Sommerlicher Komfort im Jahre 2060 - Energie Apéro Luzern · Sommerlicher Komfort im Jahre 2060...

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T direkt Institut für Gebäudetechnik und Energie IGE Matthias Balmer Dozent +41 41 349 33 06 [email protected] Horw 15.05.2019 Sommerlicher Komfort im Jahre 2060 ENEERGIE APÉRO LUZERN Energieeffiziente Kühlung von Wohn- und Büroräumen

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T direkt

Institut für Gebäudetechnik und Energie IGE Matthias Balmer Dozent

+41 41 349 33 06 [email protected]

Horw 15.05.2019

Sommerlicher Komfort im Jahre 2060

ENEERGIE APÉRO LUZERNEnergieeffiziente Kühlung von Wohn- und Büroräumen

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Folie

AGENDA

2, 15.05.2019

- KLIMA & KOMFORT

- ZUKÜNFTIGE KÜHLSTRATEGIEN

- GESETZGEBUNG HEUTE & BAULICHE VORAUSSETZUNGEN

Bilder: Fotolia

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Folie 3, 15.05.2019

Bild: iStock

Merkmale• Massivbau• Geringer Fensteranteil• Äusserer Sonnenschutz Fenster• Beschattung der Gebäudehülle• Reflektierende Fassadenoberfläche

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Folie 4, 15.05.2019

Hitzetage Jahr (> 30 °C)• Luzern 2018: 12• Luzern 2060: 13• Athen 2000 – 2009: 59

+1.1 K

Daten: MeteoSchweizMeteonorm 7.3

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Folie 5, 15.05.2019 Daten: Meteonorm 7.3

Luzern – Sommer 2018 Luzern – Sommer 2060

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Folie 6, 15.05.2019 Daten: MeteoSchweizMeteonorm 7.3

Luzern – Sommer 2018 Luzern – Sommer 2060

Ø + 1 KØ + 2 g Wasser/kg Luft

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Auswirkungen Klimawandel auf die sommerliche Kühlung

7, 15.05.2019

Zusätzlicher sommerlicher Energieeintrag durch die Luft

Zusätzlicher sommerlicher Energieeintrag durch den Temperaturanstieg

Zusätzlicher sommerlicher Energieeintrag durch den Feuchteanstieg

+ 16

+ 3 + 13

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Auswirkungen Klimawandel auf den Komfort

Bild: ClimaBau – Planen angesichts des Klimawandels, BFE 2017

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Auswirkungen Klimawandel auf den thermischen Komfort

Quelle: ClimaBau – Planen angesichts des Klimawandels, BFE 20179, 15.05.2019

AltbauBaujahr: 1954MassivbauFensteranteil 18 %Max. Raumtemperaturen:2004: 25.0 °C2063: 28.6 °C (+ 3.6 K)

Altbau geschütztBaujahr: 1929 (2013 saniert)MassivbauFensteranteil 21 %Max. Raumtemperaturen:2004: 25.0 °C2063: 28.6 °C (+ 3.6 K)

NeubauBaujahr: 2017Massivbau, MinergieFensteranteil > 50 %Max. Raumtemperaturen:2004: 26.2 °C2063: 29.5 °C (+ 3.3 K)

NeubauBaujahr: 2014Hybridbau, Minergie-PFensteranteil > 40 %Max. Raumtemperaturen:2004: 27.9 °C2063: 32.5 °C (+ 4.6 K)

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Nutzerbedürfnisse heute

Quelle: FehrAdvice & Partners AG, September 201810, 15.05.2019

Quelle: FehrAdvice & Partners AG, September 2018

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Athen – Sommer 2000 - 2009

11, 15.05.2019 Daten: MeteoSchweiz, Meteonorm 7.3Bild: iStock

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FolieBilder: windowmaster.de

COOL BLEIBEN, bfe 2019Seven-Air

12, 15.05.2019

Zukunftsfähige Kühlstrategien mit Luft?Fensterlüftung (Nachtauskühlung)• Sehr günstig und sehr einfach 👍👍👍👍👍👍• Massenaktivierung 👍👍• Energieeffizient 👍👍👍👍👍👍• Mässig wirkungsvoll (vermehrt

Tropennächte / längere Hitzeperioden) 👎👎👎👎

Umluft (Splitgeräte)• Günstig und einfach 👍👍👍👍• Flexible Raumluftkühlung 👍👍👍👍👍👍• Mässiger Energieaufwand 👍👍• Keine architektonische Qualität 👎👎👎👎👎👎

Klimaanlage• Teuer und komplex 👎👎• Sehr hoher Komfort 👍👍👍👍👍👍• Hoher Energieaufwand 👎👎👎👎• Gute architektonische Qualität 👍👍👍👍

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Folie Bilder: COOL BLEIBEN, bfe 201913, 15.05.2019

Auch einfache Massnahmen können das sommerliche Wohlbefinden fördern

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Folie 14, 15.05.2019

Zukunftsfähige Kühlstrategien mit Wasser (Kühlflächen)?Heizflächen (Heizkörper / Fussbodenheizung)• Einfach umnutzbar 👍👍👍👍👍👍• Flächendeckende Raumluftkühlung 👍👍• Energieeffizient 👍👍👍👍👍👍• Sehr geringe Kühlleistung 👎👎• Gefahr von Kondenswasserbildung 👎👎👎👎

Kühlflächen• Teuer aber gut nachrüstbar 👍👍• Massenaktivierung möglich 👍👍👍👍• hohe Kühlleistung 👍👍👍👍👍👍• Gute architektonische Qualität 👍👍👍👍• Gefahr von Kondenswasserbildung 👎👎👎👎

Thermoaktive Bauteilsysteme (TABS)• Nur für Neubauten 👎👎👎👎• Massenaktivierung 👍👍👍👍👍👍• Schlechte Flexibilität 👎👎👎👎• Mässige architektonische Qualität 👍👍

Bilder: ZehnderHSLU

GEBÄUDETECHNIK Systeme integral planen, bfe 2012

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Folie 15, 15.05.2019

Ein zukünftiges Potential für sommerliche Kühlung?Ausblick

Stadt Zürich wird wahrscheinlich Regeneration von Erdwärme-sondenfeldern vorschreiben

Durch die Nutzung der Erdwärmesondenfelder für die Heizung werden diese ausgekühlt und für die Wärmepumpen immer ineffizienter bis gar nicht mehr nutzbar

Kühlung mit Luft wird in Zukunft energieintensiver

Auf Grund der steigenden Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit steigt der Strombedarf für die Kühlung erheblich und Kühlflächen verlieren ihre spezifischen Kühlfähigkeiten wegen erhöhter Kondensationsgefahr bei hoher Luftfeuchtigkeit

Ausgleich saisonaler Witterungsamplituden über Erdspeicher

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Folie 16, 15.05.2019

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Folie 18, 15.05.2019Daten: MeteoSchweiz

Meteonorm 7.3

100 %

41 %

137 %

Potential Erdspeicher bleibt für Kühlung attraktiv!Gleichzeitig wird Erdspeicher besser regeneriert.

91 %

114 %

156 %

73 %

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Folie 19, 15.05.2019 Bild: GEAK

Kantonaler Energievollzug (KEnV) Luzern

GEAK

Ab 1. Januar 2019 ist für Neubauten ein Gebäudenachweis der Kantone (GEAK) zu erstellen

Der GEAK bewertet das Gebäude vor allem aus Sicht der Wärmeerzeugung und des elektrischen Energiebedarfs.

Um das Gebäude auf sommerlichen Wärmeschutz zu stärken, könnten für Neubauten Anteil Fensterflächen, den Einsatz von äusserem Sonnenschutz sowie die minimale Gebäudemasse bewertet werden.

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Folie 20, 15.05.2019

Kantonaler Energievollzug (KEnV) Luzern

Anhang C, Art. 121

Dieser Artikel stammt aus der MuKEn 2014. Zusätzlich ist in der MuKEn die Leistungsgrenze von 7 W/m² für Neubauten vorgeschrieben. Bei intensiver Gebäudenutzung werden beide Werte in Zukunft, vor allem auf Grund vermehrter Entfeuchtung, schwer einzuhalten sein. Allenfalls ist es sinnvoll die Leistungsgrenzen nach Nutzungsart des Gebäudes zu differenzieren.

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Folie 21, 15.05.2019

Stand der Technik (Normierungen)

SIA 180:2014, Kapitel 5 «Wärmeschutz im Sommer»

Um diese Anforderung in Zukunft zu erfüllen, sollen folgende bauliche Massnahmen vorgenommen werden:- eingeschränkter Fensteranteil (< 40 %)- sinnvolle Ausrichtung der Fensterflächen (Südausrichtung sind zu minimieren)- äusserer Sonnenschutz reflektierend (eventuell automatisiert)- Beschattung der inneren Gebäudehülle- hohe Speicherkapazität des Gebäudes (Massivbau)Bei Einhaltung der genannten Wärmeschutzmassnahmen kann die sommerliche Kühlung minimiert werden und ist vor allem für wärmeintensive Nutzungen notwendig.

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Folie 22, 15.05.2019 Bild: holydaycheck

Moderne ArchitekturTui Sensimar Palazzo Del Mare, Kos

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Folie 23, 15.05.2019 Bild: iStock

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