der prebound-effekt und bewohnerverhalten ray galvin department of architecture, cambridge...
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Der Prebound-Effekt und Bewohnerverhalten
Ray GalvinDepartment of Architecture, Cambridge University
FCN, RWTH-Aachen University
Sunikka-Blank, M. and Galvin, R. (2012) Introducing the prebound effect: the gap between performance and actual energy consumption, Building Research and Information, 40: 260-273.
Ein Raetsel:
• 38 Millionen Bewohnte Wohneinheiten
• Durchschnittliche Nutzflaeche 104 m2
• Heizenergieverbrauch 550 TWh fuer Wohnbau in ganz Deutschland 2009
• DESWEGEN ist der durchschnittliche Heizenergieverbrauch 139 kWh/m2a (Primaerenergie)
• Empirische Studien von grossen Probestuecken (>100.000) zeigen, dass der durchschnittliche Heizenergieverbrauch ungefaehr 149 kWh/m2a (e.g. Greller et al., 2010; Walberg et al., 2011; Schroder et al., 2011) ist.
Durchschnittlicher Verbrauch ≈ 145 kWh/m2a
Auf der einen Seite… In Deutschland:
Aber auf der andere Seite ist ….
der durchschnitliche berechnete Heizenergiebedarf 225 kWh/m2a.
Diese Werte wird benutzt:• Auf die meisten Energieausweise• In den Verordnungen, die die thermische
Qualitaet von Gebaeuden definiert (Energetische Einsparverordnung – EnEV)
• Um die Einsparungen durch energetishce Sanierungen zu berechnen
• Um die Amortisationszeit einer Sanierung zu berechnen
• Um die Wirtschaftlichkeit einer energetischen Sanierung zu berechnen
Der Bedarf wird nach eine DIN-Formel kalkuliert – ist auf die Eigenschaften des Gebaeude basiert – voll geheizt das ganze Jahr
Verbrau
ch (g
emess
en)
Bedarf
(bere
chnet)
0
50
100
150
200
250
kWh/
m2a
Energie- Per-formance Luecke
Ge
me
sse
n(k
Wh
/m2 a
)
Ge
me
sse
n (
kWh
/m2a
)
Berechnet (kWh/m2a) Berechnet(kWh/m2a)
Verhaeltnis zwischen Bedarf (berechnet) und Verbrauch (gemessen) in Ein- und Mehrfamilienhaeusern (aus Erhorn (2007))
Bedarf und Verbauch bei 30 Wohngebaeuden in Nord-Rhein Westfalen (Kassner et al., 2010)
‘Low energy’ buildings – consumption generally higher than EPR
Other buildings – consumption generally lower than EPR
to
Verbrauch/Bedarf
Erwartete Mittelwert
Frequenzverteiung
der Quotient
Verbrauch/Bedarf
bei ausgewahlten
Gruppierungen
nach Bedarf, 1702
Gebaeude. Quelle:
Loga et al. (2011).
50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000
50
100
150
200
250
Durchschnittlicher Verbrauch bei spezifischen Werten von Bedarf in 7 Studien, insgesamt 3700 Wohngebaeuden
Erhorn EFH
ErhornMFH
Loga 2011 All<8dw
Knissel Fos DH
Knasser EnEff
Jagnow
Knissel Nat Gas
Bedarf – (kWh/m2a)
Durc
hsch
nitt
liche
r Ver
brau
ch (
kWh/
m2a
)
0 100 200 300 400 500 6000
50
100
150
200
250
Zusammengesetzte Kurve der gewogenen arithmetischen Mit-telwerten der Datenpunkten aus den 7 Datensaetzen (3700
Datenpunkte)
Bedarf (kWh/m2a)
Dur
chsc
hnitt
liche
r Ver
brau
ch (k
Wh/
m2a
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000
50
100
150
200
250
300
Kurvenanpassungen fuer gewogene arithmetische Mittelwerte der Verbrauch/Bedarf bei 3700 Wohngebaeuden in Deutschland
Weighted average
Curve fitting: E=12D^0.499-29.3
E=4.50D^0.641
Bedarf (berechneter Energiekonsum kWh/m2a)
Verb
rauc
h (g
emes
sene
r Ene
rgie
kons
um
kWh/
m2a
)
0 100 200 300 400 500 600
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
Prebound-Effekt Deutscher Wohnungsbestand (nach Sunikka-Blank and Galvin, 2012)
Bedarf (kWh/m2a)
Preb
ound
Effe
ct (B
-V/B
x 1
00 )(
%)
𝑷=𝑩−𝟒 ,𝟓𝟎𝑩𝟎 ,𝟔𝟒𝟎
𝑩×𝟏𝟎𝟎(%)
Folgen des Prebound-Effekts:
Energy performance gap
Prebound effect
[Siehe konkrete Bespiele in Galvin (2013)]
Folgen des Prebound-Effekts in den deutschen Wohnungsbestand• Gemessener Heizenergieverbrauch ist im Durchschnitt 30% hoeher als
(berechneter) Bedarf• Dieser Prozentteil erhoehrt sich je nach Bedarf• In Gebaeuden mit Bedarf < 100 kWh/m2a wird er negative – d.h. ‘Rebound’• Man sieht das gleiche Phaenomen unter den Wohnungsbestand in Belgien,
Frankreich und Holland; es ist auch in Grossbritannien ersichtlich
• Wegen des Prebound-Effekts ist das Einsparpotenzial durch enertetische Sanierung wesentich weniger als berechnet
• ‘Wirtschaftlichkeit’ sieht ganz anders aus, wenn man die Berechnungen auf Verbrauch besiert statt auf Bedarf
• Das ist ein Grund warum deutsche Energiepolitik bei der EnEV steckengeblieben ist
• Es koennte auch hinweisen, dass der durrchschnittliche deutsche Haushalt viel energiesparender ist als geglaubt
• Es koennte auch auzeigen, dass es Energiearmut ein grosses Problem in Deutschland ist.
Was sollten wir tun? – ein paar Vorschlaege
1. Wirtschaftlichkeitsrechnungen nach EnEG und EnEV auf Verbrauch order einen Verbrauch-orientierten Quasi-Bedarf basieren (wie sie in GB seit Jahrnen versuchen)
2. Energiearmut bei Raumheizung in Deutschland viel ernster nehmen! Beispeiel-Land Grossbritannien!
3. Frag noch mal ob 80%-Reduktionen des Heizenergieverbrauchs in den Wohnbestands realistisch ist (obwohl es in anderen Sektoren shon realistisch sein koennte – z.B. PKW-Transport)
4. Von den Haushalten lernen, die einen hohen Prebound-Effekt zeigen aber komfortabel und zufrieden sind – sie leiden nicht unter Energiearmut
5. KfW-Foerderungen oekonomisch-effizienter ausgeben (Rosenow und Galvin, 2013)
6. Der beste Weg kann ein Kompromis sein: ‘Wenn schon, denn schon’ ist nicht immer der beste Weg!
7. Den Haushalten spezifisch finden und ‘helfen’, die viel zu viel verbrauchen - ‘Target the (bad) behavers’ (Galvin, 2013a)
Vielen Dank fuer das Zuhoeren!!
BibliographyErhorn, H. (2007) Bedarf – Verbrauch: Ein Reizthema ohne Ende oder die Chance für sachliche Energieberatung? Fraunhofer-Institut für Bauphysik. Available from: http://www.buildup.eu/publications/1810 [Accessed 20th November, 2011]
Greller, M., Schröder, F., Hundt, V., Mundry, B., Papert, O. (2010) Universelle Energiekennzahlen für Deutschland – Teil 2: Verbrauchskennzahlentwicklung nach Baualtersklassen. Bauphysik, 32(1), 1-6.
Galvin R. (2013). Making the 'Rebound Effect' More Useful for Performance Evaluation of Thermal Retrofits of Existing Homes: Defining the 'Energy Savings Deficit' and the 'Energy Performance Gap', Energy and Buildings (in press: paper accepted for publication November 2013).
Galvin R. (2013a). Targeting 'Behavers' Rather Than Behaviours: A 'Subject-Oriented' Approach for Reducing Space Heating Rebound Effects in Low Energy Dwellings,Energy and Buildings, 67: 596-607. [ScienceDirect]
Greller, M., Schröder, F., Hundt, V., Mundry, B., Papert, O. (2010) Universelle Energiekennzahlen für Deutschland – Teil 2: Verbrauchskennzahlentwicklung nach Baualtersklassen. Bauphysik, 32(1), 1-6.
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Knissel, J., Loga, T. (2006) Vereinfachte Ermittlung von Primärenergiekennwerten. Bauphysik, 28(4), 270-277.
Loga, T., Diefenbach, N., Born, R. (2011) Deutsche Gebäudetypologie. Beispielhafte Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz von typischen Wohngebäuden, Institute Wohnen und Umwelt, Darmstadt.
Rosenow J and Galvin R (2013) Evaluating the evaluations: Evidence from energy efficiency programmes in Germany and the UK. Energy and Buildings 62 (2013) 450–458
Schröder, F., Altendorf, L., Greller, M., Boegelein, T. (2011) Universelle Energiekennzahlen für Deutschland: Teil 4: Spezifischer Heizenergieverbrauch kleiner Wohn häuser und Verbrauchshochrechnung für den Gesamtwohnungsbestand. Bauphyisk, 33(4), 243-253.
Sunikka-Blank, M. and Galvin, R. (2012) Introducing the prebound effect: the gap between performance and actual energy consumption, Building Research and Information, 40: 260-273. Walberg, D., Holz, A., Gniechwitz, T., Schulze, T. (2011) Wohnungsbau in Deutschland - 2011 Modernisierung oder Bestandsersatz: Studie zum Zustand und der Zukunftsfähigkeit des deutschen „Kleinen Wohnungsbaus“, Arbeitsgemeindschaft für zeitgemäßes Bauen, eV.
Walberg, D., Holz, A., Gniechwitz, T., Schulze, T. (2011) Wohnungsbau in Deutschland - 2011 Modernisierung oder Bestandsersatz: Studie zum Zustand und der Zukunftsfähigkeit des deutschen „Kleinen Wohnungsbaus“, Arbeitsgemeindschaft für zeitgemäßes Bauen, eV.