38.350 KB - Energetische Sanierung der Bausubstanz - EnSan
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Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbHBeispielhafte <strong>Sanierung</strong> eines fünfgeschossigenPlattenbaus vom Typ P2 unter Einbeziehung solarerEnergietechnikAuftraggeber:Auftragnehmer:WIWOGWittenberger Wohnungsbau Gesellschaft mbHSternstraße 406886 WittenbergForschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbHRießerseestraße 1012527 BerlinAugust 2001
Das diesem Bericht zugrundeliegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriumsfür Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie unter dem För<strong>der</strong>kennzeichen0329750B geför<strong>der</strong>t. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beimAutor.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 3Inhaltsverzeichnis0. Vorbemerkungen ............................................... 51. Ziel- und Aufgabenstellung ....................................... 72. Ausgangssituation am Objekt ..................................... 92.1 Bauzustandsbegutachtung ......................................... 92.2 TGA-Zustandsanalyse ........................................... 112.3 Luftdichtheitsprüfungen .......................................... 172.4 Energiediagnose ............................................... 183. <strong>Sanierung</strong>skonzept ............................................ 213.1 Bautechnische Maßnahmen ....................................... 233.1.1 Außenwand ................................................... 233.1.2 Fenster ...................................................... 253.1.3 Oberste Geschossdecke .......................................... 253.1.4 Keller ....................................................... 253.2 Maßnahmen in den haustechnischen Anlagen .......................... 253.2.1 Heizungsanlage ................................................ 253.2.2 Zu- und Abluftanlage ............................................ 273.2.3 Trinkwassererwärmung .......................................... 333.2.4 Hausanschlussstation ............................................ 353.2.5 Steuerung und Regelung ......................................... 354. Planung, Ausschreibung und Vergabe ............................. 415. Messtechnische Untersuchungen ................................. 425.1 Messprogramm ................................................ 425.1.1 Messdatenerfassung in Verbindung mit DDC und GLT .................. 425.1.2 Messdatenerfassung für Wohnungen und an<strong>der</strong>e Gebäudebereiche .......... 425.1.3 Messdatenerfassung für die Solarkollektoranlage ....................... 435.2 Messdatenbearbeitung ........................................... 456. Ergebnisse ................................................... 466.1 Thermografie <strong>der</strong> Umfassungskonstruktion ........................... 466.2 Wärmeverbrauchswerte .......................................... 466.2.1 Wärmebedarf .................................................. 466.2.2 Heizung und Lüftung ............................................ 506.2.3 Trinkwassererwärmung .......................................... 586.2.4 Installierte Leistung ............................................. 666.3 Hilfsenergieverbrauchswerte ...................................... 696.4 Temperaturverhalten einzelner Gebäudebereiche ....................... 716.5 Messtechnische Untersuchungen an <strong>der</strong> Luftkollektoranlage .............. 787. Gesamtbewertung ............................................. 827.1 Investitionskosten .............................................. 827.2 Wärme- und Energiekosten ....................................... 84
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 48. Zusammenfassung und Schlussfolgerungen ......................... 889. Quellenverzeichnis ............................................. 9610. Anhänge ..................................................... 97
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 50. VorbemerkungenSeit den 50er Jahren, verstärkt aber in den 70er und 80er Jahren sind in vielen Städten Europasindustriell gefertigte Wohngebäude unterschiedlichster Geschossigkeit und Stückzahl gebautworden. In den neuen Bundeslän<strong>der</strong>n waren, beispielsweise vor <strong>der</strong> Wende, die Plattenbauten <strong>der</strong>verschiedensten Typen gemäß Tabelle 1 am gesamten Neubauvolumen mit 67,2 % vertreten.Tabelle 1: Fertigteilbau in den neuen Bundeslän<strong>der</strong>n nach Bauweise und Baujahr in WEBauweise Baujahr BerlinBrandenburgMecklen-burg-VorpommernSachsenSachsen-AnhaltThüringenInsgesamtBlock 1958 - 70 28.600 86.200 71.000 122.300 61.300 60.700 430.1008 kN + 11kN 1971 - 75 0 24.000 13.000 35.300 16.500 15.900 104.7001976 - 80 0 9.200 9.300 21.400 8.600 7.800 56.3001981 - 85 300 5.800 7.600 18.000 8.200 3.200 43.1001986 - 90 300 4.600 7.100 12.200 8.200 2.900 35.300Streifen 1958 - 70 3.300 4.000 0 9.100 0 7.000 23.40020 kN 1971 - 75 0 1.800 0 3.000 0 2.700 7.5001976 - 80 0 1.300 0 2.900 0 1.500 5.7001981 - 85 0 0 0 2.000 1.000 1.000 4.0001986 - 90 0 0 0 900 500 1.000 2.400Platte 1958 - 70 0 1.800 0 2.500 0 2.500 6.80035 kN 1971 - 75 0 4.900 0 5.500 0 1.500 11.9001976 - 80 0 10.000 0 13.600 0 1.000 24.6001981 - 85 0 10.500 0 13.300 0 1.000 24.8001986 - 90 0 8.400 0 9.500 0 0 17.900Platte 1958 - 70 10.500 13.700 7.500 10.600 20.300 14.700 77.300P1 + P2 1971 - 75 8.900 18.800 6.000 20.500 27.200 22.800 104.2001976 - 80 0 29.200 6.000 16.400 30.500 33.300 115.4001981 - 85 0 20.900 2.200 15.100 5.900 15.400 59.5001986 - 90 0 4.100 0 3.900 4.500 7.200 19.700Platte 1958 - 70 0 1.500 7.900 0 6.700 0 16.100P Halle 1971 - 75 0 11.800 28.400 0 11.300 0 51.5001976 - 80 0 17.300 29.600 0 7.500 0 54.4001981 - 85 0 8.000 0 0 6.600 0 14.6001986 - 90 0 6.000 0 0 5.500 0 11.500Platte 1958 - 70 10.300 0 0 0 0 0 10.300QP 1971 - 75 8.700 1.500 0 1.000 0 0 11.2001976 - 80 11.000 2.000 0 2.000 0 0 15.0001981 - 85 5.000 600 0 0 500 0 6.1001986 - 90 0 0 0 0 0 0 01958 - 70 0 0 0 0 0 0 0Platte 1971 - 75 4.000 0 3.500 5.500 0 2.000 15.000WBS 70 1976 - 80 31.000 0 10.500 50.000 26.900 12.500 130.9001981 - 85 49.000 17.800 38.600 66.000 52.400 34.400 258.2001986 - 90 56.000 26.400 32.000 60.300 36.900 29.200 240.800Platte 1958 - 70 1.400 200 700 1.100 1.800 1.200 6.400Sonstige 1971 - 75 5.600 2.600 2.000 11.200 6.500 7.500 35.40050 kN + 63 kN 1976 - 80 1.800 3.900 6.700 13.900 4.900 8.300 39.5001981 - 85 3.900 6.900 3.900 16.800 4.000 7.900 43.4001986 - 90 10.400 2.600 2.500 12.000 2.400 7.200 37.100Fertigteilbau gesamt: 250.000 368.300 296.000 577.800 366.600 313.300 2.172.000
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 6Die Umfassungskonstruktion dieser Gebäude erfüllte in <strong>der</strong> Regel nicht die zum Zeitpunkt <strong>der</strong>Projektvorbereitung (1995/1996) gültigen Anfor<strong>der</strong>ungen. Gemessen an dem damalig gültigenWärmeschutzstandard war <strong>der</strong> Heizwärmebedarf, unter Voraussetzung qualitätsgerechterAusführung <strong>der</strong> Gebäude, noch häufig um ca. 30 % bis 40 % höher. Bei schlechterAusführungsqualität, was nach Durchführung einer Energiediagnose, verbunden mit entsprechendenthermografischen Untersuchungen, sicher eingeschätzt werden kann, erhöhten sich dieHeizwärmebedarfswerte teilweise beträchtlich darüber.Aufgrund dieser Tatsache und <strong>der</strong> Notwendigkeit, kurzfristig Gebäude in größerem Umfangsanieren zu müssen, ergab sich die Möglichkeit ein solches Anliegen mit zukunftsorientiertenFragen zur weiteren Senkung des Heizenergiebedarfes zu verbinden. Aus den Erfahrungenvorangegangener Projekte lagen in diesem Zusammenhang Leitsätze für eine auf die weitereSenkung des Energieverbrauchs orientierte <strong>Sanierung</strong> von Gebäuden vor. Dabei sollten künftigverstärkt „integrale <strong>Sanierung</strong>skonzepte, bestehend aus aufeinan<strong>der</strong> abgestimmten Maßnahmenan <strong>der</strong> Gebäudehülle, <strong>der</strong> Anlagen und Regelungstechnik als "Paketlösungen" realisiert werden.Der Energieverbrauch sollte dabei soweit abgesenkt werden, wie dies unter wirtschaftlichen undUmweltaspekten möglich ist und in die Nähe einer Halbierung des Energieverbrauchs vor <strong>der</strong><strong>Sanierung</strong> gehen“ [ ENSAN ].Mit diesen Zielen geht die notwendige <strong>Sanierung</strong> zur Behebung <strong>der</strong> Schadensbil<strong>der</strong> und zurVerbesserung <strong>der</strong> <strong>Bausubstanz</strong> in die komplexe energetische <strong>Sanierung</strong> über. Dabei kommt <strong>der</strong>integralen Lösung von Maßnahmen an <strong>der</strong> Umfassungskonstruktion und darauf abgestimmterAnlagenkonzepte beson<strong>der</strong>e Bedeutung zu. Insbeson<strong>der</strong>e durch die Verringerung des Gebäudewärmebedarfeseinerseits, den durch die <strong>Sanierung</strong>smaßnahmen bedingten Verän<strong>der</strong>ungen in denProportionen <strong>der</strong> beiden Wärmebedarfskomponenten Transmissionswärmebedarf und Lüftungswärmebedarfan<strong>der</strong>erseits, ergeben sich Anfor<strong>der</strong>ungen an die am Gebäude durchzuführendenwirtschaftlich vertretbaren Gesamtmaßnahmen, die nur im Rahmen einer integralen Planunggefunden werden können. Zusätzlich ist zu beachten, daß <strong>der</strong> erheblich kleiner werdende"Restwärmebedarf" zunehmend, zumindest in Teilen, durch den Einsatz von regenerativenEnergien und hier vielfach durch Solarenergienutzung zu kompensieren ist.Für ein 5geschossiges P 2-Wohngebäude mit acht Aufgängen <strong>der</strong> Wittenberger WohnungsbauGesellschaft mbH wurden gemäß dieser Vorgaben Maßnahmen zur Verbesserung <strong>der</strong> gesamten<strong>Bausubstanz</strong> (inkl. haustechnische Anlagen) bei gleichzeitiger wesentlicher Verringerung desHeizenergieverbrauches durchgeführt.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 71. Ziel- und AufgabenstellungNeben den Zielsetzungen, die zum allgemeinen Inhalt von Mo<strong>der</strong>nisierungsvorhaben vonWohngebäuden des Plattenbaus gehören, hatten die wärmetechnischen Zielsetzungen Priorität.Dabei wurde für die wärmetechnische Gesamtlösung ein Niveau angestrebt, das die Hälfte des in<strong>der</strong> Fassung <strong>der</strong> Wärmeschutzverordnung in Deutschland in Abhängigkeit vom Oberflächen-Volumen-Verhältnis fixierten Wertes für Neubauten ausmacht (siehe Tabelle 2).Tabelle 2: <strong>Energetische</strong> KennwerteKennwert Dimension vor denMassnahmennach denMaßnahmenU - Werte- Außenwand- Fenster- oberste Geschossdecke- KellerdeckeW/(m² · K) 1,43,10,90,8# 0,41,3# 0,2# 0,3Spezifische Heizlast- Transmission- Lüftung- GesamtW/m² 453479133447Spezifischer Jahresheizwärmebedarf- WSV 95- 50 % WSV 95kWh/(m² · a) 83 1) 61,530,7Die wärmetechnisch relevanten Maßnahmen wurden im Ergebnis einer Energiediagnose zurAusgangssituation und darauf aufbauenden Variantenrechnungen für die Zielsetzungen ermittelt.Dazu gehörten unter an<strong>der</strong>em die Verbesserung <strong>der</strong> U-Werte <strong>der</strong> Dunkelflächenbereiche aufWerte unter 0,4 W/(m² · K), <strong>der</strong> Ersatz <strong>der</strong> Fensterkonstruktionen durch solche mit einem U-Wert von 1,3 W/(m² · K), die Erhöhung <strong>der</strong> Wärmedämmung auf <strong>der</strong> obersten Geschossdecke biszu einem U-Wert unter k D = 0,2 W/(m² · K) und in <strong>der</strong> Kellerdecke bis unter U = 0,3 W/(m² · K).Dabei wurden für das Oberflächen-Volumen-Verhältnis des Gebäudes von 0,338 m -1 Verän<strong>der</strong>ungenin den wärmetechnisch relevanten Kennwerten gemäß Tabelle 2 wirksam.Im Ausgangszustand des Gebäudes vor <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> lagen keine objektkonkreten Verbrauchswertevor. Nur über die Energieabrechnungskosten, die für mehrere Wohnblöcke zusammengefasstvorlagen, war die indirekte Bestimmung eines objektspezifischen Verbrauchswertes möglich.Danach könnten als orientierende Ausgangswerte <strong>der</strong> Fernwärmeeinspeisung über das Gebäudeein Anschlusswert von 220 kW und ein Verbrauch von durchschnittlich 407 MWh/a abgeleitetwerden. Die spezifischen Ausgangswerte liegen somit bei ca. 90 W/m 2 bezogen auf die Nutzflächebzw. 187 kWh/(m 2 · a). Während <strong>der</strong> Anschlusswert als ausschließliche Wärmebedarfsgrößedes Gebäudes angesehen werden kann, ist im Verbrauchswert <strong>der</strong> Anteil Trinkwassererwärmungzu berücksichtigen.In den Heizkostenabrechnungen <strong>der</strong> davorliegenden Jahre von 1993 bis 1996 lagen die Wasser-1)Geschätzter Projektwert (Basis WSV 84).
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 8verbrauchswerte für die Trinkwassererwärmung vor. Eine Auswertung dieser Werte für dieabgerechneten Wohnblöcke ergab, dass die spezifischen Verbräuche sich von ca. 0,38 m 3 /m 2 bzw.0,34 m 3 /m 2 für 1993 auf ca. 0,30 m 3 /m 2 für 1996 vermin<strong>der</strong>ten. Den letzten Wert als objektkonkretenWert für die Trinkwarmwasserversorgung in Ansatz gebracht, ergab somit einen Wärmeverbrauchswertfür die Trinkwassererwärmung von ca. 30 kWh/(m 2 · a). Damit beträgt <strong>der</strong>wärmetechnische Ausgangswert des Gebäudes etwa 157 kWh/(m 2 · a) und liegt wesentlich höherals <strong>der</strong> geschätzte Bedarfswert für die Bedingungen <strong>der</strong> WSVO 84. Da es sich bei letzterem umeinen fiktiven Wert handelt, ist <strong>der</strong> Vergleich zu realen Verbrauchswerten relativ irrelevant undkann nur als orientierende Größe für entsprechend angestrebte heizenergetische Maßnahmendienen.Ähnliches gilt auch für den Vergleich des in Tabelle 2 ausgewiesenen Zielwertes mit gemessenenVerbrauchswerten. Für diesen Vergleich ist einerseits von Bedeutung, dass sich <strong>der</strong> Wert inTabelle 2 auf die wärmetechnischen Bilanzgrenzen des Gebäudes bezieht und für eine klimatischeAnnahme gültig ist und an<strong>der</strong>erseits ein gemessener Verbrauchswert neben den zusätzlichenwärmetechnischen Bedarfswerten <strong>der</strong> Vor- und Rücklaufleitungen <strong>der</strong> haustechnischen Systeme(Heizung, Lüftung, Trinkwassererwärmung) auch ein unwägbares Nutzerverhalten in sich birgt.Für die Auswertung ergibt sich somit zwangsläufig die Notwendigkeit einer stark differenzierendenBetrachtung, wie unter Punkt 6 dieses Berichtes dargestellt.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 92. Ausgangssituation am ObjektBei dem Demonstrationsgebäude handelt es sich um ein 5 - geschossiges Wohngebäude <strong>der</strong>Wittenberger Wohnungsbau Gesellschaft mbH, das aus zwei Gebäudeteilen des PlattenbautypsP2 zu je 40 WE besteht.Das Gebäude weist in den Längsfassaden eine Nord-Süd-Orientierung auf und befindet sich ineinem reinen Wohngebiet mit einer geringen Anzahl gesellschaftlicher Einrichtungen. Gewerbestättenfehlen. Es wurde im Jahr 1976 errichtet und bildet mit zwei weiteren Gebäuden desgleichen Typs einen Innenhof. Übergangsbauten mit einem Durchgang für Fußgänger verbindendie Gebäude miteinan<strong>der</strong> (Abbildung 1).Abbildung 1:LageplanCharakteristisches Merkmal ist die Zweispänner-Sektion (2 Wohnungen je Etage), wobei dieWohnungen um ein innenliegendes, quadratisches Treppenhaus angeordnet sind. Insgesamtbesteht das Gebäude aus 8 Sektionen mit 80 Wohnungen, die sich wie folgt verteilen:C 3-Raum-Wohnungen: 72C 2-Raum-Wohnungen: 8Die Wohnungen haben innenliegende Küchen und Bä<strong>der</strong>. Das Gebäude wurde vollständig ausFertigteilen montiert. In Anhang A, Anlage 4 ist ein typischer Grundriss für die Gebäude vom 2. -5. Geschoss wie<strong>der</strong>gegeben.2.1 BauzustandsbegutachtungMit <strong>der</strong> Bauzustandsanalyse wurde zunächst die bau- und haustechnische Ausgangssituationerfasst. Folgende Konstruktionsgrundsätze wurden nach [IEMB ] bei dem vorliegenden Gebäudeverwirklicht:! Konstruktionsprinzip ist die Querwandbauweise mit Systemlängen für Außenwandplatten
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 10und Spannbeton-Deckenplatten von 6,0 m, d.h. die zu einer Deckenebene verschweißtenDeckenelemente liegen auf den tragenden Querwänden auf.! Ausbildung <strong>der</strong> Längsfassade als Standfassade, Längsaußenwände aus selbsttragendengeschosshohen, raumgroßen Elementen aus konstruktiv bewehrtem Beton, Giebelaußenwände(doppelt gestellt) aus deckentragenden, geschosshohen und raumgroßen, konstruktivbewehrtemBeton! Horizontal- und Vertikalfugen als zweistufiges, sogenanntes "offenes Fugensystem".Den oberen Gebäudeabschluss bildet ein bekriechbares, schmetterlingsförmiges Kaltdach ausStahlbetonelementen. Auf <strong>der</strong> Rückseite des Gebäudes sind 8 vorgestellte Loggiareihen angeordnet.Als Fenster wurden Holz-Verbundfenster eingebaut.Das Gebäude weist außen eine Reihe gravieren<strong>der</strong> Bauschäden auf. In den Abbildungen 2 - 4 sindauszugsweise einige dazu aufgeführt. Typische Bauschäden sind:! Durchfeuchtung <strong>der</strong> Außenlängswand durch Schlagregen und undichte Fensterkonstruktion(Abbildung 2)! Betonausplatzungen, freiliegende und korrodierte Bewehrung insbeson<strong>der</strong>e im Bereich <strong>der</strong>Kellerwände (Bild 3 und 4) und <strong>der</strong> Balkonbrüstungen (Bild 5)Abbildung 2:Außenlängswand mit Feuchteschäden
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 11Abbildung 3:Kellerwand mit freiliegen<strong>der</strong> BewehrungAbbildung 4:Kellerwand mit starken Bauschäden2.2 TGA-Zustandsanalyse! HeizungsanlageDer Anschluss <strong>der</strong> Gebäudeheizung an das Fernwärmenetz erfolgt über eine Hausanschlussstationaußerhalb des Gebäudes. Im Gebäude wurde eine senkrechte Einrohrheizung mit unterer Verteilungals Tichelmann-Rohrführung eingesetzt. Die Stränge sind im Keller absperrbar und für den
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 12Strangabgleich mit Strangregulierventilen versehen. Die Regelung <strong>der</strong> Raumtemperatur durch denMieter erfolgt mittels Thermostatventil und Kurzschlussstrecke. Die Küchen und Bä<strong>der</strong> besitzenkeine Heizkörper.Abbildung 5:Schematische Darstellung des Einrohrheiungssystems mit untererVerteilungIm Rahmen <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> <strong>der</strong> Heizungsanlage wurden neue Plattenheizkörper mit Kurzschlussstreckeund Zweiwege-Thermostatventil eingebaut. Die Be- und Entlüftung <strong>der</strong> Stränge erfolgtüber automatische Rohrbe- und -entlüfter am oberen Strangende in den Wohnungen (sieheAbb. 6). Zur Ermittlung <strong>der</strong> Heizkosten wurden an den Heizkörpern elektronische Heizkostenverteilerinstalliert.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 13Abbildung 6:Plattenheizkörper mit Kurzschlussstrecke, Thermostatventil, Rohrbe- undEntlüfter sowie elektronischer HeizkostenverteilerIm Kellerbereich sind die Heizungsstränge und -verteilleitungen wärmeisoliert, die Absperr- undRegulierventile liegen frei.! Be- und EntwässerungsanlageDie Trinkwasserversorgung <strong>der</strong> Wohnungen erfolgt über eine Verteilleitung im Kellergeschossund von dieser abzweigende Steigestränge in den Installationsschächten. Die ursprünglichedezentrale Warmwasserbereitung mittels Gasdurchlauferhitzern wurde im Rahmen von <strong>Sanierung</strong>smaßnahmendurch eine zentrale Warmwasserbereitung ersetzt. Dabei kam anstelle einerZirkulationsleitung ein elektrisches Begleitheizungssystem für die Kellerverteilung und dieSteigestränge <strong>der</strong> Warmwasserversorgung zur Anwendung.Die Erfassung von Regen- und Schmutzwasser erfolgt getrennt. Das Flachdach wird überDacheinläufe nach innen entwässert. Die Regenfallrohre führen durch den Installationsschacht <strong>der</strong>Wohnungen. Sämtliche Schmutzwasserablaufstellen haben einen Geruchsverschluss. Die Falleitungenwerden nach dem Prinzip <strong>der</strong> Hauptlüftung über Dach gelüftet.Die Installationsschächte sind zwischen Küche und Bad angeordnet (siehe Abb. 7). Sie enthaltensämtliche vertikalen Ver- und Entsorgungsleitungen, einschließlich <strong>der</strong> Wohnungsanschlüsse.Badseitig besteht er aus einer 50 mm starken Betonwand mit Revisionsklappe, küchenseitig auseiner ca. 20 mm starken Pressspanplatte.Die seitliche Begrenzung bilden Wohnungs- bzw. Raumtrennwand. Im vorliegenden Gebäudebleibt ca. 1/3 des Installationsschachtes vollständig ungenutzt. Der mittlere Teil des Schachtes imBereich <strong>der</strong> Revisionsklappe dient <strong>der</strong> Unterbringung <strong>der</strong> Sanitärinstallation. Auf <strong>der</strong> Flurwand-Seite des Schachtes befindet sich <strong>der</strong> geschosshohe Lüftungsschacht.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 14Abbildung 7:Ansichten und Schnitt des InstallationsschachtesIm Rahmen <strong>der</strong> letzten <strong>Sanierung</strong> wurden die Warmwassersteigestränge mit elektrischer Begleitheizung(Raychem) sowie die Verteilleitungen im Schacht (Verteiler mit Panzerschläuchen) neuverlegt (siehe Abb. 8). Die Verteilleitung für Trinkwasser (kalt) wurde erneuert (Cu-Rohr) undzusätzlich ein Waschmaschinenanschluss (Bad) und ein Anschluss für Geschirrspüler (Küche)installiert. Die Trinkwassersteigeleitungen (kalt) bestehen aus Kunststoffrohr (PVC-H) und sindnicht erneuert worden. Eine Wärmeisolierung zur Vermeidung von Schwitzwasser ist nichtvorhanden. Zur Verbrauchsmessung sind sowohl für Warm- als auch für Kaltwasser Wasserzählervorhanden.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 15Abbildung 8:Blick durch die badseitige Revisionsklappe in den InstallationsschachtDie Abwasserleitungen (PVC-H) wurden im Rahmen <strong>der</strong> letzten <strong>Sanierung</strong> nicht erneuert. DieEntnahmearmaturen (Mischbatterien) sind alt aber funktionsfähig. Teilweise sind noch hochhängendeWC-Spülkästen anzutreffen. Die Badewannenverkleidung ist oft in einem sehr schlechtenZustand (siehe Abb. 9). Die Bä<strong>der</strong> sind oft nicht gefliest, son<strong>der</strong>n tapeziert o<strong>der</strong> mit einemAnstrich versehen. Spritzwasser hat auch hier Feuchteschäden hinterlassen.Abbildung 9:Verrottete Badewannenverkleidung
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 16! EntlüftungsanlageDie ursprünglich als kombiniertes Abluft-, Abgas- (KAA) System konzipierte Anlage funktioniertseit <strong>der</strong> Umstellung <strong>der</strong> dezentralen Warmwasserbereitungsanlage (mittels Gasdurchlauferhitzer)auf eine zentrale Warmwasserbereitung als reine Entlüftungsanlage mit Dachventilator. DieAußenluft strömt über die Fensterfugen nach. Die fensterlosen Küchen und Bä<strong>der</strong> haben Überströmluftdurchlässeim unteren Türbereich. Zur Erfassung <strong>der</strong> Abluft wurden in Küchen undBä<strong>der</strong>n runde Ablufterfassungselemente mit verstellbarem Ventilkegel ohne Filter installiert.Abbildung 10:Ablufterfasser im BadAls Sammelkanäle wurden geschosshohe Doppel-Verbundschachtelemente aus glasfaserverstärktemGips eingesetzt. In den Deckendurchführungen sind keine Absperrvorrichtungen gegenÜbertragung von Feuer o<strong>der</strong> Rauch vorgesehen. Auf <strong>der</strong>artige Absperrvorrichtungen K 90-18017kann verzichtet werden, wenn Zentralentlüftungsanlagen in Verbindung mit Sammelschachtanlageneingesetzt werden, <strong>der</strong>en Haupt- und Nebenschächte Feuerwi<strong>der</strong>standsdauern gemäß"Richtlinien über brandschutztechnische Anfor<strong>der</strong>ungen an Lüftungsanlagen (RbAL)" aufweisen.Bei dem vorliegenden Gebäude mit 5 Vollgeschossen ist eine Feuerwi<strong>der</strong>standsdauer von 30Minuten (F30) zu realisieren. Ob die verwendeten Doppel-Verbundschachtelemente aus glasfaserverstärktemGips diesen Anfor<strong>der</strong>ungen gerecht werden, ist jedoch nicht geklärt.Darüber hinaus kann von einer Luftdichtheit <strong>der</strong> eingesetzten Schachtelemente im allgemeinennicht ausgegangen werden. Diese ist - insbeson<strong>der</strong>e bei den hier eingesetzten Schachtelementenaus glasfaserverstärktem Gips - im Einzelfall nachzuweisen, da ansonsten die Funktionsfähigkeit<strong>der</strong> Entlüftungsanlage nicht garantiert werden kann.Bei <strong>der</strong> Besichtigung eines Lüftungsschachtes von <strong>der</strong> Revisionsklappe im Keller aus konnten diein Bild 11 angegebenen Maße aufgenommen werden.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 17Abbildung 11:Schnittdarstellung eines DoppelverbundschachtelementesDie in einer Wohnung mit Hilfe eines Volumenstrom-Messgerätes (S.A.M.) gemessenen Abluftvolumenströmelagen zur Zeit <strong>der</strong> Messung weit unter den in DIN 1946-6 gefor<strong>der</strong>ten Werten.Eine Nachregulierung am Ablufterfasser bzw. am Dachventilator wäre notwendig. Es kannjedoch nicht ausgeschlossen werden, dass Leckagen in den Lüftungsschächten die Ursache für diezu niedrigen Abluftvolumenströme sind. In diesem Fall führt eine Erhöhung <strong>der</strong> Ventilatordrehzahlnicht zum gewünschten Ziel.2.3 LuftdichtheitsprüfungenIm Rahmen <strong>der</strong> Voruntersuchungen wurden in zwei Wohnungen des Wohngebietes Luftdichtheitsmessungendurchgeführt. Eine <strong>der</strong> beiden Wohnungen befindet sich im DemonstrationsobjektStraße <strong>der</strong> Befreiung 5 (3-Raumwohnung im 4. OG, Giebelwohnung). Die Auswahl erfolgtezufällig.Zur Beurteilung <strong>der</strong> Luftdichtheit <strong>der</strong> Wohneinheit wurde <strong>der</strong> n 50 -Wert ermittelt. Mit n 50 = 1,8 h -1ergibt sich ein für Gebäude dieser Art recht guter Wert. Er überschreitet allerdings den in <strong>der</strong>Energieeinsparverordnung (EnEV, 07/2001) bzw. DIN 4108,Teil 7 (08/2001) definiertenHöchstwert 2 für Gebäude mit raumlufttechnischen Anlagen n 50 # 1,5 h -1 . Wesentliche Leckagenwurden im Bereich <strong>der</strong> Fensterfugen festgestellt, obwohl diese teilweise mit (allerdings schonporösem) Dichtungsband (Moosgummi) abgedichtet worden waren. Der Messbericht befindetsich in <strong>der</strong> Anhang A.2)Der Grenzwert für eine ausreichende Dichtheit wird in <strong>der</strong> Energieeinsparverordnung EnEV § 5 und Anhang4 Pkt. 2 sowie in DIN 4108 Teil 7 - Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden; Luftdichtheit vonBauteilen und Anschlüssen, Planungs- und Ausführungsempfehlungen sowie -beispiele - Ausgabe August2001 angegeben.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 182.4 EnergiediagnoseZur Präzisierung <strong>der</strong> heizenergetischen Effekte und <strong>der</strong> erfor<strong>der</strong>lichen Maßnahmen zum Erreichendieser Effekte, wurde vor Planungsbeginn eine Energiediagnose zum Gebäude für den Ist- undden Soll-Zustand erstellt.Ist-ZustandWie sich die Wärmeab- und -zuströme am Gebäude verteilen, ist aus Abbildung 12 bzw. denDiagrammen 1 und 2/1 bis 2/3 in Anhang B Energiediagnose - Istzustand ersichtlich. GroßeAnteile an den Wärmeverlusten haben insbeson<strong>der</strong>e die Lüftung und die Transmission überAußenwände und Fenster. Bringt man die passiven Solarenergiegewinne in die Bilanz ein (mittleresSäulendiagramm in Abbildung 12), so verschiebt sich die Relation zugunsten <strong>der</strong> Fenster.Die Anteile <strong>der</strong> übrigen Wärmeabströme werden dadurch größer. Diese Betrachtungsweise istbeson<strong>der</strong>s für die richtige Bewertung <strong>der</strong> Fenster an <strong>der</strong> Gesamtheizenergiebilanz des Gebäudeswichtig. Die Wärmeabströme müssen nicht in voller Höhe durch die Zufuhr von Heizwärme (72%) aufgebracht werden. Innere Wärmegewinne aus Nutzungsprozessen und passive solareWärmegewinne über die Glasflächen decken einen Teil <strong>der</strong> Verluste ab (Abbildung 12 - dritteSäule). Der tatsächliche Heizwärmeverbrauch ist jedoch erfahrungsgemäß infolge Fassadenundichtigkeiten,ungeregelter Heizungssysteme und nicht energiebewussten Verhaltens <strong>der</strong> Nutzerweitaus größer.Jährliche Wärmeenergieverluste und -gewinnekWh/(m³.a)1601401201008060AktivInternSonneWRGLüftungWandFenster40200I II IIIDachFußbodenSonstigeHeizenergieAbbildung 12:Wärmezu- und Wärmeabströme im Ist-ZustandI WärmeabströmeII Wärmeabströme und solare WärmegewinneIII Wärmezuströme
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 19Soll-ZustandDie Verteilung <strong>der</strong> Wärmeab- und -zuströme am Gebäude ist in Abbildung 13 bzw. den Diagrammen1 und 2/1 bis 2/3 in Anhang B Energiediagnose - Sollzustand dargestellt.Jährliche Wärmeenergieverluste und -gewinne100Aktiv90InternkWh/(m³ . a)80706050403020100I II IIISonneWRGLüftungWandFensterDachFußbodenSonstigeHeizenergieAbbildung 13:Wärmezu- und Wärmeabströme im Soll-ZustandI WarmeabströmeII Wärmeabströme und solare WärmegewinneIII WärmezuströmeDurch die Wärmedämmmaßnahmen verschieben sich die Proportionen zwischen dem Lüftungsunddem Transmissionswärmebedarf erheblich. Da <strong>der</strong> Lüftungswärmebedarf durch die kontrollierteBe- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung gedeckt ist, wird <strong>der</strong> verbleibendeRestwärmebedarf (im wesentlichen <strong>der</strong> Transmissionswärmebedarf), <strong>der</strong> für das Warmwasser -Heizungssystem verbleibt, sehr klein. Da an dem Gebäude Fernwärme anliegt, erfolgt die Sicherungdieses Restwärmebedarfes auch weiterhin durch die Fernwärmeanbindung.Der verbleibende Jahres - Heizwärmebedarf geht gegenüber dem Ausgangsniveau um 56,4 % beiAnnahme einer freien Lüftung und um 58,8 % unter <strong>der</strong> Annahme des Einsatzes einer mechanischenEntlüftungsanlage ohne Wärmerückgewinnung zurück. Der Einsatz <strong>der</strong> Wärme-rückgewinnungführt zu einer Verringerung um ca. 66 %.Aus Tabelle 3 sind die diesbezüglichen Berechnungsergebnisse für das Demonstrationsgebäudeersichtlich.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 20Tabelle 3:Berechnung des Heizwärmebedarfs nach WSVO 95 vor und nach <strong>der</strong> geplanten <strong>Sanierung</strong> fürden Plattenbau Typ P2Ist-Zustandgeplante <strong>Sanierung</strong>ParameterLüftungfreiefreiemechanischeohne WRGmechanische mit WRGk AW Nord,Südk AW Ost,Westk AFk Dek Fb[W/m²K]1,250,602,900,621,460,360,311,300,190,28Q TQ SQ LQ i[kWh/a]482 21383 116250 116121 633168 82867 544250 116121 633168 82867 544237 611121 633168 82867 544200 093121 633Q H [kWh/a] 527 580 229 768 217 262 179 744q H spez. [kWh/m²a] 108,44 47,23 44,66 36,94q H max [kWh/m²a] 61,67q H spez. < q H max nein ja ja jaEinsparung zumIst-Zustand[%] 0 56,4 58,8 65,9
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 213. <strong>Sanierung</strong>skonzeptNach Durchführung <strong>der</strong> Bauzustandserfassung und <strong>der</strong> Energiediagnose erfolgte die Ausarbeitungdes <strong>Sanierung</strong>skonzeptes für das Demonstrationsobjekt unter Berücksichtigung eineraktiven Solarenergienutzung und <strong>der</strong> konkreten gegenwärtigen Wärmeversorgung am Standortdes Gebäudes.Mit dem <strong>Sanierung</strong>skonzept wurden Entscheidungshilfen für die wesentlichsten kostenrelevantenMaßnahmen unterbreitet. Insbeson<strong>der</strong>e betrifft dies:- Maßnahmen zur Dämmung <strong>der</strong> Außenwand des Gebäudes- Systemlösung Heizung (Parameterwahl abgestimmt auf Dämmung und Zuluftzuführung)- Zuluftorganisation (Installation einer zusätzlichen Frischluftleitung im Installationsschacht)- Systemlösung Fenster (mit Abstimmung auf das Lüftungssystem)- Systemlösung Wärmezentrale auf Dach mit Integration <strong>der</strong> Wärmerückgewinnung und <strong>der</strong>Zulufterwärmung durch Solarenergienutzung- Integration <strong>der</strong> Solarenergienutzung durch Dachaufstellung von Kollektoren- Systemlösung für die steuer- und regelungstechnischen Anfor<strong>der</strong>ungen in <strong>der</strong> Optimierungdes Heizenergieeinsatzes- Systemlösung Warmwasserbereitung, Rohrführung und Einbindung in die aktive Solarenergienutzung,Ankopplung an das LuftleitungssystemFolgende Gesamtlösung, die in verschiedenen Untervarianten technisch und kostenmäßig untersuchtwurden, lässt sich aus den heizwärmetechnischen Zielstellungen unter Berücksichtigung <strong>der</strong>o. a. Prämissen herleiten:1. Zentraler Wärmeversorgungspunkt auf dem Dach bestehend aus:- einer Wärmerückgewinnungseinheit aus <strong>der</strong> Abluft des Lüftungssystems.- <strong>der</strong> Einbindung <strong>der</strong> Solarenergienutzung.- <strong>der</strong> Restwärmezuführung als Nacherwärmung <strong>der</strong> Zuluft (am Standort Fernwärme).Einkopplung <strong>der</strong> Fernwärmeanbindung in den Wärmeversorgungspunkt.- einer DDC-Regeleinheit.2. LuftkanalsystemDie Abluftkanäle konnten weiter genutzt werden. Die Zuluftzuführung musste geson<strong>der</strong>t gelöstwerden (Zuluftzuführung innerhalb des Gebäudes, die senkrechten Leitungen können im Bereichdes Sanitärinstallationsschachtes angeordnet werden).In dem Gebäude sind in den übereinan<strong>der</strong>liegenden Küche-Bad-Bereichen Abluftschächtevorhanden, über die mittels maschinell betriebener Dachentlüfter die verbrauchte Luft <strong>der</strong>Wohnungen über Dach fortgeführt wird. Die Abluftschächte werden, sofern nach entsprechen<strong>der</strong>Prüfung möglich, weiter genutzt und um einen Zuluftschacht ergänzt. Der Platzbedarf ist in demvorhandenen Sanitärschacht gegeben. Beide Schächte (Zu- und Abluftschacht) werden imDrempelbereich über Sammelkanäle zu einer neu zu errichtenden Lüfterzentrale geführt. Dorterfolgt sowohl die Wärmerückgewinnung aus <strong>der</strong> Abluft als auch die Einbindung <strong>der</strong> durchSonnenenergie vorgewärmten Zuluft.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 223. SolarenergiegewinnungZur aktiven Solarenergienutzung wurden erstmalig Bauelemente von SOLARWALL als Solarluftkollektoren,auf dem Dach aufgestän<strong>der</strong>t, vorgesehen. Von Vorteil war dabei, dass dieLängsfassaden des Gebäudes eine Nord-Süd-Ausrichtung haben und damit günstige Bedingungenfür die Solarenergienutzung bestehen. Als nachteilig erwies sich die Situation mit <strong>der</strong> Aufstän<strong>der</strong>ung<strong>der</strong> Konstruktion, da eine direkte Anordnung auf <strong>der</strong> Dachhaut aus statischen Gründennicht möglich war. Das Abfangen <strong>der</strong> Lasten konnte nur durch die Dachhaut hindurch auf dieoberste Geschossdecke hin erfolgen.Die Kollektorfläche ist funktional in zwei Teilflächen aufgeteilt und den Lüftungsanlagen <strong>der</strong>beiden Gebäudeteile zugeordnet. Für die unterschiedlichen Betriebsarten (Sommer- und Winterbetrieb)wurde eine Unterteilung dieser Teilflächen jeweils in einen größeren (84 m²) und einenkleineren (42 bzw. 31,5 m²) Kollektorbereich vorgenommen. Für den Sommerbetrieb, bei dem imwesentlichen die Trinkwassererwärmung praktiziert wird, erfolgt eine Reduzierung <strong>der</strong> Kollektorflächeauf 84 m 2 . Beim Winterbetrieb (Zuluftvorwärmung) wird die gesamte Kollektorflächegenutzt.Zur Gestaltung <strong>der</strong> Kollektoranlage auf dem Dach wurde von dem Prinzip des "Sichtbarmachens<strong>der</strong> Gebäudetechnik" ausgegangen (siehe Abbildung 14).Abbildung 14: Südansicht des Gebäudes mit LuftkollektoranlageEinerseits wurde ein Teil <strong>der</strong> Kollektorfläche als Abdeckung <strong>der</strong> obersten Balkone ausgebildetund an<strong>der</strong>erseits <strong>der</strong> kleinere Kollektorteil im seitlichen Versatz zur größeren Kollektorflächeangeordnet. Insgesamt ist damit eine architektonische Lösung gefunden worden, die sich gut indas umliegende Gebäudeensemble einpasst und letztlich auch eine städtebaulich-optische Aufwertungmit sich bringt.Die drei aufgeführten Grundelemente stellen den Kern <strong>der</strong> Systemlösung dar, wobei dem Punkt 2,
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 23<strong>der</strong> Kanallösung für das Belüftungssystem als wichtigstes Element, beson<strong>der</strong>e Bedeutungzukommt. In Abbildung 15 ist die Gesamtlösung schematisch dargestellt.Die Solarenergienutzung trägt maßgeblich in <strong>der</strong> vorgesehen Lösung dazu bei, dass die wärmetechnischeAufbereitung <strong>der</strong> den Räumen zuzuführenden Frischluft erfolgen kann. Alle an<strong>der</strong>enbisherigen Lösungen gehen hingegen davon aus, dass die Frischluft mit Außentemperaturniveauin die Räume gelangt und erst dort wärmetechnisch auf die notwendige Innentemperatur gebrachtwird.Für den weiteren Fortgang <strong>der</strong> Arbeiten werden die hier aufgeführten drei Grundelementefestgeschrieben und die erfor<strong>der</strong>liche technische und kostenmäßige Untersetzung im Rahmen desProjektes durchgeführt.3.1 Bautechnische Maßnahmen3.1.1 AußenwandBeim Bau des Gebäudes wurden für Giebel und Fassade zwar jeweils zweischichtige Schwerbetonplattenmit einer 5 cm starken innenliegenden Dämmschicht verwendet, diese jedoch miteinem unterschiedlichen Wärmeleitwert. So besteht die Fassadendämmschicht aus HWL-Plattenmit einem λ-Wert von 0,093 W/(m·K). Für den Giebel wurde Polystyrol mit dem deutlichbesseren λ-Wert von 0,04 W/(m·K) verwendet, um die exponierte Lage <strong>der</strong> in diesem Bereichliegenden Räume auszugleichen.Da ein hohes Wärmedämmniveau <strong>der</strong> Umfassungskonstruktion nach wie vor eine entscheidendeVoraussetzung für einen geringen Heizenergieverbrauch ist, wurden im Rahmen <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong>die Außenwände mit einem Wärmedämmverbundsystem versehen. Damit wird <strong>der</strong> Einflussvorhandener Wärmebrücken praktisch ausgeschaltet.Mit zunehmen<strong>der</strong> Dämmdicke werden die Auswirkungen <strong>der</strong> Wohnungslage auf die Transmissionsverlustegeringer, daher wurden unter Berücksichtigung <strong>der</strong> unterschiedlichen Ausgangssituationfür Fassade und Giebel verschiedene Dämmstärken aufgebracht: für die Fassade 8 cmund im Giebelbereich 6 cm, jeweils mit einem λ-Wert von 0,04 W/(m·K). Somit verän<strong>der</strong>n sichdie U-Werte dieser Bauteile folgen<strong>der</strong>maßenFassade vor <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> 1,26 W/(m 2 · K) nach <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> 0,358 W/(m 2 · K)Giebel 0,59 W/(m 2 · K) 0,314 W/(m 2 · K).
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 24Abbildung 15:Schematische Darstellung <strong>der</strong> Gesamtlösung
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 253.1.2 FensterEin Austausch <strong>der</strong> Fenster ist inzwischen für jedes <strong>Sanierung</strong>svorhaben zur Selbstverständlichkeitgeworden, da sie in <strong>der</strong> Regel einen bedeutenden Flächenanteil an den Außenbauteilen und somitam möglichen Einsparpotential <strong>der</strong> Transmissionswärmverluste haben.Zu beachten ist hierbei, dass nicht nur auf einen guten U-Wert <strong>der</strong> Verglasung Wert zu legen ist,son<strong>der</strong>n ebenso auf einen gut gedämmten Rahmen. Weiterhin spielt <strong>der</strong> Energiedurchlassgrad fürdie Nutzung solarer Energiegewinne eine große Rolle.Da eine Zuluftanlage zu installieren war, die mit geringfügigem Überdruck betrieben werdensollte, war weiterhin eine hohe Dichtheit <strong>der</strong> Fenster unabdingbar.In diesem Gebäude wurden die vorhandenen, bereits undichten Holz-Verbundfenster mit einemU-Wert von ca. 3,1 W/(m 2 · K) durch Fenster mit Isolierverglasung und einem U-Wert von1,3 W/(m 2 · K) ersetzt.3.1.3 Oberste GeschossdeckeDie oberste Geschossdecke wurde im Bestand ohne Dämmung ausgeführt. Da das über demobersten Geschoss liegende Drempelgeschoss (bekriechbarer Dachraum unter einem nach innengeneigtem Flachdach) schwer zugänglich ist, wurde für diesen Bereich vorgesehen, die Dämmungnicht in Form von Platten zu verlegen, son<strong>der</strong>n einzublasen. Verwendet wurden Steinwolleflokkenmit Faserbindung und einem λ-Wert von 0,045 W/(m · K) zu einer Mindestschichtdicke von20 cm. Der U-Wert än<strong>der</strong>t sich somit von 3,61 W/(m 2 · K) zu 0,21 W/(m 2 · K).3.1.4 KellerDie ursprüngliche Kellerdecke beinhaltet eine 1 cm dicke Mineralfaserplatte mit einem λ-Wertvon 0,045 W/(m · K). Eine wärmetechnische Entkopplung dieses unbeheizten Bereiches ist damitnicht gegeben. Deshalb wurden im Rahmen <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> Platten aus Mineralfaserlamellen mitmineralischem Oberflächenschutz in einer Dämmstärke von 8 cm mit einem λ-Wert von 0,045W/(m · K) verklebt. Der U-Wert än<strong>der</strong>t sich somit von 1,46 W/(m 2 · K) zu 0,41 W/(m 2 ·K).3.2 Maßnahmen in den haustechnischen Anlagen3.2.1 HeizungsanlageBisher wurde das Gebäude von einem Einrohr-Warmwasserheizungssystem mit unterer Verteilungim Tichelmannsystem mit Fernwärmeanschluss versorgt. Der Fernwärmeanschluss solltezur Wärmeversorgung erhalten bleiben.Als neues Heizungssystem wurde ein Zweirohrsystem mit unterer Verteilung und senkrechtenSteigesträngen gewählt. Hierbei war zu beachten, dass aufgrund <strong>der</strong> vorgenommenen Wärmedämmmaßnahmenund <strong>der</strong> Abdeckung des Lüftungswärmebedarfs über die Lüftungsanlage in deneinzelnen Räumen mittels konventioneller Heizungsanlage bedeutend kleinere Leistungen alsbisher zu realisieren sind. Dies bedeutet, dass die Heizflächen wesentlich kleiner werden bzw. dieSystemtemperaturen zu senken sind.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 26Beide Maßnahmen haben jedoch ihre Grenzen:• Aus ästhetischen und vor allem aber Komfortbedingungen heraus können die Flächen <strong>der</strong>Heizkörper nicht beliebig verkleinert werden. Maßstab sollte hierbei als Alternative dieFensterbreite sein.• Um eine gute Temperaturregelung in den einzelnen Räumen gewährleisten zu können,sollten die Temperaturdifferenzen zwischen Vor- und Rücklauf sowie zwischen VorlaufundRaumtemperatur möglichst hoch sein, was eine Verringerung <strong>der</strong> Massenströme zurFolge hat. Dies wie<strong>der</strong>um wirkt sich nachteilig auf die Rohrdimensionierung aus, daeinerseits das Rohrleitungssortiment in seinen Abmessungen nach unten hin begrenzt istund an<strong>der</strong>erseits sowohl für den erfor<strong>der</strong>lichen Druckabgleich <strong>der</strong> Heizkreise als auch fürdas gesamte Regelverhalten <strong>der</strong> einzelnen Heizkörperregulierventile ungünstige Voraussetzungenentstehen.• Je kleiner wie<strong>der</strong>um die Temperaturspreizung des Systems ist, um so mehr besteht dieGefahr, dass sich Abweichungen im hydraulischen Abgleich bemerkbar machen können.• Letztlich ist auch zu berücksichtigen, dass für Geräte zum Erfassen <strong>der</strong> Heizenergieverbräucheam Heizkörper als Funktionskriterien sowohl eine „niedrigste mittlereAuslegungs-Heizmedientemperatur <strong>der</strong> Heizungsanlage“ eingehalten werden muss, als aucheine „Zählbeginntemperatur“ existiert.Nach Ermittlung <strong>der</strong> notwendigen Heizkörperlängen für verschiedene Systemtemperaturen wurdedie Spreizung auf 12 K , die Vorlauftemperatur auf 55°C festgelegt. Bei diesen Parameternergaben sich allerdings für die im Erdgeschoss an das Treppenhaus grenzenden Räume notwendigeHeizkörperlängen, die selbst bei einem dreilagigen Heizkörper (hierbei ungewollt großeBautiefe) über das Maß <strong>der</strong> Fensterbreite hinaus gingen. Aus diesem Grund erhielt das Treppenhausim Bereich des Erdgeschosses eine Wärmedämmung, da das Aufstellen eines Heizkörpersim Treppenhaus vom Auftraggeber nicht erwünscht war und energetisch auch nicht sinnvoll ist.Die Heizungsverteilungsleitungen wurden im entlang <strong>der</strong> Südfassade verlaufenden, vorhandenenKollektorgang verlegt, durch den auch die Fernwärmeleitungen geführt werden. Zur Einhaltungkurzer Wege und geringer Verluste wurde eine fassadenweise Verteilung gewählt. Die zweiteVerteilungsleitung führt entlang <strong>der</strong> Nordfassadenaußenwand durch Keller- bzw. Gemeinschaftsräume.Die einzelnen Räume werden über vertikale Stränge erschlossen, die jeweils mit einemDifferenzdruckregler versehen sind. In jedem Raum befindet sich ein Heizkörper mit voreinstellbaremThermostatventil und Rücklaufverschraubung.Für die Luftnacherwärmung existiert ein dritter Heizkreis mit den Systemparametern 70/50°C,um eine schnelle Verfügbarkeit gewährleisten zu können.Die beiden Gebäudeteile wurden jeweils von einer separaten Hausanschlussstation versorgt, diean den Stirnseiten außerhalb des Gebäudes gelegen sind, wobei diese wie<strong>der</strong>um jeweils weitereGebäude zu versorgen hatten.Im Zuge <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> wurden für die Gebäudeteile Straße <strong>der</strong> Befreiung 5-8 bzw. 9-12 neueUnterstationen geschaffen. Durch die Wärmedämmmaßnahmen konnte <strong>der</strong> Anschlusswert pro
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 27Gebäude von ehemals 220 kW auf 115 kW gesenkt werden. Allein für die Heizung wäre nur einWert von 93 kW notwendig, da jedoch stets die Wärmebereitstellung für die Warmwasserbereitungund die Luftnacherwärmung vorhanden sein muss, sind 115 kW (75 + 40 kW) notwendig.Aufgrund von Problemen mit <strong>der</strong> hydraulischen Einregulierung <strong>der</strong> Heizungsanlage in denAnfangszeiten nach Beendigung <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> kam es zu Mieterbeschwerden. Daraufhin wurdendie Systemparameter auf 70/50°C angehoben. Damit verbunden sind jedoch höhere Verluste undauch eine Verstärkung von hydraulischen Problemen. Durch die kleiner gewordenen Volumenströme,die zum Erreichen einer bestimmten Heizkörperwärmeabgabe erfor<strong>der</strong>lich sind, erschwertsich die Regelbarkeit <strong>der</strong> gesamten Anlage.Die ursprünglich niedrigen Systemparameter bedingen aufgrund <strong>der</strong> außentemperaturabhängigenSteuerung in den Übergangszeiten eine Heizkörpertemperatur, die unter <strong>der</strong> Körpertemperaturliegt und somit von den Mietern beim Berühren <strong>der</strong> Heizfläche als kalt empfunden wird. Diesführt beim Fehlen entsprechen<strong>der</strong> Vorabinformationen zwangsläufig zu Irritationen <strong>der</strong> Nutzer,die erstmalig mit diesem Phänomen in Berührung kommen und demzufolge den Eindruck haben,dass keine Wärmelieferung erfolgt.3.2.2 Zu- und Abluftanlage! AnlagenbeschreibungIm Rahmen <strong>der</strong> Gesamtsanierung werden die beiden Gebäudeteile mit voneinan<strong>der</strong> unabhängigenmechanischen Be- und Entlüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und solarer Vorwärmung<strong>der</strong> Außenluft ausgestattet. Die Lüftungssysteme sind mit einer automatischen Steuerung ausgerüstet,die eine zyklische Grundlüftung <strong>der</strong> Wohnungen gewährleistet und zusätzlich die individuellenLüftungsbedürfnisse <strong>der</strong> Nutzer berücksichtigen kann.Die Be- und Entlüftungsanlagen bestehen jeweils aus folgenden Abschnitten:S Ablufterfassung und Zuluftverteilung in den WohnungenDie Erfassung <strong>der</strong> mit Gerüchen, Schadstoffen und Wasserdampf belasteten Abluft <strong>der</strong> Wohnungenerfolgt in den Bä<strong>der</strong>n und Küchen über motorisierte Abluftventile. Die Ventile in den Küchensind mit Fettfiltern ausgestattet.Parallel dazu wird über motorisierte Zuluftventile erwärmte Außenluft in die Wohnräume (Wohn-, Schlaf-, Kin<strong>der</strong>zimmer) eingeblasen. Zur Verteilung <strong>der</strong> Luft in <strong>der</strong> Wohnung sind unterhalb <strong>der</strong>Geschossdecke im Küche/Bad-Bereich sowie im Schlafzimmer Luftkanäle aus Kunststoff verlegt.Insgesamt sind in jedem Gebäudeteil 116 Zuluftventile und 80 Abluftventile installiert.Die Steuerung <strong>der</strong> Zu- und Abluftventile wird durch ein elektronisches Regelsystem in <strong>der</strong>Lüftungszentrale auf dem Dach realisiert.S Zu- und AbluftleitungenDie 5 übereinan<strong>der</strong> liegenden Wohnungen einer Treppenaufgangsseite werden jeweils an einen
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 28Zu- bzw. Abluftkanal angeschlossen. Für die 8 vertikalen Zu- und Abluftkanäle in jedem Gebäudeteil,die im Bereich <strong>der</strong> Sanitär-Installationsschächte angeordnet werden, kommt das System„wakofix - Ausführung Hauptleitung ohne Nebenschächte“ <strong>der</strong> Fa. Strulik zur Anwendung. DieKanäle bestehen aus zementgebundenen Kalziumsilikatplatten mit einer Feuerwi<strong>der</strong>standsklasseF30. Die Abzweige zu den Wohnungen sind mit wartungsfreien Absperrvorrichtungen K90-18017 mit bauaufsichtlicher Zulassung ausgestattet.Über Dach werden die Zu- und Abluftkanäle je Gebäude in Sammelleitungen aus Wickelfalzrohrgeführt und auf dem Dach bis zur Lüftungszentrale verlegt. Sowohl die Zuluft- als auch dieAbluftleitungen sind mit Wärmedämmung versehen. Für den Abgleich <strong>der</strong> Zu- bzw. Abluftsträngesind handbetätigte Drosselklappen eingebaut. Die Kontrolle und Reinigung <strong>der</strong> Luftleitungenerfolgt über Revisionsöffnungen.S LuftkollektoranlageZur solaren Vorwärmung <strong>der</strong> Außenluft werden SOLARWALL-Luftkollektoren in optischansprechen<strong>der</strong> Form auf den Loggiadächern (große Elemente) bzw. dem Flachdach (kleineElemente) des Gebäudekomplexes installiert. Die Außenluft wird über die spezielle Perforierung<strong>der</strong> SOLARWALL - Elemente angesaugt, durch die Solarstrahlung erwärmt und in einen Luftsammelkanal(Canopy) am oberen Kollektorabschluss geleitet. Über den Ansaugstutzen desCanopys wird die erwärmte Außenluft in eine, an <strong>der</strong> Kollektor-Unterstützungskonstruktionabgehängte, wärmeisolierte Luftleitung und anschließend in die Lüftungszentrale geführt.Die Solarkollektoranlage verfügt über motorisch verstellbare Bypassklappen, mit denen über diezentrale Regelung eine Sommer- und Winterschaltung <strong>der</strong> Kollektoranlage realisiert wird. In <strong>der</strong>Sommerschaltung wird die solar vorgewärmte Luft zur Erwärmung des Brauchwarmwassers undin <strong>der</strong> Winterschaltung direkt zur Luftvorwärmung genutzt.S LüftungszentraleDie Lüftungszentrale wird jeweils auf dem Dach des Gebäudeteils als Überbauung eines Treppenhausaufgangs(Gebäudeteil Nr. 5 - 8: Aufgang Nr.6; Gebäudeteil Nr. 9 - 12: Aufgang Nr. 11)angeordnet.Die Außenluftansaugung erfolgt über die SOLARWALL - Luftkollektoren und /o<strong>der</strong> direkt an<strong>der</strong> Ostseite <strong>der</strong> Lüftungszentrale. In <strong>der</strong> Zentrale wird ein kombiniertes Zu - und Abluftgerät mitWärmerückgewinnung in Blockbauweise, Fabrikat Wolf, Typ KG 63 Gigant installiert. ImZentralgerät erfolgt die Filterung <strong>der</strong> solar erwärmten bzw. direkt angesaugten Außenluft, dieVorwärmung im Kreuzstrom-Wärmetauscher durch Wärmeaufnahme aus <strong>der</strong> Abluft und dieentsprechend dem Temperatur-Sollwert erfor<strong>der</strong>liche Nachwärmung <strong>der</strong> Zuluft mittels Lufterhitzer.Ein drehzahlgeregelter Zuluftventilator transportiert die aufbereitete Luft in die Wohnungen.In unmittelbarer Nähe zur direkten Ansaugung befindet sich die Mündung des Rauchabzuges desTreppenhauses. Zur Verhin<strong>der</strong>ung <strong>der</strong> Rauchansaugung und -verteilung über das Zuluftsystem imBrandfall wird in <strong>der</strong> Zuluftverteilungsleitung eine Absperrvorrichtung gegen Rauch mit Rauchauslöseeinrichtungangeordnet. Bei Auslösung schaltet gleichzeitig <strong>der</strong> Zuluftventilator ab.Die Abluft aus den Wohnungen wird vor Eintritt in das Zentralgerät gefiltert, zur Wärmeabgabe
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 29in den Kreuzstrom-Wärmetauscher geleitet und mittels drehzahlgeregeltem Abluftventilator in dieUmgebung abgeführt.Die Wärmeversorgung des Lufterhitzers für die Zuluft wird durch Fernwärme realisiert. AlsHeizmedium für den Heizkreis Lüftung steht Warmwasser mit den Temperaturen 70/50°C zurVerfügung. Die Heizungsleitungen werden von <strong>der</strong> jeweiligen Fernwärme-Hausanschlussstationim Keller des Gebäudes in einem Sanitär-Installationsschacht zum Dach und anschließend in dieLüftungszentrale verlegt.Für die solare Warmwasserbereitung in <strong>der</strong> sommerlichen Jahreszeit ist in <strong>der</strong> Lüftungszentraleein separates Lüftungsgerät, Fabrikat Wolf, Typ KG 40 Gigant, bestehend aus Taschenfilter,Luft-/Wasser-Wärmetauscher und Ventilator angeordnet. Sobald die Regelung <strong>der</strong> Anlage denWarmwasserbetrieb freigibt, wird die in einem Teil <strong>der</strong> Luftkollektoren (große SOLARWALL-Elemente, je Gebäudeteil 84 m 2 ) erzeugte Wärme über einen Luft-/Wasser-Wärmetauscher aneinen Pufferspeicher abgegeben.Zur Verhin<strong>der</strong>ung unzulässiger Schallausbreitung sind die Zuluft- bzw. Abluftein - undaustrittsleitungen <strong>der</strong> Lüftungszentrale mit Schalldämpfern ausgestattet.Die direkte Außenluftansaugung und die Mündungen <strong>der</strong> Fortluftleitungen sowohl <strong>der</strong> Abluft alsauch <strong>der</strong> im Sommer betriebenen solaren Warmwasserbereitung sind mit Absperreinrichtungenversehen.! AnlagenauslegungDie Auslegung <strong>der</strong> maschinellen Be- und Entlüftungsanlagen erfolgte auf <strong>der</strong> Grundlage <strong>der</strong> DIN1946, T.6 „Lüftung von Wohnungen“, Ausgabe 1994-09 sowie DIN 18017, T.3 “Lüftung vonBä<strong>der</strong>n und Toiletten ohne Außenfenster“. Der Mindestaußenluftvolumenstrom für jede Wohnungwird in Abhängigkeit von <strong>der</strong> Wohnungsgröße und unter Berücksichtigung <strong>der</strong> Vorgabenzur Entlüftung fensterloser Räume festgelegt. Die resultierenden Zu-und Abluftvolumenströmezur Auslegung <strong>der</strong> maschinellen Lüftungsanlagen <strong>der</strong> beiden Gebäudeteile (Bedarfslüftung) sindin den Tabellen 4 und 5 dargestellt. Der Luftwechsel bezieht sich auf das mit einer Raumhöhe von2,59 m ermittelte Raumvolumen.Der Lüftungswärmebedarf für jeden Gebäudeteil ohne Berücksichtigung <strong>der</strong> Wärmerückgewinnungwürde im Auslegungsfall für einen Luftvolumenstrom von 4600 m³/h, einer Lufteintrittstemperaturvon -14 °C und einer Zuluft-Solltemperatur von 24 °C ca. 61,7 kW betragen.Durch den Einsatz eines Kreuzstrom-Wärmeübertragers mit diagonaler Luftführung zur Wärmerückgewinnungaus <strong>der</strong> Abluft kann unter bestimmten Bedingungen (s. Abschnitt TechnischeParameter) eine maximale Austrittstemperatur von 12,2 °C erreicht werden. Um die Wärmeverlustedes Zuluftverteilungssystems kompensieren zu können, erfolgte die Auslegung des Luft-Heizregisters für eine Lufteintrittstemperatur in das Register von 0°C. Bei Heizmedienvorlaufbzw.-rücklauftemperaturen von 70 bzw. 50 °C beträgt die Luftaustrittstemperatur 24 °C. Dieerfor<strong>der</strong>liche Heizleistung beträgt ca. 39 kW.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 30Tabelle 4: AbluftvolumenstromGebäudeteil Wohnungsart WohnflächeRaumAnzahl<strong>der</strong> WohnungenLuftvolumenstromje AbluftventilWohnungs-AbluftvolumenstromLuftwechselm²m³/h m³/h5 - 8 2-Raum-WohnungKüche 4046,87 4Bad 4080 0,663-Raum-WohnungKüche 6055,29 36Bad 60120 0,84Summe 4.6409 - 12 2-Raum-WohnungKüche 4046,04 5Bad 4080 0,673-Raum-WohnungKüche 6055,29 34Bad 60120 0,844-Raum-WohnungKüche 6064,54 1Bad 60120 0,72Summe 4.600h -1Tabelle 5: ZuluftvolumenstromWohnungsartWohnflächeRaumGebäudeteilWohnungsanzahlLuftvolumenstromje ZuluftventilWohnungs-Zuluft-volumenstromm²m³/hm³/h5 - 8 2-Raum-Whg. 46,8 4 Wohnzimmer 48 80Schlafzimmer 323-Raum-Whg. 55,29 36 Wohnzimmer 57 120Schlafzimmer 35Kin<strong>der</strong>zimmer 28Summe 4.6409 - 12 2-Raum-Whg. 46,04 5 Wohnzimmer 48 80Schlafzimmer 323-Raum-Whg. 55,29 34 Wohnzimmer 57 120Schlafzimmer 35Kin<strong>der</strong>zimmer 284-Raum-Whg. 64,54 1 Wohnzimmer 46 120Schlafzimmer 28Kin<strong>der</strong>zimmer 1 23Kin<strong>der</strong>zimmer 2 23Summe 4.600Die technischen Parameter <strong>der</strong> Elemente des kombinierten Zu- und Abluftgerätes sowie desZuluftgerätes für die solare Warmwasserbereitung sind nachfolgend aufgeführt:
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 31S Zu- und Abluftgerät, Fabrikat Wolf, Typ KG 63 Gigant:1. ZuluftventilatorLuftvolumenstrom: 4600 m³/hGesamt-Druck: 1130 Pa2. AbluftventilatorLuftvolumenstrom: 4600 m³/hGesamt-Druck: 890 Pa3. Kreuzstrom-Wärmetauscher, Luftführung diagonalAußenluftvolumenstrom: 4600 m³/hAbluftvolumenstrom: 4600 m³/hAußenlufttemperatur: -14 °CAblufttemperatur: 22 °CRelative Feuchte <strong>der</strong> Abluft: 55 %Daten bezogen auf die AußentemperaturZulufttemperatur:12,2°CRückwärmzahl: 73 %Wärmeleistung:40,1 kW4. Luft-HeizregisterLuftvolumenstrom: 4600 m³/hLufteintritts-Temperatur: 0 °CLuftaustritts-Temperatur: 24 °CLeistung (gesamt):39,3 kWHeizwassereintritts-Temperatur: 70 °CHeizwasseraustritts-Temperatur: 50 °C5. Ventilator für solare WarmwasserbereitungLuftvolumenstrom: 1500 m³/hGesamt-Druck: 423 Pa6. Luft-/Wasser-WärmetauscherLuftvolumenstrom: 1500 m³/hLufteintritts-Temperatur: 70 °CLuftaustritts-Temperatur: 17,4 °CDruckverlust (Luftseite): 80 PaKühlwasserstrom: 920 l/hKühlwassereintritts-Temperatur: 10 °CKühlwasser-Austrittstemperatur: 35 °CDruckverlust (Wasserseite): 18,4 kPaKühlleistung:26,6 kWS LuftkollektoranlageDie Fläche <strong>der</strong> auf dem Dach des Gebäudes installierten SOLARWALL-Luftkollektoren beträgtinsgesamt 241,5 m². Sowohl die Einbindung <strong>der</strong> Luftkollektoren in die Lüftungssysteme <strong>der</strong>beiden Gebäudeteile als auch die Berücksichtigung bautechnischer und ästhetischer Aspekte
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 32erfor<strong>der</strong>n eine Aufteilung <strong>der</strong> Kollektorfläche. In Tabelle 6 sind die Größen <strong>der</strong> einzelnenLuftkollektor-Elemente aufgeführt.Tabelle 6: LuftkollektorflächeGebäudeteilFlächeLuftkollektor-Elementm²Anzahl<strong>der</strong> ElementeFlächeLuftkollektor Gebäudem²5 - 8 10,5 4 4221,0 4 84Summe: 1269-12 10,5 3 31,521,0 4 84Summe: 115,5! Betrieb <strong>der</strong> Be- und EntlüftungsanlageFür die Wohnungslüftung werden die Betriebsarten zyklische Grundlüftung und Bedarfslüftungunterschieden. Die erfor<strong>der</strong>lichen Luftvolumenströme werden entsprechend <strong>der</strong> Anzahl <strong>der</strong>geöffneten Zu- bzw. Abluftventile durch Drehzahlregelung <strong>der</strong> Ventilatoren eingestellt.Bei <strong>der</strong> zyklischen Grundlüftung werden die Abluftventile einer Wohnung automatisch geöffnetbzw. wie<strong>der</strong> geschlossen. Die Zuluftventile in den Wohnräumen werden den Abluftventilennachgeführt. Jede Etage wird nacheinan<strong>der</strong> im Lüftungszyklus durchgetaktet. Die Ventil-Öffnungszeitbeträgt gegenwärtig 12 Minuten, d.h. jede Wohnung wird einmal in <strong>der</strong> Stunde be- undentlüftet. Die Lüftungs-Zyklen im Gebäude werden wie folgt eingestellt:tagsüber (05.00 bis 22.00 Uhr): 17 malnachts (22.00 bis 05.00 Uhr): 7 malBei Außentemperaturen t a < -10 °C wird die Ventilöffnungszeit auf 10 Minuten verkürzt. Um dasEinbringen einer Kühllast in das Gebäude zu verhin<strong>der</strong>n, wird bei einer Außentemperatur t a >+24 °C die zyklische Grundlüftung ausgesetzt.Bei zeitweilig erhöhtem Anfall von Wasserdampf o<strong>der</strong> Geruchsstoffen kann <strong>der</strong> Mieter durchBetätigen von separaten Schaltern bzw. Sensoren in Küche und Bad eine erhöhte Lüftung(Bedarfslüftung) erreichen. Nach dem Ausschalten des Lüftungsschalters bleiben die Abluftventileund auch die Zuluftventile noch 10 Minuten geöffnet. Nachts wird die manuelle Bedarfslüftungin <strong>der</strong> Küche ausgeschaltet.Der Lichtschalter im Bad ist mit einem Lichtsensor ausgestattet, <strong>der</strong> bei Einschalten <strong>der</strong> Badbeleuchtungdie Bedarfslüftung aktiviert. Für kurzzeitiges Betreten wird das Öffnen des Abluftventilsum 15 Sekunden verzögert. Nach dem Ausschalten <strong>der</strong> Badbeleuchtung bleibt das Abluftventilnoch max. 12 Minuten geöffnet. Zur Vermeidung von Zugerscheinungen während <strong>der</strong> Badbenutzungkann bei eingeschalteter Beleuchtung die Entlüftung durch Abdunkeln des Lichtsensors
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 33für 30 Minuten unterbrochen werden. Dauerentlüftung im Bad ist auch ohne Beleuchtung durchBetätigen des Lüftungsschalters möglich. Die Nachlüftzeit beim Ausschalten beträgt ca. 12Minuten.Für den Betrieb <strong>der</strong> zentralen Lüftungsanlage wird zwischen den Betriebsarten Lüftungsbetriebund Warmwasserbetrieb unterschieden:Beim Lüftungsbetrieb wird die Außenluft über die Luftkollektoren angesaugt und nach Aufbereitungin <strong>der</strong> Lüftungszentrale in die Wohnungen geleitet. Die Zulufttemperatur wird dabei aufkonstante Temperatur geregelt. Überschreitet die Zulufttemperatur den Sollwert, wird nacheinan<strong>der</strong>die Wärmezufuhr über den Lufterhitzer unterbrochen, die Wärmerückgewinnung über denBypass umgangen und zuletzt Außenluft zugemischt.Wenn in den Sommermonaten keine Zuluft-Vorwärmung benötigt wird, erfolgt Warmwasserbetrieb.Das für die Warmwasserbereitung erfor<strong>der</strong>liche höhere Temperaturniveau <strong>der</strong> Kollektor-Austrittstemperatur wird durch einen separaten Ventilator mit einem Luftvolumenstrom von ca.1500 m³/h erreicht. Mittels motorisierter Stellklappe werden deshalb die kleinen Kollektor-Elemente (ca. 35 bis 40 % <strong>der</strong> gesamten Kollektorfläche) herausgeschaltet. Über einen Luft-/Wasser-Wärmetauscher wird die solare Wärmeenergie in einen Pufferspeicher im Keller desGebäudes eingespeichert und bei Warmwasseranfor<strong>der</strong>ung zur Trinkwasservorwärmung genutzt.3.2.3 TrinkwassererwärmungDie Trinkwassererwärmung erfolgt für jedes <strong>der</strong> beiden Gebäude separat mittels Fernwärme nachdem Speicherladeprinzip und in den frostfreien Monaten zusätzlich über eine solare Frischwasservorwärmungim Durchflussprinzip (siehe Abb. 16).Die Ermittlung des Wärmebedarfes für den Trinkwassererwärmer erfolgte nach DIN 4708. Dieauf dieser Grundlage ermittelte Leistungskennzahl beträgt je Gebäudeteil N L = 33 und dieentsprechende Stundenspitze Q 1h = 96 kWh. Eigene Erfahrungen belegen allerdings, dass die sichtatsächlich einstellende Spitzenleistung geringer ausfällt, so dass für die Auslegung <strong>der</strong> Hausanschlussstationund die Festlegung des Anschlusswertes für die Trinkwassererwärmung in ersterInstanz ein Leistungswert von Q WW = 75 kW vorgegeben wurde.Als Warmwasserspeicher dient ein 500 l-Edelstahlbehälter mit Anschlüssen für die Speicherladung,die Zirkulation, die Warmwasserverteilung und den Frischwasserzulauf. Die Speicherladungerfolgt mittels Umwälzpumpe über einen Plattenwärmetauscher an <strong>der</strong> Fernwärme-Kompaktstation (Fabrikat EWERS).
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 34Abbildung 16:Vereinfachtes Schaltschema <strong>der</strong> TrinkwassererwärmungIm Trinkwasserzulauf ist dem Warmwasserspeicher ein Plattenwärmetauscher für die solareTrinkwasservorwärmung vorgeschaltet. Sie wird während <strong>der</strong> frostfreien Monate bei je<strong>der</strong>Zapfung wirksam, wenn in den solaren Pufferspeichern (3 x 500 l) ein entsprechendes Wärmeangebotvorhanden ist. Die solaren Pufferspeicher sind einerseits mit dem Wärmetauscher zurTrinkwasservorwärmung über einen Entladekreislauf und an<strong>der</strong>erseits mit dem in <strong>der</strong> Lüftungszentraleauf dem Dach angeordneten Luftkühler über einen Ladekreislauf verbunden. DasBetriebsregime für die Be- und Entladepumpe berücksichtigt den Ladezustand <strong>der</strong> Pufferspeicher,das Wärmeangebot über die Luftkollektoren (bei Freigabe <strong>der</strong> Luftkollektoren für die WarmwasserbereitungY siehe 3.2.5 Steuerung und Regelung) und den Wärmebedarf auf <strong>der</strong> Trinkwasserseite.Dieses Speicherladesystem mit Frischwasservorwärmung hat gegenüber an<strong>der</strong>en Einbindungsartenfür Solarwärme folgende Vorteile:• am trinkwasserseitigen Eingang des Wärmetauschers liegt stets die Kaltwassertemperatur desLeitungsnetzes an, d.h. <strong>der</strong> Rücklauf in den Solarspeicher wird gut ausgekühlt• eine Verschleppung konventionell erzeugter Wärme in den Solarspeicher ist nicht möglichIm Gegensatz zu Ladespeichersystemen än<strong>der</strong>t sich <strong>der</strong> Volumenstrom auf <strong>der</strong> Trinkwasserseiteje nach Anzahl <strong>der</strong> gleichzeitigen Einzelzapfungen sehr stark. Um den Druckverlust über denWärmetauscher auch während <strong>der</strong> Spitzenzeiten auf eine vertretbare Höhe zu begrenzen, ist <strong>der</strong>Wärmetauscher auf den nach DIN 1988 ermittelten Spitzendurchfluss auszulegen. Das hat zurFolge, dass während <strong>der</strong> Spitzenzeiten optimale, aber bei Kleinstmengenzapfungen ungünstigeWärmeübertragungsverhältnisse bestehen. Das während <strong>der</strong> Kleinstmengenzapfungen nichtoptimal genutzte Potential an gespeicherter Solarenergie ist jedoch vergleichsweise gering.Nach [SCHWENK] sparen <strong>der</strong>artige Systeme gegenüber „klassischen“ Ladespeichersystemen mithydraulischer Trennung zwischen Solar- und Bereitschaftskreis rund 10 % mehr Brennstoff ein.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 353.2.4 HausanschlussstationAls Hausanschlussstation wurde für jeden Gebäudeteil eine Fernwärme-Kompaktstation <strong>der</strong> Fa.EWERS für einen indirekten Anschluss an das Primärnetz mit drei Heizkreisen und Trinkwassererwärmungim Vorrangbetrieb eingesetzt. Alle Heizkreise sind mit einer Rücklaufbeimischungausgestattet. Die Heizkreise versorgen folgende Verbraucher:1. Heizungsstränge auf <strong>der</strong> Nordseite (55/43 °C, Q H = 25 kW)2. Heizungsstränge auf <strong>der</strong> Südseite (55/43 °C, Q H = 28 kW)3. Luftnacherwärmer <strong>der</strong> Zuluftanlage (70/50 °C, Q H = 40 kW)Während <strong>der</strong> Beladung <strong>der</strong> Warmwasserspeicher (ca 1 Stunde) wird die Heizleistung <strong>der</strong> beidenHeizkreise für die Heizungsstränge auf <strong>der</strong> Nord- und Südseite reduziert (Vorlauftemperaturabsenkung).Die Heizleistung für den Luftnacherwärmer darf wegen <strong>der</strong> systembedingtengeringen Verzugszeit nicht reduziert werden.3.2.5 Steuerung und Regelung! Zentrale RegelungDie gesamte Regelungsanlage für die zentrale und dezentrale Luftbehandelung, für die Trink-Warmwasserbereitung und für die Wärmeerzeugung wird über ein Energiemanagementkonzeptso geführt, dass vorausschauend und zeitgesteuert unter Einbeziehung des Speicherverhaltens desGebäudes und <strong>der</strong> Warmwasserspeicher <strong>der</strong> Einsatz konventioneller Energieträger (Fernwärme,Elektro) minimiert wird. Dazu sind zwei Lüfter- und zwei Heizzentralen eingerichtet worden.! LüfterzentraleFür die Luftaufbereitung wird für jede <strong>der</strong> zwei Gebäudehälften auf dem Dach des Gebäudes eineLüfterzentrale errichtet. Von dort gelangt die Zuluft über ein in die Sanitärschächte integriertesLuftkanalnetz in die Wohnräume. Jede Lüfterzentrale umfasst im wesentlichen folgende Hauptkomponenten:1 drehzahlgeregelter Zuluftventilator (Frequenzumformer ca. 2,2 kW)1 drehzahlgeregelter Abluftventilator (Frequenzumformer ca. 2,2 kW)1 Ventilator für den Betrieb des Warmluftkühlers zur Warmwasserbereitung1 Plattenwärmetauscher zur Wärmerückgewinnung aus <strong>der</strong> Abluft1 auf dem Dach aufgestellter Solar-Luft-Kollektor1 Warmwasser-Nacherhitzer1 Warmluftkühler für Warmwasserbereitung2 Filter Frischluft1 Filter Abluft
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 36Abbildung 17:Prinzipschema Lüfterzentrale! TemperaturregelungDie aufbereitete Zuluft wird auf konstante Temperatur (T3) geregelt. Als Führungsgrößenwerden die Außenlufttemperatur (T1) und die Solarstrahlung (S1) aufgeschaltet. Die Sollwertkurve<strong>der</strong> Zulufttemperatur ist zwischen 17 und 22 °C festgelegt.yAufDreiwegeventilNachwärmer (M1)MischluftklappenSolarluft (M2, M3)Zuluft T330 °CZuXp1XzXp220 °CZulufttemperatur T3-15°C 20°CAußenluft T1Abbildung 18:Regelsequenz und Sollwert <strong>der</strong> ZulufttemperaturDie Temperatur <strong>der</strong> Zuluft wird in folgen<strong>der</strong> Sequenz geregelt:- Beimischung solarerwärmter Luft aus dem Dachkollektor mit <strong>der</strong> Klappenregelung M2/M3(stetig),- Nacherwärmung mit Dreiwege-Mischventile M1Sobald die Lüfterzentrale keine Wärme mehr benötigt, wird <strong>der</strong> Dachkollektor herausgeschaltetund für die Warmwasserbereitung freigegeben.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 37Die Nacherwärmung mit konventioneller Wärmeenergie erfolgt immer in letzter Sequenz, wenndas Angebot aus den Solarkollektoren und <strong>der</strong> Wärmerückgewinnung nicht ausreicht.Wenn die Ablufttemperatur kleiner als die Zulufttemperatur aus den Solarkollektoren ist (Abkühlungseffekte)o<strong>der</strong> bei Reifbildung (P8) am Wärmetauscher (Winterbetrieb), wird die Wärmerückgewinnungzeitweilig mit den Bypass-Klappen M4 (Zweipunkt) ausgeschaltet.! VolumenstromregelungDa in den Wohnungen unabhängig voneinan<strong>der</strong> verschiedene Luftwechsel eingestellt werdenkönnen, haben Zuluft- und Abluftventilator sehr variable Betriebszustände zu bewältigen. Ausdiesem Grunde und wegen <strong>der</strong> Reduzierung <strong>der</strong> nicht unerheblichen Lüfterleistungen sind diebeiden Ventilatoren mit einer Drehzahlregelung (Frequenzumformer) ausgestattet. Die Drehzahlvorgabewird im Rahmen <strong>der</strong> dezentralen Regelung über eine SPS aus <strong>der</strong> Anzahl <strong>der</strong> geöffnetenZu- bzw. Abluftventile errechnet.! WarmwasserbetriebSobald <strong>der</strong> Solar-Luft-Dachkollektor von <strong>der</strong> Regelung für die Warmwasserbereitung freigegebenwurde und das Solar-Angebot ausreicht, um Wärmeenergie an den Warmwasserspeicher abzugeben,wird er mit den Klappen M2/M3 auf Warmwasserbereitung umgeschaltet. Gleichzeitigwird <strong>der</strong> Ventilator für den Solar-Kühler zugeschaltet, ein Teil <strong>der</strong> Kollektorpanele über einemotorisierte Klappe (M8) geschlossen und die Wärme über den Kühler dem Warmwasserspeicherzugeführt. Die restliche Wärmeenergie für den Warmwasserspeicher bzw. wenn die gesamte solarerzeugte Wärme für die Lüftung benötigt wird, wird fernwärmeseitig abgedeckt.! RauchauslöseeinrichtungUm zu verhin<strong>der</strong>n, dass sich Rauch über das Zuluftsystem ausbreiten kann, ist im zentralenZuluftkanal ein Rauchgasmel<strong>der</strong> (R1) und eine motorisierte Rauchschutzklappe mit Fe<strong>der</strong>rückgang(M5) eingebaut. Beim Ansprechen des Rauchgasmel<strong>der</strong>s wird <strong>der</strong> Zuluftventilator gestoppt,die zentrale Rauchschutzklappe sowie alle Zuluftklappen in den Wohnräumen geschlossen.! Überwachung und SignalisierungMit <strong>der</strong> Anfahrschaltung wird zuerst das Ventil für den Nacherhitzer freigegeben und die Umwälzpumpeeingeschaltet. Nach Erreichen einer vorgegebenen Rücklauftemperatur am Fühler T7werden <strong>der</strong> Zuluft- und <strong>der</strong> Abluftventilator in Betrieb genommen, die Luftklappen M2/M3 undM6 geöffnet und die Regelung freigegeben.Der Frostschutzwächter T8 (manueller Reset) des Lufterhitzers schaltet bei Frostgefahr dieVentilatoren aus, öffnet das Dreiwegeventil und schaltet die Umwälzpumpe und die elektrischeBegleitheizung für die außenliegenden Rohrleitungen ein. Die selbstregelnde Begleitheizung wir<strong>der</strong>st bei negativen Außentemperaturen freigegeben.Der Frostschutzwächter T9 (automatischer Reset) des Solarkühlers schaltet die Umwälzpumpein <strong>der</strong> Heizzentrale ein. Die selbstregelnde Begleitheizung wird bereits bei negativen Außentemperatureneingeschaltet.Die Keilriemenüberwachung des Solarkühler-Ventilators (P7) und die Filterüberwachung (P4,
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 38P5,P6) werden mit Differenzdruckwächtern realisiert. Die Betriebsmeldung des Zu- und desAbluftventilators (drehzahlgeregelt) werden aus den Volumenstrommessungen ausgekoppelt (P1,P2).Als weitere Störungssignale sind <strong>der</strong> Überlastschutz <strong>der</strong> Motoren, abnormale Betriebszustände<strong>der</strong> Drehzahlregler, die Unterschreitung einer minimalen Zulufttemperatur (T3) sowie das Auslösendes Rauchgasmel<strong>der</strong>s vorgesehen.! HausanschlussstationenJede Hausanschlussstation umfasst im wesentlichen folgende Hauptkomponenten:1 Wärmetauscher (WT1) für die Ankoppelung an das Fernwärmenetz1 Wärmetauscher (WT2) für die Trink-Warmwasserbereitung mit Dreiwegeventil und Umwälzpumpe(P4)1 Wärmetauscher (WT3) im Kaltwasserzufluss <strong>der</strong> Trink-Warmwasserbereitung1 Trinkwasserspeicher (TWS) mit Ladepumpe (P5) und Zirkulationspumpe (P6)1 Solar-Pufferspeicher (SPS) mit Ladepumpe (P7) und Zirkulationspumpe (P8)1 Heizkreis für den Luftnacherwärmer (70/50°C) in <strong>der</strong> Dachzentrale mit Umwälzpumpe (P3)und Dreiwegeventil2 Heizkreise für das Nie<strong>der</strong>temperatur-Heizsystem (55/43°C) mit elektronisch geregeltenUmwälzpumpen (P1, P2) und Dreiwege-Mischventilen mit außentemperaturabhängigerVorlauf-Temperaturregelung.Abbildung 19:Prinzipschema HeizzentraleDie Hausanschlussstation wird (außer dem Solar-Pufferspeicher mit Pumpe und Wärmetauscher
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 39im Kaltwasserzulauf) durch den Fernwärmelieferer (Stadtwerke) betrieben und geregelt. Für denDatenaustausch zum Gebäude-Gesamtenergiemanagement ist im Schaltkasten <strong>der</strong> HA-Stationeine Sammelstörung (potentialfreier Kontakt) und die Steuerung <strong>der</strong> Pumpe P3 auf die Klemmenleistegeführt. Beide digitalen Signale werden mit <strong>der</strong> DDC-Heizzentrale ausgetauscht.Regelung <strong>der</strong> Solar-PufferspeicheranlageBei genügend großem solarem Überschuss wird <strong>der</strong> Solar-Pufferspeicher mit <strong>der</strong> Ladepumpe(P7) aufgeladen. Mit <strong>der</strong> Entladung durch Pumpe (P8) über den Wärmetauscher (WT3) wird dasTrink-Kaltwasser im Zufluss erwärmt. Hierdurch erreicht man eine möglichst große Temperaturspreizungim Wärmeübertrager. Die Ein- und Ausschaltbedingungen für die Be- und Entladungsind wie folgt definiert:! Beladung <strong>der</strong> solaren Pufferspeicher1. Freigabe <strong>der</strong> Luftkollektoren für den Warmwasserbetrieb2. Einschalten des Ventilators für die solare WWB (bei Freigabe Testlauf stündlich für 10 min)3. Einschalten <strong>der</strong> Ladepumpe (640 l/h)4. Vergleich <strong>der</strong> Temperaturdifferenz zwischen solar erwärmtem Luftvolumenstrom und Pufferspeicherwassermit einem Sollwert (T6 - T11 > 10 K), bei Einhaltung <strong>der</strong> Bedingung laufenVentilator und Ladepumpe weiter5. Vergleich <strong>der</strong> Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf des Ladekreislaufes miteinem Sollwert (T13 - T18 < 5 K), bei Erfüllung dieser Bedingung werden Ventilator undLadepumpe abgeschaltet! Entladung <strong>der</strong> solaren Pufferspeicher! Vergleich <strong>der</strong> Temperaturdifferenz zwischen Pufferspeicherwasser und Trinkwasserzuflussmit einem Sollwert (T11 - T17 > 5 K), bei Erfüllung <strong>der</strong> Bedingung wird die Entladepumpein Betrieb genommen (Testlauf alle 15 min für 2 min)! Vergleich <strong>der</strong> Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf des Entladekreislaufes miteinem Sollwert (T15 - T16 < 2 K), bei Erfüllung dieser Bedingung wird die EntladepumpeabgeschaltetDie angegebenen Schaltdifferenzen wurden nach Auswertung einer Messperiode optimiert.Überwachung und SignalisierungDer Betriebszustand <strong>der</strong> Pumpen und <strong>der</strong>en Überlastschutz werden signalisiert. Weiterhin werdenStörungen an den Wärmetauschern und im Trinkwasserspeicher (zu niedrige und zu hoheTemperatur) gemeldet.HeizungsregelungDie Beheizung <strong>der</strong> Wohnungen wird mit Plattenheizkörpern vorgenommen, die durchHeizkörper-Thermostatventile geregelt werden. Die Stränge werden mit Differenzdruckreglernauf konstanten Strang-Differenzdruck gehalten.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 40LüftungsbetriebFür die Lüftung sind motorisierte Zuluftklappen (reversierbare Synchronmotoren) in den Wohnräumenund je eine motorisierte Abluftklappe in Küche und Bad eingebaut worden. DieseLuftventile werden über eine SPS (in <strong>der</strong> Lüfterzentrale) angesteuert. Dazu sind in <strong>der</strong> Küche undim Bad je ein Taster (im Bad mit Lichtsensor) zur Umschaltung auf Bedarfslüftung installiertworden. Die Zu- und Abluftventile und die Eingabeelemente (Taster) sind über Schwachstromkabelan die SPS in <strong>der</strong> jeweiligen Lüfterzentrale im Dachgeschoss angeschlossen.DatenaustauschFür einen effektiven Betrieb <strong>der</strong> Gesamtanlage werden zwischen <strong>der</strong> DDC-Regelung und <strong>der</strong> SPSin den Lüfterzentralen alle notwendigen Daten ausgetauscht.Im beson<strong>der</strong>en sind das:- die gegenseitigen Verriegelungen <strong>der</strong> Ventilatorsteuerung für das Anfahrverhalten, Freigabe<strong>der</strong> Temperaturregelung und bei Störungen- Übergabe aller Störmeldungen <strong>der</strong> SPS an die DDC- Schließen aller Zuluftventile bei Auslösen des Rauchdetektor- Übergabe des Außentemperatursignals <strong>der</strong> DDC an die SPS zur Drehzahlabsenkung bei tiefenAußentemperaturen und Unterbrechung <strong>der</strong> zyklischen Lüftung bei hohen Temperaturen- Übergabe des Solarstrahlungssignals <strong>der</strong> DDC an die SPS zur Aufschaltung <strong>der</strong> zyklischenLüftung bei günstigen Solareinträgen
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 414. Planung, Ausschreibung und VergabeMit <strong>der</strong> Planung <strong>der</strong> Gesamtleistung wurde das Planungsbüro "Ingenieurconsult BAU UNDUMWELT GmbH" in Berlin beauftragt, das in <strong>der</strong> Lage ist, alle Gewerke unter die hier imVor<strong>der</strong>grund stehende Zielstellung einer erheblichen Senkung des Heizenergiebedarfes zu setzen.Das Planungsvolumen belief sich auf einen Gesamtumfang von 590 TDM und entspricht damiteinem Anteil von 13,1 % <strong>der</strong> gesamten Bauleistungen.Die Gewerke wurden sowohl öffentlich ausgeschrieben als auch nach Eingang <strong>der</strong> Angeboteöffentlich ausgewertet und an den jeweils preisgünstigsten Anbieter vergeben.Die Baubetreung und Bauüberwachung oblag ebenfalls dem vorgenannten Büro, das aber füreinige bautechnische Teilleistungen Vor - Ort - Kräfte hinzuzog.In <strong>der</strong> Umsetzung <strong>der</strong> energetischen <strong>Sanierung</strong>smassnahmen wurde deutlich, dass mit denZielsetzungen eines solchen Projektes an die Bauausführung höchste Anfor<strong>der</strong>ungen gestellt sind.So ist <strong>der</strong> Schwerpunkt in <strong>der</strong> Baubetreung und Bauüberwachung insbeson<strong>der</strong>e darin zu legen,dass sie als "energetisch orientierte" Bauüberwachung und -betreuung gehandhabt werden muss,was sich keineswegs automatisch versteht. Alle Vor-Ort-Entscheidungen und Absprachen sindvon den Beteiligten immer auf ihre energetische Relevanz zu prüfen. Hier sind künftig auch andie entsprechende Fachkompetenz höhere Anfor<strong>der</strong>ungen zu stellen.Noch stärker trifft dies auch auf den haustechnischen Bereich zu, wo insbeson<strong>der</strong>e die Inbetriebnahmeund Gewährleistung <strong>der</strong> angestrebten Betriebsparameter künftig stärker zu betonen ist 3 .Ohne eine konsequente Qualitätskontrolle und auch entsprechende Qualitätssicherung sind dieZiele eines solchen Projektes im Nachgang nur mit beträchtlichen zusätzlichen Aufwendungenerreichbar. Auch hier ist künftig verstärkt auf die fachliche Weiterbildung und Qualifizierung <strong>der</strong>einzelnen Handwerksbetriebe zu diesen Schwerpunkten Einfluss zu nehmen.Erschwerend in diesem Prozess kommt hinzu, dass Bau- und Ausführungsmängel in ihrerenergetischen Wirkung meist schwer und häufig erst sehr spät erkannt werden und dann vielfachnur mit beträchtlichen Diskussionen und Ärgernissen behoben werden können. Durch denzeitlichen Versatz <strong>der</strong> heizenergetischen Wirkungen kann dann u. U. auch eine falsche Bewertung<strong>der</strong> Ergebnisse durch Außenstehende nicht ausgeschlossen werden.Unter den Bedingungen sich auch weiterhin verschärfen<strong>der</strong> Anfor<strong>der</strong>ungen im Umgang mit demHeizenergieeinsatz kann <strong>der</strong> Demonstrationscharakter eines solchen Vorhabens nicht hoch genuggewertet werden. Erst in <strong>der</strong> Umsetzung <strong>der</strong> Zielstellungen wird deutlich, welche Hemmnisse undeingefahrenen Gleise tatsächlich bestehen und wo die Schwerpunkte für die Breitenanwendungeigentlich liegen.3)So sind bereits in <strong>der</strong> Ausschreibung hierzu die entsprechenden Inhalte vorzusehen und auch bei <strong>der</strong> Vergabeauf die Angebote gerade zu diesen Positionen beson<strong>der</strong>s zu achten. Vielfach ist eine erhebliche Unterbewertunggerade dieser Positionen zu beobachten.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 425. Messtechnische Untersuchungen5.1 Messprogramm5.1.1 Messdatenerfassung in Verbindung mit DDC und GLT! LüfterzentraleFolgende stündliche Messwerte werden aus <strong>der</strong> DDC ausgekoppelt und aufgezeichnet:Außentemperatur (T1)Ablufttemperatur (T2)Zulufttemperatur (T3)Temperatur hinter dem WRG (T4)Mischtemperatur hinter dem Dach-Solarkollektor (T5)Austrittstemperatur am Dach-Solarkollektor (T6)Solarstrahlungswerte (S1)Volumenströme des Zu- und Abluftventilators (P1, P2)Volumenstrom durch den Luft-Solar-Kollektor (P3)Betriebsstunden des Ventilators für den Betrieb des Solar-Warmluftkühlers! HeizzentraleFolgende Messwerte werden ausgekoppelt und aufgezeichnet:Vor- und Rücklauftemperatur Heizung Nord (T1, T2)Vor- und Rücklauftemperatur Heizung Süd (T3, T4)Vor- und Rücklauftemperatur Nacherhitzer (T5, T6)Vor- und Rücklauftemperatur Wärmetauscher Trink-Warmwasser (T7, T8)Vor- und Rücklauftemperatur Trink-Warmwasser (T13, T14)Vor- und Rücklauftemperatur Solarkühler (T15, T16)Temperatur im Trink-Warmwasserspeicher (T9, T10)Temperatur im Solar-Pufferspeicher (T11,T12)Vor- und Rücklauftemperatur Wärmetauscher Solar-Puffer-Speicher (T17, T18)Temperatur im Zufluss Trink-Kaltwasser (T19)Volumenstrom Solarkühler (V1)Volumenstrom Wärmetauscher Solar-Puffer-Speicher (V2)Volumenstrom im Zufluss Trink-Kaltwasser (V3)5.1.2 Messdatenerfassung für Wohnungen und an<strong>der</strong>e GebäudebereicheZur Bewertung <strong>der</strong> im <strong>Sanierung</strong>sobjekt erzielten Energieverbräuche ist eine Aussage zurGebäudeinnentemperatur unerlässlich. Für den Wohnbereich wurden drei relevante Wohnungenausgewählt. Zur Berücksichtigung des Lageeinflusses wurden zwei exponierte Wohnungen undweiterhin eine Wohnung in Mittellage messtechnisch erfasst:Wohnung 1Giebel, Erdgeschoss (Hausnr. 5)
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 43Wohnung 2Giebel, 4. Obergeschoss (Hausnr. 5)Wohnung 3Mittellage, 2. Obergeschoss (Hausnr. 6).Alle Messwohnungen sind hinsichtlich Grundriss und Ausrichtung identisch, ebenso die Anordnung<strong>der</strong> einzelnen Messfühler, so dass die in Anhang C Abb. 1 dargestellte Sensoranordnungfür alle Messwohnungen gültig ist.Die Temperaturen werden in allen Räumen gemessen: Wohn-, Schlaf-, Kin<strong>der</strong>zimmer, Flure,Küchen und Bä<strong>der</strong>. In den Küchen und Bä<strong>der</strong>n werden zusätzlich die Feuchtewerte registriert.Alle Messelemente in den Wohnungen sind unterhalb <strong>der</strong> Decke angebracht.Im Treppenaufgang des Hauses Nr. 6 befinden sich sowohl im Eingangsbereich als auch in je<strong>der</strong>Etage eine Temperaturmessstelle (siehe Anhang C, Abb.2).Weitere Temperaturmessungen wurden im Kellerbereich durchgeführt. Um hier die unterschiedlichenEinflüsse erfassen zu können, gibt es zwei Messstellen im an <strong>der</strong> Südfassade gelegenenKollektorgang und drei Sensoren im mittleren Bereich des Kellers (siehe Anhang C, Abb. 3).Für alle Temperaturmessungen werden PT 100-Fühler verwendet, für die Feuchten Lithium-Chlorid-Fühler. In den Küchen und Bä<strong>der</strong>n werden kombinierte Temperatur-Feuchte-Sensorenverwendet. Die Stromversorgung für die Feuchtefühler befindet sich in <strong>der</strong> Gebäudeleitzentrale(GLT) im Keller des Gebäudes.Alle Messleitungen einer Wohnung werden in 4-Leiter-Technik zu einem Verteiler, <strong>der</strong> imVersorgungsschacht (Bad) installiert wurde, geführt und von dort weiter zur GLT geleitet.Auch die Messleitungen <strong>der</strong> Keller- und Treppenhaussensoren werden in 4-Leiter-Technik zurGLT geführt.Sämtliche Messleitungen werden zunächst auf einen Verteiler geklemmt und von dort zumDatenerfassungsgerät HP 34970A geleitet. Die Datensicherung erfolgt in Form von ASCII-Datenauf Disketten.Da Temperaturän<strong>der</strong>ungen in den zu betrachtenden Bereichen sehr träge vonstatten gehen,erfolgt die Aufzeichnung <strong>der</strong> vorgenannten Daten stündlich.5.1.3 Messdatenerfassung für die SolarkollektoranlageUm das Temperaturverhalten <strong>der</strong> Luftkollektoranlage umfassend bestimmen zu können, war dieEinrichtung von repräsentativen Messstellen notwendig. Aus <strong>der</strong> Abb. 1, Anhang D "Anordnung<strong>der</strong> Messfühler an <strong>der</strong> Luftkollektoranlage-Grundriss" geht die Anordnung dieser Messstellenhervor. Auf dem Dach des rechten Gebäudeteils (Haus Nr.5-7) wurden an den Solarluftkollektoren<strong>der</strong> Gruppe 1 (große Kollektorelemente) 6 Temperaturmessfühler (T4-T6 und T10-T12) undan denen <strong>der</strong> Gruppe 2 (kleine Kollektorelemente) drei Temperaturmessfühler (T7-T9) eingebaut.Diese Temperaturfühler befinden sich im oberen Bereich <strong>der</strong> Solar-Luft-Kollektoren, um dieErwärmung <strong>der</strong> angesaugten Luft am Kollektoraustritt messen zu können (siehe Abb. 20).Zusätzlich wurden im dritten Solarluftkollektor <strong>der</strong> Gruppe 1 ein Temperaturmessfühler im
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 44unteren Bereich zur Messung <strong>der</strong> Lufteintrittstemperatur (T3) und zwei Temperaturmessfühleran <strong>der</strong> Unterseite <strong>der</strong> Kollektoroberfläche (T2-oben und T1-unten) zur Oberflächentemperaturmessungangeordnet (siehe Abb.2, Anhang D, "Anordnung <strong>der</strong> Messfühler an <strong>der</strong>Luftkollektoranlage-Seitenansicht").Abbildung 20:Temperaturmessfühler in den Strömungskanälen <strong>der</strong> Luftkollektoranlage(vor Montage <strong>der</strong> oberen Kollektorabdeckung)Ein ventilierter Temperaturmessfühler (T13) misst die Außenlufttemperatur über den Solar-Luftkollektoren. Ein weiterer kombinierter Fühler misst Außenlufttemperatur und Außenfeuchte.Die solare Einstrahlung wird durch eine Silizium-Messzelle erfasst, die im gleichen Winkel wiedie Solar-Luftkollektoren ausgerichtet ist. Alle verwendeten Temperaturfühler sind Wi<strong>der</strong>standsthermometer(Pt 100). Sie sind in 4-Leiter-Technik angeschlossen, um Messfehler infolge großerLeitungslängen kompensieren zu können. Der kombinierte Außenlufttemperatur/Außenfeuchte-Fühler besitzt ebenfalls ein Pt 100-Messelement; die Feuchtemessung erfolgt mittels eines mit12V beheizten LiCl-Messelementes.Die Erfassung <strong>der</strong> Messdaten erfolgt mittels Datenlogger in <strong>der</strong> Messzentrale auf Speicherkartenin folgenden Zeitintervallen:S von 20 Uhr bis 6 Uhr:S von 6 Uhr bis 20 Uhr:stündlichim 2-Minutenabstand
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 455.2 Messdatenbearbeitung! Einzelne GebäudebereicheZur Bearbeitung und Auswertung wurde das Tabellenkalkulationsprogramm Microsoft EXCELverwendet. Die einzelnen Sicherungsdateien, die nach unterschiedlichen Zeiträumen angefertigtwurden, werden jeweils zu Monatsdateien zusammengefasst. Für die einzelnen Monate wurdenstatistische Werte (Minimum, Maximum, Mittelwert und Standardabweichung) ermittelt, sowieVerläufe dargestellt. Aus den Raumtemperaturen je<strong>der</strong> Wohnung wurden flächengewichteteMitteltemperaturen gebildet, sowohl für den beheizten Bereich als auch für die gesamte Wohnung.Weiterhin erfolgte anhand <strong>der</strong> Raum- und Treppenhaustemperaturen eine Hochrechnungauf die Gebäudemitteltemperatur, auch wenn die zur Verfügung stehende Stichprobe klein ist.Innerhalb des Messzeitraumes gab es in den drei Wohnungen zeitweiligen Leerstand und Mieterwechsel,was aber für das gesamte Gebäude ebenfalls gilt.! LuftkollektoranlageDurch die Anordnung <strong>der</strong> Temperaturmessstellen T4-T12 am oberen Ende <strong>der</strong> Luftkollektorenkann - im Bezug zur Außenlufttemperatur - <strong>der</strong> Grad <strong>der</strong> Erwärmung <strong>der</strong> Kollektoren untersuchtund ein Kollektor-Temperaturprofil von <strong>der</strong> Gebäudemitte bis zur rechten Giebelseite erstelltwerden. Von beson<strong>der</strong>em Interesse ist hier die Erwärmung <strong>der</strong> Außenluft in bestimmten Zeitabschnitten,wie sonnige und bewölkte, kalte und warme Tage im Frühjahr und im Sommer.Die aufgenommenen Messdaten werden mit dem Tabellenkalkulationsprogramm Microsoft Excelweiterverarbeitet und in Diagrammen dargestellt.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 466. Ergebnisse6.1 Thermografie <strong>der</strong> UmfassungskonstruktionNach <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> <strong>der</strong> Gebäudehülle wurden die Längs- und die Giebelfassaden einer thermografischenUntersuchung unterzogen. Die Ergebnisse <strong>der</strong> Untersuchungen sind im Anhang Eaufgeführt. Die Thermogramme zeigen, dass im Dunkelflächenbereich keine wesentlichenausführungsbedingten Wärmebrücken vorhanden sind. Die Fensterfaschen und -stürze sindaufgrund geringerer Dämmstärken in diesem Bereich durch erhöhte Oberflächentemperaturengekennzeichnet.Erwähnenswert sind die hohen Oberflächentemperaturen <strong>der</strong> jeweils giebelseitigen Hausanschlussstationen.Hier muss mit erheblichen Wärmeverlusten gerechnet werden.6.2 Wärmeverbrauchswerte6.2.1 WärmebedarfAus den Abrechnungen <strong>der</strong> Jahre 1994 – 1996 vor <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> wurde bei einem Anschlusswertvon ca. 220 kW ein Wärmeverbrauch von 407 MWh/a abgeleitet. Die spezifischenVerbrauchswerte betragen dabei 187,7 kWh/(m²·a) gesamt und ca. 30 kWh/(m²·a) für dieTrinkwassererwärmung. Da die Werte für die Trinkwassererwärmung auf <strong>der</strong> Grundlage fiktiverTemperaturdifferenzen bestimmt sind (Eintrittstemperatur: +10° C, Austrittstemperatur: 60° C),ergibt sich auf dieser Basis eine Überbewertung des Wärmeanteils für die Trinkwassererwärmungund eine Unterbewertung des Anteils für die Heizung.Die Differenz liegt, wie die realen Messungen <strong>der</strong> letzten zwei Heizperioden zeigten, bei ca.10 kWh/(m²·a), d. h., dass <strong>der</strong> reale Ausgangswert für die Beheizung des Gebäudes gegenüberden Angaben unter Pkt. 1 nochmals um 10 kWh/(m²·a) nach oben auf ca. 168 kWh/(m²·a) zukorrigieren ist.Die Ursachen für die Differenz zu den Projektwerten von 83 kWh/(m²·a) können einerseits nurallgemein diskutiert werden, sind an<strong>der</strong>erseits aber auch in den unterschiedlichen Bilanzgrenzen<strong>der</strong> Entstehung dieser Werte zu sehen.Während <strong>der</strong> Bedarfswert als Bilanzgrenze nur die Gebäudehülle ab Kellergeschossdeckeaufweist, ist für den Verbrauchswert die Wärmemengenerfassung in <strong>der</strong> Hausanschlussstationaußerhalb des eigentlichen Wohngebäudes mit den Verteilungsleitungen zur Heizung im nichtbeheizten Keller zu berücksichtigen.Diese Betrachtungsweise ist für den Vergleich <strong>der</strong> Werte nach <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> gleichermaßen vonBedeutung.Während <strong>der</strong> Jahres-Heizwärmebedarfswert von <strong>der</strong> Ebene <strong>der</strong> Kellerdeckendämmung an gültigist, sind in den Verbrauchswerten alle Leitungsverluste nach <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> zu berücksichtigen.Der hierbei erfasste Endenergiewert wäre unter Vernachlässigung von Nutzeinflüssen einem
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 47berechneten Endenergiewert gegebenenfalls gegenüber zu stellen.Für den Teil Heizung sind im wesentlichen folgende Bereiche von Interesse:- Umwandlungsverluste in <strong>der</strong> Hausanschlussstation nach dem Wärmetauscher zwischenFernwärmelieferung und nachfolgen<strong>der</strong> Sekundärseite im Gebäude,- Wärmeverteilungsverluste bis zum Ort <strong>der</strong> Wärmeübergabe (vor Heizkörper),- Umwandlungsbedingungen <strong>der</strong> Wärmeabgabe über den Heizkörper an den Raum zurDeckung <strong>der</strong> Wärmeverluste des Raumes.Im Teil Lüftung ist <strong>der</strong> durch die gewählte Systemlösung Be- und Entlüftung bedingte Lüftungswärmeverlustauf <strong>der</strong> Strecke von <strong>der</strong> Lüfterzentrale zu den Zuluftventilen <strong>der</strong> Wohnungen neben<strong>der</strong> Restwärmebereitstellung zu kompensieren.Für den Bezug zur Fernwärmelieferung ist zunächst <strong>der</strong> Teil <strong>der</strong> Wärmeverluste, <strong>der</strong> <strong>der</strong>Heizungs- und Lüftungssystemverteilung zuzurechnen ist, abzuschätzen, wobei die Abschätzungnur sehr grob sein kann. Sie unter den realen Bedingungen <strong>der</strong> Wärmeversorgung eines Gebäudeszu erfassen, ist nicht weniger schwierig, es sei denn, alle diesbezüglichen Systemabschnitte sindmit eigenen Wärmemengenmessgeräten ausgerüstet.Die Umwandlungsverluste in <strong>der</strong> Hausanschlussstation vom Primärbereich <strong>der</strong> Stadtwerke aufden Sekundärbereich des Gebäudes wurden ursprünglich mit 1 % bewertet. Für die Wärmeverteilungsleitungen,die außerhalb des beheizten Gebäudebereiches verlaufen, wurde in Anlehnungan den Entwurf zur DIN 4701 Teil 10 “<strong>Energetische</strong> Bewertung heiz- und raumlufttechnischerAnlagen, Teil 10: Heizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung” ein Heizwärmebedarfswert von 2,6kWh /(m²·a) angesetzt. Dieser Wert ist für Systeme, die mit einer Vorlauftemperatur von 55° Cund einer Rücklauftemperatur von 45° C betrieben werden, einsetzbar (real in Wittenberg höher).Der spezifische Wärmebedarf <strong>der</strong> Wärmeübergabe ist für Heizkörper mit Thermostatventilpauschal mit 8 % vom spezifischen Jahres-Heizwärmebedarf angesetzt. Im vorliegenden Fallmüsste damit gerechnet werden, dass für diesen Teil ca. 3,3 kWh /(m²·a) Fernwärmelieferungvorzuhalten wären.Schwieriger gestaltet sich die Bewertung des zusätzlichen Heizwärmebedarfes <strong>der</strong> Lüftungsleitungen.Für das angestrebte Eintreten <strong>der</strong> Zuluft in die Wohnräume mit einer Temperatur vonca. 20° C sind die Wärmeverluste an die Umgebung (die trotz Wärmedämmung verbleiben)einerseits zu kompensieren (Anheben <strong>der</strong> Zulufttemperatur am Austritt aus <strong>der</strong> Lüfterzentrale)und an<strong>der</strong>erseits auch die unvermeidlichen Leckagen (Luftleitungen weisen immer eine mehr o<strong>der</strong>weniger stark ausgeprägte Undichtheit auf) auszugleichen.Für den ersten Teil können aus <strong>der</strong> Kenntnis <strong>der</strong> geplanten Verlegung (Längen) und <strong>der</strong> Gestaltung(Dämmung) <strong>der</strong> Leitungen Berechnungen <strong>der</strong> Wärmeverluste durchgeführt werden, diezu dem Ergebnis von 1,7 kWh/(m²·a) führten.Die Undichtheiten <strong>der</strong> Luftleitungen können nach DIN 24194 Teil 2 in Verbindung mit VDI 3803zunächst als zulässiger Leckvolumenstrom für Luftleitungssysteme nach <strong>der</strong> Dichtheitsklasse prom² Luftleitungsoberfläche bestimmt werden. Aus <strong>der</strong> Betriebstemperatur in Verbindung mit <strong>der</strong>
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 48Umgebungstemperatur lässt sich <strong>der</strong> Wärmeverlust durch Undichtheiten abschätzen. Zwischenden einzelnen Dichtheitsklassen liegen Unterschiede im zulässigen Leckvolumenstrom von ca.1:3. Entsprechend hoch sind auch die Kosten in <strong>der</strong> Ausführung solcher Dichtheitsanfor<strong>der</strong>ungen.Für Wittenberg wurde die Dichtheitsklasse KII (mit erhöhten Anfor<strong>der</strong>ungen) angesetzt. Der hierzulässige Leckvolumenstrom beträgt bei einer Druckdifferenz zwischen Innen- undUmgebungsdruck von 400 Pa (angenommener Mittelwert, die Anlage wird ab Lüfterzentrale mitca. 900 Pa betrieben.) 1,31 · 10 -3 m³/(s·m²). Hieraus ergibt sich ein Wärmeverlust durch Leckagenvon ca. 7,4 kWh/(m²·a).Für die Abluftleitungen besteht ein an<strong>der</strong>es Erscheinungsbild. Bis zur Lüfterzentrale mussaufgrund <strong>der</strong> Leckagen mit Außenlufteintritt gerechnet werden (Unterdruck). Dies bedeutet einAbsinken <strong>der</strong> Temperatur in den Abluftleitungen bis zur Lüfterzentrale und damit eine Verschlechterungdes Wärmerückgewinnungseffektes. Dieser Effekt, <strong>der</strong> bei reiner Wärmerückgewinnungausschließlich über Fernwärmezufuhr zu kompensieren wäre, wird in <strong>der</strong> WittenbergerAnlage zum Teil auch durch die Solarkollektoren ausgeglichen. In den Nachtstunden sowie auchzu Zeiten fehlenden Solarenergieangebotes kommt er voll zum Tragen.Der hierbei zu berücksichtigende Teil in <strong>der</strong> Erhöhung des Heizenergiebedarfes wird auf <strong>der</strong>Grundlage durchgeführter Wärmeverlustberechnungen mit 1,8 kWh /(m²·a) angesetzt. Dabei wirdein Wärmerückgewinnungsgrad von 65 % berücksichtigt.In <strong>der</strong> nachfolgenden Tabelle ist eine Zusammenstellung <strong>der</strong> einzelnen Zahlenwerte zur Ermittlungdes Heizenergiebedarfes aufgeführt.Tabelle: 7 Wärmeverlustkennwerte HeizungPos. Kennzahl Dimension Wert1 2 3 4 5123spezifischer Jahres-Heizwärmebedarf gemäßEnergiediagnose bei mittlerer Gradtagszahl von3500 Kdspezifischer Jahres-Heizwärmebedarf am StandortWittenberg mit Gradtagszahl Gt = 4012 Kdspezifische Bedarfswerte für Heizungssystem- Verteilung- Wärmeübergabeq HGt 3500kWh/(m² · a) 36,9q HGt 4012kWh/(m² · a) 46,0hzq H kWh/(m² · a) 2,63,34spezifische Wärmebedarfswerte fürLuftleitungen- Wärmeverlust Zuluftleitungen- Wärmeverlust Dichtheit Zuluftleitung- Wärmeverlust Dichtheit Abluftleitung(Reduzierung Wärmerückgewinnung)q HLüft.kWh/(m² · a)1,77,41,85 Anteil Umwandlungsverlust HAST F % 1
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 49Die Höhe des spezifischen Heizenergiebedarfes q he (ohne Trinkwarmwasser) ergibt sich somit zuq he = 1,01 * (q H Gt4012 + q H Hz + q HLüft) kWh/(m² · a)= 1,01 * (46,0 + 5,9 + 10,9) kWh/(m² · a)= 63,4 kWh/(m 2 · a)Dieser Wert stellt eine Orientierungsgröße zur Wertung <strong>der</strong> Gesamteffektivität <strong>der</strong> Anlage dar.Er berücksichtigt noch nicht die Abweichungen, die im Zuge <strong>der</strong> Ausführungsplanung und <strong>der</strong>Realisierung zwangsläufig aufgetreten sind.Für den Teil <strong>der</strong> Trinkwassererwärmung sind analoge Betrachtungen erfor<strong>der</strong>lich, wonacheinerseits zunächst <strong>der</strong> Bedarf zu bestimmen ist und an<strong>der</strong>erseits die Wärmebedarfswerte <strong>der</strong>Bereitstellung und Zuführung zu ermitteln sind. Für den letzten Teil gilt ähnliches wie für den Teil<strong>der</strong> Warmwasserheizung.Dabei ist zu berücksichtigen:- <strong>der</strong> spezifische Bedarf <strong>der</strong> Nutzwärmeübergabe (Auskühlverluste <strong>der</strong> Stichleitungenzwischen Zirkulation und Zapfstelle),- <strong>der</strong> spezifische Wärmebedarf <strong>der</strong> Verteilung und Zirkulation,- <strong>der</strong> spezifische Wärmebedarf <strong>der</strong> Speicheraufstellung im HAST-Raum,- <strong>der</strong> Umwandlungsverlust aus Fernwärmebereitstellung und Trinkwassererzeugung.Ähnlich <strong>der</strong> o. a. Tabelle für den Heizenergiebedarf Heizung und Lüftung wird für den Teil <strong>der</strong>Trinkwassererwärmung von den in <strong>der</strong> nachfolgenden Tabelle aufgeführten Bedarfsanteilenausgegangen.Tabelle 8: Wärmeverlustkennwerte TrinkwassererwärmungPos. Kennzahl Dimension Wert1 2 5 3 41 spezifischer Wärmebedarf q TW kWh/(m² · a) 12,52 spezifischer Wärmebedarf <strong>der</strong> Nutzwärmeübergabeüq TW kWh/(m² · a) 0,93spezifischer Wärmebedarf <strong>der</strong> Verteilungund Zirkulationvq TW kWh/(m² · a) 3,54spezifischer Wärmebedarf <strong>der</strong> Speicheraufstellungim HAST-Raumspq TW kWh/(m² · a) 1,15Umwandlungswärmeverlust aus FernwärmeBereitstellungtw % 14Der Heizenergiebedarf für die Trinkwassererwärmung wird somit näherungsweise bestimmtdurch:q HeTw= 1,14 · (q TW + q TWÜ + q TWV+ q TWsp)= 1,14 · (12,5 + 0,9 + 3,5 + 1,1)q HeTw= 20,5 kWh/(m² · a).
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 50Der Gesamtheizenergiebedarf ab Wärmeübertrager in <strong>der</strong> Hausanschlussstation beträgt somit:q He= q HeWWH+ q HeTW= 63,4 + 20,5= 83,9 kWh/(m²*a).Der ermittelte Wert kann nur als Versuch einer Annäherung an die Höhe <strong>der</strong> verbleibendenWärmezufuhr für Heizung und Trinkwassererwärmung gewertet werden. Dies ist insofern nureine Abschätzung, da viele <strong>der</strong> Eingangsdaten einerseits nur sehr ungenau vor <strong>der</strong> Planung erfasstwerden können und an<strong>der</strong>erseits durch die Ausführungsqualität <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong>smaßnahmen unddie konkrete Gebäudenutzung weiter starken Verän<strong>der</strong>ungen unterworfen sind. Messergebnissezum Gesamtenergieverbrauch, die diese Abweichungen immer beinhalten, müssen zwangsläufigmehr o<strong>der</strong> weniger stark verschieden von den errechneten Zahlenwerten sein. Dabei stellensowohl die Wirksamkeit <strong>der</strong> Ausführungsqualität als auch die realen Nutzungsabläufe im Gebäudeein Problem dar. Der Einfluss dieser Komponenten wird um so größer, je kleiner <strong>der</strong> verbleibendeRestwärmebedarf des Gebäudes ist.6.2.2 Heizung und LüftungFür beide Gebäudeteile wurde jeweils <strong>der</strong> Verbrauch an Fernwärme sowie auf <strong>der</strong> Gebäudeseite<strong>der</strong> Verbrauch <strong>der</strong> einzelnen Heizkreise erfasst. Tabelle 9 zeigt, dass in den beiden ausgewiesenenJahren eine hohe Differenz zwischen Endenergie- und Gebäudeenergieverbräu-chen auftritt. DerVergleich zwischen dem gesamten Jahr und <strong>der</strong> Heizzeit sowie <strong>der</strong> Anteile für die einzelnenMonate machen deutlich, dass die Wärmeverluste in den Sommermonaten beson<strong>der</strong>s hoch sind.Die Ursachen liegen zumeist in <strong>der</strong> geringen Entnahme bei gleichgroßen Anlagenkomponenten(Bereitschaftsverluste) und dem Aufstellungsort <strong>der</strong> Hausanschlussstation.In beiden Gebäuden wurden im Messjahr 2000 geringere Verbräuche registriert als im Jahr 1999,wobei <strong>der</strong> um ca. 7 bzw. 8,5 % niedrigere Endenergieverbrauch einer Verringerung von 7 bzw.10 % auf <strong>der</strong> Gebäudeseite gegenübersteht. Auffallend ist, dass die prozentualen Verlustezwischen Fernwärme und Gebäudeheizung im Jahr 2000 in beiden Gebäuden annähernd gleichsind, sich gegenüber 1999 im Gebäudeteil 1 jedoch etwas erhöht und im Gebäudeteil 2 verringerthaben.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 51Tabelle 9: Endenergie- und Gebäudeenergieverbrauch für die Jahre 1999 und 2000Gebäudeteil 1 Gebäudeteil 2MonatEndenergieverbrauchGebäudeenergieverbrauchGebäudeenergie- /EndenergieverbrauchEndenergieverbrauchGebäudeenergieverbrauchGebäudeenergie- /Endenergieverbrauchin kWh in kWh in % in kWh in kWh in %01/99 27.747 24.163 87,1 30.044 24.618 81,902/99 24.716 23.577 95,4 27.865 25.205 90,503/99 20.239 18.255 90,2 23.720 20.406 86,004/99 11.532 9.322 80,8 14.411 11.373 78,905/99 7.725 4.878 63,1 9.318 5.954 63,906/99 5.159 2.729 52,9 6.019 3.500 58,107/99 3.895 1.363 35,0 4.195 1.996 47,608/99 3.867 1.504 38,9 4.304 1.981 46,009/99 5.000 3.289 65,8 4.946 2.827 57,210/99 13.000 10.303 79,3 14.000 12.001 85,711/99 24.000 21.817 90,9 25.000 22.037 88,112/99 28.000 26.434 94,4 28.000 25.869 92,4Summe1999Heizzeit1999174.880 147.634 84,4 191.822 157.767 82,2161.959 142.038 87,7 177.304 150.290 84,801/00 27.362 27.906 102,0 28.608 27.913 97,602/00 20.301 19.839 97,7 22.788 21.889 96,103/00 20.528 18.559 90,4 22.028 19.569 88,804/00 13.554 10.350 76,4 14.223 10.739 75,505/00 5.737 3.588 62,5 6.110 3.989 65,306/00 5.150 2.954 57,4 5.370 3.146 58,607/00 6.353 3.516 55,3 6.519 3.786 58,108/00 4.682 2.403 51,3 5.000 2.834 56.709/00 7.491 4.836 64,6 7.821 5.276 67,510/00 10.037 7.513 74,9 10.601 8.184 77,211/00 15.409 13.511 87,7 17.945 16.254 90,612/00 26.154 21.767 83,2 28.777 24.479 85,1Summe2000Heizzeit2000162.758 136.742 84,0 175.790 148.058 84,2146.573 127.869 87,2 158.901 138.292 87,0Die auf die Nutzfläche bezogenen Verbrauchswerte sind in Tabelle 10 zusammengefasst.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 52Tabelle 10: Spezifische Verbrauchswerte für die Jahre 1999 und 2000Heizenergieverbrauch nach <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong>Jahrspez.Verbrauchswerte in kWh/(m² · a)Gebäudeteil 1 Gebäudeteil 2spez. Endenergieverbrauch(Fernwärme mit Trinkwasser-Erwärmung)1999200071,966,978,872,3spez. Heizenergieverbrauchdes Gebäudes nach Hausanschlussstation mitallen Verteilungsverlusten des Heizungs-Lüftungs- und Trinkwasser-Erwärmungssystems1999200060,756,264,960,9spez. Heizenergieverbrauchdes Gebäudes nach Hausanschlussstation mitallen Verteilungsverlusten nur für Heizungund Lüftung1999200050,847,652,549,3Damit konnte im Jahr 2000 eine Heizenergieverbrauchsreduzierung von 62... 65 % gegenüberdem Durchschnittswert vor <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> erreicht werden. Im Vergleich zu dem errechnetenEndenergiebedarfswert liegen die Verbrauchswerte deutlich niedriger.Für die reine Heizzeit (ohne nutzer- und witterungsbedingte Wärmezufuhr in den Sommermonaten)sind die Werte etwas niediger (Tabelle 11).Tabelle 11: Spezifische Verbrauchswerte für die Heizzeit <strong>der</strong> Jahre 1999 und 2000Heizenergieverbrauch nach <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong>Jahrspez.Verbrauchswerte in kWh/(m² · a)Gebäudeteil 1 Gebäudeteil 2spez. Endenergieverbrauch(Fernwärme mit Trinkwasser-Erwärmung)1999200066,660,372,965,3spez. Heizenergieverbrauchdes Gebäudes nach Hausanschlussstation mitallen Verteilungsverlusten des Heizungs-Lüftungs- und Trinkwasser-Erwärmungssystems1999200058,452,661,856,8spez. Heizenergieverbrauchdes Gebäudes nach Hausanschlussstation mitallen Verteilungsverlusten nur für Heizungund Lüftung1999200050,245,652,047,7Der Vergleich <strong>der</strong> Zahlen zeigt, dass auch bei hochgedämmten Gebäuden außerhalb <strong>der</strong> eigentlichenklassischen Heizperiode ein Wärmeverbrauch auftritt. In den untersuchten Gebäudeteilen 1und 2 beträgt dieser Teil ca. 2 - 3 % des Jahres - Wärmeverbrauches.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 53In <strong>der</strong> nachfolgenden Tabelle 12 ist die Aufteilung <strong>der</strong> Beheizung für die zwei Gebäudeteile nachden Hauptheizkreisen (Nordfassade, Südfassade und Nacherwärmung Lüftung) dargestellt.Tabelle 12: Wärmeverbrauchswerte Heizung und Lüftung für 1999 und 2000Gebäudeteil 1 in kWhGebäudeteil 2 in kWhHeizg. S Heizg. N LNW Summe Heizg. S Heizg. N LNW Summe1999 57.480 38.479 27.633 123.592 40.718 36.482 50.603 127.8032000 52.110 37.429 26.149 115.688 37.066 38.288 44.654 120.008Aus <strong>der</strong> Tabelle ist ersichtlich, dass, trotz relativ geringer Abweichungen des Gesamtwärmeverbrauchs<strong>der</strong> beiden Gebäudeteile, die anlagenbezogenen Werte <strong>der</strong> Heizungssysteme auf <strong>der</strong>einen Seite und des Nacherwärmungssystems für die Lüftung auf <strong>der</strong> an<strong>der</strong>en Seite erheblichdifferieren. Damit ist zum Ausdruck gebracht, dass hier kompensatorische Effekte zwischen demHeizungs- und Lüftungssystem bestehen, d.h., dass größere Wärmemengen, die in <strong>der</strong> Folge mit<strong>der</strong> höheren Bedarfslüftung auftreten, dazu führen, dass die Wärmezufuhr über das Heizungssystemgeringer wird. Umgekehrt gilt auch, wenn die Zuluftvolumenströme geringer werden auchdie damit transportierten Wärmemengen <strong>der</strong> Lüftung abnehmen und dies zu einer höherenWärmezufuhr über das Heizungssystem führt. Letztlich ist damit auch die Erscheinung des falschverstandenen Heizens mit dem Lüftungssystem zumindest in Teilen verbunden (Einschalten <strong>der</strong>Bedarfslüftung und damit einhergehen<strong>der</strong> Vergrößerung <strong>der</strong> Wärmemengenzufuhr durch dieLüftung und Verringerung des Anteils für die Heizung). Ergänzend ist zu beachten, dass eineVergrößerung <strong>der</strong> Luftvolumenströme einen höheren Elektroenergieverbrauch mit sich bringt unddieser wie<strong>der</strong>um auch Bestandteil <strong>der</strong> Heizkosten ist.In Tabelle 13 sind die jeweiligen Verbrauchswerte <strong>der</strong> Gebäudeteile des Jahres und <strong>der</strong> Heizzeitin das Verhältnis zueinan<strong>der</strong> gesetzt.Tabelle 13: Wärmeverbrauchswerte <strong>der</strong> Gebäudeteile im Vergleich zueinan<strong>der</strong>Gebäudeteil 1/Gebäudeteil 21999 Heizzeit 1999 2000 Heizzeit 2000Endenergie: FW 91.2% 91.3% 92.6% 92.2%WWB 80.2% 83.0% 75.1% 76.9%LNW (Luftnacherwärmer) 54.6% 54.5% 58.6% 56.6%Heizung S (Süd) 141.2% 140.5% 140.6% 137.6%Heizung N (Nord) 105.5% 105.2% 97.8% 97.6%Heizung S+N+LNW 96.7% 96.7% 96.4% 95.4%Gebäude gesamt 93.6% 94.5% 92.4% 92.5%Der höhere Lüftungswärmeanteil des 2. Gebäudeteils resultiert aus den größeren Luftvolumenströmenfür diesen Teil. Letzterer ist wie<strong>der</strong>um auch auf eine größere Inanspruchnahme <strong>der</strong>Bedarfslüftung zurückzuführen. Dieser Sachverhalt korrespondiert auch mit dem Vergleich <strong>der</strong>
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 54Wärmemengen für die Trinkwassererwärmung (Abbildung 21), die ebenfalls für diesen Gebäudeteilgrößer sind. Damit ist für den Gebäudeteil 2 auch eine intensivere Nutzung des Küche-Bad-Bereiches gegeben, die zwangsläufig zu einer höheren Bedarfslüftung führt.Abbildung 21:Anteile HeizwärmeverbrauchIn <strong>der</strong> Tabelle 14 sind die zu diesem Sachverhalt dazugehörigen Monatsbilanzwerte aufgeführt.Aus diesen Werten ist wie<strong>der</strong>um ersichtlich, dass die Abweichungen keinen gleichbleibendenVerlauf aufweisen, son<strong>der</strong>n am Anfang und zum Ende <strong>der</strong> Heizperiode am größten sind.Q [kWh]20.00018.00016.00014.00012.00010.0008.0006.0004.0002.000001/99 02/99 03/99 04/99 05/99 06/99 07/99 08/99 09/99 10/99 11/99 12/99Hzg N+S Geb.teil 1 Hzg N+S Geb.teil 2 LNW Geb.teil 1 LNW Geb.teil 2Abbildung 22: Wärmeverbrauch für Heizung für die Gebäudeteile 1 und 2 im Jahr 1999
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 55In Abbildung 22 ist dieser Sachverhalt nochmals grafisch ausgewertet. Die Erhöhung des anteiligenWärmeverbrauchs für die Lüftung in beiden Gebäudeteilen lässt aus den Werten <strong>der</strong>Tabelle 14 auch darauf schließen, dass <strong>der</strong> Fensterlüftungsanteil, <strong>der</strong> gewohnheitsbedingt auch ineinem Restumfang bei Vorhandensein einer zentralen Be- und Entlüftungsanlage erhalten bleibt,mit steigenden Außentemperaturen wächst. Eine Untersuchung <strong>der</strong> Größe dieses Einflusseskonnte nicht vorgenommen werden. Hier ist für künftige Gebäude von Vornherein auf eineVerriegelung <strong>der</strong> Wärmezufuhr mit den Fenstern über Fensterkontakte zu orientieren.Tabelle 14: Monatliche Wärmeverbrauchswerte Heizung und Luftnacherwärmung (LNW) für 1999 und 2000Gebäudeteil 1 Gebäudeteil 2MonatGebäude in kWhAnteil / Gebäudeverbrauchin %Gebäude in kWhAnteil / Gebäudeverbrauchin %Sek.gesamtHeizungN + SLNWHeizungN + SLNWSek.gesamtHeizungN + SLNWHeizungN + SLNW01/99 24.163 15.935 5.899 65,9 24,4 24.618 12.965 8.900 52,7 36,202/99 23.577 16.422 5.007 69,7 21,2 25.205 14.479 7.877 57,4 31,303/99 18.255 11.806 3.874 64,7 21,2 20.406 9.708 7.705 47,6 37,804/99 9.322 5.199 2.191 55,8 23,5 11.373 3.920 4.820 34,5 42,405/99 4.878 1.972 1.243 40,4 25,5 5.954 940 2.636 15,8 44,306/99 2.729 679 618 24,9 22,6 3.500 274 1.061 7,8 30,307/99 1.363 0 1 0,0 0,1 1.996 0 1 0,0 0,108/99 1.504 33 31 2,2 2,1 1.981 13 29 0,7 1,509/99 3.289 977 546 29,7 16,6 2.827 250 727 8,8 25,710/99 10.303 7.049 1.032 68,4 10,0 12.001 5.478 4.000 45,6 33,311/99 21.817 16.196 3.293 74,2 15,1 22.037 13.177 6.220 59,8 28,212/99 26.434 19.691 3.898 74,5 14,7 25.869 15.996 6.627 61,8 25,6Summe1999Heizzeit1999147.634 95.959 27.633 65,0 18,7 157.767 77.200 50.603 48,9 32,1142.038 95.247 26.983 67,1 19,0 150.290 76.913 49.512 51,2 32,901/00 27.906 20.946 4.169 75,1 14,9 27.913 17.733 6.968 63,5 25,002/00 19.839 14.842 2.635 74,8 13,3 21.889 12.761 6.303 58,3 28,803/00 18.559 13.452 2.956 72,5 15,9 19.569 10.940 6.163 55,9 31,504/00 10.350 6.812 1.699 65,8 16,4 10.739 5.001 3.366 46,6 31,305/00 3.588 1.191 905 33,2 25,2 3.989 624 1.329 15,6 33,306/00 2.954 801 803 27,1 27,2 3.146 406 956 12,9 30,407/00 3.516 1.158 896 32,9 25,5 3.786 607 1.032 16,0 27,308/00 2.403 579 613 24,1 25,5 2.834 341 526 12,0 18,609/00 4.836 2.149 1.389 44,4 28,7 5.276 1.230 2.094 23,3 39,710/00 7.513 3.999 2.100 53,2 28,0 8.184 2.628 3.411 32,1 41,711/00 13.511 9.251 2.597 68,5 19,2 16.254 8.472 5.382 52,1 33,112/00 21.767 14.359 5.387 66,0 24,7 24.479 14.611 7.124 59,7 29,1Summe2000Heizzeit2000136.742 89.539 26.149 65,5 19,1 148.058 75.354 44.654 50,9 30,2127.869 87.001 23.837 68,0 18,6 138.292 74.000 42.140 53,5 30,5
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 56Die Betrachtung <strong>der</strong> konventionellen (Fernwärme) und regenerativen (Luftkollektor und Wärmerückgewinnung)Anteile für die Deckung des Lüftungswärmebedarfs ergibt, dass über das Jahretwa 58 % des Lüftungswärmeverbrauchs durch die Luftkollektoranlage und die Wärme-rückgewinnungabgedeckt werden. Abbildung 23 zeigt, wie sich die Anteile <strong>der</strong> konventionellen undregenerativen Lufterwärmung über das Jahr verteilen.100%90%80%Lufterwärmung konventionellLufterwärmung regenerativ70%60%50%40%30%20%10%0%01/00 02/00 03/00 04/00 05/00 06/00 07/00 08/00 09/00 10/00 11/00 12/00Abbildung 23: Anteile <strong>der</strong> Luftnacherwärmung im Gebäudeteil 2 (2000)Der konventionelle Anteil für die Luftnacherwärmung könnte noch reduziert werden, wenn diefür einen hohen Behaglichkeitskomfort notwendige hydraulische Schaltungsvariante modifiziertwerden würde. Bei <strong>der</strong> vorhandenen Schaltungsvariante entstehen durch die ständig erfor<strong>der</strong>liche(bei Außentemperaturen unter 24 °C) Bereitstellung von Wärme bis in die Dachzentrale zurMinimierung von Reaktionszeiten bei Wärmebedarfsanfor<strong>der</strong>ungen für die Luftnacherwärmungnicht unerhebliche Wärmeverteilungsverluste.Eine ständige Wärmebereitstellung nur innerhalb <strong>der</strong> Hausanschlussstation o<strong>der</strong> bis in denKollektorgang würde zwar einerseits die Wärmeverteilungsverluste verringern, an<strong>der</strong>erseits aberdie Reaktionszeiten bei Lüftungswärmebedarfsanfor<strong>der</strong>ung wesentlich verlängern, was einkurzzeitiges Absinken <strong>der</strong> Zulufttemperatur und damit Komforteinbußen für den Mieter bedeutenwürde.An dieser Stelle ist durch den Planer in enger Zusammenarbeit mit dem Vermieter eine Kompromisslösungzwischen zwei den Mieter betreffenden Sachverhalten zu erarbeiten:a) Hoher Behaglichkeitskomfort in den Wohnungen durch Ausschließen von kurzzeitigemEinblasen kühlerer Luft durch ständige Wärmebereitstellung bis in die Dachzentrale wird mitWärmeverteilungsverlusten (gehen in die warmen Betriebskosten ein) erkauft.b) Minimierung <strong>der</strong> Wärmeverteilungsverluste durch Wärmebereitstellung nur innerhalb <strong>der</strong>Hausanschlussstation mit <strong>der</strong> Folge, dass sich die Reaktionszeiten bei Wärmebedarfsanfor<strong>der</strong>ungverlängern und so mit kurzzeitigem Einblasen kühlerer Luft in die Wohnungen gerechnetwerden muss. Dies kann unter Umständen in bestimmten Bereichen (direkt unterhalbdes Zuluftventils) zu Komforteinbußen führen.Eine diesbezügliche Entscheidung ist nicht einfach, da auch in Fachkreisen sehr unterschiedliche
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 57Meinungen zu diesem Thema existieren. So werden zwar Zuluftkonzepte mit sogenanntenAußenluftdurchlasselementen (ALDE), d.h. direkter Außenlufteinströmung o<strong>der</strong> Zuluftsystememit zentraler Wärmerückgewinnung aber ohne konventionelle Luftnacherwärmung ausgeführt,die bei niedrigen Außenlufttemperaturen einen Kaltlufteinfall in Kauf nehmen. Wenig Informationengibt es allerdings darüber, wie lange diese Zuluftanlagen ohne Manipulation durch den Mieter(Verschließen <strong>der</strong> Zuluftöffnungen) in Betrieb bleiben.Eigene Erfahrungen am vorliegenden Objekt während einer geplanten Funktionsunterbrechung<strong>der</strong> Luftnacherwärmung zeigten aber deutlich, dass eine Einschränkung <strong>der</strong> Behaglichkeit durchdas Einblasen kühlerer Zuluft in die Wohnungen in dem Objekt von den Mietern nicht akzeptiertwird.Abbildung 24 sind die Beiträge von Wärmerückgewinnung und Luftkollektoranlage am gesamtenregenerativen Anteil <strong>der</strong> Luftnacherwärmung zu entnehmen. Der Anteil <strong>der</strong> Solarenergienutzungkann dadurch erhöht werden, dass die Lufteinblastemperatur in den Wohnungen im Winter undin <strong>der</strong> Übergangszeit erhöht wird.100%90%80%70%60%50%40%Anteil regen. LNW solarAnteil regen. LNW WRG30%20%10%0%01/00 02/00 03/00 04/00 05/00 06/00 07/00 08/00 09/00 10/00 11/00 12/00Abbildung 24: Anteile <strong>der</strong> regenerativen Luftnacherwärmung im Gebäudeteil 2 (2000)
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 586.2.3 TrinkwassererwärmungDie monatlichen Bilanzwerte des Wärmeverbrauchs für die Trinkwassererwärmung sind inTabelle 15 dargestellt.Tabelle 15: Wärmeverbrauchswerte für dieTrinkwassererwärmung 1999 und 2000Gebäudeteil 1 Gebäudeteil 2MonatGebäude gesamtWWBAnteil WWB/Gebäudeverbr.WWBAnteil WWB/Gebäudeverbr.in kWh in kWh in % in kWh in kWh in %01/99 24.163 2.329 9,6 24.618 2.753 11,202/99 23.577 2.148 9,1 25.205 2.849 11,303/99 18.255 2.575 14,1 20.406 2.993 14,704/99 9.322 1.932 20,7 11.373 2.633 23,205/99 4.878 1.663 34,1 5.954 2.378 39,906/99 2.729 1.432 52,5 3.500 2.165 61,907/99 1.363 1.362 99,9 1.996 1.995 100,008/99 1.504 1.440 95,7 1.981 1.939 97,909/99 3.289 1.766 53,7 2.827 1.850 65,410/99 10.303 2.222 21,6 12.001 2.523 21,011/99 21.817 2.328 10,7 22.037 2.640 12,012/99 26.434 2.845 10,8 25.869 3.246 12,5Summe1999Gebäude gesamtHeizzeit1999147.634 24.042 16,3 157.767 29.964 19,0142.038 19.808 13,9 150.290 23.865 15,901/00 27.906 2.791 10,0 27.913 3.212 11,502/00 19.839 2.362 11,9 21.889 2.825 12,903/00 18.559 2.151 11,6 19.569 2.466 12,604/00 10.350 1.839 17,8 10.739 2.372 22,105/00 3.588 1.492 41,6 3.989 2.036 51,006/00 2.954 1.350 45,7 3.146 1.784 56,707/00 3.516 1.462 41,6 3.786 2.147 56,708/00 2.403 1.211 50,4 2.834 1.967 69,409/00 4.836 1.298 26,8 5.276 1.952 37,010/00 7.513 1.414 18,8 8.184 2.145 26,211/00 13.511 1.663 12,3 16.254 2.400 14,812/00 21.767 2.021 9,3 24.479 2.744 11,2Summe2000Heizzeit2000136.742 21.054 15,4 148.058 28.050 18,9127.869 17.031 13,3 138.292 22.152 16,0
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 60Um eine Vergleichbarkeit mit an<strong>der</strong>en Objekten herzustellen, werden die Verbrauchsdaten auf dieWohneinheit (WE) bzw. - unter Annahme einer durchschnittlichen Belegungsdichte von 2,5Personen/WE (einschließlich Leerstand) - auf die Person bezogen. Verschiedene spezifische WW-Zapfmengen in Abhängigkeit vom Betrachtungszeitraum werden in Tabelle 17 dargestellt. NachVDI 2067 Blatt 12 liegen die Mittelwerte für den Tagesverbrauch pro Kopf in Mehrfamilienhäusernbei einer WW-Temperatur von 60°C zwischen 18 und 36 l/(d·Person). Bei den hier untersuchtenGebäuden fällt diese Kenngröße mit 15 bis 17 l/(d·Person) im Jahresdurchschnitt merklichkleiner aus. Deutlich wird auch hier <strong>der</strong> Rückgang <strong>der</strong> Zapfmenge in den Sommermonaten.Das Maximum liegt mit ca 20 l/(d·Person) im Dezember 1999 und Januar 2000.Tabelle 17: Spezifische Zapfmengen in Abhängigkeit von <strong>der</strong> JahreszeitGebäudeteil 1 (Str. d. Befr. 9-12) Gebäudeteil 2 (Str. d. Befr. 5-8)ZeitraumgesamtMittelwertje WEMittelwertje PersongesamtMittelwertje WEMittelwertje Person(2,5 Pers./WE)(2,5 Pers./WE)[m 3 ] [l/(d·WE)] [l/(d·Person)] [m 3 ] [l/(d·WE)] [l/(d·Person)]gesamtes Jahr 5753915,8 6004116,4(100 %)(100 %)(100 %)(100 %)Sommer April-Sept. 2423313,2 27538151999Juli/August 74(42 %)(85 %)3012 88(46 %)(93 %)3514,1(13 %)(77 %)(15 %)(85 %)Winter Okt.-März 3334618,3 3254517,9(58 %)(118 %)(54 %)(110 %)gesamtes Jahr 5183614,2 6064216,6(100 %)(100 %)(100 %)(100 %)Sommer April-Sept. 2283112,4 2823915,42000Juli/August 73(44 %)(86 %)3011,8 99(47 %)(93 %)4015,9(14 %)(83 %)(16 %)(95 %)Winter Okt.-März 2904016 3244517,8(56 %)(111 %)(53 %)(107 %)Der Anteil des Wärmeverbrauchs für WWB am Gesamtwärmeverbrauch ist für die einzelnenMonate <strong>der</strong> Jahre 1999 und 2000 in Abbildung 26 dargestellt. Betrachtet man den Verbrauchüber das ganze Jahr, so liegt <strong>der</strong> Anteil <strong>der</strong> WWB bei 15 ... 19 %. Beschränkt man den Betrachtungszeitraumauf die Heizperiode, so reduziert sich dieser Anteil auf 13 ... 16 %.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 61Anteil <strong>der</strong> WWB am Gesamtwärmeverbrauch [%]100,0090,0080,0070,0060,0050,0040,0030,0020,0010,000,00Gebäude 1Gebäude 201/9902/9903/9904/9905/9906/9907/9908/9909/9910/9911/9912/99Summe 1999Heizzeit 199901/0002/0003/0004/0005/0006/0007/0008/0009/0010/0011/0012/00Summe 2000Heizzeit 2000Abbildung 26:Anteil des Wärmeverbrauchs <strong>der</strong> Trinkwassererwärmung am Gesamtwärmeverbrauch desGebäudes! Solarer Beitrag zur TrinkwassererwärmungAusgehend vom solaren Angebot für den konkreten Standort kann über den Wirkungsgrad <strong>der</strong>Luftkollektoranlage das mittlere tägliche solare Wärmepotential, welches für die Trinkwassererwärmungzur Verfügung steht, abgeschätzt werden. In Abb. 27 ist das mittlere tägliche Strahlungsangebotfür die je Gebäudeteil zur Trinkwassererwärmung zur Verfügung stehende Kollektorflächevon 84 m 2 für die Jahre 1999 und 2000 dargestellt.Da die Luftkollektoranlage vorrangig <strong>der</strong> Zuluftvorwärmung dient und die solare Trinkwassererwärmungerst in Betrieb genommen werden soll, wenn kein Wärmebedarf für die Zuluftvorwärmungvorliegt, wird die solare Trinkwassererwärmungsanlage in den Monaten Oktober bisMärz stillgelegt. Die mittlere tägliche Einstrahlung in den Monaten April bis September kann mit4 kWh/(m 2·d) bzw. bei einer solaren Empfangsfläche von 84 m 2 mit 336 kWh/d angesetzt werden.Der Wirkungsgrad <strong>der</strong> eingesetzten Luftkollektoren („Solarwall“) liegt nach Angaben in [FECH-NER] bei einem auf die solare Empfangsfläche bezogenen Luftdurchsatz von 28 m 3 /(h·m 2 ) je nachWindgeschwindigkeit im Bereich von 0,18 bis 0,35 und <strong>der</strong> entsprechende Temperaturhubzwischen 10 und 20 K.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 62450400350300250200150100500JanuarFebruarMärzAprilMaiJuniJuliAugustSeptemberOktoberNovemberDezembermittleres tägliches Strahlungsangebot [kWh/d]1999 2000Abbildung 27:Betriebszeit <strong>der</strong> solaren TrinkwassererwärmungMittleres tägliches Strahlungsangebot bei einer Kollektorfläche von 84 m 2 für die Jahre 1999 und2000Unter Zugrundelegung eines mittleren Kollektorwirkungsgrades von 0,25 und von Wärmeverteilungsverlustenüber die Lüftungsleitungen (auf dem Dach) und Wasserleitungen (vom Dach zuden Pufferspeichern in den Keller) in Höhe von etwa 10 % kann an einem mittleren Sonnentagtheoretisch eine Wärmemenge vonQ = Q ⋅η ⋅ η = 336 kWh⋅0, 25⋅ 0, 9 = 75,6 kWhLaden Solar Kollektor Verteilungbereitgestellt werden. Diese Wärmemenge ist über den Tag in entsprechenden Pufferspeichern zuakkumulieren. Entsprechend <strong>der</strong> BeziehungQ = V ⋅( ρ ⋅c)⋅ ∆tSpeicher Speicher Wasser Wasser(1)ist das zur Speicherung notwendige Wasservolumen vom möglichen Temperaturhub im Speicher∆t Wasser abhängig. Dieser wird durch das Temperaturniveau <strong>der</strong> solar erwärmten Luft einerseitsund das Temperaturniveau des zu erwärmenden Trinkwassers an<strong>der</strong>erseits begrenzt. Im vorliegendenFall sind während <strong>der</strong> Betriebszeit <strong>der</strong> solaren WWB luftseitig Temperaturen von maximal50 ... 55°C und trinkwasserseitig von durchschnittlich 18 ... 25°C zu erwarten. Abbildung 28zeigt die Temperaturverhältnisse für eine repräsentative Beispielsituation (Sommertag mitmittlerem bis hohem Strahlungsangebot).
0 100FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 6350solar erwärmte Luftam Luftkühler (2500 m 3 /h)50Temperatur [°C]45403530SolarspeichergeladenSolar-Ladekreislaufam Luftkühler (600 l/h)SolarspeicherentladenTWW-Zapfung am WT3(540 l/h, z.B. 1 Dusche)Solar-Entladekreislaufam WT3 (540 l/h)4540353025TWW-Zapfung am WT3(2.700 l/h, z.B. 5 Duschen)252020Abbildung 28Temperaturverhältnisse bei <strong>der</strong> solaren Trinkwassererwärmung (schematisch)Aus obiger Temperaturkonstellation geht hervor, dass die Speichertemperatur beim Laden aufmaximal 43 °C angehoben und beim Entladen auf minimal 28 ... 23 °C abgesenkt werden kann.Das ergibt einen theoretisch möglichen Temperaturhub im Speicher von 15 ... 20 K.Es wird an dieser Stelle offensichtlich, dass die Qualität <strong>der</strong> Wärmeübertragung von <strong>der</strong> solarerwärmten Außenluft an das Nutzmedium im Falle <strong>der</strong> solaren WWB niedriger sein muss als bei<strong>der</strong> Primärnutzung, d.h. <strong>der</strong> solaren Zuluftvorwärmung, bei <strong>der</strong> Wärmeübertragungs- undNutzmedium identisch sind. Um die Grädigkeitsverluste bei <strong>der</strong> Wärmeübertragung berücksichtigenzu können, erfolgt eine Bewertung <strong>der</strong> Qualität <strong>der</strong> Wärmeübertragung üblicherweise überden exergetischen Wirkungsgrad:η exT1−T=T1−TUm,2Um,1mit T U - UmgebungstemperaturT m,1- mittlere Temperatur des Kühlmediums (hier Trinkwassertemperatur)T m,2 - mittlere Temperatur des Heizmediums (hier Temperatur <strong>der</strong> solar erwärmten Luft)Während sich für die solare Zuluftvorwärmung unter Vernachlässigung von Wärmeverlusten überdas Luftverteilsystem ein exergetischer Wirkungsgrad von 1,0 ergibt, so steigt er bei <strong>der</strong> solarenWWB mittels Luftkollektoren kaum über 0,21. Dabei ist er im wesentlichen vom Temperaturhubauf <strong>der</strong> Trinkwasserseite und damit vom Zapfvolumenstrom abhängig. D.h., je größer <strong>der</strong>Zapfvolumenstrom ist, um so kleiner fällt <strong>der</strong> Temperaturhub und damit <strong>der</strong> exergetische Wirkungsgradaus. Aus diesem systembedingten Sachverhalt leitet sich <strong>der</strong> Vorrang <strong>der</strong> Luftvorwärmunggegenüber <strong>der</strong> solaren Trinkwassererwärmung ab. Gleichzeitig sollen an dieser Stelle
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 64übertriebene Erwartungen an die ergänzende Trinkwassererwärmung mittels Luftkollektorengedämpft werden. So sind wegen des relativ geringen Temperaturhubs entsprechend großeVolumina notwendig, um die angebotene Solarwärme speichern zu können.Bei dem oben ermittelten Temperaturhub von ∆t Wasser = 20 K wird für die Speicherung von Q Laden= 75,6 kWh ein Wasservolumen von V Speicher = 3.255 l benötigt. Bei <strong>der</strong> Dimensionierung <strong>der</strong>Pufferspeicher ist neben dem solaren Angebot jedoch <strong>der</strong> tatsächliche Wärmebedarf für dieTrinkwassererwärmung zu berücksichtigen. Dieser liegt für eine Trinkwassererwärmung von20°C auf 55°C - wie oben bereits angegeben - zwischen 57 und 77 kWh/d. Da <strong>der</strong> solare Anteildieses Temperaturhubs je nach Zapfvolumenstrom entsprechend Abbildung 25 nur 6 % (für einenTrinkwassertemperaturhub von 2 K) bis 28 % (für einen Trinkwassertemperaturhub von 10 K)beträgt, sollten auch nur entsprechende Wärmemengen, d.h. maximal 25 kWh bevorratet werden.Die Größe <strong>der</strong> Pufferspeicher lässt sich daher wie folgt ermitteln:VSpeicher=( ρ ⋅c)QSpeicherWasser⋅ ∆tWassers25 kWh ⋅3600h= kgkJ990 3 ⋅4,18 kg⋅K⋅15Km= 1,45 mBei einem durchschnittlichen täglichen solaren Beitrag von 20 kWh können in <strong>der</strong> Betriebszeitvon April bis September etwa 3.600 kWh akkumuliert werden. Dies entspricht einerseits einemjährlichen Anteil (Deckungsgrad) an <strong>der</strong> Trinkwassererwärmung von 12 ... 17 % und an<strong>der</strong>erseitseinem Kollektornutzungsgrad während <strong>der</strong> Betriebszeit für die Trinkwassererwärmung von 6%.Der tatsächlich gemessene solare Beitrag zur Trinkwassererwärmung für einen Gebäudeteil liegtim Jahr 2000 mit 1.500 kWh/a für die Speicherladung und ca. 900 kWh/a für die Speicherentladungjedoch noch unter dem angestrebten theoretischen Wert von 3.600 kWh/a. Dafür gibtes verschiedene Gründe:S Die Höhe des gezapften Warmwasservolumens korrelliert nicht immer mit dem solarenAngebot, d.h. die am jeweiligen Vortag akkumulierten solaren Einträge werden durch einengeringen Warmwasserverbrauch (z.B. Urlaubszeit, Wohnungsleerstand) nicht in Anspruchgenommen, so dass eine weitere Beladung - wenn überhaupt - erst bei einem hohen Strahlungsangebotmöglich ist.S Während des Betriebes <strong>der</strong> Speicherentladung kann es unter ungünstigen Voraussetzungenzu Speicherdurchmischungen kommen, was zu einer Reduzierung <strong>der</strong> täglich speicherbarenWärmemenge führt. So führen die unter 3.2.5 beschriebenen Ein- und Ausschaltbedingungen(Testläufe <strong>der</strong> Entladepumpe bei Erreichen einer Mindesttemperaturdifferenz zwischenPufferspeicher und Trinkwasserzufluss) bei geringen o<strong>der</strong> fehlenden Warmwasserzapfungenzu einer allmählichen Umschichtung in den Pufferspeichern, d.h. in den kalten Bereich wirdnicht o<strong>der</strong> unzureichend abgekühltes Wasser aus dem warmen Bereich transportiert. Dies hatinsbeson<strong>der</strong>e in Zeiten geringer Zapfmengen zur Folge, dass das zwecks Erwärmung zumLuftkühler transportierte Pufferspeicherwasser bereits vorgewärmt ist und damit wenigersolare Wärme aufnehmen kann.Die Regelung <strong>der</strong> Pufferspeicher-Entladepumpe wurde inzwischen auch in entsprechendenFachveröffentlichungen <strong>der</strong> letzten Zeit thematisiert. Der wesentliche Unterschied zur vorhandenenLösung liegt darin, dass statt <strong>der</strong> Testläufe <strong>der</strong> Entladepumpe eine Inbetriebnahme <strong>der</strong>3
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 65Entladepumpe über einen trinkwasserseitigen Strömungssensor erfolgt. Dieser Strömungssensorkann zwar ein relativ preiswerter, aber häufig ungenauer Paddelschalter sein. Die bessere Variantewäre ein Kaltwasserzähler (mit Impulsausgang), dessen Impulsfrequenz für die Drehzahlregelung<strong>der</strong> Pufferspeicher-Entladepumpe genutzt wird. Hier sind aber neben den Kosten dieserVariante die zusätzlichen Druckverluste durch den Kaltwasserzähler auf <strong>der</strong> Trinkwasserseite(z.B. Mehrstrahl-Flügelrad-Wasserzähler Q N 10 von Spanner-Pollux: 0,7 mWS bei 6000 l/h) zuberücksichtigen. Eine Messung des Mindestfließdruckes an <strong>der</strong> ungünstigsten Warmwasser-Entnahmestelle ist vor <strong>der</strong> Realisierung dieser Variante empfehlenswert, um späteren Versorgungsproblemenvorzubeugen.Einen typischen Speicherbe- und Speicherentladevorgang zeigt Abbildung 29. Hier ist unteran<strong>der</strong>em <strong>der</strong> Tagesverlauf <strong>der</strong> Speichertemperaturen und <strong>der</strong> <strong>der</strong> Temperatur <strong>der</strong> erwärmten Luftdargestellt. Die Speichertemperaturen liegen bei Beginn <strong>der</strong> Beladung bereits bei etwa 30 °C, d.h.das Ladepotential ist durch die unvollständige Entladung am Vortag reduziert. Darüber hinauskann man deutlich erkennen, dass das Strahlungsmaximum und damit auch das Maximum <strong>der</strong>Temperatur <strong>der</strong> erwärmten Luft bereits vor Erreichen <strong>der</strong> maximalen Speichertemperatur registriertwurde.75Speichertemperatur (3. Speicher) [°C]Temperatur <strong>der</strong> solar erwärmten Luft [°C]1200Speichertemperatur (1. Speicher) [°C]65Solarstrahlung [W/m2]1000Temperatur [°C]554535ab 14:00 h keine weitereSpeichertemperaturerhöhung800600400Solarstrahlung [W/m 2 ]25200150:001:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:000Abbildung 29: Tagesverlauf <strong>der</strong> Solarstrahlung und verschiedener Anlagentemperaturen (19.07.1999)
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 66Im hier dargestellten Messzeitraum war ab 14:00 h eine weitere Speicherladung übert Speicher = 43°C nicht mehr möglich, da die Solarstrahlung bereits zu niedrig war, um eine weitereTemperaturerhöhung im Speicher zu bewirken. Dadurch konnten ca. 20 % des solaren Wärmeangebotsan diesem Tag nicht genutzt werden.6.2.4 Installierte LeistungMit dem Anschluss des Gebäudes an die Fernwärmeversorgung kommt <strong>der</strong> Höhe desAnschlusswertes, da er ein nicht unwesentlicher Bestandteil <strong>der</strong> Heizkosten ist, beson<strong>der</strong>eBedeutung zu. Der ursprüngliche Ausgangswert, <strong>der</strong> mit den Stadtwerken Wittenberg vertraglichvereinbart war, betrug 220 kW je Gebäudeteil. Für den Zeitraum nach <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> wurdedieser Wert auf 115 kW neu festgesetzt. Ausschlaggebend hierfür war, dass die Trinkwassererwärmungund die Luftnacherwärmung gleichzeitig nach dem Vorrangprinzip realisiert werdenmüssen, währenddessen die Heizung in dieser Zeit stark zurückgefahren wird (Nutzung desSpeichervermögens des Gebäudes).Damit wird die Festlegung <strong>der</strong> Leistung für die Trinkwassererwärmung bei gleichzeitigerLuftnacherwärmungsgewährleistung von entscheiden<strong>der</strong> Bedeutung. Mit 75 kW für die Trinkwassererwärmungund 40 kW Wärmeleistung für die Luftnacherwärmung ergab sich somit einAnschlusswert von 115 kW. Die Leistungswerte für Heizung Süd und Heizung Nord liegen wieo.a. bei 25 bzw. 28 kW.Die Auswertung <strong>der</strong> Messdaten ergab, dass selbst in den kältesten Monaten von Dezember bisFebruar über 90 % aller Leistungswerte unter 50 kW lagen und dass <strong>der</strong> 5-Minuten-Mittelwertin den zwei Heizperioden in beiden Gebäudeteilen nie den vereinbarten 115 kW Spitzenwerterreicht hat (siehe Abbildung 30). Hier besteht eventuell die Möglichkeit, den Anschlusswertgegebenenfalls zu reduzieren und damit zusätzliche Heizkosteneinsparungen zu erschließen.Sowohl für den Teil Luftnacherwärmung als auch für die Trinkwassererwärmung sind Reduzierungendenkbar. In Tabelle 18 ist für die beiden Gebäudeteile beispielhaft die Häufigkeit desAuftretens von 5-Minuten-Werten für die einzelnen Monate dargestellt.Die Auswertung <strong>der</strong> höchsten 5-Minuten-Werte <strong>der</strong> Monate für die beiden Gebäudeteile ergibtdas Bild in Abbildung 30. Hieraus ist die nicht unerhebliche Außentemperaturabhängigkeit <strong>der</strong>Leistungswerte zu ersehen, die bei “reiner” Vorrangschaltung (komplettes Abschalten <strong>der</strong>Heizungsanlage) nur im Bereich <strong>der</strong> Leistung für die Luftnacherwärmung auftreten dürfte. In denSommermonaten, in denen Heizung und Lüftung keine Wärme benötigen und nur dieTrinkwassererwärmung in Betrieb ist, liegt <strong>der</strong> höchste 5-Minuten-Leistungswert für den Gebäudeteil1 bei 57 kW und im Gebäudeteil 2 nur bei 44 kW.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 67Abbildung 30:Fernwärmeleistung (Endenergie) <strong>der</strong> Gebäudeteile und Außentemperatur
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 68Tabelle 18: Häufigkeitsverteilung Endenergieleistung Gebäudeteil 1Anzahl 5-Minutenwerte für Endenergieleistung in kW t a , °C>=100 >=90 =80 =70 =60
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 69Tabelle 19: Häufigkeitsverteilung Endenergieleistung Gebäudeteil 2Anzahl 5-Minutenwerte für Endenergieleistung in kW t a , °C>=100 >=90 =80 =70 =60
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 70In <strong>der</strong> nachfolgenden Tabelle 20 sind die monatlichen Verbrauchswerte für die beiden Gebäudeteilein den Jahren 1999 und 2000 ausgewiesen.Tabelle 20: Elektroenergieverbrauch für 1999 und 2000Gebäudeteil 1 Gebäudeteil 2MonatLüftung Heizung Lüftung HeizungkWh % kWh % kWh % kWh %01/99 971 59 668 41 1.551 68 746 3202/99 717 55 597 45 1.710 72 676 2803/99 789 54 679 46 1.809 71 747 2904/99 767 51 737 49 1.690 70 710 3005/99 843 56 650 44 1.865 75 626 2506/99 796 68 371 32 1.529 81 352 1907/99 775 73 293 27 1.357 86 227 1408/99 882 83 186 17 1.055 82 230 1809/99 855 73 320 27 1.004 73 365 2710/99 870 56 674 44 946 57 713 4311/99 703 51 682 49 913 56 718 4412/99 606 45 728 55 903 55 741 45Summe 1999 9.573 59 6.585 41 16.332 70 6.848 3001/00 707 50 719 50 1.035 59 723 4102/00 512 42 702 58 878 56 682 4403/00 520 40 787 60 948 56 737 4404/00 504 53 447 47 1.017 54 884 4605/00 506 48 545 52 828 76 260 2406/00 517 65 281 35 861 73 323 2707/00 530 63 317 37 883 74 311 2608/00 556 51 529 49 904 66 469 3409/00 560 45 694 55 893 60 590 4010/00 578 45 718 55 923 60 610 4011/00 518 56 407 44 910 55 758 4512/00 633 47 702 53 910 52 828 48Summe 2000 6.640 49 6.849 51 10.990 61 7.175 39Der Elektroenergieverbrauch ist für die Heizung in den beiden Gebäudeteilen annähernd gleichgroß, für die Lüftung hingegen sehr unterschiedlich. Hier finden sich die Aussagen bestätigt, diebereits unter Pkt. 6.2.2 bezüglich <strong>der</strong> Wärmeverbrauchswerte diskutiert worden waren. Dasvermeintliche Heizen mit <strong>der</strong> Lüftung führt im Endeffekt zu einem Mehrverbrauch an Elektroenergieund wie unter Pkt. 7 dargelegt auch zu höheren Gesamtenergiekosten für den Mieter.Obwohl <strong>der</strong> Verbrauch in beiden Gebäudeteilen im Jahr 2000 gegenüber dem Verbrauch desJahres 1999 durch Anlagenoptimierung deutlich gesenkt werden konnte, ist <strong>der</strong> für den Gebäudeteil2 ausgewiesene Wert für die Lüftung deutlich höher und auch höher als <strong>der</strong> Elektroenergieeinsatzfür die Heizung. Der Anteil <strong>der</strong> Hilfsenergie an dem Gesamtenergieeinsatz (Summe vonEndenergie, Wärme und Elektroenergie) beträgt 7,6 % für den Gebäudeteil 1 und 10,9 % für denGebäudeteil 2.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 716.4 Temperaturverhalten einzelner Gebäudebereiche! WohnungenAlle drei Messwohnungen sind vom Typ 3-Raum-Wohnung mit identischem Grundriss. DerAnteil <strong>der</strong> unbeheizten Fläche beträgt 21%. In diesem Bereich stellt sich eine Mischtemperaturaus allen umliegenden Räumen bzw. <strong>der</strong> Wirkung innerer Wärmequellen ein. In den Messwohnungenwerden alle Raumtemperaturen registriert.Die Wohnungsmitteltemperaturen für das Jahr 1999 sind in den Tabellen 21 bis 23 zusammengefasst.Die Wohnung im 4. Obergeschoss des Giebels wurde erst Ende Januar 1999 bezogen. Wieerwartet sind die Temperaturen in den Wohnräumen während <strong>der</strong> Heizperiode um ca. 1-2 Khöher als in den Schlaf- und Kin<strong>der</strong>zimmern (siehe hierzu auch Anhang F-Abb. 1 und 2). Außerdemzeigt sich, dass während <strong>der</strong> Nutzungszeiten in den Wohnräumen Temperaturen deutlichüber 20°C gewünscht werden. Die in <strong>der</strong> Mittelwohnung jeweils bis April 1999 in den Abendstundenauftretenden hohen Temperaturen sind offensichtlich auf eine innere Wärmequellezurückzuführen, die sich unmittelbar unter dem Messfühler befindet (Stehlampe, Fernseher o.ä.).In gut gedämmten Gebäuden müssten die Anfor<strong>der</strong>ungen an die Raumlufttemperatur eigentlichsinken, da sich bei den im Wohnungsbau normalerweise auftretenden Luftgeschwindigkeiten dieempfundene Temperatur (operative Raumtemperatur) zu etwa gleichen Teilen aus den umgebendenOberflächentemperaturen <strong>der</strong> Wände des jeweiligen Raumes und <strong>der</strong> in Raummitte bei einerHöhe von 1,5 m gemessenen Raumlufttemperatur ergibt. Durch die vorgenommene Dämmung<strong>der</strong> Außenwände und den Einbau von Fenstern mit einem deutlich besseren U-Wert erhöht sichdie relevante Umgebungstemperatur und bedingt damit für den gleichen Grad an Zufriedenheiteine geringere Raumlufttemperatur.Weitere Einflussgrößen hierbei sind jedoch Raumluftfeuchte, Luftgeschwindigkeit, Aktivität undKleidung. In <strong>der</strong> Literatur sind zahlreiche Untersuchungen zum unterschiedlichen subjektivenEmpfinden dokumentiert. In ISO DIS 7730 ist <strong>der</strong> auf die von Fanger 1972 aufgestellte Behaglichkeitsgleichungzurückgehende Wertmaßstab des Predicted Mean Vote (PMV) zur Beurteilungdes Raumklimaempfindens eingeführt worden (analoge Herangehensweise auch in VDI3787). Bei Empfinden des Raumklimas als neutral (PMV=0) gibt es immer noch 5% Unzufriedene,für PMV = + 0,5 bzw. - 0,5 erhöht sich <strong>der</strong> Prozentsatz bereits auf 10 % und bei „leichtkühl/leicht warm“ empfundenen Raumklima (PMV = ± 1) sogar auf 25 %.Für Vermieter ergibt sich hiermit immer die Konsequenz, dass gegebenenfalls vorhandeneEinzelaussagen zunächst relativiert werden müssen und erst dann durch eine geson<strong>der</strong>t zuveranlassende Untersuchung zu einer Gesamtbeurteilung, sofern erfor<strong>der</strong>lich, geführt werdenkönnten. Das von vielen Mietern trotz vorhandener Zuluftanlage weiterhin praktizierte „Dauerlüften“mittels angekippter Fenster sowie das Betätigen <strong>der</strong> Thermostatventile als „auf/zu-Ventil“durch zumindest einige Mieter führt zu Wandauskühlungen, die in den Nutzungszeiten durcherhöhten Wärmeaufwand wie<strong>der</strong> kompensiert werden müssen und zunächst das Behaglichkeitsempfindenbeeinträchtigen.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 72Tabelle 21: Raumtemperaturen <strong>der</strong> Messwohnung Erdgeschoss, GiebelMonat/t, °C Küche Bad Wohnen Schlafen Kind Flur01/99 21,8 20,6 20,8 19,8 19,6 20,502/99 21,3 19,9 20,5 19,3 19,2 20,003/99 21,5 20,6 20,7 20,0 19,9 20,504/99 21,7 21,4 21,0 20,6 20,3 21,005/99 23,9 23,4 23,2 22,4 22,3 23,006/99 24,1 23,9 23,4 22,8 22,5 23,207/99 26,0 25,6 25,3 24,6 24,4 25,108/99 25,3 25,2 24,7 24,1 23,9 24,509/99 25,0 24,8 24,3 23,6 23,3 24,110/99 22,5 22,1 21,7 20,7 20,7 21,511/99 21,7 20,9 20,9 19,3 19,9 20,612/99 21,4 20,3 20,6 18,8 19,6 20,3Tabelle 22: Raumtemperaturen <strong>der</strong> Messwohnung 4.Obergeschoss, GiebelMonat/t, °C Küche Bad Wohnen Schlafen Kind Flur01/99 19,5 18,8 18,2 18,4 18,1 18,402/99 23,0 21,0 21,3 20,1 20,0 20,503/99 23,7 21,9 22,2 20,9 20,7 21,604/99 23,6 22,0 21,8 20,7 20,6 21,705/99 24,3 23,7 23,4 22,3 22,8 23,506/99 24,1 23,7 23,4 22,6 22,9 23,507/99 26,8 25,7 26,0 24,9 25,3 25,808/99 24,8 24,2 24,0 23,0 23,4 24,009/99 24,6 24,0 23,8 22,8 23,0 23,710/99 23,1 21,2 21,7 19,8 20,2 21,311/99 23,9 20,8 22,2 19,4 20,0 21,412/99 24,9 21,3 23,0 20,8 21,2 22,0Tabelle 23: Raumtemperaturen <strong>der</strong> Messwohnung Mittellage:Monat/t, °C Küche Bad Wohnen Schlafen Kind Flur01/99 25,2 24,6 24,8 21,3 21,8 23,202/99 24,9 24,6 24,6 20,5 21,5 22,703/99 25,0 24,4 24,5 21,5 22,4 23,004/99 24,7 25,1 24,1 21,9 22,2 23,105/99 23,5 23,7 22,6 22,2 21,9 22,506/99 24,1 24,7 23,3 23,3 23,0 23,407/99 25,6 25,6 24,9 24,3 24,2 24,708/99 24,3 24,3 23,5 22,7 22,5 23,309/99 25,0 25,0 24,3 22,8 22,7 24,010/99 22,6 22,8 21,8 20,1 20,2 21,511/99 22,4 22,6 21,5 20,2 20,1 21,412/99 22,2 22,3 21,2 20,1 20,0 21,2
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 73Aufgrund <strong>der</strong> relativ großen Leistung <strong>der</strong> Elektroheizgeräte in den Bä<strong>der</strong>n sind dort innerhalbkurzer Zeit hohe Temperaturen zu erreichen, <strong>der</strong>en Inanspruchnahme ist individuell jedoch sehrunterschiedlich (s. Anhang F, Abb. 3). Das persönliche Temperaturempfinden, Mieteranzahl undAltersstruktur, Häufigkeit <strong>der</strong> Anwesenheit sowie Kostenbewusstsein spielen dabei eine Rolle.Für die Temperaturverläufe in den Küchen sind sowohl das Temperaturregime in den jeweiligenWohnzimmern als auch die Kochprozesse ausschlaggebend.Das Temperaturniveau <strong>der</strong> einzelnen Wohnungen ist unterschiedlich und lässt zunächst eineeindeutige Lageabhängigkeit vermuten (s. Tabelle 24). Die Temperaturen in <strong>der</strong> Mittelwohnungsind bis April 1999 eindeutig höher als in den beiden übrigen Wohnungen. In den Sommermonatensind keine großen Unterschiede zu erkennen. Ab Oktober 1999 haben alle Wohnungen einähnliches Temperaturniveau (s. hierzu Vergleich Anhang F, Abb. 1, 2, 4 und 5). Die bis April in<strong>der</strong> Mittelwohnung festgestellten Temperaturspitzen im Wohnzimmer treten in diesem Maß nichtmehr auf, was durch ein Umgestalten <strong>der</strong> Wohnungseinrichtung zu erklären wäre. Das generelleAbsinken des Temperaturniveaus deutet allerdings auf einen Mieterwechsel hin.Tabelle 24: WohnungsmitteltemperaturenMonat/t, °C Wohnungsmitteltemperaturen gesamt in °C Wohnungsmitteltemperaturen beheizt in °CMonat Giebel EG Giebel 4.OG Mittellage Giebel EG Giebel 4.OG Mittellage01/99 20,4 18,4 23,4 20,2 18,2 23,102/99 20,0 20,9 23,0 19,9 20,7 22,703/99 20,5 21,7 23,4 20,3 21,5 23,104/99 20,9 21,5 23,3 20,7 21,2 23,005/99 22,9 23,2 22,5 22,8 22,9 22,306/99 23,2 23,2 23,4 23,0 23,0 23,207/99 25,1 25,7 24,7 24,9 25,6 24,608/99 24,5 23,8 23,3 24,3 23,6 23,109/99 24,1 23,5 23,8 23,9 23,3 23,510/99 21,4 21,1 21,3 21,2 20,8 20,911/99 20,4 21,2 21,1 20,2 20,9 20,812/99 20,1 22,2 21,0 19,9 22,0 20,6Der Unterschied zwischen den Mitteltemperaturen <strong>der</strong> gesamten Wohnung einerseits und denTemperaturen ausschließlich für den beheizten Bereich an<strong>der</strong>erseits ist vernachlässigbar gering.Die Ursache hierfür liegt an dem kleinen Anteil unbeheizter Fläche sowie daran, dass die unbeheiztenRäume im wesentlichen innenliegend sind und ihre Temperaturen sich demzufolge aus denumliegenden Räumen ergeben.Um zu prüfen, inwieweit die stündlich in je<strong>der</strong> Wohnung stattfindende zyklische Lüftung einenEinfluss auf die Raumtemperatur hat, wurde für eine kurze Zeit <strong>der</strong> Abfragetakt <strong>der</strong> Datenaufzeichnungvon einer Stunde auf fünf Minuten verkürzt. Allerdings ist kein Einfluss erkennbar (s.Anhang F, Abb. 6).
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 74Die in den Küchen und Bä<strong>der</strong>n erfassten Raumfeuchten sind in Tabelle 25 als Monatswertezusammengestellt. Für eine Raumlufttemperatur von 20°C sind Raumfeuchten von 35% bis 80%zulässig/behaglich. Es wurde kein kritischer Wert registriert. We<strong>der</strong> wurden zu geringe Feuchtenbei kalten Außentemperaturen noch zu hohe Feuchtewerte registriert. Kurzzeitig auftretendeSpitzen können schnell abgebaut werden. Entsprechend den unterschiedlichen Nutzungsgewohnheitenunterscheiden sich die Daten für die einzelnen Wohnungen (s. Anhang F, Abb. 7).Tabelle 25: Raumfeuchterelative Feuchte in %Monat01/9902/9903/9904/9905/9906/9907/9908/99Giebel EG Giebel 4.OG MittellageKüche Bad Küche Bad Küche BadMin 38,4 40,8 40,5 33,7 33,5 40,0Max 69,5 86,5 65,4 61,9 78,5 71,4Mittel 49,8 57,4 49,5 48,0 46,8 53,0Stabwg. 4 5,3 10,0 5,0 5,5 5,4 5,2Min 29,2 33,0 30,2 28,2 28,1 27,2Max 70,2 74,3 75,0 70,1 65,8 69,7Mittel 40,6 46,1 49,8 42,3 38,6 43,7Stabwg. 6,5 7,2 8,1 8,5 5,4 5,9Min 33,4 35,0 34,4 31,6 32,7 33,7Max 58,3 69,7 74,2 60,4 60,3 55,3Mittel 42,1 47,4 50,5 41,4 39,4 44,0Stabwg. 3,3 5,9 5,3 3,8 3,2 3,3Min 34,6 36,5 37,2 28,9 32,1 29,0Max 61,1 67,0 76,1 54,1 60,4 63,6Mittel 44,2 47,7 49,7 42,0 40,9 44,6Stabwg. 3,7 5,0 5,6 4,8 3,8 4,4Min 29,9 36,1 39,4 33,1 33,5 35,0Max 56,0 60,8 77,4 55,5 53,8 53,7Mittel 44,8 47,8 51,3 44,2 43,0 44,1Stabwg. 5,0 5,6 6,6 5,4 4,9 4,9Min 29,9 39,0 39,6 40,5 37,9 39,1Max 59,4 64,8 80,9 60,4 55,5 55,4Mittel 47,1 50,3 54,4 47,9 45,3 45,9Stabwg. 4,1 4,2 5,2 3,4 3,1 3,1Min 35,9 38,3 43,2 36,8 36,8 40,6Max 60,9 68,5 76,2 59,0 58,7 68,0Mittel 48,1 51,6 55,1 47,3 48,1 50,6Stabwg. 5,5 5,5 6,7 4,6 4,7 4,5Min 31,8 37,7 41,2 33,0 32,4 36,8Max 59,6 64,7 82,2 58,5 63,1 60,5Mittel 45,2 47,7 57,3 45,8 46,5 48,1Stabwg. 4,3 4,9 6,8 5,3 5,3 4,84) Stabwg. Standardabweichung
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 75relative Feuchte in %MonatGiebel EG Giebel 4.OG MittellageKüche Bad Küche Bad Küche Bad09/9910/9911/9912/99Min 33,5 38,2 39,8 31,9 31,7 36,6Max 59,0 69,8 81,1 61,5 57,8 59,4Mittel 48,3 51,6 61,9 48,1 46,5 48,6Stabwg. 4,8 5,2 5,7 5,8 5,3 4,7Min 38,1 39,1 44,1 32,0 30,5 32,8Max 62,6 67,6 83,2 60,8 58,7 57,1Mittel 47,4 51,1 60,7 45,2 44,6 46,1Stabwg. 3,7 5,1 5,3 4,5 4,5 4,2Min 36,2 40,5 43,9 31,2 33,4 35,1Max 63,1 68,4 82,8 56,7 51,7 61,4Mittel 45,4 51,3 56,5 41,9 41,1 42,3Stabwg. 3,2 6,0 5,1 4,0 3,3 3,4Min 33,5 35,7 44,0 32,8 32,6 34,4Max 55,9 67,6 83,0 56,4 49,5 53,8Mittel 42,3 48,6 55,2 39,6 40,0 41,2Stabwg. 2,8 5,8 5,3 3,1 2,1 2,3! TreppenhausDie Treppenhaustemperaturen wurden komplett in einem Aufgang gemessen (s. Tabelle 26).Auffallend sind die relativ hohen Werte, die auf erhöhte Wärmeverluste aus den Wohnräumenschließen lassen. Es handelt sich hierbei um ein innenliegendes Treppenhaus mit einem ins Dachintegrierten Oberlicht als Quelle für das Tageslicht. Ein ungünstiger U-Wert für dieses Oberlichtbzw. Undichtigkeiten sind offenbar <strong>der</strong> Grund dafür, dass die Treppenhaustemperaturen erwartungsgemäßzunächst vom Eingangsbereich aus mit steigen<strong>der</strong> Höhe zunehmen, dann jedoch ab3. Obergeschoss wie<strong>der</strong> sinken (s. Anhang F, Abb. 8).Zur Auslegung des Wärmebedarfes nach DIN 4701 T2 werden für Temperaturen in einemthermisch normal an das Gebäude gekoppelte Treppenhaus, einer Gebäudehöhe bis 20 m undeiner Normaußentemperatur von -14°C die in Tabelle 27 genannten Werte angenommen.Tabelle 26: TreppenhaustemperaturenTreppenhaustemperaturen in °C01/9902/994. OG 3. OG 2. OG 1.OG EG Eingangsb.Min 15,5 17,8 18,7 18,2 16,4 9,9Max 18,6 20,0 20,5 20,4 19,1 16,3Mittel 17,2 19,0 19,7 19,5 18,0 14,3Stabwg. 0,8 0,6 0,5 0,6 0,6 1,1Min 14,7 14,2 18,4 17,9 16,5 10,5Max 17,4 19,1 19,8 19,3 18,1 14,9Mittel 15,7 17,8 18,9 18,4 17,1 13,5Stabwg. 0,4 0,3 0,2 0,2 0,3 0,8
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 76Treppenhaustemperaturen in °C03/9904/9905/9906/9907/9908/9909/9910/9911/9912/994. OG 3. OG 2. OG 1.OG EG Eingangsb.Min 16,9 18,5 18,6 17,3 16,0 11,6Max 19,1 20,4 20,8 20,4 18,8 16,3Mittel 17,7 19,3 20,0 19,5 18,0 14,2Stabwg. 0,6 0,5 0,4 0,3 0,4 1,0Min 17,9 19,4 20,0 19,4 18,0 13,6Max 20,5 21,4 21,7 21,0 19,7 17,6Mittel 19,3 20,5 20,9 20,2 18,8 15,8Stabwg. 0,7 0,5 0,4 0,4 0,4 1,0Min 19,4 19,8 20,1 19,9 19,0 15,9Max 24,8 25,0 24,6 24,0 23,0 23,0Mittel 21,7 22,0 21,9 21,5 20,7 19,3Stabwg. 1,6 1,5 1,3 1,2 1,2 1,8Min 21,1 21,3 21,3 21,0 20,2 18,0Max 24,6 24,9 24,6 23,9 22,9 22,4Mittel 22,7 23,1 22,8 22,3 21,4 20,0Stabwg. 1,0 1,0 0,9 0,8 0,7 1,0Min 23,1 23,2 23,0 22,1 21,8 20,2Max 26,4 26,3 26,7 26,2 26,6 27,8Mittel 24,9 24,9 24,5 24,0 23,2 22,5Stabwg. 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 1,2Min 20,6 20,7 20,8 20,9 20,5 18,5Max 26,5 26,4 26,1 25,4 24,8 24,9Mittel 23,6 23,6 23,4 23,1 22,5 21,4Stabwg. 2,0 1,8 1,6 1,5 1,4 1,7Min 21,5 21,8 21,9 21,7 21,1 18,7Max 25,6 25,9 25,6 25,1 24,4 23,5Mittel 23,4 23,8 23,6 23,3 22,7 21,2Stabwg. 1,1 1,1 1,0 0,9 0,8 1,0Min 17,7 19,2 19,5 19,4 18,9 14,0Max 21,5 22,1 22,4 22,1 21,7 20,1Mittel 19,3 20,4 20,6 20,4 20,0 17,0Stabwg. 0,9 0,7 0,7 0,6 0,7 1,3Min 16,9 19,1 19,4 19,3 17,9 12,1Max 20,2 21,5 21,6 21,1 20,6 17,6Mittel 18,5 20,0 20,3 20,1 19,2 15,2Stabwg. 1,0 0,6 0,5 0,4 0,6 1,2Min 16,8 18,6 19,2 19,1 18,0 11,8Max 18,7 20,2 20,6 20,2 19,5 15,9Mittel 17,7 19,4 19,8 19,5 18,7 13,9Stabwg. 0,5 0,4 0,3 0,2 0,3 0,9
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 77Tabelle 27: Normtemperaturen TreppenhausBereich / t, °C Norm (t a = -14°C) Minimum Messwert Minimum MonatsmittelErdgeschoss bzw. Eingangsbereich49,9 bzw. 15,2(01/99 bzw. 11/00)13,1 bzw. 17,0(01/01 bzw. 02/99)1. Obergeschoss 9 15,5 (11/00) 18,4 (02/99)2. Obergeschoss 11 16,9 (11/00) 18,7 (02/01)3. und 4. OG 11 14,2 bzw. 14,7 (02/99) 17,8 bzw. 15,7 (02/99)Für die gesamte Messperiode war <strong>der</strong> Januar 2001 mit einer mittleren Außentemperatur von2,3°C <strong>der</strong> kälteste Monat. Die tiefste Außentemperatur betrug -11,2°C und wurde im Januar2000 gemessen.! KellerbereichVerglichen mit <strong>der</strong> zur Auslegung des Wärmebedarfes nach DIN 4701 T2 für eine Normtemperaturvon -14°C anzunehmenden Kellertemperatur von 5°C sind alle Messwerte sehr hoch. Mit13,4°C wurde die niedrigste Temperatur im Februar 1999 gemessen.In allen Jahreszeiten sind die Temperaturen im Bereich des auf <strong>der</strong> Südseite des Gebäudesgelegenen Kollektorganges höher als in den übrigen Kellerräumen (s. Tabelle 28). Da hier sowohldie Fernwärmeleitungen als auch die Heizungsverteilungsleitungen für die Südfassade verlegtsind, weist dieser Temperaturunterschied auf erhöhte Leitungsverluste hin. Weiterhin hat dieHimmelsausrichtung Einfluss auf den Temperaturverlauf, <strong>der</strong> durch offensichtlich mituntergeöffnete Fenster verstärkt wird. Ein Vergleich <strong>der</strong> Abbildungen 9 und 10 im Anhang F veranschaulichtdiese Aussage.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 78Tabelle 28: Temperaturen Kellerbereich01/9902/9903/9904/9905/9906/9907/9908/9909/9910/9911/99t, °C Koll.gang (T1) Koll.gang (T2) Keller(T3) Keller(T4) Keller(T5)Min 16,3 16,3 14,5 14,5 14,2Max 20,2 19,3 17,8 16,5 15,8Mittel 18,4 17,9 16,4 15,6 15,0Stabwg, 0,9 0,7 0,8 0,5 0,4Min 14,9 15,8 13,4 14,1 13,4Max 19,5 18,4 16,5 15,3 14,8Mittel 17,7 17,3 15,3 14,6 14,1Stabwg, 0,9 0,6 0,5 0,3 0,4Min 16,7 17,0 15,4 14,7 14,8Max 20,5 19,8 17,3 16,0 15,8Mittel 18,9 18,3 16,3 15,4 15,2Stabwg, 0,8 0,7 0,3 0,4 0,3Min 19,1 18,9 16,1 15,9 15,7Max 22,9 22,0 18,6 17,3 17,4Mittel 21,5 20,5 17,5 16,6 16,5Stabwg, 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4Min 22,6 21,6 17,5 17,2 17,2Max 25,3 24,6 21,1 20,2 20,0Mittel 23,9 23,1 19,3 18,7 18,6Stabwg, 0,7 0,8 1,0 0,9 0,9Min 23,5 23,1 18,6 19,2 19,0Max 25,2 24,7 21,8 20,4 20,1Mittel 24,5 23,7 20,2 19,8 19,5Stabwg, 0,4 0,3 0,6 0,3 0,3Min 24,6 24,2 20,6 20,1 20,0Max 26,6 26,2 22,8 22,0 22,0Mittel 25,8 25,5 21,6 21,3 21,2Stabwg, 0,5 0,4 0,5 0,5 0,4Min 24,6 24,4 20,0 20,0 20,0Max 27,3 26,8 23,5 22,5 22,5Mittel 25,9 25,6 21,6 21,4 21,3Stabwg, 0,8 0,7 0,9 0,8 0,8Min 25,3 24,5 20,3 20,7 20,4Max 27,2 26,6 23,1 22,2 21,9Mittel 26,3 25,7 22,0 21,6 21,3Stabwg, 0,5 0,5 0,6 0,4 0,4Min 22,8 22,2 16,7 18,1 17,9Max 25,8 25,0 22,2 21,2 20,9Mittel 24,2 23,3 19,5 19,3 19,1Stabwg, 0,7 0,6 1,3 0,8 0,8Min 22,0 20,8 16,1 16,1 16,0Max 24,1 23,1 19,6 19,1 18,7Mittel 22,9 21,9 17,9 17,7 17,4Stabwg, 0,6 0,8 0,7 1,0 0,9
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 79t, °C Koll.gang (T1) Koll.gang (T2) Keller(T3) Keller(T4) Keller(T5)12/99Min 21,4 20,4 15,9 15,9 15,6Max 22,5 21,3 18,7 17,5 17,1Mittel 22,0 20,9 17,4 16,8 16,3Stabwg, 0,3 0,2 0,7 0,5 0,46.5 Messtechnische Untersuchungen an <strong>der</strong> Luftkollektoranlage! Temperaturverteilung am KollektorfeldDie gemessenen Kollektortemperaturen stehen in direktem Zusammenhang mit <strong>der</strong> jeweiligenSonneneinstrahlung und <strong>der</strong> Außenlufttemperatur. Um das Temperaturprofil über die gesamteBreite <strong>der</strong> Kollektoranlage beurteilen zu können, wurden an ausgewählten "Sonnentagen" -jeweils im Frühjahr und im Sommer 1999 - für alle Temperaturmessstellen entsprechende Mittelwertebestimmt und in Diagrammen dargestellt (bei gleichen Luftvolumenströmen und Solarstrahlungen).Das in Abbildung 31 dargestellte typische Temperaturprofil vom März 1999 bei einersolaren Strahlung von 800 W/m 2 zeigt für die Luftkollektoranlage des Gebäudeteils 1 (126 m 2 )nur geringfügige Abweichungen um einen Mittelwert von ca. 14 °C (Kollektortemperaturen T4-T12 ). Weitere Temperaturprofile sind in Anhang G abgelegt.2520Temperatur [°C]151050T1Oberfl.untenT2Oberfl.obenT3untenT4obenT5obenT6obenT7obenT8obenT9obenT10obenT11obenT12obenT13Außentemp.Abbildung 31: Temperaturverteilung an <strong>der</strong> Luftkollektoranlage des Gebäudeteils 1 (126 m 2 )Mittelwerte am 12.03.1999 08:10 - 10:10 hLuftvolumenstrom (gesamt): 4.200 m 3 /hSolarstrahlung: 800 W/m 2Die Temperaturmessstellen T13, T3-unten und T4-oben zeigen die Temperaturerhöhung imLuftstrom durch die Luftkollektorelemente. Den Messstellen T3 und T4 sind die entsprechendenKollektorinnenoberflächentemperaturen T1 und T2 zuzuordnen. In Abbildung 31 wird dieAußenluft mit einer Temperatur von ca. 4°C bereits im unteren Drittel des Luftkollektors beieiner Kollektorinnenoberflächentemperatur von 17°C (Übertemperatur gegenüber dem Luftstromvon 8 K) um 5 K auf 9°C angehoben. Bis zum Ende des Kollektorfeldes erfolgt eine weitere
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 80Erhöhung <strong>der</strong> Lufttemperatur um 6 K auf 15°C bei einer Kollektorinnenoberflächentemperaturvon 21°C (Übertemperatur gegenüber dem Luftstrom von 6 K). In Abb. 31 nicht aufgeführt istdie Temperatur im Sammelluftkanal vor dem Eintritt in die Dachzentrale. Sie liegt im vorliegendenFall bei ca. 14°C, d.h. in <strong>der</strong> Größenordnung des o.g. Mittelwertes <strong>der</strong> TemperaturmessstellenT4 - T12 (eine Genauigkeitsangabe < 1 K ist bei den verwendeten Messfühlern und einerMittelwertbildung nicht sinnvoll).Die Temperaturerhöhung um 11 K bei einem Luftvolumenstrom von 4200 m 3 /h ergibt eineKollektorleistung von ca. 15 kW. Der Wirkungsgrad <strong>der</strong> Kollektoranlage beträgt bei <strong>der</strong> gemessenenSolarstrahlung von 800 W/m 2 ç = 15 %. Dieser relativ niedrige Wirkungsgrad ist wesentlichauf den geringen flächenbezogenen Luftmassenstrom (38 kg/(h·m 2 )) und die damit verbundeneniedrige Luftgeschwindigkeit im Kollektor (0,35 m/s) zurückzuführen (siehe auch Abb. 32 und33).! Ermittlung des Wirkungsgrades <strong>der</strong> LuftkollektoranlageDie Ermittlung des Wirkungsgrades <strong>der</strong> Luftkollektoranlage wurde unter natürlichen meteorologischenBedingungen bei normalem Anlagenbetrieb durchgeführt (Outdoor-Teststand). Dazuwurden Messwerte für den Sommerbetrieb (solare WWB mit reduziertem Kollektorfeld von84 m 2 ) und für den Winterbetrieb (reine Luftvorwärmung mit gesamtem Kollektorfeld von126 m 2 ) ausgewertet. Für die korrekte Wirkungsgra<strong>der</strong>mittlung können prinzipiell nur Messdatenwährend eines quasistationären Gesamtzustandes von Witterung und Anlage genutzt werden, d.h.wenn Volumenstrom und Temperatur <strong>der</strong> in den Kollektor eintretenden Luft im wesentlichenkonstant sind und die Temperatur <strong>der</strong> austretenden Luft sich nur infolge geringfügiger Schwankung<strong>der</strong> Bestrahlungsstärke über die Zeit än<strong>der</strong>t.Unter quasistationären Bedingungen kann <strong>der</strong> Wirkungsgrad wie folgt ermittelt werden:( )M&⋅ c ⋅ t − tp aus einη therm =mit&McttpGAeinausG ⋅ A− Luftmassenstrom− spez.Wärmekapazität <strong>der</strong> Luft− Temperatur <strong>der</strong> eintretenden Luft− Temperatur <strong>der</strong> austretenden Luft− Solarstrahlung− Einstrahlfläche des LuftkollektorsWirkungsgrad und Temperaturhub konnten während unterschiedlicher Betriebsarten für einenflächenbezogenen Luftmassendurchsatz von 35 ... 42 kg/(h·m 2 ) ermittelt werden. Als Durchflussmediumwird Außenluft direkt am Kollektor angesaugt, d.h. die Kollektoreintrittstemperaturentspricht etwa <strong>der</strong> Außenlufttemperatur. Bei den ausgewerteten Messungen liegen die Werte fürdie natürliche solare Strahlung zwischen 500 und 900 W/m 2 .
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 81Wirkungsgrad [%]5040302010Solarwall(aus Messwerten am Objektbei 35 ... 42 kg/hm2)00,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 0,040strahlungsbezogene Temperaturdifferenz [Km 2 /W]Abbildung 32:Wirkungsgradkennlinie <strong>der</strong> Luftkollektoranlage in Wittenberg (aus Messwerten ermittelt)In [FECHNER] werden für die SOLARWALL an einem Indoor-Versuchsstand aufgenommeneWirkungsgradkennlinien angegeben. Bei einem auf die Kollektorfläche bezogenen Luftmassenstromvon 35 kg/(h·m 2 ), Windgeschwindigkeiten von 0 ... 3 m/s und einer Solarstrahlung von 545W/m 2 wird <strong>der</strong> Wirkungsgrad mit 20 ... 37 % angegeben (siehe Abb. 33).0,600,5038 kg/(hm 2 )Wirkungsgrad [%]0,400,300,200,10G = 545 W/m 2Wirkungsgradbei Windgeschw.c=0 m/sWirkungsgradbei Windgeschw.c=1,5 m/sWirkungsgradbei Windgeschw.c=3 m/s0,0020 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130flächenbezogener Luftmassenstrom [kg/(hm 2 )]Abbildung 33:Wirkungsgradkennlinie <strong>der</strong> SOLARWALL nach [FECHNER]
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 827. GesamtbewertungEntsprechend <strong>der</strong> Zielstellung des Projektes ist eine Beurteilung <strong>der</strong> Gesamtkosten in Verbindungmit den erreichten Energieeinspareffekten erfor<strong>der</strong>lich. Die getätigten Investitionen sindunter Pkt.7.1 dargestellt. Die nach den zwei Heizperioden vorliegenden Wärme- und Energiekostenabrechnungensind unter Pkt. 7.2 aufgeführt.Danach betragen die energierelevanten Nettogesamtausgaben (incl. <strong>der</strong> Planungsanteile)2.078,4 TDM. Der Fernwärmeanschlusswert jedes Gebäudeteils konnte von 220 kW auf 115 kWreduziert werden und <strong>der</strong> Wärmeverbrauch (nur Heizung und Lüftung) sank für beide Gebäudeteiledabei um insgesamt 480 MWh/a.7.1 InvestitionskostenDie gesamten Baumaßnahmen (ohne Planung) waren 1997 mit 3.771,2 TDM (Brutto, vormaligeMwSt. 15%) bzw. 3.279,3 TDM (netto) kalkuliert worden. Die anteiligen energierelevantenMaßnahmen betrugen 2.150,16 TDM (brutto) bzw. 1.869,7 TDM (netto).Realisiert wurden 3.674,6 TDM 5 und damit 395,3 TDM bzw. 12 % mehr. Die energierelevantenMaßnahmen wurden mit 1.969,7 TDM realisiert und lagen damit 100 TDM (5,0 %) über denvorkalkulierten Aufwendungen. In Tabelle 29 sind die einzelnen Kostenelemente ausgewiesen.Schwerpunktmäßig lag somit das Kalkulationsrisiko mehr in den energetisch nicht relevanten alsin den energierelevanten Maßnahmen und dabei meist in Baunebenleistungen, <strong>der</strong>en Umfangteilweise erst in <strong>der</strong> planerischen Umsetzung sichtbar wurde.Die insgesamt höheren Aufwendungen resultieren in wesentlichen Teilen aus den Mehraufwendungenfür die Sanitärinstallation (152,9 TDM), wo erst nach Beginn <strong>der</strong> Maßnahmen erkennbarwurde, dass wesentliche Verän<strong>der</strong>ungen in <strong>der</strong> Tragkonstruktion <strong>der</strong> Sanitärschachtlösungerfor<strong>der</strong>lich sind und in <strong>der</strong> Fertigstellung <strong>der</strong> Dachdecker- Klempnerarbeiten <strong>der</strong> zwei Gebäudeteilesowie <strong>der</strong> Stahlbauaufwendungen für die Umhausung <strong>der</strong> beiden Lüfterzentralen (179,67TDM).Für die mietvertragrechtliche Wohnfläche von 4.418 m² ergeben sich aus den Baumaßnahmensomit Kosten in Höhe von 831,7 DM/m² bzw. 445,8 DM/m² für den energierelevanten Teil. JeWE (80 insgesamt) betragen die durchschnittlichen Gesamtkosten 45,93 TDM und davon fürden energierelevanten Teil 24,62 TDM.Die Planungsmehraufwendungen, die mit 50 % auf den energierelevanten Kostenanteil aufgeschlüsseltsind und in dieser Höhe zu den för<strong>der</strong>fähigen Kosten gerechnet wurden, betrugen 217,4TDM.5)Aufgrund <strong>der</strong> Mehrwertsteuerän<strong>der</strong>ung werden die nachfolgenden Kostenangaben als Nettokostenausgewiesen. Sofern erfor<strong>der</strong>lich werden Bruttokosten geson<strong>der</strong>t vermerkt.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 83
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 847.2 Wärme- und EnergiekostenEntsprechend <strong>der</strong> Gesamtaufgabenstellung des Projektes wurden nach Fertigstellung <strong>der</strong> Baumaßnahmenzwei Heizperioden lang die Wärme- und Energieverbrauchswerte ermittelt. UnterPunkt 6 wurden die dabei erzielten energierelevanten Ergebnisse diskutiert. Die damit einhergehendenkostenmäßigen Aussagen werden an dieser Stelle aufgezeigt.Für die kostenmäßige Bewertung <strong>der</strong> Effekte sind zwei Betrachtungsrichtungen am Gebäudegegeben, <strong>der</strong>en zahlenwertmäßige Auswertung auch zu abweichenden Detailergebnissen führt.Zum einen sind das die Kosteneingänge für den Wärme- und Elektroenergiebezug zu den beidenGebäudeteilen und zum an<strong>der</strong>en die Handhabung <strong>der</strong> Umlage dieser Kosten auf den jeweiligenWohnungsinhaber, wobei im letzteren Fall die damit verbundene Wirkung auf die Akzeptanz undAttraktivität <strong>der</strong> Maßnahmen angesprochen wird.Während für die Kosteneingänge die Darstellung von spezifischen Werten auf die Nutzfläche(2.437,7 m² pro Gebäudeteil) praktisch von Bedeutung ist, erfolgt die Umlage für den Mietersichtbar auf die Wohnfläche bezogen (2.209,6 m² pro Gebäudeteil). Darüber hinaus ergeben sichDifferenzen in den spezifischen Aussagen durch die Handhabung <strong>der</strong> Berechnungsanteile für dieTrinkwassererwärmung. Einerseits ist <strong>der</strong> Wärmeverbrauch für die Trinkwassererwärmung direktgemessen worden. An<strong>der</strong>erseits wird abrechnungsmäßig gegenüber dem Mieter von <strong>der</strong> bezogenenTrinkwassermenge in m³ ausgegangen und eine (fiktive) Wärmemenge errechnet, die alsBerechnungsgröße für die Umlageberechnung verwendet wird. Die Folge ist, dass <strong>der</strong> ausgewieseneWärmeverbrauch für die Heizung kleiner wird.Die Ausgangswerte <strong>der</strong> nachfolgenden Kostenbetrachtung sind aus Tabelle 9 unter Punkt 6 zuersehen und zusammengefasst in Tabelle 30 für die Abrechnungsjahre 1999 und 2000 übernommen.Tabelle 30: Endenergie- und Gebäudeenergieverbrauch für die Jahre 1999 und 2000Gebäudeteil 1 Gebäudeteil 2EndenergieverbrauchGebäudeenergieverbrauchEndenergieverbrauchGebäudeenergieverbrauchkWh kWh kWh kWh1999 174880 147634 191822 157767Heizzeit 1999 161959 142038 177304 1502902000 162758 136742 175790 148058Heizzeit 2000 146573 127869 158901 138292Der Leistungspreis für den Anschlusswert blieb über die Jahre unverän<strong>der</strong>t 77 DM/kW. Mit <strong>der</strong>vertraglich vereinbarten Höhe von 115 kW betragen die Jahreskosten für die Wärmebereitstellung8.855 DM bzw. 4 DM/(m² · a). Dies entspricht in <strong>der</strong> Mietumlage 0,334 DM/(m² · Mon).Die Verän<strong>der</strong>ung, die mit den Maßnahmen einherging, beträgt demzu-folge an dieser Stelle
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 853,66 DM/(m² · a) 6 bzw. 0,305 DM/(m² · Mon).Der Arbeitspreis für die bezogene Wärme lag vom Zeitpunkt vor <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> bis Mai 2000 bei54 DM/MWh. In den Folgemonaten wurde <strong>der</strong> Arbeitspreis viermal bis auf 92,3 DM/MWhangehoben. Während die Kosten 1999 aufgrund des niedrigen Arbeitspreises beim Gebäudeteil 1noch 9.444 DM und für den Gebäudeteil 2 10.358 DM betrugen, stiegen sie für das Jahr 2000,trotz geringer gewordener Verbrauchswerte (Gebäudeteil 1 6,9 %, Gebäudeteil 2 8,4 % geringer),auf 10.973,06 DM für den Gebäudeteil 1 und auf 11.891,82 DM für den Gebäudeteil 2.Nachdem mietmäßig <strong>der</strong> Teil <strong>der</strong> Wärmebezugskosten mit <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> zunächst netto von0,83 DM/(m² · Mon) auf 0,356 DM/(m² · Mon) für den Gebäudeteil 1 und 0,391 DM/(m² · Mon)für Gebäudeteil 2 zurückging, betrug dieser Anteil für das Jahr 2000 für Gebäudeteil 1 trotzgeringeren Verbrauchs, aber gestiegenen Preisen, 0,414 DM/(m² · Mon) und für das Gebäudeteil2 0,448 DM/(m² · Mon). Ohne den Preisanstieg hätte die Verringerung des Verbrauchs zumietmäßigen Kosten von 0,331 DM/(m² · Mon) (Gebäudeteil 1) und 0,358 DM/(m² · Mon)(Gebäudeteil 2) geführt.Für die Wohnungsbaugesellschaft sind im Rahmen dieser Diskussion die Auswirkungen auf dieGesamtkosten <strong>der</strong> umlagefähigen Heizkosten von Bedeutung, da sie meist auch den größtenPosten <strong>der</strong> Betriebskosten darstellen. Zu den umlagefähigen Heizkosten zählen noch die Positionen- Messservices,- betriebsbedingter Elektroenergieverbrauch,- Wartung <strong>der</strong> Wärmeversorgungsanlagen und- Nebenkosten.Insofern es durch die <strong>Sanierung</strong>smaßnahmen Verän<strong>der</strong>ungen an diesen Positionen gibt, sind siein ihren Wirkungen im Rahmen dieser Auswertung von Interesse. In Tabelle 31 sind die Wertenach den Maßnahmen für die Jahre 1999 und 2000 aufgeführt und in Tabelle 32 die Anteile anden gesamten Heizkosten <strong>der</strong> Jahre.Aus <strong>der</strong> Tabelle ist zu ersehen, dass die gesamten Heizkosten im wesentlichen aus drei Gruppenbestehen:1. Kosten, die unmittelbar aus den technischen Maßnahmen folgen und auf die <strong>der</strong> Nutzerdes Gebäudes keinen weiteren Einfluss mehr nehmen kann (Pos.1.1 und 4),2. Kosten, die in größeren Teilen durch den Nutzer bedingt beeinflusst werden (Pos. 1.2zu theoretisch max. 50 % (je nach Schlüssel <strong>der</strong> Heizkostenabrechnung und bei völligabgestelltem Heizkörper - praktisch nicht <strong>der</strong> Fall) und Pos. 3 zu ca. max. 2/3 wennüberhaupt keine Bedarfslüftung praktiziert werden würde (ca.1/3 dieser Kosten sind<strong>der</strong> vom Nutzer unabhängigen Grundlüftung zuzuordnen),3. Kosten, die we<strong>der</strong> mit den <strong>Sanierung</strong>smaßnahmen in Verbindung stehen noch vomNutzer beeinflussbar sind son<strong>der</strong>n im wesentlichen aus <strong>der</strong> Logistik <strong>der</strong> Organisation<strong>der</strong> Heizkostenabrechnung resultieren (2 und 5).6) 220 kW (vor <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong>) * 77 DM/kW = 16.940 DM/a
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 86Tabelle 31: Übersicht spezifische HeizkostenKosten in DM/(m² · Monat)1999 2000Gebäudeteil 1 Gebäudeteil 2 Gebäudeteil 1 Gebäudeteil 21 Heizung, Lüftung, WWB 0,690 0,725 0,748 0,782davon für1.1 - Anschlusswert 0,334 0,334 0,334 0,3341.2 - Wärmebezug 0,356 0,391 0,414 0,4482 Messservice 0,148 0,149 0,150 0,149davon für- Messkosten Fernwärme 0,008 0,008 0,008 0,008- Verbrauchserfassung 0,056 0,057 0,059 0,057- Gerätemiete Heizung 0,049 0,049 0,049 0,049- Gerätemiete Warmwasser 0,035 0,035 0,035 0,0353 Betriebsstrom 0,112 0,186 0,086 0,1224 Wartung 0,059 0,059 0,064 0,0645 Nebenkosten- ISDN 0,017 0,017 0,017 0,0176 Netto 1,027 1,136 1,065 1,1347 Mehrwertsteuer 0,164 0,182 0,170 0,1828 Brutto 1,191 1,318 1,235 1,316Tabelle 32: Übersicht HeizkostenstrukturKosten in Prozent1999 2000Gebäudeteil 1 Gebäudeteil 2 Gebäudeteil 1 Gebäudeteil 21 Heizung, Lüftung, WWB 67,2 63,8 70,2 69,0davon für1.1 - Anschlusswert 32,5 29,4 31,4 29,41.2 - Wärmebezug 34,7 34,4 38,9 39,52 Messservice 14,4 13,1 14,1 13,1davon für- Messkosten Fernwärme 0,8 0,7 0,8 0,7- Verbrauchserfassung 5,5 5,0 5,5 5,0- Gerätemiete Heizung 4,8 4,4 4,6 4,4- Gerätemiete Warmwasser 3,4 3,0 3,2 3,03 Betriebsstrom 11,0 16,4 8,0 10,84 Wartung 5,7 5,2 6,0 5,65 Nebenkosten- ISDN 1,7 1,5 1,6 1,56 Netto 100,0 100,0 100,0 100,0
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 87Aus <strong>der</strong> Tabelle ist u.a. ersichtlich, dass die Strukturverän<strong>der</strong>ungen in den Heizkosten, die mitden realisierten Maßnahmen zur Senkung des Heizenergieverbrauches zwangsläufig eintreten, dieAbsichten, die sich in Hinblick auf eine positive Unterstützung durch den Nutzer damit verbinden,nicht entsprechend flankieren.Der Anteil, <strong>der</strong> durch den Nutzer im Extremfall beeinflussbaren Heizkosten (völliges Abschaltenaller Heizkörper <strong>der</strong> Wohnung und praktisch nicht realisierbarer Verzicht <strong>der</strong> Bedarfslüftung),erreicht ca 35 %. Unter <strong>der</strong> Annahme eines sehr energiebewussten Nutzers (extrem hohe Komforteinschränkungenbei 40 %iger Verbrauchsreduzierung) sind demzufolge Kostenbeein-flussungenvon ca. 14 - 15 % u.U. realistisch. Mit den gegenwärtigen Preisen <strong>der</strong> Fernwärmeversorgungmacht dies etwa 0,17 DM/(m² · Mon) aus.In <strong>der</strong> Mehrzahl <strong>der</strong> Fälle wird wohl eher mit Kostenanteilen zu rechnen sein, die weit unterdenen liegen, die sich aus <strong>der</strong> Annahme eines energiebewussten Nutzers ergeben und demzufolgemehr unter 0,10 - 0,12 DM/(m² · Mon) als darüber zu erwarten sind. Hier besteht vielleicht ehersogar die Gefahr, dass <strong>der</strong> geringe beeinflussbare Anteil an den Heizkosten eine umgekehrteWirkung mit sich bringen kann, d.h. dass auch Verschwendung in energetisch gut saniertenGebäuden keine größeren Kosten, gemessen an den gesamten Heizkosten bzw. auch am Mietzinsallgemein, für den Verursacher zur Folge hat 7 .Hinsichtlich des Vergleiches zu den Werten vor <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> ist zu bemerken, dass die umseitigdargestellte Detailliertheit anfänglich noch nicht vorlag, son<strong>der</strong>n von nachfolgen<strong>der</strong> Kostenstrukturausgegangen wurde:S Kostenposition DM/(m 2 · Monat)Sdurchschnittliche Kosten für Heizung und Trinkwassererwärmung<strong>der</strong> Jahre 1993 - 97 (von den Stadtwerken in Rechnung gestellt)2,14S Kosten elektrische Begleitheizung (Raychem-Band) 0,17S Kosten für Ableseservice 0,15S Wartung Hausanschlussstation 0,01S Gesamt 2,47In den für 2000 ausgewiesenen Heizkosten sind Arbeitspreiserhöhungen um 171 % über das Jahrverteilt enthalten.7)Gelegentlich war dies von Mietern des Gebäudes bereits insofern zum Ausdruck gebracht worden, dass mannoch höhere Innentemperaturen wünscht und diese ja auch entsprechend bezahlen würde.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 888. Zusammenfassung und SchlussfolgerungenAusgehend von <strong>der</strong> Notwendigkeit, den Bestand an Wohngebäuden energetisch erheblich zuverbessern, wurde ein Gebäude <strong>der</strong> Wittenberger Wohnungsbau Gesellschaft für eine diesbezüglicheVorbildfunktion ausgewählt. Dabei handelt es sich um ein 5-geschossiges Wohngebäude, dasaus zwei Gebäudeteilen des Plattenbautyps P2 zu je 40 WE besteht. Dieser Gebäudetyp ordnetsich ein in eine Serie von Plattenbauweisen, die generell seit den 50er Jahren, verstärkt aber inden 70er und 80er Jahren, in vielen Städten Europas als industriell gefertigte Wohngebäudeerrichtet worden waren. In den neuen Bundeslän<strong>der</strong>n waren beispielsweise vor <strong>der</strong> Wende diePlattenbauten mit ca. 2/3 am gesamten Neubauvolumen vertreten.Mit <strong>der</strong> Auswahl des Objektes wurde somit auf eine nachfolgende hohe Verallgemeinerungsfähigkeitbzw. auch Übertragbarkeit <strong>der</strong> Ergebnisse orientiert. Gleichzeitig wurde dabei auch imRahmen <strong>der</strong> Zielsetzungen auf Erprobung und Testung von Lösungen orientiert, für die bislangnoch keine ausreichend gesicherten Erfahrungen und Kenntnisse vorlagen.Dieser innovative Aspekt bezog sich dabei insbeson<strong>der</strong>e aufS den Problembereich <strong>der</strong> Verschiebungen zwischen Transmissions- und Lüftungswärmebedarfbei einer wesentlich verbesserten energetischen Qualität <strong>der</strong> Umfassungskonstruktionund damit auf die Frage <strong>der</strong> Organisation des Lüftungsregimes unter diesen Bedingungen,S die Einbindung <strong>der</strong> Solarenergienutzung zur Deckung eines Teils des Lüftungswärmebedarfesund des Trinkwarmwassers,S die Gestaltung <strong>der</strong> Anbindung an ein Fernwärmesystem unter den vorgenannten Bedingungeneinschließlich <strong>der</strong> notwendigen Än<strong>der</strong>ungen in <strong>der</strong> Betriebsweise des Heizungssystems(Problem "kalte" Heizung, d.h. die Heizkörpertemperatur ist geringer alsdie Körpertemperatur des Nutzers).Die Umfassungskonstruktion dieser Gebäude erfüllte nicht die zum Zeitpunkt <strong>der</strong> Projektvorbereitung(1995/1996) gültigen Anfor<strong>der</strong>ungen. Gemessen an dem zu dieser Zeit gültigenWärmeschutzstandard war <strong>der</strong> Heizwärmebedarf; unter Voraussetzung qualitätsgerechterAusführung <strong>der</strong> Gebäude, noch häufig um ca. 30 % bis 40 % höher. Bei schlechter Ausführungsqualität,was nach Durchführung einer Energiediagnose, verbunden mit entsprechenden thermografischenUntersuchungen, als sicher eingeschätzt werden kann, erhöhten sich die Heizwärmebedarfswerteteilweise beträchtlich.Aus den Erfahrungen vorangegangener Projekte lagen in diesem Zusammenhang Leitsätze füreine auf die weitere Senkung des Energieverbrauchs orientierte <strong>Sanierung</strong> von Gebäuden vor.Dabei sollten künftig verstärkt “integrale <strong>Sanierung</strong>skonzepte, bestehend aus aufeinan<strong>der</strong> abgestimmtenMaßnahmen an <strong>der</strong> Gebäudehülle, <strong>der</strong> Anlagen- und Regelungstechnik als Paketlösungenrealisiert werden. Der Energieverbrauch sollte dabei soweit abgesenkt werden, wie dies unterwirtschaftlichen und Umweltaspekten möglich ist und in die Nähe einer Halbierung des Energieverbrauchsvor <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> gehen” [ENSAN].
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 89Mit diesen Zielen geht die notwendige <strong>Sanierung</strong> zur Behebung <strong>der</strong> Schadensbil<strong>der</strong> und zurVerbesserung <strong>der</strong> <strong>Bausubstanz</strong> in die komplexe energetische <strong>Sanierung</strong> über. Dabei kommt <strong>der</strong>integralen Lösung von Maßnahmen an <strong>der</strong> Umfassungskonstruktion und darauf abgestimmterAnlagenkonzepte beson<strong>der</strong>e Bedeutung zu.Aus den Abrechnungen <strong>der</strong> Jahre 1994 – 1996 vor <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> wurde bei einem Anschlusswertvon ca. 220 kW ein Wärmeverbrauch von 407 MWh/a abgeleitet. Die spezifischen Verbrauchswertebetragen dabei 187,7 kWh/(m² · a) gesamt und anteilig ca. 30 kWh/(m² · a) für die Trinkwassererwärmung.Da die Werte für die Trinkwassererwärmung auf <strong>der</strong> Grundlage fiktiver Temperaturdifferenzenbestimmt sind (Eintrittstemperatur: +10° C, Austrittstemperatur: 60° C), ergab sich auf dieserBasis eine Überbewertung des Wärmeanteils für die Trinkwassererwärmung und eine Unterbewertungdes Anteils für die Heizung.Der Jahres-Heizwärmebedarf dürfte für ein neu zu errichtendes Gebäude bei dem Oberflächen-Volumen-Verhältnis von 0,338 m -1 nach <strong>der</strong> noch gültigen Wärmeschutzverordnung vergleichsweisenur ca. 61,5 kWh/(m² · a) betragen.Für das Objekt in Wittenberg würde aus <strong>der</strong> Umrechnung <strong>der</strong> vormaligen Projektwerte (U-Wertefür die Umfassungskonstruktion zum Zeitpunkt <strong>der</strong> Errichtung des Gebäudes in <strong>der</strong> Methodikzum Nachweis nach <strong>der</strong> Wärmeschutzverordnung 1995 verwendet) nur ein Jahres-Heizwärmebedarfvon ca. 83 kWh/(m² · a) resultieren.Die Diskrepanz zwischen dem Jahres-Heizwärmebedarf von theoretisch 83 kWh/(m² · a) zumabgerechneten Jahres-Heizwärmeverbrauch von ca. 168 kWh/(m² · a) (ohne Trinkwarmwasser)kann vielfältige Ursachen haben. Einerseits ist <strong>der</strong> Übergang von Jahres-Heizwärmebedarf zumJahres-Heizenergieverbrauch zu beachten und an<strong>der</strong>erseits sind Probleme im Umgang mit <strong>der</strong>Wärme von <strong>der</strong> Umfassungskonstruktion über die Ausführung <strong>der</strong> Verteilungssysteme, bis zumNutzerverhalten und <strong>der</strong> Betriebsweise <strong>der</strong> wärmetechnischen Anlagen von Bedeutung.Eine eindeutige Zuordnung von Verbrauchsanteilen auf die einzelnen Einflussfaktoren wardemzufolge für die Gesamtverbrauchswerte vor den <strong>Sanierung</strong>smaßnahmen naturgemäß nichtmöglich. Mit <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong> war eine grundlegende Verbesserung <strong>der</strong> energetischen Gesamtsituationdas Ziel.Auf <strong>der</strong> Grundlage <strong>der</strong> Energiediagnose wurde mit <strong>der</strong> Antragstellung für das Gebäude einewärmetechnische Lösung angestrebt, die im Gesamtniveau die Hälfte des in <strong>der</strong> Fassung <strong>der</strong>Wärmeschutzverordnung von 1995 fixierten Wertes zum Jahres-Heizwärmebedarf für Neubautenausmacht.Nach <strong>der</strong> Wärmeschutzverordung 1995 bedeutet dies einen Wert von 61,5 kWh/(m² · a) als Bezugswertund 30,7 kWh/(m² · a) = 50 % als Zielwert vorzusehen.Unter Beachtung <strong>der</strong> zwischenzeitlich erfolgten Weiterführung <strong>der</strong> fachlichen Diskussionen vomJahres-Heizwärmebedarf zum Jahres-Heizenergiebedarf kommen zu dem vorgenannten Wertnoch die Bedarfswerte für die Umwandlungs-, Fortleitungs, und Übergabeverluste (in Analogiezur Betrachtung nach DIN 4701 Teil 10) hinzu. Unter Berücksichtigung <strong>der</strong> erfor<strong>der</strong>lichen
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 90Standortkorrektur für das Gebäude in Wittenberg gegenüber dem mittleren Standortwert in <strong>der</strong>WschV 95 und dieser Anteile ergab sich für das Projekt nunmehr ein Zielwert für denHeizenergiebedarf von 63,4 kWh/(m² · a) ohne Trinkwarmwasser und von 83,9 kWh/(m² · a)einschließlich Trinkwarmwasseranteil (s. hierzu Pkt. 6.2.1). Damit ist eine bessere Vergleichbarkeitmit nachfolgenden Meßwerten gegeben, die die o.a. zusätzlichen Teilkomponenten sowiesobeinhalten.Mit den Messungen über zwei Heizperioden wurden die Verbrauchswerte gemäß nachfolgen<strong>der</strong>Tabelle ermittelt.Heizenergieverbrauch nach <strong>der</strong><strong>Sanierung</strong>Jahrspez. Verbrauchswertein kWh/(m² · a)ZielwertkWh/(m² · a)Gebäudeteil 1 Gebäudeteil 2 beide Gebäudeteilespez. Endenergieverbrauch(Fernwärme mit Trinkwarmwasser)1999200071,966,978,872,383,9spez. Heizenergieverbrauch desGebäudes nach Hausanschlußstationmit allen Vertei-lungsverlustennur Heizung undLüftung1999200050,847,652,449,363,4Der für die energetische <strong>Sanierung</strong> ausschlaggebende Wert des Heizenergieverbrauches lag somitum 17 ÷ 25 % unterhalb des ermittelten Projektzielwertes. Bezogen auf den abrechnungstechnischenAusgangswert von 187,7 kWh/(m² · a) lagen die gesamten Verbrauchswerte mit Trinkwarmwasserdeutlich um mehr als 60 % unterhalb dieses Wertes.Damit wurde das angestrebte Hauptziel des Projektes nicht nur erreicht son<strong>der</strong>n die angestrebtenVerbrauchswerte wurden auch deutlich unterschritten.Bezüglich <strong>der</strong> Kosten konnten die vorkalkulierten Werte eingehalten werden. Danach betrugendie Nettogesamtkosten <strong>der</strong> Mo<strong>der</strong>nisierung 880,70 DM/m² bzw. 48.650 DM/WE. Der Anteil <strong>der</strong>energetisch relevanten Kosten beträgt 470,00 DM/m² bzw. 25,9 TDM/WE (s. auch Tabelle 29).Für die Gesamtauswertung des Vorhabens sind neben den Kernaussagen zum Verbrauch und zuden Investitionen nachfolgende Schlussfolgerungen von Bedeutung:1. Die Senkung des Transmissionswärmebedarfes durch die wesentliche energetischeVerbesserung <strong>der</strong> Umfassungskonstruktion bringt das Problem des Umganges mitden Lüftungswärmeverlusten stärker in den Blickpunkt des Interesses. Da dieLüftungswärmeverluste als Produkt <strong>der</strong> aufsummierten Luftvolumenströme und <strong>der</strong>mittleren Temperaturdifferenz zwischen <strong>der</strong> Außenluft- und Innenlufttemperaturwährend <strong>der</strong> Heizperiode bestehen, ist praktisch die Frage nach diesen beiden
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 91Größen zu beantworten. Die Luftvolumenströme sollten entsprechend den hygienischenund bautechnischen Anfor<strong>der</strong>ungen für den Zeitraum eines Jahres bzw.mindestens für eine Heizperiode definiert werden. Das gegenwärtig hierzu bestehendetechnische Vorschriftenwerk läßt mit Blick auf die notwendige Höhe vonLuftvolumenströmen während <strong>der</strong> Heizperiode bzw. einschließlich <strong>der</strong> Sommermonatefür das ganze Jahr eine zu große Bandbreite offen. Dies führt zwar vielfach zuHeizenergieeinsparungen, ist aber auch nicht selten mit Schädigungen des Bauwerksund Einschränkungen <strong>der</strong> Behaglichkeit verbunden.Mit dem in Wittenberg installierten Be - und Entlüftungssystem lassen sich dieLuftvolumenströme sowohl für die Auslegung als auch den Betrieb gut festlegen.Damit ist eine prinzipiell überschaubare und kontrollfähige Gestaltung des Lüftungswärmebedarfesim Gebäude gegeben.Bezüglich <strong>der</strong> Temperaturdifferenz wurde die Zuluft auf das vorgegebene Innentemperaturniveauorientiert. Die Außenlufttemperatur ist naturgemäß von denWitterungssituationen her gegeben.In Verbindung mit dem wachsenden Anteil des Lüftungswärmebedarfes am Gesamtwärmebedarfeines Gebäudes (bei Neubauten bereits größer 50%) kommt für denVergleich von Heizwärmeverbrauchswerten <strong>der</strong> Höhe <strong>der</strong> Luftvolumenströme durchdas Gebäude beson<strong>der</strong>e Bedeutung zu. Jede gewollte bzw. auch nicht beabsichtigteVerringerung <strong>der</strong> Luftvolumenströme bedeutet in <strong>der</strong> Folge eine Verringerung desHeizenergieverbrauchs und dies u. U. zu Lasten <strong>der</strong> Bauwerkserhaltung.2. Während in herkömmlichen Gebäuden die Temperaturdifferenz zwischen Außen -und Innenlufttemperatur <strong>der</strong> nach innen gelangenden Luft durch die Wärmeabgabe<strong>der</strong> Heizflächen ausgeglichen wird und damit durch fortwährende konventionelleWärmezufuhr, erfolgt erst mit <strong>der</strong> Wärmerückgewinnung aus <strong>der</strong> Abluft eine Teilkompensationdieser Temperaturdifferenz aus den Wärmeinhalten <strong>der</strong> Abluft selbst.Damit kann <strong>der</strong> Teil <strong>der</strong> konventionellen Wärmezufuhr beträchtlich reduziert werden.Voraussetzung hierfür ist aber die Organisation eines Zuluftsystems, in das dierückgewonnene Wärme eingetragen werden kann.3. Im Objekt in Wittenberg war durch die Anwendung von Solarluftkollektoren dieMöglichkeit gegeben, den Teil <strong>der</strong> Temperaturdifferenz zwischen Außen - undInnenluft, <strong>der</strong> nach <strong>der</strong> Wärmerückgewinnung verbleibt, durch Solarenergienutzungin weiten Teilen auszugleichen. Damit kann <strong>der</strong> konventionelle Heizenergieeinsatzweiter gesenkt werden. Zu favorisieren ist dabei die Lösung Wärmerückgewinnungmit nachfolgen<strong>der</strong> Solarenergienutzung, die aber wie<strong>der</strong>um nur bei Verwendunggeschlossener Luftkollektoren realisiert werden kann.In Auswertung <strong>der</strong> Ergebnisse des Projektes wurde in <strong>der</strong> ForschungsgesellschaftBAU UND UMWELT mbH ein eigener Luftkollektor entwickelt.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 924. Die Dichtheit von Luftleitungssystemen auf <strong>der</strong> Zu - und Abluftseite ist energetischvon wesentlicher Bedeutung. Während Undichtheiten auf <strong>der</strong> Druckseite direkteWärmeverluste bedeuten, führen Undichtheiten auf <strong>der</strong> Saugseite zur Verringerung<strong>der</strong> Luftvolumenstromtemperatur und damit zur Verschlechterung des Wärmeübertragungsverhaltens.Die Dichtheitsklasse sollte nicht kleiner als K III (gemäß DIN24 192) festgelegt werden 8 .5. Mit <strong>der</strong> Planung von Verteilungsleitungen sind alle Möglichkeiten <strong>der</strong> Anordnungdieser Leitungen im bilanzierten Gebäudebereich auszuschöpfen. Nur in beson<strong>der</strong>enFällen sollten Leitungssysteme außerhalb dieses Bereiches angeordnet werden. Einestarke Wärmedämmung ist dann von beträchtlicher Bedeutung. In dem ProjektWittenberg waren hierzu beson<strong>der</strong>e Probleme zu lösen, die insbeson<strong>der</strong>e mit demFlachdach, dem nichtbegehbaren Drempel und <strong>der</strong> Anordnung von Betonstützkonstruktionenin <strong>der</strong> Mitte des Daches, die nicht durchörtert werden durften, verbundenwaren.6. Das Nutzerverhalten gewinnt mit kleiner werdenden Wärmebedarfswerten erheblichan Bedeutung. Obwohl die Zuluftzuführung ein Öffnen von Fenstern nicht mehrerfor<strong>der</strong>lich macht, war dennoch nur eine allmähliche Verringerung <strong>der</strong> Fensteröffnungsintervallezu beobachten. Der Wunsch nach einer "Verbindung zur Natur" waran sonnigen Tagen mit relativ hohen Außentemperaturen beson<strong>der</strong>s stark ausgeprägt.Nachteilig bemerkbar machte sich in diesem Zusammenhang das Fehlen einerselbstätigen Unterbrechung <strong>der</strong> Wärmezufuhr beim Öffnen <strong>der</strong> Fenster. In künftigenNachfolgeprojekten ist ein Ausrüsten <strong>der</strong> Fenster mit Kontakten und Verbindungenzur Wärmezufuhrunterbrechung vorzusehen.7. Der Einsatz motorisch angetriebener Ab - und Zuluftventile erweitert die Möglichkeiteneiner ausbilanzierten Luftdurchströmung von Gebäuden beträchtlich.Gleichzeitig wachsen dabei auch die Möglichkeiten einer direkten Anpassung je<strong>der</strong>einzelnen Wohnung an die individuellen Nutzungsbedürfnisse bei gleichzeitigerSicherung <strong>der</strong> erfor<strong>der</strong>lichen Grundlüftung.8. Prinzipiell besteht die Möglichkeit, mit dem Belüftungssystem auch zu "heizen". Beieinem entsprechend hohen Angebot an Wärmeinhalten aus <strong>der</strong> Wärmerückgewinnungund <strong>der</strong> Solarenergie können auch höhere Zulufttemperaturen zugelassenwerden und damit ein Teil des Wärmebedarfes, <strong>der</strong> an sich durch das Heizungssystemerbracht wird, kompensiert werden. Die Umsetzung einer diesbezüglichenRegelstrategie bis zum einzelnen Raum gestaltet sich aber recht schwierig. Imallgemeinen sind hierzu vorab Grenzbedingungen zu fixieren, die den Wunsch nachindividueller Anpassung <strong>der</strong> Raumtemperaturen berücksichtigen.8)Der zulässige Leckvolumenstrom unterscheidet sich um den Faktor 3 zwischen <strong>der</strong> Dichtheitsklasse K IIund K III
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 939. Das Betreiben einer Heizungsanlage mit niedrigen Vorlauftemperaturen (unterhalb<strong>der</strong> eigenen Körpertemperatur) ist für den Nutzer stark gewöhnungsbedürftig.Ähnliches gilt bei reduziertem Heizbetrieb, wenn <strong>der</strong> verbleibende Wärmebedarfeines Raumes durch die Wärmeabgabe nur eines Teils <strong>der</strong> Heizfläche erfolgt (z.B.Zulufttemperatur zu > 20°C, Teilkompensation <strong>der</strong> Wärmeabgabe durch Solareinstrahlung).Dabei wird die Wärmeabgabe des Heizkörpers stark gemin<strong>der</strong>t (erheblicheDrosselung <strong>der</strong> Durchsatzmenge durch den Heizkörper). Insgesamt werden hierGrenzbereiche zwischen Behaglichkeit und notwendiger Heizenergieeinsparungberührt, die bei künftigen Nachfolgeprojekten mit einer noch stärkeren Hinwendungzu an<strong>der</strong>en Betriebsregimelösungen o<strong>der</strong> auch mit neuen Systemlösungen beantwortetwerden sollten.10. Die rechnerischen Durchsatzmengen <strong>der</strong> Mehrzahl <strong>der</strong> Heizkörper (über 75 %)liegen im Auslegungsfall im Bereich von 12 .... 15 kg/h. Für das Heizkörperregulierventilist kaum noch eine Ventilautorität zu erreichen. Das Ventil arbeitet unterdiesen Bedingungen nicht mehr stetig son<strong>der</strong>n als Zwei - Punkt - Regler. Im Zusammenhangmit <strong>der</strong> o.a. Fensterproblematik kann dies bereits im Planungsstadiumfür künftige Objekte seine Berücksichtigung finden. Ein vernünftiges Zusammenwirkenvon thermostatischen Heizkörperregulierventilen, Strangdifferenzdruckreglernund elektronischen Umwälzpumpen ist unter den vorgenannten Bedingungennur sehr schwer erreichbar.11. Das Prinzip, wonach sich die Erzeugerleistung an <strong>der</strong> notwendigen Heizlast desGebäudes orientiert, stößt unter den realisierten Bedingungen in Wittenberg anGrenzen. Einerseits ist das Vorhalten einer entsprechenden Leistung für den Lufterwärmungsprozesszu beachten und an<strong>der</strong>erseits ist die Gleichzeitigkeit <strong>der</strong> Trinkwasserbereitstellungzu berücksichtigen. Beide gleichzeitig möglichen Bedarfsanfor<strong>der</strong>ungenkönnen eine größere Leistung bedingen als zur Gewährleistung <strong>der</strong>Innentemperatur ansonsten erfor<strong>der</strong>lich ist.12. Der im Projekt gemessene Warmwasserverbrauch liegt mit 14 .... 16 ltr./(d · Pers.)und 60 °C beträchtlich unter den nach VDI 2067 Bl.12 angeführten Werten von 18.... 36 ltr./(d · Pers.) und bestätigt damit Werte, die an an<strong>der</strong>en vergleichbarenmehrgeschossigen Wohngebäuden ermittelt worden waren.13. Während die Luftvorwärmung in <strong>der</strong> gesamten Heizperiode betrieben werden kann,ist <strong>der</strong> Solareintrag für die Trinkwasservorwärmung einerseits auf die Sommermonatebeschränkt und unterliegt auch noch an<strong>der</strong>erseits einer mindestens zweifachenWärmeübertragung mit entsprechenden Grädigkeitsverlusten. Dennoch konnte indem Projekt neben <strong>der</strong> ganzjährigen Luftvorwärmung ein zusätzlicherDeckungsanteil (hauptsächlich aus den Sommermonaten resultierend, für die aufgrund<strong>der</strong> sowieso schon hohen Außenlufttemperaturen keine Luftvorwärmungerfor<strong>der</strong>lich war) für das Trinkwarmwasser von 15 .... 17 % erreicht werden.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 9414. Mit <strong>der</strong> Wärmeverbrauchsreduzierung sind Auswirkungen auf die Heizkostenstrukturverbunden. Einerseits wird <strong>der</strong> Anschlusswert zwar gesenkt aber nicht so,wie das aus den Maßnahmen allein machbar wäre (Problem <strong>der</strong> Gleichzeitigkeit vonTrinkwarmwasserbereitstellung und Lüftung). An<strong>der</strong>erseits ist <strong>der</strong> Verbrauch nurein Kostenanteil an den gesamtem Heizkosten.In dem an Fernwärme angeschlossenen Objekt in Wittenberg entfallen ca. 1/3 <strong>der</strong>Heizkosten auf den Anschlusswert, 1/3 sind direkt dem Verbrauch geschuldet und1/3 <strong>der</strong> Kosten entfallen auf die Heizkostenabrechnung, Wartung und Betreuung.Damit sinkt <strong>der</strong> Einfluss einer individuellen Heizwärmeersparnis auf die Heizkosten.Der umgekehrte Fall gilt analog, d.h.auch, dass ein Mehrverbrauch unter den Bedingungeneines gut gedämmtem Hauses sich wie<strong>der</strong>um in einer entsprechend geringenKostenerhöhung bemerkbar machen kann.15. Die insbeson<strong>der</strong>e mit <strong>der</strong> Erhöhung <strong>der</strong> Wärmedämmung in den technischen Anlageneinhergehenden Verän<strong>der</strong>ungen bringen höhere Anfor<strong>der</strong>ungen für die Betriebsführung<strong>der</strong> Anlagen mit sich, wenn die erfor<strong>der</strong>lichen Energieeinsparungen involler Höhe erreicht werden sollen. Darunter ist weniger <strong>der</strong> Aufwand für dieWartung <strong>der</strong> Anlagen gemeint, son<strong>der</strong>n mehr die Beobachtung und Überprüfung <strong>der</strong>Parameter für einen effektiven Heizenergieeinsatz. Nutzerverhalten und Fehlfunktionenin <strong>der</strong> Anlage können zu teilweise beträchtlichen Abweichungen von den Sollzuständenund damit zu einem erhöhten Heizenergieverbrauch führen.16. Mit <strong>der</strong> Senkung des Heizenergieverbrauchs wächst <strong>der</strong> Verflechtungsgrad <strong>der</strong>Einflußgrößen auf diesen und damit die Notwendigkeit längerfristig und dauerhafteine Einflußnahme auf den Betrieb <strong>der</strong> wärmetechnischen Anlagen z.B. aus Optimierungsgründeno<strong>der</strong> zur Verän<strong>der</strong>ung von Betriebsparametern u.ä. zu gewährleisten.Damit einher steigt die Notwendigkeit zu Steuerungs- und Regelungssystemen, dieeinen firmenoffenen Zugang zum Betrieb <strong>der</strong> Anlagen und für Wartung und Instandhaltungermöglichen.17. Die Än<strong>der</strong>ungen in den Anfor<strong>der</strong>ungen des Heizenergieeinsatzes zwingen verstärktauch zu ganzheitlichen Steuerungs- und Regelungslösungen für die verschiedenenVersorgungssysteme eines Gebäudes. Die bisherige Praxis, gewerkeorientierteSysteme zu installieren, ist <strong>der</strong> komplexen Zielstellung <strong>der</strong> Senkung des Heizenergieverbraucheshin<strong>der</strong>lich.Insgesamt hat die Auswertung des Forschungsvorhabens gezeigt, daß die anvisierten Zielparameterin Bezug auf Energieeinsparung überboten und in Bezug auf Investitionskosten eingehaltenwerden konnten.Es wurde aber auch deutlich, dass noch bedeutende Reserven in <strong>der</strong> Systemlösung stecken, dieweitere Einsparungen möglich machen und die Betriebsführung optimieren könnten.Die demonstrierte Lösung geht weit über die Realisierung bekannten Wissens hinaus. Insofern
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 95haben die erreichten sehr positiven Ergebnisse einen beson<strong>der</strong>s hohen Stellenwert und entsprechenmehr einer Vorlaufforschung.Um diese komplexen Systeme wirksam für die Breitenanwendung aufbereiten zu können, solltesich baldmöglichst ein Applikationsvorhaben anschließen, bei welchem die angesprochenenProbleme weiter untersucht und die Investitionskosten weiter gesenkt werden könnten.Schlußendlich wird durch die Projektbeteiligten eingeschätzt, daß diese Lösung eine technischattraktive und zukunftsorientierte Möglichkeit zur Energieeinsparung ist.
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 969. QuellenverzeichnisENSANFör<strong>der</strong>konzept „<strong>Energetische</strong> Verbesserung <strong>der</strong> <strong>Bausubstanz</strong>“ im Rahmendes Energieforschungsprogramms <strong>der</strong> Bundesregierung - Auswahlkriterienzu den Demonstrationsvorhaben (Bericht S. 6)FECHNERFechner, H.: SOLAR AIR COLLECTORS testet at the Austrian Researchand Testing Centre ARSENAL (Working Paper), October 1997 (IEATASK 19 SOLAR AIR SYSTEMS) (Bericht S. 61, Bericht S. 81)IEMBInstitut für Erhaltung und Mo<strong>der</strong>nisierung von Bauwerken: Leitfaden fürdie Instandsetzung und Mo<strong>der</strong>nisierung von Wohngebäuden in <strong>der</strong>Plattenbauweise. Typenserie P2 5,0 t. November 1992 (Bericht S. 9)SCHWENKSchwenk, Chr.; Jahn, K.; Mack, M.: Acht Systeme im Vergleich. SonneWind &Wärme 4/2000 (Bericht S. 35)
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 9710. AnhängeAnhang A LuftdichtheitsprüfungAnhang B EnergiediagnoseB1B2Energiediagnose - IstzustandEnergiediagnose - SollzustandAnhang C Messdatenerfassung für Wohnungen und an<strong>der</strong>e BereicheAnhang D Messdatenerfassung für die SolarkollektoranlageAnhang E Thermografie <strong>der</strong> Umfassungskonstruktion nach <strong>der</strong> <strong>Sanierung</strong>Anhang FTemperaturverhalten einzelner GebäudebereicheAnhang G Temperaturverteilung an <strong>der</strong> Solarkollektoranlage
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)Marzahner Straße 16, 13053 BerlinTel. 98 605 138 - Fax. 975 7058Luft- und Winddichtheitstest(Blower-Door-Test)Auftraggeber:Wittenberger Wohnungsbau Gesellschaft mbHSternstraße 4, 06886 Lutherstadt WittenbergObjekt: Wohnung 4. Obergeschoß, Straße <strong>der</strong> Befreiung 5Der Bericht umfaßt 6 Seiten und 10 AnlagenBerlin, Januar 1996
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)Marzahner Straße 16, 13053 BerlinTel. 98 605 138 - Fax. 975 7058AufgabeFür die Wittenberger Wohnungsgesellschaft mbH (WIWOG) in 06886 Wittenberg, Sternstraße 4,wurde als eine Entscheidungsgrundlage für die zu sanierenden Wohnbauten <strong>der</strong> Serie P2-5geschossigin einer Wohnung - Straße <strong>der</strong> Befreiung 5 - folgende Untersuchung durchgeführt:M Luft- und Winddichtheitstest (Blower-Door-Test) in einer ausgewählten Wohnung. Bewertung <strong>der</strong>Ergebnisse nach internationalen Normen.Bemerkungen zum Blower-Door-TestIn <strong>der</strong> zweiten Hälfte <strong>der</strong> siebziger Jahre wurde ein Meßverfahren zur Bestimmung <strong>der</strong> Luft- undWinddichtheit von Gebäuden entwickelt. Dazu wird dem zu untersuchenden Gebäude ein Über- bzw.Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck aufgeprägt und <strong>der</strong> dazu notwendige Luftmassenstrombestimmt.Der Differenzdruck wird mit Hilfe eines in die Fassade eingebauten Ventilators aufgebracht. DieMessung wird bei verschiedenen Differenzdrücken durchgeführt (10 Pa - 60 Pa) 1 . Daraus lassen sichmit Hilfe <strong>der</strong> Regressionsrechnung die gesuchten Kennwerte bestimmen.Grundsätzlich ist zu beachten, daß sich bestimmte Bauteile <strong>der</strong> Gebäudehülle wie "Rückschlagventile"verhalten können. So werden z. B. Fenster bei Überdruck in ihre Rahmen gepreßt, während sie sich beiUnterdruck entgegengesetzt verhalten.Zusätzlich zu diesem Effekt kann die asymmetrische Geometrie einiger Spalten in bezug auf dieFließrichtung erhebliche Verän<strong>der</strong>ungen im Luftdurchtrittsverhalten bewirken. Daher wird üblicherweiseein Mittelwert aus Überdruck- und Unterdruckmessung gebildet.Für die Beurteilung <strong>der</strong> Luft- und Winddichtheit wird die Luftwechselrate bei einem Differenzdruck von50 Pa ermittelt (n L,50 -Wert). Da in Deutschland zur Zeit noch keine verbindlichen Vorschriften existieren,werden i.a. die Werte <strong>der</strong> Schweizer SIA-Norm 180 zur Bewertung herangezogen.Lediglich zum Entwurf <strong>der</strong> europäischen Norm EN 832 (Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden)liegt seit November 1994 eine deutsche Fassung vor. Dieses Verfahren zur Berechnung des Heizenergiebedarfsvon Wohngebäuden enthält eine Grobklassifizierung <strong>der</strong> Dichtheit anhand von n 50 -Werten und eine darauf aufbauende Bestimmung des Rechenwerts <strong>der</strong> Luftwechselrate.1 Die bei <strong>der</strong> Messung verwendeten Drücke von 10 Pa bis 60 Pa entsprechen dem Staudruck auf <strong>der</strong> Luv-Seitedes Gebäudes bei Windgeschwindigkeiten zwischen 4 und 10 m/s (bzw. 15 - 36 km/h).Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test SeiteDipl.-Ing. Wochnik Straße <strong>der</strong> Befreiung 5 2
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)Marzahner Straße 16, 13053 BerlinTel. 98 605 138 - Fax. 975 7058Grenzwerte entsprechend <strong>der</strong> Schweizer SIA-Norm 180 (1988):Luftwechselrate bei 50 Pan L,50 (h -1 )EFH-Neubauten (mit Fensterlüftung)MFH-Neubauten (mit Fensterlüftung)Wohn-Neubauten mit Abluftanlagen2,02,52,0bisbisbis4,53,53,0Gebäude mit Zu/Abluft- o<strong>der</strong> Klimaanlage1,0MeßablaufAlle konstruktiven Öffnungen innerhalb <strong>der</strong> untersuchten Wohnung zur Außenluft wurden abgedichtet(z. B. Durchführungen <strong>der</strong> Sanitärinstallation, Ablufterfasser in Bad und Küche, Inspektionsluke imBad). Anschließend wurde vom Meßteam ein elektrisch betriebenes Gebläse mit flexiblem Rahmen("Blower-Door") in die Wohnungseingangstür eingebaut. Mit dem Gebläse wurde Unter- bzw. Überdruckin <strong>der</strong> Wohnung erzeugt und <strong>der</strong> vom Gebläse geför<strong>der</strong>te Volumenstrom in Abhängigkeit vomDifferenzdruck über die Gebäudehülle gemessen. Da <strong>der</strong> Massenstrom am Gebläse gleich groß ist wiedie durch die Wohnungslecks strömende Luftmenge, erhält man so ein Maß für die Luftdichtheit <strong>der</strong>Wohnung.Darüber hinaus wurde die untersuchte Wohnung bei einem Prüfdruck von 50 Pa auf Undichtheitenuntersucht (Meßgerät: Hitzdrahtanemometer).Untersuchte Wohnung:M 3-Raum-WohnungFür die Messung wurde von <strong>der</strong> Wittenberger Wohnungsbau Gesellschafteine Wohnung in <strong>der</strong> Straße <strong>der</strong> Befreiung 5 - 4. Obergeschoßzur Verfügung gestellt (maschinelle Zentralentlüftungsanlage, Ablufterfassungin Küche und Bad).Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test SeiteDipl.-Ing. Wochnik Straße <strong>der</strong> Befreiung 5 3
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)Marzahner Straße 16, 13053 BerlinTel. 98 605 138 - Fax. 975 7058ErgebnisseAus den Meßwerten (Anlage 5 und 6) wurden folgende Ergebnisse ermittelt:Tab. 1:Luftwechselrate bei 50 PaMessungUnterdruckh -1Luftwechselrate bei 50 Pan L,50 -WertÜberdruckh -1Mittelwerth -1Bemerkung1 1,67 1,97 1,82 3-Raum-WohnungM LeckagenBei Überdruck wurden mittels Hitzdrahtanemometer an fast allen Fenstern Luftströme < 0,1 m/sgemessen (Ausnahme: Wohnzimmerfenster, untere Seite, v = 0,35 m/s).Im Schlafzimmer wurde am Riss in <strong>der</strong> Außenwand ein Luftstrom von v = 0,20 m/s gemessen(Anlage 9).Im Kin<strong>der</strong>zimmer betrug <strong>der</strong> Luftstrom an einem Bohrloch - ca. 8 mm i -in <strong>der</strong> Außenwandv = 0,70 m/s (Anlage 8).Bei Unterdruck wurden folgende Leckagen lokalisiert:- Wohnzimmerfenster, untere Seite v # 0,25 m/s- Kin<strong>der</strong>zimmer - Bohrloch in Außenwand v # 1,30 m/sDie gemessenen Werte gelten jeweils für 50 Pa Druckdifferenz.Um die Lüftung <strong>der</strong> untersuchten Wohnung zu beurteilen, wurden aus den Meßwerten (Regressionsrechnung)Luftvolumenströme und Luftwechsel bei verschiedenen Druckdifferenzen ermittelt.Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test SeiteDipl.-Ing. Wochnik Straße <strong>der</strong> Befreiung 5 4
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)Marzahner Straße 16, 13053 BerlinTel. 98 605 138 - Fax. 975 7058BewertungM Luftwechselrate bei 50 Pa (n L,50 -Wert)Die Luftwechselrate <strong>der</strong> untersuchten 3-Raum-Wohnung liegt mit 1,82 h -1 knapp unterhalb <strong>der</strong>empfohlenen Werte (For<strong>der</strong>ungen <strong>der</strong> Schweizer SIA-Norm, Seite 3) und ist damit atypisch dichtfür Gebäude innerhalb dieses Bautyps (P 2). Dieser Sachverhalt ist darauf zurückzuführen, daß dieFenster vom Mieter eigenhändig abgedichtet wurden.Weiterhin muß sichergestellt sein, daß in die Räume <strong>der</strong> erfor<strong>der</strong>liche Abluftvolumenstrom als Zuluftvolumenstromentwe<strong>der</strong> über Undichtheiten in <strong>der</strong> Gebäudehülle o<strong>der</strong> über Schächte bzw. Kanälenachströmen kann. Dabei darf in <strong>der</strong> Wohnung kein größerer Unterdruck als 4 Pa (Feuerstätten) bzw.8 Pa erzeugt werden. Ein Nachströmen <strong>der</strong> Luft aus dem Treppenhaus über die Wohnungseingangstürsollte vermieden werden (DIN 1946, T. 6).Für die Bemessung <strong>der</strong> Lüftungsanlagen von Wohnungen können die in <strong>der</strong> DIN 1946, T. 6 genanntenRichtwerte herangezogen werden (Tab. 3).Tab. 3: Planmäßige Luftvolumenströme ohne Berücksichtigung fensterloser RäumeWohnungsgruppeWohnungsgröße(m 2 )Grundlüftung 1)(m 3 /h)Gesamtlüftung 2)(m 3 /h)I # 50 60 60II # 80(Wohnung = 55,17 m 2) 90 1201)Lüftung, die dauernd den erfor<strong>der</strong>lichen Mindest-Außenluftvolumenstrom ermöglicht.2)Lüftung, die dauernd die bei normaler Regelung und Nutzung erfor<strong>der</strong>lichen Außenluftvolumenströme ermöglicht(Bedarfslüftung).Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test SeiteDipl.-Ing. Wochnik Straße <strong>der</strong> Befreiung 5 5
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)Marzahner Straße 16, 13053 BerlinTel. 98 605 138 - Fax. 975 7058AnlagenverzeichnisAnlage 1Gebäude- und Klimadaten2 Zusammenstellung <strong>der</strong> Gebäudedaten(3-Raum-Wohnung)3 Diagrammdarstellung <strong>der</strong> Unter- und Überdruckmeßwerte4 Grundriß 3-Raum-Wohnung5, 6 Auswertung Luft- und Winddichtheitstest(3-Raum-Wohnung)7, 8, 9, 10 Bil<strong>der</strong> Blower-Door-TestDipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test SeiteDipl.-Ing. Wochnik Straße <strong>der</strong> Befreiung 5 6
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)Marzahner Straße 16, 13053 BerlinTel. 98 605 138 - Fax. 975 7058Datenerfassung zur Messung <strong>der</strong> Luft-/WinddichtheitGebäudedaten P 2/5Objekt3-Raum-WohnungWohnungsvolumen [m 3 ] 145Geschoßzahl 5Bemerkungen 5geschossiger Plattenbau <strong>der</strong> Typenserie P 2,maschinelle Zentralentlüftungsanlage, Ablufterfassung in Kücheund Bad, Abluftschächte aus BetonKlimadatenDatum:26.01.1996Uhrzeit:12.00 UhrLufttemperatur (außen) [EC] -9,0Lufttemperatur (innen) [EC] 14,5Luftfeuchte (außen) [%] 57,5Luftfeuchte (innen) [%] 21,3Windgeschwindigkeit [m/s] 2,5Windexponiertheit(exponiert 0,9normal 1,0geschützt 1,2)1,0Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test AnlageDipl.-Ing. Wochnik Straße <strong>der</strong> Befreiung 5 1
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)Marzahner Straße 16, 13053 BerlinTel. 98 605 138 - Fax. 975 7058GebäudedatenM Wohnungsvolumen (Grundriß nach Anlage 4)3-Raum-Wohnung(Grundfläche * Raumhöhe)Wohnräume, Küche, Bad, Flur: 55,17 m 2 * 2,64 m = 145,65 m 3Wohnungsvolumen gesamt: . 145,00 m 3========================================================Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test AnlageDipl.-Ing. Wochnik Straße <strong>der</strong> Befreiung 5 2
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Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)Marzahner Straße 16, 13053 BerlinTel. 98 605 138 - Fax. 975 7058Auswertung Luft- und WinddichtheitstestObjekt:3-Raum-WohnungBemerkungen: Messung vom 26.01.1996Gebäudedaten: Wohnungsvolumen = 145 ƒ m 3 „Anzahl <strong>der</strong> Geschosse = 1Lagefaktor = 1Temperaturen: Innentemperatur = 14,5 ƒ EC „Außentemperatur = -9,0 ƒ EC „Gebläsezustand:Ring A,B und C installiertMessung mit:UnterdruckGebäudedruck ƒ Pa „ Gebläsedruck ƒ Pa „ Luftvolumenstrom ƒ l/s „ % Fehler52 43 68 -2,043 30 56 -4,234 21 47 -2,228 16 40 0,720 10 32 5,537 25 51 -0,544 35 61 1,950 42 67 0,255 48 72 -1,260 60 81 2,9Regressionskoeffizient r = 0,9943Strömungskoeffizient C = 2,10 ƒ l/s „Strömungsexponent n = 0,885Luftwechselrate bei 50 Pa: = 67 ƒ l/s „ +/- 0,9 %= 241 ƒ m 3 /h „ +/- 0,9 %n L,50 = 1,67 ƒ h -1 „ nach SIA 180Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test AnlageDipl.-Ing. Wochnik Straße <strong>der</strong> Befreiung 5 5
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)Marzahner Straße 16, 13053 BerlinTel. 98 605 138 - Fax. 975 7058Auswertung Luft- und WinddichtheitstestObjekt:3-Raum-WohnungBemerkungen: Messung vom 26.01.1996Gebäudedaten: Wohnungsvolumen = 145 ƒ m 3 „Anzahl <strong>der</strong> Geschosse = 1Lagefaktor = 1Temperaturen: Innentemperatur = 14,5 ƒ EC „Außentemperatur = -9,0 ƒ EC „Gebläsezustand:Ring A,B und C installiertMessung mit:ÜberdruckGebäudedruck ƒ Pa „ Gebläsedruck ƒ Pa „ Luftvolumenstrom ƒ l/s „ % Fehler56 54 84 -0,740 40 71 0,830 30 61 0,523 23 53 0,227 27 58 0,336 35 67 -0,842 40 71 -1,750 49 79 0,055 55 84 1,2Regressionskoeffizient r = 0,9981Strömungskoeffizient C = 10,58 ƒ l/s „Strömungsexponent n = 0,515Luftwechselrate bei 50 Pa: = 79 ƒ l/s „ +/- 0,4 %= 286 ƒ m 3 /h „ +/- 0,4 %n L,50 = 1,97 ƒ h -1 „ nach SIA 180Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test AnlageDipl.-Ing. Wochnik Straße <strong>der</strong> Befreiung 5 6
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)Marzahner Straße 16, 13053 BerlinTel. 98 605 138 - Fax. 975 7058Abbildung 3:Blick in die Ablufthaube (Küche) mit abgeklebtem AblufterfasserAbbildung 4:Abgeklebter Ablufterfasser im BadDipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test AnlageDipl.-Ing. Wochnik Straße <strong>der</strong> Befreiung 5 7
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)Marzahner Straße 16, 13053 BerlinTel. 98 605 138 - Fax. 975 7058Abbildung 5:Luftdurchlässige Wandbohrungim Kin<strong>der</strong>zimmer (Überdruckmessung)Abbildung 6:Luftdurchlässige Wandbohrungim Kin<strong>der</strong>zimmer (Unterdruckmessung),Verbindung zur Gebäudeumgebungdurch Risse in<strong>der</strong> Stoßfuge <strong>der</strong> AußenwändeDipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test AnlageDipl.-Ing. Wochnik Straße <strong>der</strong> Befreiung 5 8
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)Marzahner Straße 16, 13053 BerlinTel. 98 605 138 - Fax. 975 7058Abbildung 7:Risse in <strong>der</strong> Außenwand im Schlafzimmer(Überdruckmessung)Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test AnlageDipl.-Ing. Wochnik Straße <strong>der</strong> Befreiung 5 9
Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik<strong>der</strong> Forschungsgesellschaft BAU UND UMWELT mbH(g)Marzahner Straße 16, 13053 BerlinTel. 98 605 138 - Fax. 975 7058Abbildung 8:undichte Fensterfugen im Wohnzimmer(Überdruckmessung)Abbildung 9:undichte Fensterfugen im Wohnzimmer(Unterdruckmessung)Dipl.-Ing. Bie<strong>der</strong>mann Blower-Door-Test AnlageDipl.-Ing. Wochnik Straße <strong>der</strong> Befreiung 5 10
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G5G4G3G2G1G1ET4
T2T1T5T4T3VerteilerLeitrechnerMeßrechnerNr.8Nr.7Nr.6Nr.5
7x4x
Oberflächentemperaturfühler,obenLufttemperaturfühler,obenOberflächentemperaturfühler,untenLufttemperaturfühler,unten
Thermografische Aufnahmen, Straße <strong>der</strong> Befreiung 8 - 12, 06 886 Wittenberg1ThermografischeUntersuchungWittenbergStraße <strong>der</strong> Befreiung 5 - 12Auftraggeber:Auftragnehmer:WIWOG Wittenberger Wohnungsbaugesellschaft mbHSternstraße 406 886 WittenbergForschungsgesellschaft BAU UND UMWELTRießerseestraße 1012527 BerlinBerlin, 29.01.1999Forschungsgesellschaft BAU und UMWELT, Rießerseestraße 10, 12527 Berlin, Tel.:030-67994-866
Thermografische Aufnahmen, Straße <strong>der</strong> Befreiung 8 - 12, 06 886 Wittenberg21. AufgabenstellungBei <strong>der</strong> durchgeführten Untersuchung handelt es sich um eine qualitative Thermografieuntersuchungzum Objekt Straße <strong>der</strong> Befreiung 5 - 12. Dazu sind Außenaufnahmen zu erstellen. Bei dem Objekthandelt es sich um ein 5-geschossiges Wohngebäude des Plattenbautyps P2 im sanierten Zustand(Wärmedämmverbundsystem).2. Durchführung <strong>der</strong> UntersuchungDatum: 29.01. 1999Uhrzeit:16:00 h - 17:00 hKlimatische BedingungenLufttemperatur: -4 °CUmgebungstemperatur: -4 °CRelative Luftfeuchte: 70 %Windgeschwindigkeit:3 ... 4 m/sKein Nie<strong>der</strong>schlag, bewölkt3. Verwendete Meßtechnik- Thermografiegerät: VARIOSCAN compact 3011 (Jenoptik)Spektralbereich: 8 ... 12 µmDetektorkühlung:FlüssigstickstoffTemperaturauflösung: "0,03 KArbeitstemperatur: -10 ... 40 °C- Auswertesoftware: IRBIS (Jenoptik)- Temperaturmeßgerät: Kombimeßgerät testo 400 mit Standard-Raumklimafühler- Thermisches Anemometer: TA 5 (airflow)4. Zur Bewertung <strong>der</strong> ThermogrammeBei <strong>der</strong> Auswertung von Thermogrammen sind mögliche Störstrahlungen, die das Ergebnis <strong>der</strong> Untersuchungenverfälschen können, zu berücksichtigen. Insbeson<strong>der</strong>e bei Fensterglas o<strong>der</strong> an<strong>der</strong>en Materialienmit relativ hohen Reflexions- und/o<strong>der</strong> Transmissionsgrad sind Auswertungen nur schwermöglich. Abhilfe kann meist nur durch Oberflächenmanipulation o<strong>der</strong> durch Ausschalten <strong>der</strong> Störstrahlung(oft nicht möglich) geschaffen werden.Temperaturunterschiede auf <strong>der</strong> äußeren Oberfläche eines Außenbauteils (im Thermogramm dargestellt)müssen immer in Relation zur Innentemperatur in diesem Gebäudebereich gesehen werden.Lokale Erwärmungen auf <strong>der</strong> Innenseite <strong>der</strong> Außenwand (z.B. durch Heizkörper ohne Strahlungsschutz,Wärmeentwicklung hinter Kühlgeräten und Beleuchtungskörpern) wirken sich auf die zu untersuchendeOberflächentemperatur des Außenbauteils aus.Oft können Erwärmungen von Außenbauteiloberflächen durch aus Gebäudeöffnungen (z.B. geöffneteFenster) ausströmende warme Rauminnenluft nicht vermieden werden (kein Zugang zu entsprechendenGebäudeteilen). Doch selbst wenn die entsprechenden Öffnungen geschlossen werden, so ist zuberücksichtigen, daß sich die Bauteiloberfläche nur allmählich wie<strong>der</strong> abkühlt.Nachfolgend werden die thermografischen Aufnahmen mit Kurzerläuterungen dargestellt.Forschungsgesellschaft BAU und UMWELT, Rießerseestraße 10, 12527 Berlin, Tel.:030-67994-866
Thermografische Aufnahmen, Straße <strong>der</strong> Befreiung 8 - 12, 06 886 Wittenberg3Bild 1:STRASSE DER BEFREIUNG 5, EG mit Hauseingang, Außenaufnahme Straßenseite, erwärmte Oberflächeim Bereich <strong>der</strong> Fensterstürze (durch geringere Dämmstärke in diesem Bereich und ev. vor <strong>der</strong>Messung geöffnete Fenster)Bild 2:STRASSE DER BEFREIUNG 5, EG bis 4. OG mit Hausdurchgang (im Bild links unten), AußenaufnahmeHofseite, erwärmte Oberfläche im Bereich <strong>der</strong> Fensterstürze (durch geringere Dämmstärke indiesem Bereich und ev. vor <strong>der</strong> Messung geöffnete Fenster) und Loggien (ev. Erwärmung durch vor <strong>der</strong>Messung geöffnete Fenster)Forschungsgesellschaft BAU und UMWELT, Rießerseestraße 10, 12527 Berlin, Tel.:030-67994-866
Thermografische Aufnahmen, Straße <strong>der</strong> Befreiung 8 - 12, 06 886 Wittenberg4Bild 3:STRASSE DER BEFREIUNG 5, Giebelseite mit Hausanschlußstation und Hausdurchgang (im Bildrechts), Außenaufnahme von <strong>der</strong> Straßenseite, stark erwärmte Oberfläche im Bereich <strong>der</strong> Hausanschlußstation(durch mangelhafte Wärmedämmung )Bild 4:STRASSE DER BEFREIUNG 6, EG bis 2. OG mit Hauseingang, Außenaufnahme Straßenseite, erwärmteOberfläche im Bereich <strong>der</strong> Fensterstürze (durch geringere Dämmstärke in diesem Bereich undev. vor <strong>der</strong> Messung geöffnete Fenster)Forschungsgesellschaft BAU und UMWELT, Rießerseestraße 10, 12527 Berlin, Tel.:030-67994-866
Thermografische Aufnahmen, Straße <strong>der</strong> Befreiung 8 - 12, 06 886 Wittenberg5Bild 5:STRASSE DER BEFREIUNG 12, Giebelseite mit Hausanschlußstation, Außenaufnahme von <strong>der</strong>Straßenseite, stark erwärmte Oberfläche im Bereich <strong>der</strong> Hausanschlußstation (durch mangelhafte WärmedämmungBild 6:STRASSE DER BEFREIUNG 12, Hausanschlußstation vor Giebelwand, Außenaufnahme von <strong>der</strong>Straßenseite, stark erwärmte Oberfläche im Bereich <strong>der</strong> Hausanschlußstation (durch mangelhafte WärmedämmungForschungsgesellschaft BAU und UMWELT, Rießerseestraße 10, 12527 Berlin, Tel.:030-67994-866
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 1Abbildung 1: Beispiel Wohnraumtemperaturen
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 2Abbildung 2: Beispiel Temperaturen Schlaf- und Kin<strong>der</strong>zimmer
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 3Abbildung 3: Beispiel Temperaturen Küchen und Bä<strong>der</strong>
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 4Abbildung 4: Beispiel Wohnraumtemperaturen, verän<strong>der</strong>tes Nutzerprofil Mittelwohnung
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 5Abbildung 5:Beispiel Temperaturen Schlaf- und Kin<strong>der</strong>zimmer, verän<strong>der</strong>te NutzungMittelwohnung
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 6Abbildung 6: Einfluß zyklische Lüftung
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 7Abbildung 7: Beispiel relative Feuchten in Küchen und Bä<strong>der</strong>n
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 8Abbildung 8: Beispiel Treppenhaustemperaturen
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 9Abbildung 9: Beispiel Kellertemperaturen
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 10Abbildung 10: Beispiel Kellertemperaturen
FG BAU UND UMWELT - <strong>Energetische</strong> <strong>Sanierung</strong> eines Wohngebäudes in Wittenberg - 1706050Temperatur [°C]403020100T1Oberfl.untenT2Oberfl.obenT3untenT4obenT5obenT6obenT7obenT8obenT9obenT10obenT11obenT12obenT13AußentemperaturAbbildung 1: Temperaturverteilung an <strong>der</strong> Luftkollektoranlage des Gebäudeteils 1 (Solare WWB mit 84 m 2 )Mittelwerte am 13.07.1999, 11:50 - 12:50 hLuftvolumenstrom: 2.250 m 3 /hSolarstrahlung: 970 W/m 22520Temperatur [°C]151050T1Oberfl.untenT2Oberfl.obenT3untenT4obenT5obenT6obenT7obenT8obenT9obenT10obenT11obenT12obenT13AußentemperaturAbbildung 2: Temperaturverteilung an <strong>der</strong> Luftkollektoranlage des Gebäudeteils 1 (126 m 2 )Mittelwerte am 30.03.1999, 10:50 - 11:50 hLuftvolumenstrom: 2.000 m 3 /hSolarstrahlung: 1.050 W/m 2
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