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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.

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Bücher, Broschüren

Johannes Spruth
Ratgeber Heizung
Wärme und Warmwasser für mein Haus
2018, 240 S., 22 cm, Softcover
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Welche Heizung ist die richtige? Jedes Haus benötigt Wärme und Warmwasser - und es gibt eine Vielzahl an Möglichkeiten, diese zu erzeugen. Der Ratgeber stellt die unterschiedlichen Anlagetechniken vor, zeigt Vor- und Nachteile auf und nennt die Investitionskosten. Und er erläutert Nutzungskonzepte für Neubauten und Bestandsimmobilien - vom klassischen Gas- oder Öl-Brennstoffkessel, über das Blockheizkraftwerk bis hin zur Wärmepumpe, gekoppelt mit einer Solaranlage.

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Hans-Jürgen Seifert
Effizienter Betrieb von Wärmepumpenanlagen
Planungsfehler vermeiden - Probleme analysieren - Arbeitszahlen optimieren
2018, 212 S., 240 mm, Softcover
VDE-Verlag

 

 

Wärmepumpen sind aus dem Heizungsmarkt mittlerweile nicht mehr wegzudenken. Jährlich kommen bundesweit mehr als 50.000 neue Anlagen hinzu. Diese Technik zeichnet sich unter anderem durch hohe Zuverlässigkeit, lange Lebensdauer, sicheren und sparsamen Betrieb aus. Dem entgegen stehen durchaus hohe Anforderungen an die Planung und Ausführung dieser Anlagen. Fehler bei der Auslegung, Dimensionierung und Anwendung wirken sich bei keinem anderen Heizsystem so gravierend aus wie bei Wärmepumpenheizungsanlagen. Dass es sich hierbei um ein System handelt, welches nur effizient arbeitet, wenn alle Komponenten optimal aufeinander abgestimmt sind, wird oft verkannt. Der Autor - selbst Wärmepumpengutachter mit jahrelanger Berufspraxis - zeigt mit dem Buch, wie man Fehler bei der Planung und Installation vermeiden und ungenutzte Potenziale erkennen kann. Ob die Wahl der richtigen Hydraulik, typische Schwachstellen bei Planung und Ausführung, die fachgerechte Programmierung der Wärmepumpenregler oder Problembehandlung bei Bestandsanlagen - der Autor bringt die wichtigsten Grundsätze für eine fehlerfreie Planung und Installation sowie störungsfreien Betrieb von Wärmepumpen auf den Punkt. Eine Reihe von Checklisten gibt dem Fachmann darüber hinaus ein gutes Werkzeug an die Hand, Anlagen im Bestand zielgerichtet auf eine effiziente Arbeitsweise hin zu untersuchen und zu optimieren.

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Martin Schmuck
Wirtschaftliche Umsetzbarkeit saisonaler Wärmespeicher
Aus Forschung und Praxis, Band 17
2017, 172 S., 21 cm, Softcover
expert-verlag

 

 

Gegenstand der Arbeit sind saisonale Wärmespeicher, die eine sensible Speicherung von Wärme über Zeiträume von mehreren Wochen bis Monaten ermöglichen. Mit ihrer Hilfe kann überschüssige Wärme, die beispielsweise aus solarthermischen Anlagen resultiert, langfristig gespeichert und zeitversetzt zur Unterstützung der Beheizung und Warmwasserbereitung in Gebäuden genutzt werden. Während die technische Machbarkeit saisonaler Wärmespeicher im Rahmen von Forschungs- und Pilotprojekten bereits nachgewiesen werden konnte, sind nur unzureichende Kenntnisse über deren Wirtschaftlichkeit verfügbar. Hier knüpft die Arbeit an und verfolgt den zentralen Ansatz, ein geeignetes Werkzeug für die Bewertung der wirtschaftlichen Umsetzbarkeit unter Berücksichtigung des Lebenszyklus und der auftretenden Unsicherheiten und Risiken zu entwickeln.

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Hermann Recknagel, Eberhard Sprenger, Karl-Josef Albers
Recknagel - Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik 2017/2018, 2 Bde.
Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik, Band Edition Recknagel
Neues Hauptkapitel 'Trinkwassertechnik'
78., überarb. Aufl.
2016, 2700 S., m. zahlr. Abb. 213 mm, Hardcover
Vulkan Verlag

 

 

Seit über 100 Jahren setzt das Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik den Maßstab für die Wissensvermittlung in der HLK-Branche. Das für HLK-Planer und Ingenieure unverzichtbare Nachschlagewerk dokumentiert den letzten Stand der technischen Entwicklung und der rechtlichen Vorgaben in der Heizungs-, Lüftungs-, Trinkwasser-, Klima- und Kältetechnik. Die nun 78., grundlegend überarbeitete Auflage enthält das neue Hauptkapitel "Trinkwassertechnik". Neben einer Einführung in alle wesentlichen Aspekte der Trinkwassertechnik finden sich auch Ausführungen zu Anforderungen an die Planung, Aufbau, Bestandteile und Berechnung von Trinkwasserinstallationen und Auslegung von Trinkwassererwärmungsanlagen. Auch das Hauptkapitel Energiekonzepte wird um Betrachtungen auf Quartiersebene erweitert. Die Mehrplatzversion des "Recknagel" ist auch als Datenbank gestütztes Lizenzangebot erhältlich.

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Recknagel - Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik 2017/2018, CD-ROM
Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik, Band Edition Recknagel
Neues Hauptkapitel 'Trinkwassertechnik'
78., Aufl.
2016, 2700 S., m. zahlr. Abb. 126 x 143 mm, CD-ROM, Audio CD
Vulkan Verlag

 

 

Seit über 100 Jahren setzt das Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik den Maßstab für die Wissensvermittlung in der HLK-Branche. Das für HLK-Planer und Ingenieure unverzichtbare Nachschlagewerk dokumentiert den letzten Stand der technischen Entwicklung und der rechtlichen Vorgaben in der Heizungs-, Lüftungs-, Trinkwasser-, Klima- und Kältetechnik. Die nun 78., grundlegend überarbeitete Auflage enthält das neue Hauptkapitel "Trinkwassertechnik". Neben einer Einführung in alle wesentlichen Aspekte der Trinkwassertechnik finden sich auch Ausführungen zu Anforderungen an die Planung, Aufbau, Bestandteile und Berechnung von Trinkwasserinstallationen und Auslegung von Trinkwassererwärmungsanlagen. Auch das Hauptkapitel Energiekonzepte wird um Betrachtungen auf Quartiersebene erweitert. Die Mehrplatzversion des "Recknagel" ist auch als Datenbank gestütztes Lizenzangebot erhältlich.

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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.
Weitere Informationen rund um das Thema Bauforschung finden Sie in unserem
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Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

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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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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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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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Nicht nur für den Neubau. Feldtest Wärmepumpen im Bestand (kostenlos)
SBZ Sanitär. Heizung. Klima., 2020

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Resch, Alexander
Erdwärme für Bürger und Bücher. Innovationsförderung (kostenlos)
Beratende Ingenieure, 2019

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Kramer, Wolfgang
Heizen mit künstlicher Intelligenz. Selbstlernende Algorithmen für die Wärmeversorgung (kostenlos)
SBZ Sanitär. Heizung. Klima., 2019

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Grießhaber, Wilfried
Solarertrag richtig nutzen. Speichersysteme für Solarthermieanlagen (kostenlos)
SBZ Sanitär. Heizung. Klima., 2019

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Knapp, Jörg
Typische Installationsfehler vermeiden. Einbindung von wasserführenden Öfen und Heizeinsätzen in die Zentralheizung - Teil 2
SBZ Sanitär. Heizung. Klima., 2018

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