FIW-München | Gebäudesimulation und Bilanzierung

Gebäudesimulation und Bilanzierung

Ob ein Gebäude die Anforderungen des Gebäudemodernisierungsgesetz erfüllt, wie behaglich es an heißen Sommertagen bleibt und wie sich der deutsche Gebäudebestand bis 2045 entwickelt: Solche Fragen lassen sich nicht messen, sondern nur rechnen. Energiebilanzierung und Gebäudesimulation sind deshalb zentrale Werkzeuge, um energetische Konzepte schon in der Planung zu bewerten, Sanierungsmaßnahmen zu priorisieren und politische Instrumente auf ihre Wirkung hin zu prüfen.

Das FIW München arbeitet dabei auf drei Maßstabsebenen. Mit unserem gemeinsam mit dem ITG Dresden entwickelten Gebäude- und Anlagenmodell bilden wir den gesamten deutschen Gebäudebestand ab und prognostizieren Energieverbrauch und Treibhausgasemissionen in unterschiedlichen Szenarien. Auf Einzelgebäudeebene erstellen wir Energiebilanzen nach Gebäudemodernisierungsgesetz in Verbindung mit DIN/TS 18599 für Studien und Einzelgebäudebetrachtungen. Und dort, wo eine stationäre Bilanz an ihre Grenzen stößt, rechnen wir dynamisch: Ganzheitliche Gebäudesimulationen berücksichtigen Standortklima, Verschattung, Speichermassen, Anlagentechnik und Nutzerverhalten in hoher zeitlicher Auflösung.

Damit beantworten wir sowohl Nachweisfragen aus der Praxis als auch komplexe Forschungsfragen. Sprechen Sie uns gerne unverbindlich an – wir prüfen mit Ihnen, welcher Ansatz zu Ihrer Fragestellung passt.

Kerstin Lohr M.Sc.

E-Mail:

Lohr@fiw-muenchen.de

Herr Benedikt Empl M.Sc.

E-Mail:

empl@fiw-muenchen.de

Wir decken folgende Themenfelder ab:

Gebäude- und Anlagenmodell

Das FIW München verfügt über ein Gebäude- und Anlagenmodell, welches über die Einzelgebäudebetrachtung hinausgeht. Es handelt sich um ein vom FIW München und ITG Dresden gemeinsam für die „Gebäudestudie“ im Rahmen der „dena-Leitstudie Integrierte Energiewende“ (dena 2018) entwickeltes Tool, welches den Gebäudebestand in Deutschland entsprechend seiner Flächen, baulichen Zustände, Energieträger und Anlagentechnik nachbildet. Das Modell wird vom FIW München regelmäßig weiterentwickelt und aktualisiert. Beispielsweise fließen aktuelle Absatzzahlen von Wärmeerzeugern oder Veränderungen im Bestand bzw. neue Erkenntnisse aus statistischen Erhebungen und des Zensus in die Aktualisierungen ein. Mit dem Gebäude- und Anlagenmodell können Szenarien hinsichtlich der Energieverbrauchsentwicklung und den entsprechenden THG-Emissionen des Gebäudebestands bestimmt und prognostiziert werden. Auf dieser Grundlage können Maßnahmen, die den Klimaschutzzielen zuträglich sind, geprüft, angepasst und entwickelt werden. Es stellt damit ein Prognosetool für den Gebäudesektor dar, kann aber auch für das fortlaufende Monitoring und die Validierung von Neubau und Sanierung eingesetzt werden.

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Energiebilanzierung

Das FIW München führt Energiebilanzierungen für einzelne Gebäude als Grundlage für beispielsweise die Potenzialabschätzung und Wirtschaftlichkeitsberechnungen von Sanierungsmaßnahmen, der Analysen zur Ausrichtung künftiger Förderprogramme oder als Grundlage für das Gebäude- und Anlagenmodell zu Forschungszwecken durch. Regulär wird die Planung eines Gebäudes durch die Energiebilanzierung nach GEG in Verbindung mit der DIN V 18599 begleitet. Ein Ergebnis ist der Nachweis über die Einhaltung der Anforderungen des GEG und der später vorzulegende Energiebedarfsausweis. Darüber hinaus ist diese Bilanzierung eine Voraussetzung zum Erhalt von Bundesfördermitteln für effiziente Gebäude, um die Einhaltung der Anforderungen zu bestätigen. Die Ergebnisse werden auch für die Abbildung der Betriebsphase in der Gebäude Lebenszyklusanalyse, z.B. nach QNG, verwendet. Die Energiebedarfsberechnungen führen wir am FIW München mit der Software ZUB Helena durch.

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Gebäudesimulation

Mithilfe von gesamtheitlichen Gebäudesimulationen lassen sich beispielsweise Wärmeverluste, Energiebedarfe oder die thermische Behaglichkeit über das Jahr aber auch geringer aufgelöst (z.B. stündlich) bestimmen. Dabei können die konkreten Randbedingungen des Gebäudes, z.B. der exakte Standort und die dort vorherrschenden klimatischen Bedingungen, Strahlungsverhältnisse oder auch das Verhalten von Nutzenden berücksichtigt werden. Gegenüber einer Energiebilanzierung erfolgt die Simulation instationär und dynamisch, was die Realität im Einzelfall i.d.R. exakter abbildet. Dabei lassen sich deutlich mehr unterschiedliche Parameter auswerten und komplexere Fragestellungen beantworten. Am FIW München werden ganzheitliche Gebäudesimulationen mit verschiedenen Programmen durchgeführt, u.a. mit der Software WUFI Plus und Energy+. Für weitergehende Fragestellungen ist auch eine Kombination von Softwaretools möglich, bspw. für die hygrothermische Bewertung von Konstruktionen oder für den sommerlichen Wärmeschutz oder für anlagentechnische Fragestellungen. Nachfolgend sind einige typische Fragestellungen dargestellt, die mit Gebäudesimulationen beantwortet werden können:

Wie wirkt sich ein intermittierender Betrieb auf den Energiebedarf eines Gebäudes aus?
Welchen Einfluss hat ein unterschiedliches Nutzerverhalten auf den Endenergiebedarf eines Gebäudes?
Inwiefern unterstützt ein Heizungspufferspeicher den netzdienlichen Betrieb einer Wärmepumpe?
Wie warm wird es in Räumen bei unterschiedlichen Verglasungen, Lüftungsraten, Sonnenschutzeinrichtungen?
Wie verändern sich Heiz- und Kühlenergiebedarfe zu unterschiedlichen Zeiten im Jahr bei Erhöhung oder Verringerung der Gebäudespeichermasse und wie hängt das mit dem energetischen Standard zusammen?
Welchen Einfluss haben Gebäudespeichermassen auf die thermische Behaglichkeit von Nutzenden?

Falls Sie ähnliche Fragestellungen schon länger beschäftigen und einen Partner für die Beantwortung dieser Fragen suchen, stehen wir Ihnen am FIW gerne mit unserer Expertise für Ihr nächstes Projekt zur Verfügung.

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