Startseite > Ausstellung > Inhalt

Was ist das Niedrigenergielabor?

Nov 15, 2018

Bei der Planung energieeffizienter Gebäude sind häufig „passive“ Gebäudestandards erforderlich. Einige der Normen und Randbedingungen spielen jedoch bei der Planung von Laborgebäuden keine angemessene Rolle.

Ist es wirtschaftlich, ein Labor nach passiven Niedrigenergiestandards zu bauen? Dieser Artikel gibt detaillierte Antworten.

1

Abbildung 1. Der Energieverbrauch muss auch im Laborgebäude optimiert werden.

Die besonderen Anforderungen der Laborarbeit erschweren die Umsetzung passiver Niedrigenergiestandards und erhöhen gleichzeitig die Baukosten. Die Dämmstandards des Passivhausbaus können sogar den gegenteiligen Effekt haben.

Beim Vergleich des Passivhausbaus mit dem Laborgebäudebau haben wir eindeutig festgestellt, dass die Umsetzung von Passivhausstandards nicht zwangsläufig zu hohen Energieeinsparungseffekten führt, sondern ohne weitere Maßnahmen energiesparende Kennwerte erreichen kann. Mit anderen Worten: Die Realisierbarkeit von Passivhausstandards ist stark eingeschränkt.

Die Zeit der Wissenschaft ist abgelaufen!

Das Konzept der Passivhauskonstruktion bezieht sich in der Regel auf den Einsatz spezieller wirksamer Dämmmaßnahmen, um eine angenehme Temperaturumgebung (siehe Abbildung 2) im Raum nur durch Erwärmen oder Kühlen der Frischluft zu schaffen. In solchen Gebäuden ist keine aktive Beheizung traditioneller Gebäudetechniken erforderlich, um das Innere des Gebäudes zu beheizen.

Um genau einschätzen zu können, ob ein Gebäude die Anforderungen an das Passivhaus erfüllen kann, haben die Menschen Anforderungen, spezifische Ziele und Einschränkungen festgelegt, um das Passivhaus zu bauen, und als Leitfaden für die Bauplanung.

2

Die oben genannten Kriterien basieren auf den technischen Standards von Wohngebäuden und beschreiben das Raumklima: 15 kWh / m2a pro Quadratmeter und 120 kWh maximaler verfügbarer Energiebedarf. / m2a. Es ist zu beachten, dass die verfügbare Energie aus natürlichen Energieträgern oder natürlichen Ressourcen gewonnen wird.

Um eine solche Einweg-Energiequelle zu nutzen, zu speichern und zu transportieren, muss sie zunächst in eine sekundäre Energiequelle umgewandelt werden, beispielsweise in Wärmeenergie. Bei der Energieumwandlung tritt unweigerlich ein Energieverlust auf, der den Energieverbrauch der Verbraucher verringert. Die Möglichkeit, die verfügbare Energie direkt zu nutzen, ist gering und nicht signifikant.

Um verschiedene Arten von verfügbaren Energiequellen vergleichen zu können, beispielsweise einmalige Energiequellen mit unterschiedlichen Eigenschaften, weisen verschiedene Arten von Energieträgern einen einmaligen Energiekoeffizienten auf. Mit diesem Gewichtungsfaktor erhalten Sie den besten Energiebedarf, der im aktiven Hochbaustandard maximal 120 kW / (m2a) beträgt.

Laborgebäude weisen im Vergleich zu Wohngebäuden hohe Raumlasten und eine hohe Belüftung bei Laborarbeiten auf. Beispielsweise beträgt die Innenlast 80 W / m2, von denen die Laborausrüstung 55 W / m2 verbraucht, die Beleuchtung 15 W / m2 und das Personal 10 W / m2. Die Laborlüftung beträgt neben Be- und Entlüftung in der Regel 25 m3 / m2 / h. Gemäss der Beleuchtungsmenge in Innenräumen von 15 W / m2 beträgt der Gesamtstromverbrauch für 2.500 Stunden pro Jahr 37,5 kWh / m2a. Unter Berücksichtigung des einmaligen Energiefaktors von 2,6 beträgt der Gesamtbedarf an verfügbarer Energie etwa 97,5 kWh / m2a.

Darüber hinaus verbrauchen Lüftungs- und Lüftungsgeräte eine gewisse Menge an elektrischer Energie. Der Energieverbrauch für Lüftung und Lüftung kann mit ca. 25 W / m2 berechnet werden. Nach der Berechnung von 2500h pro Jahr liegt der jährliche Energieverbrauch von Lüftung und Lüftung bei 62,5 kWh / m2a; Die Umwandlung in einmalige Energie beträgt 163 kWh / m2a.

Auf diese Weise wird allein für die Beleuchtung und Belüftung einmalig Energie in Höhe von 260,5 kWh / m2a benötigt. Angenommen, der Bedarf an elektrischer Energie aus anderen elektrischen Geräten, Laborgeräten und Klimaanlagen beträgt 38,5 kWh / m2a (ca. 100 kWh / m2a verfügbarer Energie) und die gesamte verfügbare Energie beträgt 360,5 kWh / m2a. Dieser Wert ist bereits dreimal höher als der im Passivhausstandard angegebene Wert; Obwohl davon ausgegangen wird, dass die Zentralheizung vollständig übernommen wurde, wird keine Form von verfügbarer Energie verbraucht.

In der Praxis wird generell davon ausgegangen, dass der Wärmebedarf eines Passivhauses 20 kWh / m2a beträgt. Diese Daten können auch übernommen werden, um Vergleiche und Schätzungen realitätsnaher zu gestalten. Der Gesamtenergieverbrauch eines hypothetischen Laborgebäudes liegt damit bei 380,5 kWh / m2a (siehe Abbildung 3).

Aufgrund der unterschiedlichen Verwendungszwecke liegt der minimale Energiebedarf des Labors weit über dem Energiebedarf von Passivhäusern mit niedrigem Energieverbrauch. Der passive Niedrigenergiehausstandard ermöglicht einen maximalen verfügbaren Energiebedarf von 120 kWh / m2a, der nur die Anforderungen der Laborbeleuchtung und -lüftung erfüllt, und alle Laborgeräte im Labor können nicht verwendet werden.

Tabelle 1. Vergleich traditioneller Bauweisen und passiver Niedrigenergiebauweisen

"Passive" Isolationsvorschriften haben fast keine Vorteile

Die Randstruktur des Gebäudes hat auch einen starken Einfluss auf die Heiz- und Kühleffekte des Laborgebäudes. Eine Reihe spezifischer Wärmesimulationen für architektonische Entwürfe weisen eindeutig darauf hin, dass die Verwendung von Passivhausstandards in Laborgebäuden eine gewisse Bedeutung hat, jedoch keine wirtschaftliche Bedeutung für den Bauprozess.

Durch die Implementierung des EnEV 2009-Standards kann durch den Bau eines Labors mit Passivhäusern mit niedrigem Energieverbrauch der Gesamtwärmebedarf von Gebäuden um 25%, der erforderliche Heizleistungsbedarf um 10% und die Kühlung von Klimaanlagen um 1% gesenkt werden. Wenn durch den Einsatz einer effizienten Wärmerückgewinnung und Wiederverwendung von WRG der Gesamtwärmebedarf sogar um 43% gesenkt werden kann. Der erforderliche Heizleistungsbedarf wird um 28% und die Kühlung der Klimaanlage um 2% reduziert. Der Investitionsaufwand zur Erzielung dieser Einsparungen ist nicht proportional zur relativ verbesserten Energieeffizienz.

Daher gelten die aktuellen Standards für passive Niedrigenergiehäuser nicht für Laborgebäude mit höherem Energiebedarf. Höhere Ausschüttungen aus der Planung und Investition von Laborgebäuden, insbesondere aus der Perspektive der typischen Lebensdauer eines Laborgebäudes, sind nicht wirtschaftlich.

Um wirklich energieeffiziente Labors bauen zu können, müssen die Merkmale des Gebäudes, insbesondere die Merkmale seiner Nutzung, berücksichtigt werden: Merkmale, die durch Normung nicht erreicht werden können. Es muss immer noch so sein, wie es vorher war: alle projektbezogenen Bedürfnisse und Möglichkeiten zu koordinieren und Energieeffizienz, Wirtschaftlichkeit, Funktionalität und Komfort zu koordinieren.