Projekt 26947/01

Untersuchungen zum energetischen Verhalten natürlich klimatisierter Gebäude zur Katalogisierung von passiven Systemen und zur Erstellung einer Arbeitshilfe – untersucht an den Beispielen Energieraum/Speichermasse und Luftkollektor/Speichermasse

Projektdurchführung

Technische Universität Darmstadt Fachbereich Architektur Fachgebiet Entwerfen und Wohnungsbau
El-Lissitzky-Str. 1
64287 Darmstadt

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Um die Anwendung passiver Strategien verstehen zu lernen, bedarf es vergleichbarer Werte, die das Verhalten der Einzelelemente und deren Bedingungen im Raum (und Gebäudeentwurf) bewerten. Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist das Erstellen eines Leitfadens für den Entwerfenden, mit dessen Hilfe der Nutzen der exemplarisch untersuchten Elemente Luftkollektor und Energieraum abgeschätzt werden kann. Langfristiges Ziel sind mit Hilfe des (im Falle der wissenschaftlichen Optimierung erweiterten) Leitfadens entwickelte, natürlich klimatisierte, energiegewinnende low-tech-Gebäude.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Teil 1 werden per dynamischer Simulation energiegewinnende Fassadenschichten und Raumstrukturen in Beziehung zu den relevanten speichernden Elementen und zueinander untersucht.
Dieser gliedert sich voraussichtlich in mind. 8 + 2 Arbeitspakete (AP): Untersuchung und Auswertung der Proportionen von:
AP 1-I Fensterfläche / Fassadenfläche in Bezug zu Speichermasse / Luftvolumen
AP 1-II Kollektorfläche / Fassadenfläche in Bezug zu Speichermasse / Luftvolumen
AP 1-III Energieraum / Raumvolumen in Bezug zu Speichermasse / Luftvolumen
AP 1-IV Energieraum / Kollektorfläche in Bezug zu Speichermasse / Luftvolumen
AP 1-V Fensterfläche / Fassadenfläche in Bezug zu Zonierung
AP 1-VI Kollektorfläche / Fassadenfläche in Bezug zu Zonierung
AP 1-VII Energieraum / Raumvolumen in Bezug zu Zonierung
AP 1-VIII Energieraum / Kollektorfläche in Bezug zu Zonierung
AP 1-IX Zusammenfassung der Gesamtergebnisse
AP 1-X Entwickeln des Leitfadens auf Basis des AP 1-IX und AP 2-IV; inklusive der Darstellung relevanter Entwurfselemente einschließlich energetisch zu erreichender Werte unter Berücksichtigung der Einzelaspekte; Benennung planungsrelevanter Hinweise (Potentiale und Probleme) zu Proportionen von Speichermasse/Luftkollektor/Luftraum, Anordnung + Ausrichtung von Speichermasse/Luftkollektor/Luftraum; Verknüpfung + Entkoppung der Elemente im Gesamtsystem und Überhitzungsschutz + Lüftung.
Teil 2 besteht aus dem Monitoring des bereits im Jahr 2005 realisierten experimentellen Haustyps - von den Architekten Pfeifer Roser Kuhn als Patchworkhaus benannt. Das exemplarische Wohnhaus. Im dif-ferenzierten Gebäudemonitoring sollen die Simulationsergebnisse in der Praxisanwendung überprüft werden. Ein 24-monatiges Monitoring wird angesetzt. Das Betrachten von mehr als einem Jahreszyklus erbringt prinzipiell auswertbare Ergebnisse, so dass jahresbedingte Sonderbedingungen herausgefiltert werden können.
Dieser gliedert sich voraussichtlich in fünf Arbeitspakete (AP):
AP 2-I Installation der Messsensoren in 6 Fassaden
AP 2-II Auslesen des Datenloggers
AP 2-III Kontrolle und Wiederherstellen der Technik
AP 2-IV Auswertung / Darstellen der Ergebnisse


Ergebnisse und Diskussion

In der Praxis entstehen passiv klimatisierte Gebäude oftmals aus der Summe verschiedener Einzelelemente, die auf einen fertigen Gebäudeentwurf aufgesattelt werden - gleichzeitig berichten Nutzer und Betreiber effektiv natürlich klimatisierter Gebäude vom vergleichsweise niedrigen Endenergiebedarf ihrer Bauten. Bislang wurden jedoch nur vereinzelt Anstrengungen unternommen, um das Verhalten passiver Strategien als Tools eines Gesamtsystems wissenschaftlich zu analysieren, zu belegen und darzustellen. Wird seitens der Planer das Zusammenwirken der passiven Systeme nur unzureichend verstanden, ist eine reduzierte Energieeffizienz die Folge, so dass diese Systeme selten zum Einsatz kommen. Stehen dem Entwerfenden von Beginn an Informationen zu Art und Wirkung passiver Strategien zur Verfügung, lässt sich die Energieeffizienz derartiger Systeme hinsichtlich Einzeltool, Verknüpfung, Zonierung, Struktur eines Gebäudes für den Planer hinreichend einschätzen und anwenden.
Ergebnis der Arbeit wird ein Leitfaden sein, der dem Entwerfenden und Planenden Richtwerte zur Verfügung stellt.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Der Leitfaden wird als Printversion (Handbuch) präsentiert. Die Ergebnisse können als Publikation über den Buchhandel Verbreitung finden. Öffentlichkeitsarbeit umfasst Vorträge und Werbung im Zuge der Veröffentlichung der Ergebnisse.