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Energieeffizienz & Behaglichkeit Behaglichkeitsaspekte für Schüler und Lehrer, soziale Komponenten Dipl.-Ing. Martin Pohl
Fakultät Architektur Institut für Bauklimatik
Göda, Donnerstag, 06.März 2014
Bildung
Büro u.
Verw.
Gewerbe
Handel
Schulen
Motivation - Status quo Energieeffizienz und CO2-Emission von Bildungsstätten
Göda, 11.03.2014 Dipl.-Ing. M. Pohl: Energieeffizienz & Behaglichkeit Folie 2 von 13
CO2-Emission von Nichtwohn-gebäuden in 4 Bundesländern (in BW, SAN, BRA, HB) • Alle untersuchten Nichtwohngebäude
mit 81% der NGF 25 Mio. t/a (100%)
• Bildungsstätten 3,3 Mio. t/a (13,15%)
• Allgemeinbildende Schulen 2,25 Mio t/a (9,00%)
Quelle: BMVBS-Online-Publikation, Nr. 27/2013
Anforderungen an die Energieeffizienz
Richtlinie 2012/27/EU (Energieeffizienz) • Sanierungsquote erhöhen (3% p.a. für Regierungsbauten)
• Kostengünstige Förderung umfassender Sanierungsmaßnahmen
Richtlinie 2009/28/EU (Erneuerbare-Energien)
EU-Richtlinien
Göda, 11.03.2014 Dipl.-Ing. M. Pohl: Energieeffizienz & Behaglichkeit
Richtlinie 2010/31/EU (EPBD Gebäudeenergieeffizienz) • Art. 1: Energieeffizienz nach klimatischen und lokalen Bedingungen sowie
Anforderungen an Innenraumklima und Kosten
• Art. 4: kostenoptimale Energieeffizienz unter Berücksichtigung des Raumklimas negative Auswirkungen, wie unzureichende Belüftung vermeiden
• Art. 7: “…, dass die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden, die einer größeren Renovierung unterzogen werden, oder der renovierten Gebäudeteile erhöht wird, um die gemäß Art. 4 festgelegten Mindestanforderungen an die Gesamtenergieeffizienz zu erfüllen, sofern technisch, funktionell und wirtschaftlich realisierbar“
• Art. 9: Neue Gebäude im Eigentum von Behörden sind bis 31.12.2018 Niedrigstenergiegebäude, alle anderen Neubauten bis 31.12.2020
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Anforderungen an die Energieeffizienz
Polen
• Baugesetz / Prawo budowlane 7.7.1994, Neufassung, 1.1.2013 (Dz. U. Nr 0, poz. 14099
• Änderung Bauverordnung / Rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. 5.7.2013 (Dz. U. poz. 926)
Umsetzung der EU-Vorgaben auf nationaler Ebene
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Deutschland
• Novellierung Energieeinspargesetz EnEG, 13.7.2013
• Novellierung Energieeinsparverordnung EnEV 2014, vom 16.10.2013 (gültig ab 1.5.2014, Anforderungen an Gebäude erst ab 1.1.2016)
• Novellierung ErneuerbareEnergienWärmegesetz EEWärmeG, 1.5.2011
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Göda, 11.03.2014 Dipl.-Ing. M. Pohl: Energieeffizienz & Behaglichkeit
Anforderungen an die Behaglichkeit Nutzungsqualität von Bildungsstätten
• Soziologie und Psychologie • Pädagogik • Architektur • Raumklima • Akustik
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Motivation
Das bauliche Umfeld beeinflusst Wohlbefinden u. Lernverhalten
Weltgesundheitsorganisation (WHO) 1948:
„…Gesundheit ist ein Zustand völligen psychischen, physischen und sozialen Wohlbefindens und nicht nur das Freisein von Krankheit und Gebrechen. Sich des bestmöglichen Gesundheitszustandes zu erfreuen ist ein Grundrecht jedes Menschen, ohne Unterschied der Rasse, der Religion, der politischen Überzeugung, der wirtschaftlichen oder sozialen Stellung…“
Qualität des Lernumfeldes abhängig von:
Raumlufttemperatur 1
2 Oberflächentemperatur der Raumumschliessungs- u. Heizflächen)
3 Luftgeschwindigkeit (Konvektion, Zugluft)
4 Raumluftzustand (Luftfeuchte, ggf. Schadstoffe)
1
2
3
4
2 3
Anforderungen an die Behaglichkeit Parameter des Raumklimas
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Thermische Behaglichkeit Beurteilung mit Hilfe von Raumklimasimulationen
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Exponentiell gewichteter gleitender Mittelwert der Außentemperatur in [°C]
Opera
tivte
mpera
tur
in [°
C]
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IDA 4 nach DIN
EN 13779
Pettenkofer
Biophysikalische/Hygienische Behaglichkeit CO2-Konzentration in der Raumluft
Göda, 11.03.2014
Quelle: RWE-Handbuch Bau
(0,1 Vol% = 1000 ppm)
Anstieg CO2-Gehalt in der Raumluft:
L
Sei
V
Gcc
mit:
… CO2-Gehalt
… CO2-Last
… Luftvolumenstrom L
S
V
G
c
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Außenlu
ftvolu
menstr
om
pro
Pers
. In
m³/h
15
Co2-Konzentration im Raum in Vol.-%
0,10 0,16
30
Optisch-visuelle Behaglichkeit Energieeinsparung durch Tageslichtbeleuchtung
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Endenergiebedarf im Vergleich zur Referenzausführung (Gruppenbüro) Quelle: R. Jakobiak „Die Arbeitsstätten-VO beim Planen und Bauen“, 9.5.2011
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Tageslicht
Präsenz
Wartung
indirekt, Kompaktleuchtstofflampe
+11%
+75%
-61% +28%
-16%
-28% Bewertungsleistung
100% der Nutzebene gute Tageslicht-versorgung, tageslichtabhängig regeln
Ohne Konstantlichtregelung
Optisch-visuelle Behaglichkeit Energieeinsparung durch Tageslichtbeleuchtung
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Tageslichtkonzept Bürogebäude DVZ-Barnim in Eberswalde • Einsatz von
Tageslichtsimulationen im Planungsprozess
• Steuerung der Außenjalousie über die Gebäudeleittechnik
• Sonnenschutz geteilt (Oberteil: Lichtlenkung an die Decke, Unterteil: Sonnen-schutz herkömmlich)
• innenliegende, horizontal verschiebbare manuelle Stofffaltjalousien (Blendschutz)
Quelle: www.enob.info
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Abbildung
Akustische Behaglichkeit Bauakustische und raumakustische Maßnahmen
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Beispiel: Thermisch und akustisch aktive Bauteile
Quelle: Fraunhofer IBP
Empfehlungen: • Lage der Räume für
Musik und Werken
• normengerechte Luft- und Trittschalldämmung
• differenzierte Nachhallzeiten
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Abbildung
Zusammenfassung
1. Thermisch
2. Hygienisch /
biophysikalisch
3. Optisch-visuell
4. Akustisch
Einfluss der Behaglichkeitsaspekte auf den Energiebedarf
Göda, 11.03.2014 Dipl.-Ing. M. Pohl: Energieeffizienz & Behaglichkeit
Bauteilmassen, Materialien+Ober-flächen
Beleuchtungsstärke, Leucht- dichteverteilung+Blendfreiheit, Lichtrichtung+Schattigkeit, Lichtfarbe (Spektrum)
Mindestwärmeschutz, Luftwechsel, Baustoffe, Nutzung
Wärmeschutz, Konstruktion, Lüftung, TGA
Tageslichtnutzung (Gläser, Sonnen-/ Blendschutz) Kunstlichtanlage
Winter/Sommer: Luft- und Operativtemperatur, Luftfeuchte, Luftgeschwindigkeit, Nutzung
Bau-/Raumakustik: Konstruk-tionen, Schallabsorptionsflächen, Raumgeometrie, Nutzung
Freie, mechanische, hybrid Lüftung, Luftraten
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