Energie · Gebäude · Umwelt (EGU)
Refine
Publication Type
- Report (8) (remove)
Language
- German (8) (remove)
Has Fulltext
- yes (8) (remove)
Keywords
- Akustik (1)
- Beleuchtung (1)
- Bestandsaufnahme (1)
- CO2 (1)
- Fensterlüftung (1)
- Heizung (1)
- IAQ (1)
- Integrale Schulsanierung (1)
- Kühlung (1)
- Leitfaden (1)
Faculty
The EGU Journal of Renewable Energy Short Reviews (EGUJRenEnRev) is a teaching project rather that a regular scientific journal. To publish in this journal, it is a premise to take part in the master course wind power, hydro power and biomass usage at the faculty of Energy, Building Services and Environmental Engineering of the Münster University of Applied Sciences.
Students receive an equivalent of 2.5 credit points (European Credit Transfer and Accumulation System - ECTS) for their engagement in the course and for publishing a short review article of at most 3000 words in this periodical. The publication process closely mimics the typical publication procedure of a regular journal. The peer-review process, however, is conducted within the group of course-participants.
Although being just an exercise, we think that publishing the outcome of this course in a citable manner is not only promoting the motivation of our students, but may also be a helpful source of introductory information for researchers and practitioners in the field of renewable energies. We encourage students to write their articles in English, but this is not mandatory. The reader will thus find a few articles in German language. To further encourage students practicing English writing, perfect grammar is not part of the assessment.
We especially thank our students for working with LaTeX on Overleaf, although LaTeX is new to some of them. In this way, the editorial workload was reduced to a minimum. We also thank our students for sharing their work under the creative commons attribution licence (CC-BY). I appreciate their contribution to scientific information, being available to every person of the world, almost without barriers. I also thank the corresponding authors and publishers of the cited work, for granting permission to reuse graphics free of charge. All other figures had to be replaced or removed prior to publication.
Auf Basis der Wirtschaftschulen und der Technischen Schulen des Kreises Steinfurt wurde im Laufe des Forschungsprojektes ein Konzept zur integralen Sanierung von Schulen erarbeitet. Zu Beginn des Projektes wurde eine umfangreiche Bestandsaufnahme der betrachteten Schulen vorgenommen. Hierzu erfolgten messtechnische Untersuchungen in ausgewählten Räumen der Schulen als auch Befragungen der am Schulbetrieb beteiligten Gruppen. Die messtechnischen Untersuchungen umfassten die Raumluftsituation, die Raumtemperatur, die Akustik und die Beleuchtungssituation. Mittels Fragebogen wurde das subjektive Emp-finden der Schüler und Lehrkräfte bezüglich der Raumluft, Akustik, Beleuchtung und Behag-lichkeit erfasst. (Abschnitt 1.1.6, S. 14 und Abschnitt 1.3 bis 1.5, ab S. 33) Die Raumtemperaturen, die Akustik und die Beleuchtungssituation zeigten sich sowohl bei den Messungen als auch in den Befragungen überwiegend als nicht auffällig. Eine gravieren-de Ausnahme hiervon stellten die Raumtemperaturen in den EDV-Räumen der Wirtschaft-schulen dar. Die inneren Wärmelasten durch den Betrieb der Computer lassen die Tempera-tur in den Räumen im Sommer auf unerträgliche Temperaturen ansteigen. Im Rahmen des Projektes wurde daher in einem EDV-Raum die Wirksamkeit einer Kühldecke und einer Schwerkraftkühlung messtechnisch untersucht. Beide Kühlsysteme wurden mittels Kühlwas-ser aus Erdsonden betrieben und waren in der Lage, die Temperatur im EDV-Raum im akzeptablen Bereich zu halten. (Kapitel 5, S. 143) Im Hinblick auf die Überhitzung der Räume und den Stromverbrauch von Computern als Ein-zelplatzlösung wurden die Vorteile des Green-IT bezüglich der Behaglichkeit, des Stromver-brauchs und der Wirtschaftlichkeit im Zusammenhang mit Schulen herausgestellt. (Abschnitt 6.2.1, S. 187) Die Raumluftsituation stellte sich in fast allen untersuchten Situationen als mangelhaft her-aus. Das Ergebnis bestätigt Untersuchungsergebnisse anderer Institutionen im In- und Aus-land und verlangt einen Paradigmenwechsel bezüglich der Belüftung von Schulräumen. Wei-tergehende messtechnische Untersuchungen an einem Proberaum der Technischen Schulen zeigten, dass auch die Lüftung über gekippte Fenster unzureichend ist (Abschnitt 1.3.5, S. 44 bzw. Abschnitt 6.2.5, S. 200). Alles in allem ist bei normaler Personenzahl in einem Klassen-raum eine mechanische Lüftung unerlässlich. In den Technischen Schulen werden diese Er-kenntnisse durch den Einbau von lüftungstechnischen Anlagen umgesetzt. Nach Abschluss von Sanierungsmaßnahmen an den Wirtschaftsschulen wurden erneut akus-tische Messungen in Klassenräumen durchgeführt. Es zeigte sich, dass die vor der Sanierung guten Ergebnisse sich durch akustisch wirksame Wandpaneele erneut einhalten lassen. Das Ergebnis bestätigt, dass pflegeleichte, schallharte Böden in Kombination mit durchdachten akustischen Maßnahmen problemlos funktionieren. Die energetische Sanierung von Gebäuden setzt einen bekannten Ist-Zustand des spezifischen Energieverbrauchs voraus, um Zielstellungen für die durch die Sanierung zu erwartenden Einsparungen formulieren zu können. Erhebungen bei den kommunalen Schulträgern sollten dazu dienen, diesen Ist-Zustand der Schulen zu beschreiben und den energetischen Erfolg bereits durchgeführter Sanierungen zu dokumentieren. Es stellte sich heraus, dass die Dokumentation der entsprechenden Daten bei den Schulträgern in den überwiegenden Fäl-len nicht vorliegen und auch nicht bereitgestellt werden können. Wesentliche Ursachen hier-für sind die Personalsituation und fehlendes Energiemanagement in den Verwaltungen. Der im Arbeitsplan vorgesehenen Erstellung einer Datenbank zu Sanierungsauswirkungen auf den Energieverbrauch von Schulen fehlte damit die Basis. Die zeitliche Entwicklung der spezifischen Energieverbräuche konnte für einige Schulen zusammengetragen werden. (Ab-schnitt 1.2, S. 23; Kapitel 1, S. 85 und Kapitel 3, S. 103) Die Erstellung des Sanierungskonzeptes für die Wirtschaftsschulen war zu Projektbeginn be-reits erfolgt. Im Rahmen des Projektes wurden die anstehenden und darüber hinausgehen-den Sanierungsschritte mittels dynamischer Simulationsrechnungen hinsichtlich ihrer ener-getischen Auswirkungen beurteilt und wirtschaftlich bewertet. Darüber hinaus konnten mit der dynamischen Simulationsrechnung Energieeinsparpotenziale aufgezeigt werden, die mit-tels Optimierung der Betriebstechnik erreicht werden können. (Abschnitt 6.1.4, S. 168) Im Rahmen des Sanierungskonzeptes der Technischen Schulen wurde für die Frischluftzufuhr und Temperierung der Klassenräume nach einem kombinierten, alternativen System ge-sucht. Daraus entwickelte sich die Klimawand. Diese benötigt aufgrund der flächigen Ausfüh-rung in Verbindung mit unterstützenden Konvektionsströmungen in Konvektionsschächten zur Temperierung nur geringe Über- bzw. Untertemperaturen. Gleichzeitig wird die Klimawand für die Frischluftzufuhr mit einem zentralen Belüftungssystem kombiniert. Die Klimawand ist unauffällig, robust mit geringem Platzbedarf und ist somit weitestgehend aus dem Wirkungsbereich der Schüler ausgenommen. (Abschnitt 6.2.3, S. 192) Das Sanierungskonzept der Technischen Schulen wurde im Rahmen des Projektes erstellt. Die jetzt beginnende bautechnische Umsetzung des Konzeptes beinhaltet die wesentlichen Ergebnisse des Projektes. Der Einbau von lüftungstechnischen Anlagen sowie die mittels dy-namischer Simulation erarbeitete bauphysikalische Optimierung sind Ergebnisse der Projekt-arbeit. Die dynamische Simulation hat sich als starkes und wichtiges Werkzeug bezüglich der Erstellung von Sanierungskonzepten erwiesen (Abschnitt 6.1.2, S. 157 und Abschnitt 6.1.4, S. 168). Durch die Sanierung wird der spezifische Primärenergiebedarf der Technischen Schulen von 73 auf rund 25 kWh pro Quadratmeter und Jahr sinken.
Diese Arbeit befasst sich mit Kostentrends in Zusammenhang mit technologischem Lernen von Windenergie an Land in den USA, in Deutschland und weltweit. Ziel dieser Arbeit ist es, eine Lernkurve für Windenergie an Land zu bestimmen. Dafür wurden Daten zu Stromgestehungskosten (LCOE) und Kosten für die Installation (COP) von Windenergieanlagen (WEA) im Zeitraum von 1983 bis einschließlich 2020 gesammelt, grafisch dargestellt und weitergehend ausgewertet. Die grafische Darstellung der Datenlage verdeutlicht die zeitliche Entwicklung der Technologie. Zur Beschreibung dieser Lernkurven wurden die Progress Ratio (PR) und Learning Rate (LR) in fünf unterschiedlichen Modellen bestimmt. Anhand derer sich in Kombination mit der zukünftig installierten Leistung von WEA eine Prognose über zukünftige Kosten ableiten lässt. Die ermittelten LR bewegen sich zwischen 13 % und 28 %, woraus sich LCOE im Jahr 2030 zwischen 44,03 US$/MWh und 61 US$/MWh ergeben.