Dies ist ein Faktenblatt aus dem REGKLAM-Vorhaben zum Thema "Anpassung von Gebäuden"

Bergmann, Anne

Günther, Edeltraud

Herrmann, Andreas

Herrmann, Jana

Meyr, Julian

Stechemesser, Kristin

Dokumentenserver Klimawandel

Faktenblatt zum Schlüsselprozess Gebäudekühlung und GebäudehülleStand Oktober 20131www.regklam.deAnpassung von GebäudenDer Klimawandel ist bereits heute in Form von regionalen Klimaverän-derungen spürbar. Die Auswirkungen des Klimawandels sind äußerst vielfältig. Beispielsweise zeigte der „Jahrhundertsommer“ im Jahr 2003 für viele Unternehmen die Grenzen einer möglichen Kühlung von Ar-beitsstätten, insbesondere von Bürogebäuden auf, sodass eine thermi-sche Behaglichkeit für die Mitarbeiter nicht mehr gewährleistet werden konnte. Solche Situationen führen zu erschwerten Arbeitsbedingungen und infolgedessen sind durchaus Produktivitätseinbußen möglich.????????????????????????????? ????????????????????????????????????-lung rechtzeitig entgegenwirken zu können, wird im vorliegenden Fak-tenblatt der Schlüsselprozess zur Gebäudekühlung und Gebäudehülle vorgestellt. Zudem werden Möglichkeiten zur Anpassung an den Klima-wandel dargestellt.Klimaentwicklung in der Modellregion DresdenFür die Modellregion Dresden ist mit folgenden Veränderungen zu rech-nen: Anstieg der Durchschnittstemperaturen, Zunahme des Nieder-schlags im Winterhalbjahr und Abnahme der klimatischen Wasserbi-lanz. Des Weiteren wird sich ein abnehmender Heizbedarf im Winter sowie ein steigender Kühlbedarf im Sommer ergeben. Konkrete Aus-?????????????????????????????????????????????????????????????????????Zunahme dieser zu rechnen.??????????????????????????????????????? ???????????????????????????-??????????????????????????????????????????????????????????????????-????????????????????????????????????????????????????????????????????-wirkungen von (Nass-) Schnee. Somit ergibt sich insbesondere durch die ansteigenden Temperaturen ein veränderter Nutzenergiebedarf für ?????????????? ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????(Abbildung 1). Anpassungsmaßnahmen für hitzegefährdete GebäudeDoch welche Anpassungsmaßnahmen gibt es, um die Behaglichkeit in Gebäuden auch während Sommerhitzen zu erhalten?• Verschattungsmaßnahmen - Außenliegender robuster Sonnenschutz - ??????????• ?????????????????????????????????????????????????? - Keine abgehängten Decken - ????????????????????????? ??????????• Reduzierung der internen Wärmelasten• Fassaden- und Dachdämmung• Verbesserung der mikroklimatischen Verhältnisse• ?????????????????????? ?????? ??????????????? ????????? ????????mit Verdunstungskälte• Traditionelle Bauweisen, aktive Kühlung• ??????????????????????????????????????????????????????????????massiver Bauteile (z.B. Fußboden) bzw. Speichermassen (u.a. auch Latentwärmespeicher), Reduzierung innerer Wärmequellen ???????????????????????????????????????????????????????????????????• Reduzierung des Absorptionsgrades• Nächtliche Zusatzlüftung (Minimallösung: Intensives Lüften in den frühen Morgenstunden)• Automatisierte Nachtlüftung von Gebäuden Das Beispiel zur Reduzierung der Übertemperaturgradstunden durch automatisierte Nachtlüftung soll an folgenden Abbildungen 2, 3 und 4 (s. Seite 2) verdeutlicht werden.(Abbildung 1)???????????????????????????????????????????? Leistungen (Voss & Künz, 2012)Aktuelle Berechnungen zeigen (mittelfristig bis 2035):• ?????????????????????????????????????????um ca. 15 %• ???????????????????????????????????????????????• ????? ??????????? ???????????????????????um ca. 20 %• ????? ??????? ????????????? ???????????Kühlleistung Trotz dieser Verlagerung vom Heiz- zum Küh-lenergiebedarf wird insgesamt von einer mo-deraten Veränderung des Gesamtenergiebe-darfs ausgegangen. Dennoch stellt auch die Steigerung der Stromnachfrage im Sommer aufgrund des verstärkten Klimatisierungsbe-????????????????????????????????????????????-sorgung.Der Klimawandel hat auch Auswirkungen auf ?????????????????????????????????????????????-bessert sich aufgrund der höheren Lufttempe-???????????????????????????????????????????-larkollektoren um 5 bis 7 %. Zudem erhöht sich die Jahresarbeitszahl von Luftwärmepum-pen um ca. 0,1.Spezifischer Energiebedarf in kWh/m2a010203060504002550751501251001961-90 2000-09 2050 a2Leistung in W/m2KältebedarfSpezifische KühlleistungHeizwärmebedarfSpezifische HeizleistungPotsdam [Büro]Spezifischer Energiebedarf in kWh/m2aLeistung in W/m2Anpassungsmaßnahmen Gebäudekühlung und Gebäudehülle2www.regklam.de(Abbildungen 2 und 3)Links: Bürogebäude Ammonhof (Mombrei, 2010) Rechts: grün – äußere Gebäudehülle, rot: Gebäude-hülle Atrium (Fahrion, 2012)Anpassungsmaßnahmen für bei starkregen- und hagelbean-????????????????????????????????????????Starkregenbeanspruchung:• ??????????? ???? ???????? ?????? ??????????????????????? ?????? ??-?????????????????????????????????????????????????????????????-cher, Terrassen, Balkone)• Nachbemessung, Kontrolle und regelmäßige Wartung vorhande-?????????????????????????????????????????????????????????????-schnittsänderung, nachträgliche Installation von Notüberläufen ?????????????????????????????????????????????• Verbesserung des Schutzes von Dachabdichtungen, Dachdeckun-gen und Unterspannbahnen gegen Beschädigung (z.B. Perforation)• ????????? ???? ?????????????? ???????? ?????? ???? ???????????? ????Hagelbeanspruchung• Anpassungsbedarf in Regelwerken (z.B. bei Dachrinnensystemen)Hagelbeanspruchung:• Verwendung hagelresistenter Bauprodukte und Bauarten• Anordnung von Schutz- oder Verschleißschichten• Dachüberstand, Siebaufsätze für Abläufe• Automatisierung von Sonnenschutzlamellen und RolllädenFlutgefährdung:• ????????????????????????????????????????????????????????????• Bewusste Verlagerung der hochwertigen Nutzungsbereiche in hö-here Bereiche zur Verbesserung der Flutsicherheit bei unterschied-lichen Wasserständen• Verwendung wenig schadensanfälliger Schichtenfolgen für gefähr-dete Wand-, Decken und Fußbodenkonstruktionen• Gezielte Verwendung zeit- und kostengünstig wiederherstellbarer Konstruktionen• ???????????????????????????????????????????????????????????-hung des für eine Flutung notwendigen WasserstandesMethoden und Instrumente???????????????????????????????????????? ???????????????????????-lung damit verbundener Anpassungsmaßnahmen stehen verschiedene Methoden und Instrumente zur Verfügung wie z.B. die Szenario-Analy-?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????-maßnahmen können Methoden wie die differenzierte Kostenrechnung (siehe z.B. Faktenblatt Baugewerbe), die Lebenszykluskostenrechnung oder der Ökonomisch-Ökologische Nettoeffekt eingesetzt werden. LebenszykluskostenrechnungDas Instrument der Lebenszykluskostenrechnung stellt ein Verfahren zur lebenszyklusorientierten Bewertung von Investitionsalternativen, ??????????????????????????????????????????????????????????????????????Der Begriff Kosten in der Instrumentenbezeichnung ist insofern irrefüh-rend, als das Verfahren prinzipiell Zahlungsströme betrachten sollte. Der Anwender bewertet dadurch bewusst neben den reinen Anschaf-??????????????????????????????????????????????????????????????????-sorgungskosten. Durch die Betrachtung der unterschiedlichen Aus- und ????????????? ????? ???? ????????????? ??????? ?????? ??????????????-?????????????????????????????????????????????????????????????????????Anschaffungspreis für ein Produkt zu zahlen, wenn hierdurch die lau-fenden Auszahlungen entsprechend reduziert werden.Automatisierte Nachtlüftung 104418702845415833130105001000150020002500300035002010 2035 2100Übertemperaturgradstunden [Kh/a]TestreferenzjahrGebäudehülle InnenhofIST > 27 °Cmit Nachtlüftung > 27 °C(Abbildung 4)Reduzierung der Übertemperaturgradstunden durch automatisierte Nachtlüftung (Fahrion, 2012)Am Beispiel des Bürogebäudes Ammonhof in Dresden ist klar ersichtlich, dass mit intelligen-ten technischen Lösungen die Behaglichkeit in Gebäuden wesentlich verbessert werden kann. In diesem Fall ist mit einer automa-tisch geregelten Durchlüftung des Gebäudes eine deutliche Reduzierung der Übertempe-raturgradstunden, proportional zum Kühl-energiebedarf, möglich. Dabei wird nachts ????????????????????????????????????????????von der Außenhülle zum überdachten Atrium gewährleistet. Die somit gewonnene Kühl-leistung wird sich zukünftig noch erhöhen.Chancen und Risiken der Klimatisierung Zu den positiven Auswirkungen zählen:• Höhere Motivation des Personals• Bessere Arbeitsbedingungen im Allgemei-nen• Höhere Produktivität des Personals??????????????????????Risiken gegenüber: • ?????????????????????• Hohe Investitionskosten für Anlagentech-??????????????????????????????????????-tisation• ????????????????? ???? ???????? ?????-schiedlich temperierter Umgebungen• Negative Wirkung auf Klimaschutzziele ???????????????????????????????Faktenblatt zum SchlüsselprozessGebäudekühlung und GebäudehülleStand Oktober 20133Im Folgenden werden für die Durchführung einer Lebenszykluskos-tenrechnung die Untersuchungen des Bundesamtes für Bauwesen und Raumordnung am Beispiel eines dargestellten Referenzgebäudes ??????????????????????? ?????????????????????????????????????????????vier mögliche Lüftungssysteme für die Verbesserung des sommerli-chen Raumklimas untersucht (Tabelle 1). ???????????????????????????????????????????????????????????????????-pen unterteilt:1. ????????????????? ??????? ?????????? ??????????????? ???? ??????-rung) 2. ????????????????????????????????????????????????????????3. Betriebsgebundene Kosten (Wartung) 4. Sonstige Kosten (z.B. Versicherung,  Steuern) sind nicht berücksichtigt. Die Lebenszykluskostenrechnung ergab Folgendes (Abbildung 5):(Tabelle 1)Untersuchte Lüftungssysteme(Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung, 2007)Bei der Untersuchung der Investitionskosten ??????? ????????? ???????????? ??????? ???? ????vier untersuchten Systeme ermittelt (Abbil-dung 6).(Abbildung 6)????????????????????????? vier untersuchten Lüftungssysteme.(Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung, 2007)(Abbildung 5)??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????Für die Entsorgungskosten wird pauschal mit einem Wert von 5 % der Anschaffungskosten kalkuliert.Im nächsten Schritt sind die ermittelten Lebenszykluskosten den Kos-ten zu hoher Raumtemperaturen gegenüberzustellen.Aus den vorliegenden Daten wird ersichtlich, dass sich die vier unter-suchten Lüftungssysteme in ihren Anschaffungskosten unterscheiden. Auch wenn davon ausgegangen wird, dass außer der Sonnenschutz-verglasung die weiteren drei betrachteten Lüftungssysteme nicht nur der Verbesserung des sommerlichen Raumklimas dienen und hier im Folgenden nur mit 50 % der Kosten für den speziellen Zweck weiter-gerechnet wird, so ist die Ausstattung des Referenzgebäudes (120 Ar-beitsplätze) mit Sonnenschutzglas die mit Abstand günstigste Alterna-tive mit knapp 175 € pro Arbeitsplatz. Die Wirtschaftlichkeit verbessert sich deutlich, wenn Ventilatoren die Lüftung unterstützen.Werden die derzeit in Deutschland vorliegenden Gebäudebestandsan-gaben für nichtklimatisierte Gebäude verwendet (67 Mio. m2 Netto-???????????????????????????????????????????????????????????????????-nen für Sonnenschutzglas i.H.v. etwa 469 Mio. € ergeben. Für einfache Abluftanlagen sind Betriebsenergieaufwand und Be-triebskosten im Rahmen des Gesamtenergiebedarfs vernachlässigbar ???????? ??????????? ????????????????????? ?????? ?????? ????????????Komfort können aufgrund des recht hohen Primärenergiebedarfs mit ????????????2a interessant sein, wenn nahe des Gebäudes Kältequel-?????????????????????????????????????????????????????????????????????Mehrkosten für die betrachteten kompletten Zu- und Abluftanlagen mit ?????????????????????????????????????????????????????????????????????Bestandsgebäude liegen.Bezeichnung Kurzbeschreibung1 freie Lüftung Lüftung der Büros erfolgt durch Querlüftung über elektrisch ansteuerbare Zuluftelemente in der Fassade. WC werden über separate Abluftanlage belüftet.2 Abluftanlage Lüftung der Büros über eine Abluftanlage und Zuluftelemente in der Fassade. Die Anlage wird auch zur Nachtlüftung verwendet. WC werden über separate Abluftanlage belüftet.3 Zu-/Abluftanlagemit LuftkühlungBe- und Entlüftung der Büros mit einer Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung. WC haben separaten Abluftstrang. Kühlung der Büros erfolgt über Ventilator-konvektoren im Umluftbetrieb. Die Kälteerzeugung erfolgt über eine Kompressionskältemaschine.4 Zu-/Abluftanlage mitDeckenkühlungBe- und Entlüftung der Büros mit einer Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung. WC haben separaten Abluft-strang. Kühlung der Büros erfolgt über Deckenkühlelemente. Die Kälteerzeugung erfolgt über eine Kompressionskälte-maschine.Faktenblatt zum SchlüsselprozessGebäudekühlung und Gebäudehülle4www.regklam.deZusammenfassung• Anpassungsbedarf bzgl. der voraussichtlich ansteigenden ???????? ????????????? ?????????????? ??????? ???????????-schlag, Nassschnee, Windlasten)• Verlagerung vom Heiz- zum Kühlenergiebedarf• Moderate Veränderung des Gesamtenergiebedarfs• Geringere Wirtschaftlichkeit von Dämm-Maßnahmen• Technische Anlagen zur Kühlung in sommerheißen Gebieten erforderlich• Steigerung der Stromnachfrage im Sommer aufgrund des verstärkten KlimatisierungsbedarfsProjektpartner, Projektförderer und -trägerImpressumTU Dresden - Lehrstuhl für BWL, insb. Betriebliche Um-???????????????????????????????????????????????????????-chemesser, Julian Meyr,  Jana Herrmann, Anne Bergmann????????????????????????TU Bergakademie Freiberg - Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik - Lehrstuhl für Gas- und Wärme-technische Anlagen - Andreas Herrmann(Abbildung 7) Ökonomisch-Ökologischer Nettoeffektvs.• Kostenüberwälzung auf Kunden• Kostenüberwälzung auf Lieferanten• Subventionen, Finanzierungshilfen? (Kü)(überwälzbare Kosten)• Vermeidungskosten• Verminderungskosten• Substitutionskosten• Beseitigungskosten• Transaktionskostenmin (Ka)(Aktionskosten)• Versicherungsbeiträge• Opportunitätskosten• Reparatur- oder Ersatzkosten bzw. höhere Serviceinan-spruchnahme an/ bei  Produktionsanlagen• Qualitätseinbußen am Produkt/ bei der Dienstleistungs-erstellung• Personalausfall • Umsatzausfall • Verhandlungslösungen• Evtl. gesetzlich bedingte Sanktionen (Abgaben)E (Ks)(Sanktionskosten)Weitere Faktenblätter???????????????????????????????????????wurden - neben dem Schlüsselprozess der Gebäudekühlung und Gebäudehülle u.a. fol-gende branchenübergreifende Faktenblätter erstellt:• Energieversorgung• Risikomanagement• Personalmanagement??????????????????????????????????????-tenblätter und umfangreiches Informations-material zu Klimawandel und Klimaanpas-sung auf der Projektseiter www.regklam.de veröffentlicht.Quellen????????????????????????????????????????? ????-?????? ???????? ???? ?????????? ??? ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????(2002): Teilbericht zum Forschungsvorhaben: ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????Thermodynamik und Klimatechnik (IATK).???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????Forschungen Heft 121,  Auftragnehmer: Voss, K. & Pfafferott, J., Bonn 2007.FAHRION, M.S. (2012): TP 3.1.1 Gebäude- ind Sied-lungsstrukturen: Klimaanpassung von Gebäuden ?? ????????????? ????????????? ????????? ???-trag (03.07.2012).?????????????????????????????????????????????www.fotos-aus-der-luft.de?????? ???? ?????? ??? ???????? ??? ??????? ???? ???-????????? ?? ??????????????? ???? ???????? ???????????????????????????????????????????????????thermischen Komfort von Gebäuden. Bauphysik, 34.????????????????????????? ????????????? ?????????????????????????????????????????????? ????-??????????????????????????????????????. Ökonomisch-Ökologischer NettoeffektKosten, die durch Maßnahmen zur Anpassung an die Auswirkungen des Klimawandels entstehen, d.h. Aktionskosten, können denen des Nicht-Handelns, d.h. Sanktionskosten, gegenübergestellt werden. Zu ?????????????????????????? ????????????????????????????????????????-ten, zählen z.B. Kosten in den Hochwasserschutz eines Gebäudes oder der Kauf von UV-beständigere Farbe für die Außenfassade des Gebäu-des. Zu den Sanktionskosten zählen die in Verbindung mit einem Scha-densereignis entstehenden Kosten, wie z.B. Instandhaltungs- sowie Reparaturkosten, aber auch ein durch Hitze bedingter Personalausfall. Des Weiteren sind Umsatzausfälle, steigende Beschaffungspreise, er-höhte Versicherungskosten oder ein zunehmender Serviceaufwand ein-?????????????????????????????? ??????????????????????????????????????für Klimawandelanpassung zu rechnen. Neben den Aktions- und Sank-tionskosten sind die überwälzbaren Kosten zu berücksichtigen, d.h. Kosten, die die Aktionskosten mindern (Abbildung 7). 

Anpassung von Gebäuden

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