In recent years, the application of district heating systems for the heat supply of residential districts has been increasing in Germany. Central supply systems can be very efficient due to diverse energy demand profiles which may lead to reduced installed equipment capacity. Load diversity in buildings has been investigated in former studies, especially for the electricity demand. However, little is known about the influence of single building characteristics (such as building envelope or hot water demand) on the overall heating peak load of a residential district. For measuring the diversity, the peak load ratio (PLR) index is used to represent the percentage reduction of peak load of a district system from a simple sum of individual peak loads of buildings. A total of 144 residential building load profiles have been created with the dynamic building simulation software IDA ICE for a theoretical analysis in which the PLR reaches 1 PLR = Peak load ratio SFH = Single-family house MFH = Multi-family house PPH = People per household AIS = Aggregated individual supply CS = Central supply DH = District Heating 15%. Within this study, certain district features are identified which lead to higher diversity. Furthermore, these results are used in a district heating simulation model which confronts the possible advantage of reduced installed capacity with the practical disadvantage of heat distribution losses. Likewise, the influence of load density and the district´s building structure can be analyzed. This study shows that especially in districts with high load density, which consist of newly constructed buildings with low supply temperature and high influence of the hot water demand, the advantages of load diversity can be exploited.

Im Rahmen von Modellrechnungen werden drei Niedrigstenergiehäuser (Einfamilienhaus, Reihenhaus, Mehrfamilienhaus) analysiert, die bezüglich ihres Wärmeschutzes dem Passivhaus‐Standard entsprechen und deren Restwärmebedarf durch eine Elektro‐Wärmepumpe gedeckt wird. Die verfügbare Dachfläche der Gebäude ist jeweils mit einer Photovoltaik‐Anlage belegt. Es wird analysiert, welcher Anteil des erzeugten Stroms direkt im Gebäude genutzt werden kann (ohne Batteriespeicher) und wie dieser Anteil von dem angesetzten Zeitintervall für die Verrechnung der Stromerzeugung mit dem Strombedarf des Gebäudes abhängt. Eine Parameterstudie beleuchtet darüber hinaus die Abhängigkeit des Eigendeckungsanteils von Gebäudetyp, Wärmeschutz und von der Einbeziehung des Haushaltsstroms.Ein zentrales Ergebnis ist, dass die Methodik der EnEV den Grad der Eigendeckung durch eine eigene PV‐Anlage deutlich überschätzt und dass dies zu Fehloptimierungen der Gebäude sowohl aus Verbrauchersicht also auch aus Perspektive der zukünftigen Energieversorgung führen kann. Mit dem aus der Parameterstudie abgeleiteten vereinfachten Verfahren eröffnet sich jedoch die Möglichkeit, auch bei schon vorliegender Energiebilanzberechnung das bei kleineren Verrechnungsschrittweiten zu erwartende Ergebnis abzuschätzen. Anknüpfend an die vorgeschlagene vereinfachte Ermittlung des Eigendeckungsanteils werden Überlegungen zur Weiterentwicklung der EnEV‐Methodik angestellt, die die Besonderheiten des Niedrigstenergiehauses und seine Rolle in einem zukünftigen sich vorwiegend auf regenerative Energiequellen stützenden Energieversorgungssystem berücksichtigen.On‐site electricity coverage by PV systems of nearly zero energy buildings and its estimation for various time steps in addition to the German EnEV. Model calculations are executed to analyse three nearly zero‐energy buildings (single‐family house, terraced house, apartment building) with passive house insulation and heat pump supply system. The suitable roof areas of the buildings are covered by PV systems. The focus of the analysis is to determine which part of the generated electricity can be directly used in the building (without battery buffer) and to what extent this fraction is depending on the time interval of compensation between electricity generation and demand. A parameter variation is revealing the dependence of the on‐site coverage factor from the type of building, from the insulation standard and from the consideration of household electricity.A core result is that the method of the German energy saving ordinance (EnEV) is overestimating the fraction of electricity demand which can be covered by on‐site electricity production and that this can lead to misoptimisations of buildings from the viewpoint of consumers but also from the perspective of a future energy supply sector. By the derived simplified method a possibility is introduced to make an ex‐post estimation of the on‐site electricity coverage for time steps which are smaller than have been used in the given energy demand calculation. Starting from the methodical aspects for calculating the on‐site coverage fraction possible ways for further development of the EnEV requirement and energy certificate calculation procedure are discussed, taking into account the specific features of nearly zero‐energy buildings and their role in a future energy supply system that will primarily be based on renewable energy sources.

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Die Umsetzung der Energiewende stellt eines der wichtigsten Ziele für eine zuverlässige, umweltschonende und wirtschaftliche Energieversorgung in der Zukunft dar. Durch die hohe Fluktuation der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen ist es notwendig, den Strombedarf von Gebäuden in kleinen Zeitschrittweiten zu kennen. Hierfür eignen sich Lastprofile, die die typische Variabilität des Strombedarfs über den Tagesverlauf beschreiben. Für Schulgebäude existierten bislang keine charakteristischen Strom‐Lastprofile. Die Entwicklung dieser Profile für Grundschulen und weiterführende Schulen, basierend auf den Realdaten von 12 Schulgebäuden, wird im Rahmen dieses Artikels erläutert. Hierbei wird zunächst das methodische Vorgehen für die Entwicklung von typtagbezogenen Strom‐Lastprofilen, die der Charakteristik der VDI 4655 Referenzlastprofile ähneln, erläutert. Im Anschluss wird aufgezeigt, wie diese tagesbezogenen Profile zu einem Jahreslastgang für beliebige Klimazonen aggregiert werden können. In einem Fallbeispiel wird abschließend die Anwendung der entwickelten Profile für die energetische Bewertung von Quartieren demonstriert. Development of electricity load profiles for educational buildings and application for district energy assessment. Realizing the turnaround in energy policy is one of the most important goals in achieving a reliable, environmentally friendly and economic energy supply in the future. Because of the high fluctuation of electricity production from renewable energy sources, the energy demand of buildings has to be determined in small time steps. For this purpose load profiles can be applied which describe typical variations in electricity demand over the day. For educational buildings electricity load profiles do not exist yet. The development of such profiles for primary and secondary schools, based on real‐time data of 12 educational buildings, will be described within this paper. First, the methodology for the development of typical day electricity load profiles, which resemble the characteristics of the VDI 4655 reference load profiles, will be explained. After that, it will be illustrated how these daily profiles can be aggregated to a yearly load profile for any desired climate zone. In a final case study the application of the developed profiles for the energetic assessment of an urban district will be demonstrated.

Herrn Univ.‐Prof. Dr.‐Ing. Carl‐Alexander Graubner zum 60. Geburtstag gewidmet. Vor dem Hintergrund der Energiewende wird in Gebäuden und Quartieren der klassische gasbetriebene Heizkessel zunehmend durch eine Vielzahl von Wärmeerzeugern ersetzt. Um eine effi ziente Dimensionierung dieser Anlagensysteme in der Planungsphase vornehmen zu können, ist es von Vorteil, wenn der Wärmebedarf des Gebäudes zu kleinen Zeitschritten bekannt ist. Zu diesem Zweck eignen sich thermische Lastprofile, die in Form von Datensätzen in softwaregestütze Modelle zur Berechnung des Anlagenbetriebs implementiert werden können. Im Rahmen dieses Beitrags werden 15‐Minuten‐basierte, gebäudespezifische thermische Lastprofile mittels der Methoden der dynamischen Gebäudesimulation entwickelt. Zunächst wird das methodische Vorgehen für die Entwicklung von typgebäudebezogenen Nutzenergiebedarfsprofilen für die Nachfrage nach Heizwärme und Trinkwarmwasser erläutert. Im zweiten Schritt werden diese Profile mit verschiedenen Wärmeerzeugermodellen gekoppelt, wobei deren Nennleistung, Speichervolumen und Betriebsweise vari ieren. Hierdurch kann auch der Bedarf des Wärmeerzeugers nach Brennstoff oder Strom in Abhängigkeit der Dimensionierung und der Systemregelung zeitschrittbezogen abgebildet werden. Daneben kann durch eine Kombination der vorsimulierten Profile auch der Wärmebedarf eines Quartiers effizient modelliert werden. In diesem Zusammenhang wird abschließend die Einbindung der Profile in ein solares Nahwärmenetzmodell demonstriert.