Institut für Gebäude-Energieforschung Dr. Markus Lichtmeß

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Energieeffizienz und Nachhaltigkeit

Das private Institut für Gebäude-Energieforschung (ingefo) befasst sich mit den Themen Energieeffizienz und Nachhaltigkeit von Gebäuden und Baugebieten sowie der Umsetzung in den praxistauglichen Alltag.
Forschungsschwerpunkte und Aktivitäten
  •   Politikberatung zur Erreichung von Klimazielen
  •   Energieeffizienz, Nachhaltigkeit und Komfort von Gebäuden
  •   Indikatoren für Energieeffizienz und nachhaltiges Bauen
  •   Entwicklung von Methoden und Bilanzierungsansätzen
  •   Konzipierung von Förderprogrammen
  •   Integration von nachhaltigem Bauen in Unternehmen
  •   Lehre, Aus- und Weiterbildung (Hochschulen und Institutionen)
  •   Entwicklung von Werkzeugen für die Lehre
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Studien und Forschungsthemen

Nachhaltigkeit
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Wärmepumpen-Workshop bei Chambre des Métier (9/2024)

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In Luxemburg soll in Bälde eine verpflichtende Abnahme für Wärmepumpen bei der Erstinstallation eingeführt werden (Link zum ARGD). Ähnlich wie bei konventionellen Heizungsanlagen soll die Abnahme durch die Chambre des Métiers durchgeführt werden. Ein wesentlicher Bestandteil ist die Überprüfung, dass die Wärmepumpe passend auf den Wärmebedarf des Gebäudes ausgelegt ist. Bei Wärmepumpen ist dies besonders wichtig, da eine Fehlanpassung zu erhöhten Betriebskosten und einer verkürzten Lebensdauer führen kann. Im Rahmen eines von ingefo geleiteten Workshops wurden dahingehend kritische Aspekte umfassend behandelt und diskutiert. Herzlichen Dank an das Team von Stefan Dawen für den lebendigen Austausch und die praxisnahen, wertvollen Themen, die den Workshop bereichert haben.
 

Effizienz und CO2-Fußabdruck von Luft-Wärmepumpen in Europa (9/2024)

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Wärmepumpen gewinnen als Alternative zu traditionellen Heizsystemen an Bedeutung. Im Projekt werden die Leistungsdaten von 6.329 Wärmepumpen untersucht und ein vereinfachtes Modell abgeleitet, mit dem die Bewertung in 46 europäischen Ländern erfolgt. Auf Basis eines stündlichen Bilanzmodells wird die Jahresarbeitszahl für 311 Standorte und verschiedene Gebäudestandards bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass Luft-Wärmepumpen fast überall in Europa einsetzbar sind und je nach Wärmeschutz des Gebäudes mittlere Leistungszahlen von 2,4 bis 3,5 erreichen werden. Dies führt zu einer Reduktion der CO2-Emissionen um rd. 40 bis 60 % im Vergleich zu Gaskesseln. Mit einer PV-Anlage (8 kWp) lassen sich 5 bis 25 % des Strombedarfs der Wärmepumpe decken und der Eigenverbrauch erhöht sich zwischen 7 und 19 %.
 

Wärmepumpen im Bestand: von der Heizlast zum Thermostatventil - HPready-Check (8/2024)

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Das Lernwerkzeug HPready-Check, entwickelt hier am Institut, wurde kürzlich um eine wesentliche Funktion erweitert: den hydraulischen Abgleich. Diese Erweiterung ermöglicht eine umfassende Analyse, die von der Ermittlung der Gebäudeheizlast bis zur präzisen Einstellung der Heizkörperventile reicht - mit nur sehr wenigen Eingaben. Die erweiterte Betrachtung unterstützt Handwerksbetriebe dabei, die Eignung von Gebäuden für den Einsatz von Wärmepumpen zu bewerten und zu optimieren. Das Lernwerkzeug steht in Deutsch und Französisch zur Verfügung. Für Handwerker und Handwerksbetriebe, die ihr Fachwissen vertiefen möchten, bietet die Chambre des Métiers spezielle Weiterbildungskurs an.
 

Schneller Energiepass für Bestandsgebäude (6/2024)

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Das Erstellen von Energieausweisen für bestehende Gebäude erfordert oft ein umfangreiches und zeitaufwändiges Flächenaufmaß. Zwar verbreiten sich zunehmend Verfahren dies über ein Fotoaufmaß zu realisieren, aber das ist nicht die Regel. Es gibt Verfahren mit denen die Gebäudehüllflächen auf der Basis weniger Eingaben geschätzt werden können. Hervorzuheben sind die Verfahren KVEP (Kurzverfahren Energieprofil), EnvArEst (MOBASY-Projekt), sowie das Gebäude-Geometriemodell des Heat Pump Ready-Checks. Für Luxemburg wurde ein angepasstes Verfahren entwickelt, das die Gebäudehüllfläche mit wenigen Eingaben schätzt, um die Erstellung von Energiepässen zu erleichtern. Das Verfahren ist im Luxemburger Renovierungssimulator umgesetzt.
 

Zukunftsfähige Wärmenetze (5/2024)

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Bis 2050 soll die Energieversorgung von Gebäuden in Europa ohne Emissionen von fossilen Energieträgern erfolgen. Neben Maßnahmen wie dem energieeffizienten Neubau und der Modernisierung von Bestandsgebäuden spielt die Dekarbonisierung von Wärmenetzen eine wichtige Rolle. Ein Impulspapier untersucht verschiedene Arten von Wärmenetzen, darunter warme und kalte Netze sowie Netze, die auf grünen Gasen basieren. Dabei werden mögliche Lösungen erarbeitet, um sicherzustellen, dass die gegebenenfalls geringere Effizienz im Vergleich zur Einzelversorgung im globalen Kontext als genehmigungsfähig betrachtet werden kann (weiter).
 

Förderung von PV-Anlagen in Luxemburg (4/2024)

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In Luxemburg existieren zwei Fördermodelle für den Betrieb von Photovoltaikanlagen bis 30 kWp. Anlagen können entweder als Einspeiser oder für den Eigenverbrauch genutzt werden und erhalten dabei Unterstützung durch eine Einspeisevergütung sowie jeweils eine Investitionsbeihilfe. Die Förderung soll eindeutiger gestaltet, die Förderhöhen überprüft und bei Bedarf angepasst werden. Es soll eine Förderung mit nur Einspeisevergütung und eine Förderung mit nur einer Investitionsbeihilfe geben. Im Rahmen der Studie wurden umfassenden Wirtschaftlichkeitsanalysen durchgeführt (weiter).
 

Stromspeicher – Sinnvolle Größe (3/2024)

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Stromspeicher werden zunehmend beliebter, wie aus den Battery-Charts hervorgeht. Die Wirtschaftlichkeit von Speichern ist jedoch nicht immer gegeben. Hinsichtlich der Auslegung gibt es unterschiedliche Ansätze. Manche streben maximale Autarkie an, während für andere die Wirtschaftlichkeit im Vordergrund steht. Das Bild zeigt typische Konfigurationen für Wohngebäude. Die Speichergröße ergibt sich im Wesentlichen aus dem Verhältnis zwischen dem vorhandenen Überschuss der Photovoltaikanlage (Strom, der nicht direkt im Gebäude genutzt werden kann und ins Stromnetz eingespeist würde) und dem Gebäudestrombedarf außerhalb der Tageszeiten, der durch einen Speicher gedeckt werden könnte. Das Verfahren wurde im Rahmen einer Studie zur Förderung von PV-Anlagen in Luxemburg entwickelt (weiter).
 

Anforderungen an Bestandsgebäude nZEBrenovation (3/2024)

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Um die Klimaziele der Europäischen Union zu erreichen, muss bis 2050 sichergestellt sein, dass alle Gebäude emissionsfrei betrieben werden. Dies erfordert einen verstärkten Einsatz erneuerbarer Energien und insbesondere auch energetische Sanierungen. Mit der überarbeiteten Gebäuderichtlinie (EPBD) wird nun erstmals ein energetischer Mindesteffizienzstandard (MEPS) für bestehende Nichtwohngebäude eingeführt. Bis 2030 sollen 16 % der ineffizientesten Nichtwohngebäude saniert werden, bis 2033 sollen es 26 % sein. Die Festlegung von energetischen Anforderungen an bestehende Gebäude ist nicht trivial. In einem Impulspapier wurden verschiedene Strategien und Konzepte dahingehend beleuchtet und der nZEBrenovation–Standard entwickelt (weiter).
 

Studie zur Kostenoptimalität Luxemburg (2/2024)

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Gemäß der Gebäuderichtlinie müssen alle EU-Mitgliedsstaaten die energetischen Anforderungen für neue und bestehende Wohn- und Nichtwohngebäude überprüfen. Die Richtlinie legt unter anderem Rahmenbedingungen für die wirtschaftliche Betrachtung fest, um Mindeststandards für Gebäude, bauliche Komponenten und technische Anlagen zu bestimmen. In Zusammenarbeit mit Goblet Lavandier & Associés wurde die Studie hier am Institut für Gebäude-Energieforschung durchgeführt. Dafür wurden 268.880 Varianten ausgewertet und es bestätigte sich erneut, dass die derzeit in Luxemburg gestellten Anforderungen – insbesondere im Neubau – auf einem exzellenten Niveau liegen (weiter).
 

Studie zu Kosten baulicher und technischer Systeme (1/2024)

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Im Rahmen der Fortschreibung der Studie zur Kostenoptimalität wurden Kosten für bauliche und technische Systeme mit der aktuellen Marktsituation abgeglichen. In Zusammenarbeit mit Goblet Lavandier & Associés wurde die Studie hier am Institut für Gebäude-Energieforschung durchgeführt. Dafür wurden, neben Ausschreibungsergebnissen von größeren Projekten, auch etwa 12.000 in Luxemburg geförderte Projekte ausgewertet. Die Daten wurden statistisch aufbereitet und darauf aufbauend Kostenfunktionen für verschiedene Systeme abgeleitet. So zum Beispiel für Bauteile der thermischen Gebäudehülle, Photovoltaikanlagen, Solaranlagen, Pellet-Kessel, Wärmepumpen, Fernwärme und Wohnraumlüftungen (weiter).

Wärmepumpen im Bestand | Chambre des Métiers

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Gilles Reding, Direktor der Abteilung Beratung und Dienstleistungen bei der Chambre des Métiers Luxemburg, präsentiert in einem Interview verschiedene Programme zur praktischen Umsetzung der Dekarbonisierung in Luxemburg. Besonders hebt er das Schulungswerkzeug Heat Pump Ready-Check hervor, das die Wärmepumpentauglichkeit von Bestandsgebäuden bewertet. Die Methodik und das Werkzeug wurden hier am Institut für Gebäude-Energieforschung entwickelt und das Tool wird in der Ausbildung bei der Handwerkskammer eingesetzt. Es ermöglicht eine schnelle und fundierte Einschätzung, ob ein Gebäude für den Betrieb mit einer Wärmepumpe geeignet ist. Lese den vollständigen Artikel.
 

Der Renovierungssimulator Luxemburg ist online

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Mit dem neuen Renovierungssimulator der Klima-Agence ist es möglich, das energetische Verhalten eines Wohngebäudes zu analysieren und den Einfluss baulicher und technischer Modernisierungsmaßnahmen zu bewerten. Die Berechnung erfolgt in Anlehnung an die Verordnung über die Energieeffizienz von Gebäuden. Damit die Nutzung für alle möglich ist, wurde hier am Institut für Gebäude-Energieforschung eine Bewertungsmethodik entwickelt, die von 101 Studios in eine Online-Version überführt wurde. Zukünftig sollen mit dem Werkzeug auch mögliche Förderhöhen für die Modernisierung ermittelt werden. Dafür soll das Ergebnis der Modernisierung mit dem Beihilfensimulator gekoppelt werden (weiter).
 

Neues Lernwerkzeug: Heat Pump Ready-Check

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Die Beheizbarkeit von bestehenden Gebäuden mit Wärmepumpen stellt Planer und Handwerksbetriebe vor neue Herausforderungen. Dabei ist weniger die Gebäudeheizlast relevant, sondern die Leistungsfähigkeit des Übergabesystems (Heizkörper) in den zu beheizenden Räumen. Das Lernwerkzeug HPready-Check (Heat Pump Ready-Check) soll es ermöglichen, die Eignung eines Gebäudes für die Nutzung von Wärmepumpen zu veranschaulichen und soll im Rahmen von Schulungs- und Ausbildungsmaßnahmen bei der Chambre des Métiers eingesetzt werden (weiter). Nach Aussage der Chambre des Métiers gibt es für das Jahr 2024 bereits über 500 Einschreibungen für den entsprechenden Weiterbildungskurs - eine beachtliche Zahl.

Abschätzung des Eigenverbrauchs von PV-Anlagen

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Im Zuge der Vereinfachung bei der Installation von Photovoltaikanlagen und bei den administrativen Prozessen, soll im Fall der Überschusseinspeisung der derzeit verpflichtende Zähler der Photovoltaikanlage in Luxemburg entfallen. Darüber können die jährlichen Fixkosten für die Zählermiete reduziert werden, was insbesondere bei kleineren Anlagen (<30 kWp) zu einer finanziellen Erleichterung führt. Die insgesamt erzeugte Strommenge wird dann nicht mehr erfasst. Es werden zwei Ansätze dargestellt, anhand der die Daten weiter aufbereitet werden können, um die Gesamt-Stromerzeugung abzuschätzen (weiter).

Wärmepumpen in Wärmenetzen

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Der Ausstieg aus fossilen Energien muss auch bei Wärmenetzen umgesetzt werden. Klassische Systeme die mit Erdgas betrieben werden sind dahingehend nicht zukunftsfähig – auch wenn es sich um eine Kraft-Wärme-Kopplung handelt. Neben Biomasse und Solarenergie können allerdings auch Wärmepumpen in Wärmenetzen integriert werden. In der Studie wird ein standardisiertes Verfahren beschrieben, mit dem Wärmenetze bewertet werden können, in denen Wärmepumpen als Wärmeerzeuger vorgesehen sind. U.a. wird der Primärenergiefaktor fp und der Emissionsfaktor fCO₂ bestimmt. Das Verfahren soll zukünftig im Rahmen der Luxemburger Verordnung Anwendung finden (weiter).

Meileistein 10.000 registrierte Nutzer

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November 2023: bisher haben sich über 10.000 Nutzer für die Lernwerkzeuge registriert. Studierende an mittlerweile über 100 Hochschulen nutzen die Werkzeuge kostenlos, um sich mit energieeffizientem und nachhaltigem Bauen auseinanderzusetzen. Die hohe Nachfrage freut mich sehr und zeigt, dass sich die investierte Entwicklungszeit lohnt.
Markus

Neue Version von EnerCalC (7.0.261) | GEG 2023

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Neben einigen internen Verbesserungen bei den Berechnungsansätzen werden die Anforderungen zum GEG 2023 dargestellt. Die Gesamtanforderung ist von 0,75 auf 0,55 verschärft worden. Die Anrechnung von Solarstrom wurde auf eine monatliche Saldierung umgestellt und Stromspeicher werden nicht mehr einbezogen. Das Wärmeschutzniveau ist seit 2014 unverändert und dem Prinzip „efficiency first“ wird weiterhin nicht Rechnung getragen. Im Vergleich zum GEG 2020, kann bei gleicher PV-Anlage, in bestimmten Fällen sogar ineffizienter gebaut werden, nur weil die Stromanrechnung anders erfolgt und die primärenergetische Verschärfung von 0,75 auf 0,55 darüber überkompensiert werden kann (weiter).

Bauteilkennwerte Nachhaltiges Bauen in Luxemburg

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Die Nachhaltigkeitszertifizieurng LENOZ wird zu Version 2.0 überarbeitet. Neben der Weiterentwicklung einzelner Kriterien und wird auch die Ökobilanz überarbeitet. Dafür wurde ein Umweltindikator entwickelt, der mehr Wirkindikatoren einbezieht und mit dem Gebäude über eine einzige Kennzahl einfach miteinander verglichen werden können. Die dafür erforderlichen Forschungsarbeiten sind weitestgehend durchgeführt und es wurden entsprechende Referenzkennwerte für Bauteile und Gebäude ermittelt, die im Rahmen der LENOZ-Zertifizierung verwendet werden können (weiter).

Förderung von Stromspeichern in Luxemburg

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Die Integration der Förderung von Stromspeichern in das bestehende Fördersystem von Photovoltaikanlagen soll in Luxemburg bald erfolgen. Mit üblichen Auslegungsempfehlungen, die sich nur an der Leistung der PV-Anlage orientieren, werden Stromspeicher oft überdimensioniert. Neben der Größe der PV-Anlage sind auch der Strombedarf des Gebäudes mit einzubeziehen. Darüber hinaus muss die PV-Anlage ausreichend groß sein, damit auch genügend solare Überschüsse anfallen, die Zwischengespeichert werden können (weiter).

Neue Version von PVCalC (2.5)

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PVCalC wurde in Version 2.5 umfangreich überarbeitet. Mit Version 2.5 steht nun ein zentrales Ausgabeblatt zur Verfügung. Dort werden die wesentlichen Kenngrößen der Berechnung zusammengefasst dargestellt. Die Einspeisetarife und EEG-Anpassungen wurden für Deutschland angepasst. Ebenso die Möglichkeit mit Voll- oder Überschusseinspeisung zu berechnen. Bei der Variantenanalyse kann nun auch die jährliche Ladezyklenzahl mit ausgegeben werden - die Zyklenzahl liefert weitere Hinweise zur sinnvollen Dimensionierung von Stromspeichern. Darüber hinaus wurden die Algorithmen für die Berechnung verbessert (weiter).

Solar Decathlon 21/22

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Engineering & Construction - Winner Teams © SDE 21-22

Im Juni 2022 fand in Wuppertal der Solar Decathlon Europe 21/22 statt. Studierende aus verschiedenen Ländern planten, bauten und betreiben ihre Demonstrationsgebäude in Wuppertal und zeigen zudem, wie Bestandsgebäude möglichst klimaneutral modernisiert werden können. Die Arbeit aller Teams ist äußerst beeindruckend und zeigt eine neue Generation nachhaltiger und energieeffizienter Gebäude – was für eine Inspiration! Als Teil der Jury für Gebäude­technik & Bauphysik hatte ich die große Ehre, die Energiekonzepte, die Energieperformance und den CO2-Fußabdruck zu analysieren. Ich gratuliere allen Teams zu ihrer großartigen und herausragenden Leistung. (weiter)

Visualisierung Klimaerwärmung → Take Action

Dargestellt werden die globalen monatlichen Temperaturveränderungen (Temperaturanomalie) gegenüber dem Durchschnitt für die Jahre 1881 bis 2021 - Visualisierung über VBA.

Inspiriert von Edward (Ed) Hawkins und NASA Scientific Visualization Studio.

Zeit für (Klima)Veränderung

Das Bild zeigt die Entwicklung der Jahresmitteltemperatur in Deutschland für die Jahre 1881 bis 2020 (Quelle DWD). Mit der Gründung von Ingefo im Jahr 2021 widme ich mich beruflich mehr den Themen Klimaschutz und Nachhaltigkeit - was auch im Logo zum Ausdruck kommen soll.
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Die Welt verändern, ein Gebäude nach dem anderen.
Markus

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