Ist die energiewende in der gebaeudetechnik angekommen von michael guenther zum uponor kongress 2013

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03 April 2013 ©Uponor 1

20 Jahre Betonkernaktivierung TABS Thermisch aktive BauteilsystemePraxiserfahrungen – Trends - Empfehlungen

Prof. Dr. Michael Günther Uponor GmbH


„Fesch sammer!“

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Danke, Dieter!


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„Mir san mir, Florian!“


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Workshopaus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Workshops sind Veranstaltungen, bei denen sich kleinereGruppen mit begrenzter Zeitdauer intensiv mit einem Themaauseinandersetzen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf dergemeinsamen Arbeit an einem gemeinsamen Ziel.

Jedoch:

18.00 UhrBruderschaftstreffen

Gern dann wieder

ab 23 Uhr am Kamin…


ENERGIE endeW

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Umweltminister Altmaier im Gespräch:

„Die Energiewende könnte bis zu einerBillion Euro kosten!“

Die Energiewende hat eine solche Breite gewonnen, dassjede Veränderung viele Besitzstände bedroht.

Im Vergleich zu einer Reform des EEG ist eineGesundheitsreform ein Kinderspiel, weil man es dort nurmit den Beteiligten im Gesundheitswesen zu tun.


Thesen

1. Im Mittelpunkt der Energiewende stehen Wind undSonne.

2. Alle anderen Technologien sind entweder deutlichteurer, bzw. haben nur begrenzte Ausbaupotenziale(Wasser, Biomasse/Biogas, Geothermie) und/odersind noch im Forschungsstadium (Wellenenergie,Osmose, etc.)

3. Wind und PV-Anlagen werden 2015 Vollkosten von7 bis 10 ct/kWh haben – ein System aus Wind, PV undBackup-Kapazitäten liegt damit in der gleichenGrößenordnung wie neue Gas- und Kohlekraftwerke

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4. Kraft-Wärme-Kopplung und Biomasse müssenmittelfristig nach dem Strombedarf betriebenwerden.

5. Lastmanagement und Speicher tragen zur Synchro-nisation bei.

6. Kleinteilige Flexibilitätsoptionen auf Haushaltsebeneüber Smart Meter zu aktivieren ist derzeit zu teuer.


7. Übertragungsnetze reduzieren dadurch die Gesamt-systemkosten bei relativ geringen Investitionskosten.

8. Auch der Aus- und Umbau der Verteilnetze sindgünstiger als lokale Speicher.

9. Neue Speichertechnologien werden erst ab einemAnteil von mehr als 70% Erneuerbare Energienerforderlich.

10. Lokale PV-Batterie-Systeme können sich – aufgrundvon gesparten Abgaben und Steuern – schon früherbetriebswirtschaftlich rechnen.

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20 Jahre BetonkernaktivierungWOW oder WUFF

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WOW oder WUFF?


WOW oder WUFF?

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WOW oder WUFF? (1)


WOW oder WUFF? (2)

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WOW oder WUFF? (3)


WOW oder WUFF? (4)

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PETZOLD/TROGISCH

WOW oder WUFF? (5)


WOW oder WUFF? (6a)

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Naturstein-fassade

Metall-kassetten-

fassade 4

:

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WOW oder WUFF? (6b)


WOW oder WUFF? (6c)

Quelle: Prof. Bollin (Offenburg)

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WOW oder WUFF? (7)


WOW oder WUFF? (8)

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TABS Betriebserfahrungen Systemkonfiguration


TABS – Systemkonfiguration Aus Fehlern lernen

Penthouse / Dachgeschoss

Wohnungen

Büros

Läden

EIN SYSTEM?

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summative Raumtemperaturen thermische Behaglichkeit Heizperiode Kühlperiode

+3,0

+2,0

+1,0

22,0°C-1,0

-2,0

-3,0

+2,5

+1,5

+1,0

24,5°C-1,0

-1,5

-2,5

TABS - Systemkonfiguration Gewinn durch Investition in das Raumklima


Uponor Minitec Uponor Betonkernaktivierung (Decken und Sohlplatten)

TABS – Systemkonfiguration Regelfähigkeit vs. Speicherkapazität

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TABS – Systemkonfiguration Komfortklassen A – B – C (Preis - Leistung)

TABS im Bauteil (DIN EN 15377)

(Akustik-) Kühl- und Heizdecke (DIN 14240)

Multifunktionaldecke mit Kühlsegel und RLT

(Akustik-) Kühl- und Heizdecke (DIN 14240)

TABS im Bauteil (DIN EN 15377)


TABS - SystemkonfigurationUponor Contec / Contec ON / ZF

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Definition Aufenthaltsbereich nach DIN EN 12 792 Lüftungvon Gebäuden - Symbole, Terminologie und graphischeSymbole


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Contec ON TS

ZF Kühldecken


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TABS - SystemkonfigurationHybriddecke (Zent-Frenger Energy Solutions)


0

20

40

60

80

20 40 60 80 100

FBH/FBK

Contec+TS

Contec ON HM

Contec ON

Contec

W/m²

W

m²

Kühlleistungsdichte bei ti = 26 °C

Heiz

wärm

est

rom

dic

hte

bei t i

= 2

0 °

C


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Nichtwohngebäude Leichte Bauweise


TABS im Leichtbau - LatentwärmespeicherSystemkonfiguration

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LatentwärmespeicherMaterial


LatentwärmespeicherFunktion (Hysterese)

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Verkapselungen (mikro oder makro)

Verbundmaterial PCM Container

Thermische Speicher Anwendungen


Thermische Speicher Latentwärmespeicher

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Thermische Speicher Latentwärmespeicher – PCM (Bauteile; passiv)



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Thermische Speicher Latentwärmespeicher

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Sommerliche Raumtemperatur an einem heiteren Julitag (nach Glück (HLH Bd. 57(2006))

Komforttemperatur 24 °C

Thermische Speicher Latentwärmespeicher (Wohngebäude)


Latentwärmespeicher PCM in Baumaterialien

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Vergleich der Performance der Anlage für eine Fußboden-heizung ohne und mit PCM im Schmelzbereich 24…26°C

Amplituden-dämpfung 2K

Latentwärmespeicher PCM in Baumaterialien


Thermische Speicher Latentwärmespeicher – PCM (Kühldecke; aktiv)

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Thermische Speicher Latentwärmespeicher – PCM (Kühldecke; aktiv)

Uponor Zent-Frenger VARICOOL Velum

mit PCM board


Thermische Speicher PCM – Forschung und Entwicklung

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Thermische Speicher Latentwärmespeicher –rechtssichere Planung?

????????????????????????????????


Mittlerweile wurden alleine in Deutschland über zweihundert Sonnenhäusergebaut, welche 80 bis 100 Prozent ihres Wärmebedarfs mit der Solaranlagedecken. Die Jenni Energietechnik AG hat eigenen Angaben zufolge die Mehr-heit dieser Häuser mit Solarspeichern ausgestattet. Diese fassen in der Regel

bis zu 40.000 Liter Wasser (!!) und speichern die von den Sonnenkollektorengewonnene Wärme bis in den tiefen Winter hinein. Die Bewohner kommensomit ohne Öl, Gas oder Strom für eine Wärmepumpe aus. Sofern notwendigwird die fehlende Energie einzig noch mit einem Holzkaminofen erzeugt.

Wie wir künftig bauen müssen. Energieautarke Gebäude?

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TU Bergakademie Freiberg Diss. Al-Addous


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Thermische Speicher Schmelzenthalpie (Schmelzwärme)

333 kJ/kgSchmelzwärme


TABS Betriebserfahrungen BOB Aachen – BOB Dresden

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Baukosten der im Förderprogramm EnOB –EnBau errichteten Nichtwohn-gebäude im Vergleich zum Baukostenindex BKI (Kostengruppen 300 und 400)

BOB Aachen Investitionskosten


Heizen/Kühlen WP vs. Heizen WP + Free Cooling

(%)

BOB Aachen Investitionskosten

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BOB Aachen Thermische Behaglichkeit


BOB Aachen (VIKA Ing., Dr. Frohn; FH Köln)

Geothermische Wärme-pumpenanlage

Betonkernaktivierung (TABS)

BOB Aachen Betriebskosten

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Geothermische WPA zum Heizen und Kühlen

Neubau Amortisation nach 9 Jahren

Erneuerung nur Austausch der Wärmepumpennach 15a Weiterbetreiben der Wärmequellenanlage

BOB Aachen Investitions- und Betriebskosten


BOB Dresden Thermische Behaglichkeit

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BOB Dresden Thermische Behaglichkeit


TABS Betonfertigteile

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TABS Thermisch aktive Bauteilsysteme Thermisch aktive Betonfertigteile


ZGM – Zell an der MoselUponor Contec ON in ABI Elementdecken

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TABS Thermisch aktive Bauteilsysteme Uni Bochum (DWS Spannbeton – Fertigdecke)

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Uni Bochum und DWS BRESPA® Klimadecke

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Uni Bochum und DWS BRESPA® Klimadecke


John Duffy, Hanson’s Floors and Precast Sales Director,said: “Coolslab is an excellent sustainable heating and coolingsolution that will help our customers achieve thehighest standards set by BREEAM”.

Uponor und BREEAM

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Nein, wir haben keine Zeit…

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TABS Betriebsführung


07.08.2003; 08:54 Uhr

TABS - Betriebsführung Aktiver Betrieb 20 bis 24 Uhr

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07.08.2003; 14:34 Uhr

TABS - Betriebsführung Aktiver Betrieb 20 bis 24 Uhr


max. zul. Wärme-gewinn (int./ext.)

Vorlauftemperatur

Betriebs-dauer TABS

abgeführte Energie

TABS – Betriebsführung DIN EN 15377-3

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Kühl-leistungs-dichte

abgeführte Energie

Vorlauftemperatur

TABS – Betriebsführung DIN EN 15377-3


TABS – System Uponor MLC Rohrsystem (modular)

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Zonierung:

differenzierte Lasten

differenzierte Betriebszeiten

diff. Systemtemperaturen

Nord Süd

TABS Zonierung


Zonierung (vgl. DIN V 18599) nach

der Nutzung der Himmelsrichtung

TABS Zonierung

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TABS Zonierung


TABS - Betriebsführung Adaptive Regelungsstrategien

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Adaptive Korrektur der Heiz- und Kühlkurve (SIEMENS Desigo™ V4)


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%

BOB Aachen Uponor Betonkernaktivierung (TABS)

Investitionskostenreduzierung durch TABS

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Baukosten…


TABS Raumakustik

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TABSRaumakustik – Akustik(spritz)putz


WOW oder WUFF? (7)

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TABSThermische Behaglichkeit und Raumakustik


TABSThermische Behaglichkeit und Raumakustik

1. Nachhallzeit• Schallüpegel - Abnahme 60dB (T30 für 30dB)

2. Übertragungsqualität• Zeitliche „Verschmierung“ des Signals• Deutlichkeit D50 oder Schwerpunktzeit TS

3. Schallpegel• geringe Variation des Schallpegels über die Hörfläche• rasche Schallabnahme in Räumen mit Nahkommunikation

4. Raum – Eigenfrequenzen• Vielfache Reflexion• Eigenschwingungen in rechteckigen Räumen• Bedämpfung tiefer Frequenzen in den Raumecken

5. Fokussierungen• gekrümmte Raumumschließungsflächen• ungleichmäßige Verteilung der Schallenergie

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TABSRaumakustik – Schalldruckpegel


TABSRaumakustik – empfohlene Nachhallzeiten

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TABSRaumakustik – Nachhallzeiten T (Ξ T60) und T30


TABSRaumakustik - Schallabsorption

Anforderung an das Schall-absorptionsspektrum für Mehrpersonenbüronutzung

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TABS und RaumakustikZUB Kassel (Hörsaal) und strukturierte Wandbauelemente


TABS und RaumakustikZUB Kassel (Hörsaal) und strukturierte Wandbauelemente

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TABSRaumakustik - Absorberflächen


Akustikbaffelmittlere Nachhallzeiten Tm in Sekunden: 0,60 s

KaRo-Decke mit Akustikpanelmittlere Nachhallzeiten Tm in Sekunden: 0,43 s

Ecophon solomittlere Nachhallzeiten Tm in Sekunden: 0,85 s

TABSRaumakustik – Varianten (TU Braunschweig/IGS)

Akustikwand mittlere Nachhallzeiten Tm in Sekunden: 0,68 s

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TABSRaumakustik – sto Akustikplattensysteme


TABSRaumakustik – thermisch inaktive Deckensegel

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TABSRaumakustik – Deckenanbauten/Einbauten

AkutikTherm Akustik - Kühlsegel

Tabsilent


TABSRaumakustik - Absorberstreifen

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Vergleich Schallabsorptionsgrad von Streifenkonstruktionen aus metallenen MPA (20 bis 75%) und aus proösem Glasschaum (20%)



Nachhallzeiten in Abhängigkeit der Frequenz

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Systemwände mit integrierten Verbundplatten - Resonatoren VPRund Breitband-Kompaktabsorbern BKA (Fraunhofer-Institut fürBauphysik (IBP))

TABSRaumakustik - VPR


TABSRaumakustik - Hochleistungsabsorber

Platten – Resonatoren Hochleistungsabsorber (Fa. Renz/Fraunhofer)

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TABSRaumakustik - Ecophon solo


TABSRaumakustik - Ecophon solo

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TABSRaumakustik – Baffeln


TABSBaffeln – Material und Anordnung (Heraklith)

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TABSRaumakustik

Textile Bespannungen

Regalrückwand


TABSRaumakustik - Akustikwand

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TABSRaumakustik – Microsorber (Bespannung)


TABSRaumakustik – perforierte Trennwände

Stellwandvariante mit www.samas.com

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TABSRaumakustik – Material und Lochung


Rathaus Schouwen -Duiveland

Arch. Thomas Rau

TABS Raumakustik

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TABSThermisch aktiver Fußboden (MERO)



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TABS Raumakustik

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TABS Raumakustik


TABSWirkweise ohne raumakustische Maßnahme

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TABSWirkweise mit Deckensegel


TABSWirkweise mit pinta Absorber

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TABS Raumakustik und BKT - Leistung

Prof. Bjarne Olesen et al.



Prof. Bjarne Olesen et al.

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Weitzmann/Pitarello/Olesen

• Die messtechnisch ermittelte Minderung der TABS-Kühlwirkung durch Schallabsorptionskörper und –flächen istin praxi weit geringer als erwartet.

• Bis zu einer relativen Deckenbelegung von 50% durchSchallabsorptionskörper und –flächen ist keine relevanteMinderung der TABS-Kühlwirkung nachweisbar.

• Weder das Material noch die horizontale oder vertikale Lageder Schallabsorptionskörper haben einen bedeutendenEinfluss auf die TABS-Kühlwirkung.

• Die Art der Wärmebelastung des Raumes ist hinsichtlich deroperativen Temperatur entscheidender als die Kühlleistungder TABS einschl. Schallabsorptionsmaßnahme.



TABS Systemkonfiguration Komfortklassen A – B – C (Raumakustik)

Flies - Deckenelemente

Thermisch aktive und passive Elemente

Lochdecke, Akustiksegel, Breitbandabsorber

Thermisch aktive und passive Elemente

Flies - Deckenelemente

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Geothermische WPA Qualitätssicherung und Nachhaltigkeit


Was haben THEOLOGE und GEOLOGE gemeinsam?

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quo vadis Geothermie Nach Kamen…


Baden - Württemberg hebt Tiefenbegrenzungen fürErdwärmesonden-Bohrungen auf

Der Bundesverbands Wärmepumpe (BWP) e. V. begrüßt die Entscheidung Umweltministeriums in Baden-Württemberg ausdrücklich, die Tiefenbegrenzung für Erdwärmesonden-Bohrungen mit sofortiger Wirkung aufzuheben. „Die seitAugust geltende Begrenzung der Bohrtiefe auf das ersteGrundwasser - Stockwerk kam faktisch einem Bohrstoppgleich. Nach der Aufhebung ist jetzt der Einsatz von umwelt-freundlicher Erdwärme zum Heizen wieder möglich“, erklärtBWP-Geschäftsführer Karl-Heinz Stawiarski.

Umweltminister Franz Untersteller betonte in der Pressemit-teilung des Umweltministeriums, dass die Einigung mit derBranche über Qualitäts- und Versicherungsstandards Voraus-setzung für die Aufhebung der Tiefenbegrenzung war.

7. November 2011

quo vadis Geothermie

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Werkstoff- und Produktwahl


Werkstoff- und Produktwahl Uponor Geothermie

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Erdreich (Grundwasser) und Systemwahl

Erdkollektor Heizen

Sohlplattenabs. Kühlen (?)

Erdwärmekorb Heizen

Energiepfahl Heizen Kühlen

Erdsonde Heizen Kühlen

Erdsonde Heizen

Energiewand Heizen Kühlen


quo vadis Geothermie

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EED (Simulation) www.buildingphysics.com

em. Prof. Dr. Dittmann (Thermodynamik, TU Dresden), nach Einführung der Computer:

„Jetzt rechnen unsere Studenten genauer falsch.“


FEFLOW (Simulation)

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FEFLOW (Simulation) www.feflow.com

em. Prof. Dr. Steimle (Angew. Thermodynamik, Uni Essen), zu Computersimulationen:

„Leider sind es nicht selten nur Simulanten.“


FEM für Großanlagen (Simulation)

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Freie Kühlung (DIN V 18599)


Geothermische Anlagen Sohlplattenkühler

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Sohlplattenkühler Bürogebäude mit TABS



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Spezifische W-EWT Leistung in Abhängigkeit der Vorlauftemperaturen

Erdreichregeneration zulassen

• optimierte Betriebszeiten

• keine Oberflächenversiegelung

geeignete Temperaturdifferenzen



Flächenheizung/-kühlung in Varianten Kombinationen (z.B. FBK und Sohlplattenkühler)

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Geothermische Wärmepumpenanlagen Geo-Kälte-Wärme-Verbund


Geothermische Wärmepumpenanlagen Planungsannahmen (TU Braunschweig/IGS-Studie)

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Geothermische Wärmepumpenanlagen Monitoring (TU Braunschweig/IGS-Studie)


Geothermische Wärmepumpenanlagen Monitoring -Fazit

1. Bilanzierung der monatlichen Heiz- und Kühlarbeit

2. Simulation mit EED und FEFLOW

3. Prüfen der thermischen Unbeeinflussbarkeit des Nachbargrundstücks

4. TRT zur Kontrolle der Annahmen in situ

5. Monitoring der Betriebsführung und realen Wärme-entzugs- und Wärmeeintragsarbeit

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Fazit


WOW!!!

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Energiewende und TGA Windkraftanlage in Wohngebäuden

EnergieArchitektur Dresden GmbH (Projekt Saßnitz)


Geothermische Wärmepumpenanlagen Geo-Kälte-Wärme-Verbund

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Uponor Praxishandbuch 2

TABS – prädiktive Steuerung Elmar Bollin, Offenburg

Systemvergleich nach EnEV und EEWärmeG Matthias Hemmersbach, HH

TABS und Raumakustik Jörg Stette, HH

Lüftungs- und Klimatechnik Achim Trogisch, Dresden

Energiekonzepte (K-W-V) Fritz Nüßle, Leonberg

Lebenszykluskostenanalyse Uwe Rotermund, Höxter

DGNB ZertifizierungThomas Rühle, München


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Documents

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