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Energiespeicher Beton: Thermische Bauteilaktivierung. Planungsleitfaden Einfamilien- und Reihenhäuser

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[Quelle: https://nachhaltigwirtschaften.at]

Ein wirkungsvoller Ansatz zur Steigerung der Energieeffizienz von Gebäuden ist die intelligente Nutzung von tragenden Bauteilen aus Beton zur Einlagerung von thermischer Energie. In großflächige Bauteile aus Beton wie Geschossdecken wird ein Rohrsystem zur Durchleitung eines Wärmeträgers eingelegt, mit dessen Hilfe man die Temperatur in den angrenzenden Räumen steuern kann. Im Bauwesen ist dieses System unter dem Begriff "Thermische Bauteilaktivierung" (TBA) bekannt. Die Zusammenführung der energetischen Vorteile von hoch gedämmten Gebäuden mit der Möglichkeit der thermischen Bewirtschaftung der tragenden Struktur von Bauwerken eröffnet eine neue Dimension des energieeffizienten Bauens. Von den Vorteilen der TBA herausragend zu nennen ist der während des gesamten Jahres sichergestellte thermische Komfort im Inneren der Gebäude. Begleitet wird dieser für die Wohnqualität positive und für die Gesundheit der Bewohner sehr förderliche Aspekt selbstredend von hoher Energieeffizienz, von einer optimalen Nutzung des Potenzials erneuerbarer Energien sowie von einfachen, kostengünstigen haustechnischen Anlagen. Mit dem Planungsleitfaden wird die thermische Bauteilaktivierung auf einfache und verständliche Weise einem breiten Kreis von Interessenten zugänglich gemacht. Der Inhalt des Planungsleitfadens ist auf die Bedürfnisse von Planern, von Bauausführenden und auf die Wissensvermittlung zur Aus- und Weiterbildung konzipiert. Der Planungsleitfaden behandelt Fragen der Bauphysik, der Konzeption von Gebäuden, der zugehörigen Haustechnik und deren Regelung ebenso wie Überlegungen zur Energieversorgung. Breiter Raum wird der Berechnung der Komponenten der TBA gewidmet. Zur Veranschaulichung der dargestellten theoretischen Abhandlungen ist abschließend der in einzelnen Schritten nachvollziehbare Nachweis der richtigen Auslegung der TBA für ein jüngst realisiertes Einfamilienhaus dargestellt.

Folgendes könnte Sie auch interessieren:

Bücher, Broschüren

Bernhard Weyres-Borchert, Bernd-Rainer Kasper
Solare Wärme
BINE-Fachbuch
Technik - Planung - Hausanlage
2015, 168 S., 139 farb. Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Der Band geht neben den Basics der Solarthermie (samt Kollektoren, Heizungsanlage und Speichertechnik) speziell auf Solarthermie in Neu- und Altbauten ein. Dafür fokussieren sich die Autoren auf den Komfort, die Wirtschaftlichkeit und die Anlagendimensionierung. Ein weiterer Schwerpunkt bildet die sogenannte "Solarisierung" im Bestand: die teilweise oder komplette Sanierung eines Altbaus, die Heizkesseloptimierung, der Denkmalschutz und die aktuelle EnEV. Vorgestellt werden auch die Themen Mehrfamilienhäuser/Geschosswohnungsbau und die hierbei zu erfüllenden Anforderungen.

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Elmar Bollin, Klaus Huber, Dirk Mangold
Solare Wärme für große Gebäude und Wohnsiedlungen
BINE-Fachbuch
2013, 159 S., 94 farb. Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

In Mehrfamilienhäusern oder Siedlungen ist durch viele Verbraucher mit unterschiedlichen Lebensgewohnheiten die Wärmenachfrage gleichmäßiger als in Einfamilienhäusern. Einer solaren Wärmeversorgung kommt das sehr entgegen. Außerdem sinken bei Großanlagen die spezifischen Kosten. Der Band richtet sich an Planer, Architekten, die Wohnungswirtschaft, kommunal Verantwortliche und Studierende. Kenntnisreich geben die Autoren einen Überblick über die System- und Anlagentechnik und die Wirtschaftlichkeit. Schwerpunkte; - Wärmenetze und große Kollektorfelder; - Planungshinweise; - Pilot- und Demonstrationsanlagen.

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Claus-Dieter Clausnitzer
Biomasseheizungen für Wohngebäude mit mehr als 1.000 qm Gesamtnutzfläche
Bauforschung für die Praxis, Band 85
2008, 161 S., zahlr. farb. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die EU-Richtlinie zur Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden wird in Deutschland u.a. durch eine Novellierung der Energieeinsparverordnung (EnEV) in deutsches Recht umgesetzt. Hier wird künftig die Anforderung gestellt, dass bei der Errichtung von Gebäuden über 1.000 qm Gesamtnutzfläche zu prüfen ist, ob regenerative Energien eingesetzt werden können. Die Untersuchung gibt einen Überblick über die Eignung von Wohngebäuden mit einer Gesamtnutzfläche von 1.000 qm für die Wärmebereitstellung aus Biomasse. Im Mittelpunkt steht die Wirtschaftlichkeit der Wärmeversorgung aus Holzpellets- und Holzhackschnitzelanlagen gegenüber der herkömmlichen Versorgung mit Erdgas und Heizöl. Mitbetrachtet werden technische und ökologische Aspekte dieser Brennstoffe, am Rande wird auch auf Strohfeuerungsanlagen eingegangen.

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Gerhard Hausladen, Peter Springl
Heizung und Lüftung im Niedrigenergiehaus
Bauforschung für die Praxis, Band 1
1994, 214 S., Abb., Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Notwendigkeit einer ausreichenden Lüftung von Gebäuden ergibt sich aus hygienischen und bauphysikalischen Gründen. In Gebäuden mit hoher Wärmedämmung (Niedrigenergiehaus) ist eine weitere Reduzierung des Wärmebedarfs sinnvoll über mechanische Wohnungslüftungsanlagen zu erreichen. Durch die Einbeziehung von mechanischen Lüftungsanlagen ergeben sich neue Möglichkeiten der Beheizung/Belüftung von Gebäuden. Ziel der Forschungsarbeit ist es, bewährte und neue Anlagensysteme zur Raumheizung und Lüftung im Hinblick auf Funktion, Kosten und Umweltverträglichkeit miteinander zu vergleichen. Dazu werden 19 ausgewählte Systeme zur Beheizung und Belüftung eines Standard-Gebäudetyps (Reihenmittelhaus) ausgelegt. Anhand des gewählten Gebäudes wurden folgende Arbeitsschritte durchgeführt; - Auswahl von verschiedenen Anlagensystemen und Installationstechniken; - Erstellung je einer Ausführungsplanung und Leistungsbeschreibung zur exakten Kostenermittlung; - Berechnung des Energiebedarfs der verschiedenen Anlagensysteme; - Berechnung der Gesamtjahreskosten der verschiedenen Anlagensysteme; - Berechnung des Primärenergiebedarfs und der CO2-Emissionen der verschiedenen Anlagen- und Installationssysteme. -k-

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
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Ansgar Beuth, Achim Hamann
Hemmnisse und Potenziale der Abwasserwärmenutzung zur Gebäudeheizung - technische, wirtschaftliche, planerische und rechtliche Aspekte
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3123
2019, 120 S., 63 Abb. u. 1 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Es ist festzustellen, dass das Potenzial der Abwasserwärmenutzung bisher nicht in dem bestmöglichen Maße genutzt zu werden scheint, obwohl ausgereifte Technologien zur Verfügung stehen. Demnach ist der Kernfrage nachzugehen, welche Hemmnisse und Anreize im Zusammenhang bei der Abwasserwärmenutzung vorliegen und welche Strategien zur Beseitigung technischer, wirtschaftlicher, planerischer und rechtlicher Hemmnisse zur Einbeziehung der Abwasserwärmenutzung in den Wärmemarkt formuliert werden können. Dazu waren die Akteure der Immobilienwirtschaft, des Hochbaus bzw. der Bauwirtschaft im Allgemeinen zu identifizieren, die bei der Entwicklung, der Planung, dem Bauen und Betreiben von Immobilien beteiligt sind. Um deren Erfahrungen und Standpunkte zu nutzen, kam methodisch eine thematisch strukturierte Online-Befragung mit einem Höchstmaß an Datensicherheit in Frage. Festgestellt wurde, dass Defizite bezüglich Erfahrungen, Informationsbezug und Kenntnissen zu Investitionskosten und Wirtschaftlichkeit bestehen. Daraus leiten sich die Strategien und Handlungsfelder ab aus denen dann Handlungsempfehlungen zur Steigerung der Anwendungsfälle der Abwasserwärmenutzung formuliert wurden.

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Thomas Braun, Jörg Franke
Baustoff-integrierte Flächenheizung (BiFH)
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3177
2019, 109 S., 114 Abb. u. 22 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Forschungsarbeiten bestanden darin, mit Hilfe eines kaltaktiven Atmosphärendruckplasmas und Metallpulver eine Heizstruktur additiv auf Oberflächen im wohnlichen Umfeld aufzutragen. Ziel war es, die elektrische Flächenheizung bereits in Gipskartonplatten oder alternativen typischen Baustoffen zu integrieren und die aufgedruckten Strukturen dabei als elektrische Widerstandsheizung einzusetzen. Aufgrund der zahlreichen Vorteile wurde dafür die Plasma-Coating-Technologie verwendet, welche es erlaubt, auf einer Vielzahl von Materialien elektrisch leitende Strukturen in beliebiger Form aufzubringen. Mit Hilfe von Plasma und Metallpulver bestehend aus Mikro- bzw. Nanopartikeln kann eine dauerhafte Verbindung auf einem dreidimensionalen Basismaterial entstehen. Dadurch ist die Integration einer Heizung direkt am Baumaterial in nur einem Arbeitsschritt, innerhalb weniger Sekunden, möglich.

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Angele Tersluisen, Klara Bauer, Kamyar Nasrollahi, Mozhgan Shirani, Johannes Modersohn, Felix Reiter, Günter Pfeifer, Annette Rudolph-Cleff
Untersuchung zur rechnerischen Bilanzierung solarer Luftheizsysteme und -konstruktionen. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2983
2016, 147 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Häuser werden, um Wärmeverluste zu reduzieren, gedämmt. Es gibt jedoch auch Häuser, die Verluste reduzieren, indem sie über die Gebäudehülle Wärmeenergie erzeugen. Luftkollektorkonstruktionen nutzen den Glashauseffekt und wandeln Licht in Wärme um. Als Hüllfläche an Gebäuden statt klassischer Wärmedämmung eingesetzt, können Luftkollektoren einerseits mit einer ruhenden Luftschicht für die notwendige Dämmwirkung sorgen und so Verluste reduzieren, andererseits Wärmeenergie bereitstellen und Gewinne generieren. Gemäß DIN V 18599 fließen solare Gewinne über opake sowie über transparente Bauteile in die Bilanz eines Gebäudes bzw. einer Zone ein. Die Bilanzierung von solaren Gewinnen über mehrschichtige, solare Gewinne generierende Bauteile wie Luftkollektoren, ist bislang nicht möglich.

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Raphael Lechner, Nicholas O'Connell, Markus Brautsch
Identifikation von Einsatzmöglichkeiten und Potentialen der Zündstrahltechnologie zur Verbesserung der Anlageneffizienz und Wirtschaftlichkeit von BHKW-Anlagen mit experimenteller Überprüfung der Vorteile an einer Pilotanlage unter realen Bedingungen im P. raxisbetrieb. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2943
2015, 141 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Nach dem Stand der Technik bei erdgasbetriebenen Blockheizkraftwerken werden vorwiegend Gas-Otto-Motoren als Antriebsaggregate eingesetzt. Damit werden üblicherweise elektrische Wirkungsgrade von kleiner 40 Prozent erreicht. Als Alternative wurden v. a. im Biogasbereich Zündstrahlmotoren entwickelt, die nach dem Dieselprinzip arbeiten und elektrische Wirkungsgrade von größer 40 Prozent erreichen. Insbesondere bei Anwendungen bei denen der Stromerzeugung ein hoher Wert beigemessen wird (z.B. wenn eine hohe Einspeisevergütung erzielt werden kann) können mit Zündstrahlmotoren wirtschaftliche Vorteile erzielt werden. Ziel des Projektes ist es, die erwarteten Vorteile der Zündstrahltechnologie unter realen Bedingungen an einer Pilotanlage experimentell zu überprüfen und die Praxistauglichkeit unter realen Betriebsbedingungen nachzuweisen. Darüber hinaus soll ggf. erforderlicher weiterer Forschungs- und Entwicklungsbedarf identifiziert werden.

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Heiko Werdin, Bert Oschatz
Erarbeitung eines Verfahrens zur energetischen Bewertung von Wärmepumpen für EnEV und DIN V 18599. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2814
2012, 94 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das novellierte Verfahren zur energetischen Bewertung von Wärmepumpen stützt sich weiterhin auf die Temperaturklassen, die mit den Prüfpunkten nach EN 14511 identisch sind. Über die Häufigkeit der jeweiligen Temperaturen werden Gewichtungsfaktoren für die einzelnen Temperaturklassen festgelegt. An Hand der Betriebsart der Wärmepumpe (parallel, teilparallel, alternativ) wird bestimmt, welcher energetische Anteil bedingt durch das Klima von einem zweiten Wärmeerzeuger übernommen werden muss. Dabei werden die Bivalenztemperatur und die Heizgrenze durch ein neues Rechenverfahren bestimmt. In Abhängigkeit der Kennwerte (Leistungen bei Normprüfpunkten) und der Regelung der Wärmepumpe (stufig, stufenlos) sowie möglicher Nichtnutzungszeiten des Gebäudes und Abschaltzeiten des EVU werden anschließend Laufzeiten der Wärmepumpe für den Kombibetrieb, Heizbetrieb und Trinkwassererwärmung berechnet. Reicht die zur Verfügung stehende Heizzeit der Wärmepumpe für die einzelnen Betriebszustände nicht zur Deckung des energetischen Bedarfes aus, muss die Differenz vom zweiten Wärmeerzeuger übernommen werden. Abschließend werden die Endenergieaufnahme, die Wärmeerzeugerverluste, die Erzeugernutzwärmeabgabe, die Hilfsenergie, der regenerative Energieertrag und die Arbeitszahl berechnet. Die Ergebnisse des neuen Verfahrens wurden mit der VDI 4650 verglichen. Dabei zeigt sich, dass bei Niedertemperatursystemen, wie z.B. FBH mit 35/28/20, die Jahresarbeitszahlen der VDI 4650 und der DIN V 18599 vergleichbar sind. Bei höheren Systemtemperaturen ist festzustellen, dass die DIN V 18599 geringere Arbeitszahlen errechnet als die VDI 4650.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Leibfried, Ulrich; Drück, Harald
Das Aufbauprogramm für Wärmepumpen zukunftsfähig gestalten. Eckpunktepapier (kostenlos)
Moderne Gebäudetechnik, 2022

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Zukunft Wasserstoffheizung. Wasserstoff als Teil der Energiewende in der Heiztechnik? - Teil 2 (kostenlos)
IKZ Haustechnik, Magazin für Gebäude- und Energietechnik, 2022

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Wagnitz, Matthias
Wie vie?l Energie verbrauchen Wärmepumpen tatsächlich?? Jahresarbeitszahlen in der Praxis (kostenlos)
SBZ Sanitär. Heizung. Klima., 2022

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Schmitt, Selina; Zeh, Robin; Stockinger, Volker
Quantification of heat losses and gains of 5th generation district heating and cooling networks compared to conventional heating networks
Bauphysik, 2022

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König, Klaus W.
Holzbrennstoffe - warum nicht? Komfortabel, preiswert und sauber heizen
Bauen plus, 2019

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Highlights aus dem Programm 2022