Die Anwendung dieses Verfahrens auf Energiesimulationsmodelle ermöglicht es, den Einfluss gemessener Parameter auf den Heiz- und Kühlverbrauch im Vergleich zu standardisierten Parametern zu quantifizieren. Die Anwendung in zukünftigen Sanierungsplänen wird den Einsatz von Simulationsmodellen als Prognoseinstrumente fördern, um die durch Sanierungsmaßnahmen erzielten Energieeinsparungen zuverlässig abzuschätzen.
Ein Teil des Wohnungsbausektors konzentriert sich auf die Sanierung und Modernisierung von Gebäuden, da ein Großteil des bestehenden Gebäudebestands veraltet ist. Er wurde vor 1979 errichtet, als es noch keine Vorschriften mit grundlegenden Anforderungen an Energieeffizienz und Wohnqualität gab. Für die Umsetzung effektiver Sanierungsmaßnahmen ist es notwendig, genaue Informationen über den Gebäudebestand zu haben, um Gebäude zu identifizieren und zu katalogisieren. Dies ermöglicht die Erstellung von Datenbanken zur Überwachung der Einhaltung von Vorschriften und zur Erhebung von Statistiken über den Wohnungsbestand. Die jeweils geeignetsten Sanierungsstrategien für jedes Gebäude können dann durch einen umfassenderen Ansatz ausgewählt werden, der alle Variablen bewertet, die die thermische und energetische Leistung des Gebäudes beeinflussen, und deren Auswirkungen auf den Energieverbrauch untersucht.
Energiesimulationswerkzeuge werden beispielsweise im Rahmen von Energieausweisverfahren zur Prognose der Gebäudeleistung eingesetzt. Zahlreiche Studien belegen jedoch eine Diskrepanz zwischen der erwarteten und der tatsächlichen Energieeffizienz von Gebäuden, die als Leistungslücke bekannt ist.
Vor diesem Hintergrund haben Forschende der Höheren Technischen Hochschule für Architektur Madrid (ETSAM-UPM) und der Universität Sevilla in Zusammenarbeit mit demLiving Lab SUSLabNWE der Technischen Universität Delft – einer Infrastruktur für partizipative Innovations- und Nachhaltigkeitsprozesse – und dessen Building Technologies Accelerator einen methodischen Ansatz entwickelt und in zwei experimentellen Studien angewendet und getestet. Diese Studien umfassten zwei Mehrfamilienhäuser desselben Bautyps in Madrid, eines saniert und das andere nicht saniert. In beiden Gebäuden wurden Messungen vor Ort mit Messgeräten durchgeführt, die von der Fakultät für Industriedesign der Technischen Universität Delft im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung beider Universitäten entwickelt wurden. Mithilfe dieser Messungen wurden Nutzungs- und Belegungsmuster ermittelt und die Eingangsparameter von Simulationsmodellen anhand realer Daten angepasst. Dies ermöglichte die Untersuchung des Energieverbrauchs der Modelle sowie eine parametrische Analyse, die unabhängig voneinander die Auswirkungen jedes der untersuchten Parameter ermittelte.
Komfortregler und Sensorbox: Geräte, entwickelt von der Technischen Universität Delft. Quelle: TUDELFT.
Die Ergebnisse zeigen eine Diskrepanz in Abhängigkeit von den zur Modellanpassung verwendeten Daten. Das geschätzte Einsparpotenzial beim Heizenergieverbrauch ist viermal höher, wenn die Modelle mit standardisierten statt mit Messdaten angepasst werden.
Darüber hinaus verdeutlicht der Energieverbrauch der Modelle die Bedeutung der Anpassung von Nutzerverhaltensparametern (Unterschiede von bis zu 98 %) und Klimadaten (Unterschiede von bis zu 190 %). Diese wurden als die wichtigsten Faktoren für den Unterschied zwischen der Anpassung der Modelle mit Messdaten und standardisierten Daten identifiziert.
Elena Cuerda, die Leiterin der Studie, die die Grundlage ihrer Doktorarbeit bildete, erklärt: „Diese Arbeit stellt einen Fortschritt für zukünftige Sanierungspläne dar. Sie kann den Einsatz von Energiesimulationsmodellen für Wohnhäuser bereits in der Planungsphase fördern, angepasst an reale Gebäude- und Bewohnerdaten.“ Die Anwendung der neuen Methodik wird den Einsatz von Simulationstools als Prognoseinstrumente fördern, um die Energieeinsparungen durch Sanierungsmaßnahmen und damit die Amortisationszeiten zuverlässig abzuschätzen. „Abschließend“, so die Forscherin, „hat diese Arbeit auch gezeigt, wie wichtig es ist, durch nationale Wohnungsbaupolitiken die Definition realer Belegungsmuster zu fördern, die die Vielfalt der Haushalte, sozioökonomische Faktoren, Bräuche, Lebensstile sowie Gewohnheiten und Einstellungen der Nutzer widerspiegeln. Dies ermöglicht die präzise Abschätzung von Energieeinsparungen bei Sanierungsprojekten sowie der zukünftigen Energieeffizienz von Neubauten.“
Cuerda, E., Guerra-Santin, O., Sendra, JJ, & Neila, FJ (2020). Understanding the performance gap in energy retrofitting: Measured input data for adjustment building simulation models. Energy and Buildings, 209, 109688. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2019.109688
Cuerda Barcaiztegui, Elena (2020). Methodischer Vorschlag zur Anpassung von Energiesimulationsmodellen von Wohnhäusern anhand experimenteller Daten https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.62794.
