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Innovative Lüftungskonzepte an ausgewählten Beispielen

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Roman Hermann, Waldhauser + Hermann AG

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Innovative Lüftungskonzepte an ausgewählten Beispielen

  1. 1. MINERGIE – ERFA-PRAXISSEMINARE 2015 Innovative Lüftungskonzepte an ausgewählten Beispielen: Sind diese Lösungen Minergie-kompatibel? Roman Hermann, dipl. HLK-Ing. HTL/Reg. A 06. Oktober 2015
  2. 2. INHALT  Beispiel Primarschulhaus Hofstetten-Flüh (wenig Technik)  Beispiel Berufsbildungszentrum Baden (viel Technik)  Beispiel Sanierung FHNW-HKG, Dreispitz  Beispiel Berufsschule für Mode und Gestaltung, Zürich 2Minergie Praxis-Seminar 2015
  3. 3. BEISPIEL SCHULHAUS HOFSTETTEN  Neubau  Holzheizung  Gute, aber nicht sehr gute, Gebäudehülle (d.h. SIA 380/1 x 0.9)  Abwärme-WP (Server  Warmwasser)  Keine mechanische Lüftung  Letztendlich keine Automatisierung der Fenster ausgeführt 3Minergie Praxis-Seminar 2015
  4. 4. LUFTQUALITÄT MIT NATÜRLICHER LÜFTUNG 4Minergie Praxis-Seminar 2015 NATÜRLICHE LÜFTUNG MECHANISCHE LÜFTUNG 625 M3/H LUFT SIND AUCH FRÜHER NICHT DURCH DIE UNDICHTE GEBÄUDEHÜLLE GEKOMMEN. MAK-WERT = 5‘000 PPM, GESUNDHEITLICH KRITISCH > 25‘000 PPM
  5. 5. TEMPERATURANSTIEG DURCH PERSONEN 5Minergie Praxis-Seminar 2015 HEIZLAST: 2’262 W PERSONENWÄRME: 2’000 W TEMPERATURANSTIEG 4 K REAKTION: FENSTER AUF ?
  6. 6. LÜFTUNG UND NACHTAUSKÜHLUNG HALLE Nachströmung Nachströmung Sonnenschutz g < 0.15 Minergie Praxis-Seminar 2015 6
  7. 7. NACHTAUSKÜHLUNG SCHULZIMMER Alle Klappen offen Überströmklappe nötig? Minergie Praxis-Seminar 2015 7
  8. 8. NACHTAUSKÜHLUNG SCHULZIMMER (SW) Schlussfolgerung: Es braucht keine Überströmöffnung Temperaturverlauf: alle Klappen offen, aber ohne Überströmung Minergie Praxis-Seminar 2015 8
  9. 9. VARIANTE : NACHTAUSKÜHLUNG ÜBER KIPPFLÜGEL Kippflügel über Fenster Minergie Praxis-Seminar 2015 9
  10. 10. SOMMERLICHER WÄRMESCHUTZ  Egal ob mit oder ohne Lüftung, es braucht eine gute Möglichkeit für eine effiziente Nachtauskühlung.  In der Regel ist damit auch die natürliche Lüftung gelöst. 10Minergie Praxis-Seminar 2015
  11. 11. GEDANKEN ZUR MECHANISCHEN LÜFTUNG IN SCHULEN  Wärmerückgewinnung nur dann, wenn Lüftung läuft – das heisst 35 von 168 Stunden pro Woche  Brandschutz macht einfache Konzepte schwierig und Lüftung teuer (VKF ab 1.1.2015 bringt hier eine Erleichterung)  Investitionskosten: CHF 25‘000 bis 30‘000 pro Schulzimmer (SZ)  Wartung und Unterhalt: min. 2% von 30‘000 = CHF 600.-/a/SZ  Kanalreinigung, Zugänglichkeit, Raumbedarf  Energiekosten: CHF 400.-/a/SZ  Lebensdauer: GA = 10 Jahre, Rest = 20 bis 25 Jahre. Dann muss wieder massiv investiert werden. 11Minergie Praxis-Seminar 2015
  12. 12. BEISPIEL: BERUFSBILDUNGSZENTRUM BADEN BURKARD MEYER PARTNER, BADEN Minergie Praxis-Seminar 2015 12
  13. 13. BERUFSBILDUNGSZENTRUM IN BADEN  Neubau  Fernwärme  Gute, aber nicht sehr gute, Gebäudehülle (d.h. SIA 380/1 x 0.9)  Mechanische Lüftung  Nachtauskühlung über Gänge 13Minergie Praxis-Seminar 2015
  14. 14. QUERSCHNITT 14Minergie Praxis-Seminar 2015
  15. 15. ÜBERSTRÖMÖFFNUNGEN 15Minergie Praxis-Seminar 2015
  16. 16. 16Minergie Praxis-Seminar 2015 KORRIDOR, NICHT AKTIV BEHEIZT
  17. 17. 17 LÜFTUNGSZENTRALE Minergie Praxis-Seminar 2015
  18. 18. 18Minergie Praxis-Seminar 2015 LÜFTUNGSVERTEILUNG
  19. 19. 19Minergie Praxis-Seminar 2015 VOLUMENSTROMREGLER
  20. 20. 20Minergie Praxis-Seminar 2015 TABS-VERTEILER FÜR ZWEI SCHULZIMMER
  21. 21. BEISPIEL: FHNW-HKG, DREISPITZ - KUNSTFREILAGER TP2  Vorgabe aus Quartierplan = Minergie-ECO (da Umbauten) 21Minergie Praxis-Seminar 2015
  22. 22. VORPROJEKT MIT LÜFTUNG GEPLANT 22Minergie Praxis-Seminar 2015  Brandschutz war aufwendig. Innenzone = Fluchtweg  Nur sehr eingeschränkt Überströmungen möglich.  Geringe Raumhöhe. Kanalführung schränkte Raumnutzung ein.  Zentralenbedarf für Lüftung war ein Problem  Zusätzliche Dachaufbauten.  Pro Atelier 2 Volumenstromregler und 2 Brandschutzklappen  Investitionskosten ca. 3.0 Mio CHF (inkl. Baulichem und Honorare)
  23. 23. AUTOMATISIERTE FENSTER FÜR NACHTAUSKÜHLUNG  Investitionskosten Automatisierung Fenster: CHF 515’000.- inkl. MWST  Fenstermotoren CHF 165’000.-  Starkstrom und Steuerung CHF 238’000.-  Lüftungsklappen (innen) CHF 46’000.-  Honorare CHF 66’000.-  Mehrkosten für CO2-Steuerung CHF < 50’000.- 23Minergie Praxis-Seminar 2015
  24. 24. NACHAUSKÜHLUNG: MIT UND OHNE GRUNDLÜFTUNG NOTWENDIG 24Minergie Praxis-Seminar 2015 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 10 15 20 25 30 35 Raumlufttemperatur[°C] Tagesmaxima Aussenlufttemperatur [°C] Überströmung Korridor, Raum 2.13, Südseite (Auswertung Mo-Fr, 7-20h) : Temperaturüberschreitungen 37h/a (max. zulässig 100h/a) Überströmung Korridor, Raum 2.13, Südseite SIA 382/1: Obere Grenze des Betriebsbereichs SIA 382/1: Untere Grenze des Betriebsbereichs
  25. 25. NACHAUSKÜHLUNG: SUMMENHÄUFIGKEIT 25Minergie Praxis-Seminar 2015 689 450 292 174 64 19 4 0 0 614 406 251 129 39 14 1 0 0 0 200 400 600 800 1'000 1'200 >22 >23 >24 >25 >26 >27 >28 >29 >30 AnzahlStunden Temperaturbereich [°C] Überströmung Korridor (Auswertung Mo-Fr, 7-20h): Summenhäufigkeit Temperaturen Raum 2.13, Südseite Raum 2.22, Westseite
  26. 26. CO2-VERLAUF WINTERTAG (25. FEBRUAR) 26Minergie Praxis-Seminar 2015
  27. 27. CO2-VERLAUF SOMMERTAG (28. JULI) 27Minergie Praxis-Seminar 2015
  28. 28. BETRIEBSOPTIMIERUNG Planungswerte: Natürliche Lüftung über Kippfenster in Abhängigkeit vom CO2  Einschaltbefehl wenn CO2 > 1300 ppm 1800 ppm  Ausschaltbefehl wenn CO2 < 700 ppm 1300 ppm  Freigabe 07:00 bis 20:00 Uhr ; Montag bis Freitag Nachtauskühlung über Kippfenster  Einschaltbefehl wenn tRaum > 26°C und tAUL < tRaum  Ausschaltbefehl wenn tRaum < 18°C oder tAUL > tRaum  Freigabe 20:00 bis 07:00 Uhr; Montag bis Freitag 28Minergie Praxis-Seminar 2015
  29. 29. ENERGIEVERBRAUCH, GEWICHTET 29Minergie Praxis-Seminar 2015
  30. 30. BEISPIEL BERUFSSCHULE FÜR MODE UND GESTALTUNG, ZÜRICH (PLANUNGSTAND VORPROJEKT) 30Minergie Praxis-Seminar 2015 1962/63 VON WERNER FREI
  31. 31. DER FASSADENAUSDRUCK SOLL ERHALTEN BLEIBEN 31Minergie Praxis-Seminar 2015
  32. 32. WETTBEWERB FASSADENSANIERUNG 32Minergie Praxis-Seminar 2015 Heizperiode
  33. 33. WETTBEWERB FASSADENSANIERUNG 33Minergie Praxis-Seminar 2015 Sommer
  34. 34. LEHMDECKE 34Minergie Praxis-Seminar 2015
  35. 35. LEHMDECKE 35Minergie Praxis-Seminar 2015
  36. 36. FAZIT  Wenn Einbau, dann bewusst was das heisst  Energiesparen gesamtheitlich gesehen fraglich  Betriebsoptimierung zwingend und aufwändig  Unterhalt und Sanierungsfolgen werden heute noch unterschätzt 36Minergie Praxis-Seminar 2015
  37. 37. STICHWORTE / BRAINSTORMING FÜR WORKSHOP  Energieeinsparung  Betrieb und Unterhalt  Brandschutz  Nachtauskühlung  Luftqualität  Schwerpunkt Modernisierung  Unterscheidung der Schulstufen  Aspekt der Erziehung  Betriebsoptimierung  Wie soll natürliche Lüftung in der Berechnung beurteilt werden? 37Minergie Praxis-Seminar 2015
  38. 38. ZUSATZFOLIEN 38Minergie Praxis-Seminar 2015
  39. 39. BEISPIEL SCHULHAUSERWEITERUNG HÖCHI, DÄTTWIL 39Minergie Praxis-Seminar 2015 Architekt: Burkard, Meyer. Baden Bauherr: Gemeinde Dättwil Fertigstellung: 2000 Baukosten HLK: CHF 0.25 Mio.
  40. 40. HÖCHI: ZIELVORGABE MINERGIE  Am 13. August 1999 wurde dem Gebäude das Minergie-Label Nr. AG-005 zugesprochen. Damit war die Schulhauserweiterung bezüglich des Energiestandards ein Pionierprojekt, was für alle Beteiligten eine Herausforderung darstellte.  Folgende Planungsgrundsätze sind für energieeffiziente Gebäude wichtig und wurden in der Schulhauserweiterung Höchi konsequent umgesetzt: - Kompakte Gebäudeform - Optimierung der südorientierten Glasflächen (passive Sonnenenergienutzung) - Nutzung der Erschliessungszonen als unbeheizte Pufferzonen - Sehr gute Gebäudedämmung - Minimieren des Warmwasserbedarfs (Reduktion der Zapfstellen) - Raumanordnung, welche eine Kaskadenlüftung (Mehrfachnutzung der Luft) ermöglicht - Grosse aktive Speichermasse 40Minergie Praxis-Seminar 2015

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