Klimadaten und Klimawandel – Untersuchungen zum Einfluss auf den Energiebedarf, den Leistungsbedarf und den thermischen Komfort von Gebäuden

Authors

  • Prof. Dr.-Ing. Karsten Voss,

    Professor für Bauphysik und Technische Gebäudeausrüstung, Fachbereich D/Architektur
    1. Bergische Universität Wuppertal, Haspeler Str. 27, 42285 Wuppertal
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  • Carolin Künz M.Sc. arch.

    Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fachgebiet Bauphysik und Technische Gebäudeausrüstung
    1. Bergische Universität Wuppertal, Haspeler Str. 27, 42285 Wuppertal
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Abstract

Im Zuge der Erforschung des Klimawandels sind die Prognosemodelle in den letzten Jahren soweit verbessert worden, dass lokale und regionale Klimadatensätze für die Anwendung in Energieberechnungsverfahren für Gebäude vorliegen. Der Beitrag analysiert die Datensätze aus den aktuell verfügbaren Quellen und stellt die relevanten Charakteristika gegenüber. Mit Simulationsrechnungen anhand von drei Nichtwohngebäuden (Büro, Schule, Hotel) wird aufgezeigt, wie sich die Klimadaten auf den Energiebedarf, den Leistungsbedarf und den thermischen Komfort auswirken, sofern keinerlei Anpassungen bei der Baukonstruktion, der Anlagentechnik oder dem Nutzerverhalten erfolgen. Einem deutlich sinkenden Heizwärmebedarf steht bis 2050 eine Zunahme der sommerlichen Raumtemperaturen bzw. des Kältebedarfs gegenüber. Die sommerliche Situation wird insbesondere für Bürobauten kritisch, so dass technische Anlagen zur Kühlung in den sommerheißen Regionen erforderlich werden. Dieser Trend wurde bereits in den vergangenen Jahren beobachtet. Während es für Neubauten dazu energieeffiziente Lösungen gibt, ist die Entwicklung für Bestandsgebäude kritisch. Hier sind wesentliche Verbesserungen von Sonnenschutz und Lüftungsstrategien erforderlich. Für Schulen und Hotels fallen die zu erwartenden Veränderungen vergleichsweise moderat aus.

Climate data and climate change – Analysis of the influence on energy demand, performance requirement and thermal comfort of buildings. Continuous research on climate change has improved the knowledge on climate forecast modelling, so that local and regional climate data sets for the application in building energy modelling are available. The paper analyses the data sets of most known sources and compares the relevant characteristics at four German locations. Simulation results for three commercial building examples (office, school and hotel) illustrate how the climate change may influence heating and cooling demands and capacities as well as the summer thermal comfort if no adjustments with respect to construction, service technology and user behaviour are applied. A significant decrease in space heating demand is contrasted by increased cooling demand and increased indoor temperatures during summer even until 2050. Especially for the office buildings, the summer conditions develop critical, so that active cooling will be mandatory in the summer hot regions. This trend was already detected during the past decade. The forecast is critical for all existing buildings. Significant improvements of the envelope properties such as glazing or shading and passive cooling options become mandatory. The changes predicted for schools and hotels remain moderate.

Ancillary