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Wärmeverschiebung im Bürogebäude - Theoretische Betrachtungen

Heinrich, Carsten

Für ein Referenzgebäude wurden theoretische Untersuchungen zu den vorliegenden Wärmeverschiebungspotenzialen und deren Nutzbarkeit durchgeführt. Hierfür wurde das Gebäude in TRNSYS modelliert. Für die Simulation der Anlagentechnik zur Wärmeverschiebung (VRF-Klimasystem mit Umschaltboxen entsprechend Daikin-EnergyRec) wurde ein Modell zur Einbindung in TRNSYS entwickelt und umgesetzt. Auf Basis dieser Modelle wurden Variationsrechnungen bezüglich baulichen Änderungen sowie Änderungen in der Gebäudenutzung durchgeführt. Für die Ausgangsvariante ohne zusätzliche innere Lasten zeigt sich trotz ähnlich großer Jahressummen von Kühl- und Heizbedarf nur ein sehr geringes Potenzial zur Wärmeverschiebung. Bezogen auf die Kühlleistung beträgt dieses 3,7 %. Eine erkennbare Steigerung wird durch den Baustil sowie geringfügige Nutzungsänderungen nicht erreicht. Aussichtsreiche Potenziale entstehen im vorliegenden Gebäude erst durch das Vorhandensein konstanter Lasten, wie z. B. eines Servers. Für den Fall Server und Schulungen unter erhöhten Komfortbedingungen ergibt sich ein Wärmeverschiebungspotenzial von 61,5 % bezogen auf den Heizbedarf. Für alle Varianten ist zu berücksichtigen, dass die Bauweise des vorliegenden Gebäudes (Großraumbüros, welche von der Nord- bis zur Südseite des Büros reichen) bereits eine natürliche Wärmeverschiebung aufweist. Bei einer räumlichen Trennung von Nord- und Südseite ist daher mit größeren Potenzialen zur rechnen. Unter Anwendung einer Technologie zur Nutzung der Wärmeverschiebungspotenziale lassen sich erkennbare Energiekosten- und CO2-Emissionsminderungen erreichen. Bezüglich der Energiekosten lassen sich Einsparungen bis zu 25 % gegenüber Ölheizung und Klimaanlage sowie 20 % gegenüber einer separat ausgeführten Wärmepumpe und Klimaanlage erreichen. Die CO2-Emissionen lassen sich ebenfalls um bis zu 40 % gegenüber Ölheizung und Klimaanlage sowie um 20 % gegenüber einer separat ausgeführten Wärmepumpe und Klimaanlage senken.