Hall, Monika
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Quantifying Thermal Flexibility of Multy-Family and Office Buildings
In diesem Beitrag geht es um die thermische Flexibilität von Mehrfamilienhäusern und Bürogebäuden. Speziell wird untersucht, wie es sich bei beiden Gebäudetypen auf den thermischen Komfort auswirkt, wenn das Gebäude nur tagsüber und in möglichst kurzen Zeitabschnitten beheizt und gekühlt wird.
Einfluss der Wärmespeicherfähigkeit auf die energetische Flexibilität von Gebäuden
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.
Taking the step towards Net Zero Energy Buildings - How will that affect the energy use from a life cycle perspective?
An important measure for climate change mitigation is reduction of energy use in buildings worldwide. There are today a growing number of buildings for which the design principle has been to achieve a Zero Energy Building (ZEB) or Net Zero Energy Building (Net ZEB). It is today generally assumed, when the energy use of a building is discussed from a LifeCycle perspective, that energy use in the operational phase of buildings accounts for 70-90% of energy used during its life cycle. However, a natural consequence is that for Net ZEBs the relative share of energy use related to building operation will decrease. Some might argue that the energy savings achieved related to building operation of a Net ZEB is lower compared to the increased energy use for production, maintenance and demolition. This study analyzes the change of embodied energy compared to the decrease of the energy use related to building operation; by literature review and detailed analysis of eleven case studies, taking the step from a low energy building to a Net ZEB.
The impact of different energy balancing methods on Net Zero Energy Buildings
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.
Null- und Plusenergiehaus, Minergie-A. Erfahrungen und Beispiele aus der Schweiz
Der Trend zu Null- und Plusenergiehäusern nimmt zu. Doch was heisst "Null" bzw. "Plus"? Verschiedene Parameter werden diskutiert. Wie die Umsetzung der Nullwärmeenergiebilanz (HWLK-Nullbilanz) erfolgt, wird anhand von rund 230 Minergie-A Wohngebäude analysiert. An verschiedenen Beispielgebäuden wird der Bedarf dem Verbrauch gegenübergestellt, um zu prüfen, ob die angestrebte Bilanz auch im Betrieb eingehalten wird. Einige neue Anforderungen aus der aktuellen Schweizer Energieverordnung sowie mögliche Entwicklungen von Minergie werden vorgestellt.
Hochhäuser als Nullenergiegebäude - ist das möglich?
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.
„Performance Gap“ in der Schweiz – Brisanz, Ursachen und Einflüsse auf die Differenz von geplantem Energiebedarf und gemessenem Verbrauch in Gebäuden
Traditionell beschreibt der „Performance-Gap“ die Differenz der Planungszielgrössen, z.B. Jahresenergieverbrauch und Überhitzungsstunden, zwischen Gebäudekonzept während der Planungsphase sowie gebauten und genutzten Gebäude. Diese Differenz kann erheblich sein. Besondere Brisanz erhält das Ausmass des „Performance-Gap“ bei der Planung und dem Betrieb von Null- bzw. Plusenergiegebäuden und der Gewährleistung der gewünschten Performance während des Anlagenbetriebes. Der vorliegende Beitrag thematisiert das Ausmass des „Performance-Gap“ in der Schweiz anhand von sieben dokumentierten Fallstudien. Das vorhandene Datenmaterial zeigt, dass die Gründe für den Performance-Gap vor allem in der Nutzung, Regelungstechnik und im Detailierungsgrad des genutzten Simulationsmodelles zu suchen sind. Die Review zeigt, dass es zur Gewährleistung einer ewünschten Energiebilanz auch während der Betriebsphase, drei Dinge braucht: (1) die Betrachtung der Variabilität in der Gebäudenutzung, Spezifikation und Bauqualität schon während der Planungsphase; (2) ein erweiterbares Modell des Gebäudes und der Gebäudetechnik, sowie (3) kontinuierliches Betriebsmonitoring während der Gebäudenutzung.