smartEXT - Erweiterung der Einsatzgrenzen bewährter Passivhaustechnik

Status

Kurzfassung

Ausgangssituation/Motivation

Die drexel und weiss gmbh stellt unter anderem nachhaltig umweltschonende Kompaktgeräte her, die im Wohnbau nach Passivhausstandard (Heizwärmebedarf < 10 – 15 kWh/m²/a) zur Wärmerückgewinnung, bzw. zur Heizung und Warmwasserbereitstellung als Komplettsystem eingesetzt werden.

Kostenbetrachtungen können bei aktuellen Neubauten allerdings dazu führen, dass der Passivhausstandard nicht vollumfänglich realisiert wird. Dann können die genannten Kompaktgeräte aktuell nicht wirtschaftlich eingesetzt werden.

Inhalte und Zielsetzungen

Zielsetzung ist also, die Einsatzgrenzen der Kompaktgeräte zu erweitern, um diese nachhaltige Technologie auch im guten Niedrigenergiehaus (20-25 kWh/m²/a) verwirklichen zu können und damit deren Verbreitung voranzutreiben.

Dazu wird ein neuartiges Konzept zur Bereitstellung der Heizwärme entwickelt und evaluiert. Konkret übernimmt ein Kompaktgerät die Grundlast zentral und zur Abdeckung der Spitzenlast werden dezentrale Zusatzheizungen eingesetzt. Es soll festgestellt werden, ob dadurch Verteilverluste minimiert und die Effizienz gesteigert werden kann.

Methodische Vorgehensweise

Zunächst wurden dezentrale Zusatzheizungen für drei Wohneinheiten/Baukörper ausgelegt und aufgebaut unterstützt durch Simulation der Wärmeströme, der resultierenden Temperaturverteilung und Reaktionszeiten, inkl. Parameterstudien mittels rechnergestützter Optimierung. Weiter wurden neuartige Regelstrategien (kombinierte Einzelraumregelung) für das Zusammenspiel von Komfortlüftung und Zusatzheizungen entwickelt und implementiert. Zur Erfassung und Aufnahme der notwendigen Messdaten wurden Verifikationssysteme eingerichtet und ein umfangreiches Monitoring durchgeführt. Parallel dazu wurde das Nutzerverhalten erhoben, um es in der Auswertung den PHPP Studien (Passivhaus Projektierungspaket PHPP) gegenüberstellen, und die Ergebnisse besser interpretieren zu können.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Die Untersuchung lieferte in dieser Deutlichkeit nicht vorher gesehene Resultate und wertvolle Erkenntnisse. Sie zeigt unter anderem, dass – besonders in diesem speziellen Fall der Spitzenlastabdeckung – immer Baukörper, Einbauten zur Bereitstellung von Heizwärme und Warmwasser, sowie AnwenderInnen bzw. NutzerInnen als „Gesamtsystem“ zu beurteilen sind. Nur dann können sinnvolle Aussagen getroffen, bzw. sinnvolle Schlüsse gezogen werden. Es wird deutlich, unter welchen Voraussetzungen die gewonnenen Erkenntnisse für Niedrigenergiehäuser nutzbar gemacht werden können, bzw. welche weiteren Konzepte dafür zu untersuchen sind. Dadurch wurde das Risiko der Erstanwendung abgemildert. Die Aussagen sind nun fundiert und belastbar und zur Verbreitung in der Branche geeignet. Weitere experimentelle Entwicklung kann darauf aufbauen.

Die für Passivhäuser entwickelte Technologie kann unter bestimmten Voraussetzungen auch in Niedrigenergiehäusern angewendet werden. Damit geht sogar eine Steigerung der Wohnqualität einher, da ein individuelles Klima in den Einzelräumen erleichtert wird. Weiter können dadurch Umwelt- und wirtschaftliche Ziele gleichermaßen erreicht werden. Schon entwickelte Passivhaustechnik kann in einem größeren Volumen eingesetzt werden und einen Beitrag zu leistbarem Wohnen liefern.

Erreicht wurden

• Einfaches Haustechnikkonzept für Lüftung, Wärmerückgewinnung, Raumheizung und Warmwasser.
• Reduktion des Mehraufwandes für die Gebäudehülle durch Ausweitung der Einsatzgrenzen bewährter Passivhaustechnik auf ca. 20-25 kWh/m²/a.
• Deutlich geringere Investitionskosten im Vergleich zu konventionellen Lösungen (wassergeführte Systeme).
• Gleichwertige oder sogar geringere Energiekosten durch Vermeidung von Speicher- und Verteilverlusten, sowie gezieltem Einsatz von Energie dort und dann, wo und wann sie gebraucht wird (Einzelraumregelung).
• Verringerte Wartungs- und Reparaturkosten durch Reduktion der Anlagen-komponenten.
• Steigerung der Wohnqualität, indem ein individuelles Klima in den Einzelräumen erleichtert wird; erhöhter Komfort durch Strahlungswärme „just in time“ und z.B. kühlem Schlafzimmer nach Bedarf.
• Beitrag zur Erreichung der Umweltziele.

Ausblick

Monitoring und Rückführung der Erkenntnisse zeigen Voraussetzungen auf, die Technologie erfolgreich einsetzen zu können, sowie welche Punkte im weiteren Einsatz beachtet, bzw. weiter untersucht werden müssen.

• Geeignete Sensorik betreffend Anwesenheit.
• Daraus abgeleitet Optimierung der Regelstrategie.
• Nach Möglichkeit Einhaltung der im Zuge der Untersuchung entwickelten Anwendungsregeln (ohne Komfortverlust möglich, da Missachtung meist nur reine Gewohnheit).

Projektleitung

drexel und weiss – Energieeffiziente Haustechniksysteme GmbH

Projektpartner

• Planungsteam W-Plus GmbH
• EberleTec e.U. - Consulting, Reserch, Engeneering
• Teamgmi Ingenieurbüro Liechtenstein AG