Auswirkungen des Klimawandels auf den thermischen Komfort in ...

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Impacts of Climate Change on the Thermal Comfort of Office Buildings 2. Kurzfassung 2.1. Ausgangssituation/Motivation Folgende Zusammenhänge und Auswirkungen des Klimawandels für bestehende und zukünftige Bürogebäude sind bekannt bzw. absehbar: Der Klimawandel wird den thermischen Komfort in Bürogebäuden durch erhöhte Außentemperaturen massiv beeinträchtigen. Die Produktivität am Arbeitsplatz Büro wird von erhöhten Innentemperaturen nachweislich negativ beeinflusst. Durch mangelnden thermischen Komfort im Büro entstehen demnach Kosten. (Personalkosten stellen den größten Budgeteinzelposten in der Mehrheit der Unternehmen dar.) Um gegenzusteuern, wird mechanische Kühlung großflächig eingesetzt werden, die von der Verfügbarkeit elektrischen (Spitzen)stroms abhängig ist. Durch die drastisch erhöhte Nachfrage wird diese Verfügbarkeit tendenziell nicht mehr flächendeckend und dauerhaft gewährleistet sein. Gleichzeitig ist die erforderliche Energiebereitstellung mit weiteren Klima schädigenden Emissionen verbunden, die ihrerseits den Klimawandel weiter zu beschleunigen drohen. 2.2. Inhalte und Zielsetzungen Am Beispiel mehrerer Bürogebäude in Wien (Bestand und Neubau) wurde exemplarisch eine Untersuchungsroutine entwickelt für die Auswirkungen des Klimawandels auf den thermischen Komfort in Bürogebäuden. Augenmerk wurde dabei auch auf zu erwartende Veränderungen des Nutzerverhaltens und Möglichkeiten zur positiven Beeinflussung desselben gelegt. 2.3. Methodische Vorgehensweise Das gegenständliche Projekt schließt vor diesem Hintergrund Forschungslücken und betritt Neuland: Im Projekt wurden halbsynthetische Klimadatensätze für die thermische Simulation von Zukunftsszenarien geschaffen. Die Auswirkungen des Klimawandels auf das thermische Verhalten von Bürogebäuden werden durch exemplarische Simulationen an neun Wiener Bürogebäuden untersucht. Dabei wurden Effekte des urbanen Mikroklimas berücksichtigt. Diese können Größenordungen erreichen, die die Auswirkungen des Klimawandels noch deutlich 10
Impacts of Climate Change on the Thermal Comfort of Office Buildings übersteigen. Simulatorisch ausgetestete Kühlstrategien könnten sich dadurch in der Praxis als unwirksam erweisen. Dies gilt insbesondere für energetisch optimierte Plusenergiegebäude, die erhöhten, nicht prognostizierten Bedarf nicht durch großzügige Reserven puffern können. Der Einfluss der NutzerInnen wird häufig unterschätzt. Im vorliegenden Projekt wurden qualitative Abschätzungen aufgestellt, wie sich die BüronutzerInnen angesichts veränderter Klimabedingungen verhalten werden, und wie dieses Verhalten positiv beeinflusst werden kann. 2.4. Ergebnisse Auswirkungen des Klimawandels: Klimadatensimulation: Die Klimadatensimulationen zeigen, dass der Kühlbedarf künftig steigen wird, während der Heizwärmebedarf sinken wird. Dabei ist festzustellen, dass der Trend beim Endenergie- und Primärenergiebedarf stark abhängt von den Gebäudeeigenschaften: Bürogebäude aus dem letzten Jahrzehnt haben jetzt schon einen höheren Kühl- als Heizwärmebedarf. Ihr Endenergiebedarf wird im untersuchten Zeitraum stagnieren oder allenfalls leicht steigen. Ältere und historische Bürobauten werden sich weiterhin durch einen hohen Heizwärmebedarf auszeichnen, auch bei der prognostizierten Klimaerwärmung im Modell 2050. Der Gesamtenergieverbrauch dieser Gebäude wird in den nächsten Dekaden abnehmen, wiewohl er in absoluten Zahlen sehr hoch bleiben wird. Komfortmodelle: Es zeigen beide verwendeten Komfortmodelle „Fanger“ und „Adaptive“, dass die Definition des sommerlichen Komforts in Bürogebäuden sehr stark von ihrer Kühlanforderung anhängt. Dabei ist zu unterscheiden zwischen technisch konditionierten Gebäuden (für die das „Fanger“-Modell anzuwenden ist), und solchen ohne technische Einrichtungen für Frischluftversorgung und sommerlichen Temperaturausgleich (für die das „Adaptive“-Modell anzuwenden ist). Urbane Wärmeinsel: Gebäude in innerstädtischen Lagen haben heute schon einen höheren Kühl- als Heizwärmebedarf als solche in Standrandzonen. Daher weisen die Innenstadtzonen den kleinsten Endenergiebedarf aus. Optimierung der Gebäudehülle: Auch in Hinblick auf Klimaerwärmung liefern opake Gebäudehüllen mit außenliegender Wärmedämmung die besten Ergebnisse in Bezug auf den Gesamtenergiebedarf, da diese den Heizwärmebedarf erheblich senken. 11
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