Das Projekt "Energetischer Zustand des Hamburger Gebäudebestandes - Flächendeckende Erhebung und Kartierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ecofys Germany GmbH - Niederlassung Berlin durchgeführt. Für die Freie und Hansestadt Hamburg erstellte Ecofys eine umfangreiche Studie zum aktuellen Wärmebedarf des Gebäudebestandes. Im Rahmen dieser Untersuchung wurde die Hamburger Gebäudetypologie aktualisiert und um eine Typologie für Nicht-Wohngebäude erweitert. Zur Ermittlung des Ist-Zustandes und der Bedarfsentwicklung wurden zahlreiche Datensätze zu energetischen Kennwerten, Modernisierungsstand, Sanierungsstand, Energieverbräuche, Versorgungsstruktur, etc. in ein geographisches Informationssystem (GIS) eingepflegt. Die Ergebnisse der Auswertungen lassen nicht nur Rückschlusse auf den Ist-Zustand und die Bedarfsentwicklung zu, sondern sind ein wesentliches Instrument für die strategische Planung der künftigen Wärmeversorgung und die Möglichkeiten der Energieeinsparung im Gebäudebereich.
Das Projekt "Teilprojekt: Lebenszyklusbasierte energetische, ökologische und kostenbezogene Bewertung von Gebäuden und Stadtgrün in Stadtquartieren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Baustoffe und Konstruktion, Lehrstuhl für energieeffizientes und nachhaltiges Planen und Bauen durchgeführt. Um den Nachhaltigkeitszielen Deutschlands im städtischen Raum gerecht zu werden, müssen in Kommunen und Planungsbüros Werkzeuge und Prozesse genutzt werden, die maßgebliche Dimensionen wie Energie, Wasser, Stadtgrün, Mobilität, sozio-ökonomische Faktoren und Kostenaspekte sowie Wechselwirkungen zwischen all diesen Dimensionen über den gesamten Stadtplanungsprozess berücksichtigen. Leider entspricht dies nicht immer der gängigen Praxis: so werden viel der genannten Aspekte oft erst dann berücksichtigt, wenn bestimmte Lösungen nicht mehr umsetzbar sind. CircularGreenSimCity bringt besonders vom Klimawandel betroffene und in einer Umgestaltung des städtischen Raums begriffene Kommunen mit Planungsbüros, Zertifizierungsagenturen und der Wissenschaftswelt zusammen, um zunächst erfolgreiche Wohn- und Gewerbequartiersentwicklungskonzepte zu bewerten. Hieraus ergibt sich ein Bild 'optimaler' Quartierarchetypen entlang o.g. Dimensionen, auf deren Basis bereits bestehende Modelle und Methoden zur lebenszyklusbasierten Bewertung weiterentwickelt und verknüpft werden. Die entwickelten Werkzeuge und Prozesse werden sodann auf Pilotwohn- und gewerbequartiere in den Partnerkommunen angewandt und einem kontinuierlichen Verbesserungsprozess unterworfen. Sie erlauben dadurch auch weiteren Kommunen, Projektentwicklern, Ingenieurbüros und Energieversorgern, die Planung lebenszyklusbasiert nachhaltiger Quartiere, die Umsetzung eines optimierten (Regen-)Wassermanagements sowie geringere Gebäudekühlbedarfe durch optimierten Einsatz von Stadtgrün effizienter und effektiver zu gestalten. Das Projekt geht damit insbesondere auf drei der 17 'Sustainability Goals' der Vereinten Nationen ein: 'Affordable and Clean Energy', 'Sustainable Cities and Communities', 'Responsible Consumption and Climate Action'.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung standardisierter Messverfahren und Kenngrößen zur Berücksichtigung von Bauwerksbegrünung in der energetischen Auslegung von Gebäuden sowie die Bewertung des thermischen Einflusses" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt, Fakultät Maschinenbau, Center für Angewandte Energieforschung (CAE) durchgeführt. Projektziel ist die Entwicklung standardisierter Messverfahren und Kenngrößen zur Berücksichtigung von Bauwerksbegrünung in der energetischen Auslegung von Gebäuden und die Entwicklung und Bereitstellung entsprechender Quantifizierungstools. Hierzu werden handelsübliche Fassaden- und Dachbegrünungssysteme katalogisiert und klassifiziert. Ziel ist die Bestimmung der Wärmespeicher- und Wärmeübertragungsfähigkeit von Fassaden- und Dachbegrünungsmethoden, um Verschattung, Wärmedämmwirkung und Verdunstungskühlung von Komponenten und Bauteilen zu bestimmen und zu prüfen. Für die Charakterisierung werden sowohl Labormethoden als auch angepasste freilandtaugliche Methoden entwickelt, validiert und angewendet. Die im Projekt zu entwickelnden Messverfahren sollen genaue, reproduzierbare und vergleichbare Charakterisierungen von Gebäudebegrünungssystemen ermöglichen und damit eine wissenschaftlich fundierte Basis für die Erarbeitung und Anwendung industrieller Standards darstellen. Damit wird die Möglichkeit eröffnet, Wärmedämmwirkung und Verdunstungskühlleistung von Begrünungskomponenten und -systemen zuverlässig vorherzusagen, laufend zu bestimmen und in der Planung quantitativ zu berücksichtigen. Dies führt zu einer Berechenbarkeit der Reduktion des Energiebedarfs für Kühlung und Heizung von Gebäuden und ermöglicht dadurch eine schnellere Marktdurchdringung von energieeffizienten Begrünungssystemen. Für das Teilvorhaben der FHWS stehen dazu folgende Indoor-Messmöglichkeiten zur Verfügung: Hotbox, Macro-DSC, Sonnensimulator, Klimakammer, sowie folgende Outdoor-Möglichkeiten: Klimaforschungsstation und Messfelder am EEC. Es werden entsprechende Prüfkörper und Freilandmessanlagen erstellt, begrünt bzw. angepasst. Die Begrünungssysteme werden umfassend thermisch charakterisiert, wobei insbesondere das dynamische thermische Verhalten der Systeme von Interesse ist.
Das Projekt "Schwerpunkte: Schnittstellen, praxisnahe Messungen, Regelungen und Optimierungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von YADOS GmbH durchgeführt. Durch das Forschungsvorhaben soll ein Werkzeug, das Thermisch / Elektrische Anlagen-EKG (TEK-EKG), zur energetischen Beurteilung von Versorgungsstrukturen geschaffen werden. Das Werkzeug setzt sich aus einem Plug&Play - fähigen Kurzzeitmesssystem mit zeitsynchronisierter Messung therm. und elektr. Kenngrößen und einer nachgelagerten Analysesoftware zusammen. Die aus der Analyse gewonnenen Erkenntnisse werden anschließend für eine Optimierung der Versorgungsstruktur mit der Zielgröße Erhöhung der Energieeffizienz unter wirtschaftlichen Randbedingungen genutzt. Zunächst ist das Messsystem des TEK-EKG zu entwickeln und geeignete Sensoren zu identifizieren. Im Anschluss wird das TEK-EKG an der TU Dresden (TUD) gefertigt (Hardware + Software) sowie umfangreich getestet. YADOS unterstützt diesen Prozess insbesondere bei der Schnittstellendefinition, da hier eine Kompatibilität zur Zentrale von YADOS gegeben sein muss. Im Anschluss ist die Analysesoftware zu entwickeln.
Das Projekt "Validierung der überarbeiteten DIN V 18599" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für GebäudeEnergetik (IGE), Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik durchgeführt. Die Vornormenreihe DIN V 18599:2016 in der neuen Fassung stellt ein Verfahren zur Gesamtenergiebilanzierung von Wohn- und Nichtwohngebäuden bereit. Die Berechnung von Nutz-, End- und Primärenergiebedarf für Heizung, Lüftung, Klimatisierung (einschließlich Kühlung und Befeuchtung), Trinkwarmwasserversorgung sowie Beleuchtung und Hilfsenergie für Gebäude werden in der Norm beschrieben. Das Institut für GebäudeEnergetik validiert gegenwärtig die neue Fassung der Vornorm mit geeigneten Methoden. Hierbei werden Folgewirkungen von Änderungen identifiziert und die Berechnungsergebnisse auf Plausibilität überprüft.
Das Projekt "Teilprojekt: Anwendungsszenarien und Demonstration" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EA Systems Dresden GmbH durchgeführt. In dem Verbundvorhaben werden Konzepte und Verfahren zur effizienten Kopplung laufzeitoptimierter Gebäudemodelle mit Modelica-basierten Anlagenmodellen entwickelt, um die Vorteile beider Modellierungsansätze miteinander zu verknüpfen. Durch die Kopplung können Modelle aus der Forschungswelt für den Praxiseinsatz aufbereitet werden. Die Technologie basiert auf dem bereits standardisierten Functional Mockup Interface für Co-Simulation. Die Herausforderungen bestehen in der Gebäudemodellgröße und in den stark unterschiedlichen numerischen Eigenschaften der Modellkomponenten. Besonderes Augenmerk wird auf die Optimierung der Gesamt-Berechnungsgeschwindigkeit, die problemgerechte Ergebnisauswertung, sowie die Nutzbarkeit der Verfahren in der Praxis gelegt. Der Schwerpunkt von EA Systems Dresden (EASD) liegt in den Arbeitspaketen 1: Anwendungsszenarien und AP5: Demonstration. Stellvertretend für eine große Anzahl verfügbarer Modellierungs- und Simulationstools sowie verfügbarer Bibliotheken sollen Referenzimplementierungen die Kopplungsfähigkeit von Anlagen- und Regelungstechnikmodellen mit der Gebäudesimulation demonstrieren. Hierfür wird seitens der EA Systems Dresden GmbH die 'Green Building -Bibliothek verwendet. Auf dieser Basis werden unter Berücksichtigung aller zu koppelnder Tools der Projektpartner die Anforderung an Konzeption und Austauschgrößen erarbeitet und Testbeispiele definiert. Daraufhin werden die Simulationsmodelle an die einheitlichen Standards angepasst, automatisierte Test und Kopplungsmodule entwickelt. Die Methoden werden anschließend an Praxisbeispielen getestet und dokumentiert.
Das Projekt "Teilprojekt: TUD - Testszenarien und Versuchsstand Mikro-KWK Systeme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik, Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung durchgeführt. Zur energetischen Versorgung von Gebäuden werden zunehmend Wärmepumpensysteme und Systeme auf Basis der KWK Technologie eingesetzt. Feldtests zeigen jedoch, dass die durch Rechenverfahren prognostizierten Nutzungsgrade nicht erreicht werden. Ziel des Forschungsvorhabens ist es daher, realitätsnahe Testszenarien zu entwickeln, mit denen die genannten Technologien realistisch eingeschätzt werden können. Das Forschungsvorhaben zielt dabei besonders auf das von der Bunderegierung im IEK Programm formulierte Ziel der 'Effizienzsteigerung' innerhalb der energetischen Versorgung von Gebäuden ab. Die Arbeiten sollen als Grundlage für die Entwicklung einer späteren normativen Anwendung gesehen werden. Die Arbeitsplanung (AP) sieht vor, in AP 1 und 2 an der TU Dresden sowie an der RWTH Aachen zwei funktional identische Versuchsstände zur Nutzungsgradbestimmung von Wärmepumpen und KWK-Systemen aufzubauen. Die Versuchsstände werden dabei so konstruiert, dass sie mit einem numerischen Simulationsprogramm gekoppelt werden können. In einem zweiten Schritt (AP2) erfolgt die Inbetriebnahme, die gleichfalls eine Ringmessung zwischen den beiden Institutionen beinhaltet, um sicherzustellen, dass die Einrichtungen unabhängig von der Versuchseinrichtung vergleichbare Ergebnisse erzielen. Im dritten Schritt (AP3) werden Testszenarien und Gebäudemodelle / Nutzerprofile entwickelt, wobei die Gebäudegröße, das Nutzerverhalten sowie die wärmetechnische Ausstattung der Liegenschaften mit betrachtet werden und mit dem Prüfverfahren des IGE Stuttgart abgestimmt. AP4 Umfasst die messtechnische Analyse, AP5 die Entwicklung eines energetischen Berechnungsverfahrens zur Bewertung von Wärmepumpen und Mikro-KWK Systemen. Am Beispiel ausgewählter Geräte sollen das Konzept der umgesetzten Emulation und die Vorteile der Vorgehensweise bei der Nutzungsgradbestimmung aufgezeigt werden. Der Schwerpunkt der Arbeiten der TU Dresden liegt in der Untersuchung und Bewertung von Mikro-KWK Systemen.
Das Projekt "Teilprojekt RWTH: Testszenarien und Versuchsstand Wärmepumpensysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen University, E.ON Energy Research Center, Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik durchgeführt. Zur energetischen Versorgung von Gebäuden werden zunehmend Wärmepumpensysteme und Systeme auf Basis der KWK-Technologie eingesetzt. Feldtests zeigen jedoch, dass die durch Rechenverfahren prognostizierten Nutzungsgrade nicht erreicht werden. Ziel des Verbundvorhabens (mit TU Dresden, IGE Stuttgart) ist es daher, realitätsnahe Testszenarien zu entwickeln, mit denen die genannten Technologien realistisch eingeschätzt werden können. Das Forschungsvorhaben zielt dabei besonders auf das im 6. EFP-Programm formulierte Ziel der 'Effizienzsteigerung' innerhalb der energetischen Versorgung von Gebäuden ab. Die Arbeiten sollen als Grundlage für die Entwicklung einer späteren normativen Anwendung gesehen werden. Die Arbeitsplanung (AP) sieht vor, in AP 1 und 2 an der TU Dresden sowie an der RWTH Aachen zwei funktional identische Versuchsstände zur Nutzungsgradbestimmung von Wärmepumpen und KWK-Systemen aufzubauen. Die Versuchsstände werden dabei so konstruiert, dass sie mit einem numerischen Simulationsprogramm gekoppelt werden können. In einem zweiten Schritt (AP2) erfolgt die Inbetriebnahme, die gleichfalls eine Ringmessung zwischen den beiden Institutionen beinhaltet, um sicherzustellen, dass die Einrichtungen unabhängig von der Versuchseinrichtung vergleichbare Ergebnisse erzielen. Im dritten Schritt (AP3) werden Testszenarien und Gebäudemodelle / Nutzerprofile entwickelt, wobei die Gebäudegröße, das Nutzerverhalten sowie die wärmetechnische Ausstattung der Liegenschaften mit betrachtet werden und mit dem Prüfverfahren des IGE Stuttgart abgestimmt. AP4 umfasst die messtechnische Analyse, AP5 die Entwicklung eines energetischen Berechnungsverfahrens zur Bewertung von Wärmepumpen und Mikro-KWK Systemen. Am Beispiel ausgewählter Geräte sollen das Konzept der umgesetzten Emulation und die Vorteile der Vorgehensweise bei der Nutzungsgradbestimmung aufgezeigt werden. Der Schwerpunkt der Arbeiten der RWTH Aachen liegt in der Untersuchung und Bewertung von Wärmepumpensystemen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Technologieentwicklung - Simulationsmaster zur Kopplung von Functional-Mockup-Units (FMU)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Institutsteil Entwicklung Adaptiver Systeme EAS durchgeführt. In dem Verbundprojekt wird eine Kopplungstechnologie für Komplexmodelle aus der Bauteil-, Raum- und Gebäudesimulation mit Modelica-basierten Anlagen-, Regelungs- und Nutzermodellen entwickelt. Sie erlaubt die Kopplung von Simulationsmodellen unterschiedlicher Modellkomplexität und berücksichtigt dabei die erforderliche Ergebnisgenauigkeit sowie die Wirtschaftlichkeit in der Anwendung. Die Technologie basiert auf dem bereits standardisierten Functional -Mockup-Interface (FMI) für Co-Simulation. Berechnungsgeschwindigkeit und Ergebnisauswertung werden optimiert im Hinblick auf die Kopplung spezialisierter Komplexmodelle zur energetischen/bauklimatischen Gebäudesimulation mit Modellen für Anlagenkomponenten, für Regelungen und für das Nutzerverhalten, die in der Sprache Modelica beschrieben sind. Der Schwerpunkt von Fraunhofer IIS/EAS liegt im Arbeitspaket 'Technologientwicklung - Simulationsmaster'. Stellvertretend für eine Vielzahl von in der Gebäudesimulation eingesetzten Tools wird eine effektive Kopplung der drei Tools Delphin, Therakles und Nandrad mit SimulationX erarbeitet. Dies wird in folgenden Arbeitsschritten erreicht: Zunächst werden Anwendungsszenarien definiert, die das zu erwartende Einsatzgebiet weitgehend abdecken. Für die Gebäudesimulatoren Delphin, Therakles und Nandrad werden Möglichkeiten zum Export von Funktional-Mockup-Units (FMU) geschaffen. Die Analyse der numerischen Eigenschaften der FMU ist Grundlage für die Entwicklung neuer Masteralgorithmen, die an den Szenarien erprobt und optimiert werden. Zudem ist Fraunhofer IIS/EAS am Arbeitspaket 'Anforderungen an die Kopplungstechnologie' beteiligt.
Das Projekt "Teilprojekt: Koordination und Mitarbeit im IEA-ECBCS Annex 58" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Bauphysik durchgeführt. Bei inhomogenen und großformatigen, transparenten Fassaden- und Dachsystemen können die notwendigen bauphysikalischen Kenndaten mit Hilfe der Laborprüfmethoden häufig nicht mit ausreichender Genauigkeit ermittelt werden. Die Übertragung der aus kleinformatigen Laborproben ermittelten Kenndaten auf das Gesamtsystem stößt bei inhomogenen Aufbauten an Grenzen. Für die Bewertung der Eigenschaften solcher Systeme können, in Ergänzung zu den Laborprüfungen, Messungen im 1:1-Maßstab in realitätsnaher Einbausituation unter natürlichen Klimabedingungen durchgeführt werden. Im Rahmen des beantragten Vorhabens sollen Prüfverfahren zur Bewertung von transparenten Bausystemen unter in situ Randbedingungen erarbeitet werden. Der Schwerpunkt des geplanten Forschungsprojektes liegt hierbei in der Neu- bzw. Weiterentwicklung bestehender in situ Messverfahren, deren Optimierung und in der Erarbeitung von einheitlichen Standards und Qualitätsvorgaben. Die Auswahl, Optimierung, Neuentwicklung und Dokumentation geeigneter Messverfahren (Sensorik/Funksensorik, Datenerfassung, Analysemethoden, Randbedingungen) sind hierbei wesentliche Bearbeitungsinhalte. Darüber hinaus sollen Auswerteverfahren erarbeitet werden, die es er-lauben Ergebnisse aus in situ Messungen unabhängig von den zum Messzeitpunkt vorherrschenden Klimarandbedingungen darzustellen. Die Ergebnisse aus dem Forschungsvorhaben werden im Rahmen des neuen IEA ECBCS Annex 58 vorgestellt und innerhalb der Expertengruppen diskutiert.
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| Bund | 36 |
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