Landesgartenschau in Neumarkt 1998 - Messungen

Zuletzt aktualisiert am 05.02.2017

Kurzzusammenfassung/Abstract

Als ein Ausstellungsstück der Landesgartenschau in Neumarkt wurde ein Niedrigenergiehaus vorgestellt, das im Anschluss als Wohnhaus genutzt werden soll. Bei dem Gebäude handelt es sich um einen Neubau, der während der Ausstellung in teilweise halbfertigem Zustand für die Besucher zugänglich war.

Die Untersuchungen haben gezeigt, dass selbst im modernen Niedrigenergiehaus Einsparpotenziale schlummern können, die es wert sind entdeckt zu werden, zumal die hier gezeigten Verbesserungsvorschläge nur geringsten Kapitalaufwand fordern. Um ihnen auf die Spur zu kommen, ist in der Regel nur geringer messtechnischer Aufwand vonnöten, der unter Berücksichtung der Einsparungen über die Lebensdauer eines Hauses eine untergeordnete Rolle spielt.

Südansicht des Niedrigenergiehauses der Landesgartenschau in Neumarkt

Zielsetzung und Messverfahren

Da das Gebäude während der Landesgartenschau noch nicht der bestimmungsgemäßen Nutzung unterlag, nicht endgültig fertiggestellt war und darüber hinaus dieser Zeitraum nicht in die Heizperiode gefallen ist, waren praxisnahe Messungen, wie bei- spielsweise des Warmwasserbedarfs oder des Heizwärmebedarfs während der Landesgartenschau nicht sinnvoll. Nach endgültiger Fertigstellung und Bezug des Gebäudes werden nun seit Anfang 1999 diese Bereiche im Rahmen eines Messprogramms untersucht.

Im Vordergrund der Messung steht der Energieverbrauch für die Deckung des Heizwärme- und des Warmwasserbedarfs. Das Warmwasser wird hauptsächlich über einen Speicher erwärmt, der von der solarthermischen Anlage und dem Kachelofen aufge- heizt wird. Unterstützend kann das Brauchwarmwasser durch den Gas-Brennwertkessel nachgeheizt werden. Mit Hilfe von Wärmemengenzählern in den einzelnen Heizkreisen soll hierbei die Effizienz des Sonnenkollektors im Zusammenspiel mit dem Brennwertkessel bestimmt werden.

Durch Erfassung der von der Photovoltaik-Anlage ins Netz eingespeisten bzw. vom Netz bezogenen elektrischen Energie soll über einen Vergleich mit dem Gesamt-Stromverbrauch des Hauses der Deckungsanteil der Photovoltaik-Anlage ermittelt werden.

Ergebnisse

Die Messungen bestätigten den erwartungsgemäß niedrigen Energiebedarf des Hauses. Er unterschreitet die Wärmeschutz-Verordnung1995 um rund 45% und übertrifft somit deutlich den Grenzwert der Energieeinspar-Verordnung 2000. Somit kann von einer gut ausgeführten Bausubstanz mit vernünftiger Dämmung ausgegangen werden. Dennoch ergab diese Untersuchung weitere Möglichkeiten zur Verringerung des Energiebedarfs.

Die unten aufgeführten Empfehlungen basieren auf den ermittelten Daten, wobei der Schwerpunkt auf Maßnahmen ohne bzw. mit nur geringem Kapitalaufwand gelegt wurde. Wie groß die Einsparmöglichkeiten tatsächlich sind, bzw. welche nachteiligen Nebeneffekte sich durch die aufgeführten Maßnahmen ergeben können, konnte im Rahmen dieser Analyse nicht untersucht werden.

  • Optimierung der Funktion des Pufferspeichers im Gesamtsystem

Die Untersuchungen des Brennwertkessels ergeben einen mittleren Nutzungsgrad von 88,9 %. Die detaillierte Analyse der Messwerte ergaben nicht unerhebliche Gasverbräuche während Zeiten ohne Heizwärmebedarf. Diese Verbräuche sind auf die Aufrechterhaltung der Kesselwassertemperatur zurückzuführen. Um dies zu vermeiden sollte eine Korrektur der Heizkennlinie vorgenommen werden und die Heizung rechtzeitig auf Sommerbetrieb, d.h. auf ausschließliche Bauchwassernachwärmung umgestellt werden. Auf diese Weise können Bereitschaftsverluste reduziert werden.

Zudem scheint der Heizkessel (18 kW)  überdimensioniert zu sein, da er selbst am kältesten Tag (Tagesmitteltemperatur -14,4 °C) des Messzeitraums nur in einem Zeitraum von 4 Stunden mehr als 10 kW Wärmebelastung aufweist. Zusätzlich befindet sich im Rücklauf der Pufferspeicher, der bei der Bereitstellung von Bedarfsspitzen dem Kessel zur Seite stehen kann.

 

Abbildung 1: Bypass zum Pufferspeicher

Der im Rücklauf installierte Pufferspeicher dient primär zum Einkoppeln der Nieder- temperaturwärme aus dem Kamin-Heizele- ment in den Rücklauf der Fußbodenheizung. Wenn aber der Kamin keine Wärme liefert, führt er zu einer Nutzungsgradver- schlechterung des Gesamtsystems. Hierbei sind mehrere Punkte zu bedenken. Erstens führt eine Rücklauftemperaturanhebung zu einer ungünstigeren Brennwert- nutzung. Des weiteren müssen die Verluste des Speichers während des Jahres (rund 200 kWh) beinahe vollständig durch den Brennwertkessel gedeckt werden,
da gerade beim Start der Heizung am Morgen der Speicher über Nacht abgekühlt ist und der Kamineinsatz keine Wärme im Puffer eingespeichert hat. Zudem führt es zu einer Verlangsamung der Systemaufheizung, da immer auch der Pufferspeicher erwärmt werden muss. Zur Vermeidung dieser Effekte sollte ein Bypass parallel zum Pufferspeicher geschaltet werden, der den Speicher umgeht, wenn seine Temperatur unter einer definierten Grenztemperatur liegt (siehe Abbildung 1).
  • Optimierung der Solarthermieanlagen-Steuerung

Bei der Untersuchung der Vorlauftemperatur der Solarthermieanlage wurde alle 48 Stunden eine Temperaturspitze festgestellt. Die Ursache liegt höchstwahrscheinlich in einem Funktionstest der Anlage, bei dem für einen kurzen Zeitraum die Solepumpe eingeschaltet wird. Hierbei wird warme Sole aus dem Bereich des Wärmetauschers im Brauchwasserspeicher durch die Kollektoren bis mindestens zum Vorlauftemperatursensor gepumpt. Wenn dies zu Zeiten geringer Einstrahlung bzw. nachts geschieht wird dabei in regelmäßigen Intervallen ein Teil des Brauchwarmwassers abgekühlt. Dies hat einen geringen, aber vermeidbaren Wärme- bzw. Energieverlust zur Folge.

Abbildung 2: Vorlauftemperatur der solarthermischen Anlage

  • Optimierung der Einspeisevergütung für photovoltaisch erzeugten Strom

Anhand der Daten zur Photovoltaik-Anlage konnte festgestellt werden, dass nur der Teil des Stromes ins Netz eingespeist wird, der nicht im Haus benötigt wird. Daher ergeben sich auch nur sehr geringe Einspeisemengen. Es sollte überprüft werden, ob diese Anlage unter Berücksichtigung der Novellierung des Stromeinspeisegesetzes (Erneuerbare-Energien-Gesetz) in den Genuss einer Einspeisevergütung von 99 Pf pro erzeugter kWh (im Gegensatz zu im Saldo nicht-benötigter kWh) kommen kann.

  • Fazit

Diese Untersuchungen zeigen, dass selbst im modernen Niedrigenergiehaus Einsparpotenziale schlummern, die es wert sind entdeckt zu werden, zumal die hier gezeigten Verbesserungsvorschläge nur geringsten Kapitalaufwand zur Behebung erfordern. Um sie zu entdecken, ist in der Regel nur geringer messtechnischer Aufwand vonnöten, der unter Berücksichtung der Einsparungen über die Lebensdauer eines Hauses eine untergeordnete Rolle spielt.