Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Der Ersatz eines Hoch- durch ein Niedertemperatur-Wärmeabgabesystem hat einen positiven Einfluss auf die Effizienz des Wärmeerzeugers, insbesondere bei Wärmepumpen. Diese Massnahme wird jedoch selten umgesetzt. In Bezug auf die winterliche Stromlücke, könnte sie jedoch einen relevanten Beitrag zur Versorgungssicherheit leisten. Die vorgesehene Studie untersucht das Energie-, Ressourcen- und Kosteneffizienzpotenzial eines Wärmeabgabesystem-Ersatzes in Bezug auf den Energie- und Leistungsbedarf des Schweizer Gebäudeparks.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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Switching from a high-temperature heating emitter to a low-temperature one has a positive influenceon the heat generation efficiency, especially in case of heat pumps. However, this energy efficiencymeasure is rarely implemented. Looking at the winter electricity gap, it could make a relevant contributionto ensure supply security. The proposed study investigates the energy, resource and cost efficiencypotential of replacing high temperature heat emitters taking into account the energy and powerdemand of the Swiss building stock.
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Kurzbeschreibung
(Französisch)
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Le remplacement d'un système de distribution de chaleur à haute température par un système à basse température a un impact positif sur l'efficacité du générateur de chaleur, en particulier dans le cas des pompes à chaleur. Cette mesure est toutefois rarement mise en œuvre. Elle pourrait pourtant contribuer de manière significative à la sécurité d'approvisionnement en électricité en hiver. L'étude prévue examine le potentiel d'efficacité énergétique, de ressources et de coûts d'un remplacement du système de distribution de chaleur par rapport aux besoins en énergie et en puissance du parc immobilier suisse.
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Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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Wärmepumpen sind energieeffizient und klimafreundlich. Sie brauchen dann besonders wenig Strom, wenn sie Heizwärme bei niedrigen Temperaturen von 30 bis 40 °C bereitstellen. Es liegt somit nahe, herkömmliche Radiatoren, die Temperaturen von 60 und mehr Grad benötigen, durch Wärmeabgabesysteme niedriger Temperatur zu ersetzen. Ein aktuelles Forschungsprojekt hat Potenzial und Kosten dieser Lösung untersucht und mit anderen Massnahmen zur Gebäudeerneuerung verglichen.
Zugehörige Dokumente
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Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
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Les pompes a chaleur sont energetiquement efficaces et respectueuses du climat. Elles consomment particulierement peu d’electricite lorsqu’elles fournissent de la chaleur de chauffage a des temperatures basses de 30 a 40°C. Par consequent, la logique pousse a remplacer les radiateurs traditionnels, lesquels necessitent des temperatures de 60 degres et plus, par des systemes d’emission de chaleur a basse temperature. Un recent projet de recherche a etudie le potentiel et les couts de cette solution et l’a comparee a d’autres mesures de renovation de batiments.
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Die vom Bundesrat verabschiedete Klimastrategie verfolgt das Ziel, dass der schweizerische Gebäudepark bis zum Jahr 2050 keine direkten Treibhausgasemissionen mehr verursacht. Zur Erreichung dieses Ziels stehen derzeit insbesondere energetische Sanierungsmassnahmen an der Gebäudehülle sowie der Ersatz fossiler Wärmeerzeuger durch Systeme mit erneuerbaren Energieträgern, wie beispielsweise Wärmepumpen, im Zentrum der nationalen Förderinstrumente. Diese Entwicklung führt zu einem steigenden Elektrizitätsbedarf, insbesondere im winterlichen Halbjahr, also dann, wenn wenig Energie zur Verfügung steht und deren CO2-Intensität hoch ist. Effizienzsteigernde Massnahmen zur Senkung des Stromverbrauchs während dieser Periode leisten daher einen wesentlichen Beitrag zur Reduktion der Netzbelastung. Eine energetische Sanierung der Gebäudehülle ermöglicht nicht nur eine signifikante Reduktion des Heizwärmebedarfs, sondern auch eine Absenkung der erforderlichen Vorlauftemperatur. Letztere wirkt sich insbesondere bei Wärmepumpen positiv auf die Effizienz des Gesamtsystems aus. In der Praxis stellt die umfassende Sanierung der Gebäudehülle, insbesondere der Fassade, jedoch häufig eine gestalterische, technische und finanzielle Herausforderung für Eigentümerinnen und Eigentümer dar. Besonders betroffen sind Gebäude älterer Baujahre, die üblicherweise mit Wärmeabgabesystemen in Form von Radiatoren mit hohen Auslegungstemperaturen (> 50 °C) ausgestattet sind. Nach Einschätzung des Autorenteams bleibt deshalb ein grosser Teil der Fassaden bis heute ungedämmt. Die Hypothese dieser Studie geht davon aus, dass der Ersatz bestehender Hochtemperatur-Wärmeabgabesysteme durch Niedertemperatursysteme (< 40 °C) zu einer signifikanten Effizienzsteigerung bei Wärmepumpenanlagen führen kann. Ziel der Untersuchung ist es, das technische und energetische Potenzial dieser Massnahme zu analysieren und sie hinsichtlich ihrer Wirksamkeit mit einer konventionellen Sanierung der Gebäudehülle zu vergleichen. Die Analyse erfolgt einerseits anhand von fünf realen Gebäudeobjekten (Arbeitspaket 1) und andererseits mittels einer übertragbaren Modellierung auf den schweizerischen Gebäudepark (Arbeitspaket 2). In einem ergänzenden Untersuchungsschritt (Arbeitspaket 3) sollen bestehende Hemmnisse identifiziert und geeignete Ansätze zur Förderung der Massnahme entwickelt werden.
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Englisch)
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The climate strategy adopted by the Federal Council aims to ensure that Swiss buildings no longer cause any direct greenhouse gas emissions by 2050. To achieve this goal, national support instruments are currently focusing in particular on energy-efficient renovation measures for building envelopes and the replacement of fossil fuel heat generators with systems using renewable energy sources, such as heat pumps. This development is leading to an increase in electricity demand, especially in the winter months, when little energy is available and its CO2 intensity is high. Efficiency-enhancing measures to reduce electricity consumption during this period therefore make a significant contribution to reducing the load on the grid. Energy-efficient renovation of the building envelope not only enables a significant reduction in heating requirements, but also a reduction in the required flow temperature. The latter has a particularly positive effect on the efficiency of the overall system in the case of heat pumps. In practice, however, comprehensive renovation of the building envelope, especially the façade, often poses a design, technical and financial challenge for owners. Older buildings are particularly affected, as they are usually equipped with heat emission systems in the form of radiators with high design temperatures (> 50 °C). According to the authors' assessment, a large proportion of façades therefore remain uninsulated to this day. The hypothesis of this study is that replacing existing high-temperature heat emission systems with low-temperature systems (< 40 °C) can lead to a significant increase in the efficiency of heat pump systems. The aim of the study is to analyse the technical and energy potential of this measure and to compare its effectiveness with that of conventional renovation of the building envelope. The analysis is based on five real buildings (work package 1) and on transferable modelling of the Swiss building stock (work package 2). In a supplementary investigation step (work package 3), existing obstacles are to be identified and suitable approaches for promoting the measure developed.
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Schlussbericht
(Französisch)
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La stratégie climatique adoptée par le Conseil fédéral vise à ce que le parc immobilier suisse ne génère plus aucune émission directe de gaz à effet de serre d'ici 2050. Pour atteindre cet objectif, les instruments nationaux de promotion se concentrent actuellement sur les mesures de rénovation énergétique de l'enveloppe des bâtiments et le remplacement des générateurs de chaleur fossiles par des systèmes utilisant des énergies renouvelables, tels que les pompes à chaleur. Cette évolution entraîne une augmentation de la demande en électricité, en particulier pendant les six mois d'hiver, c'est-à-dire lorsque l'énergie disponible est faible et que son intensité en CO2 est élevée. Les mesures d'amélioration de l'efficacité visant à réduire la consommation d'électricité pendant cette période contribuent donc de manière significative à réduire la charge sur le réseau. La rénovation énergétique de l'enveloppe des bâtiments permet non seulement de réduire considérablement les besoins en chauffage, mais aussi d'abaisser la température de départ requise. Cette dernière a un effet positif sur l'efficacité de l'ensemble du système, en particulier dans le cas des pompes à chaleur. Dans la pratique, cependant, la rénovation complète de l'enveloppe du bâtiment, en particulier de la façade, représente souvent un défi architectural, technique et financier pour les propriétaires. Les bâtiments anciens, qui sont généralement équipés de systèmes de chauffage sous forme de radiateurs à haute température (> 50 °C), sont particulièrement concernés. Selon l'équipe d'auteurs, une grande partie des façades reste donc non isolée à ce jour. L'hypothèse de cette étude part du principe que le remplacement des systèmes de dissipation thermique à haute température existants par des systèmes à basse température (< 40 °C) peut entraîner une augmentation significative de l'efficacité des pompes à chaleur. L'objectif de l'étude est d'analyser le potentiel technique et énergétique de cette mesure et de la comparer, en termes d'efficacité, à une rénovation conventionnelle de l'enveloppe du bâtiment. L'analyse est réalisée d'une part sur la base de cinq bâtiments réels (lot de travail 1) et d'autre part au moyen d'une modélisation transposable au parc immobilier suisse (lot de travail 2). Une étape complémentaire (lot de travail 3) vise à identifier les obstacles existants et à développer des approches appropriées pour promouvoir cette mesure.
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