Gymnasiums Dresden

Ergebnisse der forschungsseitigen Begleitung der energetischen Sanierung des Bertolt‐Brecht‐
Gymnasiums Dresden (Schule Typ Dresden)
Uwe Meinhold
Glasewaldtstraße 44
01277 Dresden
49 (0) 351 314 384 60
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Folie 1
Grundgedanken der Sanierung
• Erhalt der hohen Tageslichtautonomie (Tageslicht von beiden Seiten in Klassenzimmer)
• Reduzierung der Transmissionswärmeverluste durch Überdachung der Innenhöfe und Erhöhung des Wärmewiderstandes der Gebäudehülle
• Reduzierung der Lüftungswärmeverluste durch Vorwärmen der Luft in den Atrien
• Tageslichtergänzungsbeleuchtung (Dimmen der Leuchten)
Fertigstellung Sanierung: 1994 Dipl.‐Ing. Uwe Meinhold
uwe.meinhold@ig‐bauklimatik.de
Folie 2
Lüftungskonzept
Dipl.‐Ing. Uwe Meinhold
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Folie 3
Lüftungskonzept
Flächen und U – Werte
Old building
Gross flour area [m2]
Heated volume [m3]
A/V [m‐1] (exterior surface)
Average U‐ value [W/m2K]
U‐ value [W/m2K] of the exterior wall
U‐ value [W/m2K] of the basement
U‐ value [W/m2K] of the roof
U‐ value [W/m2K] of the windows
3807
11651
0,45
2,10
1,85
3,50
0,95
5,20 / 3,00
Dipl.‐Ing. Uwe Meinhold
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After retrofitting
1995
5230
16646
0,33
0,48
0,33
0,44
0,25
1,50
Das Gebäude wurde vor Inkrafttreten der WSVO 95 geplant. Folie 4
CO2 ‐ Konzentration in Klassenräumen
2000
1800
Lüftung_Zi_217
CO2_Atrium
1600
CO2_Zi_216
CO2_Zi_217
CO2 [ppm]
1400
1200
1000
800
600
400
00:00
01:30
03:00
04:30
06:00
07:30
09:00
10:30
12:00
13:30
15:00
16:30
18:00
19:30
21:00
22:30
00:00
Uhrzeit [hh:mm]
CO2 – Messung an einem Wintertag (ohne mechanische Lüftung)
(Maximale Konzentrationen liegen weit über 2000 ppm)
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Folie 5
CO2 ‐ Konzentration in Klassenräumen
3500
CO2- concentration
(simulation)
CO2-concentration
(measurement)
lessons
CO2- concentration [ppm]
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
7:15
7:25
7:35
7:45
7:55
8:05
8:15
8:25
8:35
8:45
8:55
9:05
9:15
CO2 – Messung an einem Wintertag (ohne und mit mechanische Lüftung)
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Folie 6
CO2 ‐ Konzentration in Klassenräumen
1800
[ppm ]
CO2 - concentration
during classes
1600
1400
1200
1000
800
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
outdoor tem perature [°C]
CO2 – Konzentration in Abhängigkeit der Außentemperatur bei freier Lüftung Bei Außentemperaturen kleiner 10°C wird nicht ausreichend gelüftet!
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Folie 7
Energieverbrauch: Brecht Gymnasium
100
consumption of heating energy
consumption of electricity
[kWh/m 2]
80
60
40
20
0
1996
1997
1998
1999
2000
2001
Klimabereinigte Energieverbräuche
Langjähriges Mittel:
Heizwärmeverbrauch:
Elektroenergieverbrauch:
70,80 kWh/m²a
17,83 kWh/m²a
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Folie 8
Vergleich des Energieverbrauchs
Neubau
saniert
unsaniert
229
214
Heizwärmeverbrauch [kWh/m²a]
105
68
71
107
117
81
Herzlichen Dank für die Bereitstellung der Daten durch die Landeshauptstadt Dresden | Hochbauamt |
Fachbereich techn. Anlagen/Energiewirtschaft | Frau Gottschalk / Frau Patzke
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Folie 9
Vergleich des Energieverbrauchs
Neubau
saniert
unsaniert
17,8
Elektroenergieverbrauch [kWh/m²a]
15,8
13,4
12,7
12,5
10,3
8,7
6,1
Neubau Vitzthum
Gymnasium
Gymnasium
Berthold‐Brecht
16. Grundschule
Gymnasium
Klotzsche
116. Mittelschule
ehem. 52.
Grundschule
Vitzthum
Gymnasium alt
49. Grundschule
(DenkmalTyp
Dresden)
Herzlichen Dank für die Bereitstellung der Daten durch die Landeshauptstadt Dresden | Hochbauamt |
Fachbereich techn. Anlagen/Energiewirtschaft | Frau Gottschalk / Frau Patzke
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Folie 10
Erfahrungen aus der Sanierung 1994
Kritikpunkte des Lüftungskonzeptes:
Brandschutz:
zwischen Atrium und angrenzenden Klassenräumen / Fluren nicht gegeben
Schallschutz:
zwischen Atrium und angrenzenden Klassenräumen nicht gegeben
Behaglichkeit:
im Atrium nicht gegeben, abfallende Kaltluft beim Öffnen der Dachfenster
Wärmeverluste:
beim Öffnen der Dachfenster im Winter
Nachtlüftung:
die kritischsten Räume der oberen Geschosse erhalten den geringsten
Luftwechsel
Sommerlicher Temperaturen am Tag im Atrium zu hoch
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Folie 11
Erfahrungen aus der Sanierung 1994
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Folie 12
Erfahrungen aus der Sanierung 1994
31
Tem p. [°C]
30
29
28
27
26
25
24
23
gemessen Raumlufttemperatur R315 ca. 2 facher Luftw echsel
22
berechnete Raumlufttemperatur bei 5 facher Luftw echsel von 0:00 - 5:00 Uhr
berechnete Raumlufttemperatur bei 10 facher Luftw echsel von 0:00 - 5:00 Uhr
berechnete Raumlufttemperatur bei 10 facher Luftw echsel von 21:00 - 7:00 Uhr
19.08.97
17.08.97
15.08.97
13.08.97
11.08.97
09.08.97
07.08.97
21
Gemessener und berechneter Temperaturverlauf bei unterschiedlichen Luftwechsel der Nachtlüftung
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Folie 13
Erfahrungen aus der Sanierung 1994
Brandschutzkonzept:
Grobe Mängel in der Bauplanung Verglasung zwischen Atrium und angrenzenden Klassenräumen wies nicht die erforderliche Feuerwiderstandsklasse auf
Tragwerk der Dachkonstruktion und Verglasung erfüllen nicht die Anforderung an die Feuerwiderstandsklassen
(Atrien sind Versammlungsräume)
Luftverbindung zw. Atrien und Klassenräumen nicht zulässig
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Folie 14
Aktueller Zustand (2014)
Blick in die Aula mit neuem Akustiksegel, neuer Heizung und Lüftung
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Folie 15
Aktueller Zustand
Empore in der Aula
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Folie 16
Zusammenfassung
Räumliche Verbesserung durch Pausenbereich und Aula Energetische Verbesserung des Gebäudes konnte bestätigt werden Hohe Brandschutzanforderungen bei der Überdachung der Innenhöfe Umsetzung des notwendigen Lüftungskonzeptes nicht oder nur sehr kostenintensiv realisierbar
Nachtlüftung wirkte sich positiv auf das sommerlicher Temperaturverhalten aus. Dipl.‐Ing. Uwe Meinhold
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Folie 17