Obwohl die Sorptionsvorgänge seit vielen Jahren intensiv untersucht wurden, sind in der Fachliteratur nur spärliche Angaben zur Sorptionsenthalpie von Baustoffen vorhanden. Man bräuchte solche Daten aber bei der Berechnung instationär-gekoppelter Wärme- und Feuchtetransportvorgänge. Hierbei spielen Latentenergien eine Rolle, die sich aus der Verdampfungsenthalpie bei der Phasenänderung Wasser/Dampf und der sorptiven Bindungsenthalpie bei Wasseranlagerung in den Baustoffporen zusammensetzen. Die Sorptionsenthalpie hängt bei höheren Materialfeuchten nicht vom Baustoff ab, sondern nur von der Wasserdampf-Gaskonstanten sowie von der Temperatur und wird vernachlässigbar klein, je feuchter der Baustoff ist. Bei niedrigen Feuchten hängt sie, wenn der Baustoff hygroskopisch ist, vom Baustoff ab und nimmt zu, je trockener der Baustoff ist. Ihre Ermittlung kann durch kalorimetrische Messungen oder durch die Messung zweier Sorptionsisothermen bei zwei verschiedenen Temperaturen geschehen. Wegen eines linear-logarithmischen Zusammenhangs genügt die Messung von nur zwei Isothermen, die Ermittlung der gesamten Isothermenschar ist nicht notwendig. Das Ermittlungsverfahren wird in Einzel-Rechenschritten dargestellt. Hieraus lässt sich eine simple Formel für die Bestimmung der Sorptionsenthalpie ableiten.

On determining the sorption enthalpy of construction materials.
Although processes of water adsorption have been analysed intensively for a long time, technical literature provides only scarce information regarding the sorption enthalpy of building materials. However, such data is required for calculations of transient coupled heat and moisture transfer. In this context, latent energy is relevant, which includes the enthalpy of evaporation during the water/vapour phase change and the sorptive bonding enthalpy during water ingress in the pores of building materials. For higher moisture contents the sorption enthalpy does not depend on the material, but only on the gas constant and on the temperature. The sorption enthalpy becomes the smaller the higher the moisture content is. If we have hygroscopic materials with small moisture content the sorption enthalpy depends on the material properties. It is increasing with decreasing moisture content and can be determined either by conducting calorimetric measurements or by measuring two sorption isotherms at two different temperatures. Due to a linear-logarithmic relationship, the measurement of merely two isotherms will be sufficient; it is not necessary to determine the entire isotherm family. The procedure of determination is exemplified specifying the individual calculation steps. From this, a simple formula for determining the sorption enthalpy can be derived.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Im Rahmen von Modellrechnungen werden drei Niedrigstenergiehäuser (Einfamilienhaus, Reihenhaus, Mehrfamilienhaus) analysiert, die bezüglich ihres Wärmeschutzes dem Passivhaus-Standard entsprechen und deren Restwärmebedarf durch eine Elektro-Wärmepumpe gedeckt wird. Die verfügbare Dachfläche der Gebäude ist jeweils mit einer Photovoltaik-Anlage belegt. Es wird analysiert, welcher Anteil des erzeugten Stroms direkt im Gebäude genutzt werden kann (ohne Batteriespeicher) und wie dieser Anteil von dem angesetzten Zeitintervall für die Verrechnung der Stromerzeugung mit dem Strombedarf des Gebäudes abhängt. Eine Parameterstudie beleuchtet darüber hinaus die Abhängigkeit des Eigendeckungsanteils von Gebäudetyp, Wärmeschutz und von der Einbeziehung des Haushaltsstroms.
Ein zentrales Ergebnis ist, dass die Methodik der EnEV den Grad der Eigendeckung durch eine eigene PV-Anlage deutlich überschätzt und dass dies zu Fehloptimierungen der Gebäude sowohl aus Verbrauchersicht also auch aus Perspektive der zukünftigen Energieversorgung führen kann. Mit dem aus der Parameterstudie abgeleiteten vereinfachten Verfahren eröffnet sich jedoch die Möglichkeit, auch bei schon vorliegender Energiebilanzberechnung das bei kleineren Verrechnungsschrittweiten zu erwartende Ergebnis abzuschätzen. Anknüpfend an die vorgeschlagene vereinfachte Ermittlung des Eigendeckungsanteils werden Überlegungen zur Weiterentwicklung der EnEV-Methodik angestellt, die die Besonderheiten des Niedrigstenergiehauses und seine Rolle in einem zukünftigen sich vorwiegend auf regenerative Energiequellen stützenden Energieversorgungssystem berücksichtigen.

On-site electricity coverage by PV systems of nearly zero energy buildings and its estimation for various time steps in addition to the German EnEV.
Model calculations are executed to analyse three nearly zero-energy buildings (single-family house, terraced house, apartment building) with passive house insulation and heat pump supply system. The suitable roof areas of the buildings are covered by PV systems. The focus of the analysis is to determine which part of the generated electricity can be directly used in the building (without battery buffer) and to what extent this fraction is depending on the time interval of compensation between electricity generation and demand. A parameter variation is revealing the dependence of the on-site coverage factor from the type of building, from the insulation standard and from the consideration of household electricity.
A core result is that the method of the German energy saving ordinance (EnEV) is overestimating the fraction of electricity demand which can be covered by on-site electricity production and that this can lead to misoptimisations of buildings from the viewpoint of consumers but also from the perspective of a future energy supply sector. By the derived simplified method a possibility is introduced to make an ex-post estimation of the on-site electricity coverage for time steps which are smaller than have been used in the given energy demand calculation. Starting from the methodical aspects for calculating the on-site coverage fraction possible ways for further development of the EnEV requirement and energy certificate calculation procedure are discussed, taking into account the specific features of nearly zero-energy buildings and their role in a future energy supply system that will primarily be based on renewable energy sources.

Im Rahmen von Modellrechnungen werden drei Niedrigstenergiehäuser (Einfamilienhaus, Reihenhaus, Mehrfamilienhaus) analysiert, die bezüglich ihres Wärmeschutzes dem Passivhaus-Standard entsprechen und deren Restwärmebedarf durch eine Elektro-Wärmepumpe gedeckt wird. Die verfügbare Dachfläche der Gebäude ist jeweils mit einer Photovoltaik-Anlage belegt. Es wird analysiert, welcher Anteil des erzeugten Stroms direkt im Gebäude genutzt werden kann (ohne Batteriespeicher) und wie dieser Anteil von dem angesetzten Zeitintervall für die Verrechnung der Stromerzeugung mit dem Strombedarf des Gebäudes abhängt. Eine Parameterstudie beleuchtet darüber hinaus die Abhängigkeit des Eigendeckungsanteils von Gebäudetyp, Wärmeschutz und von der Einbeziehung des Haushaltsstroms.
Ein zentrales Ergebnis ist, dass die Methodik der EnEV den Grad der Eigendeckung durch eine eigene PV-Anlage deutlich überschätzt und dass dies zu Fehloptimierungen der Gebäude sowohl aus Verbrauchersicht also auch aus Perspektive der zukünftigen Energieversorgung führen kann. Mit dem aus der Parameterstudie abgeleiteten vereinfachten Verfahren eröffnet sich jedoch die Möglichkeit, auch bei schon vorliegender Energiebilanzberechnung das bei kleineren Verrechnungsschrittweiten zu erwartende Ergebnis abzuschätzen. Anknüpfend an die vorgeschlagene vereinfachte Ermittlung des Eigendeckungsanteils werden Überlegungen zur Weiterentwicklung der EnEV-Methodik angestellt, die die Besonderheiten des Niedrigstenergiehauses und seine Rolle in einem zukünftigen sich vorwiegend auf regenerative Energiequellen stützenden Energieversorgungssystem berücksichtigen.

On-site electricity coverage by PV systems of nearly zero energy buildings and its estimation for various time steps in addition to the German EnEV.
Model calculations are executed to analyse three nearly zero-energy buildings (single-family house, terraced house, apartment building) with passive house insulation and heat pump supply system. The suitable roof areas of the buildings are covered by PV systems. The focus of the analysis is to determine which part of the generated electricity can be directly used in the building (without battery buffer) and to what extent this fraction is depending on the time interval of compensation between electricity generation and demand. A parameter variation is revealing the dependence of the on-site coverage factor from the type of building, from the insulation standard and from the consideration of household electricity.
A core result is that the method of the German energy saving ordinance (EnEV) is overestimating the fraction of electricity demand which can be covered by on-site electricity production and that this can lead to misoptimisations of buildings from the viewpoint of consumers but also from the perspective of a future energy supply sector. By the derived simplified method a possibility is introduced to make an ex-post estimation of the on-site electricity coverage for time steps which are smaller than have been used in the given energy demand calculation. Starting from the methodical aspects for calculating the on-site coverage fraction possible ways for further development of the EnEV requirement and energy certificate calculation procedure are discussed, taking into account the specific features of nearly zero-energy buildings and their role in a future energy supply system that will primarily be based on renewable energy sources.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Die These, dass die Methode der direkten Temperierung von erdberührten oder anderweitig feuchtebelasteten Bauteilen zur Beseitigung von Feuchteschäden in Bestandsgebäuden auch die Energieeffizienz des Gebäudes erhöhen und sogar ohne weitere energetische Sanierungsmaßnahmen die Anforderungen der Energieeinsparverordnung (EnEV) erfüllen kann, wird anhand des als Museum genutzten Herzogskastens in Abensberg überprüft. In Verbindung mit einer Evaluation der Trocknungswirkung wird die Gebäude-Energieeffizienz durch Vergleich von Bedarfsberechnungen auf Basis der DIN V 18599 mit realen Verbrauchszahlen überprüft und diskutiert.

Evaluation of component heating for the Herzogskasten monument at Abensberg.
Component tempering as a means to mitigate moisture-driven damage, i.e. direct heating of structural elements in contact with the soil or otherwise moisture-loaded building components, could also improve the building energy efficiency and even comply with the German Energy Saving Ordinance (EnEV), without any further insulation measures. This hypothesis, in addition to an evaluation of the drying-off effect, is taken under closer inspection using the Herzogskasten monument at Abensberg by comparing calculated energy demands, based on DIN V 18599 calculations, with real energy consumption data.

Die These, dass die Methode der direkten Temperierung von erdberührten oder anderweitig feuchtebelasteten Bauteilen zur Beseitigung von Feuchteschäden in Bestandsgebäuden auch die Energieeffizienz des Gebäudes erhöhen und sogar ohne weitere energetische Sanierungsmaßnahmen die Anforderungen der Energieeinsparverordnung (EnEV) erfüllen kann, wird anhand des als Museum genutzten Herzogskastens in Abensberg überprüft. In Verbindung mit einer Evaluation der Trocknungswirkung wird die Gebäude-Energieeffizienz durch Vergleich von Bedarfsberechnungen auf Basis der DIN V 18599 mit realen Verbrauchszahlen überprüft und diskutiert.

Evaluation of component heating for the Herzogskasten monument at Abensberg.
Component tempering as a means to mitigate moisture-driven damage, i.e. direct heating of structural elements in contact with the soil or otherwise moisture-loaded building components, could also improve the building energy efficiency and even comply with the German Energy Saving Ordinance (EnEV), without any further insulation measures. This hypothesis, in addition to an evaluation of the drying-off effect, is taken under closer inspection using the Herzogskasten monument at Abensberg by comparing calculated energy demands, based on DIN V 18599 calculations, with real energy consumption data.

Auf den Gebäudebereich entfallen in Europa rund 40 % des Endenergieverbrauchs und somit etwa ein Drittel der CO2-Emissionen. In Deutschland wurden drei Viertel der Bestandsgebäude vor 1979 erstellt, die meisten dieser Gebäude sind gar nicht oder kaum energetisch saniert. Die Sanierungsquote ist momentan sehr gering und liegt bei knapp 1,1 %. Hier setzen die aktuellen politischen Bemühungen an. Zur Bewertung der Effizienz unterschiedlicher energetischer Sanierungsmaßnahmen und in Vorbereitung eines Sanierungsleitfadens wurden im Zuge eines vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Forschungsvorhabens drei Wohngebäuderiegel mit 90 Wohneinheiten aus den 1950/60er-Jahren unterschiedlich saniert. Ein hochauflösendes Monitoring ermöglicht eine detaillierte Analyse und dient zur Überprüfung der Effizienz der eingebauten Technik. Jahresendenergieverbrauchsanalysen lassen deutliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Sanierungsvarianten und dem berechneten Energiebedarf erkennen.

Energy - related renovation with discrepancies between calculated energy demand and observed energy consumption.
In Europe, 40 % of the final energy consumption is attributed to the building sector, which contributes to one third of the total European carbon dioxide emissions. Two third of existing buildings in Germany, have been built before 1979, the most of those buildings have not yet been energetically retrofitted. The retrofit rate is 1.1 % per year and political and economic measures are under development, to increase this rate. Three identical buildings, with 90 apartments and built at the end of the 1950ies, have been retrofitted with several layouts within a project financed by the German Federal Ministry for Economic Affairs and Energy, with the aim to create new guidelines for optimal residential buildings retrofit. The variety of the refurbishments’ layouts, combined with the high time resolution monitoring system, enabled deep analyses of refurbishment technologies under real conditions. The analysis of the monitored data shows big discrepancies in the energy figures: those discrepancies are presented both comparing the observed energy consumption of each retrofit layout with each other and comparing the observed with expected, calculated energy demand.

DIN EN 15814 Kunststoffmodifizierte Bitumendickbeschichtungen zur Bauwerksabdichtung
Auslegungen und Berichtigungen zu DIN V 18599 Energetische Bewertung von Gebäuden

Schwimmende Bauten sind “in“. Sie dienen nicht nur zunehmend der architektonischen Aufwertung von stillgelegten Stadt- und Industriehäfen sowie Tagebaufolgelandschaften, sondern bilden eine Alternative zum klassischen Bauen auf festem Grund. Historisch betrachtet sind schwimmende Häuser nichts Neues. Sie gewinnen aber infolge klimabedingt ansteigender Meeresspiegel existenzielle Bedeutung und erschließen der Bauphysik neue Aufgabengebiete.

Floating settlement structures - Strategy for adaptation to climate change.
Floating buildings are a topical affair. Besides an architectural gain in context with old city- and industrial harbors such as post mining landcapes, they are an alternative for the traditional construction on fixed ground. In a historical consideration floating homes are no new appearance. But owing to the rise of sea-level by the climate change it is becoming momentous and it is a new topic for the building physics

Schwimmende Bauten sind “in“. Sie dienen nicht nur zunehmend der architektonischen Aufwertung von stillgelegten Stadt- und Industriehäfen sowie Tagebaufolgelandschaften, sondern bilden eine Alternative zum klassischen Bauen auf festem Grund. Historisch betrachtet sind schwimmende Häuser nichts Neues. Sie gewinnen aber infolge klimabedingt ansteigender Meeresspiegel existenzielle Bedeutung und erschließen der Bauphysik neue Aufgabengebiete.

Floating settlement structures - Strategy for adaptation to climate change.
Floating buildings are a topical affair. Besides an architectural gain in context with old city- and industrial harbors such as post mining landcapes, they are an alternative for the traditional construction on fixed ground. In a historical consideration floating homes are no new appearance. But owing to the rise of sea-level by the climate change it is becoming momentous and it is a new topic for the building physics

Üblicherweise speisen Gebäude mit Photovoltaikanlagen einen Großteil des Ertrags in das öffentliche Stromnetz ein. Um den Eigenverbrauch zu erhöhen, bietet es sich bei gut gedämmten Gebäuden an, die Laufzeit der Wärmepumpe auf die Tageszeit zu limitieren. Dabei muss der thermische Komfort gewährleistet bleiben. In diesem Zusammenhang wird der Einfluss der Wärmespeicherfähigkeit des Gebäudes auf die operativen Temperaturen in Abhängigkeit von verschiedenen Laufzeiten der Wärmepumpe mit einer thermischen Gebäudesimulation untersucht und mit Messwerten von einem kleinen Mehrfamilienhaus validiert.
Es wird gezeigt, dass auch bei einem sehr gut gedämmten Gebäude eine mittlere bis hohe Wärmespeicherfähigkeit vorhanden sein muss, damit die Laufzeit der Wärmepumpe ohne Komforteinbuße auf die Tagesstunden limitiert werden kann. Mit einem Leichtbau ist die gewählte Strategie nicht möglich. Die lange tägliche Sperrzeit bedingt, dass gegenüber dem kontinuierlichen Betrieb die operative Temperatur größeren Schwankungen unterworfen ist. Das Niveau und die Breite des zulässigen Temperaturbandes müssen mit den normativen Anforderungen für die Behaglichkeit abgestimmt sein. Die Diskussion über normative Behaglichkeitsanforderungen versus energetische Flexibilität des Gebäudes muss lanciert werden.

Influence of thermal mass on the energy flexibility of buildings.
Usually Buildings with photovoltaic systems feed a large amount of electricity into the public grid. Shifting duty cycles of the heat pump into the daytime would therefore be a possible means to greatly increase the self-consumption of a well isolated building. However, thermal comfort should not deteriorate. The impact of the thermal capacity of the construction and the limitations of reducing heat pump run-times on operative temperatures are investigated by transient thermal building simulation. The simulation is validated with monitored data from a small residential building.
The results obtained show that a well insulated building must have a middle or high thermal capacity to be able to limit the run-time of the heat pump to daytime without incurring a non-negligible loss of thermal comfort. The run-time limitation proves to not be possible with a lightweight construction (low thermal capacity). Due to the long daily intervals without heat input, the fluctuation of the operative temperature is higher than with continuous heat pump operation. The level and fluctuation width of the operative temperatures should be in accordance with requirements from comfort standards. Results from the work described herein clearly show that a discussion about requirements in comfort standards versus energy flexibility of buildings must be initiated.

Üblicherweise speisen Gebäude mit Photovoltaikanlagen einen Großteil des Ertrags in das öffentliche Stromnetz ein. Um den Eigenverbrauch zu erhöhen, bietet es sich bei gut gedämmten Gebäuden an, die Laufzeit der Wärmepumpe auf die Tageszeit zu limitieren. Dabei muss der thermische Komfort gewährleistet bleiben. In diesem Zusammenhang wird der Einfluss der Wärmespeicherfähigkeit des Gebäudes auf die operativen Temperaturen in Abhängigkeit von verschiedenen Laufzeiten der Wärmepumpe mit einer thermischen Gebäudesimulation untersucht und mit Messwerten von einem kleinen Mehrfamilienhaus validiert.
Es wird gezeigt, dass auch bei einem sehr gut gedämmten Gebäude eine mittlere bis hohe Wärmespeicherfähigkeit vorhanden sein muss, damit die Laufzeit der Wärmepumpe ohne Komforteinbuße auf die Tagesstunden limitiert werden kann. Mit einem Leichtbau ist die gewählte Strategie nicht möglich. Die lange tägliche Sperrzeit bedingt, dass gegenüber dem kontinuierlichen Betrieb die operative Temperatur größeren Schwankungen unterworfen ist. Das Niveau und die Breite des zulässigen Temperaturbandes müssen mit den normativen Anforderungen für die Behaglichkeit abgestimmt sein. Die Diskussion über normative Behaglichkeitsanforderungen versus energetische Flexibilität des Gebäudes muss lanciert werden.

Influence of thermal mass on the energy flexibility of buildings.
Usually Buildings with photovoltaic systems feed a large amount of electricity into the public grid. Shifting duty cycles of the heat pump into the daytime would therefore be a possible means to greatly increase the self-consumption of a well isolated building. However, thermal comfort should not deteriorate. The impact of the thermal capacity of the construction and the limitations of reducing heat pump run-times on operative temperatures are investigated by transient thermal building simulation. The simulation is validated with monitored data from a small residential building.
The results obtained show that a well insulated building must have a middle or high thermal capacity to be able to limit the run-time of the heat pump to daytime without incurring a non-negligible loss of thermal comfort. The run-time limitation proves to not be possible with a lightweight construction (low thermal capacity). Due to the long daily intervals without heat input, the fluctuation of the operative temperature is higher than with continuous heat pump operation. The level and fluctuation width of the operative temperatures should be in accordance with requirements from comfort standards. Results from the work described herein clearly show that a discussion about requirements in comfort standards versus energy flexibility of buildings must be initiated.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.