Hall, Monika

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Hall
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Monika
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Hall, Monika

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Autor:in: Geissler, Achim × Enddatum: 2017 ×

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    Publikation
    The impact of different energy balancing methods on Net Zero Energy Buildings
    (03.10.2017) Hall, Monika; Geissler, Achim [in: 12th Conference on Advanced Building Skins]
    To date, the building energy balance is typically based on annual values. If the annual PV-yield equals the overall annual energy demand, the building is called a Net Zero Energy Building (NZEB). Of course, this balancing approach does not take into account that PV-yield and electricity energy demand do not necessarily occur at the same time. However, Swiss standards and the building label Minergie have begun to address this issue. The Swiss standard SIA 380:2015, and the Minergie recast 2017 include self-consumption/grid-interaction in the energy balance. Currently, for the energy balance PV-yield and electricity demand are usually weighted with the same primary energy factor. Minergie 2017 retains this, but SIA 380:2015 features different (asymmetrical) primary energy factors for import from and export to the grid. This necessarily has a large impact on the resulting energy balance. The primary energy factor for import from the grid depends on the chosen type of the power mix in the grid. If this factor is higher than the primary energy factor of the PV-system, a larger PV system than when using symmetrical factors is required in order to fulfil the NZEB balance. The impact of balancing method of SIA 380:2015 and Minergie-A on a Net Zero Energy Building are discussed. It is found that the newly introduced definitions for the building energy balance have a large impact on the grid interaction.
    04 - Beitrag Sammelband oder Konferenzschrift
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    Publikation
    Different balancing methods for Net Zero Energy Buildings - Impact of time steps, grid interaction and weighting factors
    (Elsevier, 2017) Hall, Monika; Geissler, Achim [in: Energy Procedia]
    Adding large photovoltaic systems to buildings is becoming more and more popular. To date, the self-consumption/grid interaction is not typically part of the energy balance. The choice of symmetric or asymmetric primary energy factors has an impact on the balance. The primary energy factor for import from the grid depends on the chosen type of the power mix in the grid. If this factor is higher/lower than the primary energy factor of the on-site PV-system, a larger/smaller PV system than when using symmetrical factors is required in order to fulfil the NZEB balance.
    01A - Beitrag in wissenschaftlicher Zeitschrift
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    Publikation
    Hochhäuser als Nullenergiegebäude - ist das möglich?
    (Brenet, 09/2016) Hall, Monika; Geissler, Achim; Gaegauf, Christian [in: Brentet Status Seminar]
    Dieser Beitrag befasst sich mit der Frage, ob Gebäude mit bis zu 40 Stockwerken eine Nullbilanz für die gesamte Gebäudetechnik (HWLK-Nullbilanz "Nullwärmeenergiegebäude") oder dem gesamten Energiebedarf des Gebäudes (GEB-Nullbilanz "Nullenergiegebäude") im Jahr erreichen können. Mit umfangreichen, simulationsbasierten Untersuchungen an je zwei Mehrfamilienhäusern und Verwaltungsbauten werden die Auswirkungen verschiedener Parameter auf die Nullbilanz analysiert.
    04 - Beitrag Sammelband oder Konferenzschrift
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    Publikation
    Entwicklung eines Planungsinstruments zur Bestimmung der Netzinteraktion von Gebäuden
    (Brenet, 09/2016) Hall, Monika; Burger, Bastian; Geissler, Achim; Gaegauf, Christian [in: Tagungsband. 19. Status-Seminar, Forschen für den Bau im Kontext von Energie und Umwelt]
    Es wird ein Planungsinstrument entwickelt, welches auf Stundenbasis den Eigenverbrauch, die Eigendeckung sowie den Netzbezug und die Netzeinspeisung bestimmt. Zum grössten Teil bilden SIA-Normen und Merkblätter die Grundlage für Bedarfswerte und Lastprofile. Mit dem Instrument wird der Einfluss verschiedener Parameter auf die Eigenverbrauchs- und Netzbezugsrate untersucht. Bislang können Ein- und Mehrfamilienhäuser sowie Verwaltungen und Schulen damit abgebildet werden.
    04B - Beitrag Konferenzschrift
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    Publikation
    Möglichkeiten und Grenzen von grossen Nullenergiegebäuden
    (Wiley, 02/2016) Hall, Monika; Geissler, Achim [in: Bauphysik]
    Nullenergiegebäude haben üblicher Weise zwei bis vier Stockwerke. Daher interessiert die Frage, ob auch grosse Gebäude, d.h. Gebäude bis zu 40 Stockwerken, mit langgestrecktem bzw. quadratischem Grundriss genügend Fläche für Photovoltaik zur Verfügung stellen können, so dass eine Nullbilanz für die gesamte Gebäudetechnik (HWLK-Nullbilanz "Nullwärmeenergiegebäude") oder den Gesamtenergiebedarf des Gebäudes (GEB-Nullbilanz "Nullenergiegebäude") im Jahr erreicht werden kann. Auf der Grundlage von Simulationen anhand von vier Basismodellen, je zwei Mehrfamilienhäuser und Verwaltungsbauten, werden die Auswirkungen verschiedener Parameter auf die Nullbilanz analysiert.
    01A - Beitrag in wissenschaftlicher Zeitschrift
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    Publikation
    Net zero enrgy balance for high-rise buildings
    (Advanced Building Skins, 2016) Hall, Monika; Geissler, Achim [in: Advanced Building Skins]
    Multifamily dwellings and office buildings with a square and a stretched footprint with up to 40 floors are considered for a net zero energy balance. A wide range of parameters is investigated in regard to their impact on the zero energy balance. The main results gained by the simulation based research described above can be summarized as follows: Only the HVAC zero balance can be achieved for up to 40 floors for all variants studied but one. The five main parameters in regard to achieving a HVAC or TE zero energy balance are, efficient electric devices and lighting, low heat demand, the type of heating system, the actually available area for PV and the overall efficiency of the PV-System. The results show that a net zero energy balance for HVAC only or for total energy can be achieved for large multifamily dwellings and office buildings of up to 40 floors. To this end, however, apart from a well-insulated building envelope, electronic devices, lighting and PV systems with a very high efficiency are necessary. With further improvements in the efficiency of devices, lighting and PV-systems, reaching the "zero" will become easier.
    04 - Beitrag Sammelband oder Konferenzschrift
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    Publikation
    Sind Hochhäuser als Nullenergiegebäude machbar?
    (Passivhaus Institut, 2016) Hall, Monika; Geissler, Achim; Feist, Wolfgang [in: 20. Internationale Passivhaustagung]
    Für Einfamilienhäuser und kleine Mehrfamiliengebäude reicht in der Regel der Platz für eine entsprechend grosse Photovoltaikanlage auf dem Dach aus, um in der Jahresbilanz den Gesamtenergiebedarf durch den Photovoltaikertrag zu decken. Es stellt sich die Frage, ob grosse Gebäude, d.h. Gebäude bis zu 40 Stockwerken, mit langgestrecktem bzw. quadratischem Grundriss genügend Fläche für Photovoltaik zur Verfügung stellen können, so dass eine Nullbilanz für die gesamte Gebäudetechnik (HWLK-Nullbilanz "Nullwärmeenergiegebäude") oder den Gesamtenergiebedarf des Gebäudes (GEB-Nullbilanz "Nullenergiegebäude") im Jahr erreicht werden kann.
    04B - Beitrag Konferenzschrift
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    Publikation
    Einfluss der Wärmespeicherfähigkeit auf die energetische Flexibilität von Gebäuden
    (Economic Forum, 11/2015) Hall, Monika; Geissler, Achim [in: Advanced Building Skins. 10th Conference on Advanced Building Skins, 3-4 November 2015, Bern, Switzerland]
    Üblicherweise speisen Gebäude mit Photovoltaikanlagen einen Grossteil des Ertrags in das öffentliche Stromnetz ein. Um den Eigenverbrauch zu erhöhen, bietet es sich bei gut gedämmten Gebäuden an, die Laufzeit der Wärmepumpe auf die Tageszeit zu limitieren. In diesem Zusammenhang wird der Einfluss der Wärmespeicherfähigkeit des Gebäudes auf die operativen Temperaturen in Abhängigkeit von verschiedenen Laufzeiten der Wärmepumpe mit einer thermischen Gebäudesimulation untersucht und mit Messwerten von einem kleinen Mehrfamilienhaus validiert. Es wird gezeigt, dass auch bei einem sehr gut gedämmten Gebäude eine mittlere bis hohe Wärmespeicherfähigkeit vorhanden sein muss, damit die Laufzeit der Wärmepumpe ohne Komforteinbusse auf die Tagesstunden limitiert werden kann. Mit einem Leichtbau ist die gewählte Strategie nicht möglich. Bei schweren Gebäuden kann die Dauer und der Zeitpunkt des Energieeinsatzes für die Wärmebereitstellung ohne Komforteinbusse an verschiedene Bedingungen angepasst werden, wie z.B. an Zeiten mit Solarangebot oder Zeiten mit günstigen Stromtarifen. Schwere Gebäude weisen eine höhere Flexibilität als Leichtbauten auf. Eine lange tägliche Sperrzeit führt gegenüber einem kontinuierlichen Betrieb zu grösseren Schwankungen der operativen Temperatur. Das Niveau und die Breite des zulässigen Temperaturbandes müssen mit den normativen Anforderungen für die Behaglichkeit abgestimmt sein. Die Diskussion über normative Behaglichkeitsanforderungen versus energetische Flexibilität des Gebäudes muss lanciert werden.
    04 - Beitrag Sammelband oder Konferenzschrift
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    Publikation
    Möglichkeiten und Grenzen von grossen Nullenergiegebäuden (GRENZNULL). Schlussbericht
    (Bundesamt für Energie BFE, 20.07.2015) Hall, Monika; Geissler, Achim
    Im Rahmen des Projektes „Möglichkeiten und Grenzen von grossen Nullenergiegebäuden“ (BFE-SI/500950-01, GRENZNULL) wird untersucht, ob grosse Gebäude, d.h. Gebäude mit bis zu 40 Stockwerken, mit langgestrecktem bzw. quadratischem Grundriss genügend Fläche für Photovoltaik zur Verfügung stellen können, so dass eine Nullbilanz für die gesamte Gebäudetechnik (HWLK-Nullbilanz "Nullwärmeenergiegebäude") oder dem gesamten Energiebedarf des Gebäudes (GEB-Nullbilanz "Nullenergiegebäude") im Jahr erreicht werden kann. Mit umfangreichen Untersuchungen an vier Basismodellen, je zwei Mehrfamilienhäuser und Verwaltungsbauten, werden die Auswirkungen verschiedener Parameter auf die Nullbilanz analysiert. Ausgangspunkt ist jeweils eine gute Gebäudehülle, eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung und die Klimastation Bern-Liebefeld. Die Hauptergebnisse können wie folgt zusammengefasst werden: Die HWLK-Nullbilanz kann bis auf eine Ausnahme für alle Varianten bis zu 40 Stockwerken erreicht werden. Um auch bei gut gedämmten Gebäuden eine GEB-Nullbilanz zu erreichen, sind die vier wichtigsten Parameter: die Effizienz von Geräten und Beleuchtung, die Art des Wärmeerzeugers, die tatsächlich verfügbare PV-Fläche sowie der effektive Systemwirkungsgrad der gesamten PV-Installation. Die untersuchten Varianten zeigen, dass schon heute grosse Mehrfamilienhäuser und Verwaltungen nicht nur als ullwärmeenergiegebäude bis zu 40 Stockwerken realisiert werden können, sondern sogar als Nullenergiegebäude. Dabei muss das Augenmerk bei der Planung auf einem geringen Bedarf für Geräte und Beleuchtung und einem hohen PV-Ertrag liegen. Dies gilt insbesondere für Bürobauten.
    05 - Forschungs- oder Arbeitsbericht
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    Publikation
    Einfluss der Wärmespeicherfähigkeit auf die energetische Flexibilität von Gebäuden
    (Ernst & Sohn, 04/2015) Hall, Monika; Geissler, Achim [in: Bauphysik]
    Üblicherweise speisen Gebäude mit Photovoltaikanlagen einen Grossteil des Ertrags in das öffentliche Stromnetz ein. Um den Eigenverbrauch zu erhöhen, bietet es sich bei gut gedämmten Gebäuden an, die Laufzeit der Wärmepumpe auf die Tageszeit zu limitieren. Dabei muss der thermische Komfort gewährleistet bleiben. In diesem Zusammenhang wird der Einfluss der Wärmespeicherfähigkeit des Gebäudes auf die operativen Temperaturen in Abhängigkeit von verschiedenen Laufzeiten der Wärmepumpe mit einer thermischen Gebäudesimulation untersucht und mit Messwerten von einem kleinen Mehrfamilienhaus validiert. Es wird gezeigt, dass auch bei einem sehr gut gedämmten Gebäude eine mittlere bis hohe Wärmespeicherfähigkeit vorhanden sein muss, damit die Laufzeit der Wärmepumpe ohne Komforteinbusse auf die Tagesstunden limitiert werden kann. Mit einem Leichtbau ist die gewählte Strategie nicht möglich. Die lange tägliche Sperrzeit bedingt, dass gegenüber dem kontinuierlichen Betrieb die operative Temperatur grösseren Schwankungen unterworfen ist. Das Niveau und die Breite des zulässigen Temperaturbandes müssen mit den normativen Anforderungen für die Behaglichkeit abgestimmt sein. Die Diskussion über normative Behaglichkeitsanforderungen versus energetische Flexibilität des Gebäudes muss lanciert werden.
    01B - Beitrag in Magazin oder Zeitung