With the uprising awareness for climate change and environmental protection, climate responsive building design is recognised to be a key factor for a sustainable and secure global energy future. Although the developed world has done some progress to implement innovative strategies to reduce the energy demand of buildings, developing countries are only starting to tap into saving potentials. In the future, energy demand will increase in developing countries because of population growth, fast urbanisation and increasing welfare. Energy will be consumed more and more by buildings in the fast growing urban centres. Like other developing countries, Nepal's weak energy supply system cannot fulfil the growing demand, which, consequently, leads to regular power cuts and supply shortages. This has an adverse impact on daily life and economic growth. The lack of awareness and regulations on energy efficiency is worsening the energy demand-supply gap. On the other hand, the knowledge about effective measures to reduce building energy consumption through climate-responsive design and efficient technologies is low. The aim of this PhD research is to fill this knowledge gap by providing recommendations for transforming the buildings sector of Nepal towards more energy efficiency. This study lays important groundwork for developing standards and regulations on energy efficiency in buildings for Nepal by focusing on three essential areas: 1. Vernacular knowledge, 2. Climate and design, 3. Energy-efficient design. The results of this research show that vernacular architecture of Nepal is very well adapted to the local climate. Traditional houses within the same climate zone have similar passive design features that should be also applied to modern buildings in order to reduce the energy demand for heating and cooling. The climatic diversity within the Nepalese territory led to the development of a bioclimatic zoning which is an essential prerequisite for the introduction of a building energy conservation code. Using the bioclimatic approach, five elevation-based bioclimatic zones were identified. A simulation-based study on energy saving potentials through passive design in hotel buildings quantified energy and cost savings. Average energy savings of 37% can be reached by optimising design features like window-to-wall ratio, orientation, shading and thermal mass. Increasing insulation of the exterior building envelope up to a cost-effective level can result into energy savings between 26% and 50% depending on the climate zone. The results of the simulation study also led to the development of a catalogue of important passive design strategies and optimum insulation levels for each bioclimatic zone. Finally, the energy efficiency scenario for the residential sector in Nepal estimates a reduction in energy demand growth for space conditioning by 23% until 2040. This has shown that the consideration of climate-responsive design and energy efficiency can slow down the energy demand growth of the fast growing building sector. Concluding, a wide catalogues of suitable policy strategies is proposed to foster energy efficiency in buildings in Nepal that will ensure a resource-efficient and sustainable development path for the country.      «

With the uprising awareness for climate change and environmental protection, climate responsive building design is recognised to be a key factor for a sustainable and secure global energy future. Although the developed world has done some progress to implement innovative strategies to reduce the energy demand of buildings, developing countries are only starting to tap into saving potentials. In the future, energy demand will increase in developing countries because of population growth, fast urb...     »

Die Folgen des Klimawandels und steigendes Umweltbewusstsein haben dazu geführt, dass Energieeffizienz und klimagerechtes Bauen als Schlüsselfaktor für eine nachhaltige globale Energiezukunft gesehen werden. Obwohl die Industrieländer schon einige Fortschritte in der Umsetzung innovativer Strategien zur Reduzierung des Gebäudeenergiebedarfs gemacht haben, beginnen die Entwicklungsländer erst langsam solche Einsparpotenziale zu erschließen. Der globale Energiebedarf wird aufgrund des Bevölkerungswachstums, der stetigen Urbanisierung und des zunehmenden Wohlstandes vor allen in Entwicklungsländern steigen. Energie wird dabei mehr und mehr von Gebäuden in den schnell wachsenden urbanen Zentren verbraucht. Wie andere Entwicklungsländer, kann Nepals schwache Energieversorgung die wachsende Nachfrage nicht erfüllen, was zu regelmäßigen Stromausfällen und Energielieferengpässen führt. Dies hat einen negativen Einfluss auf das tägliche Leben und das Wirtschaftswachstum. Das Fehlen von Bestimmungen und Standards für Energieeffizienz und das mangelnde Bewusstsein für diese Fragen werden langfristig die Versorgungslücke verschlechtern. Auf der anderen Seite, ist die Wissensbasis über wirksame Maßnahmen zu Reduzierung des Gebäudeenergieverbrauchs durch klimagerechtes Bauen und effiziente Technologien sehr gering. Das Ziel dieser Doktorarbeit ist es, mit der Entwicklung von technischen und regulativen Empfehlungen diese Wissenslücke zu füllen. Mit dem Fokus auf traditionellem Wissen, Klimazonierung und energieeffizientem Gebäudedesign legt diese Forschungsarbeit wichtige Grundlagen für die Entwicklung von Standards und Vorschriften zur Energieeffizienz in Gebäuden im Kontext des Entwicklungslandes Nepal. Die Ergebnisse dieser Forschung zeigen, dass die traditionellen Bauweisen in Nepal sehr gut an das lokale Klima angepasst sind. Traditionelle Häuser in der gleichen Klimazone verwenden ähnliche passive Designkonzepte, die auf moderne Gebäude übertragen werden könnten, um deren Energiebedarf für Raumklimatisierung zu senken. Die klimatische Vielfalt innerhalb des Landes erforderte die Entwicklung einer bioklimatischen Zonierung für das Bauen, die zur Einführung einer Energieeinsparbauverordnung unbedingt notwendig ist. Mit Hilfe des bioklimatischen Ansatzes und der anschließenden Validierung durch thermische Gebäudesimulation, wurden fünf Klimazonen nach topografischer Höhe vorgeschlagen. Eine simulationsbasierte Studie zur Energieeffizienz in Hotelgebäuden ergab erhebliche Energie- und Kosteneinsparpotenziale. Durch die Optimierung des Fensterflächenanteils, der Ausrichtung, Verschattung und thermischen Masse können durchschnittlich 37% der Heiz- und Kühlenergie gespart werden. Kosteneffektive Dämmmaßnahmen führen abhängig von der Klimazone zu Energieeinsparungen zwischen 26% und 50%. Die Ergebnisse der Simulationsstudie geben auch Aufschluss über die wichtigsten passiven Maßnahmen und die optimalen Dämmwerte für jede Klimazone. Des Weiteren wurden Energieeffizienz-Szenarien für den Wohngebäudesektor entwickelt. Die Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen könnten den steigenden Energieverbrauch für die Raumklimatisierung in 2040 um 23% senken. Somit wurde aufgezeigt, dass die Verbesserung der Gebäudeeffizienz das Wachstum des Energiebedarfs in Nepal verlangsamen kann. Zum Abschluss wurde ein breiter Katalog von geeigneten Politikstrategien diskutiert und es wurden regulative Maßnahmen zur Förderung der Energieeffizienz in Gebäuden erarbeitet. Deren Umsetzung kann einen wesentlichen Beitrag zur ressourceneffizienten und nachhaltigen Entwicklung des Landes leisten.      «

Die Folgen des Klimawandels und steigendes Umweltbewusstsein haben dazu geführt, dass Energieeffizienz und klimagerechtes Bauen als Schlüsselfaktor für eine nachhaltige globale Energiezukunft gesehen werden. Obwohl die Industrieländer schon einige Fortschritte in der Umsetzung innovativer Strategien zur Reduzierung des Gebäudeenergiebedarfs gemacht haben, beginnen die Entwicklungsländer erst langsam solche Einsparpotenziale zu erschließen. Der globale Energiebedarf wird aufgrund des Bevölkerun...     »