Zurück in die Zukunft – Verzicht auf Technik : Ein Beitrag zur Entwicklung eines funktionierenden Gebäudes ohne Heizung durch konzeptionelle Planung mit Hilfe transienter Gebäudesimulation

Abstract

Die Bachelorarbeit „Zurück in die Zukunft – Verzicht auf Technik, Ein Beitrag zur Entwicklung eines funktionierenden Gebäudes ohne Heizung durch konzeptionelle Planung mit Hilfe transienter Gebäudesimulation“ ist die schrittweise Darstellung einer Gebäudeplanung mit der Simulationssoftware TRNSYS als Werkzeug. Das Ziel der Planung ist die Minimierung des Heizwärmebedarfs und damit die Senkung des Primärenergiebedarfes, sowie die Schaffung eines behaglichen Raumklimas. Das Beispielprojekt bildet ein Neubau auf einem Hochschulcampus in Lübeck. Im ersten Abschnitt der Arbeit findet sich eine historische Betrachtung des Themas Bauen, Heizen und Lüften, danach folgt eine Begriffsklärung. Des Weiteren wird das Simulationsprogramm TRNSYS, sowie die Auswertung von Simulationsergebnissen vorgestellt. Es wird auf die Funktionsweise von Gebäuden eingegangen und die Behaglichkeitskriterien erläutert. Dabei wird die Bedeutung der Raumtemperatur, sowie deren Entstehung erläutert.

Für das Gebäude wurden nacheinander die Parameter Wandaufbau, interne Lasten, Lüftung, Ausrichtung, Fenster und Standort festgelegt und anschließend variiert, um das Verhalten der einzelnen Zonen im Gebäude auf Veränderung der Parameter zu ermitteln. Somit konnte mit Hilfe der Simulation festgelegt werden, wo sich die Stellschrauben des Systems befinden. Nicht veränderbare Parameter stellten die internen Lasten und die davon abhängige Luftmenge dar. Da es sich um ein Lerngebäude handelt, muss die Bereitstellung von Frischluft stets gewährleistet sein, um Konzentrationsschwächen durch einen zu hohen CO2-­‐Gehalt auszuschließen. Es wurde festgestellt, dass dadurch ein durch die Personenanzahl bedingter, hoher Luftwechsel nötig wurde und durch den Eintrag kalter Außenluft ein großer Teil der Heizlast verursacht wird. Die große Empfangshalle stellte sich als Hauptverursacher der Heizarbeit heraus. Das große Volumen und die großen Fensterflächen sind für hohe Wärmeverluste verantwortlich.

Im nächsten Schritt wurde die Kubatur des Gebäudes verändert. Das Volumen der Empfangshalle wurde deutlich verringert und es entstanden durch ein Schrägdach ungenutzte Lufträume. Diese wirken wie ein Wärmespeicher, der als Puffer dem Auskühlen entgegengewirkt. Durch einen erhöhten Luftwechsel im Sommer bei Nacht wird eine Auskühlung erwirkt und ein Überhitzen aller Zonen im Sommer verhindert. Somit sind sie ein wichtiger Bestandteil für die Behaglichkeit des Gebäudes. Durch die Ergänzung eines Lüftungsgerätes mit Wärmerückgewinnung wurde die Heizlast um 86 % gesenkt und das Ziel, ein funktionierendes Gebäude ohne Heizung zu planen, erreicht.