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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


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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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

Göda, 11.03.2014 Dipl.-Ing. M. Pohl: Energieeffizienz & Behaglichkeit Folie 6 von 13

Abbildung

Thermische Behaglichkeit Beurteilung mit Hilfe von Raumklimasimulationen


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

Dipl.-Ing. M. Pohl: Energieeffizienz & Behaglichkeit Folie 8 von 13

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


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


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


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


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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