Im Jahr 2017 - 2018 wurden in Cottbus zwei solare Mehrfamilienhäuser (je 7 Wohneinheiten) gebaut und seit 2019 im bewohnten Zustand im Rahmen des Eversol-Projektes durch die TU Bergakademie Freiberg wissenschaftlich begleitet. Neben dem Energiekonzept (Solarthermie und Photovoltaik) war auch das Bewohnerverhalten aufgrund einer Pauschalmiete (Festpreis für Wohnen, Strom, Wärme und Kälte) von Interesse.
Die im Detail untersuchten Gebäude in Cottbus erreichen die hohen planerischen solaren Deckungsgrade in der elektrischen Energieversorgung sehr gut (70 % - 77 %). Das Stromverbrauchsprofil ist vergleichbar mit Literaturwerten und weist keine Auffälligkeiten aufgrund von Pauschalmiete auf. Durch deutlichen Mehrverbrauch in der Wärmeversorgung wird der solare Wärmedeckungsgrad allerdings verfehlt (50 % - 55 %). Gründe sind hier neben einem hohen Komfortanspruch der Bewohner (hohe Raumtemperaturen) u. a. auch in einer fehlerhaften Thermostateinstellung und hohen Warmwasser-Vorlauftemperaturen zu sehen. Insgesamt weisen die Monitoringergebnisse jedoch nicht auf ein verschwenderisches Verhalten aufgrund der Pauschalmiete hin. Für zukünftige Projekte wird deutlich, dass sowohl elektrischer, als auch thermischer Speicher deutlich kleiner dimensioniert werden könnten, ohne einen großen Einfluss auf die Autarkie zu haben. Der Erfolg der Auskopplung von Strom- und Wärmeüberschüssen in das umliegende Quartier konnte nachgewiesen werden. Es besteht jedoch noch weiteres Potenzial durch eine intelligente Steuerung. Die in diesem Forschungsprojekt mit umgesetzte pauschalisierte Inklusivmiete / Pauschalmiete kann als ein wesentlicher zukünftiger Anreizfaktor für ein Umdenken im Neubau von gesetzlichen, energetischen Pflichtvorgaben hin zu ökologisch-wirtschaftlichen Lösungen, von denen Mieter wie Vermieter profitieren, angesehen werden.
Die Kombination von Neubau mit Bestandsgebäuden zu einem Quartier, sowie die energetische Sanierung und Integration von regenerativen Energiequellen in Bestandsgebäude weisen ein immenses Potential in Deutschland auf und sollten zukünftig vermehrt hinsichtlich Energie und CO2-Einsparpotentialen mit einer Erarbeitung von neuen schnellen Umsetzungsstrategien untersucht werden.:Definitionen
Abkürzungsverzeichnis
1 Einleitung und Projektablauf
2 Stand der Technik und Gesetze im Gebäude- und Quartiersbestand
2.1 Gesetzliche Vorgaben und Förderrichtlinien
2.1.1 Gebäudeenergiengesetz (GEG)
2.1.2 KfW-Förderungsrichtlinien Niedrigenergiehäuser
2.1.3 Solarpflicht
2.1.4 Gesetz zur Aufteilung der Kohlendioxidkosten (CO2KostAufG)
2.2 Gebäudebestand
2.3 Niedrigstenergiegebäude im Markt der MFH
2.3.1 Geometrische Kennzahlen und baulicher Wärmeschutz
2.3.2 Technische Ausstattung
2.3.3 Energetische Betrachtung
2.4 Einfluss des Nutzerverhaltens auf den Heizwärmeverbrauch
2.5 Energetische Quartierskonzepte
2.5.1 Wärme im Quartier - 5GDHC
2.5.2 Strom im Quartier
2.5.3 Fazit und Hemmnisse von Quartierskonzepten für Wärme- und Stromeigenversorgung
2.6 Warmwasserbehandlung
2.6.1 Grundlagen solarer Nutzwassererwärmung im Mehrfamilienhaus
2.6.2 Warmwasserbereitstellung im Mehrfamilienhaus
3 Mietmodelle
3.1 Energielieferungen in Vermietungsmodellen
3.1.1 Beschreibung des Status Quo
3.1.2 Gesetzeskarte für Energiedienstleistungen
3.1.3 Mieterstrommodelle
3.1.4 Bestehende Pauschal- und Teilinklusivmieten
3.2 Neue Modelle der Pauschalmiete und Variationen
3.2.1 Varianten pauschaler Abrechnung
3.2.2 Wünschenswerte rechtliche Änderungen
3.3 Wirtschaftlichkeitsvergleich der Pauschalmiete
3.3.1 Ermittlung der Eingabewerte
3.3.2 Ergebnisse aus Vermietersicht
3.3.3 Ergebnisse aus Mietersicht
3.4 Mögliche Einsatzbereiche von Pauschalmieten
3.4.1 Variation des Gebäudestandards und der Anlagennutzungsdauer
3.4.2 Variation der Fördermittel und der CO2-Steuer
3.4.3 Variation Energiepreis
3.4.4 Variation der Anzahl der Wohneinheiten
3.5 Vergleich der gemessenen Daten in Bezug auf die betrachteten Mietmodell
3.6 Vernetzung im Quartier
3.7 Fazit
4 Simulationsgestützte Analysen
4.1 Matlab/Simulink Modell von Gebäude und Quartier
4.2 Potentiale wärmeseitige Quartiersvernetzung
4.3 Potentiale stromseitige Quartiersvernetzung
4.4 Standortvergleich
4.5 Ökobilanzierung
4.6 Anlagendimensionierungen
5 Monitoring
5.1 Kenndaten und Gebäudekonzept
5.2 Installierte Messtechnik
5.3 Messwerterfassung
5.4 Wetterdaten
5.5 Speicherverluste
5.6 Kennzahlen
6 Energetische Bewertungen
6.1 Fehleranalyse und Vorschläge zur Systemoptimierung
6.1.1 Akku- und Wechselrichterausfall
6.1.2 Eigenzirkulation im ST-Kreislauf
6.1.3 Hydraulischer Abgleich der Teilfelder ST
6.1.4 Nahwärmeauskopplung
6.1.5 Thermostateinstellung und Umstellungen des Heiz- und Kühlmodus
6.1.6 Einspeisung ST-Ertrag in Speicher
6.1.7 Zirkulationsverluste und Auslegung Frischwasserstation
6.1.8 Klimatisierung Technikräume
6.2 Elektrische Energiebilanz - Gebäude und Einzelkomponenten
6.2.1 Allgemeine Energiebilanzen - Strom
6.2.2 PV-Anlagen
6.2.3 Haushaltsstromverbrauch
6.2.4 Hilfsstromverbrauch
6.2.5 Akkuspeicher
6.2.6 Quartiersvernetzung
6.3 Wärmebilanz - Gebäude und Einzelwohnungen
6.3.1 Allgemeine Energiebilanzen - Wärme
6.3.2 Einfluss Mieter und Thermostateinstellung auf Raumtemperatur und
Heizwärmebedarf
6.3.3 Einfluss der Globalstrahlung auf den Heizwärmeverbrauch
6.3.4 Solarthermieanlage
6.3.5 Vergleich Solarthermie- und PV-Anlage
6.3.6 Gasbrennwerttherme und Warmwasserbereitung
6.3.7 Betrachtungen des Wärmespeichers
6.3.8 Gebäude- und Wohnraumkühlung und -heizung
6.3.9 Quartiersvernetzung
6.4 Soziologische Befragungen
6.4.1 Bewertung der Wohnungen
6.4.2 Bewertung des Energiekonzepts
6.4.3 All-Inclusive-Miete
6.4.4 Einstellung zur Mobilität
6.4.5 Selbsteinschätzung des Energieverbrauchsverhalten
6.4.6 Geräteausstattung
6.4.7 Fazit
7 Fazit und Ausblick
Literaturverzeichnis
Anhang / As part of the Eversol project, two solar apartment blocks (7 units each) were built in 2017 - 2018 and were monitored since 2019 in an inhabited state as part of the Eversol project monitored scientifically by the TU Bergakademie Freiberg. Due to a flat-rate rent (fixed price for living, electricity, heating and cooling), the energy concept (solar thermal and photovoltaics) and the occupants' behaviour were of main interest.
The high planned solar coverage rates for the electricity supply (70 % - 77 %) are very well achieved in the buildings analysed in detail in Cottbus. The electricity consumption profile is comparable with literature values and shows no anomalies due to flat-rate rent. However, the solar heat coverage is not achieved due to the significantly higher consumption in the heat supply (50 % - 55 %). In addition to the high comfort requirements of the occupants (high room temperatures), this is e. g. also due to incorrect thermostat settings and high hot water temperatures. On the whole, however, the monitoring results do not indicate any wasteful behaviour as a result of the flat-rate rent. For future projects, it is clear that both the electrical and thermal storage tanks could be significantly smaller without having a major impact on self-sufficiency. The success of exporting surplus electricity and heat to the surrounding neighbourhood has been proven, but there is further potential through intelligent control.
The all-inclusive rent / flat-rate rent implemented in this research project can be seen as a significant future motivator for a rethinking in new buildings from legislative, mandatory energy requirements to ecological and economical solutions that benefit both tenants and landlords. Combining new buildings with existing buildings to form a quarter, as well as energy-efficient renovation and integration of renewable energy into existing buildings, has great potential in Germany and should be explored further to develope new rapid realisation strategies for the future building sector.:Definitionen
Abkürzungsverzeichnis
1 Einleitung und Projektablauf
2 Stand der Technik und Gesetze im Gebäude- und Quartiersbestand
2.1 Gesetzliche Vorgaben und Förderrichtlinien
2.1.1 Gebäudeenergiengesetz (GEG)
2.1.2 KfW-Förderungsrichtlinien Niedrigenergiehäuser
2.1.3 Solarpflicht
2.1.4 Gesetz zur Aufteilung der Kohlendioxidkosten (CO2KostAufG)
2.2 Gebäudebestand
2.3 Niedrigstenergiegebäude im Markt der MFH
2.3.1 Geometrische Kennzahlen und baulicher Wärmeschutz
2.3.2 Technische Ausstattung
2.3.3 Energetische Betrachtung
2.4 Einfluss des Nutzerverhaltens auf den Heizwärmeverbrauch
2.5 Energetische Quartierskonzepte
2.5.1 Wärme im Quartier - 5GDHC
2.5.2 Strom im Quartier
2.5.3 Fazit und Hemmnisse von Quartierskonzepten für Wärme- und Stromeigenversorgung
2.6 Warmwasserbehandlung
2.6.1 Grundlagen solarer Nutzwassererwärmung im Mehrfamilienhaus
2.6.2 Warmwasserbereitstellung im Mehrfamilienhaus
3 Mietmodelle
3.1 Energielieferungen in Vermietungsmodellen
3.1.1 Beschreibung des Status Quo
3.1.2 Gesetzeskarte für Energiedienstleistungen
3.1.3 Mieterstrommodelle
3.1.4 Bestehende Pauschal- und Teilinklusivmieten
3.2 Neue Modelle der Pauschalmiete und Variationen
3.2.1 Varianten pauschaler Abrechnung
3.2.2 Wünschenswerte rechtliche Änderungen
3.3 Wirtschaftlichkeitsvergleich der Pauschalmiete
3.3.1 Ermittlung der Eingabewerte
3.3.2 Ergebnisse aus Vermietersicht
3.3.3 Ergebnisse aus Mietersicht
3.4 Mögliche Einsatzbereiche von Pauschalmieten
3.4.1 Variation des Gebäudestandards und der Anlagennutzungsdauer
3.4.2 Variation der Fördermittel und der CO2-Steuer
3.4.3 Variation Energiepreis
3.4.4 Variation der Anzahl der Wohneinheiten
3.5 Vergleich der gemessenen Daten in Bezug auf die betrachteten Mietmodell
3.6 Vernetzung im Quartier
3.7 Fazit
4 Simulationsgestützte Analysen
4.1 Matlab/Simulink Modell von Gebäude und Quartier
4.2 Potentiale wärmeseitige Quartiersvernetzung
4.3 Potentiale stromseitige Quartiersvernetzung
4.4 Standortvergleich
4.5 Ökobilanzierung
4.6 Anlagendimensionierungen
5 Monitoring
5.1 Kenndaten und Gebäudekonzept
5.2 Installierte Messtechnik
5.3 Messwerterfassung
5.4 Wetterdaten
5.5 Speicherverluste
5.6 Kennzahlen
6 Energetische Bewertungen
6.1 Fehleranalyse und Vorschläge zur Systemoptimierung
6.1.1 Akku- und Wechselrichterausfall
6.1.2 Eigenzirkulation im ST-Kreislauf
6.1.3 Hydraulischer Abgleich der Teilfelder ST
6.1.4 Nahwärmeauskopplung
6.1.5 Thermostateinstellung und Umstellungen des Heiz- und Kühlmodus
6.1.6 Einspeisung ST-Ertrag in Speicher
6.1.7 Zirkulationsverluste und Auslegung Frischwasserstation
6.1.8 Klimatisierung Technikräume
6.2 Elektrische Energiebilanz - Gebäude und Einzelkomponenten
6.2.1 Allgemeine Energiebilanzen - Strom
6.2.2 PV-Anlagen
6.2.3 Haushaltsstromverbrauch
6.2.4 Hilfsstromverbrauch
6.2.5 Akkuspeicher
6.2.6 Quartiersvernetzung
6.3 Wärmebilanz - Gebäude und Einzelwohnungen
6.3.1 Allgemeine Energiebilanzen - Wärme
6.3.2 Einfluss Mieter und Thermostateinstellung auf Raumtemperatur und
Heizwärmebedarf
6.3.3 Einfluss der Globalstrahlung auf den Heizwärmeverbrauch
6.3.4 Solarthermieanlage
6.3.5 Vergleich Solarthermie- und PV-Anlage
6.3.6 Gasbrennwerttherme und Warmwasserbereitung
6.3.7 Betrachtungen des Wärmespeichers
6.3.8 Gebäude- und Wohnraumkühlung und -heizung
6.3.9 Quartiersvernetzung
6.4 Soziologische Befragungen
6.4.1 Bewertung der Wohnungen
6.4.2 Bewertung des Energiekonzepts
6.4.3 All-Inclusive-Miete
6.4.4 Einstellung zur Mobilität
6.4.5 Selbsteinschätzung des Energieverbrauchsverhalten
6.4.6 Geräteausstattung
6.4.7 Fazit
7 Fazit und Ausblick
Literaturverzeichnis
Anhang
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:90356 |
| Date | 08 March 2024 |
| Creators | Oppelt, Lukas, Storch, Thomas, Gäbler, Andreas, Junge, Paula A., Fieback, Tobias |
| Contributors | Technische Universität Bergakademie Freiberg |
| Publisher | Technische Universität Bergakademie Freiberg |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:report, info:eu-repo/semantics/report, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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