Gebäude als Speicher - Monitoringprojekt: Einfamilienhaus H und Einfamilienhaus F Energiequelle Windstrom - Energiequelle Solar

Ausgangssituation/Motivation

Die Bauteilaktvierung (BTA) wurde in der Vergangenheit bereits häufig im Bereich von Büro- und Verwaltungsgebäuden, Schulen und Krankenhäusern und teilweise in Gewerbebauten eingesetzt und dort fast ausschließlich mit weiteren Heiz- und Kühlsystemen zum Spitzenlastausgleich kombiniert. In Österreich sind in den letzten Jahren dutzende bauteilaktivierte Einfamilienhäuser mit unterschiedlichen Technologiestandards errichtet worden. Dennoch ist die BTA im Wohnbau noch nicht in der Breite angekommen. Insbesondere in den westlichen Bundesländern wurden zahlreiche Gebäude mit BTA in Kombination mit solarthermischer Versorgung errichtet. Diese Lösung schien für den urbanen, sonnenärmeren, dafür aber windreicheren Osten Österreichs nur beschränkt geeignet.

Inhalte und Zielsetzungen

Ziel dieses Projekts war es, im Osten Österreichs zwei bauteilaktivierte Einfamilienhäuser zu errichten, die über verschiedene erneuerbare Systeme versorgt werden: Die Wärmepumpe von Haus H wird mit Windstrom betrieben, Haus F funktioniert mit Solarenergie. Mit der Kombination von Wärmepumpe, Erdwärme und erneuerbarer Energie, also Sonnenwärme bzw. Windstrom, sollte gezeigt werden, wie der Anteil erneuerbarer Energie in der Raumwärme erhöht werden kann. Im Fall der Versorgung mit Windstrom war zudem die Nutzung von Überschuss-Windstrom und eine mögliche Entlastung der Stromnetze durch bauteilaktivierte Gebäude ein wesentliches Ziel. Mit der Umsetzung dieser Kombination von thermischer Bauteilaktivierung und Versorgung durch Windstrom am Beispiel eines Einfamilienhauses sollte die Türe zum mehrgeschossigen Wohnbau im dicht besiedelten, städtischen Umfeld aufgestoßen werden.

Methodische Vorgehensweise

Einer der wesentlichen Inhalte des Monitoringprojekts war der Vergleich der Messdaten mit den projektierten Aufwendungen für beide Energieversorgungssysteme (mit Wind bzw. solar), gesplittet nach Heizung und Warmwasserbereitstellung. Des Weiteren überprüft und verglichen wurden die Gebäude hinsichtlich ihrer Funktionalität und ihres Temperaturverhaltens, der Anteile und Verfügbarkeit von erneuerbarer Energie sowie deren zeitliche Verteilung.

Die Sammlung und Übertragung der Daten über beide Gebäude zum Projektanten der Anlagen erfolgte elektronisch via Internet. Erfahrungen mit der selbstregulierenden Anlagensteuerung wurden gesammelt und analysiert. Nach Abschluss der Messungen wurden die Daten einer vergleichenden Analyse unterzogen, zudem erhob das Ökologie-Institut in einer unabhängigen Befragung die Zufriedenheit der NutzerInnen in persönlichen Interviews.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Insbesondere für das Haus H und die Versorgung mit Windenergie konnte im Monitoringprojekt gezeigt werden, dass die BTA die Voraussetzungen für wirksame Energieflexibilität schafft. Im zweijährigen Monitoring wurde das Haus H über die Wärmepumpe zu 80 % mit Überschuss-Windstrom beheizt. So können Gebäude zur dezentralen Stabilisierung der Energienetze, und zwar Strom- und Wärmenetze, unmittelbar beitragen. Die Bauteilaktivierung ermöglicht, den Energiebedarf durch entsprechende Regelung zeitlich zu verschieben und die Wärmezufuhr auf jene Zeiten zu beschränken, in denen erneuerbarer Strom im Überschuss und demnach kostengünstig zur Verfügung steht.

Ausblick

Die Klimaziele der österreichischen Bundesregierung sehen vor, dass bis 2030 die gesamte Stromversorgung auf 100 % Erneuerbare umgestellt werden soll. Hier gilt es, das Potenzial der Bauteilaktivierung als Energiespeicher voll auszuschöpfen, da Beton einen relativ preiswerten, gut rezyklierbaren und zudem auch inerten Speicher darstellt. Die Energieflexibilität bauteilaktivierter Gebäude ermöglicht eine Laststeuerung auf der Nachfrageseite, abgestimmt entweder auf die Eigenbedarfsdeckung und/oder auf die Anforderungen der umgebenden Netze. Angesichts immer heißer werdender Sommer stellt die Bauteilaktivierung auch eine energie- und ressourcenschonende Möglichkeit zur passiven Kühlung von Gebäuden dar. Im Osten Österreichs werden 2019 zwei großvolumige Wohnhausanlagen fertiggestellt, in denen Bauteilaktivierung in Verbindung mit Windenergie zum Heizen und Kühlen zum Einsatz kommt. Die Vereinigung der Österreichischen Zementindustrie hat zur Realisierung dieser Projekte beigetragen und betreut das Themenfeld Bauteilaktivierung federführend im Rahmen von Mission Innovation Austria.

Projektleitung

Baurat h.c. Dipl. Ing. Felix Friembichler - Vereinigung der Österreichischen Zementindustrie

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

• Fa. FIN – Kuster Energielösungen GmbH.
• Fa. GRT Gebäude- und Regeltechnik GmbH.
• Fa. WEB Windenergie AG
• Fa. Zement + Beton Handels- und Werbeges. m. b. H.
• Österreichisches Ökologie-Institut

DI Sebastian Spaun, Zement + Beton Handels- und Werbeges. m. b. H.
Reisnerstrasse 53
A-1030 Wien
Tel.: +43 (1) 714 66 81
E-Mail: spaun@zement.at
Web: www.zement.at