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Die erfolgreiche Umsetzung von Gebäudekonzepten mit hohem thermischem Komfort und geringem Energieverbrauch, in einem realistischen Finanzierungsrahmen, erfordert einen effektiven Einsatz von Maßnahmen zur Energieeinsparung. Der Schlüssel hierzu ist eine quantitative Bewertung dieser Maßnahmen bezüglich ihrer Energieeffizienz. Ein Vergleich der Ausführung eines Teilaspektes durch Messungen in verschiedenen realen Gebäuden kann jedoch nicht zu einer geeigneten Bewertung führen, da die Unterschiede der Gebäude im Allgemeinen sehr komplex sind und auch das Nutzungsverhalten zu großen Variationen im Energieverbrauch führen kann. Ziel dieser Arbeit war daher die Entwicklung von Simulationen für das thermische Verhalten von Gebäuden, mit der durch Variationen von Teilaspekten unter sonst identischen Randbedingungen eine quantitative Bewertung von verschiednen Maßnahmen zur Energieeinsparung möglich ist. Ebenso wird der Einfluss der Randbedingungen wie Lage, Wetterdaten und Benutzerprofile beurteilt.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 4
2 Begriffliche Grundlagen 6
2.1 Gebäudewärmebilanz 6
2.2 Gebäudestandards 8
2.3 Energieeffizienz 9
2.4 Kosteneffizienz 10
2.5 Thermische Behaglichkeit, Raumluftqualität, Tageslichtversorgung 12
3 Gebäudemodelle und Kalibrierung 15
3.1 Vorstellung der Gebäude und entsprechender Messdaten 16
3.2 Simulationsmodelle 17
3.3 Kalibrierung der Simulationsmodelle 21
3.4 Standardisierung der Simulationsmodelle 28
3.5 Vergleich der mit Simulationen erhaltenen Heizwärmebedarfe mit
Ergebnissen stationärer Berechnungsmethoden 32
4 Parameterstudien zum Heizenergiebedarf 35
4.1 Klima 37
4.2 Gebäudeentwurf 39
4.2.1 Kompaktheit 39
4.2.2 Orientierung 41
4.2.3 Nutzbarkeit passiv solarer Gewinne 42
4.2.4 Fenstergröße 49
4.3 Baustoffe/Bauelemente 52
4.3.1 Wärmedämmung von Wand, Dach und Boden 52
4.3.2 Wärmedämmstandard der Fenster 57
4.3.3 Luftdichtheit 59
4.4 Technische Gebäudeausrüstung 60
4.4.1 Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung 60
4.4.2 Solarkollektoren 64
4.5 Nutzung 66
4.5.1 Solltemperatur 66
4.5.2 Nachtabsenkung 66
4.5.3 Obere Komforttemperatur zur Speicherung von Solargewinnen 67
4.5.4 Lüftungsverhalten 68
5 Zusammenfassende Bewertung zur Energie- und Kosteneffizienz 71
Literaturverzeichnis 77
A Gebäudebeschreibungen 79
A.1 "Steckbrief" Niedrigenergiehaus Essen 80
A.2 "Steckbrief" Niedrigenergiehaus Hünsborn 86
A.3 "Steckbrief" Passivhaus Hillmicke 90
A.4 "Steckbrief" Passivhaus Hohkeppel 96
B Contributions to the IEA SHCP Task 28 103
B.1 Energy efficient row house in cold climate 105
B.2 Energy efficient row house in temperate climate 117
