Content

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   Danksagung
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   Kurzfassung
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   Abstract
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   Abrégé
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   Inhaltsverzeichnis
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  1 Einleitung
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  1.1 Anlass und Hintergrund
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   1.1.1 Energieverbrauch von Gebäuden
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   1.1.2 Energiepolitische Zielvorgaben
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   1.1.2.1 Die Zielsetzung Klimaneutraler Gebäudebestand
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   1.2 Stand der Diskussion um die Architektur des energiesparenden Bauens
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   2 Ziele und Methodik der Arbeit
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   1
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   2
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   2.1 Hypothesen
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   2.2 Zum Aufbau der Arbeit
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  3 Der Kontext klimaneutraler Gebäude in Deutschland
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   3
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  3.1 Normatives Umfeld
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   3.1.1 Europäische Vorgaben
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  3.1.2 Die Gesetzgebung zum energiesparenden Bauen in Deutschland
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   3.1.2.1 EnEV - Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden (Energieeinsparverordnung)
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   3.1.2.2 DIN V 18599 - Energetische Bewertung von Gebäuden
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   3.1.2.3 EEWärmeG - Gesetz zur Förderung erneuerbarer Energien im Wärmebereich (Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz)
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   3.1.2.4 Klimaneutrale Gebäude nach nationaler Normung
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   3.1.2.5 Weitere Gesetze in Deutschland
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   3.2 Die Veränderung der Energieversorgung
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   3.2.1 Die Entwicklung von Umrechnungsfaktoren für die Primärenergie- und CO2-Bilanzierung
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   3.3 Die Klimaveränderung als bauliche Herausforderung
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  3.4 Der Gebäudebestand in Deutschland
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   3.4.1 Baubestand
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   3.4.2 Energetisch-gestalterische Sanierungspotenziale
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   3.4.2.1 (Stadt-)Häuser aus der Gründer- und Vorkriegszeit (bis 1918)
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   3.4.2.2 Zwischenkriegsbauten der 1920er und -30er Jahre
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   3.4.2.3 Nachkriegsbauten und Gebäude der 1950er Jahre
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   3.4.2.4 Häuser der 1960er Jahre
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   3.4.2.5 Häuser aus den 1970er Jahren
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   3.4.2.6 Wohngebäude ab den 1980er Jahren
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  4 Definition Klimaneutraler Gebäudebestand
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   4
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   4.1 Potenziale einer externen Energieversorgung des Gebäudesektors
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   4.2 Die Aufgaben im Gebäudesektor
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   4.3 Die Fokussierung auf (einzelne) Gebäude
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  4.4 Die Analogie von Energieangebot und -nachfrage
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   4.4.1 Energieautarkie durch Energiespeicher
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   4.5 Das Prinzip der Energiebilanzierung durch Netzkopplung
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   4.6 Vom klimaneutralen Gebäude zum Klimaneutralen Gebäudebestand
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  5 Architekturhistorische Entwicklung und Vorläufer heutiger Nullenergiegebäude
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   5.1 Wegbereiter und Umwege auf dem Weg zu heutigen Nullenergiegebäuden
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   5.1.1 Solares Bauen als Forschungsdisziplin
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   5.1.2 Die solare Renaissance während der Postmoderne
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   5.1.3 Vom Passivhaus zur ausgeglichenen Energiebilanz
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   5.2 Die Generation Nullenergiegebäude
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   5.2.1 Nullenergiegebäude - Konzept und Motivation
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  6 Die Architektur von Nullenergiegebäuden - Teil I
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   6.1 Qualitative Interviews
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   6.1.1 Fragestellung zu (politischen) Rahmenbedingungen
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   6.1.2 Auswirkungen auf Entwurfsprozesse und -konzepte
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   6.1.3 Auswirkungen auf Form und Gestalt
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   6.1.4 Allgemeine Einschätzungen zur Architektur von Nullenergiegebäuden
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   6.2 Zwischenfazit: Meinungsbild aus der Architekturpraxis
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   7 Festlegungen und Quantifizierungsgrößen bekannter Bilanzierungsmethoden
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   7
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   7.1 Energiebezugsgröße
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   7.2 Bilanzart
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   7.3 Indikatoren und Bewertungsverfahren
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   7.3.1 Umrechnungs- und Gewichtungsfaktoren
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   7.3.1.1 Asymmetrische Gewichtungsfaktoren
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   7.3.1.2 Nicht-statische Gewichtungsfaktoren
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   7.3.2 Die Auswirkungen unterschiedlicher Gewichtungsstrategien
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   7.3.2.1 Primärenergetische Bilanzierung
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   7.3.2.2 Gewichtung auf Basis von CO2-Emissionen
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   7.4 Bilanzgrenze
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   7.4.1 Nutzungsspezifische Verbrauchsbereiche
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   7.4.2 (Elektro-)Mobilität
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   7.4.3 Baustoffe und Materialien - Graue Energie
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   7.5 Bilanzrahmen
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   7.6 Bilanzierungszeitraum
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   7.7 Nebenanforderungen
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   7.8 Quantifizierungsgrößen
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   7.8.1 Fiktive Eigenbedarfsdeckung „fload - load match index“
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   7.8.2 Fiktive Eigenertragsnutzung „ɣS - supply cover factor“
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   7.8.3 Fiktive Überschusseinspeisung Fsurpuls
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   7.8.4 Faktor der fiktiven Netznutzung „Fgrid - grid utilization factor“
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   7.8.5 Faktor des fiktiven Netto-Stromexports „Fexport - Net Yearly Export“
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   7.8.6 Verschiebung und Flexibilisierung von (Strom-)Lasten und -erträgen
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   7.8.6.1 Batteriespeicher zur Erhöhung der Eigenbedarfsdeckung
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   7.8.6.2 Anpassung der Erzeugung
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   7.8.6.3 Lastverschiebung
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   7.8.7 Anteil erneuerbarer Energiebereitstellung
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   7.9 Zwischenfazit: Einfluss von Festlegungen und Quantifizierungsgrößen
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  8 Umsetzungsstrategien im Querschnitt
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   8
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   8.1 Energieeinsparung
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   8.1.1 Gebäudeeffizienz und (passive) Einsparung gebäudespezifischer Energieverbräuche
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   8.1.1.1 Verringerter Wärmebedarf
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   8.1.1.2 Optimierte Gebäudekompaktheit
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   8.1.1.3 Wärmedämmung und Konstruktion
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   8.1.1.4 Verringerte Lüftungswärmeverluste
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   8.1.1.5 Passive Wärmegewinne und Tageslichtnutzung über optimierte Fenster(-flächen)
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   8.1.1.6 Sommerlicher Wärmeschutz / passive Kühlung
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   8.1.1.7 Verringerter Energiebedarf der Warmwasserbereitstellung
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   8.1.1.8 Graue Energie verringern
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   8.1.2 Nutzungsspezifische Verbräuche reduzieren
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  8.2 Energiebereitstellung und -erzeugung
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  8.2.1 Thermische Energie
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   8.2.1.1 Heizwärme
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   8.2.1.2 Kühlkälte
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   8.2.2 Strom erzeugen
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   8.2.2.1 Photovoltaik
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   8.2.2.2 Kleinwindkraft
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   8.2.2.3 PVT
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  8.3 Energie speichern
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   8.3.1 Thermische Warmwasser- und Pufferspeicher
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   8.3.2 Elektrische Speicher
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  8.4 Schnittstelle Gebäudeautomation und (Nutzer-)Informationstechnik
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   8.4.1 Regel- und Steuerungsfunktion
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   8.4.2 Nutzerinformation
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   8.5 Der Aspekt der Clusterbildung
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   8.6 Deckungsraten erhöhen
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   8.7 Zwischenfazit: Maßnahmenkatalog auf dem Weg zum klimaneutralen Gebäude
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   Exkurs: Nur-Strom-Haus
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  9 Die Architektur von Nullenergiegebäuden - Teil II
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   9
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  9.1 Form follows energy?212
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   9.1.1 Die Gebäudeform als energetisches Vehikel und Resultat
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   9.1.2 Flächenbedarf kontra Flächenbedarf - die mangelnde Dichte des Klimaneutralen Gebäudebestands
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   9.2 Ästhetische Aspekte von Nullenergiegebäuden
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   9.2.1 Solaranlagen
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   9.2.2 Gliederung und Materialität der Gebäudehülle
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   9.2.3 Vergleich mit dem allgemeinen Baugeschehen
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   9.3 Zwischenfazit: Einfluss von Umsetzungsstrategien und Maßnahmen
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  10 Schlussbetrachtung
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   10
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  10.1 Diskurs der Hypothesen
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  10.1.1 Architektonischer Einfluss methodischer Festlegungen
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   10.1.1.1 Hypothese 1
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   10.1.1.2 Hypothese 2
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  10.1.2 Quantifizierbare Umsetzungsmaßnahmen und typische Handlungsmuster
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   10.1.2.1 Hypothese 3
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  10.1.3 Gestalterische Freiheiten und Erhalt/Entwicklung der Baukultur bei ausgeglichener Energiebilanz
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   10.1.3.1 Hypothese 4
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   10.1.3.2 Hypothese 5
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   10.1.3.3 Hypothese 6
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   10.2 Fazit und Ausblick
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   Literatur
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  Nomenklatur
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   Länderkürzel nach ISO 3166
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   Abkürzungen
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   Symbole, Zeichen und Einheiten
•  
   Einheitenpräfixe, dezimale SI-Vielfache
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   Indizes
•  
  Erklärungen
•  
   Eidesstattliche Erklärung
•  
   Rechtlicher Hinweis
•  
   Kurzvita Eike Musall
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  Veröffentlichungen im Zuge dieser Arbeit
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   Bücher und Buchbeiträge
•  
   Zeitschriftenartikel
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   Tagungsbeiträge
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   Projektberichte
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  A. Anhang
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   A.1 Klimazuordnung der in der Datenbank erfassten Nullenergiegebäude
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   A.2 Unterstützende Angaben zum Kontext klimaneutraler Gebäude in Deutschland
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  A.3 Merkmale deutscher (Wohn-)Gebäude unterteilt nach Gebäudealtersklassen
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   A.3.1 Häuser aus der Gründer- und Vorkriegszeit
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   A.3.2 Gebäude der 1920er und -30er Jahre
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   A.3.3 Nachkriegsbauten und Gebäude der 1950er Jahre
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   A.3.4 Häuser der 1960er Jahre
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   A.3.5 Häuser aus den 1970er Jahren
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   A.3.6 Wohngebäude ab den 1980er Jahren
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   A.3.7 Häuser um die Jahrtausendwende
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   A.4 Weitere Darstellungen zur Entstehung und Entwicklung von Nullenergiegebäuden
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   A.5 Interviewleitfaden
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   A.6 Aufstellung aktueller Umrechnungs- bzw. Bewertungsfaktoren für Primärenergie- und CO2-Aufwendungen
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  A.7 Reduzierte Darstellungen zum Einfluss von Umrechnungs- bzw. Gewichtungsfaktoren für Primärenergie und CO2-Emissionen
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   A.7.1 Kindergarten „Die Sprösslinge“
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   A.7.2 Mehrfamilienhäuser „Kleehäuser“
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   A.8 Auswahl an Nebenanforderungen bekannter Nullenergiedefinitionen
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  A.9 Ergebnisse von Parameterstudien zu den Tests der Faktoren „Fsurplus“, „Fgrid“ und „Fexport“
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   A.9.1 Ergebnisse bei variierenden Technologien zur Wärme- und Warmwasserbereitstellung sowie Bilanzergebnissen
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   A.9.1.1 Nur-Strom-Gebäude
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   A.9.1.2 Energieträgerwechsel
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   A.9.2 Ergebnisse bei variierender zeitlicher Auflösung
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  A.10 Ergebnisse der Parameterstudien zu den Faktoren „Fsurplus“, „Fgrid“ und „Fexport“ sowie „fload“ und „ɣS“ bei unterschiedlichen Technologie- und Gewichtungsoptionen
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   A.10.1 Ergebnisse des Kindergartens „Die Sprösslinge“
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   A.10.2 Ergebnisse der „Kleehäuser“
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   A.11 Vorstellung des Gründerzeit-Beispielgebäudes mit KWK-Steuerung
•  
   A.12 Ergänzungen zu den Umsetzungsstrategien
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   A.13 Typische, monatliche Stromlastprofile von Nullenergiegebäuden samt Darstellung der Deckungsraten
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   A.14 Merkmale bekannter städtebaulicher Projekte