Sia Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein ... · im Hochbau SIA-Dokumentation D0131 SIA, Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein, Postfach, CH-8039 Zürich,

Sia Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-VereinSocit suisse des ingnieurs et des architectesSociet svizzera degli ingegneri e degli architetti

RAVEL

Impulsprogramm RAVELBundesamt fr Konjunkturfragen

Leitfaden fr die Anwendung derEmpfehlung SIA 380/4

Elektrische Energieim Hochbau

SIA-Dokumentation D0131

SIA, Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein,Postfach, CH-8039 Zrich, Tel. 01/283 15 15, Fax 01/201 63 35Normen- und Drucksachenverkauf Tel. 01/283 15 60

Projektorganisation und Trgerschaft

RedaktionDr. H. Gugerli Ing. SIA, Intep AG, Zrich Leitung, Sachbearbeitung

S. Gasser Ing. SIA, CIMREZ, Zrich Sachbearbeitung

E. Fglister Ing. HTL, Intep AG, Zrich Sachbearbeitung

M. Kunz Lic.phil., Intep AG, Zrich Gestaltung, Schlussredaktion

BegleitgruppeM. Hnger Ing. SIA, Zrich Projektleiter Umsetzung SIA 380/4

R. Lang Ing. SIA, Zrich Prsident SIA Kommission 380/4

Dr. Ch. Weinmann Ing. SIA, Echallens Leiter RAVEL Ressort 11

F. Jehle Ing., Liestal Leiter RAVEL-Kurse"Elektrische Energie im Hochbau"

Dr. H.P. Eicher Ing. SIA, Liestal BEW-Projekt Elektrosparanalysen

Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein

mit Untersttzung durch RAVEL, Impulsprogramm Rationelle Verwendung von Elektrizitt

des Bundesamtes fr Konjunkturfragen (BFK)

Copyright 1996 by SIA ZrichAlle Rechte, auch das des auszugsweisen Nachdruckes, der auszugsweisen oder vollstndigen Wie-dergabe (Fotokopie, Mikrokopie), der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen und das des ber-setzung, vorbehalten.

Inhalt

1. Vorwort 1

2. Einleitung 3

2.1 Ziele und Inhalte der Empfehlung 380/4 42.2 Zweck und Aufbau des vorliegenden Leitfadens 5

3. Einfhrung in die Empfehlung SIA 380/4 7

3.1 Die zentralen Elemente von SIA 380/4 83.2 Standardisierte Darstellung des Elektrizittsbedarfes 103.3 Nutzungsbedingungen und Nutzungsstunden 143.4 Anforderungen 163.5 Planungsablauf, Aufgaben und Leistungen 22

4. Berechnung des Elektrizittsbedarfs 27

4.1 bersicht ber die Berechnungsverfahren 294.2 Schtzung aufgrund von Erfahrungswerten 314.3 Einfache Berechnung ber spezifische Leistung, Betriebsfaktoren und Vollaststunden 334.4 Ermittlung aus Projektdaten der Haustechniksysteme 494.5 Hinweise auf Verfahren zur Detailberechnung 53

5. Anwendungsbeispiel Neubau 57

5.1 Einleitung 585.2 Vorstudie 605.3 Vorprojekt 645.4 Projekt 685.5 Nutzen aus der Anwendung der Empfehlung SIA 380/4 72

6. Anwendungsbeispiel Erneuerung 75

6.1 Einleitung 766.2 Elektrizittsverbrauchsanalyse (Vorstudie) 786.3 Vorprojekt 846.4 Projekt und Ausfhrung 886.5 Nutzen aus der Anwendung der Empfehlung SIA 380/4 90

Anhang

A1 Checkliste fr Gesamtleiter/ArchitektA2 Anlagekenndaten und Betriebsfaktoren zur einfachen Berechnung gemss Abschnitt 4.3A3 Vollstndige einfache Berechnung zu Fallbeispiel NeubauA3 Referenzen

1. Vorwort 1

1. Vorwort

1987 lancierte eine Initiativgruppe innerhalb des SIA die Idee, eine Empfehlung fr die effizienteAnwendung von Elektrizitt im Hochbau auszuarbeiten. Die politische Bedeutung dieses Anliegenssowie das erwartete grosse Sparpotential fhrten dazu, dass das Central Comit des SIA 1988 eineKommission einsetzte, in der auch die Elektrizittsproduzenten und -anwender vertreten waren. DieForschungsarbeiten wurden durch den Nationalen Energie-Forschungs-Fonds (NEFF) und dasBundesamt fr Energiewirtschaft (BEW) finanziert. Die Kommission 380/4 begleitete und fhrte dieArbeiten an der nun vorliegenden Empfehlung. Zur Verbesserung der Datenlage und einer gezieltenErprobung wurde 1991 das vom BEW getragene Projekt Anwendung 380/4 ausgelst. Mit dereinjhrigen Erprobungsphase einer Vorversion der Empfehlung im Jahre 1992 wurden bei der Erarbei-tung neue Wege beschritten. Die Empfehlung wurde im Dezember 1995 durch den SIA in Kraftgesetzt.

Der Weg, den die Kommission SIA 380/4 und die zahlreichen beteiligten Fachexperten in dersiebenjhrigen Entwicklung der Empfehlung gehen mussten, war geprgt durch die SchwesternormSIA 380/1 Energie im Hochbau, die das Vorgehen im Wrmesektor regelt. Die Handhabung desElektrizittsverbrauches erwies sich aber als bedeutend schwieriger, da es sich nicht, wie bei derRaumwrme, um eine einheitliche Nutzungsanforderung handelt. Die in der Natur der Elektrizitts-anwendung liegenden vielfltigen Nutzungsmglichkeiten mussten bercksichtigt werden. Sobestand das wesentliche Konzept darin, eine einheitliche Kommunikationsplattform zu schaffen undRegeln zu deren Anwendung zu erstellen.

Man kann sich zu Recht fragen, wieso sich der SIA in der heutigen Zeit, in der eher ein Abbau vonGesetzen und Vorschriften verlangt wird, fr die Bearbeitung des bisher in seinem Normenwerk nichtbehandelten Bereichs der elektrischen Energie im Hochbau engagiert hat. Der SIA war prdestiniertfr diese schwierige Aufgabe, denn er bndelt in seinen Reihen die notwendige Fachkompetenz undgewhrleistet durch sein erprobtes Verfahren der Normenentwicklung die praktische Anwendungdieser Instrumente. Der SIA hat in einem energiepolitisch relevanten Bereich seine Verantwortungwahrgenommen und das Feld nicht den Behrden berlassen. Das Resultat ist ein auch in der Praxisberzeugendes Werkzeug fr Bauherren, Planer und Betreiber, mit dem sie den Elektrizitts-verbrauch von Gebuden in den Griff bekommen knnen. Das Ziel war ein Planungsinstrument, dasin den meisten Fllen (ca. 80 %) anwendbar ist im Gegensatz zu einer gesetzlichen Vorschrift,die dann in 99 % aller Flle gltig wre. Bei vollstndiger Umsetzung von SIA 380/4 kann derElektrizittsbedarf fr Beleuchtung, Lftung und Klimatisierung beim Erreichen der Grenzwerte umetwa 20 % und bei Erreichen der Zielwerte um etwa 55 % reduziert werden. Dies entspricht einemgesamtschweizerischen Einsparpotential zwischen 2 % und 4 % des Elektrizittsverbrauchs, oderrund 150 Mio. bis 300 Mio. Fr. pro Jahr.

2 Elektrische Energie im Hochbau

Ravel und die SIA-Kommission 380/4 rumen der Ausbildung der Anwender einen hohen Stellenwertein. Bereits 1994 wurden, auf der Basis eines Vernehmlassungsentwurfes, erste Einfhrungskurse zurEmpfehlung SIA 380/4 angeboten. Diese Kurse fanden bei den Teilnehmerinnen und Teilnehmerngute Aufnahme und entsprechen einem Bedrfnis. Sie haben zudem mitgeholfen, die Akzeptanz frdie neue SIA-Empfehlung zu verbessern. Parallel zur Genehmigung durch den SIA wurde der KursElektrische Energie im Hochbau der definitiven Empfehlung angepasst und der vorliegende Leit-faden ausgearbeitet. Der Leitfaden soll die zuknftigen Anwender auch unabhngig von Kursen vom Nutzen der Empfehlung berzeugen und diese in die Handhabung der Methoden und Hilfsmitteleinfhren. Die Dokumentation richtet sich an Haustechnikingenieure und Architekten, aber auch anBauherren, Behrdenvertreter sowie Betreiber.

Reto Lang, Prsident der Kommission SIA 380/4

2. Einleitung 3

2. Einleitung

2.1 Ziele und Inhalte der Empfehlung SIA 380/4 4

2.1.1 Ziele der Empfehlung 42.1.2 Inhalte der Empfehlung 4

2.2 Zweck und Aufbau des vorliegenden Leitfadens 5

2.2.1 Zweck des Leitfadens 52.2.2 Aufbau des Leitfadens 5


2.1 Ziele und Inhalte der EmpfehlungSIA 380/4

2.1.1 Ziele der EmpfehlungDie neue Empfehlung SIA 380/4 ist ein Instrument zur Erfassung, Beurteilung und Optimierung desElektrizittsverbrauches von Hochbauten.

SIA 380/4 gilt fr Neu- und Umbauten und ergnzt die Empfehlung SIA 380/1 Energie im Hoch-bau. Beide Empfehlungen gelten fr alle vom Planer beeinflussbaren Energieanwendungen. DieEmpfehlung SIA 380/4 behandelt vertieft Dienstleistungsgebude, wie Brobauten, Verkaufslden,Schulen, Spitler, Restaurants und Hotels. Nur am Rand erfasst werden dagegen Gewerbe-, In-dustrie- und Wohnbauten. Sinngemss kann das Vorgehen nach SIA 380/4 aber auch auf solche Ge-bude und Anlagen angewendet werden.

Die Empfehlung richtet sich in erster Linie an das Projektteam, bestehend aus Vertretern der Bau-herrschaft, dem Architekten respektive dem Gesamtleiter und den Fachplanern der Haustechnik. DieEmpfehlung bietet der Bauherrschaft die Mglichkeit, ihren Planern przise Vorgaben bezglich desElektrizittsbedarfs der Haustechnik zu machen. In zweiter Linie richtet sich die Empfehlung an denBetreiber. Der Elektrizittsbedarf kann anhand der Empfehlung whrend des Betriebes berprft undbewertet werden.

Der Nutzen der Empfehlung fr Bauherren und Gebudebetreiber liegt darin, dass durch die op-timierte Planung neben Energie auch Investitions- und Betriebskosten eingespart werden knnen. FrArchitekten und Planer stellt die Empfehlung ein effizientes Arbeitsinstrument dar, mit demGebude und technische Anlagen optimal aufeinander abgestimmt werden knnen.

Die Optimierung des Elektrizittseinsatzes in Hochbauten ist eine gemeinsame Aufgabe aller an derPlanung Beteiligten. Die Empfehlung SIA 380/4 bietet die Basis fr die dazu erforderliche Zusam-menarbeit und ist damit ein Instrument fr die integrale Planung.

2.1.2 Inhalte der EmpfehlungZentrales Element der Empfehlung SIA 380/4 ist die standardisierte Darstellung des Elektrizittsbe-darfes, definiert durch die Formulare Elektrizittsbilanz, spezifischer Elektrizittsbedarf undEnergiekennzahlen (siehe SIA 380/4, Seite 12). Diese standardisierte Darstellung bildet einePlattform zur fachbergreifenden Kommunikation unter allen Beteiligten. Sie ermglicht einen Ver-gleich und eine Bewertung der Energieeffizienz verschiedener Gebude und Anlagen und liefertBauherren und Planern damit die Grundlage zur berprfung von Qualittsanforderungen.

Weiter stellt die Empfehlung SIA 380/4 Anforderungen an den Elektrizittsbedarf fr Beleuchtung,Lftung und Klimatisierung von Dienstleistungsgebuden (z.B. Brobauten, Lden, Schulen,Spitler, Restaurants und Hotels).

2. Einleitung 5

2.2 Zweck und Aufbau des vorliegenden Leitfadens

2.2.1 Zweck des LeitfadensIn der Empfehlung SIA 380/4 wird, im Gegensatz zur Empfehlung SIA 380/1, kein Berechnungs-verfahren vorgegeben, mit dem die Einhaltung der gestellten Anforderungen nachzuweisen ist. DieEmpfehlung SIA 380/4 verlangt lediglich, dass die Ermittlung des Elektrizittsbedarfs in nachvoll-ziehbarer Form zu erfolgen hat (Empfehlung SIA 380/4, Ziffer 2 2).

Eine der Hauptaufgaben dieses Leitfadens ist es, verschiedene Methoden zur Berechnung desElektrizittsbedarfs aufzuzeigen.

Weiter soll der knapp gehaltene Text der Empfehlung zum besseren Verstndnis des Anwendersdurch Beispiele und Hintergrundinformationen erlutert werden.

2.2.2 Aufbau des LeitfadensEinfhrung in die Empfehlung (Kapitel 3)Zuerst wird die standardisierte Darstellung des Elektrizittsbedarfes erklrt. Anschliessend wirdgezeigt, wie die Anforderungen an den Elektrizittsbedarf fr Beleuchtung und Lftung/Klimafestgelegt werden. Als drittes Element werden das Vorgehen im Planungsablauf erlutert undHinweise fr Aufgaben und Leistungen der Beteiligten gegeben. Die Checkliste im Anhang A1 sollden Bauherrn sowie den Architekten/Gesamtleiter bei der Anwendung der Empfehlung untersttzen.

Ermittlung des Elektrizittsbedarfes (Kapitel 4)Hier werden verschiedene Methoden zur Ermittlung des Elektrizittsbedarfes vorgestellt. Zuerst wirdgezeigt, wie der Elektrizittsbedarf aufgrund von Erfahrungswerten abgeschtzt werden kann.Anschliessend werden Berechnungsverfahren vorgestellt, die es erlauben, den Elektrizittsbedarf imVorprojekt- oder Projektstadium mit einfachen Mitteln zu berechnen. Fr den Fachplaner werdenabschliessend Hinweise zu detaillierten Berechnungsverfahren gegeben. Eingehende Erluterungenzu diesen Verfahren wrden den Umfang dieses Leitfadens aber sprengen.

Anwendungsbeispiele (Kapitel 5 und 6)Mit den beiden Beispielen Neubau und Erneuerung wird die Anwendung der Empfehlung SIA380/4 im Projektablauf anhand zweier konkreter Flle veranschaulicht.

3. Einfhrung in die Empfehlung 7

3. Einfhrung in die Empfehlung SIA 380/4

3.1 Die zentralen Elemente von SIA 380/4 8

3.2 Standardisierte Darstellung des Elektrizittsbedarfs 10

3.2.1 Einteilung des Gebudes nach Zonen 103.2.2 Einteilung der Verbraucher nach Verwendungszwecken 103.2.3 Die Elemente der standardisierten Darstellung 12

3.3 Nutzungsbedingungen und Nutzungsstunden 14

3.3.1 Nutzungsbedingungen 143.3.2 Nutzungsstunden 143.3.3 Effektive Nutzung und Erfolgskontrolle 14

3.4 Anforderungen 16

3.4.1 Grenz- und Zielwerte 163.4.2 Anforderungen bei Nutzungsstunden und Nutzungsbedingungen gemss den Tabellen 2 und 3

der Empfehlung 183.4.3 Ermittlung der Anforderungen bei abweichenden Nutzungsstunden und -bedingungen aus den

Richtwerten im Anhang 2 der Empfehlung 20

3.5 Planungsablauf, Aufgaben und Leistungen 22

3.5.1 Vorstudie 223.5.2 Vorprojekt 223.5.3 Bauprojekt 233.5.4 Realisierung 233.5.5 Erfolgskontrolle 243.5.6 Aufgaben und Leistungen der Beteiligten 24


3.1 Die zentralen Elemente von SIA 380/4

Jede Planung bzw. jeder Bau weist verschiedene Rahmenbedingungen auf. Die Anwendung derEmpfehlung SIA 380/4 ist demnach von Fall zu Fall unterschiedlich. Trotzdem sind es stetsdieselben Elemente, die eine Rolle spielen. Diese sind in Figur 31 am Beispiel eines Bank-gebudes mit 4000 m2 Energiebezugsflche schematisch dargestellt.

NutzungsbedingungenBauherr oder Architekt haben die Nutzungsbedingungen (vgl. Abschnitt 3.3) fr die einzelnen Zonenim Gebude festzulegen. (Beispiel: Nutzungsbedingungen und Nutzungsstunden fr die Beleuchtungin Grossraumbros. Wie gross soll die Beleuchtungsstrke sein, und wie weit ist Tageslichtnutzungmglich?)

Standardisierte Darstellung des ElektrizittsbedarfsDer jhrliche Elektrizittsbedarf ist als Elektrizittsbilanz (Formular 1) standardisiert darzustellen(vgl. Abschnitt 3.2). Dazu ist er einerseits nach den verschiedenen Zonen des Gebudes (z.B.Grossraumbro) und anderseits nach Verwendungszwecken (z.B. Beleuchtung) aufzuschlsseln.

Um den pro Zone und Verwendungszweck ermittelten jhrlichen Elektrizittsbedarf (also z.B. fr dieBeleuchtung der Grossraumbros) bewerten zu knnen, wird dieser auf die zugehrigeGeschossflche bezogen (Formular 2, spezifischer Elektrizittsbedarf). An den spezifischenElektrizittsbedarf der Verwendungszwecke Beleuchtung und Lftung/ Klima (fett umrahmterBereich in Formular 2) stellt die Empfehlung SIA 380/4 Anforderungen.

In Formular 3 Energiekennzahlen schliesslich wird der Elektrizittsbedarf fr jeden Verwendungs-zweck auf die Energiebezugsflche des Gebudes bezogen.

Bestimmung der AnforderungenDie Anforderungen werden in Abhngigkeit der Nutzungsbedingungen ermittelt. Bei vorgegebenenNutzungsbedingungen knnen die Anforderungen an den spezifischen Elektrizittsbedarf frBeleuchtung und Lftung/Klima entweder direkt den Tabellen 2 und 3 der Empfehlung SIA 380/4entnommen oder aus den Richtwerten im Anhang A2 der Empfehlung abgeleitet werden (vgl.Abschnitt 3.4).

Vergleich des ermittelten Elektrizittsbedarfs mit den AnforderungenDie fr ein bestimmtes Objekt ermittelten Werte des spezifischen Elektrizittsbedarfs (Objektwerte)sind mit den Anforderungen der Empfehlung SIA 380/4 zu vergleichen. Werden die gestelltenAnforderungen nicht erreicht, muss eine Optimierung vorgenommen werden. Dabei sind sowohl dievorgegebenen Nutzungsbedingungen wie auch die gewhlten architektonischen und installations-technischen Lsungen zu hinterfragen und gegebenenfalls anzupassen.

3. Einfhrung 9

Zone

GF EBF Arbeits-hilfen

ZentraleDienste

Beleuch-tung

Lftung/Klima

1'150 1'150 15.2 18.5 11.31'340 1'340 14.0 15.0 12.6

EDV-Raum 180 180 83.2 4.5 47.7Verkehrsflche 1'245 1'245 0.5 18.2Lager/Technik 885 85 0.3 4.6 6.4

ganzes GebudeTotal 4'800 4'000 30.0 83.2 60.8 78.0

[m ]2

Gebude

Elektrizittsbilanz in MWh/a

HaustechnikVerwendungszweck

ElektrischeVerbraucher

Fachplaner

Anforderungen in MJ/m2a

Grenzwert Zielwert

Beleuchtung 70 40

Lftung/Klima 40 20

Betriebseinrichtungen

Total

TechnikElektroWrme

45.041.6

135.418.711.3

28.0 28.028.0 280.0

Diverse

Formular 1

GrossraumbroZellenbro

ArchitektBauherr

Total

ZoneGF EBF Arbeits-

hilfen DiensteBeleuch-

tung KlimaDiverseTechnik

ElektroWrme

Grossraumbro 1'150 48 58 35Zellenbro 1'340 38 40 34EDV-Raum 180 1'664 90 954Verkehrsflche 1'245 1 53Lager/Technik 885 1 19 26

Lftung/[m ]

2[m ]

2

Verwendungszweck HaustechnikBetriebseinrichtungen

Formular 2Spezifischer Elektrizittsbedarf in MJ/m2a

Zentrale

Anforderungen erfllt

Gro

ssra

umb

ro

Zel

lenb

ro

ED

V-R

aum

Ver

kehr

sfl

che

Lage

r/T

echn

ik

Betriebseinrichtungen

Haustechnik

Zone

EBF Arbeits-hilfen

ZentraleDienste

Beleuch-tung

Lftung/Klima

4'000 27125

[m ]2

Verwendungszweck Energie-kennzahlElektrizi

tt

TechnikElektroWrme

Diverse

Energiekennzahlen in MJ/m2a Formular 3

TeilenergiekennzahlenSumme der Teilenergiekennzahlen Beleuchtung und Lftung/Klima

75 55 70 25 0 252

Nutzungsbedingungen

Beleuchtungsstrke Tageslichtnutzung Personenflche Raucheranteil Interne Wrmelasten

OPTIMIEREN

[m ]2

Figur 31: Vorgehen und wesentliche Elemente der Empfehlung SIA 380/4


3.2 Standardisierte Darstellung des Elektrizittsbedarfs

3.2.1 Einteilung des Gebudes nach ZonenDer Elektrizittsbedarf wird auf verschiedene Zonen aufgeschlsselt. Zonen sind Gebudeflchen mitgleichartiger Nutzung (z.B. Bro, Verkauf, Schulraum, usw.). Flchen mit Nebennutzungen (z.B.Verkehrsflchen) bilden in der Regel separate Zonen. Wenn auf Flchen mit an sich gleicherNutzung unterschiedliche Nutzungsstunden oder Nutzungsbedingungen (vgl. Abschnitt 3.3)vorherrschen, mssen diese in verschiedene Zonen unterteilt werden. So gehren z.B.Grossraumbros und Zellenbros zu verschiedenen Zonen, da die Mglichkeiten der Tages-lichtnutzung in den Grossraumbros wesentlich ungnstiger sind.

Die in der Empfehlung, Tabellen 2 und 3, aufgefhrten Zonen, Nutzungsstunden und Nutzungsbedin-gungen bilden die Basis fr die Einteilung eines Gebudes in Zonen. In einer frhen Projektphase istdie Zoneneinteilung in der Regel noch grob, weil die Nutzungsangaben erst in wenig differenzierterForm vorliegen. Bei bestehenden Gebuden gibt die Abgrenzung der lftungstechnischen Anlagenerste Hinweise fr die Zoneneinteilung.

Die Bezugsgrsse fr den spezifischen Elektrizittsbedarf einer Zone ist die (Brutto-) Ge-schossflche (GF).

3.2.2 Einteilung der Verbraucher nach VerwendungszweckenDie verschiedenen Elektrizittsverbraucher sind unterschiedlichen Verwendungszwecken zu-zuordnen. Als Verwendungszwecke werden die Einsatzbereiche der Elektrizitt in einem Gebudebezeichnet. Die Zuordnung einzelner Elektrizittsverbrauchern zu den verschiedenenVerwendungszwecken ist in Anhang A1 3 der Empfehlung SIA 380/4 festgelegt.

Bei den Betriebseinrichtungen werden als Verwendungszwecke Arbeitshilfen und ZentraleDienste unterschieden. Zu den Arbeitshilfen sind alle steckbaren Arbeitsplatzgerte wie PC,Drucker und Kopierer zu zhlen. Fest installierte Anlagen, wie z.B. EDV-Zentralen, gewerblicheKchen und gewerbliche Klteanlagen, gehren dagegen zu den Zentralen Diensten.

Bei der Haustechnik werden Beleuchtung, Lftung/Klima und Diverse Technik unterschieden.Unter Diverse Technik fallen dabei alle elektrischen Verbraucher, die keiner einzelnen Zonezugeordnet werden knnen, wie Hilfsaggregate fr die Heizung (z.B. Umwlzpumpen), Transportan-lagen, usw.

Um eine vollstndige Elektrizittsbilanz zu erhalten, ist auch die Elektrowrme zu erfassen. Heiz-und Warmwasserenergiebedarf fallen allerdings in den Geltungsbereich der Empfehlung SIA 380/1(vgl. Tabelle 1 der Empfehlung SIA 380/4).

3. Einfhrung 11

Elektrizittsbilanz in MWh/a Formular 1Verwendungszweck Betriebseinrichtungen Haustechnik Total

Zone

GFm2

EBFm2

Arbeits-hilfen

ZentraleDienste

Beleuch-tung

Lftung/Klima

DiverseTechnik

Elektro-wrme

Grossraumbro 1'150 1'150 18.5

Zellenbro 1'340 1'340EDV-Raum 180 180Verkehrsflchen 1'245 1'245Lager/Technik 885 85

Total 4'800 4'000

15.2 11.3 15.0

WC

EDV

Grossraumbro

Halle

Maschinen

Chef Besprechung

Grossraumbro

Figur 32: Einteilung eines Gebudegeschosses und der zugehrigen Elektrizittsbilanz nach Zonenund Verwendungszwecken. (Die Flchenangaben in der oberen Tabelle beziehen sich auf dasgesamte Gebude und nicht nur auf das unten gezeichnete Geschoss.)


3.2.3 Die Elemente der standardisierten DarstellungDie drei Elemente der standardisierten Darstellung des Elektrizittsbedarfs werden wiederum amBeispiel des Bankgebudes mit 4000 m2 Energiebezugsflche (vgl. Abschnitt 3.1) erlutert. Der inFigur 33 eingezeichnete Ablauf entspricht dem Berechnungsgang, wenn der Elektrizittsbedarf proZone und Verwendungszweck bekannt ist.

ElektrizittsbilanzDer jhrliche Elektrizittsbedarf pro Zone und Verwendungszweck errechnet sich als Produkt auselektrischer Leistung und Vollaststunden (vgl. Abschnitt 4.3.2) und wird in MWh in das Formular 1eingetragen. Die Ermittlung erfolgt nach einem der nachfolgend in Kapitel 4 beschriebenen odernach einem andern branchenblichen Berechnungsverfahren.

Spezifischer ElektrizittsbedarfDie ermittelten Werte der Elektrizittsbilanz werden durch die zugehrige Geschossflche dividiertund in die Energieeinheit Megajoule (MJ) umgerechnet. So entstehen die Angaben fr denspezifischen Elektrizittsbedarf von Formular 2. An den spezifischen Elektrizittsbedarf im fett um-rahmten Bereich dieses Formulars (Verwendungszwecke Beleuchtung und Lftung/Klima) stellt dieEmpfehlung SIA 380/4 Anforderungen (vgl. Abschnitt 3.4). Fr die brigen Verwendungszweckestehen im Anhang A3 3 der Empfehlung Erfahrungswerte zur Verfgung.

EnergiekennzahlenDie Teilenergiekennzahlen (Formular 3) der einzelnen Verwendungszwecke ergeben sich aus derDivision der Totalzeilen der Elektrizittsbilanz (Formular 1) durch die Energiebezugsflche (EBF)des Gebudes und gleichzeitiger Umrechnung in die Energieeinheit Megajoule (MJ). Der AnhangA3 4 der Empfehlung enthlt Teilenergiekennzahlen von typischen Gebuden, welche sich auf dieGrenz- und Zielwerte fr Beleuchtung und Lftung/Klima, respektive auf Erfahrungswerte fr diebrigen Verwendungszwecke absttzen. An die Teilenergiekennzahlen stellt die Empfehlung SIA380/4 keine Anforderungen. Diese dienen in erster Linie einer schnellen Grobbeurteilung desElektrizittsbedarfs eines Gebudes.

3. Einfhrung 13


Zone

GFm2

EBFm2

Arbeits-hilfen

ZentraleDienste

Beleuch-tung

Lftung/Klima

DiverseTechnik

Elektro-wrme

Grossraumbro 1'150 1'150 15.2 18.5 11.3 45.0Zellenbro 1'340 1'340 14.0 15.0 12.6 41.6

EDV-Raum 180 180 83.2 4.5 47.7 135.4Verkehrsflchen 1'245 1'245 0.5 18.2 18.7Lager/Technik 885 85 0.3 4.6 6.4 11.3

x 3'600

Total 4'800 4'000 30.0 83.2 60.8 78.0 28.0 280.0

1'340 x 3'600

Spezifischer Elektrizittsbedarf in MJ/m2a Formular 2Verwendungszweck Betriebseinrichtungen Haustechnik Total

Zone

GFm2

EBFm2

Arbeits-hilfen

ZentraleDienste

Beleuch-tung

Lftung/Klima

DiverseTechnik

Elektro-wrme

Grossraumbro 1'150 48 58 35Zellenbro 1'340 38 40 34

EDV-Raum 180 1'664 90 954Verkehrsflchen 1'245 1 53Lager/Technik 885 1 19 26

4'000

Energiekennzahlen in MJ/m2a Formular 3Verwendungszweck Betriebseinrichtungen Haustechnik Total

EBFm2

Arbeits-hilfen

ZentraleDienste

Beleuch-tung

Lftung/Klima

DiverseTechnik

Elektro-wrme

EnergiekennzahlElektrizitt

Teilenenergiekennzahlen 4'000 27 75 55 70 25 252

Summe der Teilenergiekennzahlen Beleuchtung und Lftung/Klima 125

GF: Geschossflche / EBF: Energiebezugsflche / 1 MWh = 3600 MJ

Figur 33: Standardisierte Darstellung des Elektrizittsbedarfs fr das Bankgebude mit 4000 m2

Energiebezugsflche (vgl. Abschnitt 3.1)


3.3 Nutzungsbedingungen und Nutzungsstunden

Vorgaben fr Nutzungsbedingungen und Nutzungsstunden sind eine Voraussetzung fr die Festlegungder Anforderungen nach SIA 380/4.

3.3.1 NutzungsbedingungenDie Nutzungsbedingungen ergeben sich aus den baulichen Verhltnissen und betrieblichen Vorgaben(vgl. Tabelle 34).

Die betrieblichen Nutzungsbedingungen werden in der Regel vom Bauherrn vorgegeben. Diebaulichen Verhltnisse und baulichen Nutzungsbedingungen werden weitgehend von der Architekturbeeinflusst.

Fr ein Grossraumbro (Figur 32) sind z.B. folgende Nutzungsbedingungen festzulegen:

Wie weit ist Tageslichtnutzung mglich?

Wie hoch soll die Beleuchtungsstrke sein?

Welche Personenbelegung ist vorgesehen?

Ist Rauchen erlaubt?

Welche internen Wrmelasten durch Personen, Gerte und Beleuchtung sind zu erwarten?

bliche Nutzungsbedingungen sind in den Tabellen 2 und 3 der Empfehlung aufgefhrt. Es sind aberauch andere Kombinationen oder Zwischenwerte mglich.

3.3.2 NutzungsstundenDie Nutzungsstunden geben die Zeitdauer an, whrend der eine Zone genutzt wird. Die Nut-zungstunden entsprechen z.B. bei Bros der Prsenzzeit des Personals, bei Geschften derffnungszeit, bei Schulen der Unterrichtszeit. Zur Arbeitszeit wird ein Zuschlag fr die Reinigungdazugerechnet (bei Bros betragen die Nutzungsstunden deshalb 11 h/Tag).

In den Tabellen 2 und 3 der Empfehlung sind fr jede Zone (Bro, Verkauf, usw.) Nutzungsstundenangegeben, fr Bros z.B. 2750 h/a (250 Tage 11 h/Tag).

Bei spezieller Nutzung sind die Nutzungsstunden entsprechend anzupassen. Fr das Hndlerbroeiner Bank mit Zweischichtbetrieb ergeben sich z.B. 4000 h/a (250 Tage 16 h/Tag), fr denVerkaufsladen im Bahnhof 4380 h/a (365 Tage 12 h/Tag) oder fr den Schulraum einerBerufsschule mit Abendbelegung 2800 h/a (200 Tage 14 h/Tag).

Die Nutzungsstunden sind klar von den Vollaststunden und der Betriebszeit zu unterscheiden (vgl.Abschnitt 4.3.2).

3.3.3 Effektive Nutzung und ErfolgskontrolleBei der Erfolgskontrolle ist zu berprfen, wie gut die Nutzungsvorgaben der Planung mit der effek-tiven Nutzung bereinstimmen. Abweichungen bei den Nutzungsstunden und Nutzungsbedingungensind in der Regel die wichtigsten Ursachen fr einen Mehr- oder Minderverbrauch an Elektrizitt.

3. Einfhrung 15

Nutzungsbedingungen

Beleuchtung Lftung/Klima

BaulicheVerhltnisse Tageslichtverhltnisse

Fensterlftung /mechanische Belftung

BetrieblicheAnforderungen

Nennbeleuchtungsstrke [lx]

Dekorationsbeleuchtung [W/m2]

Personenflche [m2/P]

Raucher/Nichtraucher [-]

Spezifischer Aussenluftvolumenstrom[m3/hm2]

Interne Wrmelasten [W/m2]

Tabelle 34: Nutzungsbedingungen fr Beleuchtung und Lftung/Klima


3.4 Anforderungen

Die Empfehlung SIA 380/4 stellt nur Anforderungen an den spezifischen Elektrizittsbedarf derVerwendungszwecke Beleuchtung und Lftung/Klima, weil primr die Verbraucher dieserVerwendungszwecke durch den Planer beeinflussbar sind.

Die Nutzungsvorgaben spielen fr den Elektrizittsbedarf eine wesentlich wichtigere Rolle als beimHeizenergiebedarf. Aus diesem Grund kennt die Empfehlung SIA 380/4 zwei Verfahren zurBestimmung der Anforderungen (vgl. auch Figur 35):

Die Grenz- und Zielwerte knnen fr die dort angegebenen Nutzungsstunden und Nutzungs-bedingungen direkt den Tabellen 2 und 3 der Empfehlung entnommen werden (vgl. Abschnitt3.4.2).

Bei abweichenden Nutzungsstunden und Nutzungbedingungen sind die Anforderungen aus denRichtwerten fr die spezifische Leistung und Vollaststunden (Empfehlung, Anhang A2) zuermitteln (vgl. Abschnitt 3.4.3). Nach diesem Vorgehen lassen sich auch Anforderungen fr Zonenableiten, die in der Empfehlung nicht aufgefhrt sind.

Die Anforderungen an den spezifischen Elektrizittsbedarf fr Beleuchtung und Lftung/Klimamssen nicht separat und fr jede einzelne Zone eingehalten werden. Solange gesamthaft einniedrigerer Elektrizittsbedarf resultiert, ist ein Ausgleich zwischen den Anforderungen frBeleuchtung und Lftung/Klima sowie zwischen verschiedenen Zonen zulssig (Empfehlung SIA380/4, Ziffer 3 12).

3.4.1 Grenz- und ZielwerteDie Empfehlung SIA 380/4 stellt Anforderungen in Form von Grenz- und Zielwerten (Figur 36).

Grenzwerte sind mit Komponenten und Systemen, welche dem heutigen Stand der Technikentsprechen, erreichbar und wirtschaftlich vertretbar. Sie sind bei Neubauten, neuen Anlagen sowiebei von einem Umbau betroffenen Betriebseinrichtungen einzuhalten.

Zielwerte knnen nur bei optimaler Kombination von energetisch guten Komponenten und Systemenerreicht werden. Es handelt sich also um Bestwerte. Diese sind bei Neubauten und neuen Anlagenanzustreben. Deren Wirtschaftlichkeit ist von Fall zu Fall zu prfen.

In der Praxis erreichbare Projektwerte liegen normalerweise zwischen den Grenz- und Zielwerten.

3. Einfhrung 17

Berechnung aus allge-meinen und ver- schrften Richtlinien(spezif. Leistung, Vollaststunden)

[W/m2, h/a]

Grenz- und Zielwerte

[MJ/m2a]

Abschnitt 3Tabellen 2, 3

Nutzungsstunden/-bedingungen

Wie in Tabelle 2 und 3 vorgegeben

Abweichend

Anhang A2Tabellen 47, 911

Anforderungen

Abschnitt 3

Figur 35: Die zwei Verfahren zur Bestimmung der Anforderungen nach der Empfehlung SIA 380/4

Grenzwerte

Zielwerte

- zu erfllen- wirtschaftlich

- anzustreben fr Neubauten / -anlagen- erreichbar mit optimaler Kombination von Komponenten- erfordern integrale Planung- Machbarkeit / Komfort / wirtschaftliche Tragbarkeit prfen

MJ/

m2a

Figur 36: Anforderungsniveau Grenz- und Zielwerte


3.4.2 Anforderungen bei Nutzungsstunden und Nutzungsbedingungen gemss den Tabellen 2 und 3der Empfehlung

Wenn die vorgebenen Nutzungsstunden und Nutzungsbedingungen den Angaben in den Tabellen 2und 3 der Empfehlung entsprechen, knnen die Anforderungen direkt aus diesen Tabellenherausgelesen werden.

Die nebenstehenden Tabellen 37 und 38 geben fr die Zone Grossraumbro des Bankgebudes vonAbschnitt 3.1 die Nutzungsstunden und Nutzungsbedingungen fr die Beleuchtung und frLftung/Klima sowie die zugeordneten Grenz- und Zielwerte, entsprechend den Tabellen 2 und 3 inder Empfehlung, wieder.

Die in Figur 33 angegebenen Objektwerte des spezifischen Elektrizittsbedarfs fr die Beleuchtungder Grossraumbros von 58 MJ/m2a, resp. von 35 MJ/m2a fr Lftung/Klima liegen zwischen denGrenz- und Zielwerten, und die Anforderungen der Empfehlung SIA 380/4 sind somit erfllt.

3. Einfhrung 19

Nutzungsbedingungen

Nutzungsstunden: 2750 h/a

Nennbeleuchtungsstrke: 500 Lux

Tageslichtnutzung: zum Teil

Spezifischer Elektrizittsbedarf EB

Anforderung: Grenzwert Zielwert Empfehlung

70 MJ/m2a 40 MJ/m2a Tabelle 2

Ermittelter Objektwert:(vgl. Figur 33)

58 MJ/m2a Anforderungen erfllt!

Tabelle 37: Bestimmung der Anforderungen gemss Tabelle 2 der Empfehlung SIA 380/4 fr dieBeleuchtung der Grossraumbros eines Bankgebudes

Nutzungsbedingungen


Personenflche: 10 m2/P

Spez. Aussenluftstrom:

Raucheranteil: Nichtraucher

Interne Wrmelast: 30 W/m2

Spezifischer Elektrizittsbedarf ELK

Anforderung: Grenzwert Zielwert Empfehlung

40 MJ/m2a 20 MJ/m2a Tabelle 3


35 MJ/m2a Anforderungen erfllt!

Tabelle 38: Bestimmung der Anforderungen gemss Tabelle 3 der Empfehlung SIA 380/4 frLftung/Klima der Grossraumbros eines Bankgebudes


3.4.3 Ermittlung der Anforderungen bei abweichenden Nutzungsstunden und -bedingungen aus denRichtwerten im Anhang 2 der Empfehlung

Bei von den Angaben in Tabelle 2 und 3 der Empfehlung abweichenden Nutzungsstunden undNutzungsbedingungen sind die Grenz- und Zielwerte fr den spezifischen Elektrizittsbedarf aus denRichtwerten im Anhang A2 der Empfehlung zu ermitteln.

Die Grenzwerte werden dabei aus den allgemeinen Richtwerten, die Zielwerte aus den verschrftenRichtwerten nach folgender Formel berechnet:

Spez. Elektrizittsbedarf = Spez. Leistung x Vollaststunden x 0.0036 x 0.9

[MJ/m2a] [W/m2] [h/a] [MJ/Wh] [ - ]

Da die spezifische Leistung auf die Nettogeschossflche bezogen ist, enthlt obige Formel einenKorrekturfaktor von 0.9 fr die Umrechnung von der Nettogeschossflche auf die Geschossflche.

Anforderungen fr die BeleuchtungFr die Beleuchtung wird die spezifische Leistung in Funktion der Beleuchtungsstrke bestimmt(Empfehlung, Tabelle 4). Fr Nutzungen wie Verkauf und Restaurant ist zustzlich eine allflligeDekorationsbeleuchtung zu bercksichtigen. Die Vollaststunden sind abhngig von der Tageslicht-nutzung und der Nutzungsintensitt der Rume (Empfehlung, Tabelle 5).

Die Bestimmung der Anforderungen fr Nutzungsbedingungen, welche von den Angaben in denTabellen 2 und 3 der Empfehlung SIA 380/4 abweichen, wird nachfolgend am Beispiel derBeleuchtung einer Verkehrsflche fr das im Abschnitt 3.1 beschriebene Bankgebude erlutert:Weil in dieser Verkehrszone auch Arbeitspltze fr den Empfang untergebracht sind, ist hier eineNennbeleuchtungsstrke von 200 lx gefordert. Tabelle 39 zeigt die Ermittlung der Anforderungenaus den Richtwerten aus dem Anhang A2 der Empfehlung auf.

Der in Figur 33 fr Verkehrsflchen angegebene Objektwert des spezifischen Elektrizittsbedarfsvon 53 MJ/m2a liegt fr die effektiven Nutzungsbedingungen damit unterhalb des aus denRichtwerten abgeleiteten Grenzwertes.

Anforderungen fr Lftung/KlimaDie Anforderungen an den spezifischen Elektrizittsbedarf fr Lftung/Klima setzen sich aus denRichtwerten fr Luftfrderung und Khlung zusammen.

Der spezifische Elektrizittsbedarf fr die Luftfrderung wird durch die NutzungsbedingungenPersonenbelegung und Raucher/Nichtraucher und, in Zonen ohne definierte Personenbelegung,direkt durch den spezifischen Aussenluftvolumenstrom bestimmt. Der Anteil der Khlung ist von deninternen Wrmelasten abhngig.

In Tabelle 310 werden die Anforderungen Lftung/Klima am Beispiel eines Brsenhndler-Brosmit Nutzungsstunden von 4000 h/a ermittelt.

Die spezifischen Leistungen fr die Luftfrderung und die Khlung knnen bei den vorgegebenenNutzungsbedingungen den Tabellen 6 und 10 im Anhang A2 der Empfehlung entnommen werden.Die Vollaststunden aus den Tabellen 9 und 11 werden proportional zu den hheren Nutzungsstundenvon 2750 auf 4000 h/a umgerechnet.

3. Einfhrung 21

Nutzungsbedingungen:


Nennbeleuchtungsstrke: 200 Lux

Tageslichtnutzung: keine

Richtwerte: Allgemein Verschrft EmpfehlungSpez. Leistung pB 7.0 W/m2 5.5 W/m2 Tabelle 4Vollaststunden hB : 2750 h/a 2400 h/a Tabelle 5

Spezifischer Elektrizittsbedarf EB : EB = pB x hB x 0.0036 x 0.9

Anforderung: Grenzwert Zielwert

62 MJ/m2a 43 MJ/m2a


53 MJ/m2a (Anforderungen erfllt!)

Tabelle 39: Ableitung der Anforderungen an den spezifischen Elektrizittsbedarf fr dieBeleuchtung einer Verkehrsflche mit Empfang in einem Bankgebude aus den Richtwerten vonAnhang A2 der Empfehlung SIA 380/4

Nutzungsbedingungen:


Personenflche: 10 m2/Person1)

Spez. Aussenluftstrom: m3/h m2 1)

Raucheranteil: 100 % Raucher

Interne Wrmelast: 30 W/m2

Richtwerte: Allgemein Verschrft EmpfehlungSpez. Leistung pLF: 4.2 W/m2 2.1 W/m2 Tabelle 6Vollaststunden hLF: 4000 h/a 2900 h/a Tabelle 9Spez. Leistung pK : 12.0 W/m2 10.0 W/m2 Tabelle 10Vollaststunden hK: 800 h/a 580 h/a Tabelle 11

Spezifischer Elektrizittsbedarf ELK: ELK=(pLF x hLF + pK x hK) x 0.0036 x 0.9

Anforderung: Grenzwert Zielwert

86 MJ/m2a 39 MJ/m2a

Tabelle 310: Ableitung der Anforderungen an den spezifischen Elektrizittsbedarf fr Lftung/Kli-ma von Hndlerbros einer Bank aus den Richtwerten in Anhang A2 der Empfehlung SIA 380/41) Es ist nur eine der beiden Angaben ntig.


3.5 Planungsablauf, Aufgaben und Leistungen

Die Vorgehensschritte bei der Anwendung der Empfehlung SIA 380/4 sind in Figur 1 der Empfehlungdargestellt.

Erreichen die Objektwerten die gestellten Anforderungen nicht, ist der Elektrizittsbedarf freinzelne Zonen zu optimieren. Dabei sind sowohl die Nutzungsvorgaben wie auch architektonischeund installationstechnische Lsungen in den Optimierungsprozess einzubeziehen.

Im folgenden wird das Vorgehen in den einzelnen Projektphasen erlutert. Figur 311 zeigt dieprinzipiellen Vorgehensschritte.

3.5.1 VorstudieAusgehend von den Vorgaben des Bauherrn fr ein Gebude und dessen Nutzung werden in einemersten Schritt die Nutzungsstunden und Nutzungsbedingungen fr das Gebude resp. dessen Zonenfestgelegt.

Lage, Orientierung und Gliederung eines Gebudes haben einen erheblichen Einfluss auf dessenElektrizittsbedarf. Die energetische Beurteilung und berprfung der baulichen und installations-technischen Randbedingungen z.B. im Rahmen eines Architektur- oder Haustechnikwettbewerbes ist deshalb eine wichtige Aufgabe der Vorstudienphase.

In der Vorstudienphase wird die Elektrizittsbilanz gewhnlich auf der Basis der zu erfllendenAnforderungen resp. aufgrund von Erfahrungswerten, wie sie im Anhang A3 der Empfehlung SIA380/4 zu finden sind, aufgestellt. Auf diese Weise kann bereits zu einem frhen Zeitpunkt und mitkleinem Aufwand der sptere Elektrizittsverbrauch des Gebudes abgeschtzt werden. Dieses Vor-gehen wird in Abschnitt 4.2 nher beschrieben.

Bei bestehenden Bauten umfasst die Vorstudie in der Regel eine Zustandsaufnahme mit Elektrizi-ttsverbrauchsanalyse.

3.5.2 VorprojektIm Vorprojekt sind, zusammen mit dem Bauherrn und dem Architekten, die baulichen undbetrieblichen Voraussetzungen fr eine hinsichtlich Energiebedarf, Betriebs- und Investitionskostenoptimierte Haustechnik zu schaffen.

Zu diesem Zweck sind z.B. Varianten zur Optimierung der Tageslichtnutzung und zur Reduktion dersommerlichen Raumtemperatur zu untersuchen. Der Bedarf fr Betriebseinrichtungen und haustech-nische Installationen und Systeme ist abzuklren.

Die Systemwahl fr Beleuchtung und Lftung/Klima ist zentraler Inhalt der Vorprojektphase. Anhanddetaillierterer Nutzungs- und Betriebskonzepte sind die Vorgaben fr die Betriebseinrichtungen zukonkretisieren und bezglich ihrer Konsequenzen auf die Wahl der lftungstechnischen Systeme zuberprfen. Als Ergebnis fr die weitere Planung sind die internen Wrmelasten pro Zonefestzulegen.

Bei Zonen, fr deren Nutzung lftungstechnische Anlagen erforderlich sind, sind die baulichen undanlagetechnischen Voraussetzungen fr eine Luftfrderung bei optimierten Druckverlusten zuschaffen.

3. Einfhrung 23

Vorstudie/Vorprojekt

Projektphase Basiswerte Standardisierte Darstellung

Verwendungszweck

Zone

Projekt

Betrieb(Sanierung)

Verwendungszweck

Zone

Verwendungszweck

Zone

Rechen- und Planungswerte

fr alle Verwendungszwecke

Grenz- oder Zielwerte frBeleuchtung und Lftung/Klima

Erfahrungswerte frArbeitshilfen, Zentrale Dienste,Diverse Technik, Elektrowrme

Energieverbrauchsanalyse

mittels

Energierechnungen Messungen Verbraucherliste

Figur 311: Anwendung der Empfehlung SIA 380/4 in verschiedenen Projektphasen

Im Vorprojekt ist ferner ein Messkonzept (siehe Beispiel in Abschnitt 5.4.4) zu entwerfen, welchesdie zu erfllenden Verbrauchsziele und die zugehrigen Betriebsdaten festhlt.

In der Vorprojektphase kann die Elektrizittsbilanz z.B. nach dem einfache Berechnungsverfahrengemss Abschnitt 4.3 berechnet werden. Dieses liefert ausgehend von konkreten Systemdaten mitkleinem Aufwand den Elektrizittsbedarf fr einzelne Zonen.

3.5.3 BauprojektIm Bauprojekt erfolgt die Dimensionierung der Anlagen und die Auswahl der Komponenten. DurchVariation von Dimensionierung und Betriebsweise der verschiedenen Anlagen lsst sich derElektrizittsbedarf optimieren.

Der Elektrizittsbedarf wird in dieser Phase aufgrund der Projektdaten der Anlagen ermittelt. Nebeneinfachen Berechnungsmethoden (vgl. Abschnitte 4.3 und 4.4) bieten sich in dieser Phase auchDetailberechnungsverfahren (vgl. Abschnitt 4.5) an.


3.5.4 RealisierungDie im Rahmen der Projektierung optimierten Lsungen sind in die Ausschreibungen umzusetzen, inder Ausfhrung konsequent zu realisieren und bei den Abnahmen zu kontrollieren.

In dieser Phase wird, gesttzt auf das Messkonzept, ein Konzept fr die Betriebsoptimierungaufgestellt. Dieses hat quantifizierte Zielvorgaben fr den zu erreichenden Elektrizittsverbrauch zuenthalten.

3.5.5 ErfolgskontrolleIn der Betriebsphase kann der Erfolg der Planung und der Optimierung des Elektrizittsbedarfs ber-prft werden. Die Erfolgskontrolle wird sinnvollerweise parallel zur Betriebsoptimierung der haus-technischen Anlagen durchgefhrt.

Zentraler Teil dieser Erfolgskontrolle ist der Vergleich von berechnetem und tatschlichem Elektrizi-ttsbedarf. Am Ende der Betriebsoptimierung ist der Nachweis zu erbringen, dass dieProjektvorgaben eingehalten werden, oder es sind die Abweichungen zu begrnden. Bei grsserenAbweichungen sind die effektiven Nutzungsbedingungen den Nutzungsvorgaben aus der Planunggegenberzustellen.

Instrumente der Erfolgskontrolle sind: Verbraucherliste, Energierechnungen, Messungen (wo mglichvia Leitsystem mit vorbereiteter Auswertung). Je besser die Verbrauchserfassung whrend derPlanung vorbereitet wurde, desto einfacher und aussagekrftiger ist die Erfolgskontrolle.

Die standardisierte Darstellung des Elektrizittsbedarfs dient in der Betriebsphase als Controlling-Instrument. Sie ermglicht auch einen klaren berblick ber die Verbrauchsentwicklung.

3.5.6 Aufgaben und Leistungen der BeteiligtenIm Kapitel 4 der Empfehlung SIA 380/4 sind, in Ergnzung zu den bestehenden Leistungs- undHonorarordnungen des SIA, die elektrizittsrelevanten Aufgaben und Leistungen der Beteiligten auf-gefhrt.

Figur 312 gibt einen berblick ber die Beteiligten und illustriert deren Aufgaben.

3. Einfhrung 25

- Pflichtenheft Energie erstellen- Erfolgskontrolle whrend Projektie- rung / Realisierung / Betrieb

Energiebeauftragter

FachingenieurElektro

- Systemwahl Beleuchtung- Elektrizittsbilanz Beleucht.- Optimierung Beleuchtung- Elektrizittsbedarf Betriebs- gerte

- Elektrizittsbilanz Gebude- Messkonzept Gebude

- Systemwahl Diverse Technik- Optimierung DT- Elektrizittsbilanz DT

Gesamtleiter/Architekt

Auftraggeber

- Festlegen der Projektorganisation- Festlegen des Vorgehens- Festlegen der Anforderungen- Festlegen der Verantwortlichkeiten bei Betriebsoptimierung und Erfolgskontrolle

- Vorschlag Projektorganisation- Vorschlag Fachingenieure / Berater- Koordination- Pflichtenheft Energie (Mitwirkung)- Bauliche Voraussetzungen fr rationelle Energienutzung schaffen- Bei Systemwahl und Optimierung mitwirken- Flchenangaben liefern

- Systemwahl Lftung/Klima- Elektrizittsbilanz Lftung/Klima- Vergleich mit Anforderungen- Optimierung Lftung/Klima- Betriebsdaten fr Messkonzept

Faching. Heizung und Sanitr

Fachingenieur Lftung/Klima

Figur 312: Aufgaben und Leistungen der Beteiligten im Planungsteam gemss Empfehlung SIA380/4, Kapitel 4.


4. Ermittlung des Elektrizittsbedarfs

4.1 bersicht ber die Berechnungsverfahren 29

4.2 Schtzung aufgrund von Erfahrungswerten 30

4.3 Einfache Berechnung ber spezifische Leistung,Betriebsfaktoren und Vollaststunden 32

4.3.1 Vorgehen 324.3.2 Rechenmodell und Formeln 344.3.3 Berechnung des Elektrizittsbedarfs von Arbeitshilfen (AH) 364.3.4 Berechnung des Elektrizittsbedarfs fr Allgemeinbeleuchtung (BA) 384.3.5 Berechnung des Elektrizittsbedarfs fr die Luftfrderung (LF) 404.3.6 Berechnung Luftkhlung (KL) 424.3.7 Berechnung Wasserkhlung (KW) 444.3.8 Diverse Technik (DT) 46

4.4 Ermittlung aus Projektdaten der Haustechniksysteme 48

4.4.1 Rechenmodell und Basisformeln 484.4.2 Ermittlung des Elektrizittsbedarfs fr Beleuchtung 484.4.3 Berechnung des Elektrizittsbedarfs fr Lftung/Klima 50

4.5 Hinweise auf Verfahren zur Detailberechnung 52

4.5.1 Detailberechnungsverfahren Beleuchtung 524.5.2 Detailberechnungsverfahren Lftung/Klima 54


4.1 bersicht ber die Berechnungsverfahren

Die Empfehlung SIA 380/4 stellt das Verfahren zur Berechnung des Elektrizittsbedarfs frei. In Ziffer2 2 wird lediglich verlangt, dass die Ermittlung des Elektrizittsbedarfs nachvollziehbar sein muss.Die Berechnung hat deshalb immer in der standardisierten Darstellung zu erfolgen.

Fr die verschiedenen Projektphasen stehen unterschiedliche Berechnungsverfahren zur Verfgung.Diese erlauben mit fortschreitender Planung eine zunehmenden Genauigkeit in der Prognose desElektrizittsbedarfs.

In den nachfolgenden Abschnitten werden folgende 3 Verfahren nher vorgestellt:

Schtzung aufgrund von Erfahrungswerten (Abschnitt 4.2)

Einfache Berechnung ber spezifische Leistung, Betriebsfaktoren und Vollaststunden (Abschnitt4.3)

Ermittlung aus Projektdaten der Haustechniksysteme (Abschnitt 4.4)

Zudem werden Hinweise auf detaillierte Berechnungsverfahren gegeben (Abschnitt 4.5).


4.2 Schtzung aufgrund von Erfahrungswerten

Eine erste grobe Schtzung des Elektrizittsbedarfs kann ausgehend von den Teilenergiekennzahlenin Anhang A3 4 der Empfehlung SIA 380/4 erfolgen. Durch Multiplikation der Teilenergiekennzahlenmit der Energiebezugsflche des Gebudes (und Umrechnung von MJ auf MWh) erhlt man rascherste Anhaltspunkte fr den knftigen Elektrizittsverbrauch.

Eine etwas genauere Schtzung wird mglich, wenn das Gebude in Zonen eingeteilt und einevollstndige Elektrizittsbilanz auf der Basis von Grenz- oder Zielwerten fr den spezifischenElektrizittsbedarf fr Beleuchtung und Lftung/Klima (Tabellen 2 und 3 der Empfehlung) und aufder Basis von Erfahrungswerten fr die Betriebseinrichtungen (Anhang A3 3 der Empfehlung) auf-gestellt wird.

Bei diesem Vorgehen setzt man die erwhnten Werte zuerst in das Formular 2 (Spezifischer Elektri-zittsbedarf) bzw. Formular 3 (Energiekennzahlen) ein, multipliziert diese mit den Geschossflchender entsprechenden Zonen resp. der Energiebezugsflchen und erhlt (nach Umrechnung von MJ aufMWh) die Angaben fr die Elektrizittsbilanz (Formular 1). Der Rechengang erfolgt also inumgekehrter Richtung als im Anhang A3 1 der Empfehlung und im Abschnitt 3.2.3 angegeben.

Tabelle 41 zeigt ein Beispiel fr eine solche Abschtzung des Elektrizittsbedarfs (Beispiel vonAbschnitt 3.1). Der spezifische Elektrizittsbedarf fr die Beleuchtung der Grossraumbros wird mit55 MJ/m2a, entsprechend dem Mittelwert zwischen Grenz- und Zielwert eingesetzt. Daraus leitetsich bei der gegebenen Geschossflche von 1'150 m2 ein Elektrizittsbedarf fr die Beleuchtung derGrossraumbros von 17.6 MWh/a ab. Die Teilenergiekennzahl fr Diverse Technik wirdentsprechend den Erfahrungswerten in Anhang A3 4 der Empfehlung mit 20 MJ/m2a angenommen(Mittelwert zwischen Angaben fr Brogebude unter A3 42 und A3 43), woraus einElektrizittsbedarf von 22.2 MWh/a fr Diverse Technik resultiert. Auf diese Weise wird dieElektrizittsbilanz bis zu ihrer Komplettierung zellenweise ausgefllt.

Ein weiteres Beispiel fr die Abschtzung des Elektrizittsbilanz aufgrund von Erfahrungswerten istin Abschnitt 5.2 wiedergegeben.



Zone

GFm2

EBFm2

Arbeits-hilfen

ZentraleDienste

Beleuch-tung

Lftung/Klima

DiverseTechnik

Elektro-wrme

Grossraumbro 1'150 1'150 17.6

Zellenbro 1'340 1'340EDV-Raum 180 180Verkehrsflchen 1'245 1'245Lager/Technik 885 85

3'600

Total 4'800 4'000 22.2 22.2

x 1'150 3'600

Spezifischer Elektrizittsbedarf in MJ/m2a Formular 2Verwendungszweck Betriebseinrichtungen Haustechnik Total

Zone

GFm2

EBFm2

Arbeits-hilfen

ZentraleDienste

Beleuch-tung

Lftung/Klima

DiverseTechnik

Elektro-wrme

Grossraumbro 1'150 55

Zellenbro 1'340EDV-Raum 180Verkehrsflchen 1'245Lager/Technik 885

x 4'000

Energiekennzahlen in MJ/m2a Formular 3Verwendungszweck Betriebseinrichtungen Haustechnik Total

EBFm2

Arbeits-hilfen

ZentraleDienste

Beleuch-tung

Lftung/Klima

DiverseTechnik

Elektro-wrme

EnergiekennzahlElektrizitt

Teilenenergiekennzahlen 4'000 20

Summe der Teilenergiekennzahlen Beleuchtung und Lftung/Klima

GF: Geschossflche / EBF: Energiebezugsflche / 1 MWh = 3600 MJ

Tabelle 41: Schtzung des Elektrizittsbedarfs aufgrund von Erfahrungswerten fr den spezifischenElektrizittsbedarf und fr Teilenergiekennzahlen aus Anhang A3 der Empfehlung SIA 380/4


4.3 Einfache Berechnung ber spezifische Leistung, Betriebs-faktoren und Vollaststunden

Die nachfolgend dargestellte einfache Berechnung ist ein weiteres von verschiedenen mglichenVerfahren, um den Elektrizittsbedarf eines Gebudes zu ermitteln, ohne zuerst eine detaillierteVerbraucherliste aufstellen zu mssen. Ein vollstndiges Beispiel fr eine Berechnung nach dieserMethode findet sich im Anhang A2.

Bei diesem Vorgehen wird der spezifische Elektrizittsbedarf zellenweise fr jeden Verwendungs-zweck einer Zone ermittelt. Mit diesem einfachen Instrument knnen die Auswirkungen derNutzungsbedingungen sowie der Systemdaten der Haustechnik auf den Elektrizittsbedarf raschabgeschtzt werden. Insbesondere lassen sich damit die Auswirkungen der internen Wrmelasten aufden Elektrizittsbedarf fr Lftung/Klima aufzeigen.

4.3.1 VorgehenDie Berechnung erfolgt nach den Vorgehensschritten gemss Tabelle 42. Vor Beginn der Be-rechnung muss das Gebude in Zonen aufgeteilt und mssen deren Flchen ermittelt werden. Zudemsind fr jede Zone die Nutzungsstunden und Nutzungsbedingungen festzulegen.

In einem ersten Schritt wird der spezifische Elektrizittsbedarf fr die Betriebseinrichtungen und dieBeleuchtung ermittelt. Diese Ergebnisse werden fr die Bestimmung der internen Wrmelastenbentigt, welche die Basis zur Berechnung des Elektrizittsbedarfs fr Lftung/Klima liefern.

Nach getroffener Systemwahl wird der spezifische Elektrizittsbedarf fr die einzelnen lftungs-technischen Funktionen separat ermittelt. Zustzlich zur Luftfrderung ist eine allfllige Khlung zubercksichtigen, welche je nach System mittels Luft und/oder Wasser erfolgt. Die Beitrge werdenzum spezifischen Elektrizittsbedarf Lftung/Klima summiert.

Der Elektrizittsbedarf fr Diverse Technik wird gesamthaft fr das ganze Gebude berechnet. DerElektrowrmebedarf wird nach Empfehlung SIA 380/1 ermittelt.

Aus dem spezifischen Elektrizittsbedarf (Formular 2) werden schliesslich die Angaben fr dieFormulare 1 und 3 nach dem Rechenschema von Figur 41 (Abschnitt 4.2) ermittelt.


Schritte Grundlagen

Grundlagen fr Berechnung

1. Gebude oder Gebudeteil in Zonen unterschiedlicher elektrischerNutzung unterteilen

2. Nutzungsbedingungen und Nutzungsstunden pro Zone festlegen EmpfehlungKap. 3

Spezifischer Elektrizittsbedarf Formular 2

Aus spezifischer Leistung und Vollaststunden spezifischen Elektrizittsbedarffr alle Verwendungszwecke berechnen:

Kap. 4.3.2Formel A

3. Spezifischen Elektrizittsbedarf Arbeitshilfen (AH)berechnen

Kap. 4.3.3

4. Spezifischen Elektrizittsbedarf Zentrale Dienste (ZD) berechnen keine

5. Spezifischen Elektrizittsbedarf Allgemeinbeleuchtung (BA)berechnen

Kap. 4.3.4

6. Spezifischen Elektrizittsbedarf Zusatzbeleuchtung (BZ)berechnen

keine

7. Interne Wrmelasten aus Personenbelegung, Betriebseinrichtungen undBeleuchtung ermitteln

EmpfehlungAnhang A2 23

8. Spezifischen Elektrizittsbedarf Luftfrderung (LF)berechnen

Kap. 4.3.5

9. Spezifischen Elektrizittsbedarf fr Luftkhlung (KL) inkl. allflligeBefeuchtung berechnen

Kap. 4.3.6

10. Spezifischen Elektrizittsbedarf fr Wasserkhlung (KW) berechnen Kap. 4.3.7

11. Spezifischen Elektrizittsbedarf Lftung/Klima aus Anteilen frLuftfrderung, Luftkhlung und Wasserkhlung summieren

12. Spezifischen Elektrizittsbedarf Diverse Technik (DT) berechnen Kap. 4.3.8

13. Spezifischen Elektrizittsbedarf Elektrowrme berechnen SIA 380/1

Elektrizittsbilanz Formular 1

14. Aus spezifischem Elektrizittsbedarf und zugehrigen GeschossflchenElektrizittsbedarf ermitteln

Kap. 4.3.2Formel B

Energiekennzahlen Formular 3

15. Aus Elektrizittsbedarf pro Verwendungszweck und EnergiebezugsflcheTeilenergiekennzahlen ermitteln

Kap. 4.3.2Formel C

Tabelle 42: Vorgehensschritte fr die einfache Berechnung der Elektrizittsbilanz in stan-dardisierter Darstellung aus spezifischer Leistung, Betriebsfaktoren und Vollaststunden


4.3.2 Rechenmodell und FormelnDie Berechnung geht von spezifischen Leistungen und Vollaststunden aus. Die Vollaststundenwerden dabei als Produkt aus Nutzungsstunden (vgl. Abschnitt 3.3.2) und sogenanntenBetriebsfaktoren ermittelt.

Die Berechnung gleicht dem Rechengang zur Berechnung der Anforderungen aus den Richtwertengemss Ziffer 3 3 der Empfehlung SIA 380/4. Die einfache Berechnung des Elektrizittsbedarfs nachder vorliegenden Methode und die Ableitung der Grenz- und Zielwerte aus den Richtwerten gemssZiffer 3 3 der Empfehlung sind aber klar auseinanderzuhalten.

Figur 43 zeigt die Zusammenhnge zwischen den Elementen der einfachen Berechnung. Angabenzu den Betriebsfaktoren finden sich im Anhang A2

Die Berechnung des spezifischen Elektrizittsbedarfs erfolgt fr jeden Verwendungszweck und jedeZone nach folgender Basisformel:

E = p x h x 0.0036 x 0.9 *

p Die spezifische Leistung entspricht der ber eine Viertelstunde gemittel-ten effektiven Leistung eines Verwendungszweckes bei Volllast, bezogenauf die Nettogeschossflche.

W/m2

h Mit Vollaststunden wird die energiequivalente jhrliche Betriebszeiteines Verwendungszweckes bei Vollast bezeichnet.

h/a

* Umrechnungsfaktor zwischen Nettogeschossflche und Geschossflche. DieNettogeschossflche einer Zone entspricht etwa 90 % der (Brutto-)Geschossflche.

-

Formel A: Berechnung des spezifischen Elektrizittsbedarfs E [MJ/m2a] aus spezifischer Leistungund Vollaststunden

Der Elektrizittsbedarf wird wie folgt aus dem spezifischen Elektrizittsbedarf abgeleitet:

Q = Fehler!

E Spezifischer Elektrizittsbedarf MJ/m2a

GF Geschossflche m2

Formel B: Berechnung des Elektrizittsbedarfs Q [MWh/a] aus dem spezifischen Elektrizittsbedarf

Die Teilenergiekennzahlen werden schliesslich nach folgender Formel aus der Totalzeile derElektrizittsbilanz ermittelt:

TEK = Fehler!

Qtot Elektrizittsbedarf (Totalzeilen von Formular 1) MWh/a

EBF Energiebezugsflche m2

Formel C: Berechnung der Teilenergiekennzahlen TEK [MJ/m2a] pro Verwendungszweck aus derEnergiebilanz


p

Vollaststunden

Betriebsstunden

Nutzungsstunden

Zeit [h]

Leistung [W/m2]

Elektrizittsbedarf Q [MWh/a]bezogen auf Nettogeschossflche

Tagesgang der Leistung eines Verwendungszweckes(z.B. Arbeitshilfen Bro)

Spezifische Leistung p [W/m2]

Vollaststunden = Betriebsfaktor x Nutzungsstundenh [h/a] = f [] x hN [h/a]

Die Flche des Rechteckes mit der Hhe p (spezifische Leistung) und der Lnge h (Vollast stunden) reprsentiert

den Elektri zittsbedarf Q eines bestimmten Verwendungszweckes (z.B. Arbeitshilfen Bro). Diese Flche ist gleich

gross wie diejenige, welche unterhalb des Tagesganges der Leistung liegt.

Die spezifische Leistung p ist diejenige Leistung, welche auftritt, wenn alle angeschlossenenVerbraucher eines Verwendungszweckes auf Vollast betrieben werden. Diese Leistung ist in derRegel kleiner als die installierte Leistung (Ausnahme: Beleuchtung) aber grsser als die maximalmessbare Leistung (es sind kaum je smtliche Verbraucher auf Vollastbetrieb).

Die Nutzungsstunden entsprechen der Zeitdauer pro Jahr, whrend der eine bestimmte Zonegenutzt wird, z.B. Bros: 2750 h/a, Laden: 3600 h/a.

Die Betriebszeit ist die Einschaltdauer von Anlagen und Gerten. Bei Verbrauchern mit kon-stanter Leistung entsprechen die Vollaststunden der Betriebszeit, bei variabler Leistung sind dieVollaststunden kleiner als die Betriebszeit.

Der Betriebsfaktor gibt das Verhltnis zwischen den Volllaststunden und den Nutzungsstundenan. Mit den Betriebsfaktoren werden verschiedene Einflussfaktoren, welche die Vollaststundenbeeinflussen, in die Berechnung einbezogen wie z.B. Tageslichtnutzung, Steuerungen undRegelungen von elektrischen Anlagen, Standbyverbrauch, Benutzerverhalten. Da derBetriebsfaktor von unterschiedlichen Einflssen abhngig ist, muss er fr jeden einzelnenVerwendungszweck berechnet, bzw. aus den Teilbetriebsfaktoren zusammengesetzt werden. Dieseknnen den Tabellen im Anhang A2 entnommen werden.

Figur 43: Zusammenhang zwischen spezifischer Leistung, Betriebsfaktoren, Vollaststunden undElektrizitrtsbedarf.


4.3.3 Berechnung des Elektrizittsbedarfs von Arbeitshilfen (AH)Die spezifischen Leistung von Arbeitshilfen wird nach folgender Formel berechnet:

pAH = Fehler!

PPAH Leistung pro Person oder Arbeitsplatz W/P

PF Personenflche (Nettogeschossflche pro Person oder Arbeitsplatz) m2/P

PPAH = PsAH x kpAH x rG

PsAH Standbyleistung Gert W

kpAH Faktor effektive Leistung

rG Gertedichte Gert/P

Formel D: Berechnung der spezifischen Leistung pAH [W/m2] fr alle Arbeitshilfen

Leistungsdaten fr Arbeitshilfen knnen den Tabellen A2-1 bis A2-4 im Anhang A2 entnommen wer-den.

Um die spezifische Leistung aller Arbeitshilfen einer Zone zu erhalten, mssen die Teilergebnisse(fr PC, Bildschirme, Kopierer, Drucker, etc.) aufsummiert werden.

Die Vollaststunden von Arbeitshilfen werden nach folgender Formel berechnet:

hAH = fcAH x feAH x hN

fcAH Faktor Betriebszeit

feAH Faktor Bedarfsanpassung

hN Nutzungsstunden h/a

Formel E: Berechnung der Vollaststunden hAH [h/a] fr Arbeitshilfen mit Hilfe von Betriebs-

faktoren

Die Faktoren fr die Betriebszeit fcAH und fr Bedarfsanpassung feAH knnen den Tabellen A2-5 undA2-6 im Anhang A2 entnommen werden.


Beispiel: Berechnung des Elektrizittsbedarfs von PCs in einer Brozone (Geschossflche: 500m2, Nutzungsstunden: 2750 h/a) mit nachfolgenden Gertekenndaten:

Gegeben: Standbyleistung PC (sparsames Gert) pSAH 30 W (Tabelle A21)Standbyleistung Bildschirm pSAH 30 W (Tabelle A21)Faktor effektive Leistung kpAH 1.5 (Tabelle A22)Gertedichte rG 0.8 Gerte/P (Tabelle A23)Personenflche PF 15 m2/P (Tabelle A24)

Faktor Betriebszeit, fcAH 0.5 (Tabelle A25)Faktor Bedarfsanpassung, feAH 0.3 (Tabelle A26)

Lsung: Spezifische Leistung:

pAH = Fehler!= 4.8 W/m2 (Formel D)

Vollaststunden:hAH = 0.5 x 0.3 x 2750 = 413 h/a (Formel E)

Spezifischer Elektrizittsbedarf:EAH = 2.4 x 413 x 0.0036 x 0.9 = 6.4 MJ/m

2a (Formel A)

Elektrizittsbedarf:

QAH = Fehler!= 0.9 MWh/a (Formel B)


4.3.4 Berechnung des Elektrizittsbedarfs der Allgemeinbeleuchtung (BA)Fr die Berechnung der spezifischen Leistung der Beleuchtung kommt folgende Formel zurAnwendung:

pBA = Fehler!

Em Beleuchtungsstrke lx

B Beleuchtungswirkungsgrad l Lichtausbeute lm/W

Formel F: Berechnung der spezifischen Leistung pBA [W/m2] fr Beleuchtung

Die Beleuchtungskennwerte fr die Berechnung knnen den Tabellen A27 bis A29 im Anhang 2entnommen werden.

Weitere Angaben ber empfohlene Beleuchtungsstrken finden sich in den Empfehlungen derschweizerischen Lichttechnischen Gesellschaft (SLG). Angaben zu Beleuchtungswirkungsgradenund Lichtausbeuten finden sich in den Katalogen der Leuchtenhersteller.

Fr die Berechnung der Vollaststunden kommt folgende Formel zur Anwendung:

hBA = hN x (1 - TDA x TAN) x feBA

TDA Deckungsanteil Tageslicht

TAN Ausntzung Tageslicht

feBA Faktor Bedarfsanpassung


Formel G: Berechnung der Vollaststunden hBA [h/a] fr Beleuchtung

Die Faktoren fr Deckungsanteil Tageslicht TDA, Ausntzung Tageslicht TAN und Bedarfs-anpassung feBA knnen den Tabellen A210 bis A212 im Anhang A2 entnommen werden.


Beispiel: Berechnung des Elektrizittsbedarfs der Beleuchtung einer Brozone(Nutzungsstunden: 2750 h/a, Geschossflche: 500 m2) mit nachfolgendenBeleuchtungskenndaten:

Gegeben: Beleuchtungstrke Em 350 lx (Tabelle A2-7)Lichtausbeute l 75 lm/W (Tabelle A2-8)Beleuchtungswirkungsgard B 0.55 (Tabelle A2-9)

Deckungsanteil Tageslicht TDA 0.8 (Tabelle A2-10)Ausntzung Tageslicht TAN 0.6 (Tabelle A2-11)Bedarfsanpassung feBA 0.6 (Tabelle A2-12)


pBA = Fehler!= 8.48 W/m2 (Formel F)

Vollaststunden:hBA = 2750 (1 - 0.8 x 0.6) x 0.6 = 858 h/a (Formel H)

Spezifischer ElektrizittsbedarfEBA = 8.48 x 858 x 0.0036 x 0.9 = 24 MJ/m

2a (Formel A)

Elektrizittsbedarf:

QBA = Fehler!= 3.3 MWh/a (Formel B)


4.3.5 Berechnung des Elektrizittsbedarfs der Luftfrderung (LF)Fr die Berechnung der spezifischen Leistung fr die Luftfrderung (LF) kommt folgende Formel zurAnwendung:

pLF = Fehler!

vZUL Spez. Zuluftvolumenstrom m3/h m2

p Druckverlust Zu- und Abluft Patot Gesamtwirkungsgrad fr Ventilator und Motor khLF Faktor fr Hilfsbetriebe inkl. Befeuchtung

Formel H: Berechnung der spezifischen Leistung pLF [W/m2] fr Luftfrderung

Kenndaten fr die Berechnung der spezifischen Leistung fr die Luftfrderung knnen den TabellenA2-13 bis A2-16 im Anhang A2 entnommen werden. Weitere Angaben finden sich in derFachliteratur und den Katalogen der Lftungsanlagenhersteller.

Fr die Berechnung der Vollaststunden kommt folgende Formel zur Anwendung:

hLF = fcLF x feLF x hN

fcLF Faktor Betriebszeit

feLF Faktor Bedarfsanpassung


Formel J: Berechnung der Vollaststunden hLF [h/a] fr die Luftfrderung

Der Faktor fr die Betriebszeit fcLF betrgt fr die Projektierung normalerweise 1.0. Der Faktor frBedarfsanpassung feLF kann der Tabelle A2-17 im Anhang A2 entnommen werden.

Fr den gesamten Elektrizittsbedarf des Verwendungszweckes Lftung/Klima muss zum Elektri-zittsbedarf fr die Luftfrderung derjenige fr die Khlung (entweder Luft- oder Wasserkhlung)addiert werden.

Berechnung des Elektrizittsbedarfs fr die Luftkhlung oder Wasserkhlung: siehe folgende Seiten.


Beispiel: Berechnung des Elektrizittsbedarfs der Luftfrderung bei einer Verkaufsflche(Nutzungsstunden: 3600 h/a, Geschossflche: 500 m2) mit nachfolgenden Kenn-werten:

Gegeben: Spez. Zuluftvolumenstrom vZUL 6 m3/hm2 (Tabelle A2-13)

Druckverlust Zu- und Abluft p 900 Pa (Tabelle A2-14)Faktor Hilfsbetriebe khLF 1.05 (Tabelle A2-15)Gesamtwirkungsgrad tot 0.55 (Tabelle A2-16)

Faktor Betriebszeit fcLF 1.0 Faktor Bedarfsanpassung feLF 0.6 (Tabelle A2-17)


pLF = Fehler!= 2.86 W/m2 (Formel H)

Vollaststunden:hLF = 1.0 x 0.6 x 3600 = 2160 h/a (Formel J)

Spezifischer Elektrizittsbedarf :ELF = 2.86 x 2160x 0.0036 x 0.9 = 20.0 MJ/m

2a (Formel A)

Elektrizittsbedarf:

QLF = Fehler!= 2.8 MWh/a (Formel B)


4.3.6 Berechnung Luftkhlung (KL)Fr die Berechnung der spezifischen Leistung der Luftkhlung kommt folgende Formel zurAnwendung:

pKL = Fehler!

vZUL Spez. Zuluftvolumenstrom m3/hm2

h Enthalpiedifferenz kJ/kgl Dichte Luft 1.13 kg/m3

kvKL Faktor Verteil- und Speicherverluste

khKL Faktor Hilfsbetriebe

kKL Leistungszahl Klteanlage

Formel K: Berechnung der spezifischen Leistung pKL [W/m2] fr die Luftkhlung

Typische Anlagenkenndaten fr die Berechnung der spezifischen Leistung fr die Luftkhlungknnen den Tabellen A2-18 bis A2-21 im Anhang A2 entnommen werden. Weitere Angaben findensich in der Fachliteratur und den Katalogen der Klteanlagenhersteller.

Fr die Berechnung der Vollbetriebsstunden kommt folgende Formel zur Anwendung:

hKL = fcKL x feKL x hN

fcKL Faktor Betriebszeit

feKL Faktor Bedarfsanpassung


Formel L: Bedrechnung der Vollaststunden hKL [h/a] fr Luftkhlung

Die Faktoren fr Betriebszeit fcKL und Bedarfsanpassung feKL knnen den Tabellen A2-22 bis A2-23im Anhang A2 entnommen werden.


Beispiel: Berechnung des Elektrizittsbedarfs der Luftkhlung bei einer Verkaufsflche(Nutzungsstunden: 3600 h/a, Geschossflche: 500 m2) mit nachfolgendenKennwerten:

Gegeben: Spez. Zuluftvolumenstrom vZUL 6 m3/hm2 (Tabelle A2-13)Enthalpiedifferenz h 16 kJ/kg (Tabelle A2-18)Dichte Luft l 1.13 kg/m3Faktor Verteilverluste kvKL 1.15 (Tabelle A2-19)Faktor Hilfsbetriebe khKL 1.25 (Tabelle A2-20)Leistungszahl Klteanlage kKL 3.0 (Tabelle A2-21)

Faktor Betriebszeit fcKL 0.3 (Tabelle A2-22)Faktor Bedarfsanpassung feKL 0.55 (Tabelle A2-23)


pKL = Fehler!= 14.4 W/m2 (Formel K)

Vollaststunden:hKL = 0.3 x 0.55 x 3600 = 594 h/a (Formel L)

Spezifischer Elektrizittsbedarf:EKL = 14.4 x 594 x 0.0036 x 0.9 = 27.8 MJ/m

2a (Formel A)

Elektrizittsbedarf:

QKL = Fehler!= 3.9 MWh/a (Formel B)


4.3.7 Berechnung Wasserkhlung (KW)Fr die Berechnung der spezifischen Leistung der Wasserkhlung kommt folgende Formel zurAnwendung:

pKW = Fehler!

pWLKW Spezifische Wrmelast, mit Wasserkhlung abzufhren W/m2

kvKW Faktor Verteil- und Speicherverluste

khKW Faktor Hilfsbetriebe

kKW Leistungszahl Klteanlage

Formel M: Berechnung der spezifischen Leistung pKW [W/m2] fr Wasserkhlung

Fr die Werte der Verteilverluste, der Hilfsbetriebe und der Leistungszahlen gelten dieselbenAngaben wie fr die Luftkhlung. Die Berechnung der wirksamen Wrmelast PWL ist im Anhang A223 der Empfehlung SIA 380/4 beschrieben.

Fr die Berechnung der Vollbetriebsstunden der Wasserkhlung kommt folgende Formel zur An-wendung:

hKW = fcKW x feKW x hN

fcKW Faktor Betriebszeit

feKW Faktor Bedarfsanpassung


Formel N: Berechnung der Vollaststunden hKW [h/a] fr Wasserkhlung

Die Faktoren fr Betriebszeit fcKW und Bedarfsanpassung feKW knnen den Tabellen A2-24 bis A225 im Anhang A2 entnommen werden. (Beachte: andere Werte als fr Luftkhlung!)


Beispiel: Berechnung des Elektrizittsbedarfs der Wasserkhlung einer Broflche(Nutzungsstunden: 2750 h/a, Geschossflche: 500 m2) mit nachfolgenden Kenn-werten:

Gegeben: Spez. Wrmelast pWL , total 30 W/m2

davon: Personenabwrme 4 W/m2

Abwrme Arbeitshilfen 12 W/m2

Abwrme Beleuchtung 14 W/m2

Faktor Verteilverluste kvKW 1.15 (Tabelle A2-19)Faktor Hilfsbetriebe khKW 1.25 (Tabelle A2-20)Leistungszahl Klteanlage kKW 3.0 (Tabelle A2-21)

Faktor Betriebszeit fcKW 0.4 (Tabelle A2-24)Faktor Bedarfsanpassung feKW 0.7 (Tabelle A2-25)


pKW = Fehler!= 14.4 W/m2 (Formel M)

Vollaststunden:hKW = 0.4 x 0.7 x 2750 = 770 h/a (Formel N)

Spezifischer Elektrizittsbedarf:EKW = 14.4 x 770 x 0.0036 x 0.9 = 35.9 MJ/m

2a (Formel A)

Elektrizittsbedarf:

QKW = Fehler!= 5.0 MWh/a (Formel B)


4.3.8 Diverse Technik (DT)Dem Verwendungszweck Diverse Technik sind diejenigen Verbraucher zugeordnet, die zonen-unabhngig fr das gesamte Gebude eine Energiedienstleistung erbringen. Es sind dies v.a.Hilfsbetriebe fr die Heizung (Brenner, Umwlzpumpen) sowie Aufzge.

Fr die Berechnung der Teilenergiekennzahl Diverse Technik fr Hilfsenergie Heizung undAufzge kommen folgende Formeln zur Anwendung:

TEKDT=

(Qh + Qww) x khDT

Qh Heizenergiebedarf MJ/m2a

Qww Wrmebedarf Warmwasser MJ/m2a

khDT Faktor Hilfsenergie Heizung

eA = rA x eAF

rA Anzahl Fahrten der Aufzge Fahrten/a

eAF Elektrizittsbedarf pro Aufzugsfahrt kWh/Fahrt

TEKDT=

Fehler!

nA Anzahl Aufzge

eA Elektrizittsbedarf pro Aufzug kWh/a


Formel O: Berechnung der Teilenergiekennzahl TEKDT [MJ/m2a] fr Diverse Technik

Die Werte fr den Heizenergiebedarf und den Warmwasserbedarf sind nach der Empfehlung SIA380/1 zu ermitteln. Der Faktor Hilfsenergie khDT sowie die Werte fr den Elektrizittsbedarf proFahrt eAF und Einstze pro Jahr rA knnen exemplarisch dem nebenstehenden Beispiel entnommenwerden (typische Werte). Weitere Angaben knnen der Fachliteratur (z.B. [3]) entnommen werden.

Fr die Berechnung des Elektrizittsbedarfs kommt folgende Formel zur Anwendung:

QDT = Fehler!

TEKDT Teilenergiekennzahl TEKDT fr Diverse Technik MJ/m2a


Formel P: Berechnung des Elektrizittsbedarfs QDT [MWh/a] fr Divese Technik aus derTeilenergiekennzahl TEKDT fr Diverse Technik


Beispiel: Berechnung der Teilenergiekennzahl und des Elektrizittsbedarfs fr DiverseTechnik im Brogebude mit nachfolgenden Kenndaten und einer Energie-bezugsflche von 3000 m2:

Gegeben: Heizenergiebedarf Qh 220 MJ/m2a siehe SIA 380/1Warmwasserbedarf QWW 25 MJ/m2a siehe SIA 380/1Faktor Hilfsenergie khDT 0.015

Elektrizittsbedarf pro Fahrt eAF 0.015 kWh/FahrtAnzahl Fahrten der Aufzge rA 300000 Fahrten/aAnzahl Aufzge nA 2

Lsung: Teilenergiekennzahl TEKDT 14.5 MJ/m2a (Formel O)

Anteil Hilfsenergie:(220 + 25) x 0.015 = 3.7 MJ/m2a

Anteil Aufzge:

Fehler!= 10.8 MJ/m2a

Elektrizittsbedarf:

QDT = Fehler!= 12.1 MWh/a (Formel P)


4.4 Ermittlung aus Projektdaten der Haustechniksysteme

Nachdem die Anlagen und deren Komponenten bestimmt sind, kann der Elektrizittsbedarf derAnlage aufgrund einer Verbraucherliste ermittelt werden. Auch dieses Vorgehen kann bereits in einerfrhen Projektphase eingesetzt werden, in dem die Daten der wichtigsten Verbraucher grobabgeschtzt werden.

Zur Ermittlung der standardisierten Darstellung des Elektrizittsbedarfs (Formular 1) muss dieVerbraucherliste nach Zonen und Verwendungszweck ausgewertet werden.

4.4.1 Rechenmodell und BasisformelnDie Berechnung des Elektrizittsbedarfs erfolgt fr jeden Verbraucher nach folgender Basisformel:

Q = P x h x 0.001

P Die Leistung entspricht der ber eine Viertelstunde gemittelten effektivenLeistung eines Verbrauchers bei Vollast.

kW

h Die Vollaststunden entsprechen der energiequivalenten jhrlichen Betriebs-zeit eines Verbrauchers bei Vollast.

h/a

Formel Q: Berechnung des Elektrizittsbedarfs Q [MWh/a] des Verbrauchers aus Leistung undVollaststunden

Die Leistung der Hauptverbraucher wird mittels Erfahrungswerten abgeschtzt oder aufgrundhnlicher Formeln wie im Abschnitt 4.3 ermittelt.

Die Vollaststunden der Hauptverbraucher werden ebenfalls aufgrund von Erfahrungswerten eingesetztoder aus Nutzungsstunden und Betriebsfaktoren gemss Abschnitt 4.3 abgeschtzt.

Eine vollstndige Verbraucherliste eines Lebensmittelladens ist im Abschnitt 6.2.2 aufgefhrt.

4.4.2 Beispiel fr die Ermittlung des Elektrizittsbedarfs der BeleuchtungZuerst muss der Fachplaner den Leuchtentyp auswhlen und aufgrund der technischen Daten dieAnzahl Leuchten bestimmen. Die effektive Anzahl ergibt sich aus der Anordnung im Grundriss(Figur 44).


Beispiel: Berechnung des Elektrizittsbedarfs der Beleuchtung einer Brozone(Nutzungsstunden 2750 h/a, Geschossflche 1000 m2) mit nachfolgendenBeleuchtungsdaten:

Gegeben: Beleuchtungsstrke Em 300 lxSpiegelrasterleuchten direkt/indirekt, 1-flammigDreibandenlampen 36 WVorschaltgert verlustarm 4 WAnzahl Leuchten 276 (Figur 43)

Vollaststunden 1200 h/a

Lsung: Leistung:PB= 276 x (36 + 4) = 11.0 kW

Elektrizittsbedarf:QB = 11.0 x 1200 x 0.001 = 13.2 MWh/a (Formel Q)

Spezifische Leistung:

pB = Fehler!= 12.3 W/m2

Spezifischer Elektrizittsbedarf:

EB = Fehler!= 47.5 MJ/m2a

Figur 44: Grundriss der Brozone mit eingezeichneten Leuchten


4.4.3 Beispiel fr die Berechnung des Elektrizittsbedarfs fr Lftung/KlimaFr die lftungstechnischen Anlagen wird die Verbraucherliste (Tabelle 46) ausgehend vomPrinzipschema (Figur 45) aufgestellt.

Zustzlich zu den Ventilatoren und der Kltemaschine als Hauptverbraucher wird auch derElektrizittsbedarf der Hilfsbetriebe (WRG, Lufterhitzerpumpe) ermittelt (Tabelle 46).

Beispiel: Berechnung des Elektrizittsbedarfs fr Lftung/Klima einer Brozone(Nutzungsstunden 2750 h/a, Geschossflche 1000 m2, 100 Personen) mitQuellftung und Khldecke:

Gegeben: Lftung/Klimaanlage gemss Figur 45 mit Verbraucherliste gemss Tabelle 46

Lsung:Luftfrderung Leistung PLF 4.3 kW (Tabelle 46)(LF) Elektrizittsbedarf QLF 11.38 MWh/a (Tabelle 46)

Vollaststunden:

hLF = Fehler!= 2647 h/a (Formel Q)


pLF = Fehler!= 4.8 W/m2


ELF = Fehler!= 41 MJ/m2a

Khlung Leistung PK 15.9 kW (Tabelle 46)(K) Elektrizittsbedarf QK 14.61 MWh/a (Tabelle 46)

Vollaststunden:

hK = Fehler!= 919 h/a (Formel Q)


pK = Fehler!= 17.7 W/m2


EK = Fehler!= 52 MJ/m2a

Lftung/Klima Spezifischer Elektrizittsbedarf, total:(LK) ELK = 41 + 52 = 93 MJ/m2a


AUS

FOL

ZUL

RL

4. OG

3. OG

2. OG

1. OG

EG

Khldecke

Khldecke

Figur 45: Prinzipschema der Klimaanlage

Nr. Verbraucher Volumen-strom

Druck-verlust

Leistungtotal

Vollast-stunden

Elektrizitts-bedarf

[m3/h] [Pa] [kW] [h/a] [MWh/a]

Luftfrderung1 ZL-Ventilator 7500 650 2.1 2750 5.782 FL-Ventilator 7500 525 1.7 2750 4.683 WRG 0.4 1800 0.724 Lufterhitzerpumpe 0.1 2100 0.21

Total 1175 4.3 2647 11.38

Khlung5 Kompressor 9.3 790 7.356 Kondensator 0.7 1100 0.777 Kaltwasserpumpe 2.2 1100 2.428 Kaltwasserpumpe 0.5 1100 0.559 Primrpumpe 1.1 1100 1.2110 Sekundrpumpe 2.1 1100 2.31

Total 15.9 919 14.61

Tabelle 46: Verbraucherliste Luftfrderung und Khlung der Klimaanlage von Figur 45


4.5 Hinweise auf Verfahren zur Detailberechnung

Die Detailberechnungen des Elektrizittsbedarfs pro Anlage oder Verbraucher erfolgt nachfachspezifischen Berechnungsverfahren. Die Ergebnisse der Detailberechnungen mssen fr diestandardisierte Darstellung des Elektrizittsbedarfs nach Zonen und Verwendungszweck ausgewertetwerden (Formular 1).

In diesem Kapitel kann nur auf einige ausgewhlte, hufig verwendete Detailberechnungsverfahrenverwiesen werden (vgl. Literatur [6], [7], [8], [10], [11], Anhang A4.3). Deren Erluterung wrde denRahmen dieses Leitfadens sprengen.

4.5.1 Detailberechnungsverfahren BeleuchtungDer Elektrizittsbedarf von Beleuchtungsanlagen ist hauptschlich vom Zusammenspiel von Tages-und Kunstlicht im Innenraum, dem Leistungsbedarf der knstlichen Beleuchtung sowie vomBenutzerverhalten abhngig. Ausser dem Benutzerverhalten knnen heute alle Einflsse mit mehroder weniger grossem Aufwand rechnerisch ermittelt werden.

Berechnung des Tageslichtes im InnenraumDer Tageslichtkoeffizient kann als Grundlage fr die Abschtzung der Vollaststunden in tages-lichtabhngigen Zonen verwendet werden. Mit Hilfe des Tageslichtquotienten knnen Ta-geslichtverhltnisse optimiert werden, z.B. durch Vergleich mehrerer Varianten einer Fassa-dengestaltung.

Methode: Der Tageslichtquotient gibt an, wieviel Prozent des im Freien vorhandenen Lichtes ineinem beliebigen Punkt im Innenraum vorhanden ist. Mit Hilfe der Sonnenscheinwahrscheinlichkeitwird der mittlere Himmel fr die entsprechende Ortschaft ermittelt. Dabei wird ein gleichmssigbedeckter Himmel angenommen. Diese Resultate sind unabhngig vom geographischen Standort undder Orientierung des Objektes. Damit kann die durch das Tageslicht abgedeckte Nutzungszeit imRaum berechnet werden.

Berechnungsverfahren: Drei Berechnungsverfahren sind heute blich. Als Handmethoden sind dieLumen-Methode (USA) und die Tageslichtquotienten-Methode (Europa, CIE internationale Be-leuchtungskommission) bekannt. Neuere EDV-Programme basieren oft auf der Lichtfluss-Methode,welche es erlaubt, auch Einflsse von Lichtschwertern, Spiegeln, Sonnenstoren usw. einzubeziehen.

Berechnung von Kunstlicht im InnenraumMit der Kunstlichtberechnung kann die spezifische Leistung der Beleuchtung direkt ermitteltwerden.

Berechnungsverfahren: Die Wirkungsgrad-Methode als einfache, berschaubare Handmethodewird zur raschen berschlagsmssigen Berechnung der Leuchtenzahl in einem Raum verwendet. Umanspruchsvollere Beleuchtungsaufgaben zu lsen, setzen die Beleuchtungsplaner EDV-Programmevon diversen Leuchtenherstellern ein. Mit diesen Verfahren knnen auch Aussagen berGleichmssigkeit, Lichtverteilung auf allen Flchen, usw. gemacht werden.


Eingabe Ergebnis

Tageslichtberechnung

Raum: Hhe / Breite / TiefeReflexion Boden / Wnde / Decken

Fenster: Lnge / Hhe, Transmissionsgrad,Brstungshhe, Orientierung, Verschmutzung

Oblichter, Sonnenschutz (verminderterTransmissionsgrad), Fenstervorbauten,Verbauungen (Himmelslichtdiagramm)

Umgebung: Reflexionswert 15 % fest

Aussenlichtverhltnisse: gleichmssig be-deckter Himmel, mittlerer Himmel(Sonnenscheinwahrscheinlichkeit)

Nennbeleuchtungsstrke

Steuerung / Regelung: ein / aus, kontinuierlichgedimmt

Tageslichtquotient [%]Der Tageslichtquotient kann fr beliebig vielePunkte im Raum bestimmt werden.

Vollaststunden [h/a]Die Betriebszeit mit ausschliesslich Tageslichtkann fr die gewnschte Nennbeleuchtungs-strke abgeleitet werden.

Kunstlichtberechnung

Raum: Hhe, Breite, Tiefe, Hhe Nutzebene,Reflexionsgrade, Raumwirkungsgrad,Verminderungsfaktor

Leuchte: Leuchtenklassifikation,Leuchtenbetriebswirkungsgrad, Pendellnge,Anordnung im Raum *

Mittlere Beleuchtungsstrke

Anzahl Leuchten

Beleuchtungsstrke und Leuchtdichten *

Installierte Leistung

Geichmssigkeit *

* nur mittels EDV-Berechnung mglich

Tabelle 47: Eingaben und Ergebnisse von Detailberechnungen fr Tageslicht und Kunstlicht inInnenrumen


4.5.2 Detailberechnungsverfahren Lftung/KlimaDer Elektrizittsbedarf fr Lftung/Klima wird verursacht durch die Luftfrderung (Luftmenge,Druckverlust, Wirkungsgrade von Ventilator und Motor), die Klteerzeugung und -verteilung (bisber 50 % des Verbrauches, vgl. Beispiel aus Abschnitt 4.4.3) und die elektrische Luftbefeuchtung.

Fr die Elektrizittsbedarfsberechnung stehen verschiedene Verfahren zur Verfgung. Im folgendenwird auf zwei hufig verwendete Berechnungsarten eingegangen.

Energiebedarfswerte lftungstechnischer Anlagen (Betriebskosten-Berechnung lufttechnischerEinrichtungen nach SWKI-Richtlinie 83-2)Fr Anlagen mit konstanten Zuluft- und Betriebszustnden knnen die Resultate fr dieAussenluftkhlung (Faktor der Bedarfsanpassung, feKL) und Aussenluftbefeuchtung (Anteil FaktorHilfsbetriebe, kLF) in die einfache Berechnung bernommen werden. Spezielle Konzepte, wie z.B.

Free cooling, knnen nicht unmittelbar berechnet werden.

Methode: Die Daten von sechs Meteostationen der Schweiz wurden monatsweise aufbereitet.Aufgrund dieser Daten sind Energiebedarfswerte fr die Aussenluftbefeuchtung und -khlungberechnet worden.

Summenhufigkeit der Aussentemperatur (SIA-Dokumentation D 012)Aus der Summenhufigkeitstabelle lassen sich direkt Werte fr Faktoren der einfachen Berechnungableiten. Im Gegensatz zur SWKI-Richtlinie sind z.B. fr Khlerkurven oder Betriebszustnde fr be-stimmte Regelstrategien noch zustzliche Berechnungen durchzufhren. Regelstrategien vonlftungstechnischen Anlagen (Zulufttemperaturregelung, variabler Volumenstrom usw.) knnen indieser Tabellendarstellung fr die Energiebedarfsberechnung bercksichtigt werden.


Eingaben Resultate

Betriebskosten lufttechnischer Einrichtungen SWKI-Richtlinie 83-2

AussenluftbefeuchtungAussenluftvolumenstromZuluftfeuchte (konstant)Zulufttemperatur (konstant)Betriebszeit (tglich)Betriebstage pro Jahr

Wrmeenergiebedarf [MWh]Befeuchtungsmenge [kg/a]Befeuchtungsstunden [h/a]

AussenluftkhlungAussenluftvolumenstromMittlere KhleroberflchentemperaturZulufttemperatur (konstant)Betriebszeit (tglich)Betriebstage pro Jahr

Klteenergiebedarf [MWh]Khlstunden [h/a]

Summenhufigkeit AussentemperaturSIA-Dokumentation D 012

AussenlufterwrmungZulufttemperaturBetriebsstunden (tglich)Betriebstage pro JahrKorrekturfaktor Betriebszeit

Spez. Wrmeenergiebedarf [MJ/m2a]Heizstunden [h/a]

AussenluftbefeuchtungAbsolute ZuluftfeuchteZulufttemperaturBetriebszeit (tglich)Betriebstage pro JahrKorrekturfaktor Betriebszeit

Spez. Wrmeenergiebedarf [MJ/m2a]Spez. Befeuchtungsmenge [m3/a]Befeuchtungsstunden [h/a]

AussenluftkhlungMittlere KhleroberflchentemperaturZulufttemperaturKhlerkurveBetriebszeit (tglich)BetriebstageKorrekturfaktor Betriebszeit

Spez. Klteenergiebedarf [W/m2]Khlstunden [h/a]

Tabelle 48: Eingaben und Ergebnisse von Detailberechnungsverfahren fr Lftung/Klima


5. Anwendungsbeispiel Neubau

5.1 Einleitung 58

5.2 Vorstudie 60

5.2.1 Pflichtenheft 605.2.2 Zoneneinteilung und Nutzungsvorgaben 615.2.3 Ermittlung der Anforderungen 615.2.4 Abschtzung des Elektrizittsbedarfs 62

5.3 Vorprojekt 64

5.3.1 Bauliche Voraussetzungen und Systemwahl Haustechnik 645.3.2 Zoneneinteilung und Nutzungsbedingungen 645.3.3 Anpassung der Anforderungen 665.3.4 Standardisierte Darstellung des Elektrizittsbedarfs 66

5.4 Projekt 68

5.4.1 Zoneneinteilung und Nutzungsbedingungen 685.4.2 Standardisierte Darstellung des Elektrizittsbedarfs 685.4.3 Vergleich mit den gestellten Anforderungen 705.4.4 Messkonzept 71

5.5 Nutzen aus der Anwendung der Empfehlung SIA 380/4 72

58 Elektrizitt im Hochbau


5.1 Einleitung

Beim nachfolgend vorgestellten Neubau-Beispiel handelt es sich um ein Verwaltungszentrum mittausend Arbeitspltzen. Das Projekt (Figur 52) war aus einem Wettbewerb als Siegerhervorgegangen. Die Bauherrschaft setzte sich ein aus wirtschaftlicher, energetischer undkologischer Sicht mustergltiges Gebude zum Ziel.

Der stark gegliederte Baukrper weist vier Geschosse (1.UG - 2.OG) auf. Die von Nord nach Sdverlaufenden Brotrakte sind als Zwei-Bnder konzipiert (Figur 53), welche durch von West nachOst orientierte Verbindungsbauten erschlossen werden. Die Innenhfe sind nicht berdacht.

Die Anwendung der Empfehlung SIA 380/4 im Planungsablauf des Beispiels Neubau ist in Tabelle51 zusammengefasst.

Vorgehensschritte im Planungsprozess Angewandte Elemente ausSIA 380/4

1. VorstudiePflichtenheft erstellen Nutzungsbedingungen

Anforderungsniveau

Zoneneinteilung und Nutzungsvorgaben festlegen Anforderungen

Anforderungen bestimmen Anforderungen

Elektrizittsbilanz abschtzen Anforderungen,Erfahrungswerte

2. VorprojektBauliche Voraussetzungen fr den rationellen Elektrizittseinsatzschaffen und Systemwahl Haustechnik treffen

Nutzungsbedingungen

Anforderungen bestimmen Anforderungen

Elektrizittsbilanz abschtzen Anforderungen,Erfahrungswerte

3. ProjektHaustechnikanlagen dimensionieren und Komponenten auswhlen

Elektrizittsbilanz ermitteln Einfache Berechnung

mit Anforderungen vergleichen Anforderungen

Messkonzept erstellen Elektrizittsbilanz

Tabelle 51: Anwendung der Empfehlung SIA 380/4 im Planungsprozess beim Beispiel Neubau


Figur 52: Geplanter Neubau fr ein Verwaltungszentrum mit 1000 Arbeitspltzen (Modellfoto)

Figur 53: Grundriss eines Brogeschosses des Verwaltungszentrums


5.2 Vorstudie

5.2.1 Pflichtenheft

Die Anforderungen an den Elektrizittsbedarf des Gebudes sowie an dessen bauliche undgebudetechnische Ausgestaltung sind gemeinsam von Bauherrschaft, Bentzern und Planern ineinem Pflichtenheft festgelegt worden (Tabelle 54).

Anforderungen an den ElektrizittsbedarfDer spezifische Elektrizittsbedarf soll in der Regel den Mittelwert zwischen Grenzwert undZielwert gemss der Empfehlung SIA 380/4 nicht bersteigen.

Bauliche AnforderungenOptimaler sommerlicher Wrmeschutz (g-Wert < 0.15)

Ausreichende Speichermassen im Innenraum (Betondecken)

Verzicht auf eine aktive Klimatisierung der Bros

BeleuchtungIntensive Tageslichtnutzung: In mglichst allen hufig benutzten Rumen soll Tageslicht in aus-reichender Menge zur Verfgung stehen. Folgende Werte sind einzuhalten:

Auch ungnstig gelegene Bros mssen whrend 50 % des Jahres mit gengend Tageslichtversorgt werden (Tageslichtquotient 3 %, 2 m von Fassade in Raummitte).

Alle oberirdischen Verkehrsflchen mssen ausreichend mit Tageslicht versorgt werden(Tageslichtquotient ca. 0.4 %).

Knstliche Beleuchtung: Die Beleuchtungsstrken sind nach den Richtlinien der SLG zu whlen.Der Wirkungsgrad des gesamten Beleuchtungssystems (Reflexionsgrade Begrenzungsflchen,Leuchtenbetriebswirkungsgrad, Lichtausbeute Lampen, Verlustleistung Vorschaltgerte, usw.) istzu optimieren.

Lftung/KlimaGenerelle Anforderungen:

Die Lftung der Einzel- und Gruppenbros sowie der kleinen Konferenzrume erfolgt ber dieFenster.

Mechanisch belftet werden ausschliesslich die grossen Konferenzrume, Restaurant, Kche,Garagen, Technikrume und allfllige Lager (Putzrume).

Die relative Luftfeuchtigkeit in den mechanisch belfteten Rumen darf 30 % nicht unterschreiten.Die Befeuchtung darf nicht durch elektrisch erzeugten Dampf erfolgen.

Anforderungen an Anlagen:Die Komponenten der Lftungsanlagen (Monobloc, Kanalquerschnitte, Elektromotor) sind beiihrer Dimensionierung bezglich Elektrizittsbedarf zu optimieren.

Der Wirkungsgrad der Ventilatoren (inkl. Motor) muss fr 40-100 % Volumenstrom > 55 %erreichen. Der Volumenstrom muss bedarfsabhngig gesteuert werden.

Tabelle 54: Auszug der energierelevanten Festlegungen aus dem Pflichtenheft der Vorstudienphase


5.2.2 Zoneneinteilung und NutzungsvorgabenDie Nutzungsvorgaben wurden im Planungsteam zusammen mit dem Bauherrn festgelegt. Die Ein-teilung des Gebudes in Zonen gleicher Nutzungsstunden und Nutzungsbedingungen (Tabelle 55)erfolgt ausgehend von den Tabellen 2 und 3 der Empfehlung. Entsprechend dem Planungsstand (Vor-studienphase) sind erst einige wenige Zonen unterschieden.

Zone Geschossflche[m2]

Nutzung

Bro 19200 (45 %) Gemischte Bronutzung fr Administration, Konferenzzentrummit Sitzungszimmern und Konferenzraum

Verkehr 10200 (24 %) Ober- und unterirdische Verke

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