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--- grundlagen:sommerfall:sommerverhalten_von_nichtwohngebaeuden_im_passivhaus-standard [2013/04/13 20:09] – cweber
+++ grundlagen:sommerfall:sommerverhalten_von_nichtwohngebaeuden_im_passivhaus-standard [2018/10/22 13:05] (aktuell) – cblagojevic
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 Der Raumbeleuchtung als wesentliche Energiedienstleistung und häufig hohem Energiebedarf bei Nichtwohngebäuden kommt besondere Beachtung zu. Anders als häufig wahrgenommen ist dies zuallererst eine architektonische Aufgabe! Durch weit reichende Tageslichtautonomie und optimierte Beleuchtungseinrichtungen können hier substanzielle Einsparpotenziale erschlossen werden. \\
-Bei der Realisierung einer hoch effizienten Raumbeleuchtung kommt es sowohl auf die Effizienz des Lichterzeugung (Lampe) als auch die der Lichtverteilung (Reflektoren der Leuchte, Anordnung der Leuchten im Raum, Farbgestaltung des Raumes „Raumwirkungsgrad“) an. Auch eine kritische Prüfung der geforderten Beleuchtungsstärken bzw. die Aufteilung in eine Grundbeleuchtung und lokale Effekte bzw. Arbeitsplatzleuchten kann in der Summe zu einer Verringerung des Stromverbrauches und damit der internen Last hilfreich sein. In jedem Fall sollte eine spezifische Effizienz von 2 W/(m² 100lx) oder besser gewährleistet sein und durch eine qualifizierte Planung nachgewiesen werden. Es sollten Maßnahmen getroffen werden, die eine Abschaltung nicht benötigter Beleuchtungseinrichtungen sicher stellen. \\
+Bei der Realisierung einer hoch effizienten Raumbeleuchtung kommt es sowohl auf die Effizienz des Lichterzeugung (Lampe) als auch die der Lichtverteilung (Reflektoren der Leuchte, Anordnung der Leuchten im Raum, Farbgestaltung des Raumes „Raumwirkungsgrad“) an. Auch eine kritische Prüfung der geforderten Beleuchtungsstärken bzw. die Aufteilung in eine Grundbeleuchtung und lokale Effekte bzw. Arbeitsplatzleuchten kann in der Summe zu einer Verringerung des Stromverbrauches und damit der internen Last hilfreich sein. In jedem Fall sollte eine spezifische Effizienz von 2 W/(m² 100lx) oder besser gewährleistet sein und durch eine qualifizierte Planung nachgewiesen werden. Es sollten Maßnahmen getroffen werden, die eine Abschaltung nicht benötigter Beleuchtungseinrichtungen sicherstellen. \\
-Daneben gilt es, Wärmeeinträge aus Arbeitshilfen und Geräten zu minimieren. Dazu sollten nicht verwendete Geräte automatisch in einen Absenkbetrieb wechseln und Stand-by-Verbrauch bei Nichtnutzung durch volle Abschaltung vermieden werden. In Bürogebäuden ist eine effiziente Ausstattung mit Computern und deren Zubehör bedeutsam: In zunehmendem Maß werden Effizienztechnologien aus dem Laptop-Bereich auch für Desktop PC verfügbar (< 40 W/PC für normale Büroarbeit), Flachbildschirme sind heute bereits Standard, es gilt nun aber zwischen Bildschirmen unterschiedlicher Effizienz zu unterscheiden. E-Ink Technologie (Monitor mit praktisch Null-Stromverbrauch) kann in absehbarer Zeit eine ernsthafte Alternative für PC-Bildschirme im Bürobereich werden, hier ist dann nur noch ein verschwindend geringer Energieeinsatz erforderlich. Auch Verbraucher wie Telefonanlagen und Netzwerkeinrichtungen sollten auf geringen Strombedarf optimiert werden, durch ihren meist ununterbrochenen Betrieb tragen sie nennenswert zum Stromverbrauch bei. Moderne Mobiltelefone haben beispielsweise eine extrem geringe Leistungsaufnahme und daher Wärmeabgabe; mindestens so gut sollten konventionelle Telefonsysteme ebenfalls sein.
+Daneben gilt es, Wärmeeinträge aus Arbeitshilfen und Geräten zu minimieren. Dazu sollten nicht verwendete Geräte automatisch in einen Absenkbetrieb wechseln und Stand-by-Verbrauch bei Nichtnutzung durch volle Abschaltung vermieden werden. In Bürogebäuden ist eine effiziente Ausstattung mit Computern und deren Zubehör bedeutsam: In zunehmendem Maß werden Effizienztechnologien aus dem Laptop-Bereich auch für Desktop PC verfügbar (< 40 W/PC für normale Büroarbeit), Flachbildschirme sind heute bereits Standard, es gilt nun aber zwischen Bildschirmen unterschiedlicher Effizienz zu unterscheiden. E-Ink Technologie (Monitor mit praktischem Null-Stromverbrauch) kann in absehbarer Zeit eine ernsthafte Alternative für PC-Bildschirme im Bürobereich werden, hier ist dann nur noch ein verschwindend geringer Energieeinsatz erforderlich. Auch Verbraucher wie Telefonanlagen und Netzwerkeinrichtungen sollten auf geringen Strombedarf optimiert werden, durch ihren meist ununterbrochenen Betrieb tragen sie nennenswert zum Stromverbrauch bei. Moderne Mobiltelefone haben beispielsweise eine extrem geringe Leistungsaufnahme und daher Wärmeabgabe; mindestens so gut sollten konventionelle Telefonsysteme ebenfalls sein.
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 ==== Nachtlüftung ====
-Von den im Wesentlichen guten Erfahrungen mit einem durch Nachtlüftung entwärmten Bürogebäude berichtet Klaus Schweitzer (Bürohaus Cölbe, Bj. 2000) (Artikel "12 Jahre Passivbürohaus Cölbe. Langzeiterfahrungen der Nutzer. Konsequenzen für den Erweierungsneubau", erschienen im Protokollband Nr. 41 des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser, [[http://www.passiv.de/literaturbestellung/index.php/de/product/view/10/269|hier]] bestellen). Die Zuverlässigkeit der damals eingebauten elektrischen Fensterantriebe erwies sich als Schwachpunkt. Bei neuen Planungen sollte daher auf die Auswahl der verwendeten Produkte besondere Sorgfalt verwendet werden. Hilfreich ist auch eine Optimierung der Geometrie der Lüftungsöffnungen, damit möglichst wenige motorische Ansteuerungen erforderlich werden. Hierzu wurden von Benjamin Krick die wesentlichen Einflüsse herausgearbeitet (Link zum Artikel [[grundlagen:sommerfall:sommerverhalten_von_nichtwohngebaeuden_im_passivhausstandard_-_nachtlueftung]]). Hohe, schmale Öffnungen sind weitaus wirksamer als liegende Formate, da die Öffnungshöhe überproportional in den möglichen Luftaustausch eingeht. Das PHPP bietet mit dem „SommLuft“-Blatt ein wertvolles Hilfsmittel zur Berechnung dieser elementar wichtigen Größe. Weiterhin wurde der Einfluss von Gittern und Sicherungseinrichtungen zum Schutz der Nachtlüftungsöffnungen gegen Einbruch und eindringende Tiere untersucht und Abschätzungen zur Quantifizierung gegeben. \\
+Von den im Wesentlichen guten Erfahrungen mit einem durch Nachtlüftung entwärmten Bürogebäude berichtet Klaus Schweitzer (Bürohaus Cölbe, Bj. 2000) (Artikel "12 Jahre Passivbürohaus Cölbe. Langzeiterfahrungen der Nutzer. Konsequenzen für den Erweiterungsneubau", erschienen im Protokollband Nr. 41 des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser, [[http://www.passiv.de/literaturbestellung/index.php/de/product/view/10/269|hier]] bestellen). Die Zuverlässigkeit der damals eingebauten elektrischen Fensterantriebe erwies sich als Schwachpunkt. Bei neuen Planungen sollte daher auf die Auswahl der verwendeten Produkte besondere Sorgfalt verwendet werden. Hilfreich ist auch eine Optimierung der Geometrie der Lüftungsöffnungen, damit möglichst wenige motorische Ansteuerungen erforderlich werden. Hierzu wurden von Benjamin Krick die wesentlichen Einflüsse herausgearbeitet (Link zum Artikel [[grundlagen:sommerfall:sommerverhalten_von_nichtwohngebaeuden_im_passivhausstandard_-_nachtlueftung]]). Hohe, schmale Öffnungen sind weitaus wirksamer als liegende Formate, da die Öffnungshöhe überproportional in den möglichen Luftaustausch eingeht. Das PHPP bietet mit dem „SommLuft“-Blatt ein wertvolles Hilfsmittel zur Berechnung dieser elementar wichtigen Größe. Weiterhin wurde der Einfluss von Gittern und Sicherungseinrichtungen zum Schutz der Nachtlüftungsöffnungen gegen Einbruch und eindringende Tiere untersucht und Abschätzungen zur Quantifizierung gegeben. \\
 Den Anforderungen der Versicherungsunternehmen an den Einbruchsschutz von Nachtlüftungsöffnungen kann selbst unter den Einschränkungen einer Bestandssanierung entsprochen werden, wie ein Beitrag von Michael Hörner gezeigt hat (Artikel "Versicherungsfragen bei Wärmeabführung durch sommerliche Nachtlüftung", erschienen im Protokollband Nr. 41 des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser, [[http://www.passiv.de/literaturbestellung/index.php/de/product/view/10/269|hier]] bestellen). Im Neubau hat der Planer noch weit größere Möglichkeiten alle Anforderungen an eine Nachtlüftungsöffnung auch gestalterisch ansprechend zu Integrieren. Die Weiterentwicklung ohnehin erforderlicher Fenster zu Nachtlüftungsöffnungen erscheint sinnvoll, um Kosten zu vermeiden und die thermische Qualität der Gebäudehülle nicht unnötig zu schwächen. \\
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 Gebäude mit mäßigem Verglasungsanteil verhalten sich erwartungsgemäß im Winter und im Sommer deutlich gutmütiger als voll verglaste Varianten. Sie sind auch wesentlich robuster bei nicht ganz konsequenter Anwendung des Sonnenschutzes. Eine einfache konstant-Temperaturregelung des Betonkernes während der Nacht (22°C von 22 h–7 h, ganzjährig) erwies sich für die Passivhaus-typischen Größen interner Wärmequellen als ausreichend, erst bei hohen internen Lasten (~ 7 W/m² im Tagesmittel) und/oder hohen solaren Einträgen kann eine gleitende Regelung weiteres Potential erschließen. Dies setzt dann aber längere Pumpenlaufzeiten voraus, die sich, aufgrund der hohen Massenströme, als bestimmend für die Energieeffizienz der realisierten Lösung erweisen. Wenn Betonkerntemperierungen vorgesehen werden, was oft in Verbindung mit Erdsonden oder Brunnen als Wärmesenke geschieht, ist deshalb auch immer große Sorgfalt auf die Druckverluste aller hydraulischen Anlagen und die Wahl hoch effizienter Pumpen mit optimierten Laufzeiten zu achten. Wann immer möglich bleibt daher die Nachtlüftung die bei Weitem energieeffizienteste Entwärmungsstrategie im kühl-gemäßigten Klima. \\
-Sofern keine natürlichen Wärmesenken verfügbar sind, und auch Nachtlüftung nicht durchführbar ist, muss auf eine maschinelle Kühlung zurückgegriffen werden. Hier ist für ein effizientes System zunächst die Beachtung einfacher thermodynamischer Grundsätze, wie geringer Temperaturverluste in Wärmeübertragern und bei der Wärmeübergabe elementar. Die Betonkerntemperierung bietet hier den Vorteil, dass sie in Passivhäusern nur wenige Kelvin unterhalb der gewünschten Raumtemperatur betrieben werden kann. Bei geeigneter Auslegung der Rückkühleinrichtungen können hier also sehr günstige Randbedingungen für einen Wärmepumpenprozess geschaffen werden, parallel ist zeitweilig oft sogar freie Kühlung über das Rückkühlwerk möglich (wenn es sich z.B. um Brunnen oder Erdwärmeübertrager handelt). Damit einher gehen technische Herausforderungen, da viele Wärmepumpen aufgrund ihrer Bauart nicht in der Lage sind, das Potential voll zu nutzen. Etwa, weil Entspannungsventile bei geringen Druckdifferenzen im System, wie sie aus geringen Temperaturdifferenzen folgen, keinen ausreichenden Durchsatz an Kühlmittel erlauben. Hier wären technische Weiterentwicklungen bis hin zu Kältemittelpumpen denkbar. Zudem kann auf die im Kleinklimabereich zunehmend etablierte Technologie sog. „Inverter geregelter“, d.h. modulierend betriebener Kompressoren zurückgegriffen werden.
+Sofern keine natürlichen Wärmesenken verfügbar sind, und auch Nachtlüftung nicht durchführbar ist, muss auf eine maschinelle Kühlung zurückgegriffen werden. Hier ist für ein effizientes System zunächst die Beachtung einfacher thermodynamischer Grundsätze, wie geringer Temperaturverluste in Wärmeübertragern und bei der Wärmeübergabe elementar. Die Betonkerntemperierung bietet hier den Vorteil, dass sie in Passivhäusern nur wenige Kelvin unterhalb der gewünschten Raumtemperatur betrieben werden kann. Bei geeigneter Auslegung der Rückkühleinrichtungen können hier also sehr günstige Randbedingungen für einen Wärmepumpenprozess geschaffen werden, parallel ist zeitweilig oft sogar freie Kühlung über das Rückkühlwerk möglich (wenn es sich z.B. um Brunnen oder Erdwärmeübertrager handelt). Damit einhergehen technische Herausforderungen, da viele Wärmepumpen aufgrund ihrer Bauart nicht in der Lage sind, das Potential voll zu nutzen. Etwa, weil Entspannungsventile bei geringen Druckdifferenzen im System, wie sie aus geringen Temperaturdifferenzen folgen, keinen ausreichenden Durchsatz an Kühlmittel erlauben. Hier wären technische Weiterentwicklungen bis hin zu Kältemittelpumpen denkbar. Zudem kann auf die im Kleinklimabereich zunehmend etablierte Technologie sog. „Inverter geregelter“, d.h. modulierend betriebener Kompressoren zurückgegriffen werden.
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