Nachhaltige Energiekonzepte
Prof. Jörg Probst
Prof. Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Jörg Probst
Im Lehrgebiet Technische Gebäudeausrüstung und Nachhaltige Energiekonzepte werden im Grundstudium des Bachelor-Studiengangs Architektur umfassende Grundlagen im Bereich der Energie und Nachhaltigkeit gelegt. Ausgehend von der Erarbeitung physikalischer Größen wie Arbeit und Leistung und den Bestimmungen von Wirkungsgraden bei der Energieumwandlung, wird für jedes Gebäude, für jedes Energiekonzept, zunächst das Thema Behaglichkeit bearbeitet. Untergliedert in thermische, akustische und haptische Behaglichkeit, werden die Begriffe Wärme, Kälte, Feuchte, Schall, Echo aber auch Oberflächen und Materialien erörtert und zu einem kohärenten Gesamtgebilde zusammengeführt. Ausgehend von diesen Grundbedürfnissen der Menschen, die die Gebäude durch Sehen, Hören, Schmecken, Riechen und Berühren wahrnehmen, gilt es dann die gesetzlichen Grundlagen zu erörtern. Hier stehen im Mittelpunkt das Gebäude-Energie-Gesetz und die Anforderungen an Schall- und Wärmeschutz, im Besonderen aber auch die Anforderungen an sommerliche Überhitzungssituationen, die in modernen Gebäudeenergiekonzepten im Vordergrund stehen. Zusammen mit der Definition von Gebäudeenergiestandards, die über die gesetzlichen Anforderungen hinausgehen, entsteht so ein Grundprofil aus Behaglichkeitsanforderungen und gesetzlichen Rahmenbedingungen für das auf den gesamten Lebenszyklus angelegte Energiekonzept. Hierauf aufbauend werden die vielfältigen Versorgungsmöglichkeiten und Energieumwandlungsstufen erörtert. Im Mittelpunkt stehen hier regenerative Energien, der Einsatz von Solarthermie und Photovoltaik, ebenso wie die Nutzung von Wärmepumpen mit unterschiedlichen Quellen, aber auch Windkraftsysteme, moderne Wasserstoffspeicher und biogene Energien, wie Holzpellets und Holzhackschnitzel. Diese münden in ein umfassendes Energiekonzept, das die wirtschaftlichen Aspekte ebenso integriert und in Form einer Nutzwertanalyse die verschiedenen Bewertungsaspekte aus ökologischen und ökonomischen Rahmenbedingungen heraus ermöglicht. So entsteht neben dem Energiekonzept ein TGA-Konzept und damit eine umfassende Betrachtung der Technischen Gebäudeausrüstung, die zu einem integrierten Gesamtkonzept wird, das den gesamten Lebenszyklus des Gebäudes umfasst.
Technical Building Equipment
Technical Building Equipment and Sustainable Energy Concepts represent a fundamental part of the bachelor’s degree in architecture in terms of the subject areas of energy and sustainability. Buildings and energy concepts are first evaluated in terms of their level of comfort by assessing physical performance criteria and by determining energy-conversion efficiencies. Subdivided into thermal, acoustic, and haptic comfort, the terms heat, cold, humidity, sound, echo, as well as surfaces and materials are discussed and related to each other to form a coherent overall structure. Starting from the basic needs of people who perceive the building through vision, sound, taste, smell, and touch, we then address the legal basis. We focus here on the Building Energy Act and requirements for sound and heat insulation, as well as requirements for preventing overheating scenarios in summer in particular, which are at the forefront of modern building energy concepts. Combined with a definition of building energy standards that go beyond legal requirements, we create a basic profile of comfort requirements and legal framework conditions for an energy concept based on the entire life cycle. Proceeding from this, we then discuss various supply options and energy conversion stages. We focus here on regenerative energies, the use of solar thermal energy and photovoltaics, as well as the use of heat pumps with various sources, but also wind power systems, modern hydrogen storage and biogenic energies such as wood pellets and wood chips. These lead to a comprehensive energy concept that also integrates economic aspects, making it possible to evaluate the various factors with respect to environmental and economic parameters in the form of a cost-benefit analysis. In addition to the energy concept, a TBE concept is also generated, and thus a comprehensive overview of the technical building equipment, which becomes an integrated overall concept encompassing the entire life cycle of the building.