Das Ziel des Projekts ist die Verbesserung der Planungsgrundlagen für energieflexible Gebäude in den Bereichen dynamischer Nutzerkomfort, Netzdienlichkeit und ganzheitlicher Bewertung. Die Ergebnisse umfassen ein dynamisches Nutzerkomfort-Modell, viertelstündliche "CO2-Signale" des Stromnetzes und eine holistische Energieflexibilitätsbewertung an Plusenergiequartieren. Hintergrund ist das saisonale Überangebot und die Unterversorgung erneuerbarer Energie, insbesondere vor dem Hintergrund prognostizierter Zunahmen bis 2050. Es wird betont, dass klimaverträgliche Energieszenarien zu hochvolatiler Stromerzeugung führen, erfordern jedoch flexible Stromnetze bis 2030.

Im Rahmen des Projektes wurden unterschiedliche Behaglichkeitsmodelle auf ihre praktische dynamische Prognosegenauigkeit überprüft. Für die Untersuchungen standen die ACR Prüfbox bei der AEE INTEC in Gleisdorf, eine Wohnung mit Büronutzung in einem Gebäude mit Bauteilaktivierung sowie Wohnhäuser im realen Wohnumfeld zur Verfügung. So konnte ein großer Datensatz mit Informationen zur empfundenen Behaglichkeit auf Basis von Fragebögen und – aufgrund von durchgeführten Erhebungen von Herzraten mit Hilfe von Mini-EKGs – physiologischen Befindlichkeit der Proband:innen gewonnen werden. Es zeigte sich, dass die Modelle mit einer adaptiven Komponente – d.h. Modelle, die die Anpassungsfähigkeit der Gebäudenutzer:innen an unterschiedliche Temperaturen berücksichtigen – eine deutlich höhere Übereinstimmung mit den Angaben der Proband:innen haben als stationäre Wärmebilanzmodelle.

Das Projekt entwickelte weiters heuristische Ansätze zur Optimierung von Regel-Signalen für Quartiersspeicher. Robuste Szenarien wurden geschaffen, um Signale an die Quartiersnutzbarkeit anzupassen, ermöglicht durch das Verhältnis von aktiver Beladung und passiver Entladung. Dies legt den Grundstein für kollektive Flexibilitätsgewinnung verschiedener Gebäudetypen. Die Anwendung der entwickelten Signale erfordert eine umfassende Netzdienlichkeits-Bewertung. Die Synthetisierung saisonaler Signale zeigt Optimierungsbedarf, der durch datengetriebene Modelle oder modellprädiktive Steuerungen angegangen werden kann. Trotzdem bleibt die prognose- und lernunabhängige Signalerstellung sinnvoll. Die Analyse des Aufheiz- und Abkühlverhaltens ermöglicht die Generierung geeigneter Signale, abhängig von angemessener Netzdienlichkeits-Bewertung.

Die Anwendung von DSM-Maßnahmen in einem bestimmten Temperaturband zeigt signifikanten netzdienlichen Vorteil, wobei bereits ab 1 K Temperaturband eine deutliche Steigerung der Netzdienlichkeit festgestellt wird. Unterschiede in Wärmeschutzstandards und Bauteilmassen beeinflussen das nutzbare Temperaturband. Die Universalität des gewählten Ansatzes wird betont, da geringfügige Unterschiede bei der Anwendung von Signalen aus verschiedenen Jahren auftreten, was die Eignung für modellprädiktive Steuerungen unterstreicht.

Die Lebenszyklusanalyse betont die Notwendigkeit des Umstiegs auf erneuerbare Energien, insbesondere durch effektive Maßnahmen wie maximale Photovoltaik-Nutzung und Sektorkopplung mit Elektromobilität. Die Berücksichtigung des fossilen Energiebedarfs für Mobilität bietet große Optimierungspotenziale. In der Errichtungsphase sind Holzmassivbauweise und Leichtbauweise besonders umweltfreundlich.

Ökonomisch betrachtet sind Investitionen in erneuerbare Energien wie Photovoltaik und Erdwärmenutzung effizient. Die Optimierung der Gebäudehülle rentiert sich unter Förderbedingungen. Die Batteriespeicherung zur Flexibilitätserhöhung ist aktuell nicht wirtschaftlich rentabel. Die Optimierung des Mobilitätsverhaltens und die Steigerung des E-Mobilitätsanteils führen zu erheblichen Einsparungen, wobei nur Investitionen in E-Tankstellen berücksichtigt wurden.

Projektleitung

FH Technikum Wien, Kompetenzfeld Renewable Energy System

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

• IBO - Institut für Bauen und Ökologie
• Stadtgemeinde Korneuburg
• Stadtentwicklungsfonds Korneuburg (SEFKO)
• Käferhaus GmbH
• Aichinger Hoch- und Tiefbau GmbH
• WEB Windenergie AG
• Kleboth und Dollnig ZT GmbH
• Medizinischen Universität Wien, Institut für Umwelthygiene (UMW)

FH Technikum Wien, Kompetenzfeld Renewable Energy System
Ing. DI Dr. Manfred Tragner
Giefinggasse 6
A-1210 Wien
Tel.: +43 (664) 619 2541
E-Mail: manfred.tragner@technikum-wien.at
Web: www.technikum-wien.at