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Die Umsetzung eines nahezu klimaneutralen Gebäudebestands in Deutschland wird nur möglich sein, wenn konsequent Schritt für Schritt die Energieeffizienz bei der Errichtung und speziell beim Betrieb der Gebäude und der Anteil erneuerbarer Energien am Energieverbrauch gestärkt werden. Die neue Gebäudegeneration ""Effizienzhaus Plus"" bietet dafür einen innovativen Ansatz. Sie unterstützt den konsequenten Wandel vom Energie verbrauchenden zum Energie gewinnenden Gebäude. Das Effizienzhaus Plus ist nicht an eine bestimmte Technologie gebunden, sondern es kann in einem technologieoffenen Ansatz auf vielfältige Weise durch eine intelligente Kombination von energieeffizienten Bautechnologien und erneuerbaren Energiegewinnsystemen realisiert werden. Im Beitrag werden die realisierten Potenziale des gebäudenah photovoltaisch erzeugten Stroms in den Demonstrationsgebäuden der Forschungsinitiative Effizienzhaus Plus des Bundes analysiert. Sie können als Benchmarks für den frühen Gebäudeentwurf dienen.

Im Rahmen des Begleitforschungsvorhabens zur EnEff:Stadt-Forschungsinitiative des Bundesministeriums fur Wirtschaft und Technologie (BMWi) wurde vom Fraunhofer-Institut fur Bauphysik eine Softwarelosung entwickelt, die Stadtplaner und andere Akteure in diesem Bereich in den ersten Planungsphasen unterstutzt. Innerhalb des IEA ECBCS Annex 51 wurde in Zusammenarbeit mit internationalen Partnern hieraus ebenfalls eine englischsprachige Version mit landerabhangigen Rahmenbedingungen und Informationen erstellt. Die Software mit dem Namen “Energiekonzept-Berater fur Stadtquartiere“ (“District Energy Concept Adviser“) enthalt eine Sammlung von individuellen Hilfsinstrumenten fur die Planung. Das Herz der Software ist ein Tool, das ein Stadtquartier energetisch bewertet. Dazu werden Gebaudetypen und weitere vorkonfigurierte Systeme herangezogen, um eine einfache und schnelle Abbildung der Gebaude im Quartier zu ermoglichen. Dadurch benotigt der Anwender nur wenige Schritte, um das Energieeinsparpotenzial von verschiedenen Strategien aus dem Bereich der Gebaudehulle, der Anlagentechnik und zentralen Energieversorgungssystemen zu ermitteln. EnEff:Stadt – The District Energy Concept Adviser. Within the framework of the German research initiative EnEff:Stadt (launched by the German Federal Ministry for Economy and Technology), Fraunhofer Institute for Building Physics IBP has developed a computer programme to support actors in the field of urban planning during the first stages of planning energy-efficient district concepts. This programme was developed in collaboration with international partners from IEA ECBCS Annex 51 “Energy Efficient Communities“ and comprises a set of individual supporting tools. The very heart of the programme is a tool for the energy assessment of districts, which uses archetypes and other pre-set configurations to allow for a simple and quick data input mapping all the buildings in the district. Thus it takes the user just a few steps to identify the energy saving potential of various strategies in the areas of building construction, technical building systems, and centralized supply systems.

Die wissenschaftlich-technischen Arbeitsziele dieses vom Bundesministerium fur Wirtschaft (BMWi) geforderten Projektes wurden in funf Teilen erarbeitet. Die einzelnen Themen resultieren aus aktuellen Fragestellungen; sie haben dennoch einen allgemein anwendbaren Charakter. Das Konsortium hat die folgenden Teilprojekte bearbeitet: (1) Aufbau einer Messtechnik zur Bestimmung energetischer und lichttechnischer Kennzahlen von Tageslichtbauteilen mit einem round robin test, an dem drei Institute beteiligt waren. (2) Realisierung eines detaillierten Bewertungs- und Nachweisverfahrens fur die Tageslichtversorgung von Innenraumen in unterschiedlichen Klimazonen. (3) Fur die Beleuchtungskontrolle privater Lebensraume wurde ein “Powerline Carrier Communication“-System evaluiert und die Vorteile gegenuber einem Funkubertragungssystem herausgearbeitet. (4) In einem Pflegeheim wurden quantitative Untersuchungen zum Wohlbefinden, zur Erfullung von Sehaufgaben und zur Eignung zur Melatoninsuppression bei verschiedenen Szenarien der Allgemeinbeleuchtung mit zwei unterschiedlichen Farbtemperaturen der eingesetzten Lampen (“warmweises Licht“ mit TCP = 3000 K und “kaltweises Tageslicht“ mit TCP = 6500 K) und vertikalen Beleuchtungsstarken an den Augen der Probanden zwischen 100 lx und 700 lx durchgefuhrt. (5) Fur zwei Schulgebaude in Berlin wurde der Endenergiebedarf der Bestandsanlage, des Referenzgebaudes sowie der Neuplanung ermittelt. Dabei wurde in beiden Beispielen deutlich, dass die Bestandsanlage im Bereich der Beleuchtung den zulassigen Wert nach EnEV 2009 mitunter weit uberschreitet. Eine gute Neuplanung hingegen kann den maximal zulassigen Wert deutlich unterschreiten. Diese Untersuchungen wurden von einem einjahrigen Monitoring des Energieumsatzes begleitet. Eine Querschnittsanalyse uber 48 Schulen mit insgesamt 86 Gebauden zeigt unter anderem einen erheblichen Sanierungsbedarf bei Schulgebauden, die vor 1990 errichtet wurden. Energy optimised lighting in buildings with simultaneous improvement of quality of life by daylight utilisation and innovative lamps and ballast techniques. The scientific and technical goals of this project were developed in five parts. The individual topics arising from current issues, they still have a generally applicable nature. The consortium has worked on the following subprojects: (1) Development of a measurement technique to determine energy and photometric key figures of daylight components with a round robin test with three institutes. (2) Implementation of a detailed evaluation and documentation process for daylighting of interior spaces in different climate zones. (3) For lighting control in private living areas a “Power Line Carrier Communication” system has been evaluated and the advantages of a wireless transmission system were identified. (4) In a home for elderly quantitative studies on the well-being, for the fulfillment of visual tasks and the capability of melatonin suppression at different scenarios of general lighting with two different color temperatures of lamps (“warm white” with TCP = 3000 K and “cold white daylight” with TCP = 6500 K) and vertical illuminance at the eyes of the subjects between 100 lx and 700 lx were performed. (5) For two school buildings in Berlin, the final energy consumption of the existing lighting system, the reference building and a re-planning were determined. It became clear in both examples that the existing lighting system exceeds the permitted value (EnEV 2009) by far. A good redesign, however, can be significantly less than the maximum allowed value. These studies were accompanied by a one-year monitoring of energy consumption. A cross-sectional analysis of 48 schools with a total of 86 buildings shows a substantial need for renovation of school buildings that were built before 1990.

Mit dem Berechnungsverfahren der DIN V 18599 liegt ein umfassendes Berechnungsmodell fur die energetische Bewertung von Gebauden vor. Der grose Umfang der Verfahren stellt auch an die softwaretechnischen Umsetzungen fur die Planungspraxis hohe Anforderungen. Das Fraunhofer-Institut fur Bauphysik hat hierzu den Rechenkern ibp18599kernel entwickelt, der zwischenzeit-lich von zahlreichen Softwarehausern fur Endanwendungsprogramme zur energetischen Bewertung und Erstellung von Energieausweisen eingesetzt wird. Dieser “Rechenmotor” unterliegt einer steten Qualitatskontrolle zur Sicherstellung der Berechnungsgenauigkeit. Der vorliegende Aufsatz stellt den Prozess der Qualitatssicherung anhand eines neuen Validierungsbeispiels in Form eines komplexen Verwaltungsgebaudes vor. Die Fallstudie kann auch zur Validierung anderer Berechnungssysteme, die nicht auf dem Rechenkern basieren, genutzt werden. Detailed Data Set of a Large Administration Building as a Validation Model for DIN V18599-Software. The calculation method of DIN V 18599 represents a very complex model for the estimation of the energy efficiency of buildings. The method is used for certificates too, thus, the number of users is quite high. This fact and the complexity of the method causes high demands on the related software products. Most of the end user software tools work with the calculation engine ibp18599kernel developed by Fraunhofer-Institut for Building Physics. There is a continuous quality control for both, the kernel and the user interfaces, i.e. the end user software. This paper gives an overview of the process of quality control as well as a documentation of a validation model used within this process, i.e. a complex administration building as a sample.

Das Bundesministerium fur Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) hat in Berlin ein Modellgebaude als Pilotobjekt fur die neue Forderinitiative “Effizienzhaus Plus“ errichten lassen. Mit diesem Modellhaus sollen die Leistungsfahigkeit der verschiedenen Konzeptkomponenten erprobt und Erfahrungen fur die Breitenanwendung gesammelt werden. Im Rahmen eines Monitoringprogramms wird das Gebaude vom Fraunhofer-Institut fur Bauphysik im bewohnten Zustand zwei Jahre lang messtechnisch erfasst und energetisch bewertet. Dieser Bericht beschreibt die ersten Zwischenergebnisse nach Ablauf einer 12-monatigen Messperiode. Die Messungen zeigen, dass trotz ungunstiger meteorologischer Randbedingungen die Ertrage aus den fassadenintegrierten Photovoltaikanlagen hoher ausfielen als die Gebaudetechnik und die Nutzer im Laufe der Messperiode fur den Gebaudebetrieb benotigten. Mit der uberschussigen Energie konnten etwa 25 % des Energiebedarfs der Elektromobile abgedeckt werden. Unter “normalen“ meteorologischen Bedingungen hatte das Haus den kompletten Bedarf der Elektromobile abdecken konnen und noch Uberschusse ins Netz eingespeist. Die meteorologischen Randbedingungen in der Messperiode Marz 2012 bis Februar 2013 fuhrten zu etwa 20 % (3.320 kWh) geringeren Solarstromertragen aufgrund der real aufgetretenen ca. 40 % geringeren Sonnenscheinstunden als im Jahresmittel der letzten zehn Jahre. Die Energieverbrauche im Gebaude lagen im Messzeitraum etwa 75 % hoher als vorherberechnet. Dies lag im Wesentlichen an Ineffizienzen im Bereich der Heizanlage aufgrund deutlich hoherer Systemtemperaturen als geplant, an der nicht bedarfsgeregelten Ausenluftmenge der Luftungsanlage und an hoheren Stromverbrauchen als angenommen im Haushaltsbereich. Die Ergebnisse des ersten Betriebsjahres zeigen, dass bei hocheffizienten Hausern eine Monitoring- und Einregulierungsphase zwingend eingeplant werden muss, um die planerisch ermittelten Kennwerte auch im praktischen Betrieb realisieren zu konnen. Validation measurements of the BMVBS Efficiency House Plus in Berlin – Survey period from March 2012 to February 2013. In Berlin, the German Federal Ministry of Transport, Building and Urban Development (BMVBS) had a model building erected to pilot the new funding initiative ‘Efficiency House Plus’. This model is also intended to test and prove the performance of various components of the concept and to provide experience for a wider application. During a 2-year monitoring programme conducted by Fraunhofer IBP, data of the occupied building will be measured and analysed with regard to its energy performance. This report presents the first preliminary results obtained from a 12-month survey period. Measurements found that – despite unfavourable meteorological boundary conditions – the power yields from facade-integrated PV systems still exceeded the energy needs of building services and building users during the survey period. The resultant surplus energy was used to cover about 25 % of the energy demand for electro-mobility. Under ‘regular’ weather conditions the House would have been able to completely cover the energy demand of the electric vehicles, and still there would have been energy left to be fed into the public grid. The meteorological boundary conditions that were prevailing in the measurement period from March 2012 through February 2013 caused a 20 % drop (3,320 kWh) in the solar power yield due to an actual reduction of the sunshine hours, which were about 40 % less than the annual average of the last ten years. In the survey period, the energy consumption in the building was about 75 % higher than predicted. This discrepancy was mainly due to the inefficient performance of the heating system (caused by substantially higher system temperatures than assumed). It was further due to the uncontrolled amount of outdoor air in the mechanical ventilation system and last but not least it was also due to the fact that the electricity consumption of household appliances was higher than expected. The results of the first year of operation suggest that in the case of high-performance buildings it is absolutely required to include a planned monitoring and regulation/control phase, to be capable of realising the design parameters in practice.

As the Energy Performance of Buitdings (EPB) regutations cannot cover atl possible kind of new technotogies, Member States have to devetop "principte of equivatence" procedures, in order to atlow the assessment of systems not covered by the standard catcutation procedures. This information paper discusses the overatl context and describes the approaches used in several countries