Roman Hermann, Waldhauser + Hermann AG

1. MINERGIE – ERFA-PRAXISSEMINARE 2015
Innovative Lüftungskonzepte an ausgewählten Beispielen:
Sind diese Lösungen Minergie-kompatibel?
Roman Hermann, dipl. HLK-Ing. HTL/Reg. A
06. Oktober 2015

2. INHALT
 Beispiel Primarschulhaus Hofstetten-Flüh (wenig Technik)
 Beispiel Berufsbildungszentrum Baden (viel Technik)
 Beispiel Sanierung FHNW-HKG, Dreispitz
 Beispiel Berufsschule für Mode und Gestaltung, Zürich
2Minergie Praxis-Seminar 2015

3. BEISPIEL SCHULHAUS HOFSTETTEN
 Neubau
 Holzheizung
 Gute, aber nicht sehr gute, Gebäudehülle (d.h. SIA 380/1 x 0.9)
 Abwärme-WP (Server  Warmwasser)
 Keine mechanische Lüftung
 Letztendlich keine Automatisierung der Fenster ausgeführt
3Minergie Praxis-Seminar 2015

4. LUFTQUALITÄT MIT NATÜRLICHER LÜFTUNG
4Minergie Praxis-Seminar 2015
NATÜRLICHE LÜFTUNG MECHANISCHE LÜFTUNG
625 M3/H LUFT SIND AUCH FRÜHER NICHT DURCH DIE UNDICHTE
GEBÄUDEHÜLLE GEKOMMEN.
MAK-WERT = 5‘000 PPM, GESUNDHEITLICH KRITISCH > 25‘000 PPM

5. TEMPERATURANSTIEG DURCH PERSONEN
5Minergie Praxis-Seminar 2015
HEIZLAST: 2’262 W
PERSONENWÄRME: 2’000 W
TEMPERATURANSTIEG 4 K
REAKTION: FENSTER AUF ?

6. LÜFTUNG UND NACHTAUSKÜHLUNG HALLE
Nachströmung Nachströmung
Sonnenschutz
g < 0.15
Minergie Praxis-Seminar 2015 6

7. NACHTAUSKÜHLUNG SCHULZIMMER
Alle Klappen offen
Überströmklappe
nötig?
Minergie Praxis-Seminar 2015 7

8. NACHTAUSKÜHLUNG SCHULZIMMER (SW)
Schlussfolgerung: Es braucht keine Überströmöffnung
Temperaturverlauf:
alle Klappen offen, aber
ohne Überströmung
Minergie Praxis-Seminar 2015 8

9. VARIANTE : NACHTAUSKÜHLUNG ÜBER KIPPFLÜGEL
Kippflügel über Fenster
Minergie Praxis-Seminar 2015 9

10. SOMMERLICHER WÄRMESCHUTZ
 Egal ob mit oder ohne Lüftung, es braucht eine gute Möglichkeit
für eine effiziente Nachtauskühlung.
 In der Regel ist damit auch die natürliche Lüftung gelöst.
10Minergie Praxis-Seminar 2015

11. GEDANKEN ZUR MECHANISCHEN LÜFTUNG IN SCHULEN
 Wärmerückgewinnung nur dann, wenn Lüftung läuft –
das heisst 35 von 168 Stunden pro Woche
 Brandschutz macht einfache Konzepte schwierig und Lüftung
teuer (VKF ab 1.1.2015 bringt hier eine Erleichterung)
 Investitionskosten: CHF 25‘000 bis 30‘000 pro Schulzimmer (SZ)
 Wartung und Unterhalt: min. 2% von 30‘000 = CHF 600.-/a/SZ
 Kanalreinigung, Zugänglichkeit, Raumbedarf
 Energiekosten: CHF 400.-/a/SZ
 Lebensdauer: GA = 10 Jahre, Rest = 20 bis 25 Jahre. Dann muss
wieder massiv investiert werden.
11Minergie Praxis-Seminar 2015

12. BEISPIEL: BERUFSBILDUNGSZENTRUM BADEN BURKARD
MEYER PARTNER, BADEN
Minergie Praxis-Seminar 2015 12

13. BERUFSBILDUNGSZENTRUM IN BADEN
 Neubau
 Fernwärme
 Gute, aber nicht sehr gute, Gebäudehülle (d.h. SIA 380/1 x 0.9)
 Mechanische Lüftung
 Nachtauskühlung über Gänge
13Minergie Praxis-Seminar 2015

14. QUERSCHNITT
14Minergie Praxis-Seminar 2015

15. ÜBERSTRÖMÖFFNUNGEN
15Minergie Praxis-Seminar 2015

16. 16Minergie Praxis-Seminar 2015
KORRIDOR, NICHT AKTIV BEHEIZT

17. 17
LÜFTUNGSZENTRALE
Minergie Praxis-Seminar 2015

18. 18Minergie Praxis-Seminar 2015
LÜFTUNGSVERTEILUNG

19. 19Minergie Praxis-Seminar 2015
VOLUMENSTROMREGLER

20. 20Minergie Praxis-Seminar 2015
TABS-VERTEILER FÜR ZWEI SCHULZIMMER

21. BEISPIEL: FHNW-HKG, DREISPITZ - KUNSTFREILAGER TP2
 Vorgabe aus Quartierplan = Minergie-ECO (da Umbauten)
21Minergie Praxis-Seminar 2015

22. VORPROJEKT MIT LÜFTUNG GEPLANT
22Minergie Praxis-Seminar 2015
 Brandschutz war aufwendig. Innenzone = Fluchtweg
 Nur sehr eingeschränkt Überströmungen möglich.
 Geringe Raumhöhe. Kanalführung schränkte Raumnutzung ein.
 Zentralenbedarf für Lüftung war ein Problem  Zusätzliche
Dachaufbauten.
 Pro Atelier 2 Volumenstromregler und 2 Brandschutzklappen
 Investitionskosten ca. 3.0 Mio CHF (inkl. Baulichem und Honorare)

23. AUTOMATISIERTE FENSTER FÜR NACHTAUSKÜHLUNG
 Investitionskosten Automatisierung Fenster:
CHF 515’000.- inkl. MWST
 Fenstermotoren CHF 165’000.-
 Starkstrom und Steuerung CHF 238’000.-
 Lüftungsklappen (innen) CHF 46’000.-
 Honorare CHF 66’000.-
 Mehrkosten für CO2-Steuerung CHF < 50’000.-
23Minergie Praxis-Seminar 2015

24. NACHAUSKÜHLUNG:
MIT UND OHNE GRUNDLÜFTUNG NOTWENDIG
24Minergie Praxis-Seminar 2015
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10 15 20 25 30 35
Raumlufttemperatur[°C]
Tagesmaxima Aussenlufttemperatur [°C]
Überströmung Korridor, Raum 2.13, Südseite (Auswertung Mo-Fr, 7-20h) :
Temperaturüberschreitungen 37h/a (max. zulässig 100h/a)
Überströmung Korridor, Raum 2.13, Südseite
SIA 382/1: Obere Grenze des Betriebsbereichs
SIA 382/1: Untere Grenze des Betriebsbereichs

25. NACHAUSKÜHLUNG: SUMMENHÄUFIGKEIT
25Minergie Praxis-Seminar 2015
689
450
292
174
64
19 4 0 0
614
406
251
129
39
14 1 0 0
0
200
400
600
800
1'000
1'200
>22 >23 >24 >25 >26 >27 >28 >29 >30
AnzahlStunden
Temperaturbereich [°C]
Überströmung Korridor (Auswertung Mo-Fr, 7-20h): Summenhäufigkeit Temperaturen
Raum 2.13, Südseite Raum 2.22, Westseite

26. CO2-VERLAUF WINTERTAG (25. FEBRUAR)
26Minergie Praxis-Seminar 2015

27. CO2-VERLAUF SOMMERTAG (28. JULI)
27Minergie Praxis-Seminar 2015

28. BETRIEBSOPTIMIERUNG
Planungswerte:
Natürliche Lüftung über Kippfenster in Abhängigkeit vom CO2
 Einschaltbefehl wenn CO2 > 1300 ppm 1800 ppm
 Ausschaltbefehl wenn CO2 < 700 ppm 1300 ppm
 Freigabe 07:00 bis 20:00 Uhr ; Montag bis Freitag
Nachtauskühlung über Kippfenster
 Einschaltbefehl wenn tRaum > 26°C und tAUL < tRaum
 Ausschaltbefehl wenn tRaum < 18°C oder tAUL > tRaum
 Freigabe 20:00 bis 07:00 Uhr; Montag bis Freitag
28Minergie Praxis-Seminar 2015

29. ENERGIEVERBRAUCH, GEWICHTET
29Minergie Praxis-Seminar 2015

30. BEISPIEL BERUFSSCHULE FÜR MODE UND GESTALTUNG,
ZÜRICH (PLANUNGSTAND VORPROJEKT)
30Minergie Praxis-Seminar 2015
1962/63 VON
WERNER FREI

31. DER FASSADENAUSDRUCK SOLL ERHALTEN BLEIBEN
31Minergie Praxis-Seminar 2015

32. WETTBEWERB FASSADENSANIERUNG
32Minergie Praxis-Seminar 2015
Heizperiode

33. WETTBEWERB FASSADENSANIERUNG
33Minergie Praxis-Seminar 2015
Sommer

34. LEHMDECKE
34Minergie Praxis-Seminar 2015

35. LEHMDECKE
35Minergie Praxis-Seminar 2015

36. FAZIT
 Wenn Einbau, dann bewusst was das heisst
 Energiesparen gesamtheitlich gesehen fraglich
 Betriebsoptimierung zwingend und aufwändig
 Unterhalt und Sanierungsfolgen werden heute noch unterschätzt
36Minergie Praxis-Seminar 2015

37. STICHWORTE / BRAINSTORMING FÜR WORKSHOP
 Energieeinsparung
 Betrieb und Unterhalt
 Brandschutz
 Nachtauskühlung
 Luftqualität
 Schwerpunkt Modernisierung
 Unterscheidung der Schulstufen
 Aspekt der Erziehung
 Betriebsoptimierung
 Wie soll natürliche Lüftung in der Berechnung beurteilt werden?
37Minergie Praxis-Seminar 2015

38. ZUSATZFOLIEN
38Minergie Praxis-Seminar 2015

39. BEISPIEL SCHULHAUSERWEITERUNG HÖCHI, DÄTTWIL
39Minergie Praxis-Seminar 2015
Architekt: Burkard, Meyer. Baden
Bauherr: Gemeinde Dättwil
Fertigstellung: 2000
Baukosten HLK: CHF 0.25 Mio.

40. HÖCHI: ZIELVORGABE MINERGIE
 Am 13. August 1999 wurde dem Gebäude das Minergie-Label Nr. AG-005
zugesprochen. Damit war die Schulhauserweiterung bezüglich des
Energiestandards ein Pionierprojekt, was für alle Beteiligten eine
Herausforderung darstellte.
 Folgende Planungsgrundsätze sind für energieeffiziente Gebäude wichtig und
wurden in der Schulhauserweiterung Höchi konsequent umgesetzt:
- Kompakte Gebäudeform
- Optimierung der südorientierten Glasflächen (passive Sonnenenergienutzung)
- Nutzung der Erschliessungszonen als unbeheizte Pufferzonen
- Sehr gute Gebäudedämmung
- Minimieren des Warmwasserbedarfs (Reduktion der Zapfstellen)
- Raumanordnung, welche eine Kaskadenlüftung (Mehrfachnutzung der Luft)
ermöglicht
- Grosse aktive Speichermasse
40Minergie Praxis-Seminar 2015