Oft werden in der Planung von energieeffizienten Gebäuden neue Bauaufgaben erschlossen und damit auch neue, ungeklärte Fragen aufgeworfen, die eine messtechnische und wissenschaftliche Untersuchung interessant erscheinen lassen. Damit verbunden ist häufig auch die Frage, ob die theoretischen Planungswerte, z. B. der Energiebilanz des Gebäudes, sich in der realen Nutzung so auch wieder finden lassen. Aufgrund dieser Fragestellungen ist dann die Konzeption geeigneter Messungen für die Durchführung eines Monitorings im Gebäude gefragt.

Die Praxis zahlreicher durchgeführter Messprojekte zeigt, dass häufig der zweite vor dem ersten Schritt unternommen wird, oder wichtige Punkte bei der Planung einfach vergessen werden. Daher ist es zweckmäßig, einige Grundregeln zu berücksichtigen und sich vorab mit einigen wichtigen Randbedingungen, wie z. B. der eindeutigen Festlegung einer Bilanzgrenze, auseinander zu setzen.

Der generelle inhaltliche Ablauf eines jeden Gebäude-Monitorings ist immer gleich: Es beginnt mit der oder den Fragestellungen, die es zu klären gilt. Danach erfolgt die Festlegung eines geeigneten, abgestimmten Messkonzeptes, um die gestellten Fragen beantworten zu können. Dabei ist die Art der Messung, die notwendige Detailtiefe und die Abgrenzung zu anderen Fragen und Einflüssen zu klären. Erst dann erfolgt die Festlegung der notwendigen Messpunkte, des Messverfahrens und der sinnvollen zeitlichen Auflösung. Daran schließt sich die eigentliche Projektierung der Messtechnik an, u.a. mit dem Auslegen der technischen Anforderungen an die Sensoren und die Datenerfassung und der Produktauswahl. Schematisch ist der Ablauf in Abbildung 1 dargestellt.

In diesem Beitrag werden die erwähnten Punkte eines Monitorings der Reihe nach genauer erläutert, der Umgang mit weiteren Einflussfaktoren („Störgrößen“) behandelt und gangbare Lösungen aufgezeigt.

Abbildung 1: Grober Ablaufplan für das Vorgehen beim Aufbau eines Gebäude-Monitorings.

Geht es nur um eine einfache „Erfolgskontrolle“ bezüglich des Energieverbrauchs ohne weitere Fragestellungen bzw. Ursachenklärung von evtl. Abweichungen, kann dies ggf. auch mit einem deutlich weniger aufwendigen sog. „Minimalmonitoring“ erfolgen. Das dafür mögliche Vorgehen wird im Artikel Messung zur Verbrauchskontrolle – „Minimalmonitoring“ dargestellt.

Die bei der Planung und dem Bau von energieeffizienten Gebäuden aufgeworfenen, bis dato ungeklärten Fragen können sehr unterschiedlich und vielschichtig sein. Sie können eine Wohnung, ein Gebäude oder eine ganze Siedlung betreffen, Einzelfragen zur Gebäudefunktion sein (z. B. Überhitzungshäufigkeit, Kellerfeuchte) oder nur einzelne Komponenten betreffen (z. B. Wärmepumpe, Wärmerückgewinnung).

Im Regelfall steht das – meist noch etwas unkonkrete – Interesse an der Performance des Gesamtgebäudes im Vordergrund der ersten Überlegungen: „Überprüfung der Funktion des Gebäudes“. Die detaillierten Fragestellungen müssen dann häufig erst ausgearbeitet werden. Es soll daher betont werden, dass diese Klärung vor allen weiteren Überlegungen und Projektierungen stehen muss. Ohne eine genaue Klärung der Fragestellung kann keine erfolgreiche Messung durchgeführt werden. Das klingt zunächst trivial – die Wichtigkeit sollte aber nicht verkannt werden. Anschließend wird dann entweder das Gesamtgebäude in seiner Funktion überprüft und einige „Sonderfragen“ vertiefend bearbeitet, oder es werden nur die Einzelfragen behandelt.

Messkonzept

Energiebilanzen

Definitionen für Messung und Auswertung

Einflüsse auf den Heizwärmeverbrauch

Vergleich mit der Gebäudeenergiebilanz

Erstjahresmessungen

Anforderungen an und Umgang mit Sensoren

Für erfolgreiche Messungen von Gebäuden ist es zweckmäßig, wichtige Grundregeln zu berücksichtigen und vor und während der Projektierung der Messung sowie der Auswertung wichtige Eckpunkte festzulegen. Insbesondere sind folgende Bereiche zu berücksichtigen:

• Konzepterstellung,
  

• klare Formulierung der Fragestellung,
  

• Klärung der Bilanzgrenzen und Bezugsgrößen,
  

• Verwendung von eindeutigen Bezeichnungen (z. B. bei „Bilanzresten“)
  

• Kenntnis der wichtigsten Einflüsse auf die Messgrößen sowie
  

• Berücksichtigung von Grundlagen beim Umgang mit Sensoren.
  

Die in diesem Beitrag zusammengetragenen Anmerkungen zu diesen Themenbereichen sollen grundlegende Informationen für die erfolgreiche Durchführung eines Gebäudemonitorings zur Verfügung stellen.

[AkkP-25] W. Feist (Herausgeber): Temperaturdifferenzierung in der Wohnung; Protokollband Nr. 25 des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser Phase III; Passivhaus Institut; Darmstadt 2004.

[DIN 1319-1] Deutsches Institut für Normung: DIN 1319-1 Grundlagen der Messtechnik - Teil 1: Grundbegriffe, Beuth Verlag, Berlin 1995

[DIN EN ISO 7726] DIN EN ISO 7726: Umgebungsklima; Instrumente zur Messung physikalischer Größen. Beuth Verlag, Berlin, April 2002

[DIN EN ISO 7730] DIN EN ISO 7730: Gemäßigtes Umgebungsklima, Beuth Verlag, Berlin, Mai 2006

[DIN V ENV 13005] DIN V ENV 13005: Leitfaden zur Angabe der Unsicherheit beim Messen. Deutsche Fassung ENV 13005:1999. Beuth Verlag, Berlin, 1999

[EnOB 2006] EnOB Forschung für Energieoptimiertes Bauen: Leitfaden für das Monitoring der Demonstrationsbauten im Förderkonzept EnBau und EnSan, 2006

[Feist 2001] Wolfgang Feist: Stellungnahme zur Vornorm DIN V 4108 Teil 6:2001 aus Sicht der Passivhausentwicklung, CEPHEUS-Projektinformation Nr. 39, Fachinformation PHI-2001/10, Darmstadt, Passivhaus Institut, 2001.

[Feist 2004] W. Feist: Wärmeübergabeverluste im Licht der Baupraxis. In: Wärmeübergabe- und Verteilverluste im Passivhaus. Protokollband Nr. 28 des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser Phase III, Passivaus Institut, Darmstadt 2004.

[Feist 2005] Wolfgang Feist: Heizlast in Passivhäusern – Validierung durch Messungen. Endbericht im Rahmen des IEA SHC TASK 28 / ECBCS ANNEX 38. Passivhaus Institut, Darmstadt, Juni 2005

[GEMIS] Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Jugend, Familie und Gesundheit / Öko-Institut: Gesamt-Emissions-Modell integrierter Systeme (GEMIS); Wiesbaden

[Peper 2008] S. Peper: Passivhaus-Heizsysteme in der Praxis. Ergebnisse und Erfahrungen aus der Feldmessung. In: Protokollband 38 des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser Phase IV; Passivhaus Institut; Darmstadt 2008

[Peper at al. 2009] S. Peper; J. Grove-Smith; W. Feist: Sanierung mit Passivhauskomponenten. Messtechnische Untersuchung und Auswertung Tevesstraße Frankfurt a.M. Passivhaus Institut; Darmstadt Februar 2009

[Peper/Feist 2002] S. Peper; W. Feist: Klimaneutrale Passivhaussiedlung Hannover-Kronsberg; Analyse im dritten Betriebsjahr, Endbericht Mai 2001 bis April 2002, i.A. der Stadtwerke Hannover AG, Darmstadt, Juli 2002

[Peper/Feist 2008] S. Peper; W. Feist: Gebäudesanierung „Passivhaus im Bestand“ in Ludwigshafen / Mundenheim. Messungen und Beurteilung der energetischen Sanierungserfolge. Passivhaus Institut, Darmstadt, Dezember 2008

[Peper/Feist/ Pfluger 2004] S. Peper; W. Feist; R. Pfluger: Ein nordorientiertes Passivhaus, Messtechnische Untersuchung und Auswertung von 19 Wohnungen im Passivhaus-Standard in Frankfurt-Bockenheim, Grempstraße. Passivhaus Institut, Darmstadt 2004

[Peper/Kah/ Pfluger/ Schnieders 2007] S. Peper; O. Kah; R. Pfluger; J. Schnieders: Passivhaus-Schulen Frankfurt Riedberg. Messtechnische Untersuchung und Analyse. Passivhaus Institut, Darmstadt, Juli 2007

[Peper/Schieders/Feist 2005] S. Peper; J. Schnieders; W. Feist: Mehrgeschoss Passivhaus Hamburg Pinnasberg. Endbericht. Passivhaus Institut, Darmstadt September 2005

[Peper/ Schnieders/Feist 2011] S. Peper; J. Schnieders; W. Feist: Monitoring Altbausanierung zum Passivhaus, Verbrauch, Raumluftqualität, Kellerfeuchte. Messtechnische Untersuchung an den Sanierungsgebäuden Tevesstraße Frankfurt a.M. Passivhaus Institut, Darmstadt Juli 2011; Download: www.passiv.de

[Peper/ Schnieders/Ochs/Feist 2010] S. Peper; J. Schnieders; F. Ochs; W. Feist: Messtechnische Untersuchung und wissenschaftliche Auswertung zur saisonalen Wärmespeicherung über Sole-Register unter der Bodenplatte eines Passivhauses mit Dämmschürze. Passivhaus Institut, Darmstadt Dezember 2010

[PHPP] W. Feist; J. Schnieders; B. Kaufmann; R. Pfluger und O. Kah: Passivhaus Projektierungs Paket 2007, Anforderungen an qualitätsgeprüfte Passivhäuser. Fachinformation PHI 2007/1, Darmstadt, Passivhaus Institut, 2007

[Schulz/ Baumgärtner 2009] T. Schulz; C. Baumgärtner: Werkstattbericht, Messungen Winter 2007/2008/2009. Im Rahmen des EU-Projektes: CONCERTO – ACT 2 WP 2 Monitoring and Evaluation. Passivhaus Institut Dezember 2009

Übersicht der Passipedia-Artikel zu Passivhäusern in der Nutzung

Messung zur Verbrauchskontrolle – „Minimalmonitoring“

Arbeitskreis kostengünstige Passivhäuser, Protokollband Nr. 45: Richtig messen in Energiesparhäusern