Performance von Gebäuden
Kriterien · Konzepte · Erfahrungen
Karsten Voss, Sebastian Herkel, Doreen Kalz, Thomas Lützkendorf, Anton Maas, Andreas Wagner
Hrsg.: FIZ Karlsruhe, BINE Informationsdienst, Bonn
2016, 323 S., 420 Abb. u. 32 Tab.
Fraunhofer IRB Verlag
ISBN 978-3-8167-9584-1

Inhalt

Zur Messung und Bewertung der »Performance« von Gebäuden sind eindeutige Methoden hilfreich – dies gilt sowohl für die Planungs- als auch für die Nutzungsphase. Denn obwohl die meisten Planer und Betreiber die Ziele Energieeffizienz, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit von Gebäuden bei hoher Zufriedenheit der Nutzer erreichen wollen, ist die Bewertung der hierfür erwogenen Planungsentscheidungen anspruchsvoll. Was mit bestimmten Konzepten und konkreten Maßnahmen mit welchen ökonomischen Konsequenzen tatsächlich erreicht wird, ist nicht so einfach zu bewerten.
Das Buch »Performance von Gebäuden« erläutert die Grundlagen und Methoden einer fundierten Messung und Bewertung der Gebäudeperformance. Erkenntnisse aus vielen Forschungs- und Demonstrationsprojekten verdeutlichen das Performance-Konzept. In Praxisbeispielen werden Kennwerte und Orientierungsgrößen für die Planung und den Gebäudebetrieb anschaulich dargestellt. Ein umfangreicher Anhang stellt praktisch anwendbare Planungs- und Bewertungshilfsmittel vor und verweist auf allgemein zugängliche Informationsquellen.
Wissenschaftler aus unterschiedlichen Forschungsdisziplinen und Experten aus der Planungspraxis geben mit dem vorliegenden Buch einen Einblick in die Methoden und Anwendungsmöglichkeiten einer Performancebewertung von Gebäuden. Gezeigt wird außerdem, wie sich das Performance-Konzept nahtlos in die Idee der integralen Planung und in die Praxis des Facility Managements einfügen kann.

Verfügbare Formate

Inhaltsverzeichnis

Impressum

Zum Geleit

Inhalt

Vorwort: Performance von Gebäuden

1 Eine Standortbestimmung

1.1 Herausforderungen und Trends

1.2 Klimawandel und Gebäude

1.3 Energiewende im Gebäudesektor

1.4 Internationale Trends

2 Die Performance von Gebäuden erfassen und beurteilen

2.1 Performance von Gebäuden – Einordnung und Interpretation

2.2 Die Bedeutung der Nutzungsphase

2.3 Akteure und ihre Interessen

2.4 Systeme zur Bewertung der Nachhaltigkeit

2.5 Energetische Portfolioanalyse und Nachhaltigkeitsbericht

3 Energie- und Umweltperformance

3.1 Einführung in die Methodik

3.2 Energie- und Emissionskennwerte

3.3 Kennwerte von Gebäuden mit ausgeglichener oder positiver Energiebilanz

3.4 Bedarf versus Verbrauch

4 Die ökonomische Performance

4.1 Grundlagen zu Kostenkennwerten

4.2 Baukosten

4.3 Nutzungskosten

4.4 Wirtschaftlichkeit und Wertstabilität

5 Nutzerzufriedenheit

5.1 Nutzerzufriedenheit – eine Begriffsbestimmung

5.2 Nutzerzufriedenheit in der Planung und im Betrieb

5.3 Arbeitsplatzkomfort aus Nutzersicht

5.4 Nutzerzufriedenheit im Kontext der Nachhaltigkeitsbewertung

5.5 Nutzer-Gebäude-Interaktion

6 Raumklima im Detail

6.1 Thermischer Komfort

6.2 Luftqualität

6.3 Licht und Beleuchtung

6.4 Raumakustik

7 Baukonstruktionen im Detail

7.1 Luftdichtheit

7.2 Wärmebrücken

7.3 Phasenwechselmaterialien in Bauteilen

7.4 Vakuumisolationspaneele

7.5 Sonnenschutzvorrichtungen

8 Performance von technischen Anlagen

8.1 Technologienübersicht

8.2 Wärmepumpen

8.3 Kühlen und Kältetechnik

8.4 Wärme- und Kälteversorgung mit Thermoaktiven Bauteilsystemen

8.5 Solaranlagen

8.6 Holzpelletkessel

8.7 Lüftungsanlagen

8.8 Gebäude interagieren mit dem Netz

9 Gebäudeperformance in Planung und Betrieb verbessern

9.1 Qualitätssicherung planen / Prozesse optimieren

9.2 Gebäudeautomation sicher planen und in Betrieb nehmen

9.3 Gebäudemonitoring: Messwerte erfassen und verarbeiten

9.4 Gebäudemonitoring: Betriebsüberwachung, Fehlererkennung und Optimierung

10 Gestaltungsqualität und Nachhaltigkeit

11 Werkzeuge für die Praxis

11.1 Konzeptfindung & Planung

11.2 Messung

11.3 INKA – Instrument für Nutzerbefragungen zum Komfort am Arbeitsplatz

11.4 Betriebsführung

11.5 Datenbanken für die Gebäudeanalyse

Projekt-Steckbriefe

Herausgeber

Autoren

Stichwortverzeichnis

Bildnachweis

Rezensionstext

„(…) Sehr empfehlenswert! Auch zum Nachschlagen einzelner Energiethemen (…)“ In: HIS: Mitteilungsblatt (2016), Ausgabe 3, Seite 4

Autoreninfo

Prof. Dr.-Ing.Karsten Voss
Bergische Universität Wuppertal, Fakultät für Architektur und Bauingenieurwesen, Lehr- und Forschungsgebiet Bauphysik und technische Gebäudeausrüstung, Institutsleiter
Dipl.-Ing Sebastian Herkel
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Abteilung Solares Bauen, Abteilungsleiter
Dr.-Ing. Doreen Kalz
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Abteilung Solares Bauen, Gruppenleiterin
Prof. Dr.-Ing. habil. Thomas Lützkendorf
Karlsruher Institut für Technologie KIT, Fakultät für Wirtschaftswissenschaften, Fachgebiet Immobilienwirtschaft, Lehrstuhl Ökonomie und Ökologie des Wohnungsbaus, Institutsleiter
Prof. Dr.-Ing. Anton Maas
Universität Kassel, Fachbereich für Architektur, Stadtplanung, Landschaftsplanung, Fachgebiet Bauphysik, Institutsleiter
Prof. Dipl.-Ing. Andreas Wagner
Karlsruher Institut für Technologie KIT, Fakultät für Architektur, Fachgebiet Bauphysik und Technischer Ausbau, Institutsleiter

Publikationslisten zum Thema:
Fraunhofer ISE, energieeffizientes Gebäude, Gebäudeenergietechnik, Betriebsführung und Gesamtenergiekonzepte,

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Bücher, Broschüren

Bauphysik-Kalender 2019
Bauphysik-Kalender
Schwerpunkte: Energieeffizienz; Kommentar DIN V 18599
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Das Instrumentarium für Entwurf und Bemessung energetischer Konzepte unter Einbeziehung der licht- und wärmedurchlässigen Gebäudehülle sowie der Heizungs- und Klimatechnik, der Beleuchtung und der stromerzeugenden Anlagen liefert DIN V 18599 "Energetische Bewertung von Gebäuden - Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung", Teile 1 bis 12 in der aktuellen Fassung von 2016. Diese Norm ist das Recheninstrument, mit dem alle Bilanzanteile umfassend und mit vertretbarem Aufwand zusammengeführt werden können und die Effizienz eines Gebäudes ganzheitlich bewertet werden kann. Im Bauphysik-Kalender 2019 werden alle zwölf Normteile aktuell aus erster Hand für die Praxis kommentiert. Dabei werden die Hintergründe und Grundlagen von Nutzungsrandbedingungen erläutert und Hinweise für die Erstellung eigener Nutzungsprofile gegeben. Es wird gezeigt, wie sich unterschiedliche Ausführungen des Wärmeschutzes, des Sonnenschutzes und der Bauart auf den Heizwärmebedarf und Kühlbedarf auswirken. Die Bewertung von Anlagenkonzepten und die Nachweise nach dem Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz EEWärmeG werden dargestellt. Auf den Einfluss der Betriebsführung der Anlagentechnik und der Gebäudeautomation wird eingegangen. Außerdem werden Hinweise zur Praxistauglichkeit und -relevanz einiger Kennwerte gegeben. Die Verfahren zur Ermittlung der Primärenergiefaktoren werden ebenfalls erläutert. Das neue Tabellenverfahren nach DIN V 18599 Teil 12 stellt vorausgewertete Tabellen für die Aufwandszahlen von Anlagenteilbereichen der Anlagentechnik zur Verfügung. Damit wird die energetische Bewertung von Gebäuden und der Anlagentechnik transparenter und übersichtlicher. Zukünftig wird dies auch für ausgewählte Typen von Nichtwohngebäuden möglich sein. Berechnungsbeispiele und Beispielgebäude in den einzelnen Kommentaren dienen der direkten Praxisanwendung der Norm. An die Planer werden also hohe Anforderungen gestellt, daher zeigen Beiträge mit Ausführungsbeispielen z. B. zukun

Wirtschaftlichkeit baulicher Investitionen bei Erhöhung energetischer gesetzlicher Anforderungen

Sabine Erdmann, Angelika Lückert, Klaus Probst
Wirtschaftlichkeit baulicher Investitionen bei Erhöhung energetischer gesetzlicher Anforderungen
Metastudie
2018, 67 S., 6 Abb. u. 7 Tab.,
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Das Thema der Wirtschaftlichkeit in Bezug auf energieeffiziente Baumaßnahmen ist von hoher Brisanz. Besonders vor dem Hintergrund möglicher zukünftiger Verschärfungen der gesetzlichen Anforderungen an die Energieeffizienz von Gebäuden ist die Auseinandersetzung mit der Frage nach der Wirtschaftlichkeit sehr aktuell. Eine Vielzahl an Veröffentlichungen und zahlreiche Diskussionen auf Fachtagungen untersuchen dieses Thema auf unterschiedlichste Weise, wodurch eine Zusammenführung aller Ergebnisse zu einer übereinstimmenden Aussage weder belastbar noch wirklich zielführend ist. Insbesondere aus Sicht privater Bauherren ist für eine fundierte Entscheidungsfindung bei der Vielzahl der Veröffentlichungen zu diesem Thema eine Orientierung und Einordnung der Ergebnisse vonnöten. Mit dieser vergleichenden Metastudie sollen daher die wesentlichen Erkenntnisse der jeweiligen Veröffentlichungen herausgestellt und die Annahmen, Randbedingungen und Methoden, auf denen sie basieren, verdeutlicht werden. Als Ausgangsbasis wird zunächst die aktuelle Gesetzeslage beschrieben und der Untersuchungsrahmen festgelegt. Darauf aufbauend wird dargestellt, welche Rahmenbedingungen wie Baukostensteigerungen, Energiepreise und Energiepreisentwicklungen innerhalb der Publikationen angesetzt und welche Energiestandards miteinander verglichen werden. Des Weiteren werden die Studien nach den verwendeten Berechnungsverfahren gebündelt betrachtet und hinsichtlich der Anwendung des Kopplungsprinzips beleuchtet. Außerdem werden wesentliche Aspekte zum Thema Sanierung gegenüber Neubau aus den Studien herausgestellt. Die Metastudie liefert somit eine gegenüberstellende Betrachtung relevanter Ergebnisse der untersuchten Studien im Hinblick auf die Bewertung der Wirtschaftlichkeit energetischer Baumaßnahmen (für Selbstnutzer).

Eberhard Hinz, Andreas Enseling
Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit in der Gebäudemodernisierung
Unvereinbarer Widerspruch oder eine Frage der Sichtweise?
2018, 104 S., 24 Abb. u. 4 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

"Rechnet sich denn das eigentlich alles?", mag sich mancher Gebäudebesitzer angesichts der Kosten für energietechnische Modernisierungen fragen. Ist energiesparendes Bauen eine hochrentable Investition in die Zukunft oder doch nicht sinnvoll? Vor diesem Hintergrund und aus der Erfahrung vieler kontroverser Diskussionen um die Wirtschaftlichkeit energietechnischer Modernisierungen ist das Buch entstanden. Die Autoren wenden sich in erster Linie an private Investoren und erläutern auf verständliche Weise das Thema der Wirtschaftlichkeit energiesparender Maßnahmen in selbstgenutzten Wohngebäuden. Das Buch ist als eine Hilfe für Investoren zu verstehen, die vor einer Investitionsentscheidung stehen und durch die öffentliche Diskussion um die Wirtschaftlichkeit energiesparender Maßnahmen verunsichert sind. Das Buch vermittelt das Wissen, um die kontroverse Diskussion um die Wirtschaftlichkeit zu verstehen und die eigene Investitionsentscheidung abzusichern. Die Autoren des Buches sind als wissenschaftliche Mitarbeiter im Institut Wohnen und Umwelt (IWU) seit vielen Jahren mit dem komplexen Thema der Wirtschaftlichkeit energiesparender Maßnahmen in Wohngebäuden befasst.

SIA-Effizienzpfad Energie. Ergänzungen und Fallbeispiele zum Merkblatt SIA 2040:2017
SIA Dokumentation, Band D 0258
Gültig ab: 01.03.2018.
2018, 56 S., 13 Abb., 21 Tab., Softcover

Während das Merkblatt SIA 2040 "SIA-Effizienzpfad Energie" ein technisches Dokument mit Definitionen und Berechnungsmethoden darstellt, will die Dokumentation D 0258 die Herleitungen und Hintergrundinformationen darlegen und an Fallbeispielen die Berechnungsweise und Optimierungsprozesse aufzeigen. Die Dokumentation dient damit der Vertiefung und Nachvollziehbarkeit der im Merkblatt gebotenen Kürze. Ergänzt werden Merkblatt und Dokumentation durch ein einfaches Excel-Tool, die "Rechenhilfe SIA 2040" für die Phasen Vorstudie/Vorprojekt, welche auf www.energytools.ch bezogen werden kann. Diese Rechenhilfe erlaubt, bereits in einer frühen Planungsphase die Weichen richtig zu stellen.

Christian Pöhn, Anton Pech
Bauphysik - Erweiterung 1
Energieeinsparung und Wärmeschutz. Energieausweis - Gesamtenergieeffizienz
3., Aufl.
2018, 224 S., 18 b/w ill., 198 b/w tbl. 242 mm, Hardcover
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Der erste Erweiterungsband zur Bauphysik (Band 1 der Reihe Baukonstruktionen) befasst sich mit der Umsetzung der EU-Richtlinie zur Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden (EPBD) sowie mit der österreichischen OIB-Richtlinie 6 zur Harmonisierung bautechnischer Vorschriften in Österreich, die seit 2007 existiert und nun ab 2017 zur verbindlichen Vorschrift wird. Es werden die exakten Rechenverfahren erläutert und Näherungsmethoden für Neu- und Sanierungsplanung und Erfassung des Bestandes vorgestellt. Für die dritte Auflage wurden die Rechenverfahren ergänzt und aktualisiert. Der Band wendet sich vor allem an die Praktiker in Architektur- und Planungsbüros, aber auch an Immobilienbüros und Developer.

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Forschungsberichte

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Baukonstruktionen aus Massiv-Holz, welche durch Form und Fügung konstruktive und bauphysikalische Anforderungen des energie-effizienten und nachhaltigen Bauens erfüllen

Achim Menges, Oliver Bucklin, Oliver David Krieg, Hans Drexler
Baukonstruktionen aus Massiv-Holz, welche durch Form und Fügung konstruktive und bauphysikalische Anforderungen des energie-effizienten und nachhaltigen Bauens erfüllen
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3122
2019, 90 S., 36 Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Die weite Verbreitung, hohe Leistungsfähigkeit, und leichte Bearbeitbarkeit macht Holz zu einem idealen Baumaterial für innovative Konstruktionen. Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines Massiv-Holz-Bausystems, bei denen einfache Holz-Elemente durch digitale Fertigungsmethoden so bearbeitet werden, dass sie durch Form und Fügung konstruktive und bauphysikalische Anforderungen des energieeffizienten und nachhaltigen Bauens erfüllen. Am Beispiel eines variablen Prototypen-Gebäudes, das in Partnerschaft zwischen der Universität Stuttgart, der Jade Hochschule und der IBA Thüringen entwickelt und gebaut wird, soll das Bausystem erprobt werden. Als eines der ersten voll parametrisch entworfenen und digital hergestellten Gebäude mit einer Vollholzkonstruktion stellt das Projekt einen wichtigen Schritt für die moderne Architekturforschung dar. Vor allem die praxisnahe Evaluation der Entwurfs- und Fertigungsmethodik hat eine Reihe von wichtigen Erkenntnissen zur Folge. Das Forschungsprojekt kann insofern als ersten Schritt für die Entwicklung eines neuen Bausystems angesehen werden.

Großdemonstrator - Multifunktionale Betonfertigteile für energetisch nutzbare Gebäudetragstrukturen. Abschlussbericht

Matthias Pahn, Dirk Bayer, Sven O. Krumke, Christian Caspari, Tillman Gauer, Dirk Miguel Schluppkotten, Michael Holzhauser, Torsten Weiler
Großdemonstrator - Multifunktionale Betonfertigteile für energetisch nutzbare Gebäudetragstrukturen. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3135
2019, 100 S., 64 Abb. u. 28 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Das Forschungsprojekt befasst sich mit der Entwicklung und Umsetzung des Großdemonstrators Smallhouse IV. Hierbei wird ein Gebäudeenergiekonzept erarbeitet, welches die Gebäudemasse aktiv zur Wärmespeicherung heranzieht. Ähnlich wie in Solaraktivhäusern soll die gesamte Wärmebereitstellung mittels einem minimalen primärenergetischen Bezug gewährleistet werden. Hierfür soll jedoch die solare Wärme nicht in überdimensionalen Wasserspeichern, sondern in der vorhandenen Gebäudemasse gespeichert werden. Zu diesem Zweck werden thermisch aktivierte Betonfertigteile entwickelt, die neben ihren statischen Aufgaben auch die thermischen Funktionen Wärmedämmung, Wärmespeicherung und Temperierung übernehmen. Diese Bauteile werden als multifunktionale Betonfertigteile bezeichnet.

Bauen mit Weitblick - Systembaukasten für den industrialisierten sozialen Wohnungsbau

Stefan Winter, Markus Lechner, Claudia Köhler, Joachim Brech, Moritz Segers, Christian Schühle, Anne Niemann, Hermann Kaufmann, Lukas Lauss, Johanne Schöner, Rafael Gramm, Johannes Gantner, Thomas Kirmayr, Sebastian Schäller, Sandra Fleischmann, Friedrich Hermann, Ernest Berghofer, Thomas Auer, Fritz Frenkler
Bauen mit Weitblick - Systembaukasten für den industrialisierten sozialen Wohnungsbau
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3082
2019, 426 S., 183 Abb. u. 28 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

Vielerorts herrscht weiterhin ein großer, sich verschärfender Mangel an bezahlbarem Wohnraum. Politik und Wohnungswirtschaft müssen dringend sozial verträglich Wohnraum schaffen. Unter Wahrung architektonischer Vielfalt ist eine Industrialisierung des Wohnungsbaus erforderlich. Mögliche Wege zur Industrialisierung und deren Umsetzungsfähigkeit wurden im Projekt untersucht. Ziel des Vorhabens war die Entwicklung der Methodik und die Bereitstellung eines "Systembaukasten Geschosswohnungsbau", der industrialisierten sozialen Wohnungsbau mit hoher nachhaltiger Bauqualität ermöglicht. Dazu werden zunächst in einem Anforderungskatalog, basierend auf Förderkriterien etc., alle Leistungsanforderungen definiert. Aus den Anforderungen wurden die Funktions- und Produktstrukturen für einen Systembaukasten entwickelt. Für spezifische Bauweisen wurde die Entwicklung eines Systembaukastens basierend auf Baugruppen ermöglicht. Aufbauend auf den Ergebnissen können nun auch bauweisenspezifische, firmenunabhängige Systembaukästen entwickelt werden, die mittels Konfiguratoren durch unabhängige Planer verwendet und offen ausgeschrieben werden können.

Dynamisch thermisch-hygrisches Verhalten von Massivbaukonstruktionen: Entwicklung eines Wärmespeicherfähigkeitsindex für Gebäude aus Mauerwerk und thermisch aktivierbare Massivholzelemente. Abschlussbericht

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Dynamisch thermisch-hygrisches Verhalten von Massivbaukonstruktionen: Entwicklung eines Wärmespeicherfähigkeitsindex für Gebäude aus Mauerwerk und thermisch aktivierbare Massivholzelemente. Abschlussbericht
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Die thermische Speicherfähigkeit von Baukonstruktionen kann erheblichen Einfluss auf den Energieverbrauch und die thermische Behaglichkeit von Gebäuden haben. Im Zuge immer genauerer Berechnungs- und Bilanzierungsverfahren ist es notwendig, auch den Einfluss der Wärmespeicherfähigkeit eines Gebäudes auf den Energiebedarf zu berücksichtigen. Hier setzt das vorliegende Forschungsprojekt mit einer Untersuchung und Bewertung der Auswirkungen der Wärmespeicherfähigkeit auf das thermische Verhalten von Gebäuden an. Außerdem wird eine Berücksichtigung der Wärmespeicherfähigkeit auch für moderne Holzkonstruktionen immer wichtiger. Ziel des Forschungsprojektes war zum einen die Entwicklung eines Wärmespeicherfähigkeitsindex für Gebäude, welcher es ermöglicht, ohne aufwendige Simulationsrechnungen Aussagen bezüglich des Einflusses der Wärmespeicherfähigkeit auf den Nutzenergiebedarf für Heizen, das sommerliche Überhitzungspotential und die thermische Behaglichkeit treffen zu können.

Praxis-Vergleich verschiedener Speicherstrategien für Plusenergiehäuser in exemplarischen Wohnsiedlungen - Living Lab Plusenergiesiedlung Wuppertal

Hans Erhorn, Michael Beckert, Antje Bergmann, Michael Eberl, Micha Illner, Johann Reiß, Wolfgang Sedlmair, Herbert Sinnesbichler, Georg Lange
Praxis-Vergleich verschiedener Speicherstrategien für Plusenergiehäuser in exemplarischen Wohnsiedlungen - Living Lab Plusenergiesiedlung Wuppertal
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3130
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Bei Effizienzhaus Plus Gebäuden waren bisher hausweise Batteriespeicher die Antwort auf die geänderten Bedingungen bei der Einspeisevergütung. Die Wirtschaftlichkeit dieser individuellen Konzepte steht jedoch im Siedlungsverbund auf dem Prüfstand. Es sind Lösungen für ein wirtschaftlich optimales Speicherkonzept für Quartiere zu finden, um den Eigenverbrauch von lokal erzeugten, erneuerbaren Energien in Effizienzhaus Plus Gebäuden zu maximieren und die Stromnetze zu entlasten. Die Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt sollen dazu beitragen, die Kosten für die Energiekonzepte von Effizienzhäusern Plus zu senken, die Stromkosten durch einen höheren Anteil eigen erzeugten Stroms zu reduzieren und dadurch die Praxisansätze wirtschaftlicher in den Markt zu bringen sowie die Stromnetze zu entlasten.

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Schaefer, Inga
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Wie weit können Sie messen? Wieso das Punktgrößenverhältnis in der Thermografie entscheidend ist
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