Modellierung der Bandbreiten und systematischen Abhängigkeiten des Energieverbrauchs zur Anwendung im Verbrauchscontrolling von Wohngebäudebeständen (MOBASY)
Ausgangslage
Viele Wohnungsunternehmen investieren bereits erhebliche Mittel in die energetische Modernisierung ihrer Gebäude, wobei als Motivation neben dem Klimaschutz auch die Verbesserung des thermischen Wohnkomforts und die Verringerung von Verbrauchskosten für ihre Mieter eine wichtige Rolle spielen. Derzeit herrscht jedoch eine gewisse Unsicherheit, ob die Verbrauchsziele nach Modernisierung in der Praxis tatsächlich erreicht werden und somit auch die angestrebten CO2-Emissionsminderungen. Bezüglich einzelner Projekte wird immer wieder über größere Abweichungen zwischen gemessenem Verbrauch und rechnerischem Bedarf nach EnEV berichtet. Die häufig durch den „Rebound-Effekt“ begründeten „Mehrverbräuche“ führen in der Wohnungswirtschaft derzeit zu Skepsis gegenüber den eingeführten Berechnungsverfahren und damit verbunden zu Zweifeln an der Wirkung von Energiesparmaßnahmen. Statistisch begründete Aussagen sind kaum möglich, da eine solide Datenbasis für modernisierte Gebäude fehlt: Zwar gibt es aus dem Bereich der Abrechnungswirtschaft Verbrauchsstatistiken, jedoch kann auf Grund der Datenlage für modernisierte Gebäude keine ausreichend genaue Zuordnung zum tatsächlich erreichten energetischen Zustand dieser Gebäude vorgenommen werden.
Ziele
Gegenstand des Projekts ist die Entwicklung eines physikalisch-empirischen Modells zur Prognose des Erwartungswertes des Energieverbrauchs von energetisch hochwertigen Wohngebäudebeständen und die praktische Erprobung des Verfahrens für ein abgestuftes Verbrauchscontrolling. Als methodische Grundlage dient die Erweiterung des EnEV-Nachweises um eine realistische energetische Bilanzierung – unter Beachtung des typischen Nutzerverhaltens, aber auch unter Berücksichtigung der Unsicherheiten der in der Praxis vorliegenden Daten. Die so ermittelten Erwartungswerte des Energiebrauchs und zugehörigen Vertrauensintervalle stellen eine Referenz für den Soll-Ist-Vergleich dar.
Durch die realistischen Ansätze, den empirischen Abgleich mit Verbrauchsdaten und die Quantifizierung der verbleibenden Unschärfen erhöht das Verfahren insgesamt die Prognose-Qualität und schafft damit mehr Transparenz und Glaubwürdigkeit. Die Verbreitung des Ansatzes und die Visualisierung der Mechanismen in Form eines Webtools dienen dazu, Unsicherheiten und Skepsis bezüglich der durch Modernisierung zu erwartenden Energieeinspareffekte sowohl auf der Mieter- als auch auf der Vermieter-Seite auszuräumen.
Vorgehen
In Kooperation mit vier Wohnungsunternehmen wird das Verfahren an ca. 100 in den letzten Jahren energetisch modernisierten Geschosswohnungsbauten zur Erfolgskontrolle eingesetzt. Dazu werden die realen Verbrauchsdaten der Mehrfamilienhäuser analysiert und mit dem Berechnungsmodell unter Berücksichtigung typischen Nutzerverhaltens abgeglichen. Durch systematischen Vergleich mit den Erwartungswerten sollen erhöhte Verbrauchswerte identifiziert und Maßnahmen zur Verbesserung eingeleitet werden – durch Überprüfung der Betriebsführung, Rückmeldungen an die Bewohner bzw. durch ein detaillierteres Monitoring des Betriebsverhaltens.
In einem weiteren Arbeitspaket wird das Berechnungsverfahren in drei Gebäuden des Vorhabens PassivhausSozialPlus angewendet. Die Gebäude dienen außerdem der Erhebung von Nutzerverhalten im sozialen Wohnungsbau und zur Erprobung von Maßnahmen zur Reduktion der Nebenkosten. Das Monitoring wird schließlich zur Betriebsoptimierung der wärmeseitigen und elektrischen Anlagentechnik genutzt.
Bearbeitungszeitraum
November 2017 - April 2023
Projektteam IWU
Tobias Loga, Marc Großklos, Ines Weber, André Müller, Jens Calisti, Ulrike Hacke, Guillaume Behem, Dr. Ina Renz, Günter Lohmann, Dr. Holger Cischinsky, Britta Stein
Kontakt
Tobias Loga
06151 2904-53
t.loga(at)iwu(dot)de
Fördermittelgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)
Partner
- Hochschule Darmstadt, Fachbereich Elektro- und Informationstechnik, Prof. Dr. Ingo Jeromin
- Neue Wohnraumhilfe Darmstadt, Wolfgang Bauer-Schneider
- Wohnbau Gießen
- Nassauische Heimstätte
- bauverein AG
Software-Partner: ZUB Helena
Kurzinformation zum Projekt
Ergebnisse
Berichte
Loga, Tobias; Großklos, Marc; Weber, Ines; Hacke, Ulrike; Stein, Britta; Behem, Guillaume; Swiderek, Stefan; Müller, André; Calisti, Jens (2023). Modellierung der Bandbreiten und systematischen Abhängigkeiten des Energieverbrauchs zur Anwendung im Verbrauchscontrolling von Wohngebäudebeständen (MOBASY). Schlussbericht des Forschungsprojekts MOBASY; IWU - Institut Wohnen und Umwelt, Darmstadt 2023
PDF
ISBN 978-3-941140-80-6
Großklos, Marc; Müller, André; Behem, Guillaume; Stein, Britta; Loga, Tobias; Swiderek, Stefan (2023).
PassivhausSozialPlus – Gesamtbericht. Modellprojekt zum klimaneutralen Bauen und zur Minimierung der Nebenkosten im sozialen Wohnungsbau.
Darmstadt: IWU.PDF
ISBN 978-3-941140-78-3Loga, Tobias; Großklos, Marc; Behem, Guillaume; Stein, Britta; Müller, André (2023).
Unsicherheit der Energiebilanzierung und Vergleich mit Verbrauchsdaten für das PassivhausSozialPlus (MOBASY-Teilbericht). Verbrauchscontrolling auf der Grundlage von Energieprofil-Indikatoren im Vergleich zur Nutzung detaillierter Planungsdaten
MOBASY-Teilbericht. Darmstadt: IWU.PDF
ISBN 978-3-941140-77-6-
Loga, Tobias; Behem, Guillaume; Swiderek, Stefan; Stein, Britta (2022).
Verbrauchsbenchmarks für unterschiedliche Dämmstandards bei vermieteten Mehrfamilienhäusern (MOBASY-Teilbericht). Statistische Auswertung der MOBASY-Mehrfamilienhaus-Stichprobe.
MOBASY-Teilbericht. Darmstadt: IWU.PDF
ISBN 978-3-941140-73-8 -
Weber, Ines; Hacke, Ulrike; Loga, Tobias; Müller, André; Grafe, Michael; Großklos, Marc (2022).
Nutzerverhalten in energetisch modernisierten Gebäuden. Ergebnisse einer schriftlichen Mieterbefragung.
MOBASY-Teilbericht. Darmstadt: IWU.PDF
ISBN 978-3-941140-69-1 -
Großklos, Marc; Behem, Guillaume; Müller, André; Swiderek, Stefan; Stein, Britta (2021).
PassivhausSozialPlus – Konzept, Umsetzung, Kosten und Ergebnisse des ersten Messjahres.
MOBASY-Teilbericht; 52 Seiten. Darmstadt: IWU.PDF
ISBN 978-3-941140-68-4 -
Loga, Tobias; Großklos, Marc; Müller, André; Swiderek, Stefan; Behem, Guillaume (2021).
Realbilanzierung für den Verbrauch-Bedarf-Vergleich. Realistische Bilanzierung und Quantifizierung von Unsicherheiten als Grundlage für den Soll-Ist-Vergleich beim Energieverbrauchscontrolling.
MOBASY-Teilbericht; 213 Seiten. Darmstadt: IWU.PDF
ISBN 978-3-941140-67-7 Loga, Tobias; Großklos, Marc; Landgraf, Katrin (2020).
Klimadaten für die Realbilanzierung. Grundlagen des Tools „Gradtagzahlen-Deutschland.xlsx“.
MOBASY-Teilbericht; 73 Seiten. Darmstadt: IWU.PDF
ISBN 978-3-941140-66-0
Andere Publikationen
Großklos, Marc (2024).
Runter mit den Nebenkosten im sozialen Wohnungsbau.
— In: Die Wohnungswirtschaft, (4), 28–31.Loga, Tobias; Stein, Britta; Behem, Guillaume: Use of Energy Profile Indicators to Determine the Expected Range of Heating Energy Consumption.
Proceedings of the Conference "Central Europe towards Sustainable Building" 2022 (CESB22), 4 to 6 July 2022 in Prague; Acta Polytechnica CTU Proceedings 38:470–477, 2022.https://ojs.cvut.cz/ojs/index.php/APP/article/view/8299/6839
Großklos, Marc; Müller, André (2022).
Low Rents And Low Operating Costs In Social Housing – An Example From Germany
— Central Europe towards Sustainable Building 2022 (CESB22), Prag, 2022.Loga, Tobias; Stein, Britta (2022).
Zusammenhang Energieverbrauch und Dämmstandard bei Mehrfamilienhäusern.
— Konferenzband der 14. EffizienzTagung Bauen+Modernisieren (11. / 12.11.2022). Gehalten auf der EffizienzTagung Bauen+Modernisieren 2022, Hannover: energie+umwelt zentrum (euz).Großklos, Marc; Hacke, Ulrike (2022).
Nebenkostenpauschalen und Budgets im Sozialen Wohnungsbau – Praxiserfahrungen.
— Konferenzband der 14. EffizienzTagung Bauen+Modernisieren (11. / 12.11.2022). Gehalten auf der EffizienzTagung Bauen+Modernisieren 2022, Hannover: energie+umwelt zentrum (euz).Großklos, Marc (2022).
PassivhausSozialPlus — Konzept, Kosten und Betriebserfahrungen zweier Passivhäuser im sozialen Wohnungsbau.
— economicum: Themenband 11. Economicum — Leistbares und energieeffizientes Wohnen (1. Auflage 2022). Dornbirn: Energieinstitut Vorarlberg.Loga, Tobias (2022).
Was hat der Energieverbrauch von Mehrfamilienhäusern mit dem Dämmstandard zu tun?
— 4 S.; Darmstadt: Institut Wohnen und Umwelt. IWU-Schlaglicht 02/2022.Loga, Tobias (2021).
Verlässliche Energieverbrauchsprognosen durch MOBASY-Realbilanzierung
— Auszug aus dem Wissenschaftlichen Jahresbericht 2021; Darmstadt: IWU.Großklos, Marc (2021).
Betriebserfahrungen zweier Passivhäuser im sozialen Wohnungsbau.
— In: Tagungsband der 25. Passivhaustagung 2021 vom 10.09.-15.09.2021, Online-Tagung und in Wuppertal. Seiten 97-102. Darmstadt: Passivhaus Institut, 2021.-
Loga, Tobias; Behem, Guillaume (2021).
Target/actual comparison and benchmarking used to safeguard low energy consumption in refurbished housing stocks.
— In: eceee Summer Study Proceedings 2021: 461-471.Slides
Tagungsvideo (Full HD, 309 MB)
Beitrag — ➨ zum Beitrag auf der eceee-Homepage
ISBN 978-91-983878-9-3 (Online) — ISBN 978-91-983878-8-9 (Print) Großklos, Marc; Loga, Tobias (2021).
Consume and pay less – a budget approach for running costs in social housing.
— In: eceee Summer Study Proceedings 2021: 1006-1014.Slides
Tagungsvideo (Full HD, 166 MB)
Beitrag — ➨ zum Beitrag auf der eceee-Homepage
ISBN 978-91-983878-9-3 (Online) — ISBN 978-91-983878-8-9 (Print)
Vorträge
Großklos, Marc; Hacke, Ulrike (2022). Nebenkostenpauschalen und Budgets im sozialen Wohnungsbau – Praxiserfahrungen.
– 14. EffizienzTagung Bauen+Modernisieren am 11./12.11.2022, Hannover.Loga, Tobias; Stein, Britta (2022). Zusammenhang Energieverbrauch und Dämmstandard bei Mehrfamilienhäusern.
– 14. EffizienzTagung Bauen+Modernisieren am 11./12.11.2022, Hannover.Loga, Tobias (2022). Verbrauchsbenchmarks und Verbrauchscontrolling in Wohnungsunternehmen - Einführung.
Repp, Monika (2022). Verfolgung der Modernisierungsaktivitäten mit Energieprofil-Indikatoren.
Werner, Ralf (2022). Praxisbeispiel hochwärmegedämmter Altbau: Maßnahmen und gemessener Verbrauch.
-
Behem, Guillaume (2022). Realbilanzierung unter Berücksichtigung von Datenunsicherheiten – Nutzung für den Soll/Ist-Vergleich.
-
Loga, Tobias (2022). Auswertung des Energieverbrauchs von Mietwohnhäusern für unterschiedliche Dämmstandards.
-
Loga, Tobias (2022). Resümee der Veranstaltung.
Großklos, Marc (2019). PassivhausSozialPlus: Projektvorstellung auf dem Tag der Immobilienwirtschaft, IHK Darmstadt am 29.10.2019.
IWU-Veranstaltung im Rahmen der ENERGIETAGE 2022 am 3. Mai 2022
Wärmedämmung bei Mietshäusern – Welchen Energieverbrauch erwarten wir?
— Loga, Tobias; Behem, Guillaume; Repp, Monika (NHW); Werner, Ralf (WBG)
Tools
MOBASY WebTool "Energieprofil - Indikatoren und Energiebilanzierung"
English version: "Energy Profile - Indicators and Energy Performance Calculation"
https://www.iwu.de/publikationen/tools/energieprofil/webtool/
mit Erläuterungen in Deutsch und Englisch / with explanations in German and English;
direkter Zugang zum Tool / direct access to the tool: https://tool.mobasy.de/- EnergyProfile-XL-Package.zip – EnergyProfile.xlsm + zugehörige Excel-Arbeitsmappen zur Berechnung der MOBASY-Realbilanzierung – Deutsch und Englisch (Stand: 10.11.2023)
Eingabedaten sind Energieprofil-Indikatoren (Wohnfläche, Anzahl Geschosse, Anzahl Nachbargebäude, Dämmstärken nach Bauteil, usw.). Daraus werden die Eingangsdaten für das physikalische Modell (Flächen, U-Werte, Erzeugeraufwandszahlen, usw.) geschätzt (Beschreibung im Beitrag zur Effizienztagung Hannover 2022, siehe oben). Alternativ können die Eingangsdaten für das physikalische Modell auch direkt eingegeben werden. Abhängig von der Art der Datenquellen und der Vollständigkeit der Energieprofil-Indikatoren werden den Eingangsgrößen Unsicherheiten zugeordnet und darauf aufbauend die Unsicherheit des berechneten Energiebedarfs geschätzt. Diesem Erwartungsbereich können gemessene Werte des Verbrauch gegenübergestellt werden (Soll-Ist-Vergleich). Die Eingangsdaten und die Ergebnisse können in einer Datentabelle (Datei "Building-Data.xlsx") gespeichert werden.
Bitte beachten Sie die READ-ME-Datei mit wichtigen Informationen für die ersten Schritte:
EnergyProfile-XL_READ-ME.pdf - MobasyModel-R-Package.zip – R-Paket zur MOBASY-Realbilanzierung – English (Stand: 10.11.2023)
Enthält das Hauptpaket „MobasyModel“, das R-Datenpaket "MobasyBuildingData" sowie die zusätzlichen R-Pakete "CliDaMon" (Funktionen zur Berechnung von Klimadaten auf Grundlage von Postleitzahlen) und "AuxFunctions" (Hilfsfunktionen).
Bei dem Paket handelt es sich um eine Umsetzung der oben bei „EnergyProfile-XL-Package-zip“ beschriebenen Methodik-Bausteine in der Programmiersprache R.
R package: Realistic energy performance calculation / MOBASY approach
Contains the main package "MobasyModel", the R data package "MobasyBuildingData" as well as the additional R packages "CliDaMon" (functions for calculating climate data based on German post codes) and "AuxFunctions" (auxiliary functions). The package is an implementation of the methodology modules described above at “EnergyProfile-XL-Package-zip” in the R programming language.
R-packages also available at GitHub:
github.com/TobiasLoga/MobasyModel
github.com/TobiasLoga/MobasyBuildingData
github.com/TobiasLoga/CliDaMon
github.com/TobiasLoga/AuxFunctions UValEst-CalcPad.xlsx – Schätzwerte und Bandbreiten von U-Werten opaker Konstruktionen. Vereinfachte U-Wert-Schätzung und Unsicherheitsbewertung von opaken Konstruktionen bei Verwendung von Erhebungsdaten (Methodik dokumentiert im Bericht „Realbilanzierung für den Verbrauch-Bedarf-Vergleich“, s. o.).
U-values of Building Constructions – Estimates and Bandwidths. Simplified U-value estimation and uncertainty assessment for opaque constructions by use of survey data.PDF Ansicht Energieprofil-Fragebogen – deutsch (Stand Oktober 2021)
PDF View Energy Profile Forms – englisch (Status October 2021)
PDF mit aktiven Formularfeldern zur Datenerfassung - Energieprofil-Fragebogen – deutsch (Stand Juni 2022)
PDF with active formular fields for data acquisition - Energy Profile Forms - english (status June 2022)
Energieprofil-Indikatoren_Erfassungstabellen_Beispieldaten.xlsx – Datentabellen zur Erfassung von Energieprofil-Indikatoren und Verbrauchsdaten (Stand Oktober 2021)
EnergyProfileIndicators_DataTable_Showcase_ENG.xlsx – Data tables for acquisition of energy profile indicators and metered consumption (Status October 2021)
Gradtagzahlen-Deutschland.xlsx – Außenlufttemperaturen und Globalstrahlungsdaten 1991 bis heute mit Zuordnung zu Postleitzahlen
- R-Datenpaket "clidamonger" auf CRAN: "clidamonger - Monthly Climate Data for Germany, Usable for Heating and Cooling Calculations"; Datentabellen des Tools "Gradtagzahlen-Deutschland-xlsx"; CRAN (The Comprehensive R Archive Network) / IWU 2023
Medien
Videoclip zu PassivHausSozialPlus in Darmstadt, ab Min. 0:45
