Moderne Heizsysteme im Neubau

Auswertung und Analyse der vorliegenden Messdaten und von Experimenten zu:

• Erfahrungsvergleich verschiedener Luftwärmepumpentechnologien an einem realen Standort
• Holzfeuerung im Wohnraum und dessen Wärmeverteilung in modernen Gebäuden, Vergleich von Systemen mit und ohne Heizkreisanschluss
• Wirksamkeit von Gebäudelüftungen und Auswirkung auf die Behaglichkeit, Lüftungsstrategien für Nutzer
• Weiterführende Ergebnisse aus Heiz-Kombination mit Luftwärmepumpe,  PV-Anlage und Holzfeuerung im Bivalenzbetrieb

Simulation: Analyse des Projekthauses unter Berücksichtigung der Klimaentwicklung.
Die Ergebnisse sollen bei verschiedenen Veranstaltungen den Zielgruppen vorgestellt und diskutiert werden.

Antragsteller

Verein der Freunde und Förderer der RBS Ulm e.V.: OStD. Gerhard Braunsteffer

Ziel

Objektive und unabhängige Informationen über den Betrieb von Heizungssystemen in modernen Wohngebäuden (z.B. Kombination von Photovoltaikanlagen, Wärmepumpen und Smart-Home-Technologien) für verschiedene Zielgruppen (Bauherren, Energieberater, Handwerker, Azubis, Schüler und Studenten, Bürger, Städte UL/NU) aufbereiten und als Informations- und Schulungsunterlagen zur freien Verfügung stellen.

Kooperationspartner

• Dr.-Ing. Holger Ruf
• Robert-Bosch-Schule Ulm 
• SWU Netze GmbH

Laufzeit

2017 – 2019

Kurzübersicht

Das erste halbe Jahr im Projekt AxIOME_BAR stand ganz im Zeichen des Klimawandels und der Erhebung von Daten aus den untersuchten Gebäuden in der Region: In einem ersten Schritt wurde untersucht, wie sich das Wetter als Folge des Klimawandels in der Region Ulm ändern kann. Dabei wurde insbesondere auf die Temperatur und die solare Einstrahlung geachtet, da diese einen großen Einfluss auf Gebäude haben können. Dabei zeigt sich im schlimmsten Fall, also ein Verfehlen des 2°C-Ziels, dass sich mittlere Tagestemperaturen von bis zu 35°C einstellen können. Dies bedeutet wiederherum mögliche Spitzentemperaturen am Tag von 40°C oder mehr. Gleichzeitig werden die Winter milder, sodass der Heizwärmebedarf zurückgeht. Es kann jedoch angenommen werden, dass es eine Zunahme an Kühlgeräten geben wird. Zusätzlich wurden auch spezifische Fragen zum Klimawandel aus der Heizungs- und Energiewirtschaft beantwortet. Die Ergebnisse stehen als Bericht auf der Homepage des Projekthaus Ulm oder hier zur freien Verfügung. Der Grundidee des Projektes folgend, sind die Ergebnisse für die Allgemeinheit frei zugänglich.

Eine Erwärmung um 2 °C im Mittel hört sich nicht sehr dramatisch an, beschreibt aber nur die Änderung der langjährigen Mitteltemperatur. Eine Betrachtung von Mittelwerten auf z.B. Monats­basis kann zu Fehlinterpretationen führen und vernachlässigt die Herausforderungen, die sich aus Extremwerten ergeben. Um dieser möglichen Fehlinterpretation zu begegnen, wird die zeitlich hochaufgelöste Klimaprojektion zusammen mit Modellen, die hier in der Region validiert wurden, genutzt.

Im Projekthaus Ulm wird der -vor allem von der Außentemperatur abhängende- Wärmebedarf primär durch eine Luftwärmepumpe gedeckt. Wird die angenommene Klimaprojektion angesetzt, zeigt sich bis 2080 eine mittlere, jährliche Abnah­me von 400 kWh an Raumwärme. Durch den geänderten Wärmebedarf ändern sich auch der Strombedarf der Luftwärmepumpe und die Deckung durch die Photovoltaik-Anlage. Ein Teil des Strombedarfs der Wärmepumpe kann direkt durch die Erzeugung der Photovoltaik-Anlage gedeckt werden.

In den Wintermonaten reicht auch in Zukunft der Strom der Photovoltaik-Anlage nicht aus, um den Strombedarf der Wärmepumpe zu decken. Es muss zusätzliche Energie aus dem öffentlichen Netz entnommen werden. Die Perioden mit annä­hernder Deckung sind im Frühjahr und im Herbst, während im Sommer mehr Strom erzeugt wird als benötigt wird. Die schon vorhandenen Messdaten zeigen, dass der Klimawandel auch in Ulm schon begonnen hat und den Betrieb von Gebäuden und Anlagen beeinflussen wird.

Das zweite Halbjahr im Projekt AxIOME_BAR war geprägt von der Datenerhebung aus den untersuchten Gebäuden in der Region, verschiedenen Experimenten sowie der Datenauswertung und Ergebnisaufbereitung.

Im August wurden die Datenaufnahme und der Wärmepumpenvergleich beendet. Die Daten des Experiments der Holzfeuerung sind ausgewertet und werden für die Diskussion und Veröffentlichung aufbereitet. Zusätzlich wurde noch eine Datenanalyse und Simulation eines kommunalen Schulgebäudes im Auftrag der Stadt Ulm durchgeführt, bei der die Kombination von Photovoltaik-Anlage und Luftwärmepumpe untersucht wurde.

Weiterhin erfolgte eine Überarbeitung und Ergänzung des Berichts zur „Untersuchung der Kosten verschiedener Heizsysteme für moderne Einfamilienhäuser in der Region Ulm“ und die Veröffentlichung des Berichts zur „Klimadatenanalyse“. In letzterem wurde untersucht, wie sich die Klimaerwärmung auf die Kombination von lokaler Stromerzeugung aus PV-Systemen und dessen Nutzung zur Wärmeerzeugung mittels Wärmepumpen auf das Projekthaus Ulm bis ins Jahr 2080 auswirken kann. Die ausführlichen Berichte stehen auch auf der Projekthomepage  zur Verfügung.

Desweiteren wurde eine 4-seitige Ergebnisinformation – die „Heizkostensimulation“ – veröffentlicht. Die Ergebnisinfos sind unter einer Creative Commons-Lizenz (CC NY-NC-ND 4.0) lizenziert. Das heißt, jeder kann die Ergebnisinfo herunterladen, teilen oder auf seiner eigenen Homepage bereitstellen.

Im Rahmen der Informationsstrategie erfolgte eine wissenschaftliche Veröffentlichung beim PV-Symposium 2018 in Bad Staffelstein. Die Ergebnisse wurden bei verschiedenen Gelegenheiten als Vorträge unterschiedlichsten Zielgruppen und Teilnehmerkreisen vorgestellt, z.B. BUND Blaubeuren, Agenda Forum der Lokalen Agenda Ulm 21, Ausschusssitzung Innung Heizung Sanitär, INES-Kolloquium der Hochschule Offenburg sowie den Geschäftsführern der Stadtwerke Ulm.

Weiterhin flossen die Ergebnisse in eine Schulung für Energieberater im Kompetenzzentrum Holzbau & Ausbau Biberach sowie in die technische Ausbildung an der Robert-Bosch-Schule Ulm ein. Das Team vom Projekthaus Ulm nahm, mit tatkräftiger Unterstützung von Schülern der Robert-Bosch-Schule Ulm, mit einem Stand und Exponaten am Aktionstag Klimaschutz in Ulm teil.

Im Oktober hielt Holger Ruf einen Vortrag im Rahmen des Forums Synergiewende, veranstaltet von der Agentur für Erneuerbare Energien und der Deutschen Umwelthilfe.

Abschluss

Während des Projektzeitraums wurden verschiedene Analysen zum Betrieb von Heizungssystemen in modernen Wohngebäuden durchgeführt. Dabei wurden unter anderem Simulationen zur Erderwärmung und deren Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit und Nutzungspotentiale von z.B. Photovoltaikanlagen, Wärmepumpen und Smart-Home-Technologien durchgespielt. Festzuhalten ist, dass der Klimawandel auch in Ulm bereits begonnen hat und den Betrieb von Gebäuden und Anlagen weiter beeinflussen wird. Je nach System sind die Auswirkungen unterschiedlich stark zu spüren. Neben den Bemühungen, eine Verstärkung des Klimawandels durch die Emission von Treibhausgasen zu verhindern, sollten auch die veralteten Regeln und Vorschriften an die jetzt schon messbare globale Erwärmung angepasst werden.

Zum Abschlussbericht mit allen Zahlen, Daten und Fakten.

Weitere Details finden Sie im Projekthaus Newsletter oder auf der Projekthaus Homepage.