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Masterarbeiten im Sommersemester 2012

We i t e r b i l d e n d e r M a s t e r s t u d i e n g a n g C l i m a D e s i g n ( M . S c . )


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Masterarbeiten im Sommersemester 2012

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Kontakt

Studiengangsleitung

Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gerhard Hausladen

Dipl.-Ing. Uta Steinwallner

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Andrea Kaiser

Dipl.-Ing. Marion Arnemann


Inhalt

Vorwort

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Weiterbildender Masterstudiengang ClimaDesign

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Themen der Masterarbeiten im Sommersemester 2012:

Javier Chanis

Humidity and air conditioning in hot-humid weathers

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Christoph Drebes

Erhalt schützenswerter Gebäudesubstanz durch Entwicklung denkmalgerechter Energiekonzepte

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Adriano Frasca

Nachhaltigkeit vs. Energiebilanz

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Michael Kerschbaumer

Industriebauten in unterschiedlichen Klimazonen Italiens

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Moritz Kleisinger

Energienutzungsplan für ein Gründerzeitquartier am Beispiel von Wiesbaden

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Daniel Leuthold

SIA Merkblatt 2040 Effizienzpfad Energie

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Andreas von Malottki

Ausgleichs- und Integrationsmöglichkeiten erneuerbarer Energien

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Mauro Montella

Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der energetischen Sanierung eines Verwaltungsgebäudes in Süditalien

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Jorge Olivos

Logistic Centers, a Case study

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Lida Papakyriakopoulou

Der Attika-Park in Vrilissia als Schnittstelle und Energielieferant

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Sascha Pöschl

TES EnergyFacade

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Christina Pournara

Sanierung von Schulgebäuden in Griechenland unter energetischen und bauklimatischen Gesichtspunkten

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Der Masterstudiengang ClimaDesign greift aktuelle Entwicklungen im Bereich des energie- und klimaoptimierten Bauens auf. Ă„nderungen und Aktualisierungen von Inhalt und Themen sind mĂśglich.

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Vesna Pungerčar

Niedrigenergie Gemeindezentrum Šentrupert

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Michael Rabe

Variantenuntersuchung der Mehrfachnutzung von Bauteilen und Systemen unter dem Fokus der Kapitalkosteneinsparung, Energieeffizienz und technischer Machbarkeit

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Marta Rodríguez Schumacher

Energetisches Sanierungskonzept der Siedlung San Ignacio de Loyola in Bilbao

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Karina Scherbaum

Verwaltungsgebäude in der tropischen Klimazone unter Berücksichtigung traditioneller Bauweisen

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Flavio Stigliano

Building Energy Codes in a Cultural Context

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Vorwort

Entwerfen heißt unterschiedliche Aspekte zusammenführen. Die Rolle des Planers ist in den letzten Jahrzehnten vor dem Hintergrund schwindender fossiler Energieträger und einer damit unumgänglichen Notwendigkeit des Energieeinsparens in der Gebäude- und Städteplanung sowie durch ein gewachsenes Umweltbewusstsein immer vielschichtiger geworden. Erst durch einen ganzheitlichen Entwurfsprozess, angefangen bei der Analyse der Nutzungs-, Standort- und Klimafaktoren über die Grundriss- und Fassadengestaltung bis hin zur Detailplanung im technischen Ausbau, können Gebäude- und Stadtstrukturen entstehen, die mit einem Minimum an Energie dem Nutzer ein hohes Maß an Behaglichkeit in seiner Umgebung schaffen. Der Herausforderung dieses vielschichtigen Planungsprozesses hat sich im Oktober 2010 der vierte Jahrgang des internationalen Masterstudiengangs ClimaDesign gestellt. Nach vier intensiven Semestern mit den Lehrenden der TUM und vielen externen Experten aus unterschiedlichen Planungsdisziplinen präsentieren sich die Absolventen mit ihrer Master`s Thesis in dieser Broschüre. Durch diese Arbeiten haben die Studierenden mitgeholfen den Studiengang ClimaDesign in der wissenschaftlichen Welt der Universitäten ebenso wie in der Planungspraxis zu etablieren und zu einem vollen Erfolg zu führen. Die Vielfalt der unterschiedlichen Aufgabenstellungen und das hohe wissenschaftliche Niveau der Ergebnisse spiegeln das interdisziplinär und international angelegte Studium wider. Das Themenspektrum reicht vom städtebaulichen Masterplan und Konzepten für eine übergeordnete Energieversorgung von Kommunen bis hin zu detaillierten Fragestellungen des Gebäudeausbaus und der Installationen im Gebäude. Die Absolventen sind nun in der Lage auf dem Arbeitsmarkt mit ihrem erweiterten Wissen über die Planung zukunftsfähige Konzepte für Gebäude und Stadtquartiere zu entwickeln sowie durch die Fähigkeit der interdisziplinären Kommunikation als Berater von Investoren und Bauherren zu agieren. Ich gratuliere allen Absolventen zu den Ergebnissen ihrer Arbeiten und wünsche ihnen alles Gute für ihren weiteren beruflichen Weg. München, Oktober 2012 Gerhard Hausladen

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Weiterbildender Masterstudiengang ClimaDesign

ClimaDesign studieren

ClimaDesign ist eine Planungsdisziplin, durch die Gebäude mit einem Minimum an Energie dem Nutzer ein Maximum an Behaglichkeit bieten können. Der Energieaufwand bezieht sich dabei nicht nur auf die Heizenergie, sondern auf alle am Gebäude relevanten Energie und Stoffströme. Mit Behaglichkeit ist nicht nur thermische Behaglichkeit gemeint, sondern ein allumfassendes Wohlbefinden des Menschen. Um dieses Ziel zu erreichen, ist ein ganzheitlicher Planungsansatz erforderlich, Architektur und Technik dürfen nicht seriell geplant werden, sondern müssen ein abgestimmtes Gesamtsystem bilden. Auf diese Weise können mit der Aktivierung von Synergieeffekten leistungsfähige Gebäude entstehen, die flexibel nutzbar sind. Eine genaue Analyse der Nutzungs- und Behaglichkeits­ anforderungen ist Voraussetzung, um ein bedarfsgerechtes Gebäude mit dem geringst möglichen Aufwand zu errichten. Oftmals können durch kritisches Prüfen der einzelnen Anforderungen große Einsparpotenziale aktiviert werden. Der Standort eines Gebäudes verfügt über Herausforderungen und Möglichkeiten, die es zu berücksichtigen gilt. Insbesondere die Gebäudestruktur und die Fassade sind darauf abzustimmen. Sind die baulichen Parameter optimiert, ist eine gute Basis geschaffen, um regenerative Energie­systeme wirtschaftlich einzusetzen. Da bei ganzheitlich geplanten Gebäuden neben der Geometrie des Baukörpers weitere Dimensionen wie Temperatur, Energie, solare Strahlung oder Zeit mit einfließen, sollte der Planungsprozess von einem ClimaDesigner begleitet werden. Mit seinem fachübergreifenden Ansatz führt er die jeweiligen Spezialisten effizient zusammen. Insbesondere kann er berechenbare mit weichen Faktoren abstimmen. Idealerweise ist er von der Konzeptfindung bis zur Inbetriebnahme eines Gebäudes beteiligt, um in allen Planungsphasen Optimierungspotenziale zu erarbeiten. Dies erfolgt in der Regel durch Intuition, die sich auf Planungserfahrung und der systematischen Analyse realisierter Gebäude gründet, ergänzt um den zielgerichteten Einsatz von Planungswerkzeugen. Insofern gehört zum Entwurf leistungsfähiger Gebäude der Zukunft auch ein kritischer Blick auf bereits Gebautes. Studienschwerpunkt und Ziel des Masterstudiengangs ClimaDesign ist die interdisziplinäre Ausbildung für die Konzeption von energetisch und raumklimatisch optimierten Gebäuden. Dabei werden die Themenbereiche Gestaltung, Energie und Technik zusammengeführt.

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fassade aerodynamik

l端ftungskonzept

Architekt konstruktion ClimaDesigner

Fachplaner

tageslicht

grundriss speichermasse

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Javier Chanis

Humidity and air conditioning in hot-humid weathers

Due to the boom in its construction sector in 2008 and its growing economy, international press started calling Panama as the “new Dubai of the Americas.” (the economist 2011) Although this fast development has shaped Panama’s beautiful skyline, it did not include much green construction. Consequently, sustainable building design is greatly needed in Panamá City, where significant energy is consumed by residential and commercial buildings, the majority of which are air-conditioned 24/7 and utilize floor-to-ceiling single glass windows. Human comfort is directly related to temperature and humidity levels. People inside a building tend to be more comfortable when air is dryer and marginally warmer than when the air is cooler and humid. Increased humidity leads people to lower their thermostats because moist air gives the sensation of a warmer atmosphere. This thesis showed the tight relationship between temperature and dew point temperature, which must be considered when designing air conditioning systems for hot-humid climates. To improve air conditioning systems, engineers should understand the factors that affect indoor temperature. In these climates, the large difference between outside air temperatures (~37°C) and thermostat-controlled interior temperatures (~16°C)—a change of ~21°C— shapes urban air-conditioning design. Malls, offices, restaurants and homes must expend electricity to bridge this gap in temperature, which also affects the health of building occupants and filtration of incoming air. The difference between inside and outside temperatures critically affects both A/C load and building structure. Although most systems are designed to achieve higher indoor air pressure than a building’s surrounding environment, leakage of outdoor air into conditioned rooms can be greatly affect indoor humidity. Parameters for simulations to find an optimal system for a particular humidity level and temperature can be found in studies of the specific city regarding energy use, construction materials, air conditioning types, and indoor air characteristics by building type. A chilled water cooling coil simulated with a dynamic modeling tool (TRNSYS 17) achieved desired indoor standards for humidity and temperature.

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Air conditioning (Quelle: Stockvault)

Humidity on a wall (Quelle: Stockvault)

Electricity (Quelle: Stockvault)

Thermometer (Quelle: Stockvault)

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Christoph Drebes

Erhalt schützenswerter Gebäudesubstanz durch Entwicklung denkmalgerechter Energiekonzepte Am Beispiel eines Gebäudes der Moderne der 60er Jahre

Im Zuge von Nachverdichtungsprozessen in Städten wird oftmals der Erhalt von Bestandsgebäuden in Frage gestellt. Der Grund liegt in scheinbar fehlenden Perspektiven einer zukünftigen Nutzbarkeit und dem Wunsch nach Schaffung flächenoptimierter, baulicher Strukturen. Zur Wahrung der architektonischen Vielfalt werden daher zusehens auch Gebäude der jüngeren Baugeschichte, insbesondere auch Objekte der Moderne der 1960er Jahre, unter Denkmalschutz gestellt. Wachsende Ansprüche an den Behaglichkeitskomfort und eine verbesserte Energiebilanz von Gebäuden bedingen jedoch auch für schützenswerte Objekte, speziell im Bereich der Wohnnutzung, bestandsgerechte Gebäudemodernisierungen. In Abhängigkeit der vorgesehenen Konzepte zur Nutzung der Gebäude, ergeben sich Sanierungsaufgaben, die zum Schutz der Bausubstanz ein behutsames Vorgehen verlangen. Im interdisziplinären Dialog mit der Denkmalpflege soll an Hand eines konkreten unter Schutz gestellten Projektes der Moderne der 60er Jahre in Frankfurt a.M. exemplarisch untersucht werden, ob Maßnahmen zur baulichen und gebäudetechnischen Effizienzsteigerung unter den Zielvorstellungen der Denkmalpflege gefunden werden können. Lassen sich zeitgemäße, behagliche Innenraumbedingungen schaffen, ohne den baukulturellen Zeugniswert des Gebäudes unangemessen zu beeinträchtigen? Durch variierende Simulationen wird untersucht, in wie weit auf Grundlage der beabsichtigten Nutzung des Bauwerkes ein behaglicher Innenraumkomfort, unter Einbeziehung eines zeitgemäßes Energiekonzepts, erreicht werden kann. Im Rahmen der Simulationsauswertung wird dabei das Augenmerk auf die thermischen und visuellen Komforteigenschaften der entstehenden Innenräume gelegt.

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Ostfassade des Philosophikums (Quelle: eigene Grafik)

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Adriano Frasca

Nachhaltigkeit vs. Energiebilanz Bewertung energieeffizienter Gebäude in den Internationalen Zertifizierungssystemen BREEAM, LEED und DGNB

Es befinden sich heute verschiedene Zertifizierungssysteme für nachhaltiges Bauen auf dem Markt, die jedoch bisher weder qualitativ noch quantitativ vergleichbar sind. Bislang hat man ausschließlich einige der bekanntesten Systeme im Hinblick auf ihren Inhalt untersucht und die einzelnen Steckbriefe analysiert. Eine internationale Vereinheitlichung der verschiedenen Zertifizierungssysteme ist aufgrund der nationalen und regionalen Unterschiede bislang nicht zu erwarten. Vor allem die energetischen und ökologischen Aspekte der Systeme weisen verschiedene Berechnungsverfahren und Bewertungskriterien auf. Hinsichtlich der Frage welches Label am besten für ein bestimmtes Projekt geeignet ist, steht man vor dem Problem, dass die Ergebnisse eines jeden Systems unterschiedlich ausfallen können, da diese von verschiedenen Faktoren abhängig sind. Wenn man z. B. die energetischen Anforderungen an ein Bürogebäude bei den verschiedenen Labels betrachtet, ist ersichtlich, dass bei allen innovativen und energiesparenden Konzepten nachgewiesen werden müssen, wenn man die Bestnoten der Energiesteckbriefe erreichen will. Obwohl die Einzelanforderungen an die Gebäudebauteile bzw. Nutzungen unterschiedlich sind. Insbesondere die Instrumente zur Bewertung der Energiebilanz von Gebäuden machen erhebliche Unterschiede zwischen den Systemen deutlich aus. Das deutsche Gütesiegel DGNB nutzt Standards, Werkzeuge und Normungen auf nationaler Ebene, der Zertifizierungsstandard LEED hingegen greift ausnahmslos auf amerikanische Richtlinien und Kriterien zurück. Das englische System BREEAM wendet das Energy Performance Certificate (EPC) oder länderspezifische Vorschriften an. Ziel dieser Masterarbeit ist es, die führenden Nachhaltigkeitsbewertungssysteme BREEAM, LEED und DGNB hinsichtlich der Energie- und Ökologiesteckbriefe zu untersuchen und herauszufinden wie sie mit den verschiedenen Energiestandardgebäuden (ENEV 2009, ENEV 2012 Passivhausstandard) reagieren. Während zum Beispiel die energetischen Werte eines Passivhauses in der Nutzungsphase relativ gut optimiert sind, ändert sich die Bilanzierung der sogenannten „Grau Energie“, also derjenigen Energie, die zur Gewinnung der Rohstoffe und der Herstellung der Bauprodukte erforderlich ist. Die Grundfrage ist es daher herauszufinden wie die energieeffizienten Gebäude mit den verschiedenen Bewertungssystemen hinsichtlich Energie und Ökologie abschneiden. Diese Arbeit soll neue Impulse schaffen, die Weiterentwicklung aller Systeme fördern und für Transparenz und Übersichtlichkeit der derzeitigen Vielfalt sorgen. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, inwiefern die drei Zertifizierungssysteme hinsichtlich der Gewichtung von Energieeffizienz und Ökobilanz innerhalb der jeweiligen Steckbriefe erhebliche Unterschiede aufweisen.

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Bild: Schwarzvogel (Quelle: photocase.com)

BREEAM-, LEED- und DGNB-Logo

Grafische Darstellung des Score im BREEAM Bewertungssystem in Prozent.

Grafische Darstellung der Varianten im LEED Ratingssystem in Prozent.

Grafische Darstellung der Varianten des DGNB Erf端llungsgrades in Prozent.

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Michael Kerschbaumer

Industriebauten in unterschiedlichen Klimazonen Italiens Vergleich der Auswirkungen unterschiedlicher Klimafaktoren auf Industriegebäude

In Italien gibt es durch seine geografische Lage eine Vielzahl von Klimata, auf die im Bausektor regional unterschiedlich reagiert wurde. In der öffentlichen Diskussion werden zumeist nur Wohn- und Verwaltungsgebäude berücksichtigt, wohingegen über Werkstätten und Industriegebäude kaum gesprochen wird. Ein Industriegebäude hat einen sehr hohen Energiebedarf, der im wesentlichen der Güterproduktion geschuldet ist. Seine Lebensdauer ist in der Regel kürzer, als die eines Wohngebäudes, weshalb das Hauptaugenmerk des Bauträgers vielfach auf der Reduktion der Investitionskosten und weniger auf einer Reduktion der Betriebskosten liegt. Der Energiebedarf für die Beheizung bzw. Kühlung der Gebäude tritt damit in den Hintergrund. Daher werden oft Standardlösungen angewandt, die nur in geringem Maße den lokalen Gegebenheiten Rechnung tragen. Im Rahmen der Arbeit werden mehrere Modelle von Industriegebäuden an unterschiedlichen Standorten mit diversen Klimata simuliert, die dann gegenübergestellt und analysiert werden. Das Hauptaugenmerk liegt zum einen auf der Beschreibung der Rahmenbedingungen, die in den verschiedenen Klimazonen auftreten und zum anderen auf der Simulation der Gebäudemodelle mittels der dynamischen Simulationssoftware IDA Indoor Climate and Energy 4 Expert edition, Version 4.21. Eine Gegenüberstellung der Ergebnisse soll schließlich die Bewertung der Modelle erleichtern und so der optimale Entwurf inkl. Gebäudetechnik für eine jede Klimazone herausgefiltert werden. Aufgrund der Unterschiede in der Art der Güterproduktion und der Variablen im Gebäudemodell kann das Ergebnis aber nur einen Teilbereich abdecken.

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Modell Industriegeb채ude (Quelle: Ingenieuream Bergmeister)

Eisberg (Quelle: eigenes Foto)

Klimazonen in Italien (Quelle: Wilkerson, M.S./Wilkerson,M.B)

Raumtemperaturen diverse Standorte (Quelle: eigenes Diagramm)

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Moritz Kleisinger

Energienutzungsplan für ein Gründerzeitquartier am Beispiel von Wiesbaden Wie viel Energieeinsparung ist unter Berücksichtigung des Denkmalschutzes bei Gebäuden aus der Gründerzeit möglich und wie können Strategien aussehen, um ihren Bedarf effizient zu decken?

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In Zeiten endlicher fossiler Energieressourcen, steigender Energiekosten und der politischen Forderung nach CO2-Reduktion erlangt die Energieeffizienzsteigerung unseres Gebäudebestandes zunehmend an Bedeutung. Rund dreiviertel aller Gebäude in Deutschland wurden vor der ersten Wärmeschutzverordnung aus dem Jahr 1977 errichtet und weisen aus heutiger Sicht eine schlechte energetische Qualität auf. Rund 30 Prozent des Endenergieverbrauchs in Deutschland wird für den Betrieb von Wohngebäuden aufgewendet, wobei über 70 Prozent dieser Energie allein für die Bereitstellung von Raumwärme benötigt wird. Die energetische Sanierung des Gebäudebestands, die Effizienzsteigerung der Anlagentechnik und der Energieversorgung stellen somit ein enormes Energieeinsparpotenzial dar. Einen bedeutenden Einfluss auf den Energiebedarf eines Gebäudes hat die energetische Qualität der Hüllfläche. Doch gerade bei denkmalgeschützten Gebäuden, insbesondere bei Gründerzeitbauten, deren besondere baukulturelle Bedeutung unter anderem in ihrer den Stadtraum prägenden, reich geschmückten Straßenfassaden begründet ist, sind die Eingriffsmöglichkeiten zur energetischen Sanierung begrenzt. Dies führt zu einem weiterhin hohen Energiebedarf, insbesondere bei historisch gewachsenen Stadtquartieren mit einer hohen Dichte an baukulturell wertvoller Gebäudesubstanz zu einer langfristig hohen Energiebedarfsdichte. Einen weitaus geringeren Eingriff in die Substanz denkmalgeschützter Bauten bietet die Energieeffizienzsteigerung der Anlagentechnik sowie der Energieversorgung. Insbesondere zentrale Energieversorgungskonzepte und somit Konzepte für ganze Stadtquartiere bieten einen effizienteren Umgang mit der eingesetzten Primärenergie und ermöglichen zudem die Verwendung erneuerbarer Energien. Die Effizienz zentraler Energieversorgungskonzepte wird durch eine hohe Energiebedarfsdichte begünstigt. Die Stadt Wiesbaden verfügt über historisch gewachsene Stadtquartiere, die sich durch eine hohe Dichte an denkmalgeschützten Gebäuden aus der Gründerzeit auszeichnen und Teil der Bewerbung Wiesbadens zum Weltkulturerbe sind. Die Blockrandbebauungen sind Zeugnis des wirtschaftlichen und industriellen Aufschwungs der Gründerzeit und der damit verbunden Urbanisierung der Städte und repräsentieren den typischen Städtebau und Baustil aus der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts, der noch heute zahlreiche Städte prägt. Daher untersucht diese Masterarbeit am Beispiel eines Gründerzeitquartiers in Wiesbaden, welches Einsparpotenzial die energetische Sanierung unter Berücksichtigung des Denkmalschutzes erlaubt und wie der verbleibende Energiebedarf und somit die eingesetzte Primärenergie einerseits effizienter genutzt und andererseits unter Verwendung von erneuerbaren Energieträgern zusätzlich gesenkt werden kann.


Historische Stadtkarte Wiesbaden um 1910 (Quelle: Bubner 1983)

Gr端nderzeitarchitektur in Wiesbaden (Quelle: eigene Fotografien)

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Daniel Leuthold

SIA Merkblatt 2040 Effizienzpfad Energie Nachhaltiges Bauen im Rahmen der 2000-WattGesellschaft

Nicht nur im Bereich des Bauens ist Nachhaltigkeit in aller Munde. Die Schweiz will mit der Vision der 2000-Watt-Gesellschaft einen neuen Weg beschreiten. Das Modell sieht vor, die Ressourcen und Energieträger global gerecht zu verteilen. Der gesamte globale Energiekonsum soll nicht weiter zunehmen und auf dem heutigen globalen Mittel von 2000 Watt stabilisiert werden. Gleichzeitig sind die Treibhausgasemissionen so weit zu reduzieren, dass die Klimaerwärmung auf +2° K begrenzt werden kann. Nachhaltig im Sinne der 2000-Watt-Gesellschaft heißt auch die global gerechte Verteilung, allen Erdbewohnern stehen also die 2000 Watt Primärenergie zu. Das wiederum heißt, dass insbesondere die hochentwickelten westlichen Länder, deren Durchschnittsverbrauch weit höher liegt, sich entsprechend Szenarien überlegen müssen, wie diese Ziele zu erreichen sind (Primärenergieverbrauch/Jahr/Person CH 2005: 6‘300 Watt). Der Baubereich kennt mittlerweile viele Vorschriften und Labels zum nachhaltigen Bauen. Das Merkblatt SIA 2040 Effizienzpfad Energie gibt, anders als in der Schweiz übliche Standards wie Minerige, erstmals energetisch einen Gesamtüberblick über die im Lebenszyklus verwendete oder induzierte Primärenergie eines Gebäudes (Erstellung, Betrieb und Mobilität). Der Effizienzpfad Energie definiert Zielwerte für die nicht erneuerbare Primärenergie und für die Treibhausgasemissionen in den Gebäudekategorien Büro, Wohnen, Schule, aufbauend auf den Grundlagen und Zielen der 2000-Watt-Gesellschaft. Anhand der Methodik des SIA Effizienzpfades Energie und der Analyse konkreter Objekte wird aufgezeigt, welchen Handlungsspielraum das Arbeitsinstrument den Bauherren und den Planenden lässt, um Bauten nach den Kriterien der 2000-Watt-Gesellschaft zu erstellen. Dabei sollen weitere Fragen beleuchtet werden, so beispielsweise: Wie reiht sich das Instrument in die gängigen Berechnungsverfahren und Nachhaltigkeitslabels ein? Lässt das Merkblatt auch außergewöhnliche Gebäudekonzepte zu? Welche Möglichkeiten und Einschränkungen sind zu beachten? Was kann der Effizienzpfad und was kann er nicht? Dabei sollen Vor- und auch Nachteile kritisch beleuchtet und bewertet werden. Neben all den bestehenden Instrumenten, die mehrheitlich intensiv die Themen Effizienz und Substitution behandeln, darf das Thema Suffizienz nicht vergessen werden. Die Gesellschaft muss beantworten, ob sie wirklich immer mehr Wohnfläche benötigt, ob der Traum vom freistehenden Einfamilienhaus wirklich das Maß aller Dinge ist und ob unser uneingeschränktes Mobilitätsbedürfnis auch in Zukunft bestehen kann.

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2000-Watt-Gesellschaft-Vertrag, Fassade Badenerstrasse, Zürich (Quelle: pool Architekten, Zürich)

Watt / Person

SIA Empfehlung 112/1 Nachhaltiges Bauen Hochbau Gesellschaft Umwelt Wohlbefinden, Gesundheit - Innenraumluft - Licht - Lärm

Graue Energie, Baustoffe - Rohstoffe, Verfügbarkeit, Stoffflüsse - Umweltbelastung - Rückbau

ECO Komfort - Thermische Behaglichkeit - Sommerlicher Wärmeschutz - Systematische Lufterneuerung MINERGIE

Wirtschaft Gebäudesubstand - Flexibilität Betriebs- und Unterhaltskosten - Zugänglichkeit - Systemtrennung

7'000

6'000

5'000 nicht-fossile Energieträger 4'000

Betriebsenergie - Raumklima, Gebäudehülle - Warmwasser - Haushaltgeräte - Beleuchtung

Zwischenziel: 3'500 Watt und 2 t CO 2 - Emissionen bis 2050 3'000

Betriebseinrichtungen

2'000

Infrastruktur, Mobilität - Standortwahl - Anreizsysteme - Technische Ausrüstung

Ziel: 2'000 Watt und 1 t CO 2 - Emissionen

fossile Energieträger 1'000

SIA Effizienzpfad Energie Gemeinschaft Gestaltung Nutzung und Erschliessung Sicherheit

Abfälle Wasser Boden, Landschaft

Anlagekosten Betriebskosten Lebenszykluskosten

Kriterienliste SIA 112/1 und Einordnung SIA Effizienzpfad (Quelle: Leichter Leben, Novatlantis, 2010)

0 1900

1950

2000

2050

2100

2150 Jahr

Die Schweiz auf dem 2000-Watt-Pfad. (Quelle: Leichter Leben, Novatlantis, 2010)

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Mauro Montella

Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der energetischen Sanierung eines Verwaltungsgebäudes in Süditalien

In dieser Arbeit werden passive Kühlungsmaßnahmen bei der Sanierung eines Bürogebäudes in Neapel untersucht. Ein behagliches Raumklima am Arbeitsplatz ist direkt mit den Nutzungskosten des Büros verbunden. Üblicherweise wird diese Voraussetzung durch die Erzeugung der Kälteenergie durch Kompressionskältemaschine erfüllt. Eine alternative Lösung bieten die passiven Kühlungsmaßnahmen, deren Anwendung zur Energieeffizienz eines Gebäudes durch deutsche und europäische Richtlinien gefordert wird. Im mitteleuropäischen Klima finden bauklimatische Konzepte ideale Randbedingungen. In dieser Arbeit werden die Wirkungen und die Potenzialitäten der passiven Maßnahmen im Mittelmeerklima untersucht. Die energetische Optimierungen beinhalten die Minimierung der externen Lasten, die Erhöhung der Speichermasse der Bauteile, die Nutzung von passiven und hybriden Nachtauskühlung. Darüberhinaus wird eine gesamtliche energetische Verbesserung analysiert, die in einem zweiten Schritt aus die Minimierung der inneren Lasten sowie die Optimierung der Anlagetechnik besteht. Die instationäre Verhalten des Gebäudes und die entsprechende Energieflüsse werden dynamisch durch das Software IDA ICE untersucht. Die Optimierungsmaßnahmen werden energetisch betrachtet und die Wirkung auf die Behaglichkeit analysiert. Der Einfluss der Verbesserungen auf die Nutzungskosten des Büros fließen in der Wirtschaftlichkeitsberechnung ein. Durch die Kapitalwertmethode werden die Investitionen, die Montagekosten, die Einnahmen und Ausgaben gegenübergestellt.

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Verlauf der Raumtemperatur in einer warmen Woche bei verschiedenen FensterĂśffnungen

Modell der hybriden NachtauskĂźhlung in IDA ICE

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Andreas von Malottki

Ausgleichs- und Integrationsmöglichkeiten erneuerbarer Energien Betrachtung unerschiedlicher Systeme mit Fokus auf EEMethan

Der Anteil erneuerbarer Energien an der Stromversorgung in Deutschland hat in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich zugenommen. Alle einschlägigen Szenarien prognostizieren ein weiteres Wachstum bis hin zur Vollversorgung mit erneuerbaren Energien im Jahr 2050. Diese Zunahme, die primär aus Gründen des Klimaschutzes und der Versorgungssicherheit notwendig ist, stellt die Elektrizitätswirtschaft vor die Herausforderung die nicht nachfrageorientiert einspeisenden erneuerbaren Energien in die Energieversorgung zu integrieren. Kurzzeitspeicher und Langzeitspeicher ergänzen sich im Gesamtkonzept, da z.B. Pumpspeicherwerke effizienter und kostengünstiger für kurze Zeit Strom speichern können und Langzeitspeicher, wie EE-Methan im Erdgasnetz, diese Aufgabe für lange Zeiträume und große Energiemengen im saisonalen Ausgleich übernehmen. Eine weitere theoretische Möglichkeit der Langzeitspeicherung ist die Anbindung großer Pumpspeicher in Skandinavien. Vorteilhaft an der Kopplung von Strom- und Gasnetz ist, dass auf die bestehende Gasinfrastruktur samt Speichern zurückgegriffen werden kann und bestehende Technologien (Gasbrenner, Erdgasfahrzeuge, Gaskraftwerke, Blockheizkraftwerke) genutzt werden. Über diesen Weg kann die größte Speicherkapazität in Deutschland erschlossen werden, die fast „keine“ Speicherbegrenzung hat. Der Ausgleich der fluktuierenden erneuerbaren Energien durch erneuerbare Energien selbst wird durch das Konzept möglich sowohl: Regel- und Ausgleichsenergie kann bereitgestellt werden, wie auch eine „Grundlastversorgung“ aus erneuerbare Energien durch die Kombination von erneuerbare Energien mit flexiblen Gaskraftwerken und BHWK. Darüber hinaus kann über EE-Methan ein neuer Energieträger für Wind und Sonne in dem Verkehrsbereich erschlossen werden und bestehende Barrieren für mehr erneuerbare Energien in diesem Sektor (begrenztes Biomassepotential, begrenzte Reichwei-te der EIektromobilität) beseitigt werden. Das EE-Methan-Konzept kann somit ein Schlüsselelement in der notwendigen Transformation der Energiesysteme in vollständig erneuerbare, stabile und emissionsfreie Energiesysteme darstellen. Eine regenerative Vollversorgung ist damit technisch möglich.

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Erneuerbare Energien via Elektrolyse und Methanisierung ins Gasnetz (ASUE e.V.)

Methanisierungsprozess (SolarFuel)

Bedarf und EE-ĂœberschĂźsse (FhG IWES)

Speicherbewertungsmatrix

Speicherbewertung (SolarFuel)

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Jorge Olivos

Logistic Centers Case study of a gold certified DGNB and understanding the design criteria through building calibration.

Today the industry continues to work on innovations in sustainable activities in the field of logistic centers. Their use often fails in front of developers Who want to use only approved materials. Many opportunities for greater sustainability are stuck in the renewable energy and energy-efficient land use. Their use depends very strongly on the winding at the Praise from fossil energy carriers. Climate change, driven by global energy consumption, is one of the major challenges to humanity today. The buildings sector consumes a significant portion of global energy resources and much of this is due to inefficient design and operation. Being the Logistic centers in the top demanding portion, mainly due to the transportation needs. Whole building energy simulation provides a means of assessing building performance at the design stage of the building life cycle. Calibration of these models allows for performance assessment and efficiency improvements at the operational stage. Also, the information output from the calibration process can be used to identify mistaken assumptions made in design stage models, to improve best practice modelling techniques and to drive the development of simulation tools. However, there are issues with current approaches to calibrated simulation. Many existing methodologies are informal, ad-hoc, and not firmly based on clearly referenced evidence. In addition, many calibrated simulation case studies use simplified models and limited measured data. As for the studied model,Immogate Logistic Center, which holds a DGNB Gold Certification , the results showed a great deal of difference of what was planned and which the results were. For example: The gas predicted to be used was : 121 318 m³ It ended up being : 75 000 m³ . The under floor heating (gas also) to be used was also 121 318 m³ , ended up being 27 000m³ aprox. (Calculations made over the simulation with a high efficiency boiler as the one recommended by the Engineer). Calculations for the outer insulation were lightening as well. It´s shown where the desicion making of the right thickness of the walls was made. This was specially illuminating in the roof case, which was solved with mineral wool. The curve (Image 3) shows the inflexion point where the thickness start to show no significant value when enlarged.

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Calibration process

Gas radiators used and calibrated

Simulation process and comparison with the actual and calibrated consumption

Immogate building, case of study

Metal

Foam

Metal

Mineral Wool

Metal

Metal

1. Gas compsumption showing the actual inflexion point in thickness

12 cm (compressed to 10cm)

2.

12 cm (compressed to 10cm)

Both wall (left) and roof (right) solutions here pictured.

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Lida Papakyriakopoulou

Der Attika-Park in Vrilissia als Schnittstelle und Energielieferant

Thema dieser Thesis ist die energetische Analyse eines Projekts in Athen in Griechenland, mit Nichtwohngebäuden auf den Seiten des Attika-Parks in Vrilissia in Athen. Das Projekt enthält zwei bestehende Gebäude und elf vorgeschlagene Gebäude mit unterschiedlichen Nutzungen. Ziel dieser Thesis ist ein energetisches Konzept zu entwickeln, wo die klimatische Aspekte der Umgebung und die energetische Anforderungen der Gebäude berücksichtigt werden, um den Bedarf des Gebietes zu decken und wenn möglich Energie zur Umgebung zu liefern. Im ersten Teil der Arbeit ist das Projekt und die klimatischen Bedingungen der Umgebung prädentiert. Im zweiten Teil der Arbeit sind die Nutzungsrandbedingungen der Gebäude analysiert. Seit 2008 ist die „Ordnung zu der Energetischen Leistung der Gebäude“ (EPBD) in Griechenland in Kraft. Diese Daten sind als Basis zur energetischen Bewertung der Gebäude genommen, sind zu jeder Nutzung angepasst, und sind die Ergebnisse des Energiebedarfs der Gebäude dargestellt. Im nächsten Teil der Arbeit sind Optimierungsmaßnahmen der thermischen Hülle (passive Maßnahme) vorgeschlagen, und die Ergebnisse sind bewertet. Im letzten Teil der Arbeit ist ein Konzept mit den aktiven Systemen der Gebäude vorgeschlagen. In diesem Konzept sind die energetischen Anforderungen der Gebäude in Kombination mit den Nutzungen und der Behaglichkeit der Nutzer berücksichtigt. Schließlich sind Energieerzeugungsmöglichkeiten vorgeschlagen, die die Potentiale der Umgebung verwenden, um mehr erneuerbare Energiequellen auszunutzen. Der Überschuss der erzeugten Energie des Projekts wird zu Gebäuden in der Umgebung oder ins Netzwerk übergegeben.

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- Sporthalle - Schwimmhalle - Büros - Tätigkeiten -InformationsKiosk - Museum - Laden - Theater

Gebäude und Nutzungen im Projekt Parameter für die energetische Bewertung der Gebäude: Nutzung, Nutzungszeit [h];[Tage in der Woche], min-max Temperatur [°C], rel. Luftfeuchte [%], Personen [met], Beleuchtung [W/m²];[lux], Geräte [W/m²], Frischluft [m³/(h*Person)];[L/(s*m²)]; Trinkwarmwasser [L/(Person*Tag)], UWert der Bauteile [W/(m²K)], g-Wert der transparenten Bauteile

Klimazone Klimazone Klimazone Klimazone

A B C D

Schematische Darstellung der Klimazonen in Griechenland (T.O.T.E.E.-20701-3/2010; EPBD)

Endenergiebedarf für Solares Kühlen und Erzeugung von Solarkollektoren in kWh pro Monat

Strombedarf und Stromerzeugung durch PV-Anlagen in kWh pro Monat

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Sascha Tobias Pöschl

TES EnergyFacade Possibilities of Integrating Ventilation in Timber Based Elements

Environmental consciousness has increased the demand for sustainable building methods. This is one reason timber as building material has been able to recently establish itself even in the German market. As a renewable and recycable resource it can contribute an important part to protecting our environment. Another role in sustainable building plays the amount of energy consumed during a building‘s life cycle. This is especially relevant as building ordinances are increasingly implementing more stringent energy efficiency standards that are applicable not only to new construction, but also in adjusted versions to the large amounts of existing building stock. When aiming to achieve the required overall energy performance, the quality and properties of the envelope play a vital role. The TES EnergyFacade research project has found an alternative to refurbishing the existing building stock with thermal insulation composite systems. Instead, elements made entirely of timber or timber based products are placed on the existing facade or mounted as a replacement of it. The system consists of prefabricated, identical or similar timberframe elements, perfectly fitted for each individual building. Currently, feasibility studies and projects find ways to enhance the established system with additional features. One of these enhancements is the integration of building ventilation. This thesis‘ goal is to examine which type of ventilation is feasible as well as reasonable for which types of building occupancies and their respective floor plan arrangements in regard to TES timber frame elements. An important factor is to be able to justify each decision that is made under the aspects of costs versus effort versus degree of complexity, and, most importantly, sustainability. However, the word sustainable is not merely a synonym for energy efficiency, but also entails properties such as flexibility in function and occupancy, the longevity and quality of materials and workmanship, and the perceived level of comfort and quality of space. In addition, local, national, as well as international building codes are a deciding factor, especially as timber as building material underlies strenuous fire safety regulations. Reaching compliance with certain laws and ordinances can quickly result in tremendous costs or require an unwanted change of the building‘s architecture. The findings of this examination therefore concentrate on providing an insight into the above mentioned items and their relationship to one another. Furthermore, it attempts to convey the opportunities and limits that arise with various forms of ventilation integrated into TES EnergyFacade.

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e Example of ducts in the exterior layer (Quelle: http://www.empa-ren.ch/a50.htm, IEA ECBCS Annex 50, “Prefabricated Systems for Low Energy Renovation of Residential Buildings”)

16 http://www.empa-ren.ch/a50.htm, IEA ECBCS Annex 50, “Prefabricated Systems for Low Energy Renovation of Residential Buildings”, verified 04.07.2010.

TES EnergyFacade Workflow (Quelle: http://www.tesenergyfacade.com)

TES EnergyFacade Element (Quelle: http://www.lattkearchitekten.de/projekt-details/schlaegerstrasse.html)

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Christina Pournara

Sanierung von Schulgebäuden in Griechenland unter energetischen und bauklimatischen Gesichtspunkten

Der Energieverbrauch ist heute ein wachsender Trend mit erheblichen Auswirkungen auf die natürliche Umwelt. Obwohl der Bausektor einen sehr großen Energieverbraucher bildet, ist er gleichzeitig geeignet, Strategien und Maßnahmen zur Energieeinsparung umzusetzen. Die Europäische Union richtet nach einer umweltfreundlichen und nachhaltigen Energiepolitik, die diesen Energieverbrauch minimieren und den Wohlstand zu allen Ländern sicherstellen kann. Hinsichtlich Griechenlands sind der Energieverbrauch und die Schadstoffemissionen von Gebäuden sehr hoch, im Vergleich zu anderen europäischen Ländern. Es könnte allerdings die erneuerbaren Energiequellen verwendet werden, weil das Land ein hohes Potential hat. Zusammenfassend hat diese Arbeit sich das Ziel gesetzt, die energieeffiziente Sanierung von Schulgebäuden in Griechenland im Rahmen des europäischen Förderprogramms «Umwelt und nachhaltige Entwicklung 2007-2013», zu untersuchen. Die Schulen im Bestand bedeuten eine große Herausforderung, so dass sie die besten und behaglichsten Lernräume bieten und das große Problem der Klimawandel positiv beeinflussen. Hauptziel des Programms ist, die Schulen zur Reduzierung der CO2-Emissionen beizutragen und gleichzeitig sie als pädagogisches Mittel zu funktionieren, damit die Schüler in Kontakt mit der Idee der nachhaltigen Entwicklung kommen können. Die Untersuchung der Entwicklung von griechischen Schulgebäuden im Laufe der Zeit, anhand ihrer Architektur und Gestaltung von Innen- und Außenräumen, und die Analyse von verschiedenen Faktoren, wie zum Beispiel die Ausrichtung, die Beleuchtung und die Lüftung dieser Gebäude, führen zu hilfreichen Bemerkungen und Ergebnissen. Nach der historischen Analyse, wird eine bestimmte Typologie ausgesucht, die Typologie «Athina», die sehr typisch ist und am häufigsten in allen griechischen Gebieten verwendet wurde. Als Mustergebäude wird eine Schule in der Stadt Thessaloniki ausgewählt und sein energetisches Verhalten über das Jahr bewertet. Zusätzlich wird die thermische Behaglichkeit in einem typischen Klassenraum berücksichtigt. Um diese Studie durchzuführen, werden die notwendigen Daten durch Messungen gesammelt und ausgewertet, anhand des adaptiven Komfortmodells von DIN EN 15251:2007. Die Durchführung der einzelnen Sanierungsmaßnahmen des Förderprogramms auf das Mustergebäude und die Bewertung und Vergleich der unterschiedlichen Bilanzierungsergebnisse liefern einen kritischen Ausblick des Programms aus ökologischer und wirtschaftlicher Sicht. Die Beziehung des Gebäudes mit dem Standort führt zur Anwendung von passiven Maßnahmen, wie die Fensterlüftung und die Nachtauskühlung. Am Ende erzielt eine Einbindung zwischen den Schulen der Vergangenheit und der Zukunft.

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Griechenland | Strom | erneuerbare Energiequellen (Quelle: http://www.aftodioikisi.gr)

Schule der Typologie «Athina» in Thessaloniki (Quelle: eigenes Foto)

Pausenraum

Klassenraum

Pausenraum

Klassenraum

Pausenraum

Klassenraum

Lüftungskonzept (Quelle: eigene Darstellung)

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Vesna Pungerčar

NiedrigenergieGemeindezentrum Šentrupert Die neuen Ergänzungen im Städtebau von Sentrupert entstehen aus dem Bedürfnis heraus, ein neues, nachhaltiges Zentrum, das die Senioren mit den anderen Menschen verbindet, zu schaffen.

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Die Gemeinde Šentrupert ist eine junge, kleine und ehrgeizige Gemeinde in Slowenien. Sie legte in den letzten Jahren mehr Wert auf ihre Holzbaukunst und möchte diese nun mit neuen, nachhaltigen Projekten weiter pflegen. Der Ort baute in den letzten Jahren das erste Open-Air-Museum mit den 19 erhaltenen Heuraufen sowie den neuen Kindergarten in der Holzbauweise. Die Gemeinde Šentrupert will das Seniorengebäude nicht am Rand des Dorfes, sondern in der Mitte der Stadt bauen. Sie sind davon überzeugt, dass der soziale Kontakt zwischen verschiedenen Generationen das Stadtleben verschönert. Die Umsetzung des Gebäudes musste durch Analysen angepasst werden, um den Heiz-, Kühl- und Strombedarf zu minimieren. Als Ausgangspunkt wurden die Nutzungen nach den klimatischen und energetischen Anforderungen in zwei Gruppen geteilt. Zunächst wurden die verschiedenen städtebaulichen Ideen bewertet und analysiert. Bei der ausgewählten städtebaulichen Idee wurden die Maßnahmen für die Heizung, Kühlung, Lüftung und den Strom umgesetzt. Die internen Wärmequellen, die Temperaturanforderungen und die Pufferzone bestimmen die Gebäudehülle. Die Außenwände und die Fenster haben unterschiedliche U-Werte. Der nachwachsende Rohstoff Holz ist hinsichtlich seiner Öko­bilanz vielen anderen Materialien überlegen, deswegen wird es für die Außenwände, Innenwände und Hohlkästen beim Projekt verwendet. Eine Fußbodenheizung spart durch niedrige Temperaturen mehr Energie als Heizkörper und bietet freie Gestaltung in den Räumen. Auf Grund der niedrigen Temperaturen wird die Fußbodenheizung als optimale Kombination mit Solarkollektoren in den Übergangszeiten festgelegt. Es gibt nur 16 Tage im Jahr, an denen die Außentemperatur mit der Feuchtigkeit 30 Prozent mehr als 30 Grad beträgt und die Kühlung benötigt wird. Die Temperatur wird mit der Nachtauskühlung, dem Sonnenschutz und der Speichermasse niedrig gehalten. Die Kühlung für diese 2 Wochen ist allerdings ein zu großer wirtschaftlicher Aufwand, deshalb wird die Behaglichkeit mit der Luftbewegung (Ventilatoren) oder mit Durchzug hergestellt. Das Gebäude hat eine hybride Lüftung - im Winter die mechanische Lüftung mit Wärmerückgewinnung und freie Lüftung in anderen Jahreszeiten. Ein Gesamtziel in der Gemeinde ist, dass im Winter die Häuser mit der Fernwärme und im Sommer mit dezentralen Versorgungsstrukturen wie solarer Warmwassererzeugung versorgt werden. Die Gemeinde plant eine Photovoltaikanlage für das Gemeindezentrum und für die anderen öffentlichen Gebäude zu bauen. Bei diesem Projekt wurde berechnet, wie viele Photovoltaik-Module und Wechselrichter für das Gemeindezentrum gebraucht werden.


Erdgeschoss im MaĂ&#x;stab 1:500

Klimakonzept Winter

Klimakonzept Sommer

Erdgeschoss

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Michael Rabe

Variantenuntersuchung der Mehrfachnutzung von Bauteilen und Systemen unter dem Fokus der Kapitalkosteneinsparung, Energieeffizienz und technischer Machbarkeit

Diese Master Thesis beschäftigt sich mit der Mehrfachnutzung von Anlagentechnik sowie von Bauteilen in Kombination mit technischer Gebäudeausrüstung. Die Zielstellung ist es, eine Potentialanalyse unterschiedlicher Varianten durchzuführen. Im Vordergrund der Untersuchung stehen dabei die technische Machbarkeit, die Energieeffizienz sowie die Wirtschaftlichkeit der einzelnen Varianten, im Vergleich zu einem konventionellen System. Aus den Ergebnissen der genannten Kriterien werden den Varianten abschließend, mögliche Gebäudenutzungsarten zugeordnet und die Vor- und Nachteile der Systeme aufgezeigt. Der Hintergrund der Arbeit ist die Problematik, dass durch die Anforderungen an nachhaltiges und energieeffizientes Bauen, die Kosten eines Bauprojektes in den meisten Fällen sehr stark ansteigen. Diese höheren Investitionskosten können meist nur sehr schwer durch entsprechende Renditen wieder erwirtschaftet werden. Um eingesetztes Kapital möglichst optimal auszunutzen sollten Systeme oder technische Komponenten deshalb möglichst mehrfach und ganzjährig genutzt werden. Die Master Thesis ist in drei Hauptteile gegliedert. Als erstes werden die für die Varianten notwendigen physikalischen und technischen Grundlagen näher erläutert. Im zweiten und längsten Abschnitt werden die zu untersuchenden Varianten vorgestellt und die Hinführung zu den Ergebnissen der Potentialanalyse dargestellt. Weiterhin werden im dritten Teil die Varianten mit dem größten Potenzial detaillierter analysiert. Für diese weiterführende Untersuchungen wurde eine Energetisch - Thermische Simulation mit einem detaillierten Anlagenmodell gekoppelt. Das Programm welches für die detaillierte Simulationen verwendet wurde war TRNSYS17. Im letzten Abschnitt werden weiterhin die Ergebnisse der Untersuchungen zusammengefasst und Zuordnungsvorschläge der Varianten zu verschiedenen Gebäudenutzungsarten dargestellt.

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36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 1 5 9 13 17 21 1 5 9 13 17 21 1 5 9 13 17 21 1 5 9 13 17 21 1 5 9 13 17 21 1 5 9 13 17 21 1 5 9 13 17 21 Stunde

Außentemperatur [°C]

Raumlufttemperatur [°C]

Operative Raumtemperatur [°C]

RL Temperatur BKT Decke [°C]

RL Temperatur BKT Boden [°C]

Temperatur Stahlbeton - Bodenplatte [°C] Wöchentlicher Temperaturverlauf V5 (Mehrfachnutzung Stahlbeton – Bodenplatte)

Vorbild Mehrfachnutzung in der Natur (Quelle: http://img.seenby.de)

Simulationsmodell V6 in TRNSYS (Löschwassertank und Wärmepumpe)

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Marta Rodriguez Schumacher

Energetisches Sanierungskonzept der Siedlung San Ignacio de Loyola in Bilbao

Im Rahmen dieser Masterarbeit soll ein Vorschlag für ein energetisches Sanierungkonzept der Nachkriegszeitsiedlung San Ignacio de Loyola (Bilbao, Spanien) ausgearbeitet werden. Ziel dieses Sanierungskonzepts ist die Primärenergie-Einsparung durch konstruktive Maßnahmen und neue Energieerzeugungskonzepte, sowie die optische Aufwertung der Siedlung durch eine neue, aber historisch rücksichtsvolle, architektonische und städtebauliche Sprache. Um dieses Ziel zu erreichen, wird durch eine kurze Typologie-Analyse der Wohnblock, der die größte Vielfalt von Ausrichtungen derselben Wohntypologie hat, ausgewählt. So werden mit diesem Wohnblock die verschiedenen Ausrichtungen dieser Wohnung in der Siedlung bewertet und das ungünstigste Haus ausgesucht, das für die Berechnung und Bewertung der neuen Sanierungsmaßnahmen dienen wird. Mit Hilfe des Simulations-Programms IDA ICE wird dieses Haus im Bestand berechnet, um danach architektonische und technische Sanierungsvorschläge vorzulegen und zu vergleichen. Nachdem eine Energiebedarfsreduktion im Einzelhaus analysiert wurde, wird eine Optimierung der Energieerzeugung durch kommunale Energiekonzepte im ganzen Wohnblock bewertet. Zum Schluss wird die Machbarkeit dieses kommunalen Energiekonzeptes in der Siedlungsebene überprüft und ein architektonisches und städtebauliches Konzept vorgeschlagen.

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Bestand

Ansicht der Siedlung San Ignacio de Loyola Energiebedarf [Endenergie]

25

180

20

160

15 140

Energiebedarf Sanierungsvariante

10 120

120

0

100

100

‐5

80

80

[kWh/m²a]

‐10

60

[kWh/m²a] ²a]

[kWh/m²]

5

‐15

60

40

40

‐20 Heizen Warmwasser Beleuchtung Elektronische Geräte

20

‐25 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12

0 Nutzenergie

Local cooling units 

Local heating units 

Lighting

Equipment

External Window & Solar 

Internal Walls and Masses 

Wärmebilanz im Bestandsgebäude Occupants Infiltration & Openings 

Endenergie

Primärenergie

Energiebedarf nach der baulichen Sanierung

20

Nutzenergie Endenergie Primärenergie

0 Unsaniert / Anlagen  Bestand

Saniert / Anlagen  Bestand

Saniert / kommunales  Saniert / kommunales  Energiekonzept 1 Energiekonzept 2

Energetischer Vergleich unterschiedlicher baulichen und technischen Maßnahmen

Envelope & Thermal bridges 

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Karina Scherbaum

Verwaltungsgebäude in der tropischen Klimazonen unter Berücksichtigung traditioneller Bauweisen

In der heutigen, westlich orientierten Welt werden für komplexe Bauaufgaben oft universelle Lösungen gesucht. Der technische Fortschritt macht es möglich, gleichartige Gebäudeformen und Baumaterialen an jeden beliebigen Standort der Welt zu verwenden. Dabei bleibt das Wissen, dass in traditionellen Bauweisen steckt, oft unbeachtet.

Simulation des Beispiels Esplanada dos Ministerios -Bloco C: Ministério do Planejamento in Brasilia

In vielen Ländern werden westliche Lösungen übernehmen ohne dabei auf lokale klimatische Voraussetzungen und Verfügbarkeiten zu achten. Die in der Vergangenheit auf diese Weise entstandenen Gebäude werfen aber Fragen nach Behaglichkeit, Nachhaltigkeit und Energieeffizienz auf. Auf der Suche nach Antworten auf diese Fragen besinnt man sich nun auf traditionelle Bauformen zurück, analysiert sie und erkennt dabei ihr Potential. Im Rahmen dieser Arbeit werden zunächst traditionelle Bauweisen in der tropischen Klimaregion untersucht. Hierbei werden auf die unterschiedlichen klimatischen Voraussetzungen der immerfeuchten Tropen, Feuchtsavannen, Trockensavannen und Wüstengebiete berücksichtigt. Typische traditionelle Gebäudeformen werden analysiert und dabei die Reaktionen der Gebäude auf das vorherrschende Klima herausgearbeitet. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse werden anschließend am Beispiel des Ministério do Planejamento in Brasilia angewendet. Nach einer klimatischen Untersuchung des Standortes und Bewertung des Gebäudes werden verschiedene Maßnahmen zur Verbesserung der Behaglichkeit und Energieeffizienz behandelt. Diese werden anschließend mit dem Simulationsprogramm TRNSYS überprüft und bewertet.

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Skizze des Geländes der Ministerien in Brasilia (Quelle: Silvio Parucker)

Traditionelles Wohnhaus in Nias, Indonesien (Quelle: Lauber : Tropical Architecture 6.1.)

AuĂ&#x;entemperatur in Brasilia (Quelle: Meteonorm 6.1.)

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Flavio Stigliano

Building Energy Codes in a Cultural Context This study focuses on the various factors in the building sector that have played a role in the establishment of thermal comfort standards. By examining the roles of building research, standard making and people‘s attitudes toward energy consumption this study makes a comparison between the United States and Europe / Germany.

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Why do buildings consume more energy in the United States than they do in Europe? This question may be partially answered by identifying the cultural background to the development of standards for thermal comfort. Other aspects pointing to a difference in energy use from buildings can be found within adoption and enforcement of building codes and building technology research agendas in the two countries. This study examines the relationship between building standards, building research, and expectations for thermal comfort. Energy consumption from buildings is not only determined by technical advancements in efficiency, but also by socio-cultural factors inherent in user behavioral patterns. Advances in technology will not keep pace with energy demand increases. The adoption of Western culture and energy codes by other regions of the world raises an important issue about the building sector’s preparedness, under current practices, for global energy challenges in the future. The various disciplines in the building sector will need to to rethink their practices so that new patterns of consumption are adopted. Many factors contribute to energy consumption patterns; from political and economic policy to the marketing of products. In the building sector, these same factors are influencing decisions from the choice of facade systems to door hardware. The quantity of factors to consider when balancing the various elements in buildings can be overwhelming to young professionals in the building industry. The global interdependency of political and economic systems at the macro level is similar to the interdependency between building researchers, building occupants and building design professionals. A broadening of skills and a deepening of knowledge are required if the building sector is going to effectively deal with the challenges of energy consumption. Rising energy demand will converge with and surpass advances in technical efficiency. Renewable energy is yet to make a significant impact on global energy production, based on current forecasts. Building researchers, standards makers, and building designers will need to expand their teams to include politicians, social scientists, and public policy experts, among others. Building researchers will need to understand user behavioral patterns to advance their research. Building owners and users need to understand energy flows. Standard makers, engineers and architects must work together need to redefine comfort standards to reflect possibilities through building design and construction, in particular to address real estate financial models that are based on building geometries that are only possible with mechanical ventilation. To meet the challenges to come, the building industry requires a cross-disciplinary approach to problem solving and a multidisciplinary effort more encompassing than the efforts that have brought the building industry to where it is today.


1919 ASHVE Bureau of Research established. First building research begins. Research is done on heat transfer from radiators, heat transfer and air leaking rates through building wall sections and components, and studies of outdoor air quality in various cities.

1904 Public debut of airconditioning at Missouri State Building at the World’s Fair in St. Louis.

1914 A Chicago Department of Health commission studying ventilation of school buildings concludes that carbon dioxide is “not the harmful agent of major importance in expired air or air otherwise contaminated.” 1914 ASHVE writes a model code with a minimum ventilation rate of 30 cfm (14 L/s) per occupant of outdoor air.

1893 Physician J. Billings, author of Ventilation and Heating, calculates that 50 cfm of ventilating air would be needed to keep the room CO2 level at 550 ppm if the exhaled respiration were limited to a concentration of 200 ppm. 1892 First air-conditioned house in United States is built in San Lorenzo, California.

1906 Willis Carrier, building on ideas originated by German professor Hermann Rietschel, patents “Apparatus for Treating Air.”

1966 First airconditioned school with no windows opens in New York.

1931 Frigidaire debuts residential Hot-Kold central air-conditioning system.

1922 Willis Carrier invents centrifugal refrigeration system.

1963 Standardizing in DIN 52614 of “the artificial foot” (“künstlicher Fuß”), a tool to measure the heat conduction of the floorings. Footwarmth is prioritized as factor for thermal comfort.

1938 Cool-Wave window air-conditioner marketed by Philco-York.

1930s The expanded use of air-conditioning makes natural ventilation obsolete.

1975 “Raumklima und thermische Behaglichkeit“ (Indoor Temperature and Thermal Comfort) is published by W. Frank and commissioned by the German Building Ministry. It analyzes the various parameters that influence the indoor temperature.

1950s 50% of newer homes have central air-conditioning.

1960s 65 million homes have air-conditioning units of some kind.

2000 USGBC launches LEED (Leadership in Energy and Environmental Design). 1984 World Health Organization estimates that 30% of all buildings suffer from Sick Building Syndrome (SBS). (In the late 1970s, due to the world oil shortage, changes were made in building design and construction in order to save energy. As a result, a number of workers in these building experience health problems defined as Sick Building Syndrome.)

2005 Sustainable Building Conference (SB2005) marks a general shift in approach to sustainability research. 2007 DGNB, the German Sustainable Building Council (“Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen”) is founded. 2009 The DGNB certification system is introduced. 2011 LEED projects are in progress in 41 countries. The 10,000th LEED commercial project is certified in August.

1983 W. Cain and P. O. Fanger publish results of new studies generally confirming Yaglou’s results. They agree that 15 cfm (7.5 L/s) of outdoor air was needed to dilute occupant odors to a concentration acceptable to 80% (20% dissatisfied) of the visitors entering into an occupied space.

1969 54% of new cars in the US are equipped with air-conditioning.

1940s 40% of newer homes have central airconditioning.

2002 The annual Greenbuild International Conference and Expo is launched by USGBC.

1998 Green Building Conference in Vancouver, Canada, showcases GBTool. 2000 First Sustainable Building Conference (SB2000) held in Vancouver, co-sponsored by countries participating in the Green Building Challenge (GBC) process and CIB.

1976 Work Places Ordinance (Arbeitsstättenverordnung ASR 6/1,3”) suggests minimum air temperatures values: mostly sitting activity 19 °C (66 °F) / mostly non-sitting activity 17 °C (62 °F) / hard labor 12 °C (53 °F)

1970 P. Ole Fanger develops Predicted Mean Vote (PMV), a thermal comfort model that combines four variables: air temperature, air velocity, mean radiant temperature, and relative humidity.

1936 Following Lemberg’s work, Yaglou, Riley, and Coggins make a more exhaustive study and find a strong correlation between the required ventilation rate and the net air space per occupant.

1905 Carl Flügge and his students at the Institute for Hygiene in Breslau, Germany, confirm Hermans hypothese through a series of experiments. Soon after, J. Billings’ recommendation of 30 cfm (14 L/s) per occupant of outdoor air was adopted by state building codes, following Flügge’s endorsement. 1920s First window airconditioning unit appears.

2002 The Sustainable Building Conference (SB2002) held in Oslo, Norway, focuses on refinement of scope, technical content of assessment methods and tools.

1970s Building-related Illness (BRI) identified by US Environmental Protection Agency (EPA).

1980s 70% of newer homes have central airconditioning.

2008 British Council for Offices (BCO) commissions the “24 ºC Study: Comfort, Productivity and Energy Consumption”. The research finds that by increasing the recommended temperature in offices by 2ºC to 24ºC, an office building of 100,000 sq ft could save six tons of carbon dioxide in a year. 1998 Willis Carrier voted as Time’s 100 most influential people of the twentieth century.

1990s 75% of U.S. homes have central airconditioning.

2011 About 91% of U.S. homes built since 2000 have a mainspace heating system; the rate for homes built before 1940 is 50%.

2000s 90% of newer homes have central airconditioning.

2010 Work Place Ordinance (ASR A3.5 “Raumtemperatur”) replaces ASR 6/1,3. More differentiation is given to air temperature (categories sitting/ non-sitting and additionally hard/ medium/ light activity) but temperatures are nearly identical to ASR 6/1,3 from 1976.

20112 201 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003 2002 2001 2000 1999 1998 1997 1996 1995 1994 1993 1992 1991 1990 1989 1988 1987 1986 1985 1984 1983 1982 1981 1980 1979 1978 1977 1976 1975 1974 1973 1972 1971 1970 1969 1968 1967 1966 1965 1964 1963 1962 1961 1960 1959 1958 1957 1956 1955 1954 1953 1952 1951 1950 1949 1948 1947 1946 1945 1944 1943 1942 1941 1940 1939 1938 1937 1936 1935 1934 1933 1932 1931 1930 1929 1928 1927 1926 1925 1924 1923 1922 1921 1920 1919 1918 1917 1916 1915 1914 1913 1912 1911 1910 1909 1908 1907 1906 1905 1904 1903 1902 1901 1900 1899 1898 1897 1896 1895 1894 1893 1892 1891 1890

STAndArdS dark blue = German StandardS

1894 Engineers meeting in New York City establish the American Society of Heating and Ventilating Engineers (ASHVE), the predecessor to American Society of Heating, Refrigeration, and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE). 1894 Hermann Rietschel, professor at Berlin Royal Institute of Technology, publishes Guide to Calculating and Design of Ventilating and Heating Installations, which influences energy use and indoor air quality issues.

1917 The Standards Association of German Industry is established. Later becomes known as Deutsches Institut für Normung, or DIN.

1938 ASHVE updates 1925 Minimum Requirements for Heating and Ventilation of Buildings code.

1925 ASHVE Guide publishes a code of Minimum Requirements for Heating and Ventilation of Buildings.

1946 American Standards Association publishes Standard A53.1, American Standard Building Requirements Light and Ventilation. 1951 DIN becomes a member of the International Organization for Standardization.

NOTE A 1973 ASHRAE publishes Standard 62-1973, Standards for Natural and Mechanical Ventilation, which replaces ASA A53.1: “ventilation requirements for spaces intended for human occupancy” that specify “minimum and recommended ventilation air quantities for the preservation of the occupant’s health, safety, and well-being.” It lists minimum allowable rates and a recommended range of ventilation rates. Return air could be clean and recirculated as ventilation air, reducing the outdoor air requirement to a minimum of 15% of the tabulated rates, but no less than 5 cfm (2.5L/s) per person. • Space (breathing zone) Ventilation Rate: Minimum rates and recommended ranges either for people (cfm/p) or building (cfm/ft2), depending on space type. • Space Air Change Effectiveness: Ignored space air change effectiveness (1.0 assumed). • Ventilation System Efficiency: Ignored. • Office (7 people, 1,000 ft2): 15 cfm/p x 7p = 105 cfm • Retail (30 people/1,000 ft2): 7 cfm/p x 30 p = 210 cfm • Classroom (30 people/1,000 ft2): 10 cfm/p x 30p = 300 cfm

1952 First standard for thermal protection (Wärmeschutznorm), DIN 4108 comes into effect in Germany to advance more hygienic housing conditions. It determines that light-weight exterior walls need, with decreasing weight, increasing thermal insulation values. First two amendments (1960 and 1969) are almost identical to 1952.

1966 ASHRAE Standard 55-1966, Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy, replaces the 1938 code and establishes a definition for thermal comfort that becomes widely influential: “Thermal comfort is that condition of mind that expresses satisfaction with the thermal environment.” Relative humidity should not exceed 60% to prevent warm discomfort.

1981 ASHRAE Standard 55-1981: The upper humidity limit is a dew point of 63°F (17°C).

2005 ISO EN 7730. (1995) based on Fanger’s PMV. Moderate thermal environments. Third edition. First one (1984) based on Fangers PMV 2007 ASHRAE updates Standard 62. 2009 Current edition of the Energy Savings Ordinance (EnEV 2009). Goal of this amendment is to reduce the annual primary energy demand for heating and warm water in building section in average by 30%. This effects mainly insulation, air conditioning, and night thermal storage heating.

1989 ANSI/ASHRAE Standard 62-1989 (see left NOTE C).

1994 ASHRAE Addendum 55a is approved with upper humidity limits of 64°F and 68°F (18°C and 20°C) wet-bulb temperatures for the winter and summer comfort zones, respectively.

1973 ASHRAE publishes Standard 62-1973 (see left NOTE A). 1974 In ASHRAE Standard 55 the upper humidity limit is a dew point of 63°F (17°C), based predominantly on considerations of mold growth and other moisture-related phenomena.

1995 In a second Amendment to WSchVO, requirements in regards to annual heating demands are included for the first time.

2010 ASHRAE updates Standard 55 and Standard 62 2011 DIN 4108-2, Thermal protection and energy economy in buildings, amended to increase minimum requirements for thermal insulation.

1999 BSR/ASHRAE Addendum 62n (see left NOTE D).

1975 DIN is officially recognized as the national standards body for Germany.

1999 German Energy Savings Ordinance (EnEV) is established 1976 German Parliament enacts the first Energy Conservation Act (EnEG), which is designed to reduce energy consumption by structural measures in response to the oil crisis and rising energy prices.

2001 ASHRAE Standard 62-2001 includes building commissioning. 2002 The first German Energy Savings Ordinance (EnEV 2002/ Energieeinsparverordnung) comes into effect. It integrates installation engineering into the energy balance, replacing the Heat Insulation Ordinance (WSchVO) and Heating System Ordinance (HeizAnlV). EnEV is based on European regulations and German standards such as DIN V 4701; DIN V 4108-2 and DIN V 18599.

1977 Implementation of the first Heat Insulation Ordinance (Wärmeschutzverordnung / WSchVO), resulting from the EnEG.

NOTE B 1981 ASHRAE Standard 62-1981, Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality, replaces Standard 62-1973. It calls for “ . . . indoor air quality and minimum ventilation rates which will be acceptable to human occupants and will not impair health.” It eliminates the higher, more energy-intensive recommended ranges of the 1973 version. • Space (breathing zone) Ventilation Rate: Minimum rates either for people (cfm/p) or building (cfm/ft2), depending on space type. • Space Air Change Effectiveness: Ignored space air change effectiveness (1.0 assumed). • Ventilation System Efficiency: Ignored. • Office (7 people, 1,000 ft2): 5 cfm/p x 7p = 35 cfm • Retail (30 people/1,000 ft2): 5 cfm/p x 30 p = 150 cfm • Classroom (30 people/1,000 ft2): 5 cfm/p x 30p = 150 cfm

2003 European Directive for Energy Performance of Buildings (EPBD) is approved by the European Parliament and Council.

1981 With the Amendment to DIN 4108, the German standards address the topic of energy savings for the first time by increasing the minimum requirements for insulation.

2004 Second edition of the Energy Savings Ordinance (EnEV 2004) is issued. 2004 ASHRAE Standard 55-2004 (see left NOTE E).

1984 Amendment to WSchVO includes requirements for thermal protection with structural changes.

NOTE C 1989 ANSI/ASHRAE Standard 62-1989, Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality (IAQ), simplifies the rates of Standard 62-1981 and reflects both technological changes and new information about indoor contaminants. The new standard specifies: “ . . . minimum ventilation rates and indoor air quality that will be acceptable to human occupants and are intended to minimize the potential for adverse health effects.” Due to a rise in complaints about poor IAQ, Standard 62-1989 uses visitor satisfaction as the base ventilation rate adjusted, usually using airflow, by professional judgment. • Space (breathing zone) Ventilation Rate: Minimum rates either for people (cfm/p) or building (cfm/ft2), depending on space type. • Space Air Change Effectiveness: Mentions space air change effectiveness, but does not require specific accounting (1.0 assumed). • Ventilation System Efficiency: Requires outdoor air intake calculation to account for ventilation system efficiency. • Office (7 people, 1,000 ft2): 20 cfm/p x 7p = 140 cfm • Retail (30 people/1,000 ft2): 0.30 cfm/ft2 x 1,000 ft2 = 300 cfm • Classroom (30 people/1,000 ft2): 15 cfm/p x 30p = 450 cfm

1992 ASHRAE Standard 551992 specifies 60% relative humidity as the upper limit also based primarily on considerations of mold growth. This limit is challenged for not being based on direct human thermal comfort and for being too restrictive for evaporative coolers.

NOTE D 1999 To encourage building-code adoption, BSR/ASHRAE Addendum 62n calls for code-minimum requirements, rather than guidelines. It does not change the scope or purpose of the standard or its definition of indoor air quality. The addendum changes the Standard 62-1989 prescriptive method for calculating space and system ventilation rates to improve upon the previous version of the standard. Using both prescribed rates allows designers to more accurately match airflow to actual occupant density and area that can be occupied for each space, reducing over ventilation. • Space (breathing zone) Ventilation Rate: Minimum rates both for people (cfm/p) and minimum rates for building (cfm/ft2). • Space Air Change Effectiveness: Requires air proper accounting for air change effectiveness (defaults available, 0.80 assumed below). • Ventilation System Efficiency: Requires simple default-based outdoor air intake calculation to account for ventilation system efficiency. • Office (7 people, 1,000 ft2): (6 cfm/p x 7 p + 0.06 cfm ft2 x 1,000 ft2) + 0.80 = 128 cfm • Retail (30 people/1,000 ft2): (7 cfm/p x 30 p + 0.12 cfm ft2 x 1,000 ft2) + 0.80 = 412 cfm • Classroom (30 people/1,000 ft2): (6 cfm/p x 30 p + 0.14 cfm ft2 x 1,000 ft2) + 0.80 = 400

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HVAC/THermAl ComforT/SAfeTy

1935 W.H. Lemberg and his colleagues, working in a lab and under contract to ASHVE, measure the minimum ventilation requirement using the human nose as the sensor.

1923 As part of a study of 216 classrooms conducted by the New York State Commission of Ventilation, the ventilating systems in two classrooms in Bronx, New York, are modified to experiment with methods of ventilating the circulating air. The commission concludes that overheating is the single most important factor in the indoor environment.

1907 Willis Carrier discovers the law of constant dew points, using it to develop automatic control systems.

1993 The USGBC (U.S. Green Building Council), a nonprofit organization, is founded.

1990 BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method) launches first certification system.

1994 Conference on Buildings and the Environment held in the United Kingdom introduces BREEAM and Canada’s BEPAC.

1928-1929 Willis Carrier installs air-conditioning in the U.S. House of Representatives and the U.S. Senate.

1903 New York Stock Exchange opens with an air-conditioning system designed by engineer Alfred R. Wolff, who applies principles of German professor Hermann Rietschel.

1990 U.S. building research funding gradually picks up in response to environmental concerns. 1980 U.S. building research funding dips as energy prices fall.

1925 Twenty-two states require a minimum of 30 cfm (14 L/s) per occupant of outdoor air. This requires mechanical ventilation, which is made possible by the development of the electrical power industry. 1925 The Aerologist the first air-conditioning trade journal published by E. Vernon Hill

1911 Willis Carrier presents his “Rationale Psychrometric Formulae and chart to calculate dew-point control.

1906 Stuart Cramer coins the term “air conditioning.”

1970 U.S. building research funding dramatically increases

1950s 90% of all households in West Germany are still heated with coal.

1902 Willis Haviland Carrier installs an “Apparatus for Treating Air” at the SackettWilhelms Lithographing and Publishing Company in Brooklyn, New York, to cool air and lower humidity. 1902 Armour Building in Kansas City, Missouri, installs dual-duct air-conditioning system with room thermostats.

1895 ASHVE (The American Society of Heating and Ventilating Engineers) recommends 30 cfm (14L/s) per person minimum ventilating rate.

1953 CIB (Conseil International du Bâtiment / International Council for Research and Innovation in Building and Construction) is established to stimulate and facilitate international cooperation and information exchange between governmental research institutes in the building and construction sector, with an emphasis on those institutes engaged in technical fields of research.

2004 ASHRAE Standard 62-2004 includes high-rise residential buildings and uses enforceable code language. 2005 DIN V 18599 provides a method to evaluate the total energy efficiency of buildings. Organized into 10 sections, this norm allows the calculation of energy demand for heating, cooling, ventilation, warm water, and lighting of residential and nonresidential buildings. 2007 European Standard EN15251, Criteria for the indoor environment including thermal, IAQ, light, and noise, is one of a suite of standards intended to back up the EPBD. Different categories of criteria address thermal comfort. 2007 EnEV 2007, the third edition of the Energy Savings Ordinance, amended with a reevaluation of energy demand for heating, ventilation, cooling, and lighting. 2012 Second UNCED Earth Summit in Rio di Janeiro. 2011 The share of renewable energies in electricity supply crosses the 20% mark in Germany. 2011 Renewable energy’s market share reaches 11.73% of total U.S. energy consumption.

1997 The Kyoto Protocol, adopted in 1997 and entered into force in 2005, aims to reduce worldwide greenhouse gas emissions to 5.2 percent below 1990 levels between 2008 and 2012. Current status: 84 out of 192 parties have signed the protocol. The United States is not one of them. 1992 United Nations Conference on Environment and Development (UNCED) Earth Summit in Rio de Janeiro. More than two hundred million people were estimated to depend upon increasingly vulnerable forest resources).

NOTE E 2004 ASHRAE Standard 55-2004, Thermal Environment Conditions for Human Occupancy, integrates cultural and climatic variation, deals exclusively with the indoor environment, and applies to both commercial and residential projects, new and existing. Section 5.3 of the standard offers a new optional method for determining acceptable thermal conditions in naturally ventilated spaces. The range of acceptable operative temperatures is a function of outdoor temperature, and is based on an adaptive model of thermal comfort developed from an ASHRAEsponsored research project. The model is derived from a global database of more than 21,000 field studies done in office buildings from four different continents.

1989 U.S. Senate approves the United Nations Montreal Protocol for substances that deplete the earth’s ozone layer. 1987 World Commission on Environment and Development (Brundtland Commission) publishes a report that presentes a new concept: sustainable development. 1979 President Jimmy Carter installs solar panels in the roof of the White House. The panels are removed by the Reagan administration in 1986.

eConomiC, poliTiCAl, SoCiAl fACTS/dATeS

1979 Second Oil crisis. Ayatollah Khomeini seizes power in Iran, which causes a second oil shock, pushing crude prices from around US$13 to a high of US$32/barrel. The U.S. net imports (imports minus exports) 7.99 million barrels of oil per day, which represents 43% of U.S. consumption, according to the EIA. 1977 Jimmy Carter establishes Department of Energy. 1973 First Oil crisis starts when the members of Organization of Arab Petroleum Exporting Countries (OAPEC) proclaims an oil embargo. Within one year the world oil price increased from about $3 to $12/barrel, which is an increase of 70%.

2009 United Nations climate conference in Copenhagen 2010 U.S. Energy Information Administration (USEIA) projects 49% in world energy consumption for 2035 under “current policy scenario.” International Energy Agency (IEA) projects 36% in world energy consumption for 2035 under “new policy scenario.”

Timeline, Sources: (Air Quality Sciences, 2006; Arbeitsstättenverordnung, 1976; ASHRAE; Berglund, 1998; BMVBS; BP, 2009; Bundesbauministerium, 2011; Charles, 2003; CIB World | Home; Dennis Stanke, 1999; DGNB Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen; DIN; Hellwig, 2005; Janssen, 1999; Kalz & Pfafferott, 2010; Nagengast, 2006; National Research Council, 1981; Nicol & Wilson, 2010; Olesen, 2010b, Olesen, 2010a; Olesen & Brager, 2004; Richter; Stanke, 1999; The White House; UNECE; United Nations, 2011; USGBC)

USA Energy Code Universe, Source: (OCEAN)

Worldwide Status of Building Energy Codes, Non-Residential, Source : (OCEAN, 2011b)

Total Energy Consumption Forecasts, Current Policy Scenario, 49% Increase, Btu = 1055 Joules, Source: (USEIA, 2010b)

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Technische Universität München Fakultät für Architektur Lehrstuhl für Bauklimatik und Haustechnik Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gerhard Hausladen Arcisstraße 21 80333 München Tel. Fax

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