Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit ist es, das Heizungssystem der Universität Zürich zu analysieren
und Energieverbesserungsvorschläge zu formulieren. Es hat sich herausgestellt, dass die
Arbeit mehr in Richtung Fehlerbehebung verläuft, da zu viele Faktoren unklar sind. Die Mitarbeiter
des Betriebsdienst sehen ein Energieeinsparpotenzial auf dem gesamten Campus und sie gehen
davon aus, dass in den meisten Räumen die Raumlufttemperatur zu hoch ist. Es sind von der Universität
Zürich zwei Referenzgebäude zur Verfügung gestellt worden. Die Gebäude repräsentieren
die zwei Bauweisen des Gebäudesparks. Die Ansätze sollen auf die restlichen Gebäude übertragen
werden können. Um das Verhalten der zwei Bautypen unter Absenkung der Raumlufttemperatur zu
analysieren, wurden Raumtemperaturfühler in den verschiedenen Räumen mit unterschiedlichen Bedingungen
platziert. Weitere Parameter wie Aussenlufttemperatur, Vor- und Rücklauftemperatur sowie
die Globalstrahlung sind bereits im Leitsystem erfasst und geloggt. Die Ergebnisse bestätigen
zum grossen Teil die Annahmen der Mitarbeiter. Es hat sich auch herausgestellt, dass die thermische
Behaglichkeit in einigen Räumen aus Sicht der Nutzer nicht erfüllt ist. Ebenfalls sind Einstellungen
der Heizungsregelung dem Betriebsdienst nicht vollständig bekannt. Eine Nachtabsenkung ist durch
das Abkühlverhalten der Gebäude sinnvoll und sollte implementiert oder weiter ausgebaut werden.
Die Heizgrenze kann in allen Gebäuden weiter heruntergesetzt werden. Eine automatisierte Einzelraumregelung
kann man in Betracht ziehen.
This paper aims to analyse the heatingsystem of the University of Zurich and to come up with recommendations
as to how the energy use can be improved. It has turned out that the paper is more
in the direction of troubleshooting, because too many factors are unclear. The operation service
staff members see a potential for saving energy all over the campus. They assume that the air temperature
is too high in most rooms. To analyse the behaviour of the two building types under reduction
of the room temperature, measuring instruments were placed in different Rooms. For the purposes
of this study, the University of Zurich provided two buildings which are representative of the
two types of construction on the UZH campus. The solutions developed in this study will thus be
applicable to all buildings on the campus. Further parameters, such as outside air temperature,
supply- and return temperature, as well as global radiation have been accounted for and logged in
the control system. The results of this study mostly confirm the assumptions made by the staff
members. It turns out that users rate the thermal comfort of the rooms as insufficient. Moreover, the
tuning of the regulation system is not well-known by the staff members. A lowering of the temperature
at night makes sense considering the cooling behaviour, so it is recommendable to further expand
or implement it. The heating limit temperature can be lowered even further. An automatized
regulation of the individual rooms can be taken into consideration.
Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit ist es, das Heizungssystem der Universität Zürich zu analysieren
und Energieverbesserungsvorschläge zu formulieren. Es hat sich herausgestellt, dass die
Arbeit mehr in Richtung Fehlerbehebung verläuft, da zu viele Faktoren unklar sind. Die Mitarbeiter
des Betriebsdienst sehen ein Energieeinsparpotenzial auf dem gesamten Campus und sie gehen
davon aus, dass in den meisten Räumen die Raumlufttemperatur zu hoch ist. Es sind von der Universität
Zürich zwei Referenzgebäude zur Verfügung gestellt worden. Die Gebäude repräsentieren
die zwei Bauweisen des Gebäudesparks. Die Ansätze sollen auf die restlichen Gebäude übertragen
werden können. Um das Verhalten der zwei Bautypen unter Absenkung der Raumlufttemperatur zu
analysieren, wurden Raumtemperaturfühler in den verschiedenen Räumen mit unterschiedlichen Bedingungen
platziert. Weitere Parameter wie Aussenlufttemperatur, Vor- und Rücklauftemperatur sowie
die Globalstrahlung sind bereits im Leitsystem erfasst und geloggt. Die Ergebnisse bestätigen
zum grossen Teil die Annahmen der Mitarbeiter. Es hat sich auch herausgestellt, dass die thermische
Behaglichkeit in einigen Räumen aus Sicht der Nutzer nicht erfüllt ist. Ebenfalls sind Einstellungen
der Heizungsregelung dem Betriebsdienst nicht vollständig bekannt. Eine Nachtabsenkung ist durch
das Abkühlverhalten der Gebäude sinnvoll und sollte implementiert oder weiter ausgebaut werden.
Die Heizgrenze kann in allen Gebäuden weiter heruntergesetzt werden. Eine automatisierte Einzelraumregelung
kann man in Betracht ziehen.
This paper aims to analyse the heatingsystem of the University of Zurich and to come up with recommendations
as to how the energy use can be improved. It has turned out that the paper is more
in the direction of troubleshooting, because too many factors are unclear. The operation service
staff members see a potential for saving energy all over the campus. They assume that the air temperature
is too high in most rooms. To analyse the behaviour of the two building types under reduction
of the room temperature, measuring instruments were placed in different Rooms. For the purposes
of this study, the University of Zurich provided two buildings which are representative of the
two types of construction on the UZH campus. The solutions developed in this study will thus be
applicable to all buildings on the campus. Further parameters, such as outside air temperature,
supply- and return temperature, as well as global radiation have been accounted for and logged in
the control system. The results of this study mostly confirm the assumptions made by the staff
members. It turns out that users rate the thermal comfort of the rooms as insufficient. Moreover, the
tuning of the regulation system is not well-known by the staff members. A lowering of the temperature
at night makes sense considering the cooling behaviour, so it is recommendable to further expand
or implement it. The heating limit temperature can be lowered even further. An automatized
regulation of the individual rooms can be taken into consideration.
Die Klimaerwärmung schreitet voran und die Gebäude tragen durch den Bau und deren Betrieb ihren Teil an
den Klimawandel bei. Um die Klimaerwärmung einzudämmen, soll die Produktion von Treibhausgasen
verringert werden und um eine nachhaltige Energieversorgung sicherzustellen, sollen erneuerbare
Energiequellen zum Einsatz kommen.
Ziel der Bachelorarbeit ist, das Minimum der nicht erneuerbaren Primärenergie verschiedener
Aussenwandkonstruktionen zu ermitteln und diese ökonomisch zu beurteilen. Dazu wurden die folgenden
Forschungsfragen gestellt:
Wie gross ist das gesamtheitliche Leistungs- und Energiereduktionspotential, wie wirkt sich der Klimawandel
auf den Lebenszyklus aus und welche Massnahmen sind vorzusehen?
Um die Forschungsfragen zu beantworten, wurden mehrere Simulationen mithilfe des Simulationsprogramm
IDA ICE durchgeführt. Dabei wurde die Stärke der Aussenwand als variabler Parameter definiert. Anhand
von Sensitivitätsanalysen zeigte sich, dass die Veränderung der Speichermasse der Aussenwand einen
geringen Einfluss auf das Leistungs- und Energiereduktionspotential hat. Es wurde deutlich, dass der
ausschlaggebende Parameter der Aussenwand die Wärmeleitfähigkeit ist.
Darüber hinaus wurden vier verschiedene Wandkonstruktionen mit jeweils vier verschiedenen Intensitäten
der Gebäudetechnikinstallationen miteinander verglichen. Dabei stellte sich heraus, dass der
Konstruktionsaufbau mit dem Wärmedämmstein am wenigsten nicht erneuerbare Primärenergie benötigt und
dass in Bezug auf die Gebäudetechnikintensität die Variante Sole-Wasser-Wärmepumpe am wenigsten nicht
erneuerbare Primärenergie benötigt.
Anhand von Behaglichkeitsanalysen wurde festgestellt, mit welchen Massnahmen in Zukunft die
Behaglichkeit sichergestellt werden kann. Dabei stellte sich heraus, dass mit einer konsequenten
Nachtauskühlung über die Fenster keine Behaglichkeitsprobleme auftreten.
Global warming is progressing, and buildings are part of it through their construction and operation. To
global warming, the production of greenhouse gases shall be reduced, and renewable energy sources should
be used to provide a sustainable energy supply.
The goal of the bachelor thesis is to determine the minimum of the non-renewable primary energy of
different exterior wall constructions and to evaluate these economical. The following research questions are
asked:
What is the overall power and energy reduction potential, how does climate change affect the life cycle and
what measures should be taken?
To answer the research questions, several simulations were run using the IDA ICE simulation program. The
wall thicknesses are defined as variable parameters. With the Analysis of sensitivity, it was shown that the
change in the storage mass of the exterior wall has a minimal influence on the performance and energy
reduction potential. The Analysis showed; the main parameter of the exterior wall is thermal conductivity.
In each case, four different wall constructions with four different intensities of the building technology
installations were compared. This showed that the construction with thermal insulation bricks has the lowest
non-renewable primary energy requirement. It was also shown that the brine-to-water heat pump variant
requires the least non-renewable primary energy in terms of building technology intensity.
Comfort analyses are used to determine which measures can be taken to guarantee thermal comfort. It turned
out that consequent night cooling by windows causes none comfort problems.
Die Klimaerwärmung schreitet voran und die Gebäude tragen durch den Bau und deren Betrieb ihren Teil an
den Klimawandel bei. Um die Klimaerwärmung einzudämmen, soll die Produktion von Treibhausgasen
verringert werden und um eine nachhaltige Energieversorgung sicherzustellen, sollen erneuerbare
Energiequellen zum Einsatz kommen.
Ziel der Bachelorarbeit ist, das Minimum der nicht erneuerbaren Primärenergie verschiedener
Aussenwandkonstruktionen zu ermitteln und diese ökonomisch zu beurteilen. Dazu wurden die folgenden
Forschungsfragen gestellt:
Wie gross ist das gesamtheitliche Leistungs- und Energiereduktionspotential, wie wirkt sich der Klimawandel
auf den Lebenszyklus aus und welche Massnahmen sind vorzusehen?
Um die Forschungsfragen zu beantworten, wurden mehrere Simulationen mithilfe des Simulationsprogramm
IDA ICE durchgeführt. Dabei wurde die Stärke der Aussenwand als variabler Parameter definiert. Anhand
von Sensitivitätsanalysen zeigte sich, dass die Veränderung der Speichermasse der Aussenwand einen
geringen Einfluss auf das Leistungs- und Energiereduktionspotential hat. Es wurde deutlich, dass der
ausschlaggebende Parameter der Aussenwand die Wärmeleitfähigkeit ist.
Darüber hinaus wurden vier verschiedene Wandkonstruktionen mit jeweils vier verschiedenen Intensitäten
der Gebäudetechnikinstallationen miteinander verglichen. Dabei stellte sich heraus, dass der
Konstruktionsaufbau mit dem Wärmedämmstein am wenigsten nicht erneuerbare Primärenergie benötigt und
dass in Bezug auf die Gebäudetechnikintensität die Variante Sole-Wasser-Wärmepumpe am wenigsten nicht
erneuerbare Primärenergie benötigt.
Anhand von Behaglichkeitsanalysen wurde festgestellt, mit welchen Massnahmen in Zukunft die
Behaglichkeit sichergestellt werden kann. Dabei stellte sich heraus, dass mit einer konsequenten
Nachtauskühlung über die Fenster keine Behaglichkeitsprobleme auftreten.
Global warming is progressing, and buildings are part of it through their construction and operation. To
global warming, the production of greenhouse gases shall be reduced, and renewable energy sources should
be used to provide a sustainable energy supply.
The goal of the bachelor thesis is to determine the minimum of the non-renewable primary energy of
different exterior wall constructions and to evaluate these economical. The following research questions are
asked:
What is the overall power and energy reduction potential, how does climate change affect the life cycle and
what measures should be taken?
To answer the research questions, several simulations were run using the IDA ICE simulation program. The
wall thicknesses are defined as variable parameters. With the Analysis of sensitivity, it was shown that the
change in the storage mass of the exterior wall has a minimal influence on the performance and energy
reduction potential. The Analysis showed; the main parameter of the exterior wall is thermal conductivity.
In each case, four different wall constructions with four different intensities of the building technology
installations were compared. This showed that the construction with thermal insulation bricks has the lowest
non-renewable primary energy requirement. It was also shown that the brine-to-water heat pump variant
requires the least non-renewable primary energy in terms of building technology intensity.
Comfort analyses are used to determine which measures can be taken to guarantee thermal comfort. It turned
out that consequent night cooling by windows causes none comfort problems.