Schlüsselwörter
(Englisch)
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Energy demand, existing dwellings, SIA 380/1, prediction
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Bei der Sanierung von Bestandsgebäuden wird in der Praxis häufig der Systemnachweis SIA 380/1 als Basis für die Bewertung möglicher Sanierungsmassnahmen verwendet. Gerade bei Bestandsgebäuden weichen die Prognose des Heizwärmebedarfs und der gemessene Verbrauch oftmals stark voneinander ab. Ziel der Arbeit ist es, die wesentlichen Ursachen für die Abweichung zu finden und ggf. Lösungsvorschläge für eine Anpassung der Norm zu machen.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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In order to assess the energy efficiency of existing buildings the calculation method SIA 380/1 is often used. However, quite often the calculated heating demand deviates from available consumption values. This work plans to give the main reasons for such deviations and if possible to offer suggestions for an improvement of SIA 380/1.
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Bei der Energieanalyse von unsanierten Bestandsgebäuden wird typischerweise eine Heizwärmebedarfsberechnung (meist mit unveränderten Standardwerten) gemäss SIA 380/1 zur energetischen Einordnung des Gebäudes verwendet. Zusätzlich wird die Heizwärmebedarfsberechnung auch als Prognoseinstrument für den Heizwärmebedarf (Nutzenergie) und die Bewertung möglicher Sanierungsmassnahmen eingesetzt. Liegt das Berechnungsresultat höher als die Verbrauchswerte, so kann dies dazu führen, dass unkorrekte Prognosen zur Einsparung gemacht werden. Die Verfasser der SIA 380/1 sehen unterschiedliche Verwendungszwecke für den Heizwärmbedarfsnachweis vor. Dabei werden im einem Fall für die Nutzung Standard- und Rechenwerte verwendet, im anderen Fall können statt der Standardnutzungs- und Rechenwerte erwartbare oder bestbekannte Werte für das Objekt verwendet werden.
a) Heizwärmebedarfsberechnung mit Standardnutzungs- und Rechenwerten: Dies gilt für behördliche Nachweise (Vergleich mit Anforderungen und behördlichen Vorgaben)
b) Heizwärmebedarfsberechnung ohne Standardnutzungs- und Rechenwerte: Dies gilt für Beratungen, Planungen und Optimierungen, sowie den Vergleich mit gemessenen Werten.
Für die Energieanalyse von Bestandsgebäuden (mit Messwertvergleich) müssten immer bestbekannte Nutzungswerte für das Objekt genommen werden. Dies ist in der Praxis aber nicht immer der Fall. Als Grund ist denkbar, dass Möglichkeit b) nicht allgemein bekannt ist und / oder keine besseren Werte verfügbar sind. Das hier zusammengefasste Forschungsprojekt klärt, ob bei Bestandsgebäuden die Abweichungen zwischen berechnetem Heizwärmebedarf und erfasstem Heizwärme- oder End-energieverbrauch aufgrund des Berechnungsverfahrens auftreten, oder auf eine mangelhafte Berücksichtigung von nutzungsbedingten oder verlustbedingten Einflussfaktoren zurückzuführen sind. In SIA 380/1:2009 werden diese Einflussfaktoren über Standardnutzungswerte, Angaben zum Klima und zu Bauteileigenschaften, sowie Rechenwerte (zu Bauteilen) berücksichtigt. Die Fragen nach den Ursachen der Abweichungen werden anhand von drei Gebäudegruppen mit insgesamt 33 realen Gebäuden beantwortet, für die mit unterschiedlich grossen Messdatenintervallen bzw. Ablesezeiträumen Verbrauchsdaten zur Verfügung stehen. Für jedes Gebäude gibt es eine Heizwärmebedarfsrechnung. Ergänzt wird die Untersuchung durch eine Literaturrecherche. Bei der Mehrheit der Stichprobe aus 33 unsanierten Bestandsgebäuden ist der effektive Nutzwärmeverbrauch signifikant tiefer, als dies die Heizwärmebedarfsberechnung mit Standardnutzungs- und Rechenwerten ausweist. Es wird gezeigt, dass diese Abweichungen nicht einem einzigen systematischen Fehler der SIA 380/1 Berechnungssystematik zuzuordnen sind. Vielmehr ist es eine Vielzahl von Gründen, die zu den Abweichungen führt. Aus der Bilanzierung der Gewinne und Verluste, die im Rahmen der Gebäudeanalyse durchgeführt wird, können Unterscheidungen getroffen werden, welche Einflussparameter projektübergreifend einflussreich und welche weniger einflussreich sind. Einflussreiche Parameter sind bezogen auf unsanierte Bestandsgebäude b-Werte, U-Werte und lokale Aussentemperaturen. Für einen Abgleich des berechneten Energiebedarfs an vorhandene Verbrauchswerte, z. B. im Rahmen einer Energieberatung, werden konkrete Werte für die Anpassung dieser Parameter vorgeschlagen.
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Englisch)
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The calculation method SIA 380/1 is often used with standardized calculation parameters in order to assess the energy efficiency of existing buildings. The calculated heating demand serves as a forecasting tool and to assess refurbishment strategies. However, quite often the calculated heating demand deviates significantly from available consumption values. In most cases, the building consumes less than the calculation would suggest. Consequently, incorrect forecasts concerning possible energy savings are made. The authors of SIA 380/1 define different uses for the heating demand calculation. In one case the use of standardized data for building use and construction related parameters is mandatory, in the other case best known values are allowed.
a) Heating demand calculation with standardized data for building use and construction related parameters: mandatory for governmental energy certificates
b) Heating demand calculation with best known data for building use and construction related parameters: allowed for energy consulting, design and optimizations and balancing of demand and consumption.
As a matter of fact best known values should generally be used for energy analysis of existing buildings with balancing of demand and consumption. But this doesn´t reflect the daily planning business. Possible reasons for this could be that case b) is not widely known or that no adequate values are available. The research project described in this report clarifies, if the deviations of the calculated heating demand from available consumption values are due to the calculation method or to the inadequate consideration of building use and transmission losses. Within SIA 380/1 these factors are considered by standardized values for building use, climate data and building skin related factors. The findings of this paper are based upon consumption data of 33 existing buildings and corresponding demand value calculations as well as a literature study. The majority of the sample of 33 uninsulated mainly residential buildings show significantly lower consumption values than the calculated heating demand would suggest. It is shown that the main reason for these deviations is not a single, systematic fault of the underlying calculation procedure according to the relevant Swiss standard but that there are a number of possible reasons for the deviations. These reasons can be divided into major and minor influencing factors. Major factors are too poor U-values used for calculations, too low indoor air temperatures assumed for unheated basements and discrepancies between actual local outside temperatures and ambient temperatures according to “official” climate data sets. As a practical contribution for energy consulting and the balancing of demand and consumption specific numbers are recommended for use.
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Schlussbericht
(Französisch)
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Lors de l'analyse énergétique de bâtiments anciens non rénovés, le calcul des besoins de chaleur pour le chauffage (généralement avec des valeurs fixes par défaut) conformément à la norme SIA 380/1 est typiquement utilisé pour la classification énergétique du bâtiment. En outre, le calcul des besoins de chaleur pour le chauffage est souvent utilisé comme outil prédictif de la demande de chauffage (énergie utile) et de l'évaluation des mesures potentielles pour la rénovation. Si le résultat du calcul est plus élevé que les consommations réelles, cela peut conduire à un pronostic erroné pour les économies d’énergie. Les auteurs de la SIA 380/1 prévoient différentes applications au justificatif des besoins de chaleur pour le chauffage. Dans un cas des valeurs d’utilisation standards et des valeurs calculées s’appliquent, dans un autre cas des valeurs attendues ou plus reconnues peuvent être utilisées au lieu de ces valeurs standards.
a. Le calcul des besoins de chaleur pour le chauffage avec valeurs d’utilisation standards et valeurs calculées: Cela s’applique pour le justificatif officiel (par rapport aux prescriptions et exigences réglementaires)
b. Le calcul des besoins de chaleur pour le chauffage sans valeurs d’utilisation standards ni valeurs calculées: Ceci vaut pour le conseil, la planification et l'optimisation des bâtiments, ainsi qu’une comparaison avec les valeurs mesurées.
Pour l'analyse énergétique des bâtiments existants (avec comparaison de la valeur mesurée), les valeurs les plus reconnues du bâtiment devraient être systématiquement prises en compte. Ceci n’est pas toujours le cas en pratique. Explication: il est probable que l’option b) ne soit pas généralement connue et / ou qu’il n’existe pas de meilleures valeurs disponibles. Le projet de recherche résumé ici clarifie si, pour les bâtiments existants, les déviations entre les besoins de chaleur pour le chauffage calculés et les besoins utiles de chaleur saisis ou la consommation d'énergie finale mesurée, se produisent à cause de la méthode de calcul, ou apparaissent du fait que certains facteurs liés à l’utilisation ou aux déperditions thermiques ne sont pas pris en compte. La SIA 380/1:2009 tient compte de ces facteurs influents sur les valeurs d’utilisation standard, des données sur les propriétés du climat et des éléments de construction, ainsi que des valeurs calculées (pour les éléments de construction). Les questions sur les causes de ces écarts ont pu être traitées au moyen d’une étude portant sur trois groupes de bâtiments avec au total 33 bâtiments réels, pour lesquels des intervalles de mesure différents sont disponibles. Pour chaque bâtiment, un calcul des besoins de chaleur pour le chauffage est effectué. L’étude est complétée par une analyse bibliographique. La majorité de l'échantillon de 33 bâtiments existants non rénovés présente une consommation de chaleur considérablement plus faible que celle établie par le calcul des besoins de chaleur avec les valeurs d’utilisation standards et valeurs calculées. Il est démontré que ces différences ne sont pas uniquement imputables à une seule erreur systématique de calcul de la SIA 380/1. Au contraire, il existe une multitude de causes conduisant à ces écarts. Le bilan énergétique des gains et des pertes sur l’enveloppe du bâtiment, effectué dans le cadre de l’analyse du bâtiment, montre que ces causes peuvent être à la fois des facteurs influents majeurs et mineurs. Les paramètres influents majeurs sur la base des bâtiments non rénovés existants sont les valeurs b, les valeurs U et les températures extérieures locales. Afin d’aligner la demande d'énergie calculée sur des valeurs de consommation existantes, p. ex. dans le cadre d'une analyse d’optimisation énergétique, des valeurs concrètes sont proposées pour l’ajustement de ces paramètres.
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