Benutzerfreundliche Heizungssysteme für Niedrigenergie-und Passivhäuser (original) (raw)

Abstract

Vorwort Der vorliegende Bericht dokumentiert die Ergebnisse eines beauftragten Projekts aus der dritten Ausschreibung der Programmlinie Haus der Zukunft im Rahmen des Impulsprogramms Nachhaltig Wirtschaften, welches 1999 als mehrjähriges Forschungs-und Technologieprogramm vom Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie gestartet wurde. Die Programmlinie Haus der Zukunft intendiert, konkrete Wege für innovatives Bauen zu entwickeln und einzuleiten. Aufbauend auf der solaren Niedrigenergiebauweise und dem Passivhaus-Konzept soll eine bessere Energieeffizienz, ein verstärkter Einsatz erneuerbarer Energieträger, nachwachsender und ökologischer Rohstoffe, sowie eine stärkere Berücksichtigung von Nutzungsaspekten und Nutzerakzeptanz bei vergleichbaren Kosten zu konventionellen Bauweisen erreicht werden. Damit werden für die Planung und Realisierung von Wohn-und Bürogebäuden richtungsweisende Schritte hinsichtlich ökoeffizientem Bauen und einer nachhaltigen Wirtschaftsweise in Österreich demonstriert. Die Qualität der erarbeiteten Ergebnisse liegt dank des überdurchschnittlichen Engagements und der übergreifenden Kooperationen der Auftragnehmer, des aktiven Einsatzes des begleitenden Schirmmanagements durch die Österreichische Gesellschaft für Umwelt und Technik und der guten Kooperation mit dem Forschungsförderungsfonds der gewerblichen Wirtschaft bei der Projektabwicklung über unseren Erwartungen und führt bereits jetzt zu konkreten Umsetzungsstrategien von modellhaften Pilotprojekten. Das Impulsprogramm Nachhaltig Wirtschaften verfolgt nicht nur den Anspruch, besonders innovative und richtungsweisende Projekte zu initiieren und zu finanzieren, sondern auch die Ergebnisse offensiv zu verbreiten. Daher werden sie auch in der Schriftenreihe "Nachhaltig Wirtschaften konkret" publiziert, aber auch elektronisch über das Internet unter der Webadresse http://www.HAUSderzukunft.at/ Interessierten öffentlich zugänglich gemacht. DI Michael Paula Leiter der Abt. Energie-und Umwelttechnologien Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie Benutzerfreundliche Heizungssysteme für Niedrigenergie-und Passivhäuser Inst. für Wärmetechnik, TU Graz iii Kurzfassung Teil A Motivation Der Energieverbrauch neuer Gebäude hat sich in den letzten 25 Jahren drastisch reduziert. Dies ist auf eine rasante Entwicklung von Baustoffen und Bautechnik zurückzuführen. Waren z.B. vor 10 Jahren Fenster mit einem U-Wert von 3 W/(m²K) die Regel, so sind heute zum gleichen Preis Fenster mit nur dem halben U-Wert Standard. Ähnliche Entwicklungen hat es bei anderen Baustoffen gegeben, sodass heute Häuser mit nur einem Sechstel des Energieverbrauchs (50 kWh/m²a) gegenüber durchschnittlichen Häusern vor 30 Jahren ohne Mehrkosten gebaut werden können. Mit geringen Mehrkosten kann der Energieverbrauch noch weiter gesenkt werden. Gebäude in Niedrigenergiebauweise (bzw. Passivhausstandard) stellen aber andere Anforderungen an das Heizungssystem als herkömmliche Gebäude. Das vorliegende Forschungsprojekt befasst sich mit der Darstellung dieser Anforderungen sowie der Analyse von Heizungssystemen in Bezug auf Endund Primärenergiebedarf, treibhausrelevante Emissionen, Betriebskosten und qualitative Kriterien. Inhalt Nach einer Einführung in das Thema wurden in einem ersten Schritt zwei im Rahmen des EU-Projektes CEPHEUS energetisch vermessene Passiv-Mahrfamilienhäuser mit dem Simulationsprogramm TRNSYS nachgebaut und die Simulation mit der Vermessung abgeglichen. Hierbei wurden die Sensitivitäten vieler Einflussparameter auf den Raumtemperaturverlauf untersucht. Im Rahmen einer Befragung in 53 Wohneinheiten von Niedrigenergie-und Passivhaus Mehrfamilienhäuser sowie aufgrund der Messungen im CEPHEUS Projekt als auch über Literaturstudien wurden Benutzerverhaltensmuster entwickelt. Ausgehend hiervon wurden zwei Referenz-Mehrfamilienhäuser entwickelt. In einer, sicher nicht vollständigen, Betrachtung von 9 verschiedenen Heizungssystemen für solche Gebäude (4 Luftheizungs-und 5 Wasserheizungssysteme) mit den Wärmequellen dezentrale Abluftwärmepumpe, zentrale Erdreichwärmepumpe, zentraler Pellets-und Gaskessel sowie dezentraler Kaminofen und dezentraler Kachelofen wurden deren Eigenschaften, Vor-und Nachteile sowie der Platzbedarf beschrieben. Vier dieser Systeme (dezentrale Luft/Luft/Wasser-Wärmepumpe, zentrale Sole/Wasser-Wärmepumpe, zentraler Gas-und zentraler Pelletskessel; alle zentralen Systeme mit Zweileiternetzen) wurden in einer detaillierten Simulation auf ihre Eigenschaften, End-, und Primärenergiebedarf, CO 2-äquivalent Emissionen, Wärmegestehungskosten und auf den Einfluss von verschiedenem Benutzerverhalten getestet. Zusätzlich wurde eine sozialwissenschaftliche Untersuchung mittels Befragung und Literatur-Sekundäranlayse bezüglich Anforderungen zur Akzeptanz von Heizungs-und Wärmeabgabesystemen durchgeführt. Beabsichtigte Ziele Entwicklung einer umfassenden Bewertungsmethode und die Bewertung von Heizungssystemen für Gebäude gedämmt nach Passivhauskriterien. Methode der Bearbeitung Datenerhebung durch Befragung, Messung und Literaturrecherche, Auswertung mit statistischen Methoden, Aufstellen und Berechnen von Simulation mittels TRNSYS, Welche Daten wurden verwendet Vorangegangene Projekte im Rahmen "Haus der Zukunft", EU und andere sowie eigene Erhebungen Benutzerfreundliche Heizungssysteme für Niedrigenergie-und Passivhäuser Inst. für Wärmetechnik, TU Graz iv