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

Pro­jekt­in­for­ma­ti­on

Er­geb­nis­se

Be­rich­te

• Hacke, Ulrike; Großklos, Marc (2024). PassivhausSozialPlus – Pauschalmiete, Nebenkostenbudgets und Wohnverhalten. Ergebnisse einer Mieterbefragung.
  MOBASY-Teilbericht; Darmstadt: IWU.

  PDF
  ISBN 978-3-941140-82-0

• 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 978-3-941140-78-3

• Loga, 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

  doi.org/10.14311/APP.2022.38.0470

• 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.

  ➨ Beitrag auf Homepage der Veranstaltung

• 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).

  PDF

• 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).

  PDF

• 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.

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• 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.

  PDF

• Loga, Tobias (2021).
  Verlässliche Energieverbrauchsprognosen durch MOBASY-Realbilanzierung
  — Auszug aus dem Wissenschaftlichen Jahresbericht 2021; Darmstadt: IWU.

  PDF

• 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.

  Beitrag

• 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.

  Slides

• Loga, Tobias; Stein, Britta (2022). Zusammenhang Energieverbrauch und Dämmstandard bei Mehrfamilienhäusern.
  – 14. EffizienzTagung Bauen+Modernisieren am 11./12.11.2022, Hannover.

  Slides

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)

• Loga, Tobias (2022). Verbrauchsbenchmarks und Verbrauchscontrolling in Wohnungsunternehmen - Einführung.

  Slides
  Tagungsvideo (242 MB)

• Repp, Monika (2022). Verfolgung der Modernisierungsaktivitäten mit Energieprofil-Indikatoren.

  Slides

• Werner, Ralf (2022). Praxisbeispiel hochwärmegedämmter Altbau: Maßnahmen und gemessener Verbrauch.

  Slides

• Behem, Guillaume (2022). Realbilanzierung unter Berücksichtigung von Datenunsicherheiten – Nutzung für den Soll/Ist-Vergleich.

  Slides
  Tagungsvideo (109 MB)

• Loga, Tobias (2022). Auswertung des Energieverbrauchs von Mietwohnhäusern für unterschiedliche Dämmstandards.

  Slides
  Tagungsvideo (202 MB)

• Loga, Tobias (2022). Resümee der Veranstaltung.

  Vortragsvideo (70 MB)

• Großklos, Marc (2019). PassivhausSozialPlus: Projektvorstellung auf dem Tag der Immobilienwirtschaft, IHK Darmstadt am 29.10.2019.

  Slides

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