Bachelorarbeit, 2021
61 Seiten, Note: 1,0
1 Einleitung
1.1 Problemstellung und Relevanz der Thematik
1.2 Zielsetzung
1.3 Aufbau und methodische Vorgehensweise
2 Theoretische Grundlagen
2.1 Gegebenheiten
2.2 Klimaschutzprogramm 2030
2.3 Politische Steuerungsstrategien und Maßnahmen
2.4 Gebäudeenergiegesetz
2.5 Bundesförderung für effiziente Gebäude
3 Aktuelle Gegebenheiten
3.1 Ist-Zustand des Gebäudekomplexes
3.2 Aktuelle Wärmeerzeugungsanlage
3.3 Funktionsweise einer Gas-Brennwerttherme mit Integration von Solarthermie
3.4 Energieeffizienz-Experten-Interview
4 Simulation
4.1 Vorstellung der genutzten Software
4.2 Modellierung des Gebäudekomplexes
4.3 Variante 1: Kollektorflächen erweitern
4.4 Variante 2: Fenstertausch
4.5 Variante 3: Gebäudedämmung
4.6 Auswertung der Simulationsvarianten an der Gebäudehülle und den Kollektorflächen
4.7 Variante 4: Heizungsoptimierung
5 Ergebnisse
5.1 Auswertung der Ergebnisse und Handlungsempfehlungen
5.2 Zusammenfassung
Das primäre Ziel dieser Bachelorarbeit ist die Evaluierung der Umsetzbarkeit und Wirtschaftlichkeit energetischer Sanierungsmaßnahmen für den Gebäudekomplex des Ingenieurbüros IGT Wirl in Wernigerode unter Berücksichtigung der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG).
3.3 Funktionsweise einer Gas-Brennwerttherme mit Integration von Solarthermie
Die in Deutschland meistgenutzten Heizungstechniken basieren auf dem Einsatz von Gas (2020 ca. 50 %). Dabei machen Gas-Brennwertthermen mit 7,2 Mio. Anlagen den größten Teil der in Deutschland bestehenden Wärmeerzeugern aus. Durch die Deckung nahezu aller Leistungsbereiche, wie Einzelwohnungen sowie Ein- und Mehrfamilienhäusern, einer sehr kurzen Anlaufzeit und keinerlei Problematik mit stark schwankenden Leistungsanforderungen weisen Gas-Brennwertthermen eine flexible Einsetzbarkeit auf. Moderne Brennwerttechniken erreichen durch die ressourcenschonende und umweltfreundliche Nutzung von Energie und Gas Wirkungsgrade von mehr als 110 %. Solch hohe Wirkungsgrade werden durch die Konstruktion von Brennwertgeräten möglich, welche sich durch zusätzliche Wärmetauscher, eine Abgasführung und einen Kondensatsammler von herkömmlichen Wärmeerzeugern unterscheiden.
In einer Brennwerttherme erhitzt die Wärme der Flamme, die durch die Verbrennung von Gas entsteht, über einen Wärmetauscher das Heizungswasser. Das aufgeheizte Wasser wird mit einer Heizungspumpe über die Rohrleitungen des Heizungsvorlaufes in die Heizkörper des Gebäudekomplexes gepumpt (siehe Abbildung 4, Nummer 1 und 2). Die Heizkörper werden dadurch erhitzt und geben über ihre Oberfläche Wärme an den umgebenden Raum ab. Infolgedessen kühlt das Heizungswasser wieder ab und wird über den Heizungsrücklauf der Heizungsanlage zurückgeführt und erneut aufgeheizt.
1 Einleitung: Vorstellung der Problemstellung im Kontext des Klimawandels und Definition der Forschungsfrage sowie methodischen Vorgehensweise.
2 Theoretische Grundlagen: Erläuterung der klimapolitischen Rahmenbedingungen, des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) und der aktuellen Förderlandschaft (BEG).
3 Aktuelle Gegebenheiten: Detaillierte Bestandsaufnahme des Gebäudekomplexes und seiner Anlagentechnik sowie Ergebnisse eines Experteninterviews.
4 Simulation: Vorstellung der genutzten Software und detaillierte Untersuchung der verschiedenen Sanierungsvarianten hinsichtlich technischer und wirtschaftlicher Aspekte.
5 Ergebnisse: Synthese der Simulationsergebnisse, Ableitung von Handlungsempfehlungen und Zusammenfassung der Arbeit.
Energetische Sanierung, Gebäudeenergiegesetz, GEG, Bundesförderung für effiziente Gebäude, BEG, Heizungsoptimierung, Gas-Brennwerttherme, Solarthermie, Hydraulischer Abgleich, Wärmedämmung, Energieeffizienz, Bestandsgebäude, Wirtschaftlichkeitsberechnung, Simulation, CO2-Minderung
Die Arbeit beschäftigt sich mit der energetischen Evaluierung eines Gebäudekomplexes eines Ingenieurbüros in Wernigerode, um Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung und Klimafreundlichkeit unter Nutzung staatlicher Förderprogramme zu prüfen.
Die zentralen Themen sind energetische Sanierungsmaßnahmen an Gebäudehülle und Heizungstechnik, die Anwendung von Energieberatungs-Software sowie die wirtschaftliche Bewertung von Investitionen im Kontext des GEG und der BEG.
Die Forschungsfrage lautet: Gibt es Möglichkeiten, den bereits sanierten Gebäudekomplex unter Berücksichtigung der BEG EM, noch effizienter und klimafreundlicher zu gestalten?
Es wird eine Kombination aus Literaturanalyse, einer Bestandsaufnahme, Experteninterviews sowie einer softwaregestützten 3D-Simulation und Wirtschaftlichkeitsberechnung der verschiedenen Sanierungsszenarien angewandt.
Der Hauptteil umfasst die detaillierte Vorstellung der aktuellen Anlagentechnik, die softwarebasierte Simulation von vier verschiedenen Optimierungsvarianten (Kollektorerweiterung, Fenstertausch, Gebäudedämmung, Heizungsoptimierung) sowie deren Vergleich.
Zu den wichtigsten Begriffen gehören Energetische Sanierung, Gebäudeenergiegesetz, Heizungsoptimierung, BEG-Förderung und hydraulischer Abgleich.
Aufgrund des bereits hohen energetischen Niveaus und der geringen Warmwassernachfrage im Gebäudekomplex amortisiert sich die Investition nicht.
Der hydraulische Abgleich sorgt für eine optimale Wärmeverteilung im System, vermeidet Energieverschwendung durch ineffiziente Volumenströme und ist zudem eine Fördervoraussetzung für energetische Maßnahmen.
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