Simulation und Auswertung der Energieversorgung eines geplanten Mehrfamilienhauses

Abstract

Für die IBA (internationale Bauausstellung) im Jahr 2013 sind in Wilhelmsburg Mitte, in Hamburg, mehrere neue Wohngebäude geplant, welche sich im Park der internationalen Gartenschau IGS befinden. Jedes Wohnungsbaumodell liefert seine eigene Innovation auf die Frage des zukünftigen Wohnungsbaus im 21. Jahrhundert. Bei einem dieser Wohnungsbaumodelle wird die technische Gebäudeausrüstung (TGA) durch das Ingenieurbüro Pinck Ingenieure Consulting GmbH geplant. Hierbei handelt es sich um das Projekt „Smart ist grün“, ein Passivhaus, welches auch als Plusenergiehaus bei der dena (Deutsche Energie-Agentur GmbH) nominiert ist [IBA12]. Es werden im und am Gebäude neue Innovationen und erneuerbare Energien berücksichtigt. Dieses sind zum Einen ein PCM-Wärmespeicher (Phase Change Material) sowie eine Photovoltaikanlage an der Balkonbrüstung und eine Solarthermieanlage auf dem Flachdach und an der Attika. Ferner ist ein Anschluss an das Nahwärmenetz zur Einspeisung und auch zur Rückspeisung von Wärmeenergie vorgesehen. Somit ist, unabhängig der erneuerbaren Energien, eine Versorgung von Wärme- und elektrischer Energie sicher gestellt. Die vorliegende Arbeit beschreibt die dynamische Simulation dieser Energiever- sorgung. Die, während der Planung, durchgeführte Anlagensimulation dient zum Nachweis und zur Überprüfung der geltenden Randbedingungen. Für das Erstellen des Anlagenschemas sind Kenntnisse bezüglich der eingesetzten Innovationen notwendig. Daher werden hierzu zunächst die technischen Details in den nächsten zwei Kapiteln erläutert. Vor der Simulation wird eine geeignete Software ausgewählt. Weiterhin werden für die Simulation geltende Randbedingungen und Anforderungen dokumentiert. Auf Grundlage des aktuellen Anlagenschemas der Wärmeversorgung des TGA- Planungsbüros Pinck Ingenieure Consulting GmbH wird im Hauptteil die Erstellung des Anlagenschemas dokumentiert. Unterteilt wird dieses Kapitel, wie auch die darauffolgende Auswertung, zum Einen in die Wärmeversorgung und zum Anderen in die Stromversorgung. Anschließend wird ein Vergleich zwischen der Planungsgrundlage und der Umsetzung in der Software vorgenommen. Es werden die Annahmen und Änderungen in der Software noch einmal zusammengefasst. Weiterhin werden Optimierungsmöglichkeiten der einzelnen Komponenten, wie beispielsweise der Solarthermieanlage, aufgezeigt. Im Anhang ist die grundlegende Basis der Simulation, das Anlagenschema von Pinck Ingenieure, aufgezeigt. Im Vergleich hierzu ebenso das Anlagenschema aus der Simulationssoftware. Abschließend ist der, durch das Programm erstellte, ausführliche Bericht mit den Simulationsergebnissen angehängt.