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TEK – Teilenergiekennwerte für Nichtwohngebäude im Bestand

Einordnung einer energetischen Gebäudeanalyse mit TEK im Ablauf einer Energieberatung. TEK schließt die Lücke zwischen einfachem Benchmarking und aufwändiger Feinanalyse.

© IWU

Projektsteckbrief

Laufzeit12/2008-06/2013
KürzelTEK
Download-Adresse

tektool.iwu.de

NutzungskonditionenDas TEK-Tool steht als Freeware zur kostenlosen, nicht-kommerziellen Nutzung zur Verfügung. Kommerzielle Anwendungen bedürfen der Genehmigung durch die Institut Wohnen und Umwelt GmbH.
Schwerpunkte

Projektbeschreibung

Im Forschungsprojekt „Teilenergiekennwerte von Nichtwohngebäuden“ werden speziell auf die energetische Analyse und Bewertung von bestehenden Nichtwohngebäuden zugeschnittene Methoden entwickelt und erprobt. Die Bilanzierung ist angelehnt an die DIN V 18599, es werden jedoch im Rechenkern vereinfachte Algorithmen in der Zonenbilanz aus dem ebenfalls Excel-gestützten Tool EnerCalC angewendet. Auch Beleuchtungssysteme und Anlagen der technischen Gebäudeausrüstung werden vereinfacht und unter Nutzung von im Gebäude ablesbaren technischen Daten abgebildet. Grundlage für eine realistische Berechnung von Einsparpotenzialen ist ein Bedarfs-Verbrauchs-Abgleich im Ist-Zustand. Um diesen sinnvoll durchführen zu können, werden auch nutzungsspezifische Stromverbräuche von Dienstleistungsgebäuden in die Analyse einbezogen. Außerdem können Nutzungsparameter in zwei Berechnungsmodi eingegeben werden: Im Modus "DIN V 18599" werden die Standardnutzungsprofile der DIN V 18599-100:2009-10 zugrunde gelegt, im Modus "Objektspezifisch" können z. B. Nutzungszeiten, Raumtemperaturen und interne Wärmequellen, wie im Objekt vorgefunden, eingegeben werden.

Die Analyse mit TEK bildet die Struktur des Energieverbrauchs differenziert nach Nutzungszonen und Gewerken ab und bewertet diese Teilenergiebedarfe mit tabellierten Referenz-Teilenergiekennwerten in 5 Energieaufwandsklassen. Energetische Schwachstellen können so leicht identifiziert werden. Ausgehend von der Ist-Analyse können nach dem Bedarfs-Verbrauchs-Abgleich Modernisierungsmaßnahmen zur energetischen Verbesserung bilanziert und Einsparpotenziale plausibel abgeschätzt werden.

Ergänzend hierzu wird ein "Leitfaden zur Durchführung und Interpretation von Lastgangmessungen" an Haupt- oder Unterzählern erstellt. Ein zugehöriges EXCEL-Tool erleichtert die Verarbeitung von entsprechenden Messdaten und stellt Standardauswertungen und Diagramme bereit. Die Frage, wie Kurzzeitmessungen von 3 bis 5 Wochen an möglicherweise vorhandenen Unterzählern oder mit mobilen Messeinrichtungen zur Einschätzung des Jahresverbrauchs herangezogen werden können, wird in einem separaten "Leitfaden Kurzzeitmessungen" behandelt.

Die Wirtschaftlichkeit von Maßnahmenpaketen wird nach der Methodik aus dem "Leitfaden Energie im Hochbau" des Instituts für Wohnen und Umwelt (IWU) auf der Grundlage der jährlichen Gesamtkosten bewertet. Die verbrauchsgebundenen Kosten werden mit Hilfe der Endenergiebedarfe aus dem TEK-Tool bestimmt, die kapitalgebunden Kosten über eine Grobkostenschätzung und die Kosten für Instandhaltung aus üblichen Prozentsätzen der Investition pro Jahr. Dazu wird im Projekt eine Datenbank mit typischen Modernisierungsmaßnahmen aufgebaut und ein EXCEL-basiertes Wirtschaftlichkeitstool bereit gestellt.

Aktueller Status

Das Projekt TEK ist in 3 Phasen gegliedert:

Phase 1 beinhaltet die Entwicklung einer Methodik zur energetischen Analyse und Bewertung von Nichtwohngebäuden mit Teilenergiekennwerten. Sie ist bereits abgeschlossen. Das zugehörige EXCEL-Tool TEK und ein weiteres Tool zur Analyse der Wirtschaftlichkeit sind fertig gestellt. Das TEK-Tool steht zum Download zur Verfügung. Der Leitfaden „Lastgangmessungen“  mit zugehörigem EXCEL-Tool und der Leitfaden „Kurzzeitmessungen“ sind fertig gestellt und stehen ebenfalls zum Download zur Verfügung.

Phase 2: In der Phase 2 wurde die Methodik an 75 Gebäuden erprobt. Gebäudeanalysen wurden jeweils im vereinfachten und im objektspezifischen Modus erstellt. Alle Datensätze der TEK-Analysen wurden in einer Datenbank erfasst.

Phase 3: Die Tools wurden anhand der Erfahrungen aus dem Praxistest überarbeit und die Teilenergiekennwerte abschließend bestimmt. Der Bericht zur Querschnittsanalyse der Ergebnisse von TEK ist hier abrufbar.

Phase 4: Anpassungen an die Weiterentwicklung der DIN V 18599 sind in Arbeit.

Projektpartner

Das Institut Wohnen und Umwelt (IWU) leitet das Projekt, in dem sieben weitere Teilnehmer mitarbeiten: Das Fachgebiet Bauphysik & Technischer Ausbau am Karlsruher Institut für Technologie (KIT-fbta) erarbeitet den Leitfaden „Lastganganalysen“ mit zugehörigem EXCEL-Tool und ist an den Gebäudeanalysen beteiligt. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) erstellt den Leitfaden „Kurzzeitmessungen“ mit zugehörigem EXCEL-Tool und beteiligt sich an den Gebäudeanalysen ebenso wie die Techem Energy Contracting (TEC), das Hochbauamt der Stadt Frankfurt (Abteilung Energiemanagement), das Ingenieurbüro Patrick Jung (IPJ), die Energieagentur des Landkreises Kassel (Energie 2000) und die ARGE Benchmark.

Weitere Perspektiven

Status quo: Die 75 Gebäudeanalysen wurden bis zum Frühjahr 2013 abgeschlossen, die Querschnittsanalysen in der Projektdatenbank und die Evaluation der vereinfachten Berechnungsalgorithmen sind derzeit in Arbeit.

Perspektiven: Es ist geplant, die Analysemethode und das TEK-Tool in Anlehnung an die Weiterentwicklung der DIN V 18599:2011-12 ebenfalls fortzuentwickeln. Insbesondere neuere Effizienztechniken werden dann besser abbildbar.
In Entwicklung ist ein noch weiter vereinfachtes Verfahren der Verbrauchsstrukturanalyse von Gebäuden, das die Referenz-Teilenergiekennwerte von TEK als Grundlage nutzt. Ebenfalls in der Entwicklung befinden sich typologiegestützte Analyse-Instrumente für energetische Szenarienanalysen in großen Nichtwohngebäudebeständen.

Anwendungsreifes Produkt

Das EXCEL-Werkzeug TEK steht als Freeware zur kostenlosen, nicht-kommerziellen Nutzung zur Verfügung. Kommerzielle Anwendungen bedürfen der Genehmigung durch die Institut Wohnen und Umwelt GmbH.

Von KIT-fbta wurde das Tool Lastganganalyse ebenfalls als Freeware zum Download bereitgestellt. Das Tool zur Hochrechnung von Kurzzeitmessungen des ISE ist noch in Überarbeitung, der zugehörige Leitfaden steht aber schon als Entwurf zur Verfügung.
Das TEK-Tool und die anderen im Projekt erstellten Tools stehen als Freeware zur kostenlosen Nutzung zur Verfügung. Die Verwendung der Tools zur Erstellung von kommerzieller Software bedarf der Genehmigung durch die Institut Wohnen und Umwelt GmbH bzw. der anderen Ersteller. Eine Haftung oder Gewährleistung schließt der Herausgeber der Software aus. Ein Anwender-Support ist nicht möglich.

Alle Tools aus dem TEK-Projekt basieren auf MS-EXCEL und nutzen Makros. Sie sind derzeit nur unter der PC-Version von EXCEL 2007 gesichert lauffähig. Die sinnvolle Anwendung erfordert bauphysikalische und technische Querschnittskenntnisse, über die gute Energieberater verfügen.