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Kurztitel: SolaresBauen: LowEx Bestand
Laufzeit: 06/2016 bis 05/2020
Themen: Sanierung von Einzelgebäuden, Heizen, Lüften, Kühlen, Gebäudebetrieb & Gebäudeautomation, Sanierung von Siedlungen, Betriebsführung & Energiemanagement, Wärme aus Erdreich, Grundwasser, Abwasser, Modellierung & Simulation, Monitoring & Bilanzierung, Wirtschaftlichkeitsanalysen, Betriebsoptimierung
Innovation: Analyse des Mehrfamilienhausbestands mit Blick auf Niedrig-Exergie-Systeme. Entwicklung entsprechender Systemkonzepte für die Sanierung von Mehrfamilienhäusern.
Schlagworte:
Kurztitel: SolaresBauen: LowEx Bestand
Laufzeit: 06/2016 bis 05/2020
Themen: Sanierung von Einzelgebäuden, Heizen, Lüften, Kühlen, Gebäudebetrieb & Gebäudeautomation, Sanierung von Siedlungen, Betriebsführung & Energiemanagement, Wärme aus Erdreich, Grundwasser, Abwasser, Modellierung & Simulation, Monitoring & Bilanzierung, Wirtschaftlichkeitsanalysen, Betriebsoptimierung
Innovation: Analyse des Mehrfamilienhausbestands mit Blick auf Niedrig-Exergie-Systeme. Entwicklung entsprechender Systemkonzepte für die Sanierung von Mehrfamilienhäusern.
Schlagworte:
Kurztitel: SolaresBauen: LowEx Bestand
Laufzeit: 01/2018 bis 05/2020
Themen: Sanierung von Einzelgebäuden, Heizen, Lüften, Kühlen, Gebäudebetrieb & Gebäudeautomation, Sanierung von Siedlungen, Betriebsführung & Energiemanagement, Wärme aus Erdreich, Grundwasser, Abwasser, Modellierung & Simulation, Monitoring & Bilanzierung, Wirtschaftlichkeitsanalysen, Betriebsoptimierung
Innovation: Analyse des Mehrfamilienhausbestands mit Blick auf Niedrig-Exergie-Systeme. Entwicklung entsprechender Systemkonzepte für die Sanierung von Mehrfamilienhäusern.
Schlagworte:

Quintessenz

  • Analyse des Mehrfamilienhausbestands im Hinblick auf den Einsatz von Niedrig-Exergie-Systemen (LowEx)
  • Identifikation und Weiterentwicklung von Systemkonzepten für den Einsatz von Wärmepumpensystemen in Bestandsgebäuden
  • Entwicklung haustechnischer Komponenten, die in die Dämmebene der Gebäudehülle integriert werden können
  • Demonstration und Monitoring in beispielhaften Sanierungsvorhaben

Für die Wärmeversorgung von Mehrfamilienhäusern im Bestand werden Lösungen für den Einsatz von Niedrig-Exergie-Systemen entwickelt. Untersuchungsgegenstand sind Elektro- und Gaswärmepumpen sowie Wärmeübergabe- und Lüftungssysteme. Im Analyseteil werden unterschiedliche Systemkonzepte verschiedenen MFH-Gebäudetypen und Sanierungsprozessen zugeordnet und bewertet. Dabei sind Nutzerkomfort, wirtschaftliche Aspekte und die Verringerung von Emissionen entscheidende Kriterien. Die entwickelten Wärmepumpensysteme und Komponenten sollen in beispielhaften Sanierungsvorhaben realisiert und evaluiert werden.

Projektkontext

Rund die Hälfte der Wohnungen in Deutschland befindet sich in Mehrfamilienhäusern (MFH). Der überwiegende Teil der großen MFH stammt aus den 1970er Jahren. Dahingegen wurden die meisten kleineren MFH in den 1960er errichtet. Die Gebäude verfügen in der Regel über keine Lüftungsanlagen. Die Heizungsanlagen dienen der Raumwärme als auch der Brauchwassererwärmung und werden überwiegend mit Gas betrieben.

Für den Erfolg der Energiewende gilt es, auch die Wärmeversorgung dieser Bestandsgebäude durch nachhaltige Technologien zu sichern. Wärmepumpen, die mit elektrischer Energie oder mit Brennstoffen angetrieben werden, haben ein erhebliches Potenzial, die spezifischen C02-Emissionen für die Wärmebereitstellung im sanierten Bestand zu senken. Allerdings sind damit spezielle Anforderungen sowohl an Übergabesysteme für die Raumwärme und die Warmwasserbereitung (Wärmesenken) als auch an die Nutzbarmachung von Umweltwärme (Wärmequelle) verbunden, insbesondere wenn der Exergiebedarf für die Wärmebereitstellung gering gehalten werden soll.

Forschungsfokus

Im Projektverbund »LowEx-Konzepte für die Wärmeversorgung von Mehrfamilien-Bestandsgebäuden (LowEx-Bestand)« werden Lösungen für den Einsatz von Elektro- und Gas-Wärmepumpen, Wärmeübergabe- und Lüftungssystemen in energetisch sanierten Gebäuden analysiert, entwickelt und an Mehrfamilienhäusern demonstriert und evaluiert. Ziel ist es, die Systeme für die Sanierung des Gebäudebestands umfassend weiterzuentwickeln, ihre Wirtschaftlichkeit zu erhöhen und einen sicheren und energieeffizienten Betrieb zu sichern.

Beispielhaftes Niedrig-Exergie-Energieversorgungskonzept für ein Bestands-Mehrfamiliengebäude bestehend aus einer elektrische Wärmepumpe, einem Trennspeicher für Trink-/ Heizwasser, dezentralen Frischwasserstation als 4-Leitersystem und elektrischer Zusatzheizung für Trinkwassererwärmung zentral oder dezentral.

© Fraunhofer ISE

Konzept zur Integration raumweiser Lüftung mit Wärmerückgewinnung in die Fassadendämmung. Ziel ist es, bei der Sanierung Kosten zu sparen und die Beeinträchtigung der Bewohner zu minimieren.

© Fraunhofer ISE

Zentrale Idee und Ansatz

Der übergeordnete Projektverbund "LowEx-Bestand" umfasst Projekte zur Technologieentwicklung und Projekte zu Demonstration und Monitoring, sowie ein übergreifendes Verbundprojekt "LowEx-Bestand Analyse". In den Technologieprojekten werden gemeinsam mit führenden Anbietern von Gebäudeenergietechnik und dem Fraunhofer ISE Komponenten und Systeme zur energetischen Sanierung von Mehrfamilienhäusern (weiter)entwickelt. Geplant ist, diese in beispielhaften Sanierungsvorhaben in Verbindung mit ausgewählten Wärmequellen, Speichern und Übergabesystemen einzusetzen.

Im Analyse-Teil des Vorhabens prüfen die Wissenschaftler den Bestand an Mehrfamilien-Gebäuden sowie die beteiligten Akteure und Prozesse bei der Sanierung. Es werden LowEx-Systemkonzepte mit Wärmepumpen entwickelt und diese mit Hilfe von Systemsimulationen analysiert und bewertet. Die Konzepte werden Mehrfamilienhaus-Gebäudetypen und bestimmten Sanierungs-Szenarien zugeordnet. Dies geschieht unter Einbeziehung des erreichbaren Nutzerkomforts, wirtschaftlicher Aspekte und der möglichen Einsparung von CO2-Emissionen. Die Bewohner sollen durch die Sanierungslösungen möglichst wenig beeinträchtigt werden. Schließlich werden die Monitoring-Ergebnisse aus den Demo-Projekten wissenschaftlich ausgewertet und mit den Ergebnissen der Simulationsrechnungen verglichen. Auf dieser Basis werden für die identifizierten Sanierungsfälle im Mehrfamilienhaus-Bestand aus den entwickelten LowEx-Systemen die wirtschaftlich und technisch optimalen Konfigurationen ermittelt.

Letzte Aktualisierung: 9. Februar 2018

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