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Passiv-TinyHouse-Energiekonzept

Masterarbeiten

Entwicklung eines passiven Energiekonzeptes am Beispiel eines Tiny House mit Stampflehmwänden

Studiengang: Energieeffizientes & nachhaltiges Bauen, TU München

Author: Aurèle Haupt

In dieser Masterarbeit wird ein passives Energiekonzept für ein Tiny House am Standort Nieklitz, Mecklenburg-Vorpommern entwickelt. Das Tiny House soll im Betrieb CO2-neutral sein, solar beheizt und mit nachhaltigen Baustoffen gebaut werden. Ziel ist ein ganzjährig behagliches Innenraumklima zu gewährleisten. Hierzu wird mit Hilfe thermisch-dynamischer Simulation mit der Software TRNSYS ein Gebäude entwickelt und simuliert. Die Schwierigkeit hierbei ist die geringe Sonneneinstrahlung, sowie die geringen Temperaturen im Winter. Das Konzept setzt daher auf die Wärmespeicherung mit Hilfe thermischer Masse, durch die Verwendung von Stampflehmwänden.

In dem ersten Teil der Masterarbeit werden Parameterstudien durchgeführt und das Gebäude auf die Nutzung von passiven solaren Wärmegewinnen optimiert, während Wärmeverluste reduziert werden. Simulationen haben gezeigt, dass das ideale Gebäude keine Fensterflächen an Nord‑, Ost‑, und Westseite des Gebäudes aufweist, ein 7 m² großes dreifachverglastes Fenster an der Südseite und einen vorgesetzten, komplettverglasten Wintergarten hat. Ebenso empfiehlt sich ein U‑Wert für alle opaken Außenbauteile von 0,10 W/m²K. Die Grenzen des Behaglichkeitsbereichs werden während 71 % der Anwesenheitsstunden eingehalten. Durch den Einsatz von 45 cm starken Stampflehmwänden kann, im Vergleich zu einem Aufbau mit Porenbetonsteinen (17,5 cm), der Heizenergiebedarf um 47 % auf 20,3 kWh/m²a reduziert werden.

In dem zweiten Teil der Arbeit werden drei aktive Systeme zur Gebäudeheizung untersucht und miteinander verglichen. Durch den Einsatz eines Biomeilers über ein Nahwärmenetz kann ein ganzjährig behagliches Innenraumklima erzielt werden. Nachteil hierbei sind die hohen Betriebskosten von durchschnittlich 670 €/Jahr. In der nachfolgenden Variante wurde ein System mit Flachkollektoren, Pufferspeicher und Wandheizung untersucht und ein behagliches Klima während 93 % der Anwesenheitszeit erreicht. Als dritte Variante wurde die solarthermische Anlage (ohne Pufferspeicher) mit einem thermoaktiven Bauteilsystem kombiniert und die Wärme in den 1,2 Meter starken, verdichteten Erdboden des Gebäudes eingebracht. Hierdurch wird ein ganzjährig behagliches Innenraumklima erreicht. Abschließend wurde, aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen, ein passives Tiny House mit nachhaltigen Dämmstoffen entworfen.

Kontakt: Aurèle Haupt (aurele.hauptwirbauenzukunft.de)