1/2020 Nachhaltig Wirtschaften
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Ergebnisband
Gebäudetechn0logien
Ergebnisse aus dem Forschungs- und Technologieprogramm
„Stadt der Zukunft“ des Bundesministeriums für Klimaschutz,
Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie
Berichte aus Energie- und Umweltforschung
1/2020
© SALZBURG AG
Liste sowie Downloadmöglichkeit aller Berichte dieser Reihe unter http://www.nachhaltigwirtschaften.at Impressum Medieninhaber, Verleger und Herausgeber: Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK) Radetzkystraße 2, 1030 Wien Verantwortung und Koordination: Abteilung für Energie- und Umwelttechnologien Leiter: DI Michael Paula Die Fotos wurden, soweit nicht anders angegeben, von den ProjektnehmerInnen zur Verfügung gestellt. Auszugsweiser Abdruck ist nur mit Quellenangabe gestattet. Es wird darauf verwiesen, dass alle Angaben in dieser Publikation trotz sorgfältiger Bearbeitung ohne Gewähr erfolgen und eine Haftung der Republik Öster- reich und der Autorin/des Autors ausgeschlossen ist. Nutzungsbestimmungen: https://nachhaltigwirtschaften.at/de/impressum/
Ergebnisband
Gebäudetechnologien
Ergebnisse aus dem Forschungs- und Technologieprogramm
„Stadt der Zukunft“ des Bundesministeriums für Klimaschutz,
Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK)
Redaktionelle Gestaltung:
Bianca Pfefferer, MSc
Mag. (FH) Hannes Warmuth
Österreichische Gesellschaft für Umwelt und Technik (ÖGUT)
Texte aus den Projektberichten
Wien, Jänner 2020
Aktualisierung: Mai 2021
Ein Ergebnisband im Rahmen des Programms
des Bundesministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK)
Vorbemerkung Der vorliegende Ergebnisband stellt die Ergebnisse abgeschlossener Projekte aus dem Forschungs- und Technologieprogramm „Stadt der Zukunft“ des Bundesministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK) vor. Dieses Programm baut auf dem langjährigen Pro- gramm „Haus der Zukunft“ auf und hat die Intention Konzepte, Technologien und Lösungen für zukünf- tige Städte und Stadtquartiere zu entwickeln und bei der Umsetzung zu unterstützen. Damit soll eine Entwicklung in Richtung energieeffiziente und klimaverträgliche Stadt unterstützt werden, die auch dazu beiträgt, die Lebensqualität und die wirtschaftliche Standortattraktivität zu erhöhen. Eine integrierte Planung wie auch die Berücksichtigung von allen betroffenen Bereichen wie Energieerzeugung und -ver- teilung, gebaute Infrastruktur, Mobilität und Kommunikation sind dabei Voraussetzung. Um die Wirkung des Programms zu erhöhen, sind die Sichtbarkeit und leichte Verfügbarkeit der inno- vativen Ergebnisse ein wichtiges Anliegen. Daher werden nach dem Open Access Prinzip möglichst alle Projektergebnisse des Programms in der Schriftenreihe des BMK publiziert und elektronisch über die Plattform www.HAUSderZukunft.at zugänglich gemacht. In diesem Sinne wünschen wir allen Interessier- ten und AnwenderInnen eine interessante Lektüre. DI Michael Paula Leiter der Abt. Energie- und Umwelttechnologien Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie Ergebnisband Gebäudetechnologien 5
Inhalt
VORBEMERKUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
BAUTEILE & MATERIALIEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Thermisch optimierte Balkonsanierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Low-tech Lösungen für Gebäudefassaden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Innovative Technologien von transparenten Bauelementen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Energieeffiziente Fassaden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Visueller und thermischer Komfort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Altbau-Revitalisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Innovative Fenstersanierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Reflektierende Oberflächen zur
Gebäudekühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Smarte Fensterprototypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Außergewöhnliche Architekturelemente mit Wärmespeichereffekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
GEBÄUDE- UND ANLAGENTECHNIK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Brandschutzkonzepte für Lüftungsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Minimalinvasives Sanierungs-Gesamtpaket . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
ENERGIEBEREITSTELLUNG,
-SPEICHERUNG & -UMWANDLUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Wärmespeicherung im Gebäude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Bauteilaktivierung zur Netzentlastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
BIPV-Potenzial in der frühen Entwurfsphase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Reduzierung von Lastspitzen mittels Batterispeichersystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Kleinwindanlagen in der Stadt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
STEUERUNG & REGELUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Modellbasierte Regelungskonzepte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Energieeinsparungen durch aktives Einbeziehen der NutzerInnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Nachrüsten von non-invasiver Monitoring-Messtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
BEGRÜNUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Gebäudebegrünung und erneuerbare
Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Pflegesysteme für Gebäudebegrünung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
6 Ergebnisband Gebäudetechnologien
© FLORIAN MAYER BAUTEILE & MATERIALIEN Der Gebäudesektor macht einen erheblichen Anteil am Gesamtenergiever- brauch aus. Eine effiziente Gebäudehülle kann dabei nicht nur den Energie- verbrauch senken, sondern auch den Nutzerkomfort optimieren. Die Anforde- rungen an Fassaden haben sich im Laufe der letzten Jahre verändert und die Komplexität hinsichtlich Energieeffizienz und thermischer Behaglichkeit hat zugenommen. In diesem Kapitel werden innovative Konzepte verschiedener Bauteile wie Fenster und Verglasungen, Fassadenelemente sowie Anschlussdetails für die thermische Sanierung dargestellt. Ergebnisband Gebäudetechnologien 7
BAUTEILE & MATERIALIEN
Thermisch optimierte Balkonsanierung
THERM-opti-BALKON-P2 – Phase 2: In-Situ-Versuchsanlage
Bei der thermischen Sanierung von Gebäuden stellen frei auskragende Balkone ein besonderes Problem dar. Mit
dem THERM-opti-BALKON-System wird derzeit unter Laborbedingungen ein diesbezüglicher Lösungsansatz er-
forscht. Phase 2 soll eine In-Situ-Versuchsanlage unter realen Bedingungen als Technologiedemonstrator schaffen.
Wichtigster Untersuchungsgegenstand ist das Langzeitverhalten des THERM-opti-BALKON-Systems.
Keywords
• Sanierung
• Wärmedämmung
• Demoprojekt
Factbox
• optimiertes thermisches
Entkopplungselement
• optimiertes Rückveranke-
rungssystem
• Nachweis der Tragfähigkeit
des Gesamtsystems durch
Laborversuche und numeri-
sche Simulationen
• messtechnisches Verfahren
zur Bestandsaufnahme:
Bestimmung der Lage und
Dimension der vorhandenen
Bei der nachträglichen Anbringung von Im derzeit laufenden FFG Projekt THERM- Bewehrung
Wärmedämmungen an den Außenwän- opti-BALKON wird unter Laborbedingun-
• Pilotanwendung: Technolo-
den im Zuge der thermischen Sanierung gen das THERM-opti-BALKON-System er-
gie-Demonstrator
von Bestandsgebäuden stellen frei auskra- forscht. Dieses System soll die thermisch
gende Balkone ein besonderes Problem entkoppelte Neuerrichtung von Balkonen
dar. Stand der Technik bzw. gemeinhin an thermisch zu sanierenden Fassaden
geübte Praxis ist es entweder: bei optimierter Praxistauglichkeit und
optimiertem Kostenaufwand mit einem
• die Balkone vor der Anbringung der
Betonschrauben-Rückverankerungssys-
Dämmung abzureißen und danach als
tem ermöglichen. Im vorliegenden Projekt
selbst tragende Konstruktion (d.h. mit
THERM-opti-BALKON-P2 (Phase 2) wird
Stehern auf eigenen Fundamenten)
der derzeitige Entwicklungsstand aufge-
neu zu errichten, was in vielen Fällen
griffen und das THERM-opti-BALKON-Sys-
technisch nicht möglich oder ästhetisch
tem in einer In-Situ-Versuchsanlage vor
nicht gewünscht ist, oder
Ort an einem 30 Jahre alten Gebäude-
• die Bestandsbalkone zu belassen und objekt unter realen Bedingungen imple-
damit grobe thermische Kompromisse mentiert. Projektleitung
einzugehen, da die Bestandsbalkone
Die stetige Weiterentwicklung des Ge- Dipl.-Ing. Nikolaus
Wärmebrücken durch die neu ange-
samtprojektes wird durch Anwendung der FLEISCHHACKER, BSc.
brachte Dämmung darstellen, oder
iterativen Problemlösungsmethodik nach Universität Innsbruck
• die Balkone nach der thermischen E. Fleischhacker (1994) sichergestellt.
Sanierung der Fassade einfach wegzu- ProjektpartnerInnen
lassen, was eine eklatante Minderung • FEN Sustain Systems GmbH
der Wohnqualität und einen mitunter • Architekt DI Gerhard Hauser
massiven Wertverlust der Liegenschaft
nach sich zieht.
8 Ergebnisband Gebäudetechnologien
BAUTEILE & MATERIALIEN
Low-tech Lösungen für Gebäudefassaden
LEIse-Wand – Innovative Fassaden für natürliche Raumlüftung und
optimierten Schallschutz
Natürliche Raumlüftung (im speziellen die sommerliche Nachtlüftung) wird im Falle herkömmlicher Fassadenkonst-
ruktionen im innerstädtischen Bereich sehr oft durch das lärmbelastete Umfeld verunmöglicht. Innovative Entwick-
lungen von Fassaden, die natürliche Lüftung und hinreichenden Lärmschutz kombinieren, können zu einer wesent-
lichen Steigerung der Energieeffizienz bei gleichzeitiger Gewährleistung der Nutzeranforderungen führen.
Keywords
• Fassade
• Lärmschutz
• Belüftung
Factbox
• Gleichzeitige Bereitstellung
von natürlicher Lüftung und
ausreichendem Schallschutz
• Zahlreiche Variationen hin-
sichtlich Öffnungspositionen,
-größen, Versatz, Schalendis-
tanz etc. vorgenommen
• unter Ausnützung der besten
Variationen ist eine „offene“
Die Anforderungen an moderne Fassaden Dabei wird die Optimierung jener Eigen- Lüftung durch die Demonst-
sind vielfältig. Einerseits soll die Fassade schaften eines generischen doppelschali- rationsfassade möglich
vor Umwelteinflüssen schützen (Hitze ge Fassade empirisch untersucht, die • Erreichung der Schalldämm-
und Kälte, Niederschlag, Lärm, etc.) und deren akustisches Verhalten beeinflussen. leistung eines geschlosse-
andererseits die Möglichkeit bieten, die Diese beinhalten die Größe und die Form nen, traditionellen Kasten-
Gebäudenutzer ausreichend mit Licht und der Lüftungsöffnungen in den Schalen, fensters
frischer Luft zu versorgen. Besonders im die relative Lage der Öffnungen (z.B. das
innerstädtischen Bereich stehen Planer Versetzungsmaß oder Formfaktor) und
immer wieder vor der Frage, wie energie- das Vorhandensein von akustischem Ab-
effiziente Raumlüftung und ausreichende sorptionsmaterial in den Zwischenraum.
Lärmschutz gleichzeitig gewährleistet
Um den Einfluss dieser Variablen unter
werden können.
zuverlässig kontrollierten Bedingungen
In vielen Fällen wird heute aufgrund von experimentell zu untersuchen, wurde ein
Lärmbelastung auf natürliche (Fenster-) modulares und flexibles Musterbeispiel
Lüftung verzichtet. Stattdessen werden eines doppelschaligen Aufbaus zwischen
oftmals Klima- oder Lüftungsanlagen den beiden Hallräumen des Akustik-La-
verwendet. Neben den komplexeren An- bors realisiert.
forderungen an die Haustechnikplanung
Die Ergebnisse des Projektes zeigen, dass Projektleitung
verursacht deren Betrieb einen höheren
der Versatz der Öffnungen in beiden Scha- Univ. Prof. Dr. A. Mahdavi
Energieverbrauch. Darüber hinaus be-
len und die Applikation von Schallabsorp- TU Wien, Abteilung Bauphysik
nötigen viele dieser Geräte bedenkliche
tionsmaterialien im Schalenzwischenraum und Bauökologie
Substanzen (z.B. Kühlmittel).
einen durchaus beachtlichen Effekt auf
Die vorliegende Forschung fokussiert auf die Schalldämmung von doppelschaligen
das Potenzial von (und Planungsinstru- Fassaden mit Öffnungen für die natürliche
mente für) innovativen doppelschaligen Lüftung haben können.
Fassadenkonstruktionen.
Ergebnisband Gebäudetechnologien 9
BAUTEILE & MATERIALIEN
Innovative Technologien von transparenten
Bauelementen
MOTIVE – Modellierung, Optimierung, und technische Integration von Va-
kuumglas-Elementen
Im Rahmen dieses Projekt fand eine Auseinandersetzung mit der Entwicklung von Anschlussdetails für die Imple-
mentierung von Vakuumglas in völlig neuartigen Fenstersystemen statt. Zu den Ergebnissen dieser Sondierung
enstand ein europaweit erster Realisierungsversuch in Form eines Mock-Ups. Es wurden umfassende Kenntnisse und
Erfahrungen in der Gestaltung von Baudetails von solchen innovativen Produkten gewonnen.
Keywords
• Vakuumglas
• Fenster
• Gebäudehülle
Factbox
• Fensterkonstruktionen mit
Vakuumgläsern sind leicher
und dünner als Dreischei-
benfenster, bieten aber den
gleichen Wärmeschutz
• Unübliche Öffnungsmecha-
nismen, welche Vorteile hin-
sichtlich Sonnenschutzinte-
gration, Platzersparnis oder
Das Projekt MOTIVE befasst sich mit der mittels experimenteller und simula-
Bedienungskomfort bieten
Applikation von neuartigen, hochwärme- tionsgestützter Bewertung und Analyse
dämmenden Gläsern in neuen (bzw. Neu- ausführlich getestet. Hierzu gehörten • Acht Konzepte, vier davon
bau-) Fenstern und verglasten Bauteilen. thermische und statische Versuche, sowie als „Mock-Ups“ umgesetzt
Die Entwicklung von „Vakuumgläsern“ für begleitende numerische 2D- und 3D-
neue Bauprodukte (Fenster, Balkontüren, Wärmebrückensimulation, um auf das
etc.) steht im Vordergrund. Verhalten der Konstruktion in typischen
Belastungsszenarien rückschließen zu
Zunächst wurden typische Bestandskons-
können.
truktionen von hocheffizienten, zeitgemä-
ßen Verglasungsformen auf Ihre Tauglich- Aufbauend auf den ermittelten Prinzipien
keit für Vakuumgläser evaluiert. Darauf und Ergebnissen dieser Studie wurden
aufbauend wurden eigene Detaillierungs- Empfehlungen für die weitere Forschung
varianten für Vakuumverglasungen in und Entwicklung im Bereich „Zeitgemäße
Holz- und Holz/Alu-Rahmen entwickelt Fenster mit Vakuumgläsern“ ausgearbei-
Projektleitung
und unter Zuhilfenahme von State-of- tet und ein Leitfaden für die Konstruktion
the-Art Technologien und Projektbearbei- von Fenstern und Verglasungen mit Vaku- Univ. Prof. Dr. A. Mahdavi Univ.
tungsmethoden (normatives Assessment, umgläsern abgeleitet. Ass. DI. Dr. U. Pont
Einbeziehung von Fachmeinungen, TU Wien - Abteilung
Den Prozess begleitete eine umfassende Bauphysik und Bauökologie
Wärmebrückensimulation und andere)
Praxis- und Stakeholder-Kommunikation,
vorevaluiert und weiter optimiert. ProjektpartnerInnen
um Möglichkeiten für künftige industrielle
Die vielversprechendsten Ansätze aus Umsetzung und Markteinführung von ent- • Holzforschung Österreich
diesen Bemühungen wurden in eine aus- sprechenden, für Vakuumgläser optimier-
führbare Konstruktion übertragen und ein ten Fenster- und Verglasungsprodukten zu
Mock-Up gebaut. Dieses Mock-Up wurde schaffen.
10 Ergebnisband GebäudetechnologienBAUTEILE & MATERIALIEN
Energieeffiziente Fassaden
smart façade - energetische Potentiale von adaptiven Fassadensystemen
Ermittlung der energetischen Potentiale von adaptiven Fassadensystemen unter Einsatz eines eigens dafür entwi-
ckelten Simulationsmodells. Das dynamische Verhalten der physikalischen Eigenschaften von adaptiven Fassaden
wird dabei von den NutzerInnen und den klimatischen Umgebungsbedingungen beeinflusst. Ziel war die Abbildung
einer adaptiven Fassade mit maximalem Komfort für die NutzerInnen bei gleichzeitig minimalem Energieeinsatz.
Keywords
• Fassade
• Komfort
• Simulation
Factbox
Energetische Potentiale von
adaptiven Fassaden in Graz:
• In allen Himmelsrichtungen
im Winter ca. 75% und im
Sommer ca. 83% (Norden
75%)
• Im Winter in Wohnräumen
65% und in Büros 72%,
• Im Sommer 85% in Wohn-
räumen und Büros
© UNSPLASH Energetische Potentiale bau-
physikalischer Parameter in
Physikalischen Eigenschaften von Fassa- Die Manipulation und Unterbrechung Graz:
den und Wänden von Gebäuden, welche von üblicherweise linear verlaufenden
• U-Wert: 46% im Winter und
in der Lage sind, auf klimatische Verände- Simulationsprozessen marktüblicher
8% im Sommer
rungen oder individuelles Nutzerverhal- Softwarewerkzeuge für die thermische
ten zu reagieren, stehen im Zentrum der Gebäudesimulation steht im Zentrum des • g-Wert: 38% im Winter und
Forschungsarbeit „smart façade“. vorliegenden Forschungsprojektes. 77% im Sommer
• voll adaptive Fassade (vari-
Die speziellen Eigenschaften wie Wär- Dem Simulationsprozess konnten intelli- abler U, g, T (Transmissions-
meleitfähigkeit, solare Wärmegewinne, gente Selektions- und Optimierungspro- grad) und n-Wert (Luftwech-
Energiedurchlassgrad, Lichtdurchlassgrad zesse (Loops) vorgeschaltet werden. sel): im Winter 73% und 87%
oder Porosität von Fassaden, verhalten im Sommer
Die aus dem Forschungsprojekt hervor-
sich bei konventionellen Fassaden im We-
gegangene Grasshopper-Simulations-
sentlichen statisch und bleiben konstant,
definition ist ein voll funktionsfähiges
obwohl sich die Anforderungen an eine
Simulationswerkzeug zur Untersuchung
energieeffiziente Wand bei unterschied-
adaptiver Fassadensysteme. Die Flexibili-
lichen, klimatischen Randbedingungen
tät des Werkzeugs lässt die Reduktion des
deutlich unterscheiden. Die Entwicklung
Komplexitätsgrades, eine Weiterentwick-
adaptiver Fassadensysteme, deren phy-
lung bzw. einen Ausbau der zu berücksich-
sikalische Eigenschaften in Abhängigkeit
tigten Parameter zu.
äußerer Einflussfaktoren stehen, ver-
sprechen einen hohen Grad an Reduktion Die Auswertung der Simulationsergeb- Projektleitung
des Energiebedarfs durch gleichzeitige Er- nisse erfüllt die Erwartung über das
Prof. Brian Cody
höhung der Behaglichkeit von Büro- und Einsparungspotential durch adaptive
DI Sebastian Sautter
Wohnräumen. Die vorliegende wissen- Fassadensysteme. Die Effekte auf den
TU Graz, Institut für Gebäude
schaftliche Studie eröffnet neue Zugänge Energieverbrauch sind bei Bürogebäuden
und Energie
zur Entwicklung smarter Fassaden und als auch Wohngebäuden beachtlich.
smarter Fassadenkomponenten.
Ergebnisband Gebäudetechnologien 11BAUTEILE & MATERIALIEN
Visueller und thermischer Komfort
FFF-TaliSys - Freiformflächen-Tageslichtsysteme für Fassaden und
Oberlichter
Im Rahmen von FFF-TaliSys wurden neuartige Tageslichtsysteme auf Basis der Freiformflächentechnologie erarbeitet
und bis zu Funktionsmustern weiterentwickelt. Das Ziel war die Entwicklung von Systemen für Fassaden und Ober-
lichter, welche möglichst ohne bewegte Teile und ohne komplexe Steuerung auskommen, aber dennoch eine optima-
le optische und thermische Funktionalität bieten.
Keywords
• Belichtung
• Lichtlenkung
• Fassade
Factbox
• Lenkung des direkten Son-
nenlichts in die Raumtiefe –
ohne Überhitzung
• Entwicklung einer patentier-
fähigen Linsenplatte aus Frei-
formflächen-Optiken
• Entwicklung eines Aufsatzes
für Lichtrohre, der das direk-
te Sonnenlicht nutzt
Für die Integration der Systeme in die werden starre Systeme sowohl von Archi- • beide Systeme sind resilient
Gebäudehülle wurden neben lichttech- tekten als auch von Nutzern häufig abge- – sie benötigen keine Steue-
nischen auch bauphysikalische Rand- lehnt. Eine Realisierung als innenliegende, rung (Sonnennachführung)
bedingungen berücksichtigt und in die wegfahrbare Vertikaljalousie löst diese
Optimierung der Optiken miteinbezogen. Probleme. Abhängig von den Miniaturi-
Ziel waren energieeffiziente Lösungen, die sierungsmöglichkeiten sind auch andere
gleichzeitig höchsten visuellen und ther- Aufbauten denkbar, etwa als Rollladen.
mischen Komfort in neu gebauten und
Das gewählte Konzept ermöglicht eine
sanierten Gebäuden garantieren.
flexible Anpassung an die geographische
Der Schwerpunkt wurde auf die Nut- Lage, die Gebäudeorientierung, die ther-
zung der direkten Sonne zu gelegt. Die mischen Gebäudeeigenschaften und die
Ergebnisse der Marktanalyse und einer Raumnutzung. Als Oberlicht-System wur-
Patentrecherche haben diese strategische den Aufsätze für Lichtrohre zur besseren Projektleitung
Ausrichtung des Projekts nahegelegt. Nutzung der direkten Sonne entwickelt. Mag. Wilfried Pohl
Dabei wurden unterschiedliche Realisie- Bartenbach GmbH
Beim System für Seitenlicht handelt es
rungsmöglichkeiten untersucht, die als ProjektpartnerInnen:
sich um Linsenplatten, die das Sonnen-
Baukastensystem speziell auf die Gege-
licht an die Decke in der Raumtiefe • HELLA Sonnen- und Wetter-
benheiten und den Anwendungszweck
lenken. Damit wird die natürliche Sonnen- schutztechnik GmbH
zugeschnittene Lösungen ermöglichen.
strahlung nicht durch Sonnen- und Blend- • Universität Innsbruck,
schutzsysteme vom Raum ferngehalten, Zwei der im Projekt erarbeiteten System- Institut für Konstruktion und
sondern gezielt genutzt, um in fassa- konzepte wurden als Funktionsmuster Materialwissenschaften,
denfernen Bereichen ohne Einsatz von umgesetzt. Damit konnte die prinzipielle Arbeitsbereich Energie
Primärenergie einen wesentlichen Beitrag Machbarkeit praktisch gezeigt werden. effizientes Bauen
zum Human Centric Lighting zu leisten. Eine industrielle Umsetzung dieser Tages-
lichtsysteme erfordert weitere Anstren-
Besonders für sehr hohe Gebäude sind
gungen.
außenliegende Systeme auf Grund der
Windlasten nicht praktikabel. Außerdem
12 Ergebnisband GebäudetechnologienBAUTEILE & MATERIALIEN
Altbau-Revitalisierung
EnerPHit-Grünkonzept - Modernisierung eines Gründerzeitgebäudes mit
Anwendung eines Aerogel-Dämmputzes
In diesem Demonstrationsvorhaben wurde eine umfassende Modernisierung im gründerzeitlichen Gebäudebestand
beispielgebend für die Randbedingungen einer regionalen Schutzzone umgesetzt. Durch die Anwendung des Aero-
gel-Hochleistungsdämmputzes wurde eine gründerzeitliche Fassadendämmung im Rahmen einer hocheffizienten,
umfassenden Sanierung bei gleichzeitiger Erhaltung des Fassadenbildes umgesetzt.
Keywords
• Sanierung
• Fassade
• Revitalisierung
Factbox
Baubeginn: Juni 2016
Fertigstellung: März 2018
Baukosten: 7,0 Mio. €
Förderung MA 50: 4,4 Mio. €
• historische Fassade ge-
dämmt mit 5,5 cm Aerogel-
putz
• U-Wert Reduktion der
Außenwand liegt im 1. OG
bei 0,07 W/m2K
• Auszeichnung mit Staatspreis
Die Sanierung von Gebäuden mit histo- Im Bestand sowie nach Abschluss der
für Architektur & Nachhaltig-
rischer Bausubstanz erfordert innovative Sanierungsarbeiten wurde an mehreren
keit 2019
Konzepte, um sowohl den gestalterischen Stellen eine Wärmestrommessung durch-
Anforderungen, als auch einer technisch- geführt und der resultierende U-Wert be-
wirtschaftlichen Betrachtung zu entspre- rechnet. Zudem wurde das Gebäude mit
chen. Das Aerogel-Hochleistungsdämm- einem Energieverbrauchs- und Komfort-
putzsystem stellt eine neue Alternative monitoring ausgestattet.
für den Anwendungsbereich der Altbau-
Sichtbares Ergebnis ist die erfolgreiche
sanierung mit erhaltenswürdigen Fassa-
Sanierung eines historischen Gebäudes,
den zur Verfügung.
bei der es gelungen ist, das äußere Er-
Die Demonstration fand im Zuge des Neu- scheinungsbild so herzustellen, dass kein
aufbaus und der Revitalisierung eines in Unterschied zwischen Altbau und Wide-
Folge einer Gasexplosion schwer beschä- raufbau vorhanden ist.
digten, vor 1872 errichteten Gebäudes
Der Aerogelputz stellt eine Möglichkeit
statt. Oberstes Ziel war die Erprobung Projektleitung
dar, um den Spagat zwischen Erhaltung
neuer Technologien in der Sanierung. Da- Immobilienverwaltung und
des äußeren Erscheinungsbildes und
bei sollte zum einen die technische Mach- -vermittlung Helga BRUN
gleichzeitiger Erfüllung von Energieef-
barkeit und Praxistauglichkeit solcher
fizienzstandard zu schaffen. Im Projekt ProjektpartnerInnen
Sanierungslösungen demonstriert werden
konnten die hohen bautechnischen und
und zum anderen eine hohe Sichtbarkeit • Trimmel Wall Architekten
gestalterischen Anforderungen erfüllt
und Multiplikationswirkung transportiert ZTGmbH
werden, allerdings wurde die erwartete
werden. Weiteres Projektziel war die • Schöberl und Pöll GmbH
wärmetechnische Performance nicht er-
messtechnische Begleitung des Sanie- Bauphysik und Forschung
reicht.
rungsvorhabens, um einerseits den Effekt • e7 Energie Markt Analyse
des Putzes festzustellen und andererseits GmbH
die Gesamtsanierung zu evaluieren.
Ergebnisband Gebäudetechnologien 13BAUTEILE & MATERIALIEN
Innovative Fenstersanierung
VIG-SYS-RENO - Sondierung von Fenstersystemen mit innovativen Gläsern –
speziell Vakuum-Isoliergläsern – zur Gebäudesanierung
Sondierung des Einsatzes von neuem, innovativem High-Performance-Wärmeschutz-Vakuum-(Isolier)glas (VG), für
hocheffiziente Fenstersysteme speziell für die Bestandssanierung. Die Verfügbarkeit und die Qualitäten von VG im
Weltmarkt werden evaluiert, thermische Simulationen durchgeführt und konstruktive Optimierungskonzepte für
Gesamtsysteme erarbeitet.
Keywords
• Vakuumglas
• Fenster
• Sanierung
Factbox
• Kastenfenster können bei
optisch geringer Verände-
rung auf etwa einen U-Wert
von 1,0 bis 1,1 W/m2K ge-
bracht werden
• Spezielle Berücksichtigung
des Randverbunds und der
Abstandhalter in baukons-
truktiver und bauphysika-
Moderne Wärmeschutzgläser sind eine formance, Life-Cylce Analyse und Aspekte lischer Sicht beim Einsatz
wichtige Komponente der Bestrebungen der breiten Anwendbarkeit). in bestehenden und neuen
zur Reduktion des Energieverbrauchs von Fenstern erforderlich
Ziel war die Urbarmachung des Wissens,
Gebäuden. Die aktuell am Markt verfüg-
um die genannten Technologien um eine • großes Potential für den
baren, besten Lösungen mit beschichte-
weitere, konstruktiv machbare Alter- Einbau von Vakuumglas vor-
ten Dreifach-Isolier-Gläsern sind jedoch handen – von Wissenschaft
native bzw. Möglichkeit zur Erreichung
(gewichtsmäßig und optisch) schwer und und Industrie gestützter Ent-
von Klima- und Energie-Effizienzzielen im
besitzen darüber hinaus eine sehr große wicklungsprozess notwendig
Bausektor anzubieten, sowie in Anbe-
Gesamtstärke. Seit vielen Jahren wird
tracht der „emerging technology“ öster-
weltweit die Entwicklung von Vakuum-
reichischen Stakeholdern (Unternehmen,
gläsern (in diesem Report kurz als VG
Verwaltung, Bauträgern, etc.) einen Wett-
bezeichnet) als neues Produkt voran-
bewerbsvorteil in diesem sich rasch ent-
getrieben, um eine Alternative zu den
wickelnden Technologiefeld anzubieten.
genannten Isoliergläsern zu schaffen. Es
fehlt allerdings bis dato an einer ent- Die Ergebnisse der Sondierung, insbeson-
sprechenden Wissensbasis hinsichtlich dere das gebaute Mock-Up-Fenster für
der technologischen Umsetzung und Klimaversuche und Präsentationszwecke,
Anpassung vorhandener Systeme an diese die durchgeführten numerischen Wärme-
Technologien. brückensimulationen und gebäudebe- Projektleitung
zogene Impact-Rechnungen, zeigen das TU WIEN, Institut für Architek-
Ziel dieser Sondierung war es, die Basis
Potential der Vakuumgläser auf. Sollten turwissenschaften – Abt. Bau-
für die weitere Entwicklung von dafür
in Folgeprojekten Detaillösungen für physik und Bauökologie (BPI)
angepassten und einsetzbaren Fenster-
Bestands- und Neubauten entwickelt wer-
rahmen für neue Fenster /Verglasungs- ProjektpartnerInnen:
den, die den heiklen Übergang zwischen
systeme aufbauend auf der Vakuumglas-
Rahmen und Glas entsprechend in den • Holzforschung Austria, Wien
technologie zu schaffen. Hierbei wurde
Griff bekommen, steht einer weit verbrei- (HFA)
eine Analyse aus vielen Gesichtspunkten
teten Anwendung dieser Gläser grund-
angestrebt (thermische Performance,
sätzlich nichts im Wege.
hochbautechnisch und konstruktive Per-
14 Ergebnisband GebäudetechnologienBAUTEILE & MATERIALIEN
Reflektierende Oberflächen zur
Gebäudekühlung
Photonic Cooling - Effizientere Gebäudekühlung durch Nutzung von Photonik
In diesem Sondierungsprojekt wurde der Ansatz des Photonic Cooling zur Gebäudekühlung auf seine praktische und kos-
tengünstige Umsetzbarkeit und im Bezug zu seiner Wirkung bewertet. Darauf aufbauend wurden Konzepte zur Gebäude-
kühlung mittels Photonic Cooling erarbeitet, sowie Modellrechnungen zur möglichen Kühlleistung durchgeführt und deren
Auswirkung auf das Stadtklima abgeleitet.
Keywords
• Photonik
• Kühlung
• Oberflächen
Factbox
• Anstieg der maximalen loka-
len Temperatur in urbanen
Gebieten durch den Einsatz
von Klimaanlagen um etwa
0,8 °C bis 2050
• Anstieg der benötigten
elektrischen Energie zur
Gebäudekühlung von derzeit
22 GWh/a auf 95 (33 - 189)
GWh/a bis 2050
Bedingt durch den Klimawandel ist zu schen Wärmeinseln evaluiert. Ziel dieser • mittelfristig kein kommerziel-
erwarten, dass die Anzahl der Klimaan- Untersuchungen war eine Abschätzung, les Verwertungspotential für
lagen und damit der Stromverbrauch im inwieweit und unter welchen Voraus- Photonic Cooling gegeben –
Sommer in städtischen Gebieten steigen setzungen ein Photonic Cooling Ansatz Potential wird eher langfris-
wird. In diesem Zusammenhang stellen in- zur Gebäudekühlung sinnvoll eingesetzt tig gesehen
novative und energieeffiziente Kühlsyste- werden und in weiterer Folge zu einer
me eine erstrebenswerte Zielsetzung dar. höheren Lebensqualität in Städten bei-
tragen kann.
Im Projekt wurde abgeklärt, inwieweit
die Technologie des Photonic Cooling zur Im Bereich der Photonic Cooling Techno-
Reduktion von Wärmeinseln im städti- logie wurden effiziente Funktionsmus-
schen Bereich sowie zur Verminderung ter mit kostengünstigen, kommerziell
des Stromverbrauchs von Klimageräten verfügbaren Materialien realisiert und
beitragen kann. Konkret wurden kos- anschließend deren Wärmeabstrahlungs-
tengünstige photonische Oberflächen leistung experimentell bestimmt. Aus den
und Konzepte evaluiert, die einerseits Ergebnissen der SWOT Analyse lässt sich
eine große Reflexion der einfallenden die Schlussfolgerung ziehen, dass sich
Solarstrahlung (> 97%) aufweisen und mittelfristig kein kommerzielles Verwer-
andererseits die Wärmeabstrahlung im tungspotential bietet. Projektleitung
Wellenlängenbereich zwischen 8 und 13 Dr. Gerhard Peharz
Das ökonomische Potential lässt sich
Mikrometer nicht behindern. Darauf auf- JOANNEUM RESEARCH
langfristig in Kombination mit innovati-
bauend wurden verschiedene Konzepte Forschungsgesellschaft mbH
ven Kühlkonzepten erschließen. Aktuell
zur Gebäudekühlung mittels Photonic
besteht kein akuter Handlungsbedarf an ProjektpartnerInnen
Cooling erarbeitet, sowie Modellrechnun-
weiterführenden Verwertungsaktivitäten. • Zentralanstalt für Meteoro-
gen zu möglich erzielbaren Kühlleistungen
Die Photonic Cooling Technologie kann logie und Geodynamik
durchgeführt, als auch deren Auswirkung
nur in Kombination mit Klimasystemen
auf das Stadtklima abgeleitet. Auf Basis
funktionieren, die sich von heutigen Stan-
von Mikroklimamodellierungen wurde die
dardlösungen deutlich unterscheiden.
Auswirkung eines derartigen Ansatzes zur
Minimierung der Ausbildung von städti-
Ergebnisband Gebäudetechnologien 15BAUTEILE & MATERIALIEN
Smarte Fensterprototypen
FIVA - Fensterprototypen mit integriertem Vakuumglas
Vakuumgläser zeichnen sich durch sehr niedrige Ug-Werte und sehr schlanke Glasstärken aus und stellen damit eine
neue Alternative für die Hebung des Energieeffizienz-Potentials von transparenten Bauteilen der Gebäudehülle dar.
Das Projekt widmet sich der Fortentwicklung von Fenstern mit Vakuumgläsern. Dazu wird auf Erfahrungen hinsicht-
lich verschiedener Aspekte aus vorangegangen Sondierungsprojekten zurückgegriffen und mit WirtschaftspartnerIn-
nen an der Realisierung von Funktionsprototypen gearbeitet.
Keywords
• Vakuumglas
• Fenster
• Gebäudehülle
Factbox
• Entwicklung smarter und
energieeffizienter Fenster-
prototypen mit ungewöhn-
lichen Öffnungsszenarien
(radikale Innovation: Abstell-
Schiebefenster mit ver-
steckten Teleskopschienen),
© HOLZFORSCHUNG AUSTRIA © HOLZFORSCHUNG AUSTRIA teilweise motorisiert und
Integration von hochwärme-
Gebäude sind für einen Großteil des Ener- • Typ C: Schwing-Klapp-Fenster ohne be- dämmenden Vakuumgläsern
gieverbrauchs und der Emission klima- wegliche Verriegelungselemente (mit • Präsentation beim Fenster-
schädlicher Gase verantwortlich, dabei Lüftungsausstellung) Türen-Treff 2020 als Full-Sca-
wird in Europa bei Wohngebäuden (das ist le Funktionsprototypen
• Typ D: Abstell-Schiebe-Fenster mit un-
die überwiegende Mehrheit der Gebäu-
sichtbar integrierten Teleskopschienen
de) dem Bauteil Fenster ein erheblicher
(mit Lüftungsstellung)
Anteil dieser Problematik zugeschrieben. Projektleitung
Zu den Technologien zur Verbesserung Alle vier Fenster zeigen hervorragende Univ.Prof. DI. Dr.techn. A. Mah-
dieses „Schwachpunkts Fenster“ gehört wärmetechnische Eigenschaften und kön- davi und Univ.Ass. DI. Dr.techn.
der Einsatz zeitgemäßer und innovativer nen einen exzellenten Fenster U-Wert von U. Pont
Glasprodukte, wie zum Beispiel Vaku- bis zu Uw=0,55 W/(m²K) erreichen. Auch TU WIEN, Institut für Architek-
umglas. Dabei gilt es, die Spezifika von die anderen getesteten Performancewerte turwissenschaften – Abt. Bau-
Vakuumglas - exzellenter Ug-Wert ≤ 0,5 in Hinblick auf die Gebrauchstauglichkeit, physik und Bauökologie (BPI)
W/(m²K) bei extrem dünnen Glasdicken wie z.B. Luftdurchlässigkeit, Schlagregen-
(8-10 mm), geringes Gewicht und der not- dichtheit, Windwiderstandsfähigkeit und ProjektpartnerInnen
wendige tiefe Glaseinstand von ca. 40 mm Schallschutz zeigen, dass die Funktions- • Holzforschung Austria - Öster-
- in entsprechenden innovativen Fenster- prototypen auf einem sehr guten Niveau reichische Gesellschaft für
konstruktionen zu berücksichtigen. liegen, aber noch weitere Optimierungen Holzforschung
möglich sind. Insgesamt sollten diese vier • Gaulhofer - Industrieholding
Die TU Wien und die Holzforschung
Prototypen in naher Zukunft zur Serienrei- GmbH
Austria haben zusammen mit sieben
fe weiterentwickelt werden. • IEB Gummitechnik Eisele Co
WirtschaftspartnerInnen vier voll funk-
GmbH
tionsfähige Prototypen entwickelt und
• Internorm International GmbH
Systemkomponenten, wie z.B. Vakuum-
• KPA Katzbeck Produkti-
dichtungen oder Steuermodule entwor-
onsGmbH Austria
fen, gebaut und getestet.
• Mayer & Co Beschläge GmbH
• Typ A: Raumseitig flächenbündiges, • Alois Svoboda GmbH
nach innen öffnendes Dreh-Fenster (mit • Josef Wick & Söhne GmbH &
Lüftungsstellung) Co KG
• Typ B: Nach außen öffnendes Parallel-Ab-
stell-Dreh-Fenster (mit Lüftungsstellung) © HOLZFORSCHUNG AUSTRIA
16 Ergebnisband GebäudetechnologienBAUTEILE & MATERIALIEN
Außergewöhnliche Architekturelemente mit
Wärmespeichereffekt
EVA - Evaluierung visionärer Architekturkonzepte
Zielsetzung dieses Projektes ist es zu zeigen, dass auch auf den ersten Blick ungewöhnliche und nicht-alltägliche Lösungsan-
sätze durchaus zur Bewältigung stärker werdender, globaler Probleme beitragen können. Dafür werden bauphysikalisch und
energetisch innovative Gebäudekonzepte auf ihre Machbarkeit geprüft.
Keywords
• Architektur
• Sonnenschutz
• thermisch-aktive Elemente
Factbox
• Überprüfung innovativer,
ungewöhnlicher Architektur-
konzepte auf deren Eignung
für „nachhaltige“ Architektur
• Erstellung einer Datenbank
© PROJEKT EVA
nationaler und internationa-
Die Stadt, wie auch das (Einzel-)Gebäude dernen Produktionstechniken, Aktuatoren ler Projekte inklusive empiri-
des 21. Jahrhunderts stehen vor zahlreichen und Sensortechnik werden zwei Mock-Ups scher Wirkungsabschätzung
komplexen Herausforderungen, dazu zählen (MU) konstruiert, welche zum „Proof of • Recherche-basierter Entwurf
rapide Veränderungen hinsichtlich Nutzun- Concept“ mit State-of-the-Art Monitoring und Errichtung von zwei
gen und NutzerInnen, sowie Umwelt- und Technik ausgestattet sind: 1:1 Mock-Ups: (i) Variable
Klima-Rahmenbedingungen, Nachhaltig- thermische Masse für die
• MU1: Während ein Tiefensensor die Kühlung/Heizung von Büro-
keit bei gleichzeitigem Komfort, Bewegung Position einer Person im Raum erfasst,
und Dynamik bei gleichzeitiger Ruhe und räumen und (ii) Sonnen/
steuert ein Micro-Controller relevante Sichtschutzes, jeweils mittels
Bezugspunktrolle. Wandpanele an, um punktgenau kühlere einfach verfügbarer Techno-
Da „herkömmliche“ Lösungsansätze, die Oberflächen bereitzustellen. logien durch eine paramet-
einer linearen Denkweise folgen, immer • MU2: Nach der Positionserfassung mittels risierte Komponentensteue-
öfter an ihre Grenzen stoßen, soll das Tiefensensoren öffnen sich Abdeckungen rung
Forschungsprojekt zeigen, dass auch auf und ermöglichen dort, wo sich eine Per-
den ersten Blick unrealistische und wenig son befindet, den Sichtbezug ins Freie.
machbar erscheinende Lösungen durchaus Durch die dynamische, interaktive Ausrich- Projektleitung
zur Bewältigung stärker werdender, globaler tung kann die gespeicherte Energie bzw. • Arch. DI. Bernhard Sommer,
Probleme beitragen können. im konkreten Fall Wärmesenke effizienter Universität für Angewandte
genutzt werden, wobei die Interaktivität der Kunst
Das Projekt EVA sieht sich als Beitrag zur • DI. Dr.techn. Ulrich Pont, TU
beiden Mock-Ups hervorragend funktio-
Ermöglichung der Erschließung neuer Wien
niert.
Energiequellen von niedriger Exergie und Projektbeteiligte
von temporären Wärmesenken. Es zeigt das Zur Vereinfachung der Implementierung
Potential moderner Sensortechnik zur effi- und Steigerung der Akzeptanz werden die • Universität für Angewandte
zienten Nutzung von Energie durch zeitliche verwendeten Bauteile als Einrichtungs- Kunst - Abt. Energie Design,
und lokale Einschränkungen. Energie wird gegenstand oder Designstück behandelt. • TU Wien - Abteilung Bauphy-
nur dann bereitgestellt/abgeführt, wenn sik und Bauökologie
Dem Charakter einer Sondierung entspre-
notwendig und sinnvoll (just in time) und
chend ist ein prinzipieller „Proof of Con-
nur dort, wo erforderlich (just in location).
cept“ als erbracht anzusehen. Nichtsdesto-
Ermöglicht wird dies durch den vermehrten
trotz muss eine längerfristige, maßstäblich
Einsatz von Sensoren und die Integration
größere Realisierung als nächster Schritt für
von thermisch aktiven Elementen in die Ge-
die Erhöhung des Technology-Readiness-Le-
staltung von Umschließungsflächen.
vel folgen, bevor über eine Produktentwick-
Mit Hilfe von innovativen Materialien, mo- lung nachgedacht werden kann.
Ergebnisband Gebäudetechnologien 17BAUTEILE & MATERIALIEN
18 Ergebnisband Gebäudetechnologien© NEUE HEIMAT TIROL GMEINNÜTZIGE WOHNUNGSGMBH GEBÄUDE- UND ANLAGENTECHNIK Neue Gebäude- und Anlagentechnik spielt aus Effizienz- und Komfortgründen eine wichtige Rolle. So kann beispielsweise das Risiko für Schimmelbildung minimiert und für eine angemessene CO2-Menge in geschlossenene Räumen gesorgt werden. Die Integration solcher Anlagen in bestehende Gebäude kann jedoch zu großen Herausforderungen führen. Die in diesem Kapitel beschriebenen Forschungsprojekte widmen sich Ge- bäude- und Anlagentechnik, die sich neben innovativer Konzeption durch eine kostengünstige Umsetzung auszeichnet. Ergebnisband Gebäudetechnologien 19
GEBÄUDE- UND ANLAGENTECHNIK
Brandschutzkonzepte für Lüftungsanlagen
E.Vent - Effiziente, kostengünstige und wartungsfreundliche zentrale Mehr-
familienhaus-Lüftungsanlagen – Planung, Betrieb und Brandschutz
Ziel des Projekts war es, innovative technische Lösungen und Planungshilfen für eine kostengünstige Umsetzung
und einen energieeffizienten und wartungsarmen Betrieb von zentralen Wohnraumlüftungssystemen zu erarbeiten.
Dabei wurde ein starker Fokus auf die Themen Brandschutz und Balanceabgleich gelegt.
Keywords
• Zentrale Lüftungsanlagen
• Brandschutz
• Effizienzsteigerung
Factbox
• Innovative Brandschutzkon-
zepte helfen sowohl Kosten-
als auch Energieeffizienz zent-
raler Anlagen zu verbessern
• Mit der kostengünstigen Kom-
bination aus Kaltrauchsperre
und Volumenstromregler
werden Energieeinsparungen
von mindestens 10% erreicht
• Zentrale Lüftungsanlagen kön-
nen mit dem neu entwickelten
Zentrale Lüftungsanlagen bieten gerade Volumenstrommessung, wofür im Projekt 3D-Tool bereits in der Entwurfs-
im Mehrfamilienhaus- und Geschosswoh- eine Messeinrichtung konzipiert und phase vordimensioniert werden
nungsbau große Vorteile, werden aber aufgebaut wurde. Es zeigte sich, dass in • Der möglichst automatisierte
häufig aus Komplexitäts- und Kostengrün- nahezu allen untersuchten Gebäuden Balanceabgleich von Zu- und
den nicht optimal in Hinsicht auf Effi- Disbalancen bestanden und die trans- Abluft (max. +/- 10%) wirkt
zienz, Balanceabgleich und Brandschutz portierten Luftmengen an verschiedenen sich stark auf die Effizienz
realisiert. Im Rahmen des Projekts sollen Tagen oder Tageszeiten stark voneinander der Anlage aus
daher innovative Lösungen für den Brand- abweichen. Diese Disbalancen können
schutz und den kontinuierlichen Balance- negative Folgen wie höhere Wärmever-
Projektleitung
abgleich bei gleichzeitiger Kostenreduk- luste und Bauschäden verursachen. Um
tion für zentrale Lüftungsanlagen sowohl mögliche Synergien zwischen Brandschutz Assoz. Prof. Dr.-Ing. Rainer
im Neubau als auch in der Sanierung (Kaltrauchsperre) und Volumenstrom- Pfluger, Universität Innsbruck,
geschaffen werden. regelung nutzten zu können, wurde ein Institut für Konstruktion und
Funktionsmuster entwickelt. Materialwissenschaften,
Auf Basis einer Recherche und Bestands- Arbeitsbereich Energieeffizien-
analyse wurden die Anforderungen Im Rahmen des Projekts wurde außerdem tes Bauen
an den Brandschutz klar definiert. Die ein zweiteiliges Planungstool ausgearbei-
Einsatzmöglichkeiten unterschiedlicher tet. Zum einen können AnwenderInnen Projektbeteiligte
Brandschutzkomponenten für Lüftungs- mit einem Excel-Tool in der sehr frühen • AEE - Institut für Nachhaltige
anlagen wie Brandschutzklappen, FLI-VE Planungsphase einen Überblick be- Technologien
und Kaltrauchsperren wurden detailliert kommen, welche Lüftungsvarianten und • J. Pichler Ges. m. b. H.,
untersucht und bewertet. Schwerpunkt Brandschutzkonzepte überhaupt möglich • IIG – Innsbrucker Immobi-
bei der Entwicklung der Konzepte lag sind inklusive einer groben Kostenab- liengesellschaft
dabei auf Kosteneffizienz, geringem schätzung. Zum andern erleichtert eine • Neue Heimat Tirol
Druckverlust durch die eingesetzten 3D CAD Anwendung die Entscheidungsfin- • Gemeinnützige Alpenländische
Komponenten sowie möglichst geringer dung beim Entwurf und ermöglicht eine Gesellschaft für Wohnungsbau
Wartungsaufwand. bessere Wirtschaftlichkeit und höhere und Siedlungswesen m.b.H.
Effizienz über die Lüftungsanlage hinaus • Alpsolar Klimadesign OG
Für die Überprüfung des Balanceaus-
für das gesamte Projekt. • Architectural Services im Auf-
gleichs bedarf es einer hochgenauen
trag vom Passivhaus Institut
• Passivhaus Austria
20 Ergebnisband GebäudetechnologienGEBÄUDE- UND ANLAGENTECHNIK
Minimalinvasives Sanierungs-Gesamtpaket
SalüH! - Sanierung von Mehrfamilienhäusern mit kleinen Wohnungen - Kosten-
günstige technische Lösungsansätze für Lüftung, Heizung und Warmwasser
Im Projekt werden innovative Lüftungs- und Heizungs-Konzepte für die Sanierung von Mehrfamilienhäusern mit kleinen
Wohnungen untersucht. Platzsparende Heizungs- und Trinkwarmwasser (TWW)-Kleinstwärmepumpen mit Außen- bzw.
Fortluft als Wärmequelle, welche optional in die bestehende Brüstung bzw. eine vorgehängte Holzleichtbau-Fassade integ-
riert werden können, werden für diesen Zweck entwickelt.
Keywords
• Sanierungs-Gesamtpaket
• Kleinst-Wärmepumpen
• Fassadenintegration
Factbox
• Entwicklung eines Gesamt-
pakets für die dezentrale
Lüftung, Heizung und TWW-
Versorgung
• Entwickeln und optimieren
einer kompakten Hybrid-
Kleinst-Wärmepumpe sowie
einer kompakten Trinkwarm-
wasser-Wärmepumpe
• Integration der aktiven Kom-
© SIEGELE
ponenten in die bestehende
Fenster-Brüstung bzw. in
Bei Geschoßwohnbauten, welche häufig • Lüftungs-Heizungs-Wärmepumpe, eine vorgehängte Holzrah-
kleine Wohnungen mit sehr inhomogener menleichtbaufassade
• Kompakte Trinkwasser-Wärmepumpe
Wärmeversorgung aufweisen, sind Ge-
mit Speicher,
samtsanierungen inklusive Umstellung auf
zentrale Heizung und TWW-Versorgung • Aktive Überströmer.
mit z.B. Fernwärmeanschluss, Biokessel
Die Funktionsmuster wurden im Labor
mit oder ohne Solarthermie oder Grund-
und in Simulationsstudien unter ver-
wasserwärmepumpen in der Regel nicht
schiedenen Randbedingungen getestet,
möglich. Aus Platz- und Kostengründen
optimiert und bewertet. Es konnte gezeigt
scheiden auch derzeitig verfügbare de-
werden, dass eine ausgezeichnete Luft-
zentrale Lösungen aus.
qualität und ein hoher thermischer Kom-
Im Rahmen des Forschungsvorhabens fort erreicht werden können. Praktisch
wurde ein Gesamtpaket (Wärmedäm- müssen die Technologien zu marktreifen
mung, Fenster, Lüftungsanlage mit Wär- Produkten entwickelt werden und sich
merückgewinnung, sowie Heizung und am Markt durchsetzen, was wesentlich © PROJEKT SALÜH!
TWW) entwickelt, welches eine kosten- von den wirtschaftlichen und politischen
günstige und baulich einfache Umstellung Rahmenbedingungen abhängt. Projektleitung
auf effiziente Haustechnik im Rahmen der Universität Innsbruck, Arbeitsbe-
Das Projekt hat gezeigt, dass Lösungen für
Sanierung auch schrittweise Wohnung für reich für Energieeffizientes Bauen
die Heizung und Warmwasseraufberei-
Wohnung ermöglicht, ohne NutzerInnen
tung im Mehrgeschosswohnbau auf Basis Projektbeteiligte
in ihrem gewohnten Umfeld einzuschrän-
von dezentralen Kleinst-Wärmepumpen • J. Pichler Gesellschaft m.b.H.
ken.
in Kombination mit einem Lüftungsgerät • Arbeitsgemeinschaft ERNEU-
Dabei konnten drei ergänzende techni- vielversprechend sind, jedoch bei den ERBARE ENERGIE Institut für
sche Lösungsansätze erarbeitet und als derzeitigen Rahmenbedingungen ein wirt- Nachhaltige Technologien
Funktionsmuster umgesetzt werden: schaftlicher Einsatz kaum möglich ist. • Internorm International GmbH
• SIKO Energiesysteme Gesell-
schaft m.b.H. & Co. KG
• Kulmer Holz-Leimbau GesmbH
• Vaillant GmbH
Ergebnisband Gebäudetechnologien 21GEBÄUDE- UND ANLAGENTECHNIK
22 Ergebnisband Gebäudetechnologien© HERTHA HURNAUS
© ROBERT FREUND
ENERGIEBEREITSTELLUNG,
-SPEICHERUNG & -UMWANDLUNG
Die Versorgung von Gebäuden und Stadteilen mit erneuerbarer Energie erfor-
dert eine gesamtheitliche Betrachtung von Bedarf, Verfügbarkeiten sowie der
Bereitstellung von Speicherpotential zur Lastverschiebung und dem Ausgleich
fluktuierender Energieträger. Eine Entlastung des Energienetzes und ein Ab-
fangen von Lastspitzen kann zum Beispiel durch die Installation von thermisch
aktivierten Bauteilen als gebäudeimmanente Energiespeicher erreicht wer-
den, welche anstelle von großvolumigen, kostenintensiven Wasserspeichern
zum Einsatz kommen.
Dieses Kapitel behandelt unterschiedliche Möglichkeiten zur Integration er-
neuerbarer Energieträger in städtischen Gebieten und zeigt das Potential der
Interaktion von Energiebereitstellung und -speicherung zu optimierten Sys-
temkonzepten und Regelungsstrategien auf.
Ergebnisband Gebäudetechnologien 23ENERGIEBEREITSTELLUNG, -SPEICHERUNG & -UMWANDLUNG
Wärmespeicherung im Gebäude
solSPONGEhigh - Hohe solare Deckungsgrade durch thermisch
aktivierte Bauteile im urbanen Umfeld
Die intensive Nutzung von thermisch aktivierten Bauteilen (TABs) als zusätzlicher thermischer Speicher in verschiede-
nen Gebäuden unter vorrangigem Einsatz von Solartechnologien (Solarthermie bzw. Photovoltaik) wurde untersucht.
Die Arbeitshypothese ging davon aus, dass durch die Aktivierung und Nutzung der bauteilimmanenten thermischen
Speicher eine Deckung des Gebäudeenergiebedarfs mit Solartechnologien von bis zu 100 % erreicht werden könnte.
Keywords
• Bauteilaktivierung
• Energiespeicher
• Solartechnologie
Factbox
• Thermisch aktive Decken-
elemente – ideal zum Heizen
und Kühlen
• Hohe solare Deckungsgrade
durch thermisch aktive Bau-
teile erreichbar
• Bauteile zur thermischen
Speicherung führen zu mini-
Das Erreichen hoher solarer Deckungs- rung der TABs als gebäudeimmanenter malem Primärenergiebedarf
grade in der Wärmeversorgung von Energiespeicher analysiert. Es soll gezeigt
• Auftretende Leistungsspitzen
Gebäuden wird derzeit meist mit großvo- werden, ob und unter welchen Vorausset-
werden minimiert
lumigen, wassergefüllten Pufferspeichern zungen eine 100 % Deckung des Energie-
realisiert. Bei derartigen Konzepten sind bedarfs erreicht werden kann. Ergänzend
mit Nachteilen hinsichtlich hoher Inves- zu den energietechnischen Analysen Projektleitung
titionskosten, großem Platzbedarf und werden Analysen zu den Systemkosten
hohen thermischen Verlusten zu rechnen. durchgeführt. Weiters werden auch Dr. Richard Heimrath
Entsprechend dem Ansatz des gegen- ökologische und ökonomische Analysen Institut für Wärmetechnik
ständlichen Forschungsvorhabens soll die vorgenommen. Bei der Dissemination der TU Graz
Speicherung von solarer Wärme direkt in der Projektergebnisse wird neben den ProjektpartnerInnen
den gebäudeeigenen Bauteilen erfolgen. üblichen Verbreitungsmaßnahmen eine • AEE Institut für Nachhaltige
groß angelegte Transferveranstaltung zum Technologien (AEE INTEC)
Die thermische Aktivierung von Bau-
Projektthema abgehalten. • EAM Systems GmbH
teilen lässt sich grundsätzlich für alle
Raumflächen (Fußboden, Decke, Wände) Die im Projekt gewonnenen Erkenntnis- • Uponor Vertriebs GmbH
durchführen. Dabei werden die ohnehin se liefern Aussagen über die Interaktion • energetica Energietechnik
vorhandenen Bauteile im Gebäude als zwischen TABs, Solartechnologien, Wär- GmbH
thermische Speicher genutzt, wodurch mepumpen und der urbanen Energiever- • Vereinigung der Österreichi-
auch ohne groß dimensionierte Wasser- sorgung. Es wird gezeigt, in wieweit TABs schen Zementindustrie (VÖZ)
speicher eine hohe Deckung des Gebäu- zu optimierten Systemkonzepten und • GASOKOL GmbH
deenergiebedarfs mit Solartechnologien Regelungsstrategien mit hohem solarem • DIEHAUSTECHNIKER Techni-
(Solarthermie bzw. Photovoltaik) erreicht Deckungsgrad beitragen können. sches Büro GesmbH
werden könnte. • OCHSNER Wärmepumpen
GmbH
Es werden zwei solSPONGE-Konzepte
• Fin-future is now
untersucht, eines nutzt vorrangig So-
• Architekturbüro Lingenhöle
larthermie und das andere vorrangig
• Zement + Beton Handels-
Photovoltaik zur Energieversorgung. Auf
und Werbe Ges.m.b.H.
der Grundlage dieser Systemkonzepte
werden anhand thermischer Gebäude-
und Anlagensimulationen, die Ausfüh-
24 Ergebnisband GebäudetechnologienSie können auch lesen
