„nachhaltige technologien 04 | 2021"

sich wiederum die verursachten CO 2 -Emissionen für die verschiedenen Energieträger berechnen lassen. Nachdem Wirkungsgrade, Investitionskosten, War- tungsansätze, Energiepreise und absehbare Ände- rungen der politischen Rahmenbedingungen in die Simulation eingespeist sind, lassen sich verschiedene Varianten für die Wärme- und Kälteversorgung des Projekts durchspielen und auswerten. Zudem wird untersucht, welche Rolle der Einsatz von Solarenergie für die jeweiligen Varianten spielen kann. Auf der Grundlage dieser Resultate erfolgt eine ener- getische Optimierung des jeweiligen Projekts. Systemsimulationen zur Optimierung Damit die einmal gewählten Systeme ideal aufeinander abgestimmt werden können, kommen dynamische Systemsimulationen zum Einsatz, die mit der Ge- bäudesimulation gekoppelt werden. So lassen sich Dimensionen, Steuerungen und Regelkriterien der Gebäudetechnik perfektionieren, noch bevor die Systeme tatsächlich installiert sind, und die Auswir- kungen auf Systemeffizienz und Raumkomfort unter- suchen. Solche Simulationen sind auch sehr nützlich, wenn sich bei fertigen Bauprojekten herausstellt, dass gewisse Elemente nicht wie geplant funkti- onieren. Anhand von Simulationen lässt sich dann herausfinden, welche Veränderungen nötig sind, um das zu beheben. Aus «Trial and Error» wird so «Simulieren und Optimieren». Resultate bis ins Detail Sind alle Daten erfasst, erfolgt die Auswertung. So kann zum Beispiel für jede der zuvor definierten Zonen die Raumtemperatur über das ganze Jahr hinweg ermittelt und grafisch aufbereitet werden. Auf diese Weise wird zum Beispiel schnell ersichtlich, ob die geplanten Klimakonzepte über alle Zonen hinweg so funktionieren, dass die Benutzer stets angenehme Temperaturen vorfinden. Ebenso aufge- zeigt werden die dadurch benötigten Heizleistungen sowie der Energiebedarf für Heizung, Kühlung und Elektrizität. Werden die Resultate der einzelnen Zonen zusammengefasst, zeigt sich der Energiebe- darf für Heizung, Kühlung und Elektrizität für die Gesamtüberbauung. Spätestens jetzt offenbaren sich die energetischen Stärken und Schwächen der Pro- jektplanung. An diesem Punkt spielt der Detailgrad der Simulation erneut seine Stärken aus. Relativ einfach werden Elemente des Projekts manipuliert, um zu sehen, wie sich diese Veränderungen auf die untersuchten Faktoren auswirken. Die Frage des Energieträgers In einem letzten Schritt wird die effizienteste, nach- haltigste und wirtschaftlichste Form der Energiever- sorgung eruiert. Erst wird die benötigte Nutzenergie berechnet, zusammen mit den Erzeugerverlusten ergibt sich daraus die Endenergie – die Energiemenge, die ans Gebäude geliefert werden muss. Dieser Wert plus die Energie für vorgelagerte Produktionsprozesse ergibt die benötigte Menge Primärenergie, aus der Daniel Kiehlmann ist Projektleiter bei Transsolar Energietechnik GmbH, München. Kiehlmann@Transsolar.com Nutzenergiebedarf Gesamtgebäude [MWh/a] Heizung Kühlung Elektrizität 500 400 300 200 100 0 143 456 2 55 171 26 56 148 198 172 518 82 85 Gerätelasten Betrieb Flächenheizung Hilfsenergie Kunstlicht Mechanische Lüftung Nutzenergiebedarf Gesamtkomplex Quelle: Transsolar Energietechnik GmbH Warmwasserbedarf Flächenheizung Heizung mech. Zuluft Flächenkühlung Kühlung mech. Zuluft Heiz- und Kühlleistung Gesamtgebäude Quelle: Transsolar Energietechnik GmbH 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Gesamtbedarf Heizung Gesamtbedarf Kühlung 01. Feb 01. Mär 01. Apr 01. Mai 01. Jun 01. Jul 01. Aug 01. Sep 01. Okt 01. Nov 01. Dez Heiz- +Kühlleistung Gesamtgebäude [kW]