-1: 1982-11, Bestimmung des Wärmedurchlasswiderstandes undWärmedurchgangskoeffizienten von Fenstern[14] DIN EN ISO 10077-1: 2000-11, Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türenund Abschlüssen - Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten -Teil 1: Vereinfachtes Verfahren[15] DIN EN 410: 1998-12, Glas im Bauwesen - Bestimmung der lichttechnischen undstrahlungsphysikalischen Kenngrößen von Verglasungen; Deutsche FassungEN 410:1998[16] Auskunft von I. Gotzhein, Flachglas Markenkreis GmbH[17] i.f.t.Rosenheim: Berechnung des linearen Wärmedurchgangskoeffizienten Ψ fürAbstandhalter aus Mehrscheibenisolierglas (Warm edge) Abschlussbericht –Forschungsarbeit im Auftrag des Bundesverbandes Flachglas Großhandel,Isolierglasherstellung, Veredlung e.V., Rosenheim 1999[18] DIN 4108-2: 2003-07, Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden -Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz[19] DIN 4108 Bbl 2:2006-03, Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden -Wärmebrücken - Planungs- und Ausführungsbeispiele40

1Tageslichtlenkung mit hochreflektierenden Lichtschachtwänden imForschungsobjekt Bautzner Straße 11 in Zittau 2,3,4)Dr.-Ing. E. Renner 1)ZusammenfassungLichtschächte sind senkrechte, hohe und schmale Einschnitte in Gebäude großerGrundfläche und dienen der Belüftung und auch der Tageslichtbeleuchtunginnenliegender Räume. Die Grenzen zum Lichthof sind fließend.Lichtschächte sind seit der Antike bekannt, erfuhren eine Wiederbelebung inMitteleuropa zur Zeit der Städtegründung und wurden seit dem bis zum Ende des 19.Jahrhunderts gebaut, danach meist nur noch in Form von Treppenhäusern mit einerOberlichtverglasung als Wetterschutz.Von der Antike bis zur Gegenwart bestanden bzw. bestehen die Oberflächen derLichtschächte – abgesehen von den Fenstern der innenliegenden Räume - ausvorrangig diffus reflektierenden Materialien, nämlich aus Naturstein, hellen Fliesenoder Putz mit weißem oder zumindest hellem Farbanstrich. Bei diffuser Reflexionwird das einfallende Licht bekanntlich gleichmäßig nach allen Richtungen reflektiert,also etwa zu 50 % wieder nach oben. Die Folge davon ist, dass in herkömmlichenLichtschächten die horizontale Beleuchtungsstärke mit zunehmendem Abstand vonder Schachtmündung stark abnimmt, eine hinreichende Versorgung mit Tageslichtnur im obersten Geschoß gegeben ist und in den darunter liegenden Räumen einenahezu ganztägige Kunstlichtbeleuchtung notwendig ist.Eine hinreichende Beleuchtung mit Tageslicht auch der unteren, an den Lichtschachtgrenzenden, innenliegenden Räume und damit Verzicht auf Kunstlichtbeleuchtungam Tage ist nur möglich, wenn die Wände eines Lichtschachtes mit einem spiegelndund dazu hoch reflektierenden Material belegt werden: Dann wird die auf die Wändedes Lichtschachtes auftreffende natürliche Lichtstrahlung nur nach unten reflektiert,und es sind dann Beleuchtungsstärken im Lichtschacht zu erwarten, die zu einer fast„normalen“ Tageslichtbeleuchtung und Besonnung der unteren, innenliegendenRäume führen. Es wurden dazu theoretische Untersuchungen geführt undMessungen an einem Modell im Maßstab 1:20, die der Vorbereitung derVerwirklichung im Forschungsobjekt Bautzner Straße 11 in Zittau dienten, sowie amausgeführten Forschungsprojekt selbst vorgenommen.1.) Dr.-Ing. Eberhard Renner ist Beratender Ingenieur und Bautechnischer Gutachterfür Bauklimatik.2.) Forschungsvorhaben gefördert durch BMWA; Förderkennzeichen 0329750O3.) Korrigierte und ergänzte Fassung des gleichnamigen Vortrages auf der ZittauerBaufachtagung 28./29.10.20044.) Meinem verehrten Lehrer Prof. em. Dr. sc. techn. Karl Petzold † posthumzugeeignet.

21.0 Leuchtdichte und Tageslichtquotient im spiegelnden Lichtschacht1.1 Leuchtdichte der spiegelnden Schachtwände ohne FensterBei einem Lichtschacht mit senkrechten, spiegelnden Wänden ist derHorizontabstand ε (die Neigung gegen die Horizontale) des Lichtstrahles nach einerbeliebigen Zahl von Reflexionen n konstant und gleich dem des durch dieSchachtmündung einfallenden Lichtstrahles. Die Zahl der Reflexionen einesLichtstrahles bis zum Abstand H unter der Schachtmündung lässt sich daher bequemin der Grundrissprojektion verfolgen. Das Verhältnis der Leuchtdichte derspiegelnden Wände L´(ε) zu der des Himmels L (ε) ist zunächstL´( ε)=L( ε)F G⋅ Πτ65⋅ρnD65(1)Darin bedeuten:L´(ε) die Leuchtdichte der Schachtwände gegen den Horizontabstand εL (ε) die Leuchtdichte des Himmels über der Schachtmündung gegen εF G den Glasflächenanteil der Schachtmündung,Πτ D65 das Produkt der Transmissionsgrade für Tageslicht aller hintereinanderliegenden Schichten (Glas, Verschmutzung, eventuell Sonnenschutz u.a.m.),ρ D65 den Reflexionsgrad der Schachtwände für Tageslicht,n die Zahl der Reflexionen eines Lichtstrahles von der Schachtmündung bis zurHöhe H unter der Schachtmündung.Die Anzahl der Reflexionen n hängt von der Höhe der betrachteten Ebene unter derSchachtmündung H, vom Horizontabstand des einfallenden Strahles ε und von derLage des einfallenden Strahles in der Schachtmündung ab.1.1.1 Runder LichtschachtIn einem runden Lichtschacht bildet der Strahlengang in der Grundrissprojektion eineFolge von Sehnen. Die Anzahl der Reflexionen ist daher stark von derAußermittigkeit des Einfallsortes abhängig. Ein mittig (in einen Durchmesser)einfallender Strahl hat die Anzahl von ReflexionenHn z =(2)D ⋅ tanεmitD = Durchmesser des SchachtesH = Höhe der betrachteten Ebene unter der SchachtmündungDie Anzahl der Reflexionen bei tangentialem Lichteinfall geht → ∞, da dieSehnenlänge dann → 0 geht. Die Integration über die Fläche eines rundenSchachtes liefert für alle aus einem bestimmten Horizontabstand (unabhängig vonder Himmelsrichtung) einfallenden Lichtstrahlen die mittlere Anzahl von Reflexionenzu4 ⋅Hn m =(3)π ⋅D⋅ tanε

31.1.2 Rechteckiger LichtschachtIm Gegensatz zum runden Lichtschacht konnte für den im Grundriss rechteckigenLichtschacht keine geschlossene Lösung für die Anzahl der Reflexionen gefundenwerden. Jedoch ergibt sich, dass die geringste Zahl von Reflexionen bei Lichteinfallparallel zur langen Seite, die größte Zahl von Reflexionen bei Lichteinfall in der oderparallel zur Diagonale entsteht. Es liegt damit die Zahl der Reflexionen im BereichHB ⋅ tanε(4)≤ n ≤B22H+ T2⋅ tanεwennB die Breite (längere Seite) des Lichtschachtes,T die Tiefe (kürzere Seite) des Lichtschachtes sind.Es lässt sich damit zeigen, dass Gl.(3) mit sehr guter Näherung für rechteckige Lichtschächteübernommen werden kann, wenn manB + TD ≡2(5)setzt.Unter der Voraussetzung einer Leuchtdichteverteilung des gleichmäßig bedecktenHimmels (Norm-Himmel entsprechend [1]) und einer nicht verbauten Schachtmündungergibt sich dann die Leuchtdichteverteilung der Schachtwände zuL4HZL ′(ε;ρ;H/D)= ⋅(1+2sinε)⋅FG⋅ ΠτD65⋅ρD65π⋅D⋅tanε(6)3mitL Z = Zenitleuchtdichte des vollständig bedeckten Himmels.Gl.(6) gilt nur für Standpunkte und Blickrichtungen (Horizontabstand), bei denen eineSpiegelung des Himmels durch die Schachtwände auftritt. Bei Standpunkt in derMitte des Schachtes und Blickrichtungen, bei denen tanε >2 H / D ist, tritt keineSpiegelung auf, und es wäre in Gl.(6) der Exponent des letzten Faktors = 0 bzw. ρ=1zu setzen. Diese Einschränkung hat praktisch keine Bedeutung für dieAussagefähigkeit von Gl.(6), da ja die Leuchtdichteverhältnisse bei großem Abstandvon der Schachtmündung interessant sind und dort das nicht an den Schachtwändenreflektierte, also sehr steil einfallende Licht wenig Bedeutung hat.Aus Gl.(6) geht u. a. hervor, dass das flach, also unter geringem Horizontabstand εeinfallende Licht wesentlich stärker geschwächt wird als das steil einfallende, ganzabgesehen von dem nicht reflektierten Anteil des einfallenden Lichtes (s. w. o.). Ein„schwarzer Horizont“ wird aber verhindert durch den immer vorhandenen Anteildiffuser Reflexion (s. Abschn. 2.0).Es ergibt sich aus Gl.(6) aber auch, dass mit zunehmendem relativen Abstand vonder Schachtmündung H/D nicht nur eine allgemeine Verringerung der Leuchtdichte,

4sondern auch eine Veränderung der Leuchtdichteindikatrix von einer anfänglich nochnahezu diffus strahlenden hin zu einer mit H/D zunehmend tiefstrahlenden.Die praktische Folge davon ist, dass bei hohen Lichtschächten zwar deren Bödennoch relativ gut beleuchtet sind, die seitlichen Fenster aber mit zunehmendemAbstand von der Schachtmündung H / D immer weniger Licht erhalten, falls demnicht mit der Anordnung von zusätzlichen lichtlenkenden (z.B. lichtstreuenden)Elementen entgegengewirkt wird.1.2 Leuchtdichte der Wände im Lichtschacht mit Fenstern.In einem Lichtschacht, der nicht nur der Beleuchtung eines darunterliegendenRaumes, sondern auch oder vorrangig der Beleuchtung der seitlich an denLichtschacht grenzenden Räume dient, in dessen Wände daher Fenster eingefügtsind, ist mit erheblichen örtlichen Unterschieden des Reflexionsgrades zu rechnen.Damit ergeben sich nahezu unüberschaubare Verhältnisse für die Leuchtdichteverteilungnach Standpunkt und Blickrichtung, und es kann mit einfachenMitteln nur die räumlich mittlere Leuchtdichte der Schachtwände L m´ ausgewiesenwerden.Unter der Voraussetzung hinreichend gleichmäßig über die Schachthöhe H und dieWände des Lichtschachtes verteilter Fensterflächen ist es zulässig, denReflexionsgrad der Schachtwände ρ D65 in den Gln.(1) und (6) durch einen räumlichmittleren Reflexionsgrad ρ m, D65 für Tageslicht zu ersetzen mitρD65,W⋅ A W + ρD65,F⋅ AFρ m,D65 =(7)A + AWFmitρ D65,W = Reflexionsgrad der spiegelnden SchachtwändeA W = Fläche der spiegelnden Schachtwändeρ D65,F = Reflexionsgrad der FensterA F = FensterflächeUnter Berücksichtigung von Gl.(6) ergibt sich der auf den Glasflächenanteil und dasProdukt der Transmissionsgrade aller hintereinanderliegenden Schichten derVerglasung bezogene (relative)Tageslichtquotient im Lichtschacht dann zuFGD 90°Sch⋅ ΠτD656= ⋅7∫ε= 0(sinε ⋅ cosε + 2sin2ε ⋅cosε)⋅ρ4Hm,D65 π⋅D⋅tanεdε(8)Die Ergebnisse der numerischen Integration von Gl.(8) bis zu einer relativenSchachthöhe H/D = 5 (etwa entsprechend der relativen Höhe des Lichtschachtes imForschungsprojekt Bautzner Straße 11 in Zittau) zeigt Bild 1. Es wurde einhochreflektierendes Material mit einem Reflexionsgrad ρ = 0,95 [3] angenommen.Die rechte Kurve zeigt die Ergebnisse für einen fensterlosen Schacht, die mittlere diefür einen Schacht mit 20 % Fensterflächenanteil mit ρ mD65 = 0,8. Die linke Kurvebeschreibt den Verlauf des Tageslichtquotienten in einem fensterlosen Schacht mithoch, aber diffus reflektierenden Wänden (ρ m,D65 = 0,8, weiße Farbe), berechnetnach [2]. Man sieht aus dem Vergleich deutlich, dass die tageslichttechnischen

5Vorteile spiegelnder Wände gegenüber weiß gestrichenen um so größer sind, jeschlanker der Schacht ist bzw. je tiefer die betrachtete Ebene unter derSchachtmündung liegt.Bild 1: Verlauf des relativen, auf den Glasflächenanteil und das Produkt allerTransmissionsgrade bezogenen Tageslichtquotienten über der relativenSchachthöhe H/D. Gemessene und nach Gl. (8) berechnete Werte fürspiegelnde Schachtwände. Zum Vergleich ist der Verlauf desSchwächungsfaktors k e für Schachtwirkung bei diffuser Reflexion nach DIN5034 / 3 [2] hinzugefügt.2.0 Untersuchungen am ModellZur Evaluierung der theoretischen Ergebnisse nach Abschn.1 und zur Beurteilungvisueller Effekte wurde ein Modell des historischen Lichtschachtes und derangrenzenden Räume im Forschungsobjekt Bautzener Straße 11 im Maßstab 1: 20gebaut. Der Lichtschacht hat einen nahezu rechteckigen Grundriss mit denungefähren lichten Maßen 2,5 m x 3,6 m, ist senkrecht und reicht von der Decke desErdgeschosses bis über das Dach. Er durchstößt das 1., 2. und 3. Obergeschoßsowie das Dachgeschoß. Seine Höhe beträgt 14,2 m; damit erreicht die maximalerelative Höhe H / D = 14,2 / 3,05 = 4,66. (vgl. Gl.(5)). An seiner südlichen Seite liegtdas Haupttreppenhaus, an den übrigen Seiten liegen Küchen, Bäder undGemeinschaftsräume (für Studentische Wohngemeinschaften). Der Anteil derFensterflächen an den Schachtwänden beträgt ca. 20 %. Bild 2 verdeutlicht in einerZentralperspektive des Schachtraumes von oben die räumlichen Verhältnisse.Für das geometrisch und beleuchtungstechnisch ähnliche Modell wurden alsspiegelnde Oberfläche das Material MIRO 27 der Firma Alanod [3] verwendet. Es hateinen Gesamtreflexionsgrad von 95 % mit einem diffus reflektierten Anteil von < 6 %.

6Als Fenster wurden einfache Kunststoffscheiben in die Schachtwände eingesetzt; fürWände, Böden und Decken der angrenzenden Räume wurden für Wohnungenübliche Reflexionsgrade (0,2.....0.7) gewählt. Die Schachtmündung wurde ausmesstechnischen Gründen nicht verglast. Als Lichtquelle diente eine hinreichendgroße, von oben beleuchtete Trübglasscheibe, deren Leuchtdichteverteilung der desgleichmäßig bedeckten Himmels nach [1] nahe kam. Modellbau und Messungenwurden im Rahmen zweier Seminararbeiten [4], [5] im Lehrfach „Tageslichtbeleuchtung“am Institut für Bauklimatik der TU Dresden ausgeführt und vom Autor betreut.Bild 2: Vogelperspektive des Modells des Zittauer LichtschachtesAuf eine Messung unter einem lichttechnisch autorisierten „Künstlichen Himmel“, wieer nur an wenigen Forschungseinrichtungen in Deutschland verfügbar ist, musste imfinanziellen Rahmen des Forschungsprojektes verzichtet werden. Darüber hinauswären dadurch zwar genauere Messwerte zu gewinnen gewesen, nicht aber höhereErkenntnisse über die abzuleitenden baulichen und energieökonomischen Schlussfolgerungen.2.1 MessergebnisseGemessen wurden horizontale Beleuchtungsstärken über der Schachtmündung undin verschiedenen Ebenen des Modellschachtes. Die sich daraus ergebendenrelativen Tageslichtquotienten sind in Bild 1 eingetragen.Die Messergebnisse zeigen insgesamt eine gute Übereinstimmung mit denberechneten Werten: die größte relative Abweichung liegt bei -26 %. Bis auf einenFall sind alle Messwerte kleiner als die berechneten Werte. Die Ursachen dafürliegen wohl in:- der notwendigen Vernachlässigung des (nur als Höchstwert bekannten)Anteiles diffuser Reflexion bei der Berechnung,- dem Einfluss der Halterung des Messkopfes auf die Reflexion im Schacht,- dem gegenüber realen Zweifachverglasungen geringeren Reflexionsgrad derim Modell eingesetzten Kunststoffscheiben.

7Da am Modell aus praktischen Gründen ohne Verglasung der Schachtmündunggemessen wurde, aber auch, um die Reflexionsverhältnisse im Schacht unabhängigvon der Verglasung beurteilen zu können, ist der Tageslichtquotient bezogen auf dieLichtdurchlässigkeit der Verglasung. Unter Berücksichtigung des Glasflächenanteils,des Transmissionsgrades der Verglasung und deren Verschmutzung ergeben sichdann reale Werte des Tageslichtquotienten, die etwa um den Faktor 0,55 niedrigersind als die des eingetragenen relativen Tageslichtquotienten. Das bedeutetbeispielsweise, dass am Boden des untersuchten Lichtschachtes immerhin noch einTageslichtquotient von ca. 14 % vorliegt, ein Wert, der im innerstädtischen Bereicham Fußweg vor Wohnhäusern durchaus nur selten erreicht wird.2.2 Visuelle AuswertungDie visuelle Auswertung erfolgte mit einer sehr kleinen Fernsehkamera(Objektivdurchmesser ca. 25 mm). Da die Leuchtdichteübertragungsfunktion desSystems Videokamera – Bildschirm bzw. Drucker ohnehin keine Gerade ist, wurdebei den Aufnahmen von strengen Anforderungen an die lichttechnische Ähnlichkeit[6] abgesehen, um auch Situationen an Strahlungstagen mit einfachen Mittelnplausibel darzustellen. Bild 3 zeigt den Modellschacht in der ersten, „leeren“ Version.Da dieses Bild vielfacher Spiegelung von Fenstern, Türen und Fugen derBekleidungselemente dem Bauherren als visuell verwirrend erschien, wurde in einer2. Version in die Mitte des Lichtschachtes eine (künstliche) grüne Girlande gehängt,deren in den Grundriss projizierte Fläche nur etwa 0,23 % der Grundfläche desLichtschachtes einnimmt. Die verblüffende visuelle Wirkung zeigt Bild 4: Derspiegelnde Lichtschacht erscheint als Gewächshaus mit üppigem Pflanzenbewuchs.Diese visuell positive Wirkung lässt sich verstärken durch „dickere“ Girlanden, realiterauch durch ein sich an einer Kette schmal nach oben windendes Klettergehölz. Wieweit die Girlande den Tageslichtquotient im Schacht vermindert, konnte auspraktischen messtechnischen Gründen nicht ermittelt werden.2.3 Untersuchung der Besonnungszeiten am ModellObwohl an den Lichtschacht des Pilotprojektes nur Räume grenzen, für die dieForderung nach einer Mindestbesonnungszeit von 1 Stunde am 17. Januar nach [7]nicht gilt (Treppenhaus, Küchen, Bäder, Gemeinschaftsräume für Studenten), wurdenim Interesse der Übertragbarkeit der Ergebnisse experimentelle Untersuchungenzur Besonnungszeit der Fenster geführt.Dazu wurde ein zweites, kleineres Modell des Lichtschachtes im Maßstab 1:100gebaut und unter einem Sonnenschein-Simulator untersucht (vgl. Bild 5). DieSchachtwände wurden ebenfalls mit dem Material MIRO 27 [3] belegt und dieTransmission und Absorption der Fenster durch aufgeklebte Rechtecke ausschwarzem Material simuliert. Der Boden des Lichtschachtes wurde geschwärzt. Inder Mitte der Fensterbrüstungen, dem nach Nachweisort nach [7], wurde in eineBohrung ein kurzer, 1 mm dicker, lichtstreuender Kunststoffstab gesteckt, dessenäußere Fläche deutlich aufleuchtet, sobald die Brüstung besonnt wird.Die Einschränkung der anrechenbaren Besonnung auf Sonnenhöhen ≥ 6 ° nach [7],die sich aus der Definition der Besonnung durch eine Normalstrahlung ≥ 120 W / m 2

8Bild 3: Blick in den Modellschacht vom 1. Obergeschoss nach obenBild 4: Blick in den Modellschacht mit mittig hängender Girlande

9Bild 5: Kleines Modell im Maßstab 1:100 unter dem Sonnenschein-Simulatornach [8] ergibt, musste für den Lichtschacht wegen der durch Reflexion vermindertenNormalstrahlung analog zu Gl.(1) modifiziert werden. Das bedeutet, dass in einemLichtschacht die Mindestsonnenhöhe, ab der von „Besonnung“ nach [8] gesprochenwerden kann, keine Konstante ist, sondern vom Reflexionsgrad der Wände, von derSonnenhöhe selbst und vom relativen Abstand zur Schachtmündung H / D abhängt.Dieser Zusammenhang war bei den Modell-Untersuchungen zur Besonnung mit Hilfeder bekannten Beziehungen zwischen Sonnenhöhe und Normalstrahlung zuberücksichtigen. Ein Fehler entsteht dabei durch Verwendung von Gl. (1) bezüglichdes Reflexionsgrades des Materials für Tageslicht ρ D65 statt des (in [3] nichtangegebenen) Reflexionsgrades für Sonnenstrahlung. Der Fehler dürfte für diepraktische Beurteilung der Besonnungszeiten jedoch unerheblich sein.Die Ergebnisse der geführten Untersuchungen für den 17. Januar (Kriterium fürausreichende Besonnung nach [7]) und für den 22. Juni lassen sich mit Vorsicht wiefolgt zusammenfassen:- Da die Fenster der oberen Geschosse die der unteren quasi verschatten, istdie astronomisch mögliche Besonnungszeit in den unteren Geschossengeringer als in den oberen (Ausnahme im Pilotprojekt: Fenster S 4.0 imSommer).- Selbst bei sehr geringem Fensterflächenanteil der spiegelnden Wände desLichtschachtes sind stets nur etwa 25 % der Wandflächen besonnt.- Die relative tägliche Besonnungszeit der Fenster ist von der Jahreszeit nahezuunabhängig und liegt im Bereich von 14 %....20% der astronomisch möglichenBesonnungszeit.

10- Verglichen mit herkömmlichen, außenliegenden, unverbauten Fenstern sinddie Besonnungszeiten der Fenster eines spiegelnden Lichtschachtes geringer.Sie sind aber größer im Vergleich mit außenliegenden, stark verbautenFenstern.- Die hinreichende Besonnung eines Raumes nach [7] durch einen Lichtschachtqualifiziert ihn nicht zu einem Wohnraum, da die visuelle Verbindung mit demAußenraum nicht gegeben ist.3 Realisierung des Pilotprojektes und offene FragenInzwischen (seit Februar 2004) liegt der spiegelnde Lichtschacht nicht nur im Modell,sondern in der Hauptausführung im Pilotprojekt Bautzner Straße 11 vor. RealeMessergebnisse [9] bestätigen die Gültigkeit von Gl.(8) (vgl. Bild 1). Hervorzuhebenist die Akzeptanz des verwirrend reflektierenden Lichtschachtes durch die Bewohner:Alle an den Lichtschacht grenzenden Räume sind vermietet, und es gibt keineKlagen bezüglich eventueller Blendungs- oder Spiegelungserscheinungen. Dasbedeutet, dass das Konzept eines spiegelnden Lichtschachtes zukunftsfähig ist. Bild6 zeigt einen Blick in den Schacht, Bild 7 in den an den Lichtschacht grenzendenGemeinschaftsraum im 1. Obergeschoß.Bild 6: Blick in den realisierten Zittauer LichtschachtBezüglich der elementaren Anforderungen an einen Wohnraum kann durch einenLichtschacht die notwendige visuelle Verbindung mit dem Außenraum nach [7] nichterfüllt werden. Das bedeutet, dass alle nur an den Lichtschacht grenzenden Räumekeine Wohnräume sind. Andere Bedingungen ergeben sich bei Räumen, für die die

11Bild 7: Blick in den am Lichtschacht angrenzenden Gemeinschaftsraum im 1. OGvisuelle Verbindung mit dem Außenraum durch Außenfenster gewährleistet ist, dernotwendige Tageslichtquotient [7] an den kritischen Orten aber nicht. Gerade fürdiese Räume ergibt sich durch die zusätzliche Beleuchtung durch einen Lichtschachtdie Möglichkeit, in die Kategorie eines Wohnraumes aufzurücken.Literatur[1] CIE-Committee E-3.2: Natural Daylight. Official Recommendations, CompteRendu. 13. Sitzung Bd. 2 Paris 1955[2] DIN 5034, Teil 3 – Tageslicht in Innenräumen, Berechnung[3] Prospekt „Oberflächen für die Beleuchtungs-Industrie“ der Fa. ALANODAluminium-Veredelung GmbH & Co. KG[4] Maschke, Manja; Lichthof Zittau, Seminararbeit am Institut für Bauklimatik derTechnischen Universität Dresden, SS 2003[5] Freudenberg, Roald; Liebscher, Stephan Lichtlenkende Elemente fürspiegelnde Schächte. Seminararbeit am Institut für Bauklimatik der TUD,2004[6] Renner, Eberhard; Zur Anwendung beleuchtungstechnisch realer Modelle imarchitektonischen Entwurfsprozeß. Vortrag auf dem 3. BauklimatischenSymposium der Sektion Architektur. TU Dresden, 13. bis 15. Mai 1980. Veröff.In: AID Schriftenreihe der Sektion Architektur, 1980, H.16[7] DIN 5034 Tageslicht in Innenräumen, Teil 1: Allgemeine Anforderungen. 99/10[8] DIN 5034 Teil 2, Tageslicht in Innenräumen, Grundlagen. Ausg. Feb 1985[9] Obuchowicz, Kamil; Messung der Beleuchtungsstärke im Zittauer Lichtschacht.Unveröff. Praktikumsarbeit an der Hochschule Zittau/Görlitz

Kapitel 9Untersuchungen zur Druckerhöhungsanlage (DEA)Beitrag zum Schlussbericht von Herrn Dipl.-Ing.(FH) Michael Zymek; Hochschule Zittau9 Untersuchungen des Betriebes der Druckerhöhungsanlage ............................................29.1. Anlagenbeschreibung ..............................................................................................29.2. Betrieb der DEA .......................................................................................................39.3. Fehlersuche bei mechanischen Bauteilen der Anlage.............................................89.3.1 Fehler im elektrischen Anschluss der Anlage.......................................................89.3.2 Defekte Rückschlagklappe an der Pumpe der DEA .............................................99.4. Rechnerische Kontrolle des vorhandenen Versorgungssystems...........................109.3.3 Berechnung des Summendurchflusses aller Entnahmearmaturen ....................109.4 Vorschläge zur Verbesserung der Betriebsweise der DEA.......................................149.4.1 Variante 1; Reduzierung des Förderdruckes der DEA .......................................149.4.2 Variante 2: Einsatz eines Druckbehälters auf der Vordruckseite der Pumpen ...159.4.3 Vorbildhafte energetische Sanierung der vorhandenen Anlage bei vollemKomfort............................................................................................................................189.5. Zusammenfassung der Maßnahmen und Rechenergebnisse ...............................20

9 - 29 Untersuchungen des Betriebes der DruckerhöhungsanlageAufgrund von Ausbau und Einrichtung zweier zusätzlicher Wohneinheiten im Dachgeschossdes Wohnhauses vergrößerte sich der geodätische Höhenunterschied zwischen derTrinkwasserversorgungsleitung des Versorgungsunternehmens und der ungünstigstenWasserentnahmestelle. Der zur Verfügung stehende Mindestversorgungsdruck (2,5 bar nachAussage der Stadtwerke Zittau GmbH [1]) war demzufolge für die Deckung derDruckverluste (aus geodätischem Höhenunterschied, Rohrreibung, Einzelwiderstände,Apparatewiderstände) und Sicherung des Mindestfließdruckes an der hydraulischungünstigsten Entnahmestelle nicht ausreichend. Deshalb wurde der Einsatz einerDruckerhöhungsanlage (DEA) erforderlich.9.1. AnlagenbeschreibungIm Wohngebäude Bautzner Str. 11 in Zittau befindet sich eineWilo-Comfort-Vario COR-2 MVIE 203/VR Kompakt-Druckerhöhungsanlage gemäß DIN 1988, mittelbar an dasVersorgungsnetz angeschlossen. Die Anlage besteht aus 2normalsaugenden, vertikalen Edelstahl-Hochdruck-Kreiselpumpen (mit jeweils 1,1 kW Leistung) undDrehstrommotor mit integriertem Frequenzumformer fürstufenlose Drehzahlregelung. Jede Pumpe ist mit saug- unddruckseitigem Getriebekugelhahn und Rückflussverhindererausgestattet. Eine vollelektronische Comfort-Vario-Regeleinheit sorgt für die Regelung und Verknüpfung allereingebauten, über Frequenzumformer drehzahlgeregelten Einzelpumpen. Die Regeleinheitbesitzt eine LCD-Anzeige für Status- und Ist-Druckanzeige sowie ein Bedienungsmenü zurParametrierung von Druckniveau und allen Sollwertvorgaben. Über einen Historienspeicherwerden die Betriebs- und Fehlermeldungen aufgenommen. Die Anlage verfügt über eineSchnittstelle für GLT-Anbindung und potentialfreie Kontakte für Sammelbetriebs- undSammelstörmeldungen sowie Gesamt- und Einzelbetriebsstundenzähler.Die Regeleinheit gewährleistet einen automatischen Pumpentausch zur Laufzeitoptimierung,eine Störumschaltung und programmierbaren Testlauf. Druckstoßfreies Abschalten undEinschalten der Grund- und Spitzenlastpumpen erfolgt durch adaptive PID-Regler.Ausschaltung der Grundlastpumpe findet bei Q = 0 l/s statt.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

9 - 3Abbildung 9.1.1Mittelbarer Anschluss einer DEA ohne Druckbehälter auf der DruckseiteDie Abbildung 9.1.1 zeigt die installierte Situation im Forschungsobjekt. Es wurde einmittelbarer Anschluss der DEA ohne Druckbehälter auf der Druckseite der Pumpen und mitVorbehälter (geschlossener, unter atmosphärischem Druck stehender Behälter) auf derSaugseite der Pumpen vorgenommen.Aufgrund der Tatsache, dass sich auf der Druckseite der Anlage kein Druckbehälter befindet,schalten die Pumpen bei jeder Wasserentnahme unabhängig von der Menge und Zapfstellean. Die Doppelpumpenanlage gewährleistet mit ihrer Redundanz eine höchstmöglicheVersorgungssicherheit bei vertretbaren Investitionskosten. Alle 6 Betriebsstunden wechseltdie Anlage automatisch zwischen der Pumpe 1 und 2. Somit soll für eine gleichmäßigeBelastung beider Pumpen gesorgt werden. Ein gleichzeitiger Betrieb beider Pumpen istreglungstechnisch möglich, aber aufgrund der geringen zu überwindenden Druckstufe nichterforderlich.9.2. Betrieb der DEADie Druckerhöhungsanlage in dem Mehrfamilienwohnhaus an der Bautzner Straße 11 inZittau ist seit September 2003 in Betrieb. Die beiden Hochdruck-Kreiselpumpen habeninsgesamt 16.907 Betriebsstunden geleistet (Stand 27. September 2006). Im Durchschnittsind die Pumpen 5.482 Stunden pro Jahr im Gang gewesen, das entspricht einerdurchschnittlichen Laufzeit von etwa 15 Stunden am Tag. Während des bisherigenAnlagebetriebes sind keine Schäden aufgetreten und es wurden auch keine Reparaturendurchgeführt.Der Betrieb der DEA wurde anhand des Elektroenergie- und Trinkwasserverbrauchs imZeitraum vom 01.01. bis 31.12.2005 bewertet. Die Quelle für die Rekonstruktion desAbnahmeverhaltens der Mieter und gleichzeitig für die Betriebsweise der DEA warenzeitabhängig automatisch gespeicherte Messdaten. Der gesamte Trinkwasserverbrauch wirddurch einen Hauswasserzähler mit Kontaktausgang zur Datenübertragung erfasst. DerElektroenergieverbrauch wird durch einen LON-Drehstromzähler registriert. Das Zeitintervallder Messdatenaufnahme beträgt für beide Messgeräte 1 Minute. Der Verlauf der über dieSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

9 - 4Datenerfassungsanlage aufgezeichneten Messwerte für den gesamten Trinkwasserverbrauchim Gebäude und den Elektroenergieverbrauch der Druckerhöhungsanlage wird inAbbildung 9.2.1 dargestellt. Im Jahr 2005 hat die DEA insgesamt 3.383 kWh elektrischerEnergie zur Versorgung des Wohnhauses mit 619 m³ Trinkwasser benötigt. Der Anteil desElektroenergieverbrauchs der Druckerhöhungsanlage betrug im Bezug auf denGesamtelektroenergieverbrauch der Haustechnik 8,9 % und auf den des Hauses 13,7 %.8m³/d7Täglicher Trinkwasser- und Elektroenergieverbrauch derDruckerhöhungsanlage im Jahr 2005Trinkwasserverbrauch ganzes HausElektroenergieverbrauch der DEA16kWh/d146125104836241201.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.120Abbildung 9.2.1 Zusammenhang täglicher Trinkwassergesamtverbrauch und Elektroenergieverbrauchder Druckerhöhungsanlage im Jahr 2005Die höchste tägliche Trinkwasserentnahme fand am 5. Januar statt und betrug 3,47 m³,wobei die Mieter eine Wohneinheit an dem Tag nicht anwesend waren. Zur Lieferung dieserWassermenge haben beide Pumpen 11,5 kWh elektrischer Elektroenergie verbraucht, wasaber kein Höchstverbrauch der Anlage war. Die geringste Wasserentnahme von 0,15 m³wurde am 25. Dezember bei nur einer belegten Wohneinheit aufgenommen. Derdazugehörige Elektroenergieverbrauch der DEA betrug 0,7 kWh. Der höchsteElektroenergieverbrauch der Anlage wurde am 11. Januar mit 15,0 kWh gezählt. Diegeringste im Auswertungszeitraum gemessene Elektroenergiemenge von 0,4 kWhverbrauchten die Pumpen am 14. August zur Versorgung des Gebäudes mit 0,20 m³Trinkwasser.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

9 - 5Datum 05.01.05 25.12.05 14.08.05 11.01.05Wasserverbrauch 3,41 m³ 0,15 m³ 0,20 m³ 3,21 m³Elt. Verbrauch 11,5 kWh 0,7 kWh 0,4 kWh 15,0 kWhVerhältnis 3,37 kWh/m³ 4,67 kWh/m³ 2,0 kWh/m³ 4,67 kWh/m³Tabelle 9.2.1 Zusammenhang Wasser- und Elektroenergieverbrauch DEADaraus ist deutlich zu erkennen, dass zwischen Elektroenergieverbrauch und geförderterWassermenge kein linearer Zusammenhang besteht.Die Differenzierung des Verbrauchs von Trinkwasser ist im Falle eines Gebäudes, dass fürstudentisches Wohnen genutzt wird, streng mit dem Semesterverlauf verbunden. DieseErkenntnis wurde anhand der Auswertung des Trinkwasserverbrauchs der einzelnenWohneinheiten im Zusammenhang mit dem Studienjahresablaufplan gewonnen.Aus dem in Abbildung 9.2.1 aufgeführten Verlauf der Messdaten ist ersichtlich, dass einhoher Wasserverbrauch nicht immer mit entsprechend großem Elektroenergieverbrauchverbunden ist. Um dieses Problem eingehender zu betrachten, werden beide Messreihen insVerhältnis gesetzt und in Abbildung 9.2.2 abgebildet.Betrieb der Druckerhöhungsanlagespeziefischer Elektroenergieverbrauch im Jahr 200530,025,020,0kWh/m³15,010,05,00,01.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. 1.9. 1.10. 1.11. 1.12.Abbildung 9.2.2 Spez. Elektroenergieverbrauch der Druckerhöhungsanlage im Jahr 2005Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

9 - 6Der in der Abbildung 9.2.2 dargestellte spezifische Elektroenergieverbrauch derDruckerhöhungsanlage schwankt zwischen dem Kleinstwert von 1,96 kWh/m³ und demHöchstwert von 25,33 kWh/m³. Der Mittelwert dieser Größe wurde mit 6,48 kWh/m³errechnet. Aus der Darstellung ist deutlich erkennbar, dass die höchsten spezifischenEnergieverbräuche während der Sommersemester-, Winterferien bzw.lehrveranstaltungsfreien Tagen, d.h. bei geringster Mieteranwesenheit und demzufolgekleinem Wasserverbrauch gemessen wurden. Bei der detaillierten Betrachtung desTrinkwasserverbrauchs im Gebäude und des Elektroenergieverbrauchs derDruckerhöhungsanlage wurde festgestellt, dass der Betrieb der Anlage nicht immer optimalist.0,35m³0,30,250,20,150,10,0500:002:00Betrieb der DEA 20 - 21.08.05MZ TWK ganzes HausELT DEA4:006:008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:000:002:004:006:008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:0020.08.05 nur WE6 (2.OG) belegt 21.08.05 WE1 (1.OG) und WE6 (2.OG) belegtAbbildung 9.2.3 Betrieb der Druckerhöhungsanlage am 20. und 21. August 2005Der ersichtlichste Mangel ist der Energieverbrauch der Anlage ohne aufgezeichneterWasserentnahme im Haus. Die meisten Fälle davon wurden in den Nachtstundenaufgezeichnet. Die Abbildung 9.2.3 zeigt, welchen großen Einfluss diese Feststellung aufden Elektroenergieverbrauch der Druckerhöhungsanlage hat. Die beiden abgebildeten Tageunterscheiden sich nur geringfügig in dem Wasserverbrauch (20 Liter), aber rasant in demVerbrauch der elektrischen Energie, die die Druckerhöhungsanlage benötigt hat (fast dasDreifache). Dies ist grundsätzlich durch den Betrieb der Anlage am 21.08.2005 von 2:31 Uhrbis 6:15 Uhr verursacht worden. In dem genannten Zeitintervall wurde kein Wasser aus demVersorgungsnetz entnommen (laut der Wasserzähleranzeige) und trotzdem hat die DEA ca.2,1 kWh Elektroenergie verbraucht. An dieser Stelle soll noch erwähnt werden, dass etwa7kWh6543210Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

9 - 7die gleiche Energiemenge die DEA am 20.08.2005 zur Lieferung von 320 Liter Wasserverbraucht hat.Der spezifische Elektroenergieverbrauch der DEA betrug an den beiden Tagenentsprechend 6,4 kWh/m³ und 19,7 kWh/m³. In der Abbildung 9.2.4 ist der Verlauf derMessdaten vom 11. und 12. August mit dem höchsten spezifischen Energieverbrauch imJahr 2005 abgebildet.2,5m³2Betrieb der DEA 11 - 12.08.05MZ TWK ganzes HausELT DEA10kWh81,5610,500:002:004:006:008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:000:002:004:006:0011.08.05 größter spez. ELT-Verbrauch der DEA im Jahr 2005Gebäude belegt bis zum 2.OG (WE 1, 5 und 6)8:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:0012.08.05 nur 2.OG belegt (WE 4, 5 und 6)Abbildung 9.2.4. Betrieb der Druckerhöhungsanlage am 11. und 12. August 2005Der spezifische Energieverbrauch der DEA betrug an den zwei Tagen 25,3 kWh/m³ und 25,2kWh/m³.Es gibt mehrere Vermutungen zum nicht optimalen Betrieb der Anlage.‣ Die lange Nachlaufzeit der Pumpen trotz des programmierten Nullmengen-Tests von10 Sekunden kann durch ungenügende Entlüftung der Pumpen verursacht werden.Diese Annahme bestätigen charakteristische Geräusche („gluckern“), die beimAnfahren und Ausschalten der Pumpe Nummer 2 auftreten.‣ Ein weiterer Grund kann eine Undichtheit im Rückflussverhinderer an den Pumpensein.‣ Es ist auch denkbar, dass der Betrieb der Pumpen im Zeitraum, wo keineWasserentnahme stattfindet, durch nicht vollständig schließende Entnahmearmaturen(vor allem Spülkasten) bewirkt werden kann. Tropfendes Wasser trägt420Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

9 - 8zum Druckabfall im Leitungssystem bei und führt automatisch zum Anfahren derAnlage. Aufgrund des geringen Durchflusses wird es vom Wasserzähler nichtwahrgenommen.‣ Schließlich kann auch ein zu hoch eingestellter Druck-Sollwert die unoptimaleWirkungsweise der Anlage hervorrufen.Um dieses Problem weiter zu untersuchen, wird in dem folgenden Abschnitt einerechnerische Kontrolle des Systems durchgeführt. Weiterhin werden Vorschläge zurVerbesserung der Betriebsweise abgearbeitet.9.3. Fehlersuche an mechanischen Bauteilen der AnlageIm Rahmen der Untersuchungen wurden wiederholt Betriebszeiten mit hohemElektroenergieverbrauch bei geringem bzw. keinen gefördertem Volumenstromaufgezeichnet. Die Abbildungen sind im Abschnitt 9.2 enthalten.30spezifischer Elektroenergieververbrauch der DEA inAbhängigkeit vom geförderten Volumenstrom1.1.2005 - 26.9.200625kWh/ m³201510500 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4tägliche Wassermenge in m³Abbildung 9.3.1 spezifischer Elektroenergieverbrauch der DEA von Januar bis September 2006In der Abbildung sind Tage mit geringem Wasserverbrauch und einem hohem spezifischenElektroenergieverbrauch zu erkennen.9.3.1 Fehler im elektrischen Anschluss der AnlageIm September 2005 versagte das Schwimmerventil des Vorbehälters derDruckerhöhungsanlage. Die Folge war ein Abfluss des nachströmenden Wasser aus demVersorgungsnetz in die Kanalisation. Diese Fehlermeldung sollte in der Regelung erkanntund mittels einer Warnleuchte erkennbar gemacht werden. Die Aufschaltung war nichtSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

9 - 9korrekt ausgeführt. Der Mangel wurde der Wohnbaugesellschaft Zittau mitgeteilt und durchden Installationsbetrieb umgehend behoben. Anhand der Aufzeichnungen des Wassererbrauchesgingen ungefähr 420 Liter Wasser verloren.9.3.2 Defekte Rückschlagklappe an der Pumpe der DEAAm 27.10.2006 wurde die Druckerhöhungsanlage wiederholt abgeschaltet und vom Netzgetrennt. Die Anlage wurde nun mehrfach gegen die geschlossenen Ventile des Rohrnetzesvon Hand gestartet. Ziel war das Lösen einer vermuteten Blockierung der Rückschlagklappeder Pumpenanlage.Betrieb der Druckerhöhungsanlagespeziefischer Elektroenergieverbrauch im Jahr 200630,025,020,0kWh/m³15,010,05,00,01.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. 1.9. 1.10. 1.11. 1.12.Abbildung 9.3.2 Spez. Elektroenergieverbrauch der Druckerhöhungsanlage im Jahr 2006Mit dem Lösen der verklemmten Rückschlagklappe sinkt der spezifischeElektroenergieverbrauch entscheidend. Es kommt zu keinem Druckabfall im System mehrund somit gibt es für die Druckerhöhungsanlage keinen Grund mehr ständig in Betrieb zugehen. Der spezifische Elektroenergieverbrauch von 01.01. bis 27.09.2006 beträgt6,93 kWh/m³. Der spezifische Elektroenergieverbrauch vom 28.09.2006 bis zum Jahresendedagegen nur 2,69 kWh/m³.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

9 - 109.4. Rechnerische Kontrolle des vorhandenen VersorgungssystemsNeben der Senkung des Elektroenergieverbrauches durch den auftretenden Druckverlust inder Anlage ohne Wassertransport, wurde auch die Regelung der Druckerhöhungsanlageuntersucht.9.3.3 Berechnung des Summendurchflusses aller EntnahmearmaturenRichtwerte für Mindestfließdrücke und Berechnungsdurchflüsse wurden aus der Tabelle 11.der DIN 1988 T3 entnommen.MindestflieβdruckBerechnungs- Summen-Strang Geschoss WEdurchfluss durchflussEntnahmearmaturp min Fl TWK TWW TWK TWWmbar l/s l/sA 1OG 1 (WC) Brausewanne 1000 0,15 0,15Waschtisch 1000 0,07 0,07Spülkasten 500 0,130,35 0,222OG 4 (WC) Brausewanne 1000 0,15 0,15Waschtisch 1000 0,07 0,07Spülkasten 500 0,130,35 0,223OG 7 (WC) Brausewanne 1000 0,15 0,15Waschtisch 1000 0,07 0,07Spülkasten 500 0,130,35 0,22Σ: 1,05 0,66Tabelle 9.4.1 Beispielhafte Berechnung des Summendurchflusses für Strang A (vorhandene Anlage)Das Gebäude wird von 4 Leitungssträngen versorgt. Tabelle 9.4.1 zeigt die beispielhafteBerechnung der Summendurchflüsse für einen Strang. Die Berechnung wurde für dievorhandenen Stränge A bis D durchgeführt. Die Summe aller Berechnungsdurchflüsse(Summendurchfluss Σ R ) für Trinkwasser kalt und warm betragen Σ V R = 10,88l/s.V .Für die Umrechnung von Summendurchfluss auf den Spitzendurchfluss im Bereich 0,07 l/s

9 - 11Der Spitzendurchfluss nach der obigen Gleichung beträgtErforderlicher Druck nach der DEA (p nach ).VS= 1,86 l/s.Die DEA im Wohngebäude an der Bautzner Straße 11 in Zittau ist mittelbar an dieVersorgungsleitung ohne Druckbehälter auf der Enddruckseite der Pumpen und mitVorbehälter (geschlossener, unter atmosphärischem Druck stehender Behälter auf derVordruckseite der Pumpen) angeschlossen. Bei dieser Anschlussart werden vor der DEAentstehende Druckverluste (infolge Rohrreibung, Einzelwiderständen, Wasserzähler undApparaten) und der Mindest-Versorgungsdruck (p min V ) nicht bei der Berechnung betrachtet.Erforderlicher Druck nach den Pumpen der DEA (p nach ) wird als Summe aus:‣ Druckverlust aus geodätischem Höhenunterschied (Δp geo, nach )‣ Mindestfließdruck an der hydraulisch ungünstigsten Entnahmestelle (p min Fl )‣ Druckverlust aus Rohrreibungs- und Einzelwiderständen Σ(l·R + Z) nach‣ Druckverlust des Wasserzählers nach der DEA (Δp WZ, nach )‣ Druckverluste der Apparate, z. B. durch Filter und Dosieranlage nach der DEA(Δp Ap, nach )berechnet.Druckverlust aus geodätischem Höhenunterschied (Δp geo ): Höhendifferenz zwischen DEAund hydraulisch ungünstigster Entnahmestelle h geo = 19,45 m (Dachgeschoss WE 10).Δpgeo, nach ≈ hgeo·100 in mbar (mit hgeo in m)Δp geo, nach ≈ 19,45·100 = 1945 mbarΔp geo, nach = 1945 mbarMindestfließdruck an der hydraulisch ungünstigsten Entnahmestelle (p min Fl ): erforderlicherstatischer Überdruck an der Anschlussstelle einer Wasserentnahmearmatur bei ihremMindest-Entnahmearmaturen-Durchfluss (Mischbatterie Badewanne WE 10 Dachgeschoss).p min Fl = 1000 mbarDruckverlust aus Rohrreibungs- und Einzelwiderständen nach der DEA [Σ(l·R + Z) nach ]:Druckverlust aus der Rohrreibung einer Berechnungsstrecke (hydraulisch ungünstigsterFließweg) und Einzelwiderständen, z.B. Abzweig, Bogen, Ventil. Die Berechnung erfolgtanhand der Summen- und Spitzendurchflüsse von Kaltwasser.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

9 - 12Der Druckverlust aus Rohrreibung in Stockwerks- und Einzelzuleitungen (PE-X Rohre)beträgt rechnerisch 25,8 mbar.Rohrreibungsdruckverlust in Verteilungs- und Anschlussleitungen Σ(R·l) nachΣ(R·l)nach = 518,1 mbar + 25,8 mbar = 544 mbarDruckverlust aus Einzelwiderständen:Geschätzter Anteil für Einzelwiderstände: 40% des Druckverlustes aus Rohrreibung inVerteilungs- und Anschlussleitungen.Σ(Z)nach = 0,40 · 544 mbar = 218 mbarDruckverlust aus Rohrreibungs- und Einzelwiderständen nach der DEA:Σ(l·R + Z)nach = 544 mbar + 218 mbar = 762 mbarDruckverlust des Wasserzählers (ΔpWZ): Hauswasserzähler (Trockenläufer) für dieVerbrauchsvisualisierung; Wasserzähler (WE10); der Hauswasserzähler der Stadtwerke istvor dem atmosphärischen Wasserbehälter eingebaut und wird bei der Druckverlustrechnungnicht betrachtet.Der Druckverlust des Wasserzählers wird für den Spitzendurchfluss nach folgenderGleichung berechnet:ΔpWZ = ΔpWZ (Qn) ( V.S2 / Qn2)WasserzählerHauswasserzähler(Fa. Techem)Wasserzähler WE 10(Fa. Techem)NenndurchflussQ n [m³/h]Tabelle 9.4.2 Druckverlust der ZähleinrichtungenΔp WZ, nach = 420 mbarDruckverlustbei Q n [mbar]Spitzendurchfluss.V S [m³/h]Druckverlustbei6,00 250 6,70 3101,50 250 1,00 110Summe: 420.VS[mbar]Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

9 - 13Druckverluste der Apparate nach der DEA (Δp Ap, nach ): im Gebäude befinden sich 2Wasserfilter nach der DEA, sie sind an der Steigleitung zum Büfett in der Gewerbeeinheitangeordnet und liegen nicht entlang des hydraulisch ungünstigsten Weges.Δp Ap, nach = 0 mbarErforderlicher Druck nach der DEA (p nach ):p nach = 1945 mbar + 1000 mbar + 762 mbar + 420 mbarp nach = 4127 mbar ≈ 4,1 barDer Rohrreibungsdruckverlust in Verteilungs- und Anschlussleitungen wurde mit einemdifferenzierten Berechnungsgang ermittelt und als Grundlage für die Abschätzung desAnteils der Einzelwiderstände verwendet. Für die Abschätzung der Druckverluste ausRohrreibungs- und Einzelwiderständen der Verbrauchsleitungen nach der DEA [Σ(R·l+Z) nach ]können die Werte aus der Tabelle 2 der DIN 1988 Teil 5 gewählt werden.Rohrleitungslänge DEA bis hydraulischungünstigster Entnahmestelle Σl nach [m]Mittleres Druckgefälle der VerbrauchsleitungenΔ p ( l ⋅ R + Z)=l Σlnachnach[mbar/m]≤ 30 20> 30 - ≤ 80 15> 80 10Tabelle 9.4.3 Mittleres Druckgefälle der VerbrauchsleitungenVerbrauchsleitungslänge nach der DEA im GebäudeΣlnach = 58,55 mMittleres Druckgefälle der Verbrauchsleitungen Δp/l = 15 mbar/mGeschätzter Druckverlust aus Rohreibungs- und Einzelwiderständen in Verbrauchsleitungennach der DEA:Σ(R·l + Z) nach = Σl nach · Δp/l = 58,55 m · 15 mbar/m = 878,25 mbarΣ(R·l + Z) nach = 880 mbarErforderlicher Druck nach der DEA (p nach ) (berechnet mit dem geschätzten Druckverlust ausRohreibungs- und Einzelwiderständen):p nach = Δp geo, nach + p min Fl + Σ(l·R + Z) nach + Δp WZ, nach + Δp Ap , nach in mbarp nach = 4245 mbar ≈ 4,2 barSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

9 - 14Ermittlung des Förderdruckes der DEA (mittelbarer Anschluss):Der Förderdruck der DEA (Δp P ) ergibt sich nach DIN 1988 Teil 5 aus der Differenz zwischendem bei Spitzendurchfluss erforderlichen Betriebsüberdruck der DEA (p nach ) und dem vor derDEA bei Spitzendurchfluss zur Verfügung stehenden Betriebsüberdruck (p vor )ΔpP = pnach - pvor in mbar, bzw. barBeim mittelbaren Anschluss ist der Betriebsüberdruck vor der DEA gleich 0 bar.Δp P = 4,1 bar – 0 bar = 4,1 barBestimmung der Pumpenleistung (P P ) (mittelbarer Anschluss):Für die Bestimmung der Pumpenleistung wird der rechnerisch ermittelte Förderdruck derDEA ΔpP = 4,1 bar und der SpitzendurchflussV .S= 1,86 l/s = 6,7 m³/h verwendet.Theoretische Pumpenleistung: Ptheor = V .S · ΔpPP theor = 1,86 l/s · 4,1 bar = 6,7 m³/h · 4,1 · 10 5 PaP theor ≈ 760 WDie tatsächliche Pumpenleistung wird unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades (η P )bestimmt. Für mittelgroße Pumpen liegt der Wirkungsgrad zwischen 60 und 75 %.Tatsächliche Pumpenleistung: P tats = P theor · 1/ η P760 W · 1/0,75 ≤ P tats ≤ 760 W · 1/0,601013,3 W ≤ P tats ≤ 1266,7 W1,00 kW ≤ P tats ≤ 1,30 kW9.4 Vorschläge zur Verbesserung der Betriebsweise der DEAHoher und gleichzeitig schwankender Energieverbrauch der DEA erfordert eine Optimierungihrer Betriebsweise. Die Basis für Lösungsvorschläge sind rechnerisch ermittelte Kennwertedes im Gebäude vorhandenen Wasserversorgungssystems. Die Prüfung derTrinkwasseranlage erfolgte anhand DIN 1988 Teil 3 und 5.9.4.1 Variante 1; Reduzierung des Förderdruckes der DEAIm vorhandenen Zustand beträgt der eingestellte Förderdruck der DEA im Gebäude 4,5 bar.Das Umstellen des Förderdruckes der DEA von 4,5 bar auf 4,1 bar ergibt eine Senkung dertheoretisch benötigten Pumpenleistung um ca. 10%.Theoretische Pumpenleistung: Ptheor = V .S · ΔpPtheoretische Pumpenleistung beim Δp P = 4,5 barSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

9 - 15P theor = 1,86 l/s · 4,5 bar = 6,7 m³/h · 4,5 · 10 5 PaP theor ≈ 840 Wtheoretische Pumpenleistung beim Δp P = 4,1 barP theor = 1,86 l/s · 4,1 bar = 6,7 m³/h · 4,1 · 10 5 PaP theor ≈ 760 WΔp Pin barP theorP tats in kWin W η P = 60 % η P = 75 %4,5 840 1,40 1,104,1 760 1,30 1,00Tabelle 9.4.1 Einsparpotential Variante 1Geringere Pumpenleistung bedeutet geringeren Elektroenergieverbrauch bei immer nochgewährleisteter Trinkwasserversorgungssicherheit.Der ermittelte erforderliche Druck nach der DEA p nach = 4,1 bar wird weiterhin bei derBearbeitung anderer Lösungsvorschläge zur Verbesserung der Betriebsweise derDruckerhöhungsanlage benutzt.9.4.2 Variante 2: Einsatz eines Druckbehälters auf der Vordruckseite der PumpenMit dem Einsatz eines Druckbehälters auf der Vordruckseite ändert sich die Anschlussart derDEA. Der vorhandene mittelbare Anschluss lässt die Nutzung des Versorgungsdrucks nichtzu. Unmittelbarer Anschluss ist eine direkte Verbindung der Druckerhöhungsanlage mit derVersorgungsleitung und bildet ein geschlossenes System. Der unmittelbare Anschlussschließt eine hygienische Beeinträchtigung des Trinkwassers aus und ist dem mittelbarenAnschluss vorzuziehen. Der Druckbehälter wird an Stelle des Vorbehälters eingesetzt.Abbildung 9.4.1 Unmittelbarer Anschluss einer DEA ohne Druckbehälter auf der Enddruckseite derPumpen mit Druckbehälter auf der Vordruckseite der PumpenBestimmung des Gesamtvolumens des Druckbehälters auf der Vordruckseite der Pumpen(V V ):Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

9 - 16Das Gesamtvolumen eines Druckbehälters auf der Vordruckseite der Pumpen kann ohnenähere Nachweise nach Tabelle 3 der DIN 1988 Teil 5 ermittelt werden.Förderstrom der DEAm³/h.V max P≤ 7 0,3> 7 - ≤ 15 0,5> 15 0,75Gesamtvolumen des DruckbehältersAuf der Vordruckseite der Pumpen V Vm³Tabelle 9.4.2 Gesamtvolumen für Druckbehälter auf der Vordruckseite in Abhängigkeit vomFörderstrom der DruckerhöhungsanlageDer Förderstrom der DEA ist gleich dem Spitzendurchfluss aller Entnahmearmaturen, d.h..V max PV .= S = 6,7 m³/h.Für einen Förderstrom ≤ 7 m³/h liefert die Tabelle ein Gesamtvolumen von VV = 0,3 m³.Ermittlung des Förderdruckes der DEA:Der Förderdruck der DEA (Δp P ) ergibt sich nach DIN 1988 Teil 5 aus der Differenz zwischendem bei Spitzendurchfluss erforderlichen Betriebsüberdruck der DEA (p nach )und dem vor der DEA bei Spitzendurchfluss zur Verfügung stehenden Betriebsüberdruck(p vor )ΔpP = pnach - pvor in mbar, bzw. barDer erforderliche Druck nach der DEA wird aus Abschnitt 9.4.2 entnommen.p nach = 4,1 barDer zur Verfügung stehender Druck vor der DEA (p vor ) ergibt sich aus der Differenz zwischendem Mindest-Versorgungsdruck (p min V ) und der Summe aus Druckverlust aus geodätischemHöhenunterschied zwischen Versorgungsleitung und DEA (p geo, vor ), Druckverlust desWasserzählers vor der DEA (Δp WZ, vor ) Druckverlust aus Rohrreibungs- und Einzelwiderständenvon der Versorgungsleitung bis zur DEA [Σ(l·R + Z) vor ] (einschließlichEinzelwiderständen von Armaturen, Rohrverbindungsteilen und Behälterein- und -austrittenvor der DEA).Druckverluste der Apparate vor der DEA, z. B. Filter, Dosiergeräte u. a. (Δp Ap, vor )Mindest-Versorgungsdruck (p min V ): minimaler statischer Überdruck an der Anschlussstelleder Anschlussleitung an die Versorgungsleitung nach Angabe des zuständigenWasserversorgungsunternehmens (Stadtwerke Zittau)p min V = 2,5 bar = 2500 mbar.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

9 - 17Druckverlust aus geodätischem Höhenunterschied zwischen Versorgungsleitung und DEA(p geo, vor ): im Wohngebäude Bautzner Str. 11 befindet sich die DEA ca. 1 m unterhalb derAnschlussstelle mit der Versorgungsleitung, deshalb wird für die Berechnung p geo, vor = 0mbar angenommen.p geo, vor = 0 mbarDruckverlust des Wasserzählers vor der DEA (Δp WZ, vor ): Woltmann-Zähler (Zenner)Δp WZ, vor = 200 mbarDruckverlust aus Rohrreibungs- und Einzelwiderständen von der Versorgungsleitung bis zurDEA [Σ(l·R + Z) vor ]:Druckverlust aus Rohreibungswiderständen von der Versorgungsleitung bis zur DEA[Σ(l·R) vor ]:Σ(l·R) vor = 76 mbarDruckverlust aus Einzelwiderständen:Geschätzter Anteil für Einzelwiderstände: 40 % des Druckverlusts aus Rohrreibungswiderständenvon der Versorgungsleitung bis zur DEAΣ(Z)vor = 0,40 · 76 mbar = 30 mbarDruckverlust aus Rohrreibungs- und Einzelwiderständen vor der DEA:Σ(l·R + Z)vor = 76 mbar + 30 mbar = 106 mbarDruckverluste der Apparate vor der DEA: Cosmo Clear Rückspül-Schutzfilter 2˝Δp Ap, vor = 200 mbarZur Verfügung stehender Druck vor der DEA (p vor ):p vor = 1994 mbar ≈ 2,0 barDer Förderdruck der DEA (Δp P ):Δp P = p nach - p vorΔp P = 4,1 bar – 2,0 bar = 2,1 barBestimmung der Pumpenleistung (unmittelbarer Anschluss):Theoretische Pumpenleistung bei dem Förderdruck der DEA Δp P = 2,2 bar:Ptheor =V .S· ΔpPSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

9 - 18P theor = 1,86 l/s · 2,1 bar = 6,7 m³/h · 2,1 · 10 5 PaPtheor ≈ 390 WTatsächliche Pumpenleistung: P tats = P theor · 1/ η P (für η P = 60 – 75 %)390 W · 1/0,75 ≤ P tats ≤ 390 W · 1/0,60520 W ≤ P tats ≤ 650 W0,52 kW ≤ P tats ≤ 0,65 kWBeim Vergleich mit Istzustand (Δp P = 4,5 bar, P theor ≈ 840 W) wird beim Einsatz einesDruckbehälters auf der Vordruckseite der Pumpen eine Senkung der theoretisch benötigtenPumpenleistung von ca. 54 % erreicht.Der Einsatz eines Druckbehälters auf der Vordruckseite der DEA führt zur deutlichenSenkung des Elektroenergiebedarfs, löst aber das Problem der langen Nachlaufzeit derPumpen zum Druckausgleich im Netz nicht auf.Die Betrachtungen des Kapitels sind nicht umsetzbar, da ein geschlossener, unteratmosphärischen Druck stehender Vorbehälter auf der Vordruckseite notwendig ist. Einemunmittelbaren Anschluss wurde seitens des Versorgungsunternehmens nicht zugestimmt.9.4.3 Vorbildhafte energetische Sanierung der vorhandenen Anlage bei vollemKomfortIn den Abschnitten 9.4.1. – 9.4.2. erfolgt die Optimierung des Betriebes der DEA ohneEingriff und Änderung des Trinkwasserverteilungsnetzes im Gebäude. In diesem Abschnittwird eine Musterlösung zur Trinkwasserversorgung für das Gebäude bearbeitet. DieÜberlegungen sind nur theoretisch, weil Umbauten der vorhandenen Anlage dazu höchstunwirtschaftlich sind. Die Anschlussart der DEA wird auf dem folgenden Bild dargestellt.Abbildung 9.4.2 Mittelbarer Anschluss einer DEA (Sanierungsvorschlag)Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

9 - 19Die Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. zeigt eine Vorzugsvariante derSanierung mit Druckbehälter auf der Enddruckseite der Pumpen. Die Grundgedanken füreine Sanierung sind:• Versorgung der Gewerbeeinheit mit Netzdruck (Anschluss vor der DEA)• Verzicht auf Versorgung der Gewerbeeinheit mit Warmwasser• Abbau von 3 Wasserzählern [Hauswasserzähler, 2 Techem-Wasserzähler (TWK undTWW) Gewerbe-WC Damen für die unterschiedlichen Versorgungsstränge]Ermittlung des Spitzendurchflusses (Musterlösung):Summe aller Berechnungsdurchflüsse (Summendurchflusskalt und Trinkwasser warm:ΣV .R= 10,60 l/sΣV .R ) für TrinkwasserFür die Umrechnung von Summendurchfluss auf den Spitzendurchfluss im Bereich 0,07 l/s

9 - 20P theor = 1,83 l/s · 3,8 bar = 6,6 m³/h · 3,8 · 10 5 PaPtheor = 695 WTatsächliche Pumpenleistung: P tats = P theor · 1/ η P (für η P = 60 – 75 %)695 W · 1/0,75 ≤ P tats ≤ 695 W · 1/0,60930 W ≤ P tats ≤ 1160 W0,93 kW ≤ P tats ≤ 1,16 kWBeim Vergleich der theoretischen Pumpenleistung aus Abschnitt 9.4.1. für Δp P = 4,5 bar vonP theor = 840 W mit letzter Berechnung kommt man auf eine Senkung der theoretischenPumpenleistung um ca. 17%.In der Tabelle 9.4.3. wird ein Vergleich der Pumpenleistung in Abhängigkeit vonAnschlussart und Förderdruck der DEA (Δp P ) dargestellt.Anschlussart der DEAΔp Pin barP theorP tats in kWin W η P = 60 % η P = 75 %mittelbar 4,5 840 1,40 1,10mittelbar 4,1 760 1,30 1,00Musterlösung, mittelbar mitDruckbehälter Enddruckseite derPumpenTabelle 9.4.3Vergleich der Pumpenleistung3,8 695 1,16 0,96Durch die aufgezeichneten Maßnahmen könnte die theoretische Pumpenleistung der DEAum 17 % gesenkt werden. Bei einem Elektroenergieverbrauch der Anlage von 3.383,3 kWhfür das Jahr 2005 ergibt sich ein geringes Potential. Bei einem Preis von 20 Cent/kWh ergibtsich eine Einsparung von 115 Euro. Betriebswirtschaftlich ist auf alle Fälle der Umbau erstsinnvoll, wenn die Anlage verschlissen ist.9.5. Zusammenfassung der Maßnahmen und RechenergebnisseWährend die rechnerischen Überlegungen und Berechnungen nach der Norm einentheoretischen Einspareffekt an Elektroenergie ausweisen, ist mit dem praktischen Eingriff indie Anlage ein ablesbarer Nutzen entstanden. Für die Überlegungen des Kapitels 9.4 sprichtallerdings die Tatsache, dass die Anlage im Objekt nicht konsequent nach der Normumgesetzt wurde. So muss eine Einteilung in Druckzonen erfolgen und so viele Bereiche wiemöglich ohne Druckerhöhung (Normalzone) versorgt werden. Im untersuchten Gebäudewären dieses die Gewerbeeinheit im Erdgeschoss und die Wohneinheiten im Anbau für dieKaltwasserversorgung.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

9 - 21Literatur und Quellen:[1] Telefonische Auskunft: Stadtwerke Zittau GmbH am 22.02.2005[2] DIN 1988: Technische Regeln für Trinkwasser – Installationen (TRWI)Beuth Verlag GmbH Berlin 1988[3] Praktikumsarbeit Kamil Obuchowicz „Analyse des Betriebsverhaltens derDruckerhöhungsanlage im Forschungsobjekt Bautzner Straße 11“Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

Kapitel 10Mieterbefragung im Gebäude Bautzner Straße 11Beitrag von Dipl.-Ing.(FH) Michael Zymek; Hochschule ZittauInhaltsverzeichnis10. Mieterbefragung ...........................................................................................................210.1. Ziel............................................................................................................................210.2. Methodischer Ansatz ................................................................................................210.3. Einhaltung der Datenschutzbestimmungen..............................................................210.4. Durchführung der Befragung ....................................................................................310.5. Befragungsergebnisse..............................................................................................310.6. Zusammenfassung .................................................................................................21

10 - 210. MieterbefragungIm Verlauf des Forschungsvorhabens wurde mehrere Mieterbefragungen durchgeführt. Zuden regelmäßigen Kontrollen und Messungen der Abluftvolumenströme (2 mal pro Jahr)wurden die anwesenden Mieter befragt. Weitere Gespräche ergaben sich während derBetreuung der Messwerterfassungsanlage. Eine Befragung der Mieter mit Fragebögenwurde nach Absprache mit dem Vermieter zweimal durchgeführt. Es wurden Fragebögen fürjeden Mieter der einzelnen Wohneinheit zugestellt. Von den verteilten 26 Exemplaren kamennach der ersten Befragung im Herbstsemester 2005 7 Exemplare zur Auswertung zurück.Bei der zweiten Befragung im Frühjahrssemester 2006 und stetiger Bitte um Beteiligungkamen 14 ausgefüllte Fragebögen zurück. Da die Befragung anonym erfolgt, können dieErgebnisse beider Befragungen nicht miteinander kombiniert werden. Im Schlussbericht wirdausschließlich auf die zweite Befragung ausgewertet. Der Fragebogen ist dem Kapitel alsAnlage beigefügt.10.1. ZielDas Ziel der Befragung liegt darin, die Meinung der Mieter zum Gebäude, derhaustechnischen Anlagen und allgemeinen Wohnbedingungen zu gewinnen. Die Befragungerfolgte anonym.10.2. Methodischer AnsatzEs wurde ein Fragebogen mit geschlossenen und offenen Fragen entworfen, der folgendeThemenfelder umfasst:Teil 1: Allgemeine Fragen zur Befindlichkeit und zum GebäudeTeil 2: Fragen zur WarmwasserbereitstellungTeil 3: Zuluft–KastenfensterTeil 4: HeizungsanlageTeil 5: Tageslichtlenkung – LichtschachtAls Zielgruppe der Befragung wurden 26 Mieter des Mehrfamilienwohnhauses an derBautzner Straße 11 in Zittau - Studenten, bzw. Auszubildende - definiert.10.3. Einhaltung der DatenschutzbestimmungenDer Fragebogen wurde über einen Code anonymisiert und in dieser Form bearbeitet. Sinndes Codes ist, bei mehrfacher Befragung (Winter und Sommer) aus Forschungsgründeneine Zuordnung der Bögen untereinander vornehmen zu können. Es wurde keine Angabevon direkten persönlichen Daten wie Familienname, Vorname etc. erforderlich.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 310.4. Durchführung der BefragungDie Verteilung der Fragebögen erfolgte am 10.07.2006 persönlich an die Mieter desWohnhauses und durch das Einwerfen in den jeweiligen Postkasten bei Mieterabwesenheit.Alle Mieter und auch der Vermieter sind vorher durch einen Aushang informiert worden.10.5. BefragungsergebnisseDie vorliegenden Ergebnisse basieren auf insgesamt 14 ausgefüllten Fragebögen.Die Antworten der Befragten werden sowohl in Tabellen als auch in Diagrammen dargestellt.Teil 1 Allgemeine Fragen zu Ihrer Befindlichkeit und zum GebäudeFrage 1.1Welches der Gesichter beschreibt Ihr Wohlbefinden im Moment am besten(einschließlich Gesundheit, Arbeitsmotivation, Zufriedenheit etc.)?sehr gut gut neutral schlecht sehr schlechtHäufigkeit 2 5 3 4 0% 14% 36% 21% 29% 0%Tabelle 10.5.1 Das Wohlbefinden der Mieter beim Ausfüllen des Fragebogens100%Wie fühlen Sie sich im Moment?80%60%36%40%20%14%21%29%0%0%sehr gut gut neutral schlecht sehr schlechtAbbildung 10.5.1 Das Wohlbefinden der Mieter beim Ausfüllen des FragebogensBeim Ausfüllen des Fragebogens haben zwei Befragte ihr Wohlbefinden als sehr gutbezeichnet. Fünf der befragten Personen waren in einer guten und drei in einer neutralenStimmung. Vier Beteiligte haben sich schlecht gefühlt. Keine der interviewten Personen hatihr Wohlbefinden als sehr schlecht charakterisiert.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 4Frage 1.2 Wie lange wohnen Sie in diesem Gebäude?Die Antwort auf diese Frage wurde als Anzahl der Jahre und Monate angegeben. Zurbesseren Anschaulichkeit wurde die angegebene Mietdauer dem entsprechendenZeitintervall zugeordnet.

10 - 5Frage 1.3Wie viele Tage sind Sie durchschnittlich wöchentlich während des Semestersanwesend?5d 6d 7dHäufigkeit 5 3 6% 36% 21% 43%Tabelle 10.5.3 Durchschnittliche wöchentliche Mieteranwesenheit während des SemestersDie Mehrheit (43%) der Befragten hat verkündet, dass sie sieben Tage wöchentlich währenddes Semesters im Gebäude anwesend sind. Fünf Personen (36%) begrenzen ihrenAufenthalt in dem Wohnhaus auf fünf Tage pro Woche. Die wenigsten Mieter (21%) sindsechs Tage vor Ort.Wie viele Tage sind Sie durchschnittlich wöchentlichwährend des Semesters anwesend?100%80%60%40%36%21%43%20%0%5d 6d 7dAbbildung 10.5.3 Durchschnittliche wöchentliche Mieteranwesenheit während des SemestersSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 6Frage 1.4Ich bin... (Geschlecht)männlich weiblichHäufigkeit 6 8% 43% 57%Tabelle 10.5.4 Geschlecht der BefragtenGeschlecht der Befragten100%80%60%43%57%40%20%0%männlichw eiblichAbbildung 10.5.4 Geschlecht der BefragtenSechs von vierzehn befragten Mietern des Mehrfamilienwohnhauses in der Bautzner Straße11 in Zittau sind Männer.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 7Teil 2 Fragen zur WarmwasserbereitstellungFrage 2.1 Wie empfinden Sie die Temperatur des zur Verfügung stehendenWarmwassers?zu warm etwas zu genau richtig etwas zu kalt zu kaltwarmHäufigkeit 0 6 7 1 0% 0% 43% 50% 7% 0%Tabelle 10.5.5 Das Empfinden der Warmwassertemperatur100%Wie empfinden Sie die Temperatur des zurVerfügung stehenden Warmwassers?80%60%40%43%50%20%0%7%0%0%zu warmetwas zuwarmgenau richtig etw as zu kalt zu kaltAbbildung 10.5.5 Das Empfinden der WarmwassertemperaturGenau die Hälfte der Befragten meint, dass die Temperatur des zur Verfügung stehendenWarmwassers genau richtig ist. 43 Prozent der Mieter hält die Warmwassertemperatur füretwas zu warm. Nur sieben Prozent findet sie etwas zu kalt.Die Antworten zeigen deutlich, dass das Warmwasser im Gebäude für alle Befragte in einemrichtigen, behaglichen Temperaturniveau zur Verfügung steht.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 8Frage 2.2Empfinden Sie, dass die Temperatur des Warmwassers gleichmäßig warmist?morgens wärmer konstant kälterHäufigkeit 2 9 3% 14% 64% 21%mittagsHäufigkeit 0 14 0% 0% 100% 0%abendsHäufigkeit 0 7 7% 0% 50% 50%Tabelle 10.5.6 Verteilung der Warmwassertemperatur100%Empfinden Sie, dass die Temperatur desWarmwassers gleichmäßig warm ist?100%80%64%60%50%50%morgens40%20%14%0% 0%21%0%mittagsabends0%wärmer konstant kälterAbbildung 10.5.6 Verteilung der WarmwassertemperaturDie Mehrheit der Befragten (64%) empfindet die Temperatur des Warmwassers morgenskonstant. Jeder fünfter Bewohner nimmt sie kälter wahr. Vierzehn Prozent der Interviewtenist der Meinung, dass das Warmwasser morgens wärmer ist. Alle stimmen überein, dass dieTemperatur mittags konstant bleibt. Von der Hälfte der Befragten wird dieWarmwassertemperatur abends konstant angenommen. Die weiteren 50% empfinden sieabends kälter.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 9Teil 3 Zuluft–KastenfensterFrage 3.1Ist Ihnen das Prinzip des Zuluft–Kastenfensters bekannt?gar nicht schon gehört ein wenig mäßig jaHäufigkeit 7 4 1 0 2% 50% 29% 7% 0% 14%Tabelle 10.5.7 Kenntnis der Wirkung des Zuluft-KastenfenstersIst Ihnen das Prinzip des Zuluft-Kastenfenstersbekannt?100%80%60%50%40%29%20%7%0%14%0%gar nicht schon gehört ein w enig mäßig jaAbbildung 10.5.7 Kenntnis der Wirkung des Zuluft-KastenfenstersFür die Hälfte der Befragungsteilnehmer ist das Prinzip eines Zuluft–Kastenfensters gar nichtbekannt. Ein Drittel hat von den Besonderheiten der Fenster schon gehört. Zwei Mieterwissen, wie es funktioniert. Der geringste Teil vom Befragten (7%) kennt die Wirkungsweiseeines Zuluft–Kastenfensters nur ein wenig.Die Mieter erhalten bei Einzug durch den Vermieter ein Informationsblatt zum Gebäude.Frage 3.2Wie lange öffnen Sie das Fenster täglich?Sommer gar nicht 6hHäufigkeit 1 0 0 2 1 10% 7% 0% 0% 14% 7% 71%WinterHäufigkeit 1 5 5 1 2 0% 7% 36% 36% 7% 14% 0%Tabelle 10.5.8 Tägliche Dauer der FensteröffnungSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 10Wie lange öffnen Sie das Fenster täglich?100%80%71%60%Sommer40%36%36%Winter20%0%7% 7%0%0%14%7% 7%14%gar nicht 6h0%Abbildung 10.5.8 Tägliche Dauer der FensteröffnungDie überwiegende Mehrzahl der Befragten (71%) lässt im Sommer die Fenster über sechsStunden täglich offen. Vierzehn Prozent lüften täglich drei bis vier Stunden. Einer derBewohner öffnet im Sommer die Fenster fünf bis sechs Stunden am Tag und einer lässt siesowohl im Sommer als auch im Winter dauernd zu.Im Winter werden die Fenster weniger als die Dauer einer Stunde und in einem Zeitraum voneiner bis zwei Stunden pro Tag von gleichem Anteil der Befragten (36%) geöffnet. ZweiMieter (14%) lassen die Fenster im Winter zwischen fünf bis sechs Stunden geöffnet und einMieter lüftet drei bis vier Stunden.Frage 3.3 Wie empfinden Sie die Temperatur der nachströmenden Luft beigeschlossenem Fenster?Sommer gar nicht zu warmetwas zuetwas zuangenehmwarmkaltzu kaltHäufigkeit 5 2 5 2 0 0% 36% 14% 36% 14% 0% 0%WinterHäufigkeit 4 0 0 8 0 2% 29% 0% 0% 57% 0% 14%Tabelle 10.5.9 Empfinden der ZulufttemperaturSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 11Wie empfinden Sie die Temperatur dernachströmenden Luft bei geschlossenem Fenster?100%80%60%40%36%29%36%57%SommerWinter20%14%14%14%0%0%gar nicht zu w arm etw as zuwarm0%angenehm etw as zukalt0% 0% 0%zu kaltAbbildung 10.5.9 Empfinden der ZulufttemperaturIm Sommer wird die Temperatur der nachströmenden Luft bei geschlossenem Fenster vonfünf Befragten (36%) gar nicht empfunden. Der gleiche Anteil der Bewohner ist der Meinung,das die Zuluft etwas zu warm ist. Vierzehn Prozent der Umfrageteilnehmer findet dienachströmende Luft zu warm, aber auch vierzehn Prozent bewerten die Zuluftwärme alsangenehm.Die Mehrzahl der Beteiligten (57%) schätzt die Zulufttemperatur im Winter angenehm ein.Von vier Mietern (29%) wird die über die Fenster nachströmende Luft gar nicht gespürt. ZweiBefragte (14%) beurteilen die Zuluft als zu kalt.Frage 3.4Würden Sie sich wünschen, dass mehr oder weniger Luft durch Ihrgeschlossenes Fenster nachströmt?wenigeretwaswenigergenau richtig etwas mehr mehrHäufigkeit 1 0 5 5 3% 7% 0% 36% 36% 21%Tabelle 10.5.10 Gewünschter ZuluftvolumenstromÜber ein Drittel (36%) der befragten Mieter hält den Luftvolumenstrom für genau richtig. Diegleiche Anzahl der Bewohner würde sich wünschen, dass etwas mehr Luft durch dasgeschlossene Fenster nachströmt. Drei Befragte (21%) würden mehr und einer (7%) wenigerLuft durch die Fenster nachströmen lassen.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 12Würden Sie sich wünschen, dass mehr oder wenigerLuft durch Ihr geschlossenes Fenster nachströmt?100%80%60%36% 36%40%21%20%7%0%0%w enigeretw aswenigergenau richtig etw as mehr mehrAbbildung 10.5.10 Gewünschter ZuluftvolumenstromFrage 3.5Empfinden Sie Zugerscheinungen bei geschlossenem Fenster?keinesehrgeringfügiggeringfügig etwas starkHäufigkeit 10 1 1 1 1% 71% 7% 7% 7% 7%Tabelle 10.5.11 ZugerscheinungenEmpfinden Sie Zugerscheinungen beigeschlossenem Fenster?100%80%71%60%40%20%7% 7% 7% 7%0%keinesehrgeringfügiggeringfügig etw as starkAbbildung 10.5.11 ZugerscheinungenDie meisten Befragten (71%) empfinden keine Zugerscheinungen bei geschlossenemFenster. Andere Meinungen zu diesem Thema äußerte jeweils eine Person.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 13Frage 3.6Wie bewerten Sie die Raumluftqualität, nachdem Sie sich einige Zeit imZimmer aufgehalten haben (Geruch)?sehr gut gut Befriedigend genügend ungenügendHäufigkeit 0 2 4 5 3% 0% 14% 29% 36% 21%Tabelle 10.5.12 RaumluftqualitätÜber ein Drittel der Befragten bewertet die Raumluftqualität als genügend. Für vier Mieter istdie Luftgüte nach längerem Aufenthalt im Zimmer befriedigend. Als mangelhaft wird dieQualität der Raumluft von drei Interviewten bezeichnet. Nur zwei Umfrageteilnehmerbeurteilen die Raumluftqualität als gut. Keiner der Befragten hat die Raumluftgüte mit sehrgut eingeschätzt.Wie bewerten Sie die Raumluftqualität, nachdem Sie sicheinige Zeit im Zimmer aufgehalten haben (Geruch)?100%80%60%40%20%0%14%29%36%21%0%sehr gut gut befriedigend genügend ungenügendAbbildung 10.5.12 RaumluftqualitätSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 14Frage 3.7Wie bewerten Sie die Schalldämmung der Fenster (Dämpfung desAußenlärmes)?vollkommendausreichendausreichend befriedigend genügend ungenügendHäufigkeit 4 5 1 4 0% 29% 36% 7% 29% 0%Tabelle 10.5.13 Schalldämmung der FensterWie bewerten Sie die Schalldämmung der Fenster(Dämpfung des Außenlärmes)?100%80%60%40%29%36%29%20%7%0%0%vollkommendausreichendausreichend befriedigend genügend ungenügendAbbildung 10.5.13 Schalldämmung der FensterFünf von vierzehn Befragten gibt an, dass der Außenlärm ausreichend gedämpft wird. Zirkaein Drittel bewertet die Schalldämmung der Fenster als vollkommen ausreichend. Weitere29% schätzt sie als genügend ein. Nur eine Person hat die Dämpfung des Außenlärms alsbefriedigend bezeichnet. Für keinen der befragten Mieter ist die Verminderung desAußenlärms ungenügend.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 15Teil 4 HeizungsanlageFrage 4.1Die Temperatureinstellung erfolgt bei meiner Heizung am:Heizkörperthermostatventil RaumtemperaturregelgerätHäufigkeit 10 4% 71% 29%Tabelle 10.5.14 Temperatureinstellung an der RaumheizungDie Einstellung der Raumlufttemperatur erfolgt bei zehn von vierzehn Interviewten amHeizkörperthermostatventil. Temperatureinstellung über ein Regelgerät ist nur in den3 Wohneinheiten (2 Drei-Zimmer-WE und 1 Zwei-Zimmer-WE) der Referenzetage (2. OG)möglich. Daraus kann bestimmt werden, dass an der Befragung die Hälfte der Bewohner derReferenzetage teilgenommen hat.Die Temperatureinstellung erfolgt bei meinerHeizung am:100%71%80%60%40%29%20%0%HeizkörperthermostatventilRaumtemperaturregelgerätAbbildung 10.5.14 Temperatureinstellung an der RaumheizungFrage 4.2Wie oft ändern Sie die Einstellung des Raumtemperaturreglers?gar nicht sehr selten täglich mehrmals täglichHäufigkeit 2 6 4 2% 14% 43% 29% 14%Tabelle 10.5.15 Änderungen der RaumlufttemperaturFast die Hälfte der Befragten ändert die Einstellung des Raumtemperaturreglers bzw. desHeizkörperthermostatventils sehr selten. Zwei größere Gruppen sind Mieter, die täglich eineSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 16Änderung in der Ventilstellung vornehmen. Jeweils zwei der restlichen Befragtenmodifizieren die Einstellung gar nicht oder machen es mehrmals täglich.Wie oft ändern Sie die Einstellung desRaumtemperaturreglers?100%80%60%43%40%29%20%14%14%0%gar nicht sehr selten täglich mehrmals täglichAbbildung 10.5.15 Änderungen der RaumlufttemperaturFrage 4.3Welche Raumtemperatur empfinden Sie im Winter als angenehm?weiß nicht 18°C 20°C 22°C 24°CHäufigkeit 1 1 3 7 2% 7% 7% 21% 50% 14%Tabelle 10.5.16 Raumtemperatur im WinterWelche Raumtemperatur empfinden Sie im Winterals angenehm?100%80%60%50%40%20%7% 7%21%14%0%w eiß nicht 18°C 20°C 22°C 24°CAbbildung 10.5.16 Raumtemperatur im WinterSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 17Genau die Hälfte der befragten Personen empfindet im Winter eine Raumtemperatur von22°C als angenehm. Für weitere 21% wird der thermische Komfort schon bei 22°C erreicht.Zwei vom vierzehn (14%) Bewohner fühlt sich wohl erst bei einer Raumtemperatur von 24°C.Die wenigsten Mieter (7%) bewerten eine Temperatur von 18°C schon für angenehm. Einebefragte Person kann eine für sich optimale Raumtemperatur nicht einschätzen.Frage 4.4 Wie schafft es die Heizungsregelung, die von Ihnen gewünschteRaumtemperatur zu gewährleisten?es ist oft zu kaltes ist es ist es istes ist oft zumanchmal zu überwiegend manchmal zuwarmkalt behaglich warmHäufigkeit 2 2 8 0 2% 14% 14% 57% 0% 14%Tabelle 10.5.17 Wirkungsweise der RaumtemperaturregelungWie schafft es die Heizungsregelung, die von Ihnengewünschte Raumtemperatur zu gewährleisten?100%80%57%60%40%20%14% 14%0%14%0%es ist oft zukaltes istmanchmal zukaltes istüberw iegendbehagliches istmanchmal zuwarmes ist oft zuwarmAbbildung 10.5.17 Wirkungsweise der RaumtemperaturregelungMehr als die Hälfte (57%) der beteiligten Personen ist der Meinung, dass dieHeizungsregelung überwiegend behagliche Raumtemperatur schafft. Nur zwei Befragtefinden die Raumtemperatur während der Heizperiode oft zu warm. Für zwei weiterePersonen ist es im Raum manchmal zu kalt. Die gleiche Anzahl der befragten Mieterempfindet die eingeregelte Raumtemperatur oft zu kalt.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 18Frage 4.5Gibt es an der Heizungsanlage Geräusche, die Sie als störend empfinden?geringfügigegeringfügigewahrnehmbare deutlichekeineGeräusche,Geräusche,Geräusche, oft Geräusche,Geräuschemanchmalnicht störendstörend meist störendstörendHäufigkeit 4 2 3 1 4% 29% 14% 21% 7% 29%Tabelle 10.5.18 Geräusche an der HeizungsanlageFast ein Drittel der interviewten Bewohner empfindet keine störenden Geräusche an derHeizungsanlage. Gleicher Anteil der Mieter gibt an, dass die Geräusche deutlich und meiststörend sind. Als geringfügig und manchmal störend werden die Geräusche von 21% derBefragten empfunden. Nach Meinung zweier Mieter treten in der Heizungsanlagegeringfügige und nicht störende Geräusche hervor. Ein Bewohner findet den an der Heizungentstehenden Lärm wahrnehmbar und oft störend.Gibt es an der Heizungsanlage Geräusche, die Sie als störendempfinden?100%80%60%40%29%21%29%20%14%7%0%keineGeräuschegeringfügigeGeräusche,nicht störendgeringfügigeGeräusche,manchmalstörendwahrnehmbareGeräusche, oftstörenddeutlicheGeräusche,meist störendAbbildung 10.5.18 Geräusche an der HeizungsanlageBesonders in den Dachgeschosswohnungen traten häufig Geräusche durch Luft imHeizungssystem auf. Durch den Vermieter wurde daraufhin der Kundendienst informiert. DerVorschlag der Hochschule nach Installation von automatischen Entlüftungsventilen amStrangende oder am Heizkörper wurde nicht berücksichtigt.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 19Teil 5 Tageslichtlenkung – LichtschachtFrage 5.1 Wie lange öffnen Sie das Fenster zum Lichtschacht täglichDiese Frage wurde nicht von allen Befragten beantwortet, weil nicht alle Wohneinheitenunmittelbar am Lichtschacht angeordnet sind. Für den Sommerfall haben sieben Mieter undfür den Winterfall fünf Mieter ihre Meinung geäußert.Sommer gar nicht 6hHäufigkeit 3 0 0 0 0 4% 43% 0% 0% 0% 0% 57%Winter gar nicht 6hHäufigkeit 3 0 1 0 0 1% 60% 0% 20% 0% 0% 20%Tabelle 10.5.19 Dauer der Fensteröffnung zum LichtschachtIm Sommer werden von den meisten Befragten (57%) die Fenster zum Lichtschacht mehrals sechs Stunden am Tag geöffnet. Der Rest der Mieter (43%) lässt im Sommer die Fensterzum Lichtschacht geschlossen.Im Winter werden im Gegensatz zum Sommerfall von den meisten Mietern (60%) dieFenster zum Lichtschacht gar nicht geöffnet. Ein Fünftel der Interviewten lüften 1 – 2Stunden täglich über die Fenster zum Lichtschacht. Weitere 20% der Bewohner schließendie Fenster zum Lichtschacht für länger als sechs Stunden.Wie lange öffnen Sie das Fenster zum Lichtschacht täglich?100%SommerWinter80%60%40%43%60%57%20%0%20%0% 0% 0%0% 0% 0% 0%gar nicht 6h20%Abbildung 10.5.19 Dauer der Fensteröffnung zum LichtschachtSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 20Frage 5.2 Wie empfinden Sie die Spiegelung und Reflexion im Lichtschacht?Diese Frage wurde von zehn Befragten beantwortet. Die Wirkung des Lichtschachts ist indem Treppenhaus, den Gemeinschaftsbereichen und drei Wohneinheiten sichtbar.angenehm neutral störendHäufigkeit 4 1 5 0 0% 40% 10% 50% 0% 0%Tabelle 10.5.20 Das Empfinden der Spiegelung und Reflexion im LichtschachtWie empfinden Sie die Spiegelung und Reflexion imLichtschacht?100%80%60%40%50%40%20%10%0% 0%0%angenehm neutral störendAbbildung 10.5.20 Das Empfinden der Spiegelung und Reflexion im LichtschachtDie Hälfte der Befragten empfindet die Spiegelung und Reflexion im Lichtschacht neutral.Für vier Bewohner (40%) wird dieser Effekt als angenehm angenommen. Ein Mieterbezeichnet seine Erfahrungen zwischen angenehm und neutral. Die Spiegelung undReflexion im Lichtschacht sind für keinen der befragten Personen störend.Frage 5.3 Schalten Sie aufgrund der Spiegelung und Reflexion im Lichtschacht dieelektrische Beleuchtung weniger ein?Diese Frage wurde von acht Mieter beantwortet.ja egal neinHäufigkeit 3 3 1 0 1% 38% 38% 13% 0% 13%Tabelle 10.5.21 Einsparung der Elektroenergie aufgrund der Tageslichtlenkung im LichtschachtSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 21Durch die Spiegelung und Reflexion des Tagelichts im Lichtschacht wird die elektrischeBeleuchtung nur durch drei Mieter (38%) weniger genutzt. Drei weitere Mieter könnten nichteindeutig einschätzen, ob sie die Beleuchtung weniger oder wie immer einschalten. Füreinen Interviewten hat der Lichtschacht keinen Einfluss auf die Einschalthäufigkeit derelektrischen Beleuchtung. Nur ein Befragter schaltet die Beleuchtung aufgrund derTageslichtlenkung nicht weniger ein.Schalten Sie aufgrund der Spiegelung und Reflexion imLichtschacht die elektrische Beleuchtung weniger ein?100%80%60%38% 38%40%20%13%0%13%0%ja egal neinAbbildung 10.5.21 Einsparung der Elektroenergie aufgrund der Tageslichtlenkung im Lichtschacht10.6. ZusammenfassungDie im Juli 2006 durchgeführte Mieterbefragung zeigt die tatsächlichen Nutzungs- undWohnbedingungen aus der Bewohnersicht. Die Ergebnisse liefern Informationen, die beimehreren Gesprächen mit den Mietern nicht gewonnen wurden. Eine schriftliche Befragunggab die Möglichkeit, eine subjektive Meinung der im Haus wohnenden Studenten kennen zulernen. Somit konnten Mängel, aber auch viele positive Besonderheiten des Wohnens aufder Bautzner Straße 11 erkannt und als Hinweise für das technische Management genutztwerden. Bei sonstigen Gesprächen wurden keine kritischen Bemerkungen geäußert, außerzur Heizungsanlage. Allerdings nahm die Hochschule die geäußerte Kritik der Mieter zurHeizungsanlage sehr ernst. Bei den Bemühungen zur Behebung der Kritikpunkte, wie dasmangelhafte Regelverhalten der Heizkörper, trat dieses in Anwesenheit von Service-Personal und der Mieter nicht auf. Also muss man die kritischen Bemerkungen für dieHeizungsanlage teilweise als nicht zutreffend werten.Die Mieter des Hauses haben sich vor allem auf die in der Heizungsanlage auftretenden, oftstörenden Geräusche beschwert. Sie sind in den meisten Fällen an denSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 22Heizkörperregelungsventilen und erst in den Abendstunden merkbar. Diese Geräuschelassen sich auf nicht optimale hydraulische Bedingungen des Heizungsnetzes und auf durchdie Thermostatventile bewirkten hydraulischen Widerstand zurückführen.Weiterhin schaltet die Heizungsanlage nach Aussage der Bewohner etwas zu früh ab. DerÜbergang in die Nachtabsenkung erfolgt um 22:00 Uhr und dauert bis 6:00 Uhr. DieseEinstellungen wurden vom Vermieter vorgenommen und werden in allen Objekten desVermieters so ausgeführt.Sehr positiv wurden von den Mietern die komfortablen, großen und hellen Wohnzimmerbeurteilt. Das Wohlfühlen und gute Wohnbedingungen sind besonders während derAusbildung wichtig. Hierbei hat unter anderem die Dämpfung des Außenlärmes einebeachtliche Bedeutung, die durch den Einsatz der Zuluftelemente mit Schalldämpfer aufoptimalem Niveau erreicht wurde.Alle Mieter sind sehr vom Lichtschacht begeistert, auch wenn sie keinen direkten Vorteil(Küchen- und Badfenster zum Lichtschacht) von der Tageslichtlenkung haben. Nicht nurEnergieeinsparung, aber auch freundliches, natürliches Licht in den innenliegenden Räumenund im Treppenhaus macht den Lichtschacht zu einer einmaligen Besonderheit.In der Gewerbeeinheit ist zu beobachten, dass der Tisch unter dem Oberlicht zumLichtschacht besonders gern von Gästen genutzt wird. Dies ist besonders in denAbendstunden an Tagen geringer mit Bewölkung auffällig.Diese Befragung war auch ein Anreiz für die Bewohner zu wichtigen Überlegungen, die sichein durchschnittlicher Mieter selten macht. Hier ist unter anderem eine Feststellung deroptimalen und behaglichen Raumbedingungen, Beobachtung eigener Gewohnheiten und derAusdruck dieser Größen in einer bewertbaren Form zu verstehen.Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

10 - 23Anlagen1. Formular der Mieterbefragung2. Anmerkungen der MieterSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

Anmerkungen der MieterPersönlicher – CODE: GREGGeschlecht:männlichMietdauer:2 Jahre 9 MonateDatum: 20.07.06 18:30zur Frage 4.4:„Das Rad im Plastikteil der Heizung macht Krach. Heizung heizt nicht so wie sie soll!“zur Frage 4.5:„Geräusche treten unregelmäßig über den ganzen Tag (24h) auf.“Über das Gebäude:„Schloss an Wohnungstür seit Februar defekt, so dass man von innen abschließen muss –mehrmals bei WBG gewesen; keine Reaktion.“Persönlicher – CODE: WINSGeschlecht:weiblichMietdauer:0 Jahre 7 MonateDatum: 12.07.06 18:30zur Frage 4.5:„Beim Einschalten, wenn die Heizung nicht ganz aufgestellt ist.“Über das Gebäude:„In der Wohnung ist kein Fenster zum Lichtschacht!“Persönlicher – CODE: BLTUGeschlecht:männlichMietdauer:2 Jahre 10 MonateDatum: 11.07.06 15:50zur Frage 4.4:„Anlage schaltet zu früh ab am Abend. 1-2 Stunden länger wäre besser!“zur Frage 4.5:„Wenn Thermostat bei 1-4 steht, rauscht es.“Mängel:„Bad (ohne Fenster) ist unzureichend belüftet!“

Persönlicher – CODE: AEAUGeschlecht:weiblichMietdauer:0 Jahre 5 MonateDatum: 11.07.06 16:45Über das Gebäude:„Die Wohnung ist für Studenten / Azubis sehr gut angeordnet. Zimmer ist schön groß undschöne große Fenster (= freundlich). Man fühlt sich wohl und das ist während der Ausbildungwichtig“Sonstiges:„Durch den Fragebogen merkt man erst wie angenehm das Wohnen hier ist. Ich hoffe, dassich helfen konnte, mittels meinen Antworten.“Persönlicher – CODE: GNARGeschlecht:weiblichMietdauer:2 Jahre 9 MonateDatum: 11.07.06 16:45Mängel:„Wände im Treppenhaus zu sehr beschädigt“„Teilweise sehr schmutziger Hausflur durch Zigarettenkippen oder anderen Müll“Positive Anmerkungen:„Der Lichtschacht ist genial“Persönlicher – CODE: QAIHGeschlecht:männlichMietdauer:2 Jahre 10 MonateDatum: 11.07.06 16:00zur Frage 4.4:„Heizung wird abends zu früh abgestellt.“Mängel:„Bad unzureichend belüftet.“Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

Persönlicher – CODE: EVAAGeschlecht:männlichMietdauer:0 Jahre 10 MonateDatum: 10.07.06 10:35zur Frage 4.4:„Raumtemperaturregelgerät scheint defekt; nach mehrmaligem Bestellen des Hausmeistersund dessen Nichterscheinen Montage eines Handthermostates am Heizkörper.“Mängel:„Tor zum Hinterhof ständig verschlossen, trotz Meldung bei Verwaltung“„Flur sowohl innerhalb als auch außerhalb der WG sind extrem schlecht belüftet“„auch Küche und Bad unzureichend gelüftet“Persönlicher – CODE: SERMGeschlecht:weiblichMietdauer:0 Jahre 10 MonateDatum: 10.07.06 16:30zur Frage 4.4:„Trotz mehrmaligen Entlüftens funktioniert Heizung im Winter nicht, d.h. wird nichtausreichend warm.“zur Frage 4.5:„am Heizkörper selbst – knacken, rauschen, blubbern; im Winter: vorläufig nachts, aber auchtagsüber“Über das Gebäude:„Einbau eines Fahrstuhls für höhere Stockwerke notwendig!“„Einrichtung eines Keller-/Abstellraumes!“„Putzdienst kommt zu selten“Mängel:„fehlender Fahrstuhl“„nichtfunktionierende Heizung“Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

Persönlicher – CODE: ZNOAGeschlecht:weiblichMietdauer:2 Jahre 9 MonateDatum: 10.07.06 14:38zur Frage 4.4:„Man weiß nicht, wie die Regelung genau funktioniert, weil es nie einem erklärt worden ist.“zur Frage 4.5:„abends bzw. nachts“Mängel:„Heizung; im Winter wird es nicht warm“„Es zieht, seitdem man meine Zimmertür gekürzt hat; Schlitz ist zu groß – seitdem ist esauch lauter, wenn z.B. jemand in der Küche ist“„permanentes Durchknallen der Birnen in Küche/Flur/Bad“Persönlicher – CODE: ZNAJGeschlecht:weiblichMietdauer:0 Jahre 3 MonateDatum: 10.07.06 00:00zur Frage 4.4:„Wie geht das Ding eigentlich?“zur Frage 4.5:„treten an Heizung auf“„meist gegen 1:00 Uhr lautes Klackern“Über das Gebäude:„kann uns eventuell mal jemand die Heizungsregler erklären“Mängel:„viel zu wenige Anschlussmöglichkeiten für Waschmaschine auf dem Gang (kleinesZimmer)“Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

Persönlicher – CODE: RIURGeschlecht:weiblichMietdauer:1 Jahr 4 MonateDatum: 10.07.06 11:46zur Frage 4.4:„Im Winter ist es nie zu kalt – Wärmeregelung sehr gut; Sommer viel zu warm“zur Frage 4.5:„Heizungsgeräusche beim Einschlafen“Über das Gebäude:„Küche ohne Fenster im Sommer wie Sauna“„Energieverluste, da Kühlschrank direkt neben Ofen stehen muss (Platzgründe)“Mängel:„Mülltrennung wird leider immer noch nicht von allen Bewohnern beachtet“Positive Anmerkungen:„Fragebogen gut“Sonstiges:„mehr Infos über das Projekt für die Bewohner zur Verfügung stellen“Persönlicher – CODE: ZEITGeschlecht:männlichMietdauer:0 Jahre 3 MonateDatum: 10.07.06 17:30Positive Anmerkungen:„Sehr gutes Mauerwerk, sehr geräuscharm“„bin zufrieden“Sonstiges:„Find ich gut solche Umfrage, sehr nett. Macht weiter so“Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

Persönlicher – CODE: BNERGeschlecht:weiblichMietdauer:0 Jahre 8 MonateDatum: 10.07.06 15:00Über das Gebäude:„in der Küche ist es bei diesen Temperaturen viel zu warm, müsste kühle Belüftung geben“„Was sind Zuluft–Kastenfenster?“Mängel:„Türschlösser zu Abstellraum gehen sehr schwer auf“„Stöpsel im Duschbecken fehlt“Positive Anmerkungen:„schöne helle Wohnbereiche“Sonstiges:„der Lärm auf der Bautzner Straße ist vor allem in den späten Abendsstunden zu laut, dochwürde man Fenster schließen, steht die Luft nur so im Raum – aber dafür können Sie ja nix“Persönlicher – CODE: FVNGGeschlecht:männlichMietdauer:1 Jahr 0 MonateDatum: 10.07.06 18:00zur Frage 4.4:„im Sommer zu warm“„im Winter zu kalt“zur Frage 4.5:„Nachts sehr störend! – Heizung röhrt und blubbert; Entlüften?!“Über das Gebäude:„Im Winter sind Räume oft zu kalt, da Heizkörper nicht ausreichend und vollständig heißsind!“„Im Sommer ist das Kaltwasser zu warm!“Mängel:Reinigung im OG des Gebäudes mangelhaft!“Positive Anmerkungen:„Freundlich da sehr hell!“Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

Hochschule Zittau/Görlitz (FH) • PSF 1455 • 02754 ZittauMieter des WohnhausesBautzner Straße 1102763 ZittauZittau, den 30. Mai 2006Bearbeiter: M. ZymekTelefon: (0 35 83) 61 16 01Fax: (0 35 83) 61 16 27E-mail:mzymek@hs-zigr.deSehr geehrte Mieter,Im Rahmen des Forschungsprojektes energetische Sanierung von Wohngebäuden aus derGründerzeit am Beispiel Bautzner Straße 11 in Zittau möchte ich Sie um Ihre Mitwirkung bitten.Ziel der wissenschaftlichen Begleitstudie ist es zu erfahren, ob die geplanten Funktionen erfülltwerden und inwieweit das Gebäude in seiner Gesamtheit von Ihnen angenommen wird.Mit dieser Umfrage möchten wir Ihre Meinung zum Gebäude und dessen Ausstattung erfassen.Ihre Angaben werden selbstverständlich vollkommen anonym erhoben, d. h. Sie müssen IhrenNamen nicht angeben. Einige statistische Fragen sind allerdings für die Auswertung notwendig.Die Beantwortung des Bogens dauert ca. 10 Minuten.Bei Fragen stehe ich Ihnen gerne zur Verfügung!e-mail: mzymek@hs-zigr.deAblauf der Befragung:Bitte füllen Sie diesen Fragebogen im Laufe der nächsten Woche möglichst vollständig ausund werfen ihn in den Postkasten von Herrn Seidel in Ihrem Haus. Sie können den Fragebogenauch gern bei mir oder im Sekretariat des Hauses ZII abgeben.Ihre Mitarbeit ist freiwillig. Für die Auswertung ist es jedoch äußerst wichtig, dass möglichst alleBewohner den Fragebogen ausfüllen!Sinn des Codes ist, bei mehrfacher Befragung (Winter und Sommer) aus Forschungsgründeneine Zuordnung der Bögen untereinander vornehmen zu können.Mein persönlicher Code:1.___erster Buchstabe des Geburtsortes2.___zweiter Buchstabe des Vornamens der Mutter3.___zweiter Buchstabe des eigenen Vornamens4. ___erster Buchstabe des Vornamens des VatersViel Spaß beim Ausfüllen und vielen Dank schon jetzt für Ihre Mitarbeit!

- 2 -Bitte tragen Sie hier das Datum und die Uhrzeit ein, wann Sie mit dem Ausfüllen beginnen.Datum___.___.___ ____:____Uhr1. Allgemeine Fragen zu Ihrer Befindlichkeit und zum Gebäude1.1 Welches der Gesichter beschreibt Ihr Wohlbefinden im Moment am besten(einschließlich Gesundheit, Arbeitsmotivation, Zufriedenheit etc.)? (bitte nur ein Kreuz)Sehr gutsehr schlecht1.2 Wie lange wohnen Sie schon in diesem Gebäude?___ Jahre ____ Monate1.3 Wie viele Tage sind Sie durchschnittlich wöchentlich während des Semestersanwesend?___ Tage1.4 Ich binmännlichweiblich

- 3 -2. Fragen zur Warmwasserbereitstellung2.1 Wie empfinden Sie die Temperatur des zur Verfügung stehenden Warmwassers?zu warm etwas zu warm genau richtig etwas zu kalt zu kalt2.2 Empfinden Sie, dass die Temperatur des Warmwassers gleichmäßig warm ist?wärmer konstant Kältermorgensmittagsabends

- 4 -3. Zuluft - Kastenfenster3.1 Ist Ihnen das Prinzip des Zuluft – Kastenfensters bekannt?gar nicht ein wenig ja3.2 Wie lange öffnen Sie das Fenster täglich?Sommergar nicht 6hWintergar nicht 6h3.3 Wie empfinden Sie die Temperatur der nachströmenden Luft bei geschlossenemFenster?Sommergar nicht zu warm etwas zu warm angenehm etwas zu kalt zu kaltWintergar nicht zu warm etwas zu warm angenehm etwas zu kalt zu kalt

- 5 -3.4 Würden Sie sich wünschen, dass mehr oder weniger Luft durch Ihr geschlossenesFenster nachströmt?weniger genau richtig mehr3.5 Empfinden Sie Zugerscheinungen bei geschlossenem Fenster?keine sehr geringfügig geringfügig etwas stark3.6 Wie bewerten Sie die Raumluftqualität, nachdem Sie sich einige Zeit im Zimmeraufgehalten haben (Geruch)?Sehr gut gut befriedigend genügend Ungenügend3.7 Wie bewerten Sie die Schalldämmung der Fenster (Dämpfung des Außenlärmes)?Vollkommenausreichendausreichend befriedigend genügend ungenügend

- 6 -4. Heizungsanlage4.1 Die Temperatureinstellung erfolgt bei meiner Heizung am:Heizkörperthermostatventil (Stellung * .. 5)am Raumtemperaturregelgerät4.2 Wie oft ändern Sie die Einstellung des Raumtemperaturreglers?gar nichtSehr selten, z. Bsp. nurzum Abstellen derHeizung bei längerenAbwesenheitszeiten(Wochenende)Täglich, z. Bsp. zumHerunterregeln derNachttemperaturenMehrmals täglich4.3 Welche Raumtemperatur empfinden Sie im Winter als angenehm?Weiß nicht 18 °C 20 °C 22 °C 24 °C4.4 Wie schafft es die Heizungsregelung, die von Ihnen gewünschte Raumtemperatur zugewährleisten?Es ist oft zu kaltEs ist manchmalzu kaltEs istüberwiegendbehaglichEs ist manchmalzu warmEs ist oft zuwarmBemerkungen: …………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………….

- 7 -4.5 Gibt es an der Heizungsanlage Geräusche, die Sie als störend empfinden?Keine GeräuscheGeringfügigeGeräusche, nichtstörendGeringfügigeGeräusche,manchmalstörendwahrnehmbareGeräusche, oftstörendDeutlicheGeräusche, meiststörendWenn Sie Geräusche als störend empfinden, wo treten diese besonders auf und wann störendiese Geräusche Sie?……………………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………….5. Tageslichtlenkung - Lichtschacht5.1 Wie lange öffnen Sie das Fenster zum Lichtschacht täglich?Sommergar nicht 6hWintergar nicht 6h5.2 Wie empfinden Sie die Spiegelung und Reflexion im Lichtschacht?angenehm neutral störend

- 8 -5.3 Schalten Sie aufgrund der Spiegelung und Reflexion im Lichtschacht die elektrischeBeleuchtung weniger ein?ja egal neinWenn Sie uns noch etwas über das Gebäude, Ihre Wohnung oder den Fragebogen mitteilenmöchten, können Sie das hier tun:Mängel im oder am Gebäude:Positive Anmerkungen:Sonstiges (z.B. Kommentare zum Fragebogen):Bitte schauen Sie bitte noch einmal nach, ob Sie alle Fragen beantwortet haben und werfen denFragebogen in den dafür vorgesehenen Briefkasten bei Herrn Seidel (Dachgeschoss) odergeben Sie ihn direkt im Haus ZII bei Frau Schmidt im Sekretariat ab.Vielen Dank für Ihre Mithilfe !Michael Zymek, Forschungsmitarbeiter

SchlussberichtZusammenfassung – fachlicher TeilFörderprojektAbschlussberichtEnergetische Verbesserung der Bausubstanz, Teilkonzept 3:Sanierung von Wohngebäuden aus der Gründerzeit am Beispiel derFörderprojektBautzner Straße 11 in ZittauEnergetische Verbesserung der Bausubstanz, Teilkonzept 3:Sanierung von Wohngebäuden aus der Gründerzeit am Beispiel der Bautzner Straße 11 inFörderkennzeichenZittau0329750OFörderkennzeichen0329750OZuwendungsempfängerHochschule Zittau/Görlitz (FH)ZuwendungsempfängerLaufzeit des VorhabensHochschule Zittau/Görlitz (FH)01. Februar 2003 – 30. September 2006Fachbereich BauwesenBerichtszeitraum01. Februar 2003 – 30. September 2006Laufzeit des Vorhabens01. Februar 2003 – 30. September 2006Projektleiter: Prof. Dr. – Ing. H. Löber bis 08/2005Prof. Dr. – Ing. J. Bolsius ab 09/2005Mitarbeiter:Dipl. – Ing.(FH) M. Zymek

11 - 2Kapitel 11Zusammenfassung Forschungsvorhaben Bautzner Straße 11Inhaltsverzeichnis11. Zusammenfassung............................................................................................................311.1. Förderpolitisches Ziel .............................................................................................311.2. Beitrag zur Erfüllung des Förderpolitischen Zieles.................................................311.3. Wissenschaftlich technische Ergebnisse und Erfahrungen....................................411.4. Fortgang des Vorhabens........................................................................................6Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

11 - 311. Zusammenfassung11.1. Förderpolitisches ZielDie Förderung des Objektes „Bautzner Str. 11“ erfolgte im Rahmen des EnSan-Projektes zurenergetischen Verbesserung der Bausubstanz. Das EnSan-Projekt formuliert als Zielstellungdie Schaffung beispielgebender Demonstrationsvorhaben für eine effiziente energetischeSanierung des Gebäudebestandes. Diese Gebäude dominieren in unserer Region dieStadtkerne und sollten denkmalgerecht saniert werden. Wesentlich ist dabei, dass nebenAnlagenkomponenten, die bereits jetzt eine breite Anwendung und Diskussion erfahren(Solaranlagen), vor allem ein ganzheitlicher Sanierungsansatz verfolgt wird (Wärmedämmung,effiziente Anlagentechnik). Durch gute Demonstrationsvorhaben soll einlangfristig wirkender Anstoßeffekt erzielt werden.11.2. Beitrag zur Erfüllung des Förderpolitischen ZielesDas Forschungsvorhaben „Bautzner Straße 11“ erfüllt die förderpolitischen Ziele vollumfänglich. Es umfasst sowohl beispielgebende Lösungen zur effektiven und städtebaulichakzeptablen Wärmedämmung (Innendämmung auf der „Ansichtsfassade“; Wärmedämmverbundsystemauf der Hofseite; Wärmebrückenlösungen bei Innendämmung mitgründerzeittypischem, dickem Innenmauerwerk) als auch eine energieeffizienteWärmeerzeugung, Verteilung und Übergabe (Einbinden einer Elektro-Wärmepumpe mitWärmequelle Abluft, Prüfen der Wirksamkeit von Raumbediengeräten). Hinzu kommeninnovative integrative Techniken wie die Zuluftversorgung über Zuluft-Kastenfenster, die indieser Form einmalig ist und zur Nachahmung im Altbaubestand uneingeschränkt empfohlenwerden kann. Zum ganzheitlichen Konzept gehört auch eine überzeugende Verbesserungder Tageslichtnutzung durch die Aktivierung des im Gebäude integrierten Lichtschachtesmittels hochreflektierender aluminiumbeschichteter Oberflächen. Auch diese Lösung kannzur Nachahmung uneingeschränkt empfohlen werden.Dem Demonstrationscharakter des Objektes wird durch eine Vielzahl durchgeführterBegehungen, Veröffentlichungen und dem Vortragen der Ergebnisse auf lokalen Foren zuFragen der Energieeinsparung (z. B. 2006: Konferenz „Energetische Sanierung vonAltbauten“; Görlitz und zweisprachige Vorträge im Rahmen der Neisse University in JeleniaGora (Polen)) in besonderer Weise Rechnung getragen.Außerdem werden Ergebnisse des Forschungsvorhabens in die Lehrveranstaltungen derHochschule Zittau/Görlitz integriert, so dass die Studenten des Bauwesens und derTechnischen Gebäudeausrüstung von Anfang an Chancen einer energetischen SanierungSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

11 - 4zusammen mit beispielgebenden Lösungen theoretisch erfassen und durch Begehungenerleben können.11.3. Wissenschaftlich-technische Ergebnisse und ErfahrungenIm Rahmen der Forschung wurden zahlreiche wissenschaftlich-technische Ergebnisseerzielt. Besonders hervorzuheben sind:‣ die berechneten Energieverbräuche wurden durch die Messergebnisse bestätigt;Abweichungen begründen sich durch die höheren Raumtemperaturen und einenwesentlich höheren Warmwasserverbrauch der Mieter;‣ der gute Effekt der Einbindung der Elektro-Wärmepumpe in die Gesamtanlage: Dieabgegebene Wärmemenge konnte durch stetige Verbesserung derAnlagenbetriebsweise um 35% im Vergleich zum Vorjahr erhöht werden(Nebenerkenntnis: Abluftwärmeübertrager muss vor Verschmutzung geschütztwerden, da sonst die Effektivität der Wärmepumpe leidet; ein entsprechendes Filterwurde nachgerüstet). Durch die Nachrüstung des Filters und der damit verbundenenSenkung des Druckverlustes (keine Verschmutzung des Wärmeübertragers!) konntenaußerdem 3% an Elektroenergie für den Abluftventilator gespart werden;‣ die umfassenden Untersuchungen des Zuluft-Kastenfensters in der Materialforschungs-und Prüfanstalt Weimar (MFPA) brachten eine genaue Druck-Volumenstrom-Kennlinie, die Labormessungen in der Klimakammer einewärmetechnische Bewertung und Ergebnisse zum Zugluftrisiko des Fensters;‣ die Messungen im eingebauten Zustand des Fensters bestätigten die Kennlinie, dieLaborergebnisse aus Weimar, den energetischen Effekt und die zugluftarmeEinbringung der Zuluft;‣ die guten raumlufthygienischen Zustände durch eine zuverlässig gewährleisteteMindestlüftung.‣ mit der konstruktiven Vervollkommung von funktionsrelevanten Details (Winddruckbegrenzerund Rückschlagklappe) und durch die guten Ergebnisse derNutzerbefragung kann das Zuluft-Kastenfenster für die Praxis empfohlen werden;‣ die Lösungen zur Wärmebrückenproblematik und die guten praktischen Erfahrungenmit der Kalziumsilikat-Innendämmung (sämtliche Wohnungen sind wie erwartetbauphysikalisch vollkommen schadensfrei) sind beispielgebend,‣ die konstruktive Lösung für die Verspiegelung des Lichtschachtes (Nebenerfahrung:ein geringfügiges Verziehen der Verspiegelung schadet dem Gesamteindruck nicht,könnte aber durch Beschichtung auch der Rückseite weiter vermindert werden)weisen einen guten Weg zur Aktivierung der gründerzeittypischen Lichtschächte;Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

R111 - 5Vergleich Heizwärmebedarf mit den Verbräuchen 2005 und 2006140123kWh/120m²a10080626047 52,561,840200VorsanierungSanierunggemäß EnEVgeplanteSanierung Messwerte 2005Messwerte 2006Abbildung 11.3.1 Vergleich Energiebedarf und VerbrauchswerteAbbildung 11.3.1 zeigt zusammenfassen die berechneten Heizwärmebedarfe und diegemessenen Heizwärmeverbräuche. Unterschiede resultieren u.a. aus dem Nutzerverhalten(Lüftung; Temperaturwahl: die gemessene durchschnittliche Raumtemperatur aller beheiztenRäume betrug in der Heizperiode 2004/05 20,7°C und in der Heizperiode 2005/06 sogar21,7°C). Folgt man der Faustregel das eine um 1K abgesenkte Raumtemperatur = 6%Heizenergieeinsparung entsprechen, so stimmen Bedarfs- und Verbrauchswerte fastüberein.Darüber hinaus waren neue und unerwartete Erfahrungen verbunden mit der Lösungungeplanter Aufgaben. Überaus positiv und hilfreich war dabei das Einbinden externerPartner. Dies betrifft vor allem die Messtechnikplanung und die Materialforschungs- undPrüfanstalt. Auch durch das hohe und kompetente Engagement dieser externen Partnerkonnten unerwartete Aufgaben letztlich gut und kostenneutral gelöst werden. Einewesentliche Projekterfahrung ist daher, dass ein derart komplexes Forschungsprojekt(Bautechnik, TGA, Gebäudeleittechnik, Lichttechnik, Messtechnik) von einer gutenZusammenarbeit kompetenter Partner überaus profitiert.Für den Gebäudeeigentümer ergab sich neben dem geringen Energieverbrauch ein weitererpositiver Nebeneffekt: Durch eine detaillierte Messauswertung konnten Fehlfunktionen derAnlage und suboptimale Regelungsvorgänge zeitnah erkannt und behoben werden (AusfallHeizkessel, Fehlzirkulationen, geringe Leistungszahlen der Wärmepumpe durch ungünstigeSchlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

11 - 6Regelungsstrategie etc.). Der Gebäudeeigentümer verfügte daher über eine perfektüberwachte und nunmehr einwandfrei funktionierende und eingefahrene Anlage.Schlussfolgernd aus diesem Nebenergebnis sollten bei energieeffizienten Anlagen Aspekteder Inbetriebnahme oder/und eine automatische und für den Nutzer verständlicheFehlererkennung ausreichend berücksichtigt werden.11.4. AusblickFür die Hochschule Zittau/Görlitz wesentlich ist, dass das Demonstrationsvorhaben„Bautzner Straße 11“ langfristig für die Lehre und Forschung verfügbar bleibt. Mit demEigentümer des Objektes, Wohnbaugesellschaft Zittau GmbH, ist daher der weitere Verbleibder Messtechnik im Gebäude und eine kontinuierliche Fortführung der Messwerterfassungvereinbart. Somit laufen aktuelle Messwerte auch nach Abschluss der Förderung auf. Diesewerden durch studentische Arbeiten im Rahmen der Ausbildung ausgewertet. Es ist geplant,wesentliche Messwerte der Öffentlichkeit fortlaufend zur Verfügung zu stellen.Das Zuluft-Kastenfenster ist soweit ausgereift, dass es für Wohnbauten uneingeschränktanwendbar ist. Eine Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten des Fenster mit der Einbeziehungder Möglichkeit einer intensiven Nachtlüftung bei vollem Einbruch- und Schlagregenschutzwird derzeit diskutiert. Auch die Integration von Verschattungseinrichtungen und dieLichtlenkung sind Ansatzpunkte für weitere Entwicklungen.Besondere Anknüpfungspunkte für zukünftige Projekte bieten neben dem Zuluft-Kastenfenster auch anlagentechnische Aspekte des Vorhabens, u.a. hinsichtlich eineroptimalen Regelung der Wärmepumpe. Praktische Relevanz erhalten diese Untersuchungendurch die zunehmende Anwendungsbreite von Wärmepumpen. Die Messergebnisse amForschungsobjekt zeigen eindrücklich, dass eine ungenügende Regelungsstrategie hoheEnergieverluste zur Folge haben kann und dass dann der gewünschte Effekt deutlich verfehltwird. Nur eine optimale Gestaltung der Gesamtanlagen und eine entsprechende Regelunggewährleistet einen guten energetischen Erfolg in der Größenordnung der theoretischermittelten Kennwerte.Zittau, im Juni 2007Schlussbericht 2006 EnSan – Projekt Zittau

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