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Photovoltaik in der Gebäudehülle. Wertung bautechnischer Anforderungen

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[Quelle: http://d-nb.info]

Die Solarstromerzeugung mit Photovoltaikmodulen entwickelt sich zu einer wesentlichen Säule der Energieversorgung. Dabei kann die Integration der Module in die Gebäudehülle die Nachhaltigkeit der Systeme verbessern und neue Anwendungen in der Architektur erschließen. Die Arbeit untersucht die bautechnischen Anforderungen, die sich bei der gebäudeintegrierten Verwendung von Photovoltaikmodulen im Hinblick auf die Sicherheit von Bauteilen aus Glas ergeben. Diese Anforderungen betreffen die materielle Zusammensetzung als Bauprodukt, die Konstruktionsweise und die zu erbringenden Nachweise. Die alleinige Produktqualifizierung nach der elektrotechnischen Normung und die üblichen Qualitätssicherungsmaßnahmen in der Modulproduktion bieten hierfür keine hinreichende Grundlage, da sie keine charakteristischen Materialkennwerte liefern. Infolgedessen bedarf die Integration von Photovoltaikmodulen in die Gebäudehülle in vielen Fällen gesonderter Zustimmungs- oder Zulassungsverfahren. Resttragfähigkeitsprüfungen an Glas-Glas-Photovoltaikmodulen verfolgten das Ziel, die mechanischen Sicherheitseigenschaften gängiger Modulaufbauten im Vergleich zu Verbundsicherheitsglas zu ermitteln. Auf der Grundlage der Ergebnisse lassen sich die untersuchten Aufbauten als mindestens gleichwertig beurteilen. Mit einer bauaufsichtlichen Einstufung geeigneter Modulaufbauten als Verbundsicherheitsglas könnte sich der zusätzliche Nachweisaufwand für gebäudeintegrierte Photovoltaik erheblich reduzieren. Im Vierpunktbiegeversuch wurde der Einfluss der Glasbeschichtung mit Dünnschichtsolarzellen auf die Festigkeit der verwendeten Gläser analysiert. Die für eine praktikable Qualitätssicherung durch die Hersteller wünschenswerte Prüfung im Fertigungsformat der Module erforderte eine Modifikation der Probengeometrie. Numerische Berechnungen konnten die Anwendbarkeit des Prüf- und Auswertungsverfahrens auf die vergrößerte Probenbreite nachweisen. Bei beiden untersuchten Dünnschichttechnologien ließ sich die Randentschichtung als Ursache für eine leichte Reduzierung der Biegezugfestigkeit identifizieren. Dabei blieben Mindestwerte für das Basisprodukt Floatglas eingehalten. Die Arbeit leistet einen Beitrag zum Nachweis der mechanischen Leistungseigenschaften von Photovoltaikmodulen, die für den Einsatz als Bauprodukt erforderlich sind. Darüber hinaus können die entwickelten Empfehlungen für die photovoltaikspezifischen Entwurfs- und Planungsaufgaben einen ganzheitlichen und interdisziplinären Planungs- und Bauablauf erleichtern.

Folgendes könnte Sie auch interessieren:

Bücher, Broschüren

Bauphysik-Kalender 2019
Bauphysik-Kalender
Schwerpunkte: Energieeffizienz; Kommentar DIN V 18599
2019, 660 S., 350 SW-Abb., 40 Farbabb., 200 Tabellen. 244 mm, Hardcover
Ernst & Sohn

 

 

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

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Sabine Erdmann, Angelika Lückert, Klaus Probst
Wirtschaftlichkeit baulicher Investitionen bei Erhöhung energetischer gesetzlicher Anforderungen
Metastudie
2018, 67 S., 6 Abb. u. 7 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

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).

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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.

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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.

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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
Birkhäuser Berlin

 

 

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

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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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.

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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.

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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
2019, 301 S., 79 Abb. u. 53 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

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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Eva Schulze, Karoline Dietel, Anne Engler
Sozialwissenschaftliche Evaluation des Modellprogramms Effizienzhaus Plus Standard. Abschlussbericht Teil II
Nutzerfreundlichkeit, Akzeptanz und Beeinflussbarkeit des Energieverbrauchs
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3113
2019, 122 S., 50 Abb. u. 12 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ziel des Forschungsvorhabens war es, Effizienzhäuser Plus auf ihre Nutzerfreundlichkeit für Bewohner zu untersuchen. Die sozialwissenschaftliche Evaluation ist wesentlicher Bestandteil für eine erfolgreiche Verbreitung des Effizienzhaus Plus Standards. Die Mieter der Effizienzhäuser Plus zeigen ein verstärktes Interesse am Energiesparen sowie ein erhöhtes Energieverbrauchsbewusstsein. So scheint es sich bei Bewohnern von Effizienzhäusern Plus mehrheitlich um ökologisch-energiebewusste Menschen zu handeln. Wesentliches Ergebnis ist die hohe Akzeptanz und Alltagstauglichkeit der Technik in den Effizienzhäusern Plus.

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Eva Schulze, Detlef Oesterreich, Karoline Dietel, Anja Wilbrandt
Sozialwissenschaftliche Evaluation des Modellprogramms Effizienzhaus Plus Standard. Abschlussbericht Teil I
Nutzerfreundlichkeit, Akzeptanz und Beeinflussbarkeit des Energieverbrauchs
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3112
2019, 122 S., 30 Abb. u. 2 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ziel der Begleitforschung war es herauszufinden, warum Bauherren ein Effizienzhaus Plus bauen und bewohnen, welche Erwartungen und Befürchtungen sie in Bezug darauf haben, wie sie das Funktionieren und die Steuerung der Haustechnik bewerten und welche Erfahrungen sie während der Umsetzung ihrer Gebäude gesammelt haben. Insgesamt zeigen die kontinuierliche Evaluation des Berliner Effizienzhauses Plus und die Ergebnisse aus den Befragungen des Netzwerks, dass das Wohnen in einem solchen Haus höchst komfortabel sein kann und keine Einbußen mit sich bringt. Das Leben in einem solchen Haus verschafft dem Energiethema große Präsenz im Alltag und kann den Ehrgeiz eines möglichst effizienten Ressourceneinsatzes im Haushalt fördern. Damit erweist sich dieses Energiekonzept für die Bauherren als alltagstaugliche Realisierung ihrer Hauptmotive: Energie einsparen, zum Umweltschutz beitragen und unabhängig von fossilen Energieträgern und ihrer Preisgestaltung sein.

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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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Pavel, Horst; Willinger, Matthias
Dachintegrierte Photovoltaik (kostenlos)
DBZ Deutsche Bauzeitschrift, 2019

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Ressourcen- und klima­gerecht gebaut. Stadtwerke Neustadt in Holstein (kostenlos)
DBZ Deutsche Bauzeitschrift, 2019

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Held, Benjamin
Einkommensspezifische Energie-Verbräuche privater Haushalte. Eine Berechnung auf Basis der Einkommens- und Verbrauchsstichprobe (kostenlos)
WISTA - Wirtschaft und Statistik, 2019

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Wie weit können Sie messen? Wieso das Punktgrößenverhältnis in der Thermografie entscheidend ist
EnEV Baupraxis, 2019

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Grewe, Rosa
Technik am Limit. Hightech-Schule und Lowtech-Kita? - Gebäudetechnik beim Bauen für Kinder
db Deutsche Bauzeitung, 2018

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