Institut Nachhaltigkeit und Energie am Bau
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Publikation U-Werte von Vorhangfassaden und geneigter Verglasung(AWEL Zürich, 10/2012) Hall, Monika; Geissler, AchimWorin unterscheiden sich Vorhangfassaden aus thermischer Sicht von normalen Fassaden? Ist es für die Berechnung des U-Werts relevant? Was sind die entscheidenden Kriterien? Ein weiteres Thema im Zusammenhang mit dem Nachweis der thermischen Qualität der Gebäudehülle sind geneigte Verglasungen – zum Beispiel grosse Dachfenster oder Atrien mit Glasdächern. Wie ändert sich der Glas-U-Wert (Ug-Wert) einer Isolierverglasung in Abhängigkeit vom Neigungswinkel? Welchen Einfluss hat dies auf die Heizwärmebedarfsrechnung?01B - Beitrag in Magazin oder ZeitungPublikation Gleichzeitigkeit von PV-Ertrag und Stromverbrauch an einem Mehrfamilienhaus mit Elektromobilität(05.09.2014) Hall, Monika; Dorusch, FalkDie detaillierte Erfassung der Energieflüsse an einem Mehrfamilienhaus mit Elektromobilität und einer grossen Photovoltaikanlage zeigt, wann welcher Energieverbraucher wieviel Elektrizität bezieht. Hieraus wird abgeleitet, welche Verbraucher zur Erhöhung der Gleichzeitigkeit von Produktion und Ver-brauch geeignet sind. In den Wintermonaten besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, zwischen 10 und 16 Uhr Gleichzeitigkeit zu erreichen. Die Wärmepumpe weist das grösste Einzelpotential auf, um die Gleichzeitigkeit zu erhöhen. Aus diesem Grund wird die Laufzeit der Wärmepumpe auf die Tagesstunden limitiert (10-19 Uhr für den Heizbetrieb, 13-17 Uhr den Betrieb für Warmwasser). Die Auswertungen zeigen, dass bei dem betrachteten Gebäude die Verschiebung des Wärmepumpenbetriebs in die Tagesstunden ohne Komforteinbusse möglich ist. Dabei wird der Heizbetrieb in der Mittagszeit für die Warmwassererwärmung unterbrochen. Mit dieser Strategie wird nicht nur die Gleichzeitigkeit erhöht und die Netzbelastung reduziert, sondern auch die Einspeisespitze zur Mittagszeit, insbesondere durch die Warmwassererwärmung, geglättet. Thermische Simulationen zeigen, dass die gewählte Strategie sowohl in Massiv- als auch in Leichtbauten angewendet werden kann. Die von den Mietern gewünschten Temperaturen werden erreicht. Um im Mittel eine Temperatur von 20 °C in allen drei Wohnungen sicherzustellen, reicht für fast alle Bauweisen eine Wärmepumpenlaufzeit zu Heizzwecken von 5 h aus.04B - Beitrag KonferenzschriftPublikation EU Ökodesign von Wärmepumpen. Eine Übersicht zum aktuellen Stand(EnergieSchweiz, 17.11.2014) Genkinger, Andreas; Afjei, Thomas05 - Forschungs- oder ArbeitsberichtPublikation Contributions to system integration of PV and PVT collectors with heat pumps in buildings(2019) Koch, Manuel; Dott, Ralf; Tanabe, Shin-ichi; Zhang, H.; Kurnitski, Jarek; Gameiro da Silva, Manuel; Nastase, Ilinca; Wargocki, Pawel; Cao, Guangyu; Mazzarela, Livio; Inard, ChristianA common approach to improve self-consumption of photovoltaic (PV) generation in buildings with heat pumps (HP) is to overload the thermal storage capacities during times with surplus PV generation (hereinafter referred to as thermal overloading). The impact of battery capacity and domestic hot water (DHW) consumption on the effectiveness of this method in a single-family home (SFH) is evaluated through numerical simulations. Increased battery capacity is shown to decrease the effectiveness of thermal overloading. Regarding DHW consumption, temporal concentration is shown to have a stronger influence on the effectiveness of thermal overloading than total energy. Furthermore, the potential of photovoltaic-thermal collectors (PVT) as heat exchangers for air/brine/water heat pumps (ABWHP) is estimated. The results show that the properties of PVT collectors with high thermal conductivity are in the feasible range for application in a well-insulated SFH in Central European climate.04B - Beitrag KonferenzschriftPublikation EFKOS – Effizienz kombinierter Systeme mit Wärmepumpe(Bundesamt für Energie BFE, 31.07.2013) Genkinger, Andreas; Afjei, Thomas05 - Forschungs- oder ArbeitsberichtPublikation CoolShift. Cooling of buildings by chiller-assisted nocturnal radiation and convection(IOP Publishing, 2019) Koch, Manuel; Dott, Ralf; Eismann, RalphA novel approach for cooling an office building is numerically evaluated. PVT collectors are used for nocturnal radiative and convective cooling. A TABS ceiling serves as thermal storage. If the free cooling power of the PVT collectors is too low, it is boosted by a chiller raising the collector temperature. While the energy efficiency improves compared to a conventional daytime chiller cooling system, the room temperature cannot always be kept in the desired band. Furthermore, the PVT collectors stay cooler than comparable PV modules during the day, increasing the electricity generation.01A - Beitrag in wissenschaftlicher ZeitschriftPublikation PRO380: Offene Fragen beim Einsatz der SIA 380/1 als Prognoseinstrument bei Bestandsgebäuden (Wohnbauten)(Bundesamt für Energie BFE, 28.03.2017) Hoffmann, Caroline; Geissler, Achim; Ménard, Martin; Carisch, LaraBei der Energieanalyse von unsanierten Bestandsgebäuden wird typischerweise eine Heizwärmebedarfsberechnung (meist mit unveränderten Standardwerten) gemäss SIA 380/1 zur energetischen Einordnung des Gebäudes verwendet. Zusätzlich wird die Heizwärmebedarfsberechnung auch als Prognoseinstrument für den Heizwärmebedarf (Nutzenergie) und die Bewertung möglicher Sanierungsmassnahmen eingesetzt. Liegt das Berechnungsresultat höher als die Verbrauchswerte, so kann dies dazu führen, dass unkorrekte Prognosen zur Einsparung gemacht werden. Das Forschungsprojekt klärt, ob bei Bestandsgebäuden die Abweichungen zwischen berechnetem Heizwärmebedarf und erfasstem Heizwärme- oder End-energieverbrauch aufgrund des Berechnungsverfahrens auftreten, oder auf eine mangelhafte Berücksichtigung von nutzungsbedingten oder verlustbedingten Einflussfaktoren zurückzuführen sind. Die Fragen nach den Ursachen der Abweichungen werden anhand von drei Gebäudegruppen mit insgesamt 33 realen Gebäuden beantwortet, für die mit unterschiedlich grossen Messdatenintervallen bzw. Ablesezeiträumen Verbrauchsdaten zur Verfügung stehen. Für jedes Gebäude gibt es eine Heizwärmebedarfsrechnung. Ergänzt wird die Untersuchung durch eine Literaturrecherche.05 - Forschungs- oder ArbeitsberichtPublikation Fensterlüfter. Literaturstudie, Marktstudie und thermische Simulationen. Schlussbericht(Stadt Zürich, Amt für Hochbauten, Fachstelle Energie- und Gebäudetechnik, 01.12.2014) Hoffmann, Caroline; Geissler, Achim; Huber, HeinrichIn diesem Projekt geht es um Fensterlüfter ohne Wärmerückgewinnung (WRG) in Wohnungen, in denen eine Querlüftung möglich ist. Das Projekt beinhaltet eine Literaturstudie, eine Marktstudie und thermische Simulationen. Der Bericht fasst die wichtigsten Erkenntnisse zusammen.05 - Forschungs- oder ArbeitsberichtPublikation Blower Door-Messungen - erweiterte Messmethoden(VDI Fachmedien, 05/1997) Geissler, Achim; Bolender, Torsten; Hauser, GerdDie Luftdichtheit der Gebäudehülle gewinnt mit steigendem Dämmniveau für den Heizenergieverbrauch von Gebäuden zunehmend an Bedeutung. Im Hinblick auf die Vermeidung von Bauschäden ist eine hohe Luftdichtheit seit jeher wichtig. Zur Bestimmung der Luftdichtheit der Gebäudehülle werden im allgemeinen Blower Door-Messungen durchgeführt. Der hierbei bestimmte integrale Wert für das gesamte Gebäude stellt für das Ergreifen von gezielten Abdichtungsmaßnahmen im Gebäudebestand eine zu geringe Basis dar. Weiterführende Meßmethoden erlauben, im Rahmen von Luftdichtheitsmessungen mit der Blower Door zusätzliche Informationen über die Leckageverteilung und über Leckagewege zu bestimmen. Die aus der Literatur bekannten erweiterten Meßmethoden ’Opening A Door’ und ’Adding A Hole’ sowie die neue Methode ’Adding A Hole Plus’ werden erläutert, anhand von exemplarischen Messungen verglichen und im Feldeinsatz auf ihre Anwendbarkeit hin betrachtet.01B - Beitrag in Magazin oder ZeitungPublikation CoolShift – Cooling of buildings by chiller-assisted nocturnal radiation and convection(IOP Publishing, 04.09.2019) Koch, Manuel; Dott, Ralf; Eismann, Ralph; Scartezzini, Jean-LouisA novel approach for cooling an office building is numerically evaluated. PVT collectors are used for nocturnal radiative and convective cooling. A TABS ceiling serves as thermal storage. If the free cooling power of the PVT collectors is too low, it is boosted by a chiller raising the collector temperature. While the energy efficiency improves compared to a conventional daytime chiller cooling system, the room temperature cannot always be kept in the desired band. Furthermore, the PVT collectors stay cooler than comparable PV modules during the day, increasing the electricity generation.04B - Beitrag Konferenzschrift