Energie-Effizienzbewertung von Gebäuden: Anforderungen und Nachweisverfahren gemäß EnEV 2009

Kai Schild | Henrik Brück Energie-Effizienzbewertung von Gebäuden

Kai Schild | Henrik Brück

EnergieEffizienzbewertung von Gebäuden Anforderungen und Nachweisverfahren gemäß EnEV 2009 Mit 114 Abbildungen und 137 Tabellen PRAXIS

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1. Auflage 2010 Alle Rechte vorbehalten © Vieweg +Teubner Verlag |Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2010 Lektorat: Karina Danulat I Sabine Koch Vieweg+Teubner Verlag ist eine Marke von Springer Fachmedien. Springer Fachmedien ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media. www.viewegteubner.de Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Umschlaggestaltung: KünkelLopka Medienentwicklung, Heidelberg Druck und buchbinderische Verarbeitung: MercedesDruck, Berlin Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. Printed in Germany ISBN 978-3-8348-1211-7

Vorwort Endlich ist es geschafft! Nach einem langen und kalten Winter, sowie einem arbeitsreichen Frühling, haben wir das Buch zur Energieeinsparverordnung EnEV 2009 mit einem Umfang von 336 Seiten fertig gestellt. Die neueste Fassung der Energieeinsparverordnung (EnEV 2009) ist am 01. Oktober 2009 in Kraft getreten und soll wesentliche Eckpunkte des von der Bundesregierung im August 2007 in Schloss Meseberg aufgelegten integrierten Energie- und Klimaprogramms im Einklang mit den Zielen der Europäischen Kommission für mehr Klimaschutz umsetzen. In dem Aktionsplan für Energieeffizienz (2007 bis 2012) hat sich die Europäische Union das Ziel gesetzt, den Energiebedarf so zu steuern und zu verringern, beziehungsweise den Energieverbrauch so zu beeinflussen, dass bis zum Jahr 2020 insgesamt 20 Prozent des jährlichen Energieverbrauchs eingespart werden. Durch die mit der neuen EnEV einhergehenden Verschärfung des Anforderungsniveaus im Gebäudebereich um durchschnittlich etwa 30 % und die zusätzlich einzuhaltenden Anforderungen des Erneuerbare-Energien-Wärmegesetzes (EEWärmeG) bekommt die Fachplanung der thermischen Bauphysik und der Anlagentechnik einen immer höheren Stellenwert. In der heutigen wirtschaftlich schwierigen Zeit ist es wichtig, dass neu geplante Gebäude trotz der erhöhten gesetzlichen Anforderungen wirtschaftlich realisiert werden können. Die Planung eines effizienten und wirtschaftlichen Gebäudes ist ohne fachlich kompetente Fachingenieure aus den Bereichen der Bauphysik und der technischen Gebäudeausrüstung nicht mehr möglich. Dieses Buch soll einen bestmöglichen Überblick zur Energieeinsparverordnung und den in Bezug genommenen Normen, Gesetzen und Verordnungen vermitteln und den Umfang von Energieeinsparnachweisen an Hand von praktischen Beispielen zeigen. Ein solches Buch kann nicht ohne die Hilfe weiterer Beteiligter gelingen. Daher sei an dieser Stelle zunächst Frau Sandra Rickes für die Erstellung zahlreicher Zeichnungen und Abbildungen gedankt. Des Weiteren geht unser Dank an Frau Dipl.-Ing. Bianca Schild und Frau Dipl.-Ing. Andrea Schulte für die Korrektur des Buches. Ein ganz besonderer Dank gebührt unseren Familien, die in letzter Zeit nicht immer die ihnen zustehende Aufmerksamkeit bekommen konnten. Vielen Dank also Bianca, Isabel und Katarina. Ein derart umfangreiches Werk wird realistisch gesehen - auch trotz größter Bemühungen nicht umfassend und fehlerfrei sein. Daher bitten wir Sie, unsere Leser, darum, uns Anregungen, Kritik und Fehler mitzuteilen, auf dass wir dies in einer zweiten Auflage berücksichtigen können. Marl und Meschede im Mai 2010 Kai Schild Henrik Brück

VII

Inhaltsverzeichnis 1

Einführung und Überblick ......................................................... 1

1.1

Der Weg zur Energieeinsparverordnung 2009 ............................................. 1

1.2

Geltungsbereich .............................................................................................. 2

1.3

Bilanzierungsschema ..................................................................................... 3

1.3.1

Schema zur Berechnung des Energiebedarfs .................................................. 3

1.3.2

Nutzenergiebedarf ............................................................................................. 4

1.3.3

Endenergiebedarf .............................................................................................. 4

1.3.4

Primärenergiebedarf.......................................................................................... 4

1.4

Anforderungsgrößen ...................................................................................... 5

1.4.1

Wohngebäude Neubau ..................................................................................... 5

1.4.2

Nichtwohngebäude Neubau .............................................................................. 9

1.4.3

Änderung, Erweiterung und Ausbau von Gebäuden ...................................... 14

1.4.4

Kleine Gebäude und Gebäude aus Raumzellen ............................................. 18

1.4.5

Gemischt genutzte Gebäude .......................................................................... 18

1.5

Nebenbedingungen ....................................................................................... 19

1.5.1

Mindestwärmeschutz....................................................................................... 19

1.5.2

Wärmebrücken ................................................................................................ 20

1.5.3

Sommerlicher Wärmeschutz ........................................................................... 21

1.5.4

Luftdichtheit / Mindestluftwechsel ................................................................... 22

1.5.5

Nachrüstungsverpflichtungen .......................................................................... 23

1.5.6

Wärmedämmung von Leitungen und Armaturen ............................................ 25

1.5.7

Aufrechterhaltung der energetischen Qualität................................................. 26

1.5.8

Außerbetriebnahme von elektrischen Speicherheizsystemen ........................ 26

1.5.9

Anrechnung von Strom aus erneuerbaren Energien ...................................... 26

1.5.10 Energetische Inspektion von Klimaanlagen .................................................... 28 1.5.11 Inbetriebnahme von Heizkesseln und sonstigen Wärmeerzeugern ............... 29 1.5.12 Einbau von Klima- und RLT-Anlagen .............................................................. 30 1.6

Berechnung der CO2-Emissionen eines Gebäudes ................................... 30

1.7

Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) ........................... 32

1.7.1

Begriffe ............................................................................................................ 32

1.7.2

Nutzungspflicht ................................................................................................ 33

1.7.3

Möglichkeiten zur Erfüllung der Nutzungsverpflichtung .................................. 37

1.7.4

Anschluss- und Benutzungszwang ................................................................. 42

VIII

Inhaltsverzeichnis

2

Energieausweise ..................................................................................... 43

2.1

Einführung ..................................................................................................... 43

2.2

Varianten von Energieausweisen ................................................................ 43

2.3

Modernisierungsempfehlungen ................................................................... 46

2.4

Ausstellung und Verwendung...................................................................... 47

2.4.1

Ausstellungspflicht ........................................................................................... 47

2.4.2

Variantenwahl .................................................................................................. 48

2.4.3

Übergangsfristen ............................................................................................. 49

2.4.4

Übergangsvorschriften .................................................................................... 50

2.4.5

Inhalt und Aufbau ............................................................................................ 50

2.5

Ausstellungsberechtigte .............................................................................. 50

2.6

Vorstellung der Energieausweise ................................................................ 52

2.6.1

Energieausweis für Wohngebäude ................................................................. 53

2.6.2

Energieausweis für Nichtwohngebäude .......................................................... 59

2.6.3

Modernisierungsempfehlungen ....................................................................... 68

3

Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude................. 71

3.1

Übersicht ........................................................................................................ 71

3.2

Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs nach DIN V 4108-6 .............. 71

3.2.1

Berechnungsablauf ......................................................................................... 71

3.2.2

Hüllfläche und Volumen .................................................................................. 72

3.2.3

Transmissionswärmeverlust ............................................................................ 74

3.2.4

Lüftungswärmeverlust ..................................................................................... 77

3.2.5

Klimadaten....................................................................................................... 77

3.2.6

Monatliche Wärmeverluste .............................................................................. 79

3.2.7

Solare Wärmegewinne .................................................................................... 79

3.2.8

Interne Wärmegewinne ................................................................................... 84

3.2.9

Wirksame Wärmespeicherfähigkeit ................................................................. 85

3.2.10 Ausnutzungsgrad der Gewinne ....................................................................... 86 3.2.11 Heizwärmebedarf ............................................................................................ 86 3.3

Bewertung der Anlagentechnik nach DIN V 4701-10 ................................. 87

3.4

Anwendung der DIN V 18599 auf Wohngebäude ..................................... 103

3.4.1

Einführung ..................................................................................................... 103

3.4.2

Bilanzierungsablauf ....................................................................................... 104

3.4.3

Nutzungsrandbedingungen für Wohngebäude ............................................. 105

3.4.4

Anmerkungen zum Verfahren ....................................................................... 106

IX

4

Bilanzierung für Wohngebäude im Bestand .............................. 109

4.1

Allgemeine Vorgehensweise ...................................................................... 109

4.2

Vereinfachungen bei der Gebäudeaufnahme ........................................... 110

4.2.1

Geometrisches Aufmaß................................................................................. 110

4.2.2

Energetische Qualität der Bauteile ................................................................ 110

4.2.3

Energetische Qualität der Anlagentechnik .................................................... 112

4.2.4

Bewertung der Gebäudetechnik bei gemischt genutzten Gebäuden ........... 121

4.2.5

Sicherheitstechnische Lüftungseinrichtungen ............................................... 121

4.3

Nachweis des Anforderungsniveaus der WSVO 1977 ............................ 122

4.4

Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen im Bestand gemäß DIN V 4701-12 .................................................................................. 128

4.4.1

Einleitung ....................................................................................................... 128

4.4.2

Anwendungsbereich ...................................................................................... 129

4.4.3

Rechenverfahren ........................................................................................... 129

4.5

Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen im Bestand gemäß PAS 1027 ......................................................................................... 130

4.5.1

Einleitung ....................................................................................................... 130

4.5.2

Anwendungsbereich ...................................................................................... 131

4.5.3

Randbedingungen ......................................................................................... 131

4.5.4

Rechenverfahren ........................................................................................... 131

4.5.5

Ermittlung der Kenngrößen ........................................................................... 132

5

Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude .... 133

5.1

Einführung ................................................................................................... 133

5.1.1

Aufbau der Normenreihe DIN V 18599 ......................................................... 133

5.1.2

Indizierungsschema ...................................................................................... 134

5.1.3

Wichtige Begriffe ........................................................................................... 135

5.2

Bilanzierungsverfahren .............................................................................. 136

5.2.1

Übersicht ....................................................................................................... 136

5.2.2

Bilanzierungsablauf ....................................................................................... 137

5.2.3

Zonierung ...................................................................................................... 141

5.2.4

Bezugsgrößen ............................................................................................... 145

5.3

Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen ............................................... 147

5.3.1

Vorgehensweise ............................................................................................ 147

5.3.2

Transmissionswärmequellen und –senken ................................................... 149

5.3.3

Lüftungswärmequellen und –senken ............................................................ 151

X

Inhaltsverzeichnis

5.3.4

Solare Wärmequellen und –senken .............................................................. 156

5.3.5

Innere Wärmequellen und –senken .............................................................. 159

5.3.6

Ausnutzungsgrad .......................................................................................... 161

5.4

Nutzenergiebedarf für die energetische Luftaufbereitung...................... 163

5.4.1

Vorgehensweise ............................................................................................ 163

5.4.2

Endenergiebedarf für die Luftförderung ........................................................ 166

5.4.3

Nutzenergiebedarf für das Heizen, Kühlen, Befeuchten und Entfeuchten ... 167

5.5

Nutz- und Endenergiebedarf für Beleuchtung ......................................... 168

5.5.1

Vorgehensweise ............................................................................................ 168

5.5.2

Tageslicht ...................................................................................................... 169

5.5.3

Kunstlicht ....................................................................................................... 176

5.6

Endenergiebedarf von Heizsystemen ....................................................... 179

5.6.1

Überblick........................................................................................................ 179

5.6.2

Prozessbereich Übergabe ............................................................................. 179

5.6.3

Prozessbereich Verteilung ............................................................................ 181

5.6.4

Prozessbereich Speicherung ........................................................................ 183

5.6.5

Prozessbereich Erzeugung ........................................................................... 184

5.7

Endenergiebedarf von RLT- und Klimakältesystemen ............................ 188

5.7.1

Überblick........................................................................................................ 188

5.7.2

Prozessbereich Übergabe ............................................................................. 190

5.7.3

Prozessbereich Verteilung ............................................................................ 191

5.7.4

Prozessbereich Speicherung ........................................................................ 193

5.7.5

Prozessbereich Erzeugung ........................................................................... 193

5.8

Nutz- und Endenergiebedarf von Warmwasserbereitungssystemen .... 195

5.8.1

Überblick........................................................................................................ 195

5.8.2

Prozessbereich Übergabe ............................................................................. 195

5.8.3

Prozessbereich Verteilung ............................................................................ 195

5.8.4

Prozessbereich Speicherung ........................................................................ 195

5.8.5

Prozessbereich Erzeugung ........................................................................... 196

5.9

End- und Primärenergiebedarf von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen .. 197

5.9.1

Überblick........................................................................................................ 197

5.9.2

Kennwerte BHKW ......................................................................................... 198

5.10

Nutzungsrandbedingungen, Klimadaten .................................................. 199

5.10.1 Vordefinierte Nutzungsprofile ........................................................................ 199 5.10.2 Erläuterung und Bewertung der einzelnen Randbedingungen ..................... 201 5.10.3 Bildung eigener Nutzungsprofile ................................................................... 208

XI 5.10.4 Klimadaten .................................................................................................... 208

6

Bilanzierung für Nichtwohngebäude im Bestand.................... 211

6.1

Allgemeine Vorgehensweise ...................................................................... 211

6.2

Vereinfachungen bei der Gebäudeaufnahme ........................................... 211

6.2.1

Geometrisches Aufmaß................................................................................. 211

6.2.2

Energetische Qualität der Bauteile ................................................................ 212

6.2.3

Energetische Qualität der Anlagentechnik .................................................... 216

6.2.4

Bewertung der Gebäudetechnik bei gemischt genutzten Gebäuden ........... 222

6.2.5

Sicherheitstechnische Lüftungseinrichtungen ............................................... 223

7

Verbrauchsbasierte Energieausweise.......................................... 225

7.1

Regeln für Wohngebäude ........................................................................... 225

7.1.1

Ermittlung des Energieverbrauchs ................................................................ 225

7.1.2

Ermittlung des Energieverbrauchskennwertes für mehrere Jahreszeiträume ............................................................................................ 227

7.1.3

Ermittlung des Energieverbrauchskennwertes für einen Gesamtzeitraum ............................................................................................ 229

7.1.4

Berücksichtigung von längeren Leerständen ................................................ 230

7.2

Regeln für Nichtwohngebäude .................................................................. 231

7.2.1

Ermittlung des Energieverbrauchs ................................................................ 232

7.2.2

Ermittlung des Heizenergieverbrauchskennwertes ....................................... 233

7.2.3

Ermittlung des Stromverbrauchskennwertes ................................................ 236

7.2.4

Berücksichtigung von längeren Leerständen ................................................ 237

7.2.5

Vergleichswerte für den Heizenergie- und Stromverbrauch ......................... 238

8

Beispiele.................................................................................................... 245

8.1

Wohngebäude Neubau – Bedarfsausweis ................................................ 245

8.1.1

Vorstellung Wohngebäude ............................................................................ 245

8.1.2

Kenndaten Grundvariante ............................................................................. 248

8.1.3

Ergebnisse der Grundvariante (Rechenverfahren gemäß DIN V 4108-6 und DIN V 4701-10) ..................... 262

8.1.4

Ergebnisse der Grundvariante (Rechenverfahren DIN V 18599) ................. 267

8.1.5

Energieeinsparnachweis gemäß EnEV 2009................................................ 267

8.1.6

Nachweis gemäß EEWärmeG ...................................................................... 269

8.1.7

Ergebnisse der Variantenrechnungen........................................................... 269

XII

Inhaltsverzeichnis

8.1.8

Energieausweis Grundvariante ..................................................................... 271

8.2

Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis ....................................... 275

8.2.1

Vorstellung Nichtwohngebäude..................................................................... 275

8.2.2

Kenndaten Grundvariante ............................................................................. 281

8.2.3

Ergebnisse der Grundvariante ...................................................................... 295

8.2.4

Energieeinsparnachweis gemäß EnEV 2009................................................ 302

8.2.5

Nachweis gemäß EEWärmeG ...................................................................... 304

8.2.6

Ergebnisse der Variantenrechnungen ........................................................... 305

8.2.7

Energieausweis Grundvariante ..................................................................... 307

8.3

Wohngebäude Bestand – Verbrauchsausweis ........................................ 313

8.3.1

Ermittlung des Energieverbrauchskennwertes.............................................. 314

8.3.2

Energieausweis ............................................................................................. 316

8.4

Nichtwohngebäude Bestand – Verbrauchsausweis ................................ 321

8.4.1

Ermittlung des Energieverbrauchskennwertes.............................................. 321

8.4.2

Energieausweis ............................................................................................. 324

9

Literaturverzeichnis ............................................................................. 331

9.1

Verordnungen, Richtlinien, Veröffentlichungen ...................................... 331

9.2

Normen ......................................................................................................... 333

1

1 Einführung und Überblick 1.1 Der Weg zur Energieeinsparverordnung 2009 Zwischen Oktober 1973 und April 1974 verhängte die Organisation erdölexportierender Länder (OPEC) als Reaktion auf den Jom-Kippur-Krieg ein Erdölembargo gegen die USA und die Niederlande und drosselte die Exporte in die anderen westlichen Industrieländer. Die Folge war ein Ölpreisschock, der – als „Erste Ölkrise“ in die Geschichte eingegangen – in den Industrieländern zu einer ersten ernsthaften Auseinandersetzung mit der Endlichkeit fossiler Energieträger und der Abhängigkeit von den produzierenden Ländern führte. Die Konsequenz für den Bereich des Bauens und Wohnens, der in Deutschland immerhin rund ein Drittel des Energiebedarfs ausmacht, war die erste Wärmeschutz-Verordnung (WSVO) [25]. Sie trat im Jahre 1977 noch vor der „Zweiten Ölkrise“ (1979/80) in Kraft. Diese zweite Ölkrise wurde im Wesentlichen durch Förderungsausfälle und die Verunsicherung nach der Revolution im Iran und dem folgenden Angriff Iraks auf Iran ausgelöst. Eine Verfeinerung der Nachweisverfahren sowie eine deutliche Verschärfung der Anforderungen erfolgte jeweils mit der Novellierung der Wärmeschutzverordnung in den Jahren 1982 [26] und 1995 [27] und der ersten Energieeinsparverordnung aus dem Jahr 2002 [28]. Mit der geänderten Namensgebung machte der Gesetzgeber deutlich, welche neuen Ziele durch diese Verordnung umgesetzt werden sollen. Die Wärmeschutzverordnung wurde mit der Heizungsanlagenverordnung zusammengelegt. Dies ermöglicht eine vollumfängliche Betrachtung der Wärmegewinne und -verluste von Gebäudehülle und Anlagentechnik. Die nächste Novellierung der Energieeinsparverordnung trat im Jahr 2004 in Kraft [29], enthielt aber lediglich kleinere Anpassungen. Im weiteren Verlauf der Diskussion um die Endlichkeit fossiler Energieträger und den anthropogenen Einfluss auf das weltweite Klima wurde zur weiteren Reduzierung des Energieverbrauchs im Gebäudesektor im Jahre 2002 die erste europäische Gebäuderichtlinie (Energy Performance of Buildings Directive (EPBD), [18]) verabschiedet. Mit dieser Richtlinie ging eine Vielzahl von Neuerungen einher, wie z. B. die Forderung nach Berücksichtigung des Energiebedarfs von Beleuchtung und Gebäudekühlung, aber auch die Einführung von Energieausweisen zur Dokumentation der Gesamt-Energieeffizienz von Gebäuden. Zur Umsetzung dieser Richtlinie in nationales Recht erfolgte eine Überarbeitung des Energieeinspargesetzes (EnEG) [32] und darauf basierend die Neufassung der Energieeinsparverordnung im Jahr 2007 [30]. Zum 1. Oktober 2009 ist nun die neueste Fassung der Energieeinsparverordnung [31] in Kraft getreten, die nicht nur eine weitere Verschärfung des Anforderungsniveaus um durchschnittlich etwa 30 % mit sich bringt, sondern auch eine Vielzahl von Änderungen im Nachweisverfahren. Zwischenzeitlich wurden zahlreiche Änderungen an den der EnEV zugrunde liegenden Bemessungsnormen vorgenommen. Da diese aus Zeitgründen nicht mehr durch die EnEV 2009 berücksichtigt werden konnten, ist nun bereits für das Jahr 2010 eine erneute EnEV-Novelle zu erwarten. Ebenfalls für das Jahr 2010 wird eine Neufassung der europäischen Gebäuderichtlinie erwartet. Diese wäre dann 2 Jahre nach in Kraft treten, also im Jahr 2012, in nationales Recht umzusetzen. Gegenwärtig sind im Rahmen der EPBD 2010 unter anderem folgende Neuerungen zu erwarten:

2

1 Einführung und Überblick

x Der Energiekennwert eines Gebäudes ist künftig in kommerziellen Verkaufs- oder Vermietungsanzeigen zu veröffentlichen. Nach Abschluss eines Kauf- oder Mietvertrages ist den Käufern bzw. Mietern der Energieausweis auszuhändigen. x Die Aushangpflicht für Energieausweise in öffentlichen Gebäuden wird erweitert. Die bisherige Untergrenze von 1000 m² wird in einem ersten Schritt auf 500 m² gesenkt. Fünf Jahre nach dem Inkrafttreten gilt die Aushangpflicht auch für öffentliche Gebäude ab 250 m². x Die Aushangpflicht wird über öffentliche Gebäude hinaus auf Gebäude erweitert, für die ein Ausweis über die Gesamtenergieeffizienz ausgestellt wurde und in denen mehr als 500 m² Gesamtnutzfläche starkem Publikumsverkehr unterliegen (dies wären also z.B. Kaufhäuser, Kinos, Theater, Hotels). x Ab 2021 sollen die Mitgliedsstaaten sicherstellen, dass alle Neubauten näherungsweise einem Nullenergiehausstandard entsprechen („nearly zero energy buildings“). Diesem Standard müssen schon ab 2019 alle neuen Gebäude entsprechen, die von öffentlichen Einrichtungen genutzt bzw. erworben werden. x Die im Energieausweis enthaltenen Modernisierungsempfehlungen müssen an dem betreffenden Gebäude technisch durchführbar sein und können eine Schätzung der Amortisationszeiträume oder der Kostenvorteile während der wirtschaftlichen Lebensdauer enthalten. Schon aus Gründen der Umsetzungspflicht der EPBD ist also für das Jahr 2012 eine weitere Neufassung der Energieeinsparverordnung zu erwarten. Für diesen nächsten Schritt wurde seitens des Gesetzgebers zusätzlich bereits eine weitere Verschärfung des Anforderungsniveaus um weitere ca. 30% angekündigt. Durch die „näherungsweise Nullenergiehaus“Forderung der EPBD wäre auch der Weg bis zum Jahr 2020 vorgezeichnet. Die damit einhergehende implizite Forderung nach einer Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern im Neubau wird das Anforderungsniveau weiterer Novellierungen vorgeben.

1.2 Geltungsbereich Die Energieeinsparverordnung gilt 1. für Gebäude, soweit sie unter Einsatz von Energie beheizt oder gekühlt werden, und 2. für Anlagen und Einrichtungen der Heizungs-, Kühl-, Raumluft- und Beleuchtungstechnik sowie der Warmwasserversorgung von Gebäuden nach Nummer 1. Für Bestandteile von Anlagensystemen, die sich nicht im räumlichen Zusammenhang mit Gebäuden im Anwendungsbereich der EnEV befinden, ist nur EnEV § 13 anzuwenden. Dies ist z.B. für außerhalb der thermischen Hülle aufgestellte Heizkessel relevant. Der Energieeinsatz für Produktionsprozesse in Gebäuden ist nicht Gegenstand des Bilanzierungsumfangs der EnEV. Es wird somit nur derjenige Energieeinsatz für Heizung und Kühlung berücksichtigt, der für die Konditionierung des Raumklimas erforderlich ist. Dies ist insbesondere bei der Bilanzierung von Nichtwohngebäuden zu beachten, da Teilbereiche wie z.B. Tiefkühlhäuser/Tiefkühlkammern nicht in den Geltungsbereich der EnEV fallen. Die EnEV gilt, mit Ausnahme von §12 (Energetische Inspektion von Klimaanlagen) und §13 (Inbetriebnahme von Heizkesseln und sonstigen Wärmeerzeugersystemen), nicht für 1. Betriebsgebäude, die überwiegend zur Aufzucht oder zur Haltung von Tieren genutzt werden,

1.3 Bilanzierungsschema

3

2. Betriebsgebäude, soweit sie nach ihrem Verwendungszweck großflächig und lang anhaltend offen gehalten werden müssen, 3. unterirdische Bauten, 4. Unterglasanlagen und Kulturräume für Aufzucht, Vermehrung und Verkauf von Pflanzen, 5. Traglufthallen und Zelte, 6. Gebäude, die dazu bestimmt sind, wiederholt aufgestellt und zerlegt zu werden, und provisorische Gebäude mit einer geplanten Nutzungsdauer von bis zu zwei Jahren, 7. Gebäude, die dem Gottesdienst oder anderen religiösen Zwecken gewidmet sind, 8. Wohngebäude, die für eine Nutzungsdauer von weniger als vier Monaten jährlich bestimmt sind, und 9. sonstige handwerkliche, landwirtschaftliche, gewerbliche und industrielle Betriebsgebäude, die nach ihrer Zweckbestimmung auf eine Innentemperatur von weniger als 12 Grad Celsius oder jährlich weniger als vier Monate beheizt sowie jährlich weniger als zwei Monate gekühlt werden.

1.3 Bilanzierungsschema 1.3.1 Schema zur Berechnung des Energiebedarfs

Bild 1.3-1 Schema zur Berechnung des Energiebedarfs

4

1 Einführung und Überblick

1.3.2 Nutzenergiebedarf Der Nutzenergiebedarf ist diejenige Energiemenge, die der Verbraucher an der Bilanzgrenze „Raumhülle“ von der Anlagentechnik anfordert, um festgelegte Nutzungsparameter wie Innentemperatur, Warmwasserbedarf oder Beleuchtung sicherzustellen. Er ergibt sich aus der Gegenüberstellung von Energieverlusten (Transmissionswärmeverluste und Lüftungswärmeverluste) und Energiegewinnen (infolge solarer und innerer Einträge).

1.3.3 Endenergiebedarf Der Endenergiebedarf stellt die Energiemenge dar, die der Verbraucher für die vorgesehene Nutzung unter standardisierten Randbedingungen an der Bilanzgrenze „Gebäudehülle“ abnimmt und wird daher nach verwendeten Energieträgern angegeben. Im Endenergiebedarf sind Verluste der Anlagentechnik hinsichtlich Erzeugung, Speicherung, Verteilung und Übergabe berücksichtigt.

1.3.4 Primärenergiebedarf Tabelle 1.3-1 Primärenergiefaktoren fP (auf den Heizwert bezogen) 1

2

1

3

4

Primärenergiefaktor fP Energieträger

2

insgesamt

nicht erneuerbarer Anteil

3

Heizöl EL

1,1

1,1

4

Erdgas H

1,1

1,1

Flüssiggas

1,1

1,1

6

Steinkohle

1,1

1,1

7

Braunkohle

1,2

1,2

8

Holz

1,2

0,2

fossiler Brennstoff

0,7

0,7

erneuerbarer Brennstoff

0,7

0,0

fossiler Brennstoff

1,3

1,3

erneuerbarer Brennstoff

1,3

0,1

5 Brennstoffe

9 10 11 12

Nah-/Fernwärme aus KWK (KWK-Anteil:70%) Nah-/Fernwärme aus Heizwerken

13

Strom

Strom-Mix

3,0

2,6

14

Biogene Brennstoffe

Biogas, Bioöl

1,5

0,5

15

Umweltenergie

Solarenergie, Umgebungswärme

1,0

0,0

1.4 Anforderungsgrößen

5

Der Primärenergiebedarf ist diejenige Energiemenge, die über den Energieinhalt des Brennstoffs hinaus auch die Energiemengen einbezieht, die durch vorgelagerte Prozessketten außerhalb der Bilanzgrenze „Gebäudehülle“ bei der Rohstoffgewinnung, Umwandlung und Verteilung der jeweils eingesetzten Brennstoffe entstehen. Er stellt die zentrale Anforderungsgröße der Energieeinsparverordnung dar. Im Rahmen des Nachweisverfahrens der EnEV ergibt sich der Primärenergiebedarf, indem der Endenergiebedarf mit einem sog. Primärenergiefaktor fP multipliziert wird (Tabelle 1.3-1). Je nach Rechenverfahren (in DIN V 4701-10 [57] wird der Endenergiebedarf auf den Heizwert bezogen errechnet, in DIN V 18599-1 [63] auf den Brennwert bezogen) ist zusätzlich noch ein Umrechnungsfaktor vorzusehen, der das Verhältnis zwischen Heizwert und Brennwert des jeweiligen Brennstoffes berücksichtigt. Im Rahmen der EnEV wird jedoch nur der nicht erneuerbare Anteil des Primärenergiefaktors (bzw. des zugrunde liegenden Energieträgers) genutzt. Somit kommen erneuerbare Energieträger auf Primärenergiefaktoren fP < 1.

1.4 Anforderungsgrößen 1.4.1 Wohngebäude Neubau Energetische Qualität der Gebäudehülle Anders als bisher wird in EnEV 2009 die energetische Qualität der Gebäudehülle unabhängig von der Kompaktheit des Gebäudes definiert (Tabelle 1.4-1). Diese Abkehr vom A/VVerhältnis führt für unterschiedliche Gebäudetypen zu verschiedenen Anforderungsverschärfungen. Während bei z. B. Reihenhäusern (RH) sogar eine Lockerung des Anforderungsniveaus auftritt, stellt diese Änderung für große Mehrfamilienhäuser (GMH) und Wohnhochhäuser (HH) eine teilweise erhebliche Anforderungsverschärfung dar (Bild 1.4-1). Für kleinere Einfamilien- (EFH) und Mehrfamilienhäuser (MFH) fällt die Verschärfung moderater aus. Tabelle 1.4-1 Höchstwerte des spezifischen, auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche bezogenen Transmissionswärmeverlusts 1 1

2

3 Höchstwert des spezifischen Transmissionswärmeverlusts

Gebäudetyp

2

mit AN ” 350 m

2

HT´ = 0,40 W/(m K)

2

2

HT´ = 0,50 W/(m K)

Freistehendes Wohngebäude 3

mit AN > 350 m

2

2

4

Einseitig angebautes Wohngebäude

HT´ = 0,45 W/(m K)

5

alle anderen Wohngebäude

HT´ = 0,65 W/(m K)

6

Erweiterungen und Ausbauten von Wohngebäuden gemäß EnEV, § 9 Absatz 5

HT´ = 0,65 W/(m K)

2

2

Ein Sonderfall beim Nachweis des Höchstwertes nach Tabelle 1.4.1 wird in den EnEVAuslegungen des DIBt [9] behandelt: Bei einer ausführlichen Berechnung der Wärmeverluste über das Erdreich bei Wohngebäuden sind diese monatsabhängig. Damit wird auch HT´ mo-

6

1 Einführung und Überblick

natsabhängig. Bei der Ermittlung des spezifischen, auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche bezogenen Transmissionswärmeverlustes ist daher ein durchschnittlicher Ist-Wert zu bilden, in dem die Verluste über das Erdreich als Mittelwert der entsprechenden Monatswerte innerhalb der Heizperiode anzusetzen sind.

Bild 1.4-1 Anforderungen an den spezifischen Transmissionswärmeverlust HT´ für Wohngebäude nach EnEV 2007 [30] und EnEV 2009 [31]

Jahres-Primärenergiebedarf Nachdem in der EnEV 2007 bereits für Nichtwohngebäude das Referenzgebäudeverfahren zur Bestimmung des zulässigen Jahres-Primärenergiebedarfs eingeführt wurde, ist dieses Verfahren mit der EnEV 2009 nun auch für Wohngebäude anzuwenden. Der einzuhaltende Höchstwert des Jahres-Primärenergiebedarfs für ein zu errichtendes Wohngebäude wird demnach anhand eines Referenzgebäudes bestimmt, welches die gleiche Geometrie, Gebäudenutzfläche und Ausrichtung aufweist, wie das zu errichtende Gebäude und welches hinsichtlich seiner baulichen und gebäudetechnischen Ausstattung den Vorgaben der Tabelle 1.4-2 entspricht.

1.4 Anforderungsgrößen

7

Tabelle 1.4-2 Ausführung des Referenzgebäudes für Wohngebäude nach EnEV 2009 [31] 1 1 2 3 4 5

6

7

Bauteil / System Außenwand, Geschoßdecke gegen Außenluft Außenwand gegen Erdreich, Bodenplatte, Wände und Decken zu unbeheizten Räumen (außer Bauteile nach Zeile 2) Dach, oberste Geschossdecke, Wände zu Abseiten Fenster, Fenstertüren

Dachflächenfenster

Lichtkuppeln

8

Außentüren

9

Bauteile nach den Zeilen 2 bis 8

2

3 Referenzausführung

Eigenschaft

Wert

Wärmedurchgangskoeffizient

U = 0,28 W/(m²K)

Wärmedurchgangskoeffizient

U = 0,35 W/(m²K)

Wärmedurchgangskoeffizient

U = 0,20 W/(m²K)

Wärmedurchgangskoeffizient

UW = 1,3 W/(m²K)

Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung

g = 0,60

Wärmedurchgangskoeffizient

UW = 1,4 W/(m²K)

Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung

g = 0,60

ŏ

ŏ

Wärmedurchgangskoeffizient

UW = 2,7 W/(m²K)

Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung

g = 0,64

Wärmedurchgangskoeffizient

U = 1,8 W/(m²K)

Wärmebrückenzuschlag

ǻUWB= 0,05 W/(m²K) Bei Berechnung nach • DIN V 4108-6 [54]: mit Dichtheitsprüfung • DIN V 18599-2 [64]: nach Kategorie I

10

Luftdichtheit der Gebäudehülle

11

Sonnenschutzvorrichtung

keine Sonnenschutzvorrichtung

Heizungsanlage

• Wärmeerzeugung durch Brennwertkessel (verbessert), Heizöl EL, Aufstellung: - für Gebäude bis zu 2 Wohneinheiten innerhalb der thermischen Hülle - für Gebäude mit mehr als 2 Wohneinheiten außerhalb der thermischen Hülle • Auslegungstemperatur 55/45 °C, zentrales Verteilsystem innerhalb der wärmeübertragenden Umfassungsfläche, innen liegende Stränge und Anbindeleitungen, Pumpe auf Bedarf ausgelegt (geregelt, ǻp konstant), Rohrnetz hydraulisch abgeglichen, Wärmedämmung der Rohrleitungen • Wärmeübergabe mit freien statischen Heizflächen, Anordnung an normaler Außenwand, Thermostatventile mit Proportionalbereich 1 K

12

Bemessungswert n50

ŏ

8

1 Einführung und Überblick 1 1

2

3 Referenzausführung

Bauteil / System

Eigenschaft

Wert

13

Anlage zur Trinkwarmwasserbereitung

• zentrale Warmwasserbereitung • gemeinsame Wärmebereitung mit Heizungsanlage nach Zeile 12 • Solaranlage (Kombisystem mit Flachkollektor) entsprechend den Vorgaben nach DIN V 4701-10 [57] oder DIN V 18599-5 [67] • Speicher, indirekt beheizt (stehend), gleiche Aufstellung wie Wärmeerzeuger, Auslegung nach DIN V 4701-10 oder DIN V 18599-5 als - kleine Solaranlage bei AN < 500 m² (bivalenter Solarspeicher) - große Solaranlage bei AN > 500 m² • Verteilsystem innerhalb der wärmeübertragenden Umfassungsfläche, innen liegende Stränge, gemeinsame Installationswand, Wärmedämmung der Rohrleitungen nach EnEV 2009, Anlage 5 (siehe Tab. 1.5-1), mit Zirkulation, Pumpe auf Bedarf ausgelegt (geregelt, ǻp konstant)

14

Kühlung

Keine Kühlung

15

Lüftung

zentrale Abluftanlage, bedarfsgeführt mit geregeltem -1 DC-Ventilator, nnutz = 0,55 h

Berücksichtigung gekühlter Teilflächen Wird in Wohngebäuden die Raumluft gekühlt, sind der berechnete Jahres-Primärenergiebedarf und die Angaben für den Endenergiebedarf im Energieausweis in Abhängigkeit von der zur Kühlung eingesetzten Technik entsprechend dem Anteil an gekühlter Gebäudenutzfläche wie folgt zu erhöhen: a) bei Einsatz von fest installierten Raumklimageräten (Split-, Multisplit- oder Kompaktgeräte) der Energieeffizienzklassen A, B oder C nach [17] sowie bei Kühlung mittels Wohnungslüftungsanlagen mit reversibler Wärmepumpe – der Jahres-Primärenergiebedarf um 16,2 kWh/(m²‫ڄ‬a) und – der Endenergiebedarf um 6 kWh/(m²‫ڄ‬a), b) bei Einsatz von Kühlflächen im Raum in Verbindung mit Kaltwasserkreisen und elektrischer Kälteerzeugung, z. B. über eine reversible Wärmepumpe, – der Jahres-Primärenergiebedarf um 10,8 kWh/(m²‫ڄ‬a) und – der Endenergiebedarf um 4 kWh/(m²‫ڄ‬a), c) bei Deckung des Energiebedarfs für Kühlung aus erneuerbaren Wärmesenken (wie Erdsonden, Erdkollektoren, Zisternen) – der Jahres-Primärenergiebedarf um 2,7 kWh/(m²‫ڄ‬a) und – der Endenergiebedarf um 1 kWh/(m²‫ڄ‬a), d) bei Einsatz von Geräten, die nicht unter Buchstabe a bis c aufgeführt sind, – der Jahres-Primärenergiebedarf um 18,9 kWh/(m²‫ڄ‬a) und – der Endenergiebedarf um 7 kWh/(m²‫ڄ‬a).

1.4 Anforderungsgrößen

9

Eine Anhebung des Höchstwertes für den Jahres-Primärenergiebedarf, wie noch in der EnEV 2007 enthalten, findet nicht statt, um die Kühlung nicht zu belohnen.

1.4.2 Nichtwohngebäude Neubau Energetische Qualität der Gebäudehülle Mit der EnEV 2009 werden zur Beurteilung der energetischen Qualität der Gebäudehülle von Nichtwohngebäuden Höchstwerte für die Wärmedurchgangskoeffizienten der Bauteile der wärmeübertragenden Umfassungsflächen eingeführt. Diese Höchstwerte beziehen sich immer auf den Mittelwert aller jeweiligen Bauteile in einem Projekt. In einzelnen Bereichen dürfen diese Werte somit unterschritten werden, wenn die Anforderungen des Mindestwärmeschutzes eingehalten sind. Bei der Berechnung des Mittelwerts des U-Wertes des jeweiligen Bauteiltyps sind die Einzelbauteile flächengewichtet zu berücksichtigen. Die Wärmedurchgangskoeffizienten von Bauteilen gegen unbeheizte Räume oder Erdreich sind zusätzlich mit dem Faktor 0,5 zu gewichten. Bei der Berechnung des Mittelwerts der an das Erdreich angrenzenden Bodenplatten dürfen die Flächen unberücksichtigt bleiben, die mehr als 5 m vom äußeren Rand des Gebäudes entfernt sind. Die Berechnung ist für Zonen mit unterschiedlichen Raum-Solltemperaturen im Heizfall getrennt durchzuführen. Tabelle 1.4-3 Höchstwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten der wärmeübertragenden Umfassungsfläche von Nichtwohngebäuden 1

2

3

Höchstwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten, bezogen auf den Mittelwert Um der jeweiligen Bauteile

1 Bauteil 2

Zonen mit RaumSolltemperaturen im Heizfall t 19 °C

3

Opake Außenbauteile, soweit nicht in Bauteilen der Zeilen 5 und 6 enthalten

Um = 0,35 W/(m K)

4

Transparente Außenbauteile, soweit nicht in Bauteilen der Zeilen 5 und 6 enthalten

Um = 1,90 W/(m K)

5

Vorhangfassade

Um = 1,90 W/(m K)

6

Glasdächer, Lichtbänder, Lichtkuppeln

Um = 3,10 W/(m K)

Zonen mit RaumSolltemperaturen im Heizfall von 12 bis < 19 °C

2

Um = 0,50 W/(m K)

2

2

Um = 2,80 W/(m K)

2

Um = 3,00 W/(m K)

2

Um = 3,10 W/(m K)

2

2

2

Jahres-Primärenergiebedarf Der einzuhaltende Höchstwert des Jahres-Primärenergiebedarfs für ein zu errichtendes Nichtwohngebäude wird anhand eines Referenzgebäudes bestimmt, welches die gleiche Geometrie,

10

1 Einführung und Überblick

Nettogrundfläche, Ausrichtung und Nutzung aufweist, wie das zu errichtende Gebäude und welches hinsichtlich seiner baulichen und gebäudetechnischen Ausstattung den Vorgaben der Tabelle 1.4-4 (unter Beachtung der Randbedingungen in Tabelle 1.4-5) entspricht. Die nutzungsbedingte Unterteilung (Zonierung) des Gebäudes und die verwendeten Nutzungsrandbedingungen innerhalb der Zonen müssen beim Referenzgebäude mit der des zu errichtenden Gebäudes übereinstimmen. Die gebäudetechnischen Vorgaben im Referenzgebäude sind nur soweit anzusetzen, wie sie auch im zu errichtenden Gebäude ausgeführt werden und deren Energiebedarfsanteile gemäß EnEV zu berücksichtigen sind. Energiebedarfsanteile sind in den folgenden Fällen zu berücksichtigen: x Heizung: Raum-Solltemperatur im Heizfall mindestens 12°C; durchschnittliche Nutzungsdauer für die Gebäudebeheizung mindestens vier Monate pro Jahr x Kühlung: wenn Einsatz von Kühltechnik vorgesehen; durchschnittliche Nutzungsdauer für die Kühlung mindestens zwei Monate pro Jahr und mehr als zwei Stunden pro Tag x Dampfbefeuchtung: wenn Einsatz in einer RLT-Anlage vorgesehen; durchschnittliche Nutzungsdauer für die Dampfversorgung mindestens zwei Monate pro Jahr und mehr als zwei Stunden pro Tag x Warmwasser: wenn der durchschnittliche tägliche Nutzenergiebedarf für Warmwasser wenigstens 0,2 kWh pro Person und Tag oder 0,2 kWh pro Beschäftigtem und Tag beträgt x Beleuchtung: wenn eine Beleuchtungsstärke von mindestens 75 lx erforderlich ist; durchschnittliche Nutzungsdauer für die Kühlung mindestens zwei Monate pro Jahr und mehr als zwei Stunden pro Tag Tabelle 1.4-4 Ausführung des Referenzgebäudes für Nichtwohngebäude nach EnEV 2009 [31] 1

2

3 Referenzausführung

1

Bauteil / System

2

Außenwand, Geschoßdecke gegen Außenluft

3

Vorhangfassade (siehe auch Zeile 15)

4

5

6

7

Außenwand gegen Erdreich, Bodenplatte, Wände und Decken zu unbeheizten Räumen (außer Bauteile nach Zeile 5) Dach (soweit nicht unter Zeile 6), oberste Geschossdecke, Wände zu Abseiten Glasdächer

Lichtbänder

Raum-Solltemperaturen im Heizfall • 19°C

Raum-Solltemperaturen im Heizfall von 12 bis < 19 °C

U = 0,28 W/(m²K)

U = 0,35 W/(m²K)

U = 1,4 W/(m²K)

U = 1,9 W/(m²K)

g = 0,48

g = 0,60

WD65 = 0,72

WD65 = 0,78

U = 0,35 W/(m²K)

U = 0,35 W/(m²K)

U = 0,20 W/(m²K)

U = 0,35 W/(m²K)

U = 2,7 W/(m²K)

U = 2,7 W/(m²K)

g = 0,63

g = 0,63

ŏ

ŏ

ŏ

ŏ

WD65 = 0,76

WD65 = 0,76

U = 2,4 W/(m²K)

U = 2,4 W/(m²K)

g = 0,55

g = 0,55

ŏ

ŏ

1.4 Anforderungsgrößen

11

1

2

3 Referenzausführung

1

8

9

10

11 12 13 14

15

Bauteil / System

Raum-Solltemperaturen im Heizfall • 19°C

Lichtkuppeln

WD65 = 0,48 U = 2,7 W/(m²K)

g = 0,64

g = 0,64

WD65 = 0,59

WD65 = 0,59

U = 1,3 W/(m²K)

U = 1,9 W/(m²K)

g = 0,60

g = 0,60

ŏ

ŏ

ŏ

WD65 = 0,78

WD65 = 0,78

U = 1,4 W/(m²K)

U = 1,9 W/(m²K)

g = 0,60

g = 0,60

WD65 = 0,78

WD65 = 0,78

U = 1,8 W/(m²K)

U = 2,9 W/(m²K)

ǻUWB= 0,05 W/(m²K)

ǻUWB= 0,10 W/(m²K)

Dachflächenfenster (siehe auch Zeile 15)

ŏ

Außentüren

Sonnenschutzvorrichtung

WD65 = 0,48 U = 2,7 W/(m²K) ŏ

Fenster, Fenstertüren (siehe auch Zeile 15)

Wärmebrückenzuschlag für Bauteile nach den Zeilen 2 bis 8 Luftdichtheit der Gebäudehülle (Bemessungswert n50) Tageslichtversorgung bei Sonnen- und/oder Blendschutz

Raum-Solltemperaturen im Heizfall von 12 bis < 19 °C

ŏ

Kategorie I Kategorie I (nach DIN V 18599-2, Tab. 4) (nach DIN V 18599-2,Tab. 4) • kein Sonnen- oder Blendschutz vorhanden: CTL,Vers,SA = 0,70 • Blendschutz vorhanden: CTL,Vers,SA = 0,15 Für das Referenzgebäude ist die tatsächliche Sonnenschutzvorrichtung des zu errichtenden Gebäudes anzunehmen; sie ergibt sich ggf. aus den Anforderungen zum sommerlichen Wärmeschutz. Soweit hierfür Sonnenschutzverglasung zum Einsatz kommt, sind für diese Verglasung folgende Kennwerte anzusetzen: • anstelle der Werte der Zeile 3 - g = 0,35 ŏ

- WD65 = 0,58 • anstelle der Werte der Zeilen 9 und 10: - g = 0,35 ŏ

16

17

Beleuchtungsart

Regelung der Beleuchtung

- WD65 = 0,62 - in Zonen der Nutzungen 6 und 7: wie beim ausgeführten Gebäude - ansonsten: direkt/indirekt jeweils mit elektronischem Vorschaltgerät und stabförmiger Leuchtstofflampe • Präsenzkontrolle: - für Nutzungen 4, 15 bis 19, 21 und 31: mit Präsenzmelder - ansonsten manuell • tageslichtabhängige Kontrolle: manuell • Konstantlichtregelung (siehe Tabelle 1.4-5, Zeile 7) - in Zonen der Nutzungen 1 bis 3, 8 bis 10, 28, 29 und 31: vorhanden - ansonsten: keine

12

1 Einführung und Überblick 1

2

3 Referenzausführung

1

Bauteil / System

Raum-Solltemperaturen im Heizfall • 19°C

Raum-Solltemperaturen im Heizfall von 12 bis < 19 °C

Wärmeerzeuger: Brennwertkessel „verbessert“ nach DIN V 18599-5 [67], Gebläsebrenner, Heizöl EL, Aufstellung außerhalb der thermischen Hülle, Wasserinhalt > 0,15 l/kW

18

Heizung (Raumhöhen ” 4 m)

19

Heizung (Raumhöhen > 4 m)

20

Warmwasser (zentrales System)

Wärmeverteilung: - bei statischer Heizung und Umluftheizung (dezentrale Nachheizung in RLT-Anlage): Zweirohrnetz, außen liegende Verteilleitungen im unbeheizten Bereich, innen liegende Steigstränge, innen liegende Anbindeleitungen, Systemtemperatur 55/45 °C, hydraulisch abgeglichen, ǻp konstant, Pumpe auf Bedarf ausgelegt, Pumpe mit intermittierendem Betrieb, keine Überströmventile, für den Referenzfall sind die Rohrleitungslänge mit 70 % der Standardwerte und die Umgebungstemperaturen gemäß den Standardwerten nach DIN V 18599-5 zu ermitteln. - bei zentralem RLT-Gerät: Zweirohrnetz, Systemtemperatur 70/55 °C, hydraulisch abgeglichen, ǻp konstant, Pumpe auf Bedarf ausgelegt, für den Referenzfall sind die Rohrleitungslänge und die Lage der Rohrleitungen wie beim zu errichtenden Gebäude anzunehmen. Wärmeübergabe: - bei statischer Heizung: freie Heizflächen an der Außenwand mit Glasfläche mit Strahlungsschutz, P-Regler (1K), keine Hilfsenergie. - bei Umluftheizung (dezentrale Nachheizung in RLT-Anlage): Regelgröße Raumtemperatur, hohe Regelgüte. Heizsystem (Wärmeerzeuger, Wärmeverteilung, Wärmeübergabe in Baueinheit): Gasbefeuerte dezentrale Warmluftheizung mit normalem Induktionsverhältnis, Luftauslass seitlich, P-Regler (1K), Klasse der Wärmeleistung: 4 – 25 kW Wärmeerzeuger: Solaranlage nach DIN V 18599-8 [70], Nr. 6.4.1, mit 0,8 - Flachkollektor: Ac = 0,09 · (1,5 · ANGF ) - Volumen des (untenliegenden) Solarteils des Speichers: 0,9 Vs,sol = 2 · (1,5 · ANGF) - bei ANGF > 500 m² „große Solaranlage“ (ANGF: Nettogrundfläche der mit zentralem System versorgten Zonen), Restbedarf über den Wärmeerzeuger der Heizung Wärmespeicherung: indirekt beheizter Speicher (stehend), Aufstellung außerhalb der thermischen Hülle

21

Warmwasser (dezentr. System)

22

Raumlufttechnik (Abluftanlage)

Wärmeverteilung: mit Zirkulation, ǻp konstant, Pumpe auf Bedarf ausgelegt, für den Referenzfall sind die Rohrleitungslänge und die Lage der Rohrleitungen wie beim zu errichtenden Gebäude anzunehmen. elektrischer Durchlauferhitzer, eine Zapfstelle und 6 m Leitungslänge pro Gerät spezifische Leistungsaufnahme Ventilator PSFP = 1,0 kW/(m³/s)

1.4 Anforderungsgrößen 1

13 2

3 Referenzausführung

1

Bauteil / System

23

Raumlufttechnik (Zu- und Abluftanlage ohne Nachheiz- und Kühlfunktion)

24

Raumlufttechnik (Zu- und Abluftanlage mit geregelter Luftkonditionierung)

25

Raumlufttechnik (Luftbefeuchtung)

26

Raumlufttechnik (Nur-Luft-Klimaanlagen)

27

Raumkühlung

28

Kälteerzeugung

Raum-Solltemperaturen im Heizfall • 19°C

Raum-Solltemperaturen im Heizfall von 12 bis < 19 °C

• spezifische Leistungsaufnahme: - Zuluftventilator PSFP = 1,5 kW/(m³/s) - Abluftventilator PSFP = 1,0 kW/(m³/s) Zuschläge nach DIN EN 13779 [84], Abschnitt 6.5.2 können nur für den Fall von HEPA-Filtern, Gasfiltern oder Wärmerückführungsklassen H2 oder H1 angerechnet werden. • WRG über Plattenwärmeübertrager (Kreuzgegenstrom): - Rückwärmzahl Șt= 0,6 - Druckverhältniszahl fP = 0,4 • Luftkanalführung: innerhalb des Gebäudes • spezifische Leistungsaufnahme - Zuluftventilator PSFP = 1,5 kW/(m³/s) - Abluftventilator PSFP = 1,0 kW/(m³/s) Zuschläge nach DIN EN 13779 [84], Abschnitt 6.5.2 können nur für den Fall von HEPA-Filtern, Gasfiltern oder Wärmerückführungsklassen H2 oder H1 angerechnet werden • WRG über Plattenwärmeübertrager (Kreuzgegenstrom), - Rückwärmzahl Șt= 0,6, - Zulufttemperatur: 18°C - Druckverhältniszahl fP = 0,4 • Luftkanalführung: innerhalb des Gebäudes für den Referenzfall ist die Einrichtung zur Luftbefeuchtung wie beim zu errichtenden Gebäude anzunehmen als Variabel-Volumenstrom-System ausgeführt: Druckverhältniszahl fP = 0,4 Luftkanalführung: innerhalb des Gebäudes • Kältesystem: Kaltwasser Fan-Coil, Brüstungsgerät Kaltwassertemperatur 14/18°C; • Kaltwasserkreis Raumkühlung: Überströmung 10%; spezifische elektrische Leistung der Verteilung Pd,spez = 30 Wel/kWKälte, hydraulisch abgeglichen, geregelte Pumpe, Pumpe hydraulisch entkoppelt, saisonale sowie Nacht- und Wochenendabschaltung • Erzeuger: Kolben/Scrollverdichter mehrstufig schaltbar, R134a, luftgekühlt Kaltwassertemperatur - bei mehr als 5000 m² mittels Raumkühlung konditionierter Nettogrundfläche, für diesen Konditionierungsanteil: 14/18 °C - ansonsten: 6/12°C • Kaltwasserkreis Erzeuger inklusive RLT Kühlung: Überströmung: 30%, spezifische elektrische Leistung der Verteilung Pd,spez = 20 Wel/kWKälte, hydraulisch abgeglichen, ungeregelte Pumpe, Pumpe hydraulisch entkoppelt, saisonale sowie Nacht- und Wochenendabschaltung, Verteilung außerhalb der konditionierten Zone. Der Primärenergiebedarf für das Kühlsystem und die Kühlfunktion der raumlufttechnischen Anlage darf für Zonen der Nutzungen 1 bis 3, 8, 10, 16 bis 20 und 31 nur zu 50 % angerechnet werden.

14

1 Einführung und Überblick

Tabelle 1.4-5 Randbedingungen für die Berechnung des Jahres-Primärenergiebedarfs 1 1

Kenngröße

2

Verschattungsfaktor FS

3

Verbauungsindex IV

4

Heizunterbrechung

5

Solare Wärmegewinne über opake Bauteile

6

Wartungsfaktor der Beleuchtung

7

Berücksichtigung von Konstantlichtregelung

2 Randbedingungen FS = 0,9, soweit die baulichen Bedingungen nicht detailliert berücksichtigt werden. IV = 0,9. Eine genaue Ermittlung nach DIN V 18599-4 ist zulässig. • Heizsysteme in Raumhöhen ” 4 m: Absenkbetrieb mit Dauer gemäß den Nutzungsrandbedingungen der DIN V 18599-10, Tabelle 4 • Heizsysteme in Raumhöhen > 4 m: Abschaltbetrieb mit Dauer gemäß den Nutzungsrandbedingungen der DIN V 18599-10, Tabelle 4 - Emissionsgrad der Außenfläche für Wärmestrahlung: İ = 0,8 - Strahlungsabsorptionsgrad an opaken Oberflächen: Į = 0,5; für dunkle Dächer kann abweichend Į = 0,8 angenommen werden. Der Wartungsfaktor WF ist wie folgt anzusetzen: - in Zonen der Nutzungen 14, 15 und 22: mit 0,6 - ansonsten: mit 0,8. Dementsprechend ist der Energiebedarf für einen Berechnungsbereich im Tabellenverfahren nach DIN V 18599-4, Nr. 5.4.1 Gleichung (10) mit dem folgenden Faktor zu multiplizieren: - für die Nutzungen 14, 15 und 22: mit 1,12 - ansonsten: mit 0,84. Bei Einsatz einer Konstantlichtregelung ist der Energiebedarf für einen Berechnungsbereich nach DIN V 18599-4, Nr. 5.1 Gleichung (2) mit dem folgenden Faktor zu multiplizieren: - für die Nutzungen 14, 15 und 22: mit 0,8 - ansonsten: mit 0,9.

1.4.3 Änderung, Erweiterung und Ausbau von Gebäuden Änderungen bei beheizten oder gekühlten Räumen Werden an bestehenden Gebäuden bestimmte, in der EnEV 2009 spezifizierte bauliche Veränderungen an Bauteilen der wärmeübertragenden Umfassungsfläche durchgeführt (siehe Tabelle 1.4-6), so sind für die veränderten Bauteilbereiche die Mindestanforderungen an den Wärmedurchgangskoeffizienten der betroffenen Bauteile gemäß Tabelle 1.4-7 einzuhalten. Die Anforderungen der EnEV gelten bei Veränderungen an bestehenden Gebäuden ebenfalls als erfüllt, wenn das geänderte Gebäude insgesamt die für einen entsprechenden Neubau geltenden Maximalwerte (Primärenergie und Gebäudehülle) um nicht mehr als 40 % überschreitet. Ein Nachweis ist nicht erforderlich, wenn die Fläche der geänderten Bauteile nicht mehr als 10 % der gesamten jeweiligen Bauteilfläche des Gebäudes betrifft. Der Begriff der „jeweiligen Bauteilfläche“ wird in den EnEV-Auslegungen des DIBt [9] für den Fall geometrisch voneinander getrennten Dachflächen näher spezifiziert. Unter dem Begriff „jeweiliges Bauteil“ ist demnach das jeweilige für sich geometrisch abgeschlossene Bauteil zu betrachten.

1.4 Anforderungsgrößen

15

Zur Bestimmung der Eigenschaften der unsanierten Bauteile (U-Werte im Ausgangszustand) und zur Berechnung der betroffenen Fläche (Nachweis der Bagatellgrenze) dürfen gemäß den EnEV-Auslegungen des DIBt die Regeln der Bekanntmachungen des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung zur Datenaufnahme und Datenverwendung im Wohnbzw. Nichtwohngebäudebestand [1] angewendet werden. Tabelle 1.4-6 Zusammenstellung der einen Nachweis erforderlich machenden baulichen Veränderungen von Außenbauteilen 1 1

2

Bauteil

Maßnahmen a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Anbringen einer Bekleidung in Form von Platten oder plattenartigen Bauteilen oder Verschalungen sowie Mauerwerks-Vorsatzschalen c) Einbau von Dämmschichten (Bei einer Kerndämmung gilt der Nachweis bei vollständiger Ausfüllung des Hohlraumes als erfüllt. Beim Einbau von innenraumseitigen Dämmschichten gelten die Anforderungen als erfüllt, wenn der Wärmedurchgangskoeffizient des entstehenden Wandaufbaus 0,35 W/(m²K) nicht überschreitet.) d) Erneuerung des Außenputzes bei Wänden mit einem Wärmedurchgangs2 koeffizienten größer als 0,9 W/(m K) Anmerkung: Eine „Putzreparatur“ mit nachfolgendem Neuanstrich fällt nicht unter diese Regelung.

2

Außenwände Werden bei Außenwänden in Sichtfachwerkbauweise, die der Schlagregenbeanspruchungsgruppe I nach DIN 4108-3 [3] zuzuordnen sind und in besonders geschützten Lagen liegen, Maßnahmen gemäß Buchstabe a, c oder d durchgeführt, gelten die Anforderungen als erfüllt, wenn der Wärmedurchgangskoeffizient des entstehenden Wandaufbaus 0,84 W/(m²K) nicht überschreitet; im Übrigen gelten bei Wänden in Sichtfachwerkbauweise die Anforderungen nur in Fällen von Maßnahmen nach Buchstabe b. Ist die Dämmschichtdicke im Rahmen dieser Maßnahmen aus technischen Gründen begrenzt, so gelten die Anforderungen als erfüllt, wenn die nach anerkannten Regeln der Technik höchstmögliche Dämmschichtdicke (bei einem Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit = 0,040 W/(mK)) eingebaut wird. a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Einbau zusätzlicher Vor- oder Innenfenster c) Ersatz der Verglasung

3

Fenster, Fenstertüren, Dachflächenfenster und Glasdächer

4

Außentüren

Schaufenster und Türanlagen aus Glas sind ausgenommen. Ist die Glasdicke aus technischen Gründen begrenzt, so gelten die Anforderungen als erfüllt, wenn eine Verglasung mit einem Wärmedurchgangskoeffizienten von höchstens 1,30 W/(m²K) eingebaut wird. Werden Sonderverglasungen eingebaut oder vorhandene Verglasungen gegen Sonderverglasungen ausgetauscht, so gelten gesonderte Anforderungen hinsichtlich des U-Wertes (siehe Tabelle 1.4-7). Als Sonderverglasungen gelten: - Schallschutzverglasungen mit einem Schalldämmmaß der Verglasung von R = 40 dB oder vergleichbare Ausführung - Isoliergläser mit Durchschuss-, Durchbruch- oder Sprengwirkungshemmung - Isoliergläser als Brandschutzglas mit einer Einzelelementdicke von mindestens 18 mm oder vergleichbare Ausführung a) Erneuerung

16

1 Einführung und Überblick 1

1

5

Bauteil

Decken unter nicht ausgebauten Dachräumen; Decken, Wände und Dachschrägen beheizter Räume nach oben gegen Außenluft

6

Flachdächer

7

Wände und Decken gegen unbeheizte Räume, Erdreich und nach unten gegen Außenluft

8

Vorhangfassaden

2 Maßnahmen a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Ersatz oder neuer Aufbau der Dachhaut bzw. außenseitiger Bekleidungen oder Verschalungen c) Aufbringen oder Erneuern von Bekleidungen oder Verschalungen auf der Innenseite d) Einbau von Dämmschichten e) Einbau zusätzlicher Bekleidungen oder Dämmschichten an Wänden zum unbeheizten Dachraum Ist die mögliche Einbaudicke einer Dämmschicht als Zwischensparrendämmung durch eine innenseitige Bekleidung oder die Sparrenhöhe begrenzt, so gilt der Nachweis mit Einbringen der nach den Regeln der Technik größtmöglichen Dämmschichtdicke als erfüllt. Als Dachhaut ist hierbei die Einheit aus Dachdeckung mit darunter befindlicher Lattung, ggf. Unterspannbahn und ggf. Schalung zu verstehen. Wird lediglich ein Teil der Dachhaut, also z.B. die Dachdeckung, erneuert, greift die EnEV nicht. a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Ersatz oder neuer Aufbau der Dachhaut bzw. außenseitiger Bekleidungen oder Verschalungen (Anmerkung: Wird die Abdichtung vollständig erneuert oder neu aufgebaut, gilt die EnEV; wenn nur repariert wird, gilt die EnEV nicht.) c) Aufbringen oder Erneuern von Bekleidungen oder Verschalungen auf der Innenseite d) Einbau von Dämmschichten a) erstmaliger Einbau oder Ersatz b) Ersatz oder Erneuerung außenseitiger Bekleidungen oder Verschalungen, Feuchtigkeitssperren oder Drainagen c) Aufbau oder Erneuerung des Fußbodenaufbaus auf der beheizten Seite (der Nachweis gilt bei Ausnutzung der ohne eine Anpassung der Türhöhen größtmöglichen Dämmschichtdicke mit = 0,04 W/(mK) als erfüllt) d) Anbringen von Deckenbekleidungen auf der Kaltseite e) Einbau von Dämmschichten Ist die Dämmschichtdicke aus technischen Gründen begrenzt, so gelten die Anforderungen als erfüllt, wenn die nach anerkannten Regeln der Technik höchstmögliche Dämmschichtdicke (bei einem Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit Ȝ = 0,040 W/(mK)) eingebaut wird. a) erstmaliger Einbau oder Ersatz Werden Sonderverglasungen gemäß Zeile 3 verwendet, so sind die Anforderungen gemäß Tab. 1.4-7, Zl. 4b einzuhalten.

1.4 Anforderungsgrößen

17

Tabelle 1.4-7 Einzuhaltende Maximalwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten bei baulichen Veränderungen an Außenbauteilen bestehender Gebäude gemäß Tabelle 1.4-6 und für kleine Gebäude 1

2

3

4

Höchstwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten 1) 2 Umax in W/(m K) 1

Bauteil

Maßnahme nach Tabelle 1.4-7

Wohngebäude und Zonen von Nichtwohngebäuden mit Innentemperaturen • 19°C

Zonen von Nichtwohngebäuden mit Innentemperaturen von 12 bis < 19°C

2

Außenwände

Zl. 2, Nr. a) bis d)

0,24

0,35

3a

Außen liegenden Fenster und Fenstertüren

Zl. 3, Nr. a) und b)

1,30

2)

1,90

2)

3b

Dachflächenfenster

Zl. 3, Nr. a) und b)

1,40

2)

1,90

2)

3c

Verglasungen

Zl. 3, Nr. c)

1,10

3)

3d

Vorhangfassaden

Zeile 8

1,50

4)

1,90

4)

3e

Glasdächer

Zl. 3, Nr. a) und c)

2,00

3)

2,70

3)

4a

Außen liegende Fenster, Fenstertüren, Dachflächenfenster mit Sonderverglasungen

Zl. 3, Nr. a) und b)

2,00

2)

2,80

2)

4b

Sonderverglasungen

Zl. 3, Nr. c)

1,60

3)

4c

Vorhangfassaden mit Sonderverglasungen

Zeile 8

2,30

4)

5

Außentüren

Zeile 4

2,90

2,90

6a

Decken, Dächer und Dachschrägen

Zeile 5

0,24

0,35

6b

Flachdächer

Zeile 6

0,20

0,35

7a

Decken und Wände gegen unbeheizte Räume oder Erdreich

Zl. 7, Nr. a), b), d) und e)

0,30

keine Anforderung

7b

Fußbodenaufbauten

Zl. 7, Nr. c)

0,50

keine Anforderung

7c

Decken nach unten an Außenluft

Zl. 7, Nr. a) bis e)

0,24

0,35

keine Anforderung

keine Anforderung 3,00

4)

1)

Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils unter Berücksichtigung der neuen und der vorhandenen Bauteilschichten; für die Berechnung opaker Bauteile ist DIN EN ISO 6946 [87] zu verwenden.

2)

Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten des Fensters; der Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten des Fensters ist technischen Produkt-Spezifikationen zu entnehmen oder gemäß den nach den Landesbauordnungen bekannt gemachten energetischen Kennwerten für Baupro-

18

1 Einführung und Überblick dukte zu bestimmen. Hierunter fallen insbesondere energetische Kennwerte aus europäischen technischen Zulassungen sowie energetische Kennwerte der Regelungen nach der Bauregelliste A Teil 1 und auf Grund von Festlegungen in allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen.

3)

Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten der Verglasung; der Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten der Verglasung ist technischen Produkt-Spezifikationen zu entnehmen oder gemäß den nach den Landesbauordnungen bekannt gemachten energetischen Kennwerten für Bauprodukte zu bestimmen. Hierunter fallen insbesondere energetische Kennwerte aus europäischen technischen Zulassungen sowie energetische Kennwerte der Regelungen nach der Bauregelliste A Teil 1 und auf Grund von Festlegungen in allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen.

4)

Wärmedurchgangskoeffizient der Vorhangfassade; er ist nach anerk. Regeln der Technik zu ermitteln.

Erweiterung und Ausbau um beheizte oder gekühlte Räume Bei der Erweiterung und dem Ausbau eines Gebäudes um beheizte oder gekühlte Räume mit zusammenhängend mindestens 15 und höchstens 50 m2 Nutzfläche sind die betroffenen Außenbauteile so auszuführen, dass die in Tabelle 1.4-7 festgelegten Wärmedurchgangskoeffizienten nicht überschritten werden. Wird bei einem bestehenden Gebäude das beheizte Gebäudevolumen um mindestens 50 m2 erweitert, so sind die betroffenen Außenbauteile so auszuführen, dass der neue Gebäudeteil die Vorschriften für zu errichtende Gebäude einhält. Eine Überschreitung der Anforderungswerte um 40 % - wie bei Veränderungen an bestehenden Gebäuden – ist hier nicht zulässig. Die hierfür gegebenenfalls notwendigen Kennwerte für die bestehende Anlagentechnik dürfen gemäß den EnEV-Auslegungen des DIBt [9] den Regeln der Bekanntmachungen des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung zur Datenaufnahme und Datenverwendung im Wohn- bzw. Nichtwohngebäudebestand ([1], [2]) entnommen werden. Gemäß den EnEV-Auslegungen des DIBt [9] ist hier bei den Berechnungen des Jahres- Primärenergiebedarfs, die zur Bemessung dieser Außenbauteile durchgeführt werden, ein Referenzgebäude zu verwenden, das hinsichtlich der zentralen, gemeinsam mit dem bestehenden Gebäudeteil genutzten anlagentechnischen Komponenten identisch ist mit dem bestehenden Gebäude. Die Rechenansätze für Wärmebrücken und für die Überprüfung der Dichtheit für das Referenzgebäude sind dabei – entgegen der jeweils anwendbaren Tabelle der EnEV 2009, Anlage 1 bzw. 2 – identisch mit dem auszuführenden Gebäudeteil zu wählen. Die Berechnungen zur Mindestqualität der wärmeübertragenden Umfassungsfläche sowie zur Bemessung des sommerlichen Wärmeschutzes sind ausschließlich für den neu hinzukommenden Gebäudeteil auszuführen.

1.4.4 Kleine Gebäude und Gebäude aus Raumzellen Für neu zu erstellende kleine Gebäude mit einer Nutzfläche von nicht mehr als 50 m2 sind die Anforderungen an die Wärmedurchgangskoeffizienten der Außenbauteile gemäß Tabelle 1.4-7 einzuhalten. Dieselbe Regelung ist auf Gebäude entsprechend anzuwenden, die für eine Nutzungsdauer von höchstens fünf Jahren bestimmt und aus Raumzellen von jeweils bis zu 50 m2 Nutzfläche zusammengesetzt sind.

1.4.5 Gemischt genutzte Gebäude Wird ein Gebäude teilweise als Wohngebäude und teilweise als Nichtwohngebäude genutzt, so sind beide Teile getrennt nachzuweisen, wenn die jeweils kleinere Nutzung einen nicht unerheblichen Teil der Gebäudenutzfläche umfasst.

1.5 Nebenbedingungen

19

Der Begriff des „nicht unerheblichen Teils“ wird in der Begründung zum Referentenentwurf zur EnEV 2007 erläutert: „Mit der Erheblichkeitsgrenze bei der Gebäudenutzfläche soll – ebenso wie für Nichtwohngebäude in Absatz 2 - eine gesonderte Behandlung kleinerer Flächen vermieden werden. Wo die Untergrenze für die Anwendung des Absatzes 1 anzusetzen ist, ist eine Frage des Einzelfalls; im Allgemeinen dürften aber Flächenanteile bis zu 10 % der Gebäudenutzfläche (bei Absatz 2 der Nettogrundfläche) des Gebäudes noch als unerheblicher Flächenanteil anzusehen sein. Ein bestimmter Prozentsatz der Fläche soll nicht vorgegeben werden, um den Anwendern genügend Flexibilität zu geben.“ Unter welchen Voraussetzungen die nicht dem Wohnen dienenden Flächen eines Wohngebäudes den Regeln für Nichtwohngebäude unterworfen werden müssen, wird ebenfalls in der Begründung zum Referentenentwurf zur EnEV 2007 ausgeführt: „Soweit die Nichtwohnnutzung sich nach der Art der Nutzung und der gebäudetechnischen Ausstattung nicht wesentlich von der Wohnnutzung unterscheidet, wird das Gebäude auch insoweit als Wohngebäude behandelt. Typische Fälle solcher wohnähnlicher Nutzungen sind freiberufliche Nutzungen, die üblicherweise in Wohnungen stattfinden können, und freiberufsähnliche gewerbliche Nutzungen. Dem Spaltungsgrundsatz unterliegen nur solche Nichtwohnnutzungen innerhalb eines Wohngebäudes, die nach der Art der Nutzung nicht wohnähnlich sind und zusätzlich sich auch bei der gebäudetechnischen Ausstattung (z. B. Belüftung, Klimatisierung) wesentlich von der Wohnnutzung unterscheiden.“ Wohnähnliche Nutzungen in diesem Sinne sind also z.B. Arztpraxen, Rechtsanwaltskanzleien, Planungsbüros o.ä.

1.5 Nebenbedingungen 1.5.1 Mindestwärmeschutz Die Maßgaben der DIN 4108-2 [52] an den Mindestwärmeschutz der Gebäudehülle von Aufenthaltsräumen in Hochbauten haben das Ziel, ein hygienisches Raumklima sowie einen dauerhaften Schutz der Baukonstruktion gegen klimabedingte Feuchte-Einwirkungen sicherzustellen. Sie sind für alle Teilflächen ebener Bauteile sowie an Wärmebrücken einzuhalten. Die dortigen Anforderungen und Grenzwerte sind unabhängig von den Anforderungsgrößen der EnEV 2009 [31] immer einzuhalten, um Gesundheits- und Bauschäden zu vermeiden.

Bild 1.5-1 Abgrenzung von Mindestwärmeschutz und energiesparendem Wärmeschutz

20

1 Einführung und Überblick

Der Mindestwärmeschutz ist im Sinne der Energieeinsparverordnung auch für Gebäudetrennwände sicherzustellen, wenn die Nachbarbebauung bei aneinandergereihter Bebauung nicht gesichert ist. Diese Wände sind dann wie Außenwände zu behandeln. Zu beachten ist, dass das Anforderungsniveau der DIN 4108-2 eine gleichmäßige und nutzungsangepasste Beheizung und ausreichende Belüftung der Räume sowie eine weitgehend ungehinderte Luftzirkulation an den Außenwandoberflächen voraussetzt. Sind diese Grundsätze nicht erfüllt, werden in der Regel weitergehende Maßnahmen notwendig, um Schimmelpilzbildung und Tauwasserausfall zu vermeiden.

1.5.2 Wärmebrücken Insbesondere bei gut gedämmten Gebäuden kann der zusätzliche Wärmeverlust über die Anschlussbereiche erheblich werden und durchaus etwa 15 bis 20%, in ungünstigen Fällen bis zu einem Drittel, der gesamten Transmissionswärmeverluste betragen. Gemäß EnEV 2009 [31] sind zu errichtende Gebäude daher so auszuführen, dass der Einfluss konstruktiver Wärmebrücken auf den Jahres-Heizwärmebedarf nach den anerkannten Regeln der Technik und den im jeweiligen Einzelfall wirtschaftlich vertretbaren Maßnahmen so gering wie möglich gehalten wird. Es besteht also ein Optimierungsgebot, die Wärmebrückeneinflüsse zu minimieren. Ferner ist der verbleibende Einfluss der Wärmebrücken bei der Ermittlung des JahresPrimärenergiebedarfs nach Maßgabe des jeweils angewendeten Berechnungsverfahrens zu berücksichtigen. In diesem Sinne sind Wärmebrückenverluste entweder über pauschale Zuschläge auf den U-Wert der Hüllflächenbauteile oder über eine detaillierte Berechnung der Verluste im Nachweis anzusetzen. Grundsätzlich gibt es bei Neubauten drei verschiedene Varianten: 1. Eine pauschale Erhöhung der Wärmedurchgangskoeffizienten aller Bauteile der Gebäudehülle um ǻUWB = 0,1 W/(m2K). Bei Anwendung dieser Variante sind aus energetischer Sicht keine weiteren Restriktionen hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung der Bauteilanschüsse zu beachten. Auf der anderen Seite ist eine ökonomisch sinnvolle Bauplanung auf diesem Wege sicherlich nicht möglich. Daher sollte diese Variante in aller Regel nicht verwendet werden. 2. Eine pauschale Erhöhung der Wärmedurchgangskoeffizienten aller Bauteile der Gebäudehülle um ǻUWB = 0,05 W/(m2K). Diese günstigere, weil geringere pauschale Erhöhung darf nur angesetzt werden, wenn gewisse Bauteilanschlüsse gemäß den Planungsbeispielen nach DIN 4108, Bbl.2 [56] ausgeführt werden oder ihre energetische Gleichwertigkeit nachgewiesen ist. Die in diesem Sinne relevanten Anschlüsse sind gemäß DIN V 4108-6 [54] und DIN V 18599-2 [64]: – – – – –

Gebäudekanten; bei Fenstern und Türen: Laibungen (umlaufend); alle Wand- und Deckeneinbindungen in die wärmeübertragende Umfassungsfläche; Deckenauflager; wärmetechnisch entkoppelte Balkonplatten.

Sobald mindestens ein Anschlussdetail nicht nach DIN 4108, Bbl.2 geplant und/oder ausgeführt wird oder werden kann (z.B. weil ein entsprechendes Detail nicht in Bbl. 2 aufgenommen wurde), ist diese Variante 2 nicht anwendbar. Treffen an einem Anschluss Regelbauteile zusammen, die kleinere Wärmedurchgangskoef-

1.5 Nebenbedingungen

21

fizienten aufweisen als die entsprechende Beiblatt 2-Lösung, darf auf einen Gleichwertigkeitsnachweis für diesen Anschluss verzichtet werden. Diese Ausnahmeregelung der EnEV trägt dem Umstand Rechnung, dass bei gut gedämmten Regelbauteilen der relative Wärmebrückeneinfluss steigt und somit unter Umständen kein Gleichwertigkeitsnachweis zu führen ist obwohl die absoluten Verluste im Anschlussbereich recht gering sind. 3. Der genaue rechnerische Nachweis der Wärmebrücken mit spezifischen längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten ȥ. Bei sorgfältiger Planung lässt sich auf diesem Wege der rechnerische Transmissionswärmeverlust erheblich reduzieren, da der Wärmebrückenanteil dann weitgehend eliminiert wird. Somit kann bei gleichem Grenzwert die notwendige Dämmstoffdicke der Regelbauteile reduziert werden, was zu einem Flächengewinn und damit zu einem Mehrwert des Objektes führt. Der ȥ-Wert kann anhand einer numerischen Berechnung nach DIN EN ISO 10211 [89] errechnet werden oder es können die Ergebnisse von Wärmebrückenatlanten genutzt werden. Soweit die Wärmebrückenwirkung bei Vorhangfassaden bereits bei der Bestimmung des U-Wertes berücksichtigt wurde, darf die wärmeübertragende Umfassungsfläche A im Falle einer pauschalen Berücksichtigung um die entsprechende Bauteilfläche verringert werden. Grundsätzlich ist zu beachten, dass neben der energetischen Berücksichtigung selbstverständlich der Mindestwärmeschutz im Wärmebrückenbereich zu beachten ist. Ein Nachweis, dass die niedrigste Innenoberflächentemperatur unter den Randbedingungen der DIN 4108-2 [52] nicht unter 12,6 °C absinkt, ist also ggf. zusätzlich zu einer pauschalen Berücksichtigung notwendig. Bei der Bewertung bestehender Wohngebäude ist zu beachten, dass in dem Falle, dass mehr als 50% der Außenwand mit einer innen liegenden Dämmschicht und einbindender Massivdecke versehen sind, Wärmebrückeneinflüsse durch Erhöhung der Wärmedurchgangskoeffizienten um ǻUWB = 0,15 W/(m²K) für die gesamte wärmeübertragende Umfassungsfläche zu berücksichtigen sind. Des Weiteren ist für Bestandsgebäude der pauschale Zuschlag von 0,1 W/(m2K) der Regelfall, wenn nicht detailliert gerechnet wird. Eine Anwendung von DIN 4108, Beiblatt 2 im Bestand ist in der Regel nicht möglich. Für Nichtwohngebäude allgemein ist DIN 4108, Beiblatt 2 ebenfalls in den allermeisten Fällen nicht anwendbar, so dass auch dort nur eine pauschale Erhöhung um 0,1 W/(m2K) oder ein detaillierter Nachweis bleibt.

1.5.3 Sommerlicher Wärmeschutz Im Rahmen des EnEV-Nachweises ist für Neubauten stets auch der sommerliche Wärmeschutz nachzuweisen. Dieser Nachweis wird in der Regel vereinfacht gemäß DIN 4108-2 geführt. Alternativ ist auch ein ingenieurmäßiges Verfahren (Simulationsrechnung) zulässig, wenn die verwendeten Randbedingungen die aktuellen klimatischen Verhältnisse am Standort des Gebäudes hinreichend gut wiedergeben. Die Begründung zum Kabinettsentwurf der EnEV 2009 führt hierzu aus: „Die derzeit dafür üblichen Test-Referenzjahr-Datensätze (TRY) bauen überwiegend auf Erkenntnissen aus der Zeit vor 1980 auf und sind deshalb heute nicht mehr uneingeschränkt geeignet, die Einstrahlungs- und Außentemperaturverhältnisse für den Zweck einer Simulation der sommerlichen Innentemperaturen von Gebäuden abzubilden.“ In der EnEV 2007 war für Nichtwohngebäude eine Öffnungssregelung für den Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes vorhanden. Wurden Zonen nutzungsbedingt mit Anlagen ausge-

22

1 Einführung und Überblick

stattet, die Raumluft unter Einsatz von Energie kühlen, so konnten diese Zonen unter Umgehung der Anforderungen der DIN 4108-2 so ausgeführt werden, dass die Kühlleistung bezogen auf das gekühlte Gebäudevolumen nach dem Stand der Technik und den im Einzelfall wirtschaftlich vertretbaren Maßnahmen so gering wie möglich gehalten wurde. Diese bisherige Regelung für gekühlte Gebäude entfällt in EnEV 2009, weil durch ihre Anwendung auf Grund von unzureichendem baulichem sommerlichem Wärmeschutz ein hoher vermeidbarer Energiebedarf des Gebäudes für Kühlung auftritt. Das Ziel von Mindestanforderungen an den baulichen Wärmeschutz im Sommer nach DIN 4108-2 ist es, eine hohe Erwärmung der Aufenthaltsräume zu vermeiden und so thermische Behaglichkeit im Sommer ohne die Notwendigkeit einer Kühlung herzustellen. Die praktische Anwendung zeigt, dass dieses Ziel für Wohngebäude in den meisten Fällen erreicht werden kann. Problematisch ist die Nachweisführung für Nichtwohngebäude, da in Abhängigkeit von den auftretenden Lasten auch bei erfülltem Nachweis eine erhebliche Überhitzung in den Sommermonaten auftreten kann. Wie die zahlreichen Urteile zur Auslegung der Arbeitsstättenrichtlinie zeigen, werden gegenwärtig Raumlufttemperaturen oberhalb von 26 °C nur an 10 % der Nutzungsstunden als zulässig angesehen. In einigen Urteilen wurde sogar 26 °C als oberste Grenze der Raumlufttemperatur unabhängig vom Außenklima angesehen. Während die erste Grenzwertauslegung bereits mit dem Verfahren der DIN 4108-2 nicht sicher erfüllbar ist, ist die zweite – starre – Formulierung nicht nur fachlich bedenklich, sondern ohne klimatechnische Maßnahmen auch nicht umsetzbar. Beim Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes ist somit nicht nur die öffentlich-rechtliche Nachweissituation zu beachten, sondern darüber hinausgehend auch die privatrechtliche Vertragssituation des Planers. Aufgrund der unklaren rechtlichen Situation ist zu empfehlen, sowohl das Planungsziel als auch die Maßnahmen zu dessen Erreichung schriftlich zu vereinbaren. Sollte die 26 °C-Grenze nicht nachgewiesen werden können, dann sollte auch das schriftlich angezeigt werden. Unabhängig von Nachweiskonzept und Anforderungsniveau ist ein sinnvoller sommerlicher Wärmeschutz allerdings schon durch das Einhalten einiger einfacher Entwurfsgrundsätze umsetzbar. In diesem Sinne gilt es, x x x

große verglaste Flächen zu vermeiden, Speichermassen nicht durch aufgeständerte Fußböden oder abgehängte Decken abzukoppeln sowie Trennwände möglichst massiv auszuführen.

Darüber hinaus sollte x x

ein gut wirksamer Sonnenschutz (außenliegend, hinterlüftet) eingeplant und über die Möglichkeit einer Nachtlüftung nachgedacht werden.

Ein weiterer wichtiger Aspekt liegt in der korrekten Berücksichtigung der inneren Gebäudelasten. Findet aufgrund von Beleuchtung, Nutzern und Arbeitsgeräten bereits ein hoher Wärmeeintrag statt, kann ein Sonnenschutz allein das Überhitzungsproblem offensichtlich nicht lösen.

1.5.4 Luftdichtheit / Mindestluftwechsel Im Sinne der EnEV sind zu errichtende Gebäude so auszuführen, dass der zum Zwecke der Gesundheit und Beheizung erforderliche Mindestluftwechsel sichergestellt ist. Andererseits sind sie so auszuführen, dass die wärmeübertragende Umfassungsfläche einschließlich der Fugen dauerhaft luftundurchlässig entsprechend den anerkannten Regeln der Technik abgedichtet ist. In diesem Sinne ist DIN 4108-7 [55] zu beachten. Bezüglich der Fugendurchlässig-

1.5 Nebenbedingungen

23

keit außen liegender Fenster, Fenstertüren und Dachflächenfenster sind die Anforderungen von EnEV 2009, Anlage 4 zu beachten. Demnach müssen diese Bauteile bei Bauten bis zu zwei Vollgeschossen der Fugendurchlässigkeitsklasse 2 gemäß DIN EN 12207 [81] entsprechen, bei Bauten mit mehr als zwei Vollgeschossen wird Klasse 3 gefordert. Wird die Luftdichtheit des Gebäudes erfolgreich überprüft, darf im Nachweis wie bisher auch zur Berechnung der Lüftungswärmeverluste ein reduzierter Luftwechsel angesetzt werden. Ein Luftdichtheitstest gilt als erfolgreich, wenn bei einer Druckdifferenz von 50 Pa ein Luftwechsel n = 3,0 h-1 für Gebäude ohne raumlufttechnische Anlagen bzw. n = 1,5 h-1 bei Gebäuden mit raumlufttechnischen Anlagen nicht überschritten wird. Unabhängig vom EnEV-Nachweis, bei dem ein mittlerer monatlicher Luftwechsel herangezogen wird, sind gebäudespezifisch ggf. weitere Anforderungen zu beachten. So ist für die Lüftung von Wohngebäuden DIN 1946-6 [51] zu nennen, welche die Erstellung eines Lüftungskonzeptes fordert.

1.5.5 Nachrüstungsverpflichtungen Dämmung der obersten Geschossdecke Eigentümer von Wohngebäuden sowie von Nichtwohngebäuden, die nach ihrer Zweckbestimmung jährlich mindestens vier Monate und auf Innentemperaturen von mindestens 19 Grad Celsius beheizt werden, müssen dafür sorgen, dass bisher ungedämmte, nicht begehbare, aber zugängliche oberste Geschossdecken beheizter Räume so gedämmt sind, dass der Wärmedurchgangskoeffizient der Geschossdecke 0,24 Watt/(m²K) nicht überschreitet. Anstelle der Geschossdecke darf auch das darüber liegende, bisher ungedämmte Dach entsprechend gedämmt werden, so dass eventuelle Ausbaureserven durch die Nachrüstungsverpflichtung der EnEV unangetastet bleiben. Wer bereits auf der Grundlage der bisherigen Pflicht nach EnEV 2007 oder auch freiwillig eine Dämmung der obersten Geschossdecke in der bisher verlangten Dämmintensität vorgenommen hat, muss diese nicht verstärken. Die Nachrüstungsverpflichtung wird mit der EnEV 2009 auf begehbare, bisher ungedämmte oberste Geschossdecken beheizter Räume ausgedehnt, so dass diese – bis zum 01.01.2012 – ebenfalls entsprechend dem vorstehenden Niveau zu dämmen sind. In der Begründung zum Kabinettsentwurf der EnEV 2009 wird hierzu weiter ausgeführt: „Die Erweiterung der Dämmpflicht auf begehbare Geschossdecken muss auf die Nutzbarkeit dieser Räume unter dem Aspekt der erhöhten Aufwendungen für die Wärmedämmung Rücksicht nehmen. Eine Dämmpflicht setzt deshalb voraus, dass die Dämmmaßnahmen nicht auf Grund besonderer Umstände (wie Freiräumen von Geschossdecken oder Dachflächen bei vollständiger oder teilweiser Überlassung einzelner Dachbodenabteile an Mieter oder Erfordernis der Beseitigung von Einbauten oder Bauteilen) einen unangemessenen Aufwand auslösen, so dass die erforderlichen Aufwendungen sich nicht innerhalb angemessener Fristen amortisieren.“ Die Begriffe „nicht begehbar“ und „begehbar“ werden in den EnEV-Auslegungen des DIBt [9] spezifiziert. „nicht begehbar“ umfasst demnach Fälle, bei denen Räume über der obersten Geschossdecke keine Ausbaureserve für Aufenthaltsräume oder für andere Nutzungen (z. B. Abstell- oder Trockenräume) darstellen. Eine oberste Geschossdecke ist „begehbar“, wenn der Dachraum oberhalb einer entsprechend großen tragfähigen Grundfläche eine solche lichte Höhe aufweist, dass sich dort ein durchschnittlich großer Mensch in aufrechter Haltung

24

1 Einführung und Überblick

ohne Mühe bewegen kann. Die bauordnungsrechtlich für Aufenthaltsräume im Dachraum vorgeschriebene Höhe wird nicht verlangt. Stilllegung alter Heizkessel Eigentümer von Gebäuden dürfen Heizkessel, die mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen beschickt werden und vor dem 1. Oktober 1978 eingebaut oder aufgestellt worden sind, nicht mehr betreiben. Ausgenommen davon sind Niedertemperatur-Heizkessel oder Brennwertkessel sowie heizungstechnische Anlagen, deren Nennleistung weniger als vier Kilowatt oder mehr als 400 Kilowatt beträgt. Ebenfalls ausgenommen sind folgende Fälle: x Heizkessel, die für den Betrieb mit Brennstoffen ausgelegt sind, deren Eigenschaften von den marktüblichen flüssigen und gasförmigen Brennstoffen erheblich abweichen x Anlagen zur ausschließlichen Warmwasserbereitung x Küchenherde und Geräte, die hauptsächlich zur Beheizung des Raumes, in dem sie eingebaut oder aufgestellt sind, ausgelegt sind, daneben aber auch Warmwasser für die Zentralheizung und für sonstige Gebrauchszwecke liefern. Dämmung von Wärmeverteilungs- und Warmwasserleitungen Eigentümer von Gebäuden müssen dafür sorgen, dass bei heizungstechnischen Anlagen bisher ungedämmte, zugängliche Wärmeverteilungs- und Warmwasserleitungen sowie Armaturen, die sich nicht in beheizten Räumen befinden, zur Begrenzung der Wärmeabgabe entsprechend dem für zu errichtende Gebäude geforderten Niveau gedämmt sind (siehe Abschnitt 1.5.6). Sonderregelung für Wohngebäude mit nicht mehr als zwei Wohnungen Die vorstehend genannten Nachrüstungsverpflichtungen sind erst im Falle eines Eigentümerwechsels nach dem 1. Februar 2002 von dem neuen Eigentümer zu erfüllen. Die Frist zur Pflichterfüllung beträgt zwei Jahre ab dem ersten Eigentumsübergang. Sind im Falle eines Eigentümerwechsels vor dem 1. Januar 2010 noch keine zwei Jahre verstrichen, genügt es, die obersten Geschossdecken beheizter Räume so zu dämmen, dass der Wärmedurchgangskoeffizient der Geschossdecke 0,30 Watt/(m2K) nicht überschreitet. Wirtschaftlichkeitsgebot Die Nachrüstungsverpflichtungen sind nicht anzuwenden, soweit die für die Nachrüstung erforderlichen Aufwendungen durch die eintretenden Einsparungen nicht innerhalb angemessener Frist erwirtschaftet werden können. Was eine „angemessene Frist“ ist, bleibt unbeantwortet. Gerichtsurteile zur Beurteilung einer wirtschaftlich sinnvollen Amortisation von Sanierungsmaßnahmen sehen hier häufig einen Zeitraum von 10 Jahren vor. Andererseits sieht das EnEG als Ermächtigungsgrundlage für die EnEV im dortigen § 5 vor: „Anforderungen gelten als wirtschaftlich vertretbar, wenn generell die erforderlichen Aufwendungen innerhalb der üblichen Nutzungsdauer durch die eintretenden Einsparungen erwirtschaftet werden können. Bei bestehenden Gebäuden ist die noch zu erwartende Nutzungsdauer zu berücksichtigen.“ Bei der Festlegung der Nutzungsdauer können z. B. die „Richtlinien für die Ermittlung der Verkehrswerte (Marktwerte) von Grundstücken (WertR)“ [14] Anhaltspunkte liefern. In der dortigen Anlage 7 werden neben den Normalherstellungskosten (NHK) für Gebäude auch Nutzungsdauern für unterschiedliche Gebäudetypen angegeben.

1.5 Nebenbedingungen

25

1.5.6 Wärmedämmung von Leitungen und Armaturen Beim erstmaligen Einbau und bei der Ersetzung von Wärmeverteilungs- und Warmwasserleitungen sowie von Armaturen in Gebäuden ist deren Wärmeabgabe nach Tabelle 1.5.1 zu begrenzen. Gleiches gilt für Kälteverteilungs- und Kaltwasserleitungen und zugehörige Armaturen. Die Wärmedämmung ist in der Regel konzentrisch um die gesamte Rohrleitung anzuordnen. Alternativ ist es möglich, die Begrenzung der Wärmeabgabe durch eine nicht konzentrische Anordnung des Dämmstoffes sicherzustellen, wenn der größere Teil der Dämmstoffumhüllung der Kaltseite bzw. dem anderen Nutzer (d. h. demjenigen, der die Wärmeabgabe nicht kontrollieren kann) zugewandt ist. Dabei ist die Gleichwertigkeit der Dämmwirkung nachzuweisen. Der Gleichwertigkeitsnachweis ist im Zulassungsverfahren der jeweiligen Rohrdämmung zu führen. Tabelle 1.5-1 Wärmedämmung von Wärmeverteilungs- und Warmwasserleitungen, Kälteverteilungs- und Kaltwasserleitungen sowie Armaturen1)

1

1

2

Art der Leitungen/Armaturen

Mindestdicke der Dämmschicht, bezogen auf eine Wärmeleitfähigkeit von 0,035 W/(mK)

2

Innendurchmesser bis 22 mm

20 mm

2)

3

Innendurchmesser über 22 mm bis 35 mm

30 mm

2)

4

Innendurchmesser über 35 mm bis 100 mm

gleich Innendurchmesser

5

Innendurchmesser über 100 mm

6

Leitungen und Armaturen nach den Zeilen 2 bis 5 in Wandund Deckendurchbrüchen, im Kreuzungsbereich von Leitungen, an Leitungsverbindungsstellen, bei zentralen Leitungsnetzverteilern

1/2 der Anforderungen der Zeilen 2 bis 5

7

Leitungen von Zentralheizungen nach den Zeilen 2 bis 5, die nach dem 31. Januar 2002 in Bauteilen zwischen beheizten Räumen verschiedener Nutzer verlegt werden

1/2 der Anforderungen der Zeilen 2 bis 5

8

Leitungen nach Zeile 7 im Fußbodenaufbau

6 mm

9

Kälteverteilungs- und Kaltwasserleitungen sowie Armaturen von Raumlufttechnik- und Klimakältesystemen

6 mm

100 mm

2)

2)

1)

Die Tabelle ist nicht anzuwenden, soweit sich Leitungen von Zentralheizungen nach den Zeilen 1 bis 4 in beheizten Räumen oder in Bauteilen zwischen beheizten Räumen eines Nutzers befinden und ihre Wärmeabgabe durch frei liegende Absperreinrichtungen beeinflusst werden kann. Ebenfalls ist die Tabelle nicht anzuwenden auf Warmwasserleitungen bis zu einer Länge von 4 m, die weder in den Zirkulationskreislauf einbezogen noch mit elektrischer Begleitheizung ausgestattet sind (Stichleitungen).

2)

Grenzen Wärmeverteilungs- und Warmwasserleitungen an Außenluft, sind diese mit dem Zweifachen der Mindestdicke nach Zeile 2 bis 5 zu dämmen.

26

1 Einführung und Überblick

1.5.7 Aufrechterhaltung der energetischen Qualität Außenbauteile sowie Anlagen und Einrichtungen (soweit sie zum Nachweis der Anforderungen energieeinsparrechtlicher Vorschriften des Bundes zu berücksichtigen waren) der Heizungs-, Kühl- und Raumlufttechnik sowie der Warmwasserversorgung dürfen nicht in einer Weise verändert werden, dass die energetische Qualität des Gebäudes verschlechtert wird. Die genannten Anlagen und Einrichtungen sind sachgerecht zu bedienen, regelmäßig zu warten und instand zu halten.

1.5.8 Außerbetriebnahme von elektrischen Speicherheizsystemen In Wohngebäuden mit mehr als fünf Wohneinheiten bzw. in normal beheizten Nichtwohngebäuden mit mehr als 500 Quadratmeter über elektrischen Speicherheizsystemen beheizter Nettogrundfläche dürfen Eigentümer elektrische Speicherheizsysteme nicht mehr betreiben, wenn die Raumwärme in den Gebäuden bzw. betroffenen Bereichen ausschließlich durch elektrische Speicherheizsysteme erzeugt wird. Ausgenommen sind elektrische Speicherheizsysteme mit nicht mehr als 20 Watt Heizleistung pro Quadratmeter Nutzfläche. Weitere Ausnahmeregelungen bestehen für Gebäude auf mindestens dem Niveau der Wärmeschutzverordnung ´95 [27] sowie in Fällen bei denen der Ausbau und neue Heizung unwirtschaftlich ist. Als Fristen zur Außerbetriebnahme sind festgelegt: x Einbau vor 01.01.1990 ֜ Außerbetriebnahme: 31.12.2019 x Einbau nach 31.12.1989 ֜ Außerbetriebnahme: 30 Jahre nach Einbau x wenn wesentliche Teile ausgetauscht wurden ֜ Außerbetriebnahme: 30 Jahre nach Austausch

1.5.9 Anrechnung von Strom aus erneuerbaren Energien Wird in zu errichtenden Gebäuden Strom aus erneuerbaren Energien eingesetzt, darf der Strom bei der Bilanzierung für Wohn- und Nichtwohngebäude von dem Endenergiebedarf abgezogen werden, wenn er 1. im unmittelbaren räumlichen Zusammenhang zu dem Gebäude erzeugt und 2. vorrangig in dem Gebäude selbst genutzt und nur die überschüssige Energiemenge in ein öffentliches Netz eingespeist wird. Es darf höchstens die Strommenge angerechnet werden, die dem berechneten Strombedarf der jeweiligen Nutzung entspricht. Durch EnEV §9 Nr. 2 gilt die Anrechenbarkeit von Strom aus erneuerbaren Energien auch im Falle der Änderung, Erweiterung und des Ausbaus von Gebäuden bei der dann möglichen Energiebilanzierung gegen die um 40% erhöhten Neubaugrenzwerte. Von einem unmittelbaren räumlichen Zusammenhang zu dem Gebäude ist gemäß den EnEVAuslegungen des DIBt [9] dann auszugehen, wenn zur Nutzung des Stroms aus erneuerbaren Energien im Gebäude dieser Strom nicht über Leitungen eines öffentlichen Verteilungsnetzes geführt wird. Es ist demnach dagegen unerheblich, ob die Gebäudeeigentümer selbst Betreiber der Erzeugungsanlage sind oder ein Dritter. Da die Berechnung des Jahres-Primärenergiebedarfs gemäß EnEV anhand einer Monatsbilanz erfolgt, muss auch der Abzug von in unmittelbarem räumlichem Zusammenhang erzeugtem Strom aus erneuerbaren Energien monatsweise erfolgen. Die höchstmögliche anrechenbare

1.5 Nebenbedingungen

27

Strommenge ergibt sich daher bei der Berechnung somit monatsweise als „Endenergiebedarf Strom“. Wie der monatliche Energieertrag einer PV-Anlage (als wesentlicher Anwendungsfall dieser Regelung) in diesem Zusammenhang errechnet werden soll, ist nicht klar vorgegeben. In den EnEV-Auslegungen des DIBt wird beispielsweise auf DIN EN 15316-4-6 [86] verwiesen, die unter Verwendung der in Deutschland monatsweise vorliegenden Einstrahlungskennwerte (DIN V 4108-6 oder DIN V 18599-10) auch zur monatsweisen Ermittlung des Ertrages von PV-Anlagen angewendet werden kann.

Bild 1.5-2 Beispiel 1: Strombedarf für ein Bürogebäude mit Lüftungsanlage und Klimatisierung und Ertrag einer 15 kWp-Photovoltaikanlage. schwarz Strombedarf grau PV-Ertrag

28

1 Einführung und Überblick

Bild 1.5-3 Beispiel 2: Strombedarf für ein Einfamilienhaus mit Sole/Wasser-Wärmepumpe und Ertrag einer 5 kWp-Photovoltaikanlage. schwarz Strombedarf grau PV-Ertrag

Bild 1.5-4 Beispiel 3: Strombedarf für ein Einfamilienhaus als Hilfsenergie und Ertrag einer 1 kWp-Photovoltaikanlage. schwarz Strombedarf grau PV-Ertrag

1.5.10 Energetische Inspektion von Klimaanlagen Betreiber von in Gebäude eingebauten Klimaanlagen mit einer Nennleistung für den Kältebedarf von mehr als zwölf Kilowatt haben erstmals im zehnten Jahr nach der Inbetriebnahme oder der Erneuerung wesentlicher Bauteile wie Wärmeübertrager, Ventilator oder Kältema-

1.5 Nebenbedingungen

29

schine eine energetische Inspektion dieser Anlagen durch fachkundige Personen durchführen zu lassen. Für Bestandsanlagen gelten folgende Fristen für die energetische Inspektion: x bis zum 30.09.2009: für Anlagen die älter als 20 Jahre sind x bis zum 30.09.2011: für Anlagen, die 12 bis 20 Jahre alt sind x bis zum 30.09.2013: für Anlagen, die 4 bis 12 Jahre alt sind Als fachkundige Personen im Sinne der EnEV werden angesehen: 1. Personen mit berufsqualifizierendem Hochschulabschluss in den Fachrichtungen Versorgungstechnik oder Technische Gebäudeausrüstung mit mindestens einem Jahr Berufserfahrung in Planung, Bau, Betrieb oder Prüfung raumlufttechnischer Anlagen, 2. Personen mit berufsqualifizierendem Hochschulabschluss in a) den Fachrichtungen Maschinenbau, Elektrotechnik, Verfahrenstechnik, Bauingenieurwesen oder b) einer anderen technischen Fachrichtung mit einem Ausbildungsschwerpunkt bei der Versorgungstechnik oder der Technischen Gebäudeausrüstung mit mindestens drei Jahren Berufserfahrung in Planung, Bau, Betrieb oder Prüfung raumlufttechnischer Anlagen. 3. Personen mit gleichwertigen Ausbildungen, die in einem anderen Mitgliedstaat der Europäischen Union, einem anderen Vertragsstaat des Abkommens über den Europäischen Wirtschaftsraum oder der Schweiz erworben worden sind und durch einen Ausbildungsnachweis belegt werden können. Im Rahmen der Inspektion sind alle Komponenten zu überprüfen, die den Wirkungsgrad der Anlage beeinflussen: x x x x

die Anlagendimensionierung im Verhältnis zum Gebäude-Kühlbedarf, die Auslegung der Anlage, Veränderungen der Raumnutzung/-belegung, der Nutzungszeiten, der inneren Wärmequellen, der relevanten bauphysikalischen Eigenschaften des Gebäudes, die vom Betreiber geforderten Sollwerte für Luftmengen, Temperatur, Feuchte und Betriebszeiten.

Die Effizienz der wesentlichen Komponenten ist festzustellen. Dem Betreiber sind in einem Bericht fachliche Hinweise für Maßnahmen zu kostengünstigen Verbesserungen der energetischen Eigenschaften der Anlage, für deren Austausch oder für Alternativlösungen zu geben. Der Betreiber hat die Bescheinigung über die Durchführung der Inspektion der nach Landesrecht zuständigen Behörde auf Verlangen vorzulegen.

1.5.11 Inbetriebnahme von Heizkesseln und sonstigen Wärmeerzeugern Heizkessel, die mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen beschickt werden und deren Nennleistung mindestens vier Kilowatt und höchstens 400 Kilowatt beträgt, dürfen zum Zwecke der Inbetriebnahme in Gebäuden nur eingebaut oder aufgestellt werden, wenn eine CEKennzeichnung vorliegt. Diese, für Gas- und Öl-Heizkessel bereits immer in der EnEV verankerte, Forderung wurde in der EnEV 2009 auf alle Wärmeerzeuger ausgedehnt. So sind nun z. B. auch Wärmepumpen oder Pelletkessel davon betroffen. Die gemeinsame Anforderung lautet gemäß EnEV 2009, Anlage 4a: Das Produkt aus Erzeugeraufwandszahl eg und Primärenergiefaktor fp darf nicht größer als 1,30 ist. Werden Niedertemperatur-Heizkessel oder

30

1 Einführung und Überblick

Brennwertkessel als Wärmeerzeuger eingesetzt, gilt diese Anforderung ohne Nachweis als erfüllt. Ausgenommen von der Nachweispflicht sind bestehende Gebäude, wenn deren JahresPrimärenergiebedarf den Wert des Jahres-Primärenergiebedarfs des Referenzgebäudes um nicht mehr als 40 vom Hundert überschreitet.

1.5.12 Einbau von Klima- und RLT-Anlagen Beim Einbau von Klimaanlagen mit einer Kälteleistung > 12 kW und RLT-Anlagen > 4000 m³/h, sowie bei der Erneuerung von Zentralgeräten oder Luftkanalsystemen muss: 1. die auf das Fördervolumen bezogene elektrische Leistung der Einzelventilatoren oder 2. der gewichtete Mittelwert der auf das jeweilige Fördervolumen bezogenen elektrischen Leistungen aller Zu-und Abluftventilatoren bei Auslegungsvolumenstrom den Grenzwert SFP 4 (PSFP d 2000 W/(m³/s)) nach DIN EN 13779 [84] einhalten. Der Grenzwert für die Klasse SFP 4 kann um Zuschläge nach DIN EN 13779, Abschnitt 6.5.2 für Gas- und HEPA-Filter sowie Wärmerückführungsbauteile der Klassen H2 oder H1 nach DIN EN 13053 [83] erweitert werden. Beim Einbau sowie bei der Erneuerung von Zentralgeräten solcher Anlagen ist, soweit diese Anlagen dazu bestimmt sind, die Feuchte der Raumluft unmittelbar zu verändern, diese Anlagen mit selbsttätig wirkenden Regelungseinrichtungen ausgestattet werden, bei denen getrennte Sollwerte für die Be- und die Entfeuchtung eingestellt werden können und als Führungsgröße mindestens die direkt gemessene Zu- oder Abluftfeuchte dient. Sind solche Einrichtungen in bestehenden Anlagen nicht vorhanden, muss der Betreiber sie bei Klimaanlagen innerhalb von sechs Monaten nach Ablauf der Inspektionsfrist nach EnEV § 12 (siehe hierzu Abschnitt 1.5.10), bei sonstigen raumlufttechnischen Anlagen in entsprechender Anwendung der jeweiligen Fristen des EnEV § 12, nachrüsten. Darüber hinaus müssen Anlagen (bei Kälteleistung > 12 kW bzw. Volumenstrom > 4000 m³/h) mit Einrichtungen zur selbsttätigen Regelung der Volumenströme in Abhängigkeit von den thermischen und stofflichen Lasten oder zur Einstellung der Volumenströme in Abhängigkeit von der Zeit ausgestattet werden, wenn der Zuluftvolumenstrom dieser Anlagen je Quadratmeter versorgter Nettogrundfläche, bei Wohngebäuden je Quadratmeter versorgter Gebäudenutzfläche neun Kubikmeter pro Stunde überschreitet. Davon ausgenommen sind Anlagen, soweit in den versorgten Räumen auf Grund des Arbeits- oder Gesundheitsschutzes erhöhte Zuluftvolumenströme erforderlich sind oder Laständerungen weder messtechnisch noch hinsichtlich des zeitlichen Verlaufes erfassbar sind. Die Wärmeaufnahme von Kälteverteilungs- und Kaltwasserleitungen sowie Armaturen ist durch eine Wärmedämmung entsprechend Tabelle 1.5-1 zu begrenzen. Werden Anlagen (Kälteleistung > 12 kW bzw. Volumenstrom > 4000 m³/h) in Gebäude eingebaut oder Zentralgeräte solcher Anlagen erneuert, müssen diese mit einer Einrichtung zur Wärmerückgewinnung ausgestattet sein, die mindestens der Klassifizierung H3 nach DIN EN 13053 entspricht.

1.6 Berechnung der CO2-Emissionen eines Gebäudes Im Rahmen der Energieausweiserstellung kann auf freiwilliger Basis eine Angabe zu den zu erwartenden CO2-Emissionen des untersuchten Gebäudes gemacht werden. Hierfür sind die Endenergieanteile der einzelnen Energieträger mit den zugehörigen, für den jeweiligen Ener-

1.6 Berechnung der CO2-Emissionen eines Gebäudes

31

gieträger spezifischen, CO2-Emissionen zu multiplizieren und auf die jeweilige Bezugsfläche zu beziehen. mCO2

¦ Q f ,i ˜ fCO2 ,i

(1.6-1)

AB

Darin ist: Qf,i

= Endenergiebedarf für den Energieträger i in kWh

fCO2,i

= CO2-Emissionsfaktor für den Energieträger i in g CO2/kWh

AB

= Bezugsfläche (Nutzfläche bzw. Nettogrundfläche) in m²

Die Problematik bei der Berechnung der CO2-Emissionen liegt dabei in der Größenordnung der CO2-Emissionsfaktoren. Da die EnEV 2009 nicht vorgibt, auf welcher Datenbasis diese Faktoren zu ermitteln sind, bleiben Interpretationsspielräume offen. Als ein Beispiel werden in Tabelle 1.6-1 die CO2-Emissionsfaktoren gezeigt, welche gegenwärtig (2010) im Rahmen der durch das Bundesumweltministerium geförderten „Modellprojekte zum Klimaschutz mit dem Leitbild der CO2-Neutralität“ anzuwenden sind. Zum Vergleich enthält Tabelle 1.6-2 Daten der Institut Wohnen und Umwelt GmbH (IWU), Darmstadt, welche auf Basis der Software GEMIS 4.5 ermittelt wurden. Tabelle 1.6-1 CO2-Emissionsfaktoren für die Bewertung von durch das BMU geförderten Modellprojekten 1 1

2

3 CO2-Emissionsfaktor in g CO2/kWh

Energieträger

2

Heizöl

266

3

Erdgas

202

Flüssiggas

234

5

Steinkohle

354

6

Braunkohle

361

7

Erneuerbare Energien

4 Brennstoffe

8

Fossiler Brennstoff

0 207

Nah-/Fernwärme aus KWK 9

Erneuerbarer Brennstoff

10

Fossiler Brennstoff

0 303

Nah-/Fernwärme aus Heizwerken 11 12

Erneuerbarer Brennstoff Strom

Strom-Mix

0 628

32

1 Einführung und Überblick

Tabelle 1.6-2 CO2-Äquivalente verschiedener Energieträger (berechnet mit GEMIS 4.5) [13] 1 1

2

3 CO2-Äquivalent in g CO2/kWh

Energieträger

2

Heizöl

302

3

Erdgas

244

4

Flüssiggas

263

Steinkohle

438

6

Braunkohle

451

7

Holzhackschnitzel

35

8

Brennholz

6

9

Holz-Pellets

41

Strom-Mix

633

5 Brennstoffe

10

Strom

1.7 Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) 1.7.1 Begriffe Erneuerbare Energien Erneuerbare Energien im Sinne des EEWärmeG [10] sind -

Geothermie,

-

Umweltwärme,

-

solare Strahlungsenergie und

-

Biomasse.

Geothermie o die dem Erdboden entnommene Wärme Umweltwärme o die der Luft oder dem Wasser entnommene Wärme mit Ausnahme von Abwärme Solare Strahlungsenergie o die durch Nutzung der Solarstrahlung zur Deckung des Wärmeenergiebedarfs technisch nutzbar gemachte Wärme

1.7 Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG)

33

Photovoltaik kann nicht zur Erfüllung des EEWärmeG herangezogen werden, auch wenn der daraus gewonnene Strom zur Heizung oder Warmwasserbereitung verwendet wird. Dies geht aus der Begründung zum EEWärmeG hervor, die als solare Strahlungsenergie diejenige Energie bezeichnet, die einer von einem Wärmeträgermedium durchströmten Solaranlage entnommen wird. Biomasse o die aus fester, flüssiger und gasförmiger Biomasse erzeugte Wärme Als Biomasse im Sinne des EEWärmeG gilt: -

Biomasse im Sinne der Biomasseverordnung [23]

-

biologisch abbaubare Anteile von Abfällen aus Haushalten und Industrie,

-

Deponiegas,

-

Klärgas,

-

Klärschlamm im Sinne der Klärschlammverordnung [16] und

-

Pflanzenölmethylester.

Sachkundiger Sachkundig im Sinne des EEWärmeG ist jede Person, die nach § 21 der EnEV zur Ausstellung der jeweiligen Energieausweise berechtigt ist. Wärmeenergiebedarf Der den Nutzungspflichten zugrunde liegende Wärmeenergiebedarf ist die zur Deckung des Wärmebedarfs für Heizung und Warmwasserbereitung sowie des Kältebedarfs für Kühlung jährlich benötigte Wärmemenge einschließlich der Aufwände für Übergabe, Verteilung und Speicherung. Das EEWärmeG bezieht sich folglich auf die Erzeugernutzwärme- und -kälteabgabe und nicht auf den Endenergiebedarf, da die Erzeugerverluste ausdrücklich nicht genannt werden! Bei der Berechnung des Wärmeenergiebedarfs für Wohngebäude ist der Fall zu beachten, dass Einrichtungen zur Kälteerzeugung installiert werden, die die Raumtemperatur konditionieren. In diesem Fall muss die DIN V 18599 zur Bilanzierung herangezogen werden, da der Kältebedarf in der DIN V 4701-10 nicht bilanziert wird. Nutzfläche Die Nutzfläche ist bei Wohngebäuden die Nutzfläche AN nach EnEV, bei Nichtwohngebäuden die Nettogrundfläche.

1.7.2 Nutzungspflicht Grundsätzliches Das EEWärmeG richtet sich an neu zu errichtende Gebäude. Ihr Wärmebedarf ist durch die anteilige Nutzung von Erneuerbaren Energien oder die Erfüllung von Ersatzmaßnahmen nach den weiteren Maßgaben des Gesetzes (siehe Abschnitt 1.7.3) zu decken.

34

1 Einführung und Überblick

Gemäß der Fragensammlung auf den Internetseiten des Bundesumweltministeriums können jedoch auch Um- und Anbauten sowie Kernsanierungen und Nutzungsänderungen unter die Nutzungspflicht fallen: „In den Anwendungsbereich des Gesetzes fällt eine bauliche Maßnahme, wenn sie nach ihrem planerischen und baulichen Aufwand so wesentlich ist, dass sie einem Neubau vergleichbar ist. Auch in anderen Rechtsbereichen erkennt die Rechtsprechung "Ersatzbauten" als "Neubauten" an. Ein solcher Fall kann bei einem Anbau in der Regel angenommen werden, wenn die oben genannten Kriterien vorliegen und die bauliche Maßnahme mehr als 50 m² umfasst.“ Eine Öffnungsklausel für die Bundesländer sieht vor, dass auf Landesebene eine Pflicht zur Nutzung von Erneuerbaren Energien auch bei bereits errichteten Gebäuden festgelegt werden kann. Der Stichtag für die Umsetzung des EEWärmeG ist der 01.01.2009. Es ist nicht auf Gebäude anzuwenden, wenn für das Vorhaben vor dem 1. Januar 2009 der Bauantrag gestellt oder die Bauanzeige erstattet ist. Auf die nicht genehmigungsbedürftige Errichtung von Gebäuden, die nach Maßgabe des Bauordnungsrechts der zuständigen Behörde zur Kenntnis zu bringen sind, ist das EEWärmeG ebenfalls nicht anzuwenden, wenn die erforderliche Kenntnisgabe an die Behörde vor dem 1. Januar 2009 erfolgt ist. Auf sonstige nicht genehmigungsbedürftige, insbesondere genehmigungs-, anzeige- und verfahrensfreie Errichtungen von Gebäuden ist das EEWärmeG nicht anzuwenden, wenn vor dem 01.01.2009 mit der Bauausführung begonnen worden ist. Gemäß der Fragensammlung auf den Internetseiten des Bundesumweltministeriums gilt die Bauantragsstellung vor dem 01.01.2009 jedoch nicht als Befreiungsgrund, wenn der Bauantrag nach dem 1. Januar 2009 wesentlich geändert wird. Was eine wesentliche Änderung in diesem Sinne ist wird wie folgt präzisiert: „Eine wesentliche Änderung dürfte in der Regel vorliegen, wenn sich das geplante Vorhaben nicht nur im Detail ändert, sondern wesentliche Änderungen vorliegen, die nicht mehr im Rahmen üblicher Abweichungen liegen. Im Zusammenhang mit der Rechtsprechung zur Eigenheimzulage hat der Bundesfinanzhof (BFH) einige Kriterien entwickelt, die auf den Anwendungsbereich des EEWärmeG übertragbar sein dürften: Als wesentliche Änderung des Bauantrages hat der BFH die Erweiterung der Nutzfläche und des umbauten Raums, die Aufstockung des Gebäudes und den Dachgeschossausbau beurteilt. Dabei stellt der BFH im Rahmen einer Gesamtwürdigung u.a. auf die Veränderung des äußeren Erscheinungsbildes ab, den der geänderte Bauantrag bewirkt. Liegen die genannten Kriterien also vor und hat sich der Bauantrag des Gebäudeeigentümers nach dem 1. Januar 2009 wesentlich geändert, so muss auch dieser die Nutzungspflicht des EEWärmeG erfüllen.“ Geltungsbereich Die Nutzungspflicht gilt für alle Gebäude mit einer Nutzfläche von mehr als 50 Quadratmetern, die unter Einsatz von Energie beheizt oder gekühlt werden. Folglich sind sowohl Wohngebäude als auch Nichtwohngebäude betroffen. Das EEWärmeG gilt nicht für: 1. Betriebsgebäude, die überwiegend zur Aufzucht oder zur Haltung von Tieren genutzt werden, 2. Betriebsgebäude, soweit sie nach ihrem Verwendungszweck großflächig und lang anhaltend offen gehalten werden müssen, 3. unterirdische Bauten, 4. Unterglasanlagen und Kulturräume für Aufzucht, Vermehrung und Verkauf von Pflanzen,

1.7 Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG)

35

5. Traglufthallen und Zelte, 6. Gebäude, die dazu bestimmt sind, wiederholt aufgestellt und zerlegt zu werden, und provisorische Gebäuden mit einer geplanten Nutzungsdauer von bis zu zwei Jahren, 7. Gebäude, die dem Gottesdienst oder anderen religiösen Zwecken gewidmet sind, 8. Wohngebäude, die für eine Nutzungsdauer von weniger als vier Monaten jährlich bestimmt sind, 9. sonstige Betriebsgebäude, die nach ihrer Zweckbestimmung auf eine Innentemperatur von weniger als 12 Grad Celsius oder jährlich weniger als vier Monate beheizt sowie jährlich weniger als zwei Monate gekühlt werden, und 10. Gebäude, die Teil oder Nebeneinrichtung einer Anlage sind, die vom Anwendungsbereich des Treibhausgas-Emissionshandelsgesetzes [11] in der jeweils geltenden Fassung erfasst ist. Bei letzteren besteht ohnehin ein Anreiz zur Nutzung erneuerbarer Energien, da sich die notwendigen Emissionsberechtigungen der Anlage in dem Maße reduzieren, in dem statt fossiler Brennstoffe erneuerbare Energien genutzt werden. In den Ausnahmefällen 1 bis 9 lehnt sich das EEWärmeG weitgehend an die Ausnahmeliste der EnEV an. Versorgung mehrerer Gebäude (Quartierslösung) Die Nutzungspflicht des EEWärmeG kann auch dadurch erfüllt werden, dass Verpflichtete, deren Gebäude in räumlichem Zusammenhang stehen, ihren Wärmeenergiebedarf insgesamt in einem Umfang decken, der der Summe der einzelnen Verpflichtungen (siehe Abschnitt 1.7.3) entspricht. Betreiben Verpflichtete zu diesem Zweck eine oder mehrere Anlagen zur Erzeugung von Wärme aus Erneuerbaren Energien, so können sie von den Nachbarn verlangen, dass diese zum Betrieb der Anlagen in dem notwendigen und zumutbaren Umfang die Benutzung ihrer Grundstücke, insbesondere das Betreten, und gegen angemessene Entschädigung die Führung von Leitungen über ihre Grundstücke dulden. Bei der Versorgung mehrerer Gebäude genügt es also, die an die versorgten Gebäude insgesamt gestellten Anforderungen zu erfüllen, wobei für einzelne Gebäude durchaus die Anforderungen unerfüllt bleiben können. Kombination verschiedener Maßnahmen Die in Abschnitt 1.7.3 erläuterten Umsetzungsmöglichkeiten können zur Erfüllung der Nutzungspflicht kombiniert werden. Die prozentualen Anteile der tatsächlichen Nutzung der einzelnen Erneuerbaren Energien und Ersatzmaßnahmen im Verhältnis zu der jeweils nach diesem Gesetz vorgesehenen Nutzung müssen in der Summe 100 ergeben. Beispiel 1: Es wird eine thermische Solaranlage vorgesehen, die 10% des Wärmebedarfs deckt. Damit ist die Nutzungspflicht von 15% zu 66,6% erfüllt. Die Anforderungen der EnEV werden zusätzlich um 5% unterschritten. Die Ersatzmaßnahme einer 15%-igen Unterschreitung ist damit zu 33,3% erfüllt. Insgesamt ist die Nutzungspflicht also zu 100% erfüllt. Beispiel 2: Als Ersatzmaßnahme wird 40% des Wärmebedarfs über die Wärmerückgewinnung einer Lüftungsanlage (Abwärme) bereitgestellt. Die Nutzungspflicht von 50% ist damit zu 80% erfüllt. Die restlichen 20% werden erreicht, indem die EnEV-Anforderungen um 3% unterschritten werden.

36

1 Einführung und Überblick

Ausnahmen von der Nutzungspflicht Die Nutzungspflicht entfällt, wenn ihre Erfüllung und die Durchführung von Ersatzmaßnahmen anderen öffentlich-rechtlichen Pflichten widersprechen oder im Einzelfall technisch unmöglich sind oder ihre Erfüllung und die Durchführung von Ersatzmaßnahmen im Einzelfall wegen besonderer Umstände durch einen unangemessenen Aufwand oder in sonstiger Weise zu einer unbilligen Härte führen. Im Falle unbilliger Härte muss der Verpflichtete sich bei der zuständigen Behörde per Antrag befreien lassen. In den ersten beiden Fällen muss der Verpflichtete der zuständigen Behörde innerhalb von drei Monaten ab der Inbetriebnahme der Heizungsanlage anzeigen, dass die Erfüllung der Nutzungspflicht und die Durchführung von Ersatzmaßnahmen öffentlich-rechtlichen Vorschriften widersprechen (hier nur wenn die zuständige Behörde nicht bereits Kenntnis von den Tatsachen hat, die den Widerspruch zu diesen Pflichten begründen) oder technisch unmöglich sind. Im Falle einer technischen Unmöglichkeit ist der Behörde mit der Anzeige eine Bescheinigung eines Sachkundigen vorzulegen. Tabelle 1.7-1 Nachweisführende im Rahmen des EEWärmeG in Abhängigkeit von der genutzten erneuerbaren Energie oder Ersatzmaßnahme

1 2

3

1

2

Maßnahme

Nachweis

Solare Strahlungsenergie

Gasförmige Biomasse

Zertifikat „Solar Keymark“ a) Bescheinigung der Nutzung in KWK: Sachkundiger, Anlagenhersteller oder Fachbetrieb, der die Anlage eingebaut hat b) Qualitätsanforderung Energieträger: Brennstofflieferant

4

Flüssige Biomasse

a) Technik Heizkessel: Sachkundiger, Anlagenhersteller oder Fachbetrieb, der die Anlage eingebaut hat b) Produktionsanforderungen: Nachweis nach Nachhaltigkeitsverordnung

5

Feste Biomasse

Sachkundiger, Anlagenhersteller oder Fachbetrieb, der die Anlage eingebaut hat

6

Geothermie und Umweltwärme

Sachkundiger

7

Abwärme

Sachkundiger, Anlagenhersteller oder Fachbetrieb, der die Anlage eingebaut hat

8

Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)

a) Anlagen die der Verpflichtete selbst betreibt Sachkundiger, Anlagenhersteller oder Fachbetrieb, der die Anlage eingebaut hat b) Anlagen die der Verpflichtete nicht selbst betreibt: Anlagenbetreiber

9

Energieeinsparung

Energieausweis gemäß EnEV

10

Wärmenetze

Wärmenetzbetreiber

1.7 Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG)

37

Nachweise Die Verpflichteten müssen die Erfüllung der Nutzungspflicht und der damit verbundenen Randbedingungen nachweisen und der nach Landesrecht zuständigen Behörde innerhalb von drei Monaten ab dem Inbetriebnahmejahr der Heizungsanlage des Gebäudes und danach auf Verlangen vorlegen und mindestens fünf Jahre ab dem Inbetriebnahmejahr der Heizungsanlage aufbewahren, wenn die Nachweise nicht bei der Behörde verwahrt werden. Abhängig von der eingesetzten erneuerbaren Energie oder Ersatzmaßnahme sind Bescheinigungen eines Sachkundigen, das Anlagenherstellers, des Fachbetriebs der die Anlage einbaut oder des Brennstofflieferanten oder die Energiebedarfsberechnung gemäß EnEV vorzulegen (siehe Tabelle 1.7-1) Die zuständigen Behörden werden verpflichtet, mindestens stichprobenhaftig die Erfüllung der Nutzungspflicht und die Richtigkeit der Nachweise zu kontrollieren. Hierzu werden die mit dem Vollzug dieses Gesetzes beauftragten Personen berechtigt, in Ausübung ihres Amtes Grundstücke und bauliche Anlagen einschließlich der Wohnungen zu betreten.

1.7.3 Möglichkeiten zur Erfüllung der Nutzungsverpflichtung Solare Strahlungsenergie Die Nutzungspflicht wird erfüllt, wenn mindestens 15% des Wärmeenergiebedarfs durch die Nutzung solarer Strahlungsenergie gedeckt werden. Sofern solare Strahlungsenergie durch Solarkollektoren genutzt wird, gilt der 15%igeMindestanteil ohne weiteren Nachweis des Deckungsanteils als erfüllt, wenn a) bei Wohngebäuden mit höchstens zwei Wohnungen Solarkollektoren mit einer Fläche von mindestens 0,04 Quadratmetern Aperturfläche je Quadratmeter Nutzfläche und b) bei Wohngebäuden mit mehr als zwei Wohnungen Solarkollektoren mit einer Fläche von mindestens 0,03 Quadratmetern Aperturfläche je Quadratmeter Nutzfläche installiert werden. Auf Landesebene können abweichend höhere Mindestflächen festgelegt werden, wenn dies aufgrund der regionalen Gegebenheiten wie der Sonnenscheindauer wirtschaftlich vertretbar ist. Die Kollektoren müssen zum Nachweis des technischen Standards mit dem europäischen Prüfzeichen „Solar Keymark“ zertifiziert sein. Gasförmige Biomasse (Biogas) Zur Erfüllung des EEWärmeG sind bei der Nutzung gasförmiger Biomasse mindestens 30% des Wärmeenergiebedarfs hieraus zu decken. Die Nutzung muss in einer KWK-Anlage erfolgen. Die ausschließliche Wärmeerzeugung aus Biogas ist nicht zulässig, da weniger effizient als die gleichzeitige Bereitstellung von Strom und Wärme in Kraft-Wärme-Kopplung. Für das verwendete Biogas sind Qualitätsstandards für Aufbereitung und Einspeisung einzuhalten. In diesem Sinne müssen die die Methanemissionen in die Atmosphäre (Vermutungsregel: Einhaltung der Qualitätsanforderungen für Biogas nach § 41f Abs. 1 der Gasnetzzugangsverordnung [22]) und der Stromverbrauch (Vermutungsregel gemäß Begründung zum EEWärmeG: maximaler Stromverbrauch von 0,5 Kilowattstunden pro Normkubikmeter Biorohgas) nach der jeweils besten verfügbaren Technik gesenkt werden. Gemäß Gasnetzzugangsverordnung gilt als Qualitätsanforderung für Biogas derzeit eine maximale Methanemis-

38

1 Einführung und Überblick

sion in die Atmosphäre von 0,5 Prozent. Die Prozesswärme, die zur Erzeugung und Aufbereitung der gasförmigen Biomasse erforderlich ist, muss aus Erneuerbaren Energien oder aus Abwärme gewonnen werden. Flüssige Biomasse (Bioöl) Die Nutzungspflicht des EEWärmeG gilt als erfüllt, wenn bei der Nutzung flüssiger Biomasse mindestens 50% des Wärmeenergiebedarfs hieraus gedeckt werden. Die Nutzung von flüssiger Biomasse gilt nur dann als Erfüllung der Nutzungspflicht, wenn die Nutzung in einem Heizkessel erfolgt, der der besten verfügbaren Technik entspricht. Dies ist gemäß der Begründung zum EEWärmeG zum Zeitpunkt der Verabschiedung dieses Gesetzes die Brennwerttechnologie. Seit Inkrafttreten der Biokraftstoff-Nachhaltigkeitsverordnung [21] zum 01.01.2010 gilt die Nutzung von flüssiger Biomasse nur dann als Erfüllung der Nutzungspflicht, wenn bei der Produktion dieser Biomasse nachweislich die ökologischen und sozialen Anforderungen erfüllt werden, die in der Nachhaltigkeitsverordnung gestellt werden. Die BiokraftstoffNachhaltigkeitsverordnung ist jedoch entsprechend den dort genannten Übergangsbestimmungen nicht auf Biokraftstoffe anzuwenden, die vor dem 1. Juli 2010 in den Verkehr gebracht werden. Bei Biokraftstoffen, die nach dem 30. Juni 2010 und vor dem 1. Januar 2011 in den Verkehr gebracht werden gelten weitere Übergangsbestimmungen. Es wird auf § 70 der Biokraftstoff-Nachhaltigkeitsverordnung verwiesen. Feste Biomasse Die Nutzungspflicht des EEWärmeG gilt als erfüllt, wenn bei der Nutzung fester Biomasse mindestens 50% des Wärmeenergiebedarfs hieraus gedeckt werden. Die Nutzung von fester Biomasse beim Betrieb von Feuerungsanlagen im Sinne der Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen (1.BImSchV) [8] in der jeweils geltenden Fassung gilt nur dann als Erfüllung der Nutzungspflicht, wenn a) die Anforderungen der Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen erfüllt werden, b) ausschließlich Biomasse nach § 3 Abs. 1 Nr. 4, 5, 5a oder 8 der Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen eingesetzt wird (d.h. Scheitholz, Hackschnitzel, Reisig, Zapfen, Sägemehl, Späne, Schleifstaub, Rinde, Holzbriketts nach DIN 51731 [75] oder vergleichbare Holzpellets, Stroh oder ähnliche pflanzliche Stoffe) und c) der entsprechend dem Verfahren der DIN EN 303-5 [77] ermittelte Kesselwirkungsgrad für Biomassezentralheizungsanlagen – bis einschließlich einer Leistung von 50 Kilowatt 86 Prozent und – bei einer Leistung über 50 Kilowatt 88 Prozent nicht unterschreitet. Der Kesselwirkungsgrad ist so gewählt worden, dass grundsätzlich alle Biomasseheizkessel sowie Biomasseöfen mit Wassertasche zur Einbindung in ein Zentralheizsystem verwendet werden können. Biomasseheizöfen, die im Wesentlichen über Konvektion und Strahlung die Raumluft direkt erwärmen, können gemäß der Begründung zum EEWärmeG nicht zur Erfüllung der Nutzungspflicht eingesetzt werden.

1.7 Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG)

39

Geothermie/Umweltwärme Zur Erfüllung des EEWärmeG sind bei der Nutzung von Geothermie bzw. Umweltwärme mindestens 50% des Wärmeenergiebedarfs hieraus zu decken. Erfolgt die Nutzung von Geothermie oder Umweltwärme über elektrisch angetriebene Wärmepumpen, sind folgende Jahresarbeitszahlen einzuhalten: a) bei ausschließlicher Nutzung für die Heizung: -

3,5 für Luft/Wasser- und Luft-/Luft-Wärmepumpen

-

4,0 für alle anderen Wärmepumpen (also Sole/Wasser- und Wasser/Wasser-WP)

b) bei Nutzung der Wärmepumpe für Heizung und Warmwasserbereitung -

3,3 für Luft/Wasser- und Luft-/Luft-Wärmepumpen

-

3,8 für alle anderen Wärmepumpen (also Sole/Wasser- und Wasser/Wasser-WP)

Mit Ausnahme von Sole/Wasser- und Wasser/Wasser- Wärmepumpen mit Vorlauftemperaturen der Heizungsanlage bis zu 35 Grad Celsius müssen Wärmepumpen über einen Wärmemengen- und Stromzähler verfügen, deren Messwerte die Berechnung der Jahresarbeitszahl ermöglichen. Erfolgt die Nutzung von Geothermie oder Umweltwärme durch mit fossilen Brennstoffen angetriebene Wärmepumpen, ist eine Jahresarbeitszahl von mindestens 1,2 einzuhalten. Auch hier muss die Wärmepumpe über einen Wärmemengen- und Brennstoffzähler verfügt, deren Messwerte die Berechnung der Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe ermöglichen. Die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe wird in Anlehnung an VDI 4650 Blatt 1 [97] nach DIN V 4701-10 [57], geändert durch [58], oder DIN V 18599 mit den nach DIN EN 14511 [85] oder DIN EN 255-3 [76] ermittelten Leistungszahlen berechnet. Der dafür benötigte COPWert sollte in Anlehnung an DIN EN 255 bzw. DIN EN 14511, bei Luft- /WasserWärmepumpen unter Berücksichtigung der normativen Medientemperaturen A2/W35, bei Wasser-/Wasser-Wärmepumpen unter Berücksichtigung der normativen Medientemperaturen W10/W35 und bei Sole-/Wasser-Wärmepumpen unter Berücksichtigung der normativen Medientemperaturen B0/W35 ermittelt werden (Prüfstandsmessung, Herstellerangabe). Soweit die Nutzung von Geothermie und Umweltwärme ohne Wärmepumpen erfolgt, müssen keine besonderen Anforderungen eingehalten werden; es verbleibt hier nur bei der allgemeinen Anforderung, dass diese Nutzung den überwiegenden Wärmeenergiebedarf bereitstellen muss. Eine solche Nutzung ohne Wärmepumpen erfolgt z.B. bei Nutzung von Tiefengeothermie mit Tiefpumpen oder bei bestimmten Formen der Wärmerückgewinnung in raumlufttechnischen Anlagen. Abwärme Die Nutzungspflicht des EEWärmeG gilt als erfüllt, wenn bei der Nutzung von Abwärme mindestens 50% des Wärmeenergiebedarfs hieraus gedeckt werden. Wird Abwärme durch Wärmepumpen genutzt, sind die entsprechenden Vorgaben für die eingesetzte Wärmepumpe einzuhalten. Erfolgt die Nutzung von Abwärme im Sinne der Wärmerückgewinnung einer raumlufttechnischen Anlage, gilt die Nutzung als Ersatzmaßnahme zur Erfüllung der Nutzungspflicht, wenn a) der Wärmerückgewinnungsgrad der Anlage mindestens 70 Prozent und

40

1 Einführung und Überblick

b) die Leistungszahl, die aus dem Verhältnis von der aus der Wärmerückgewinnung stammenden und genutzten Wärme zum Stromeinsatz für den Betrieb der raumlufttechnischen Anlage ermittelt wird, mindestens 10 betragen. Die Leistungszahl nach Buchstabe b) bezieht sich auf die Leistung im Nennlastfall (gem. DIN 4719 [61] oder DIN EN 308 [78]) der Anlage und basiert damit auf Prüfergebnissen, die in den Zulassungen der Lüftungsanlagen enthalten sind. Entscheidend ist dabei die für das Wärmerückgewinnungsgerät (und nicht die Lüftungsanlage) ermittelte Leistungszahl, die sich aus der zurück gewonnenen Wärmeleistung dividiert durch die gesamte elektrische Leistungsaufnahme des Gerätes (Ventilator, Motor, Regelung und Steuerung) errechnet. Im Nichtwohngebäude berechnet sich die Leistungszahl als die Leistung der Wärmerückgewinnung im Referenzbetriebszustand gemäß DIN EN 308 bei einem ausgeglichenen Massenstromverhältnis von 1:1 bezogen auf den Anteil der aufgenommenen elektrischen Leistung der Ventilatoren, der zum Betrieb der Wärmerückgewinnungsanlage(n) notwendig ist. Geräte, die gemäß der DIN 4719 eine E-Klassifizierung aufweisen, erfüllen die genannten Voraussetzungen automatisch, da die Anforderungen an eine E-Klassifizierung der Geräte sowohl für den Wärmetauscher als auch für die Effizienz der Lüftermotoren entsprechend hoch angesetzt sind. Sofern Abwärme durch andere Anlagen (z.B. aus Prozesswärme, Abwasser) genutzt wird, gilt diese Nutzung nur dann als Ersatzmaßnahme, wenn sie nach dem Stand der Technik erfolgt. Ersatzmaßnahme: KWK Werden Anlagen zur Kraft-Wärme-Kopplung als Ersatzmaßnahme zur Erfüllung der Nutzungspflicht genutzt, so muss der Wärmeenergiebedarf unmittelbar wie folgt hieraus gedeckt werden: a) Befeuerung ausschließlich mit Biogas Die Nutzungspflicht ist erfüllt, sofern mindestens 30% des Wärmeenergiebedarfs aus der hocheffizienten KWK-Anlage gedeckt wird. b) Befeuerung ausschließlich mit fossilen Brennstoffen (z.B. Erdgas) Die Ersatzmaßnahme ist erfüllt, sofern mindestens 50% des Wärmeenergiebedarfs aus der KWK-Anlage gedeckt wird. c) Befeuerung mit einer Mischung aus Biogas und Erdgas Die Ersatzmaßnahme ist in jedem Fall erfüllt, sofern mindestens 50% des Wärmeenergiebedarfs aus der KWK-Anlage gedeckt wird. Ist der Anteil geringer, so muss ein Mindestanteil Biogas im Brenngas verfeuert werden. Der Biogasanteil liegt zwischen 0% bei 50%iger Wärmedeckung und 100% bei 30%iger Wärmedeckung. Hierbei handelt es sich dann um eine Kombination aus Ersatzmaßnahme und dem Einsatz erneuerbarer Energien Beispiel: Eine KWK-Anlage deckt zu 40% den Wärmeenergiebedarf eines Gebäudes, die restlichen 60% werden durch einen Gasbrennwertkessel bereitgestellt. Mit 40% Wärmedeckung über die KWK-Anlage ist die Nutzungspflicht (50%) noch nicht komplett erfüllt, es muss Biogas beigemischt werden. In diesem konkreten Fall müssen 37,5 % des in der KWK-Anlage eingesetzten Gasgemischs aus Biogas bestehen. Die Nutzung von Wärme aus KWK-Anlagen gilt nur dann als Erfüllung der Nutzungspflicht (bei ausschließlicher Nutzung gasförmiger Biomasse) und als Ersatzmaßnahme (bei anderer

1.7 Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG)

41

Brennstoffwahl), wenn die KWK-Anlage hocheffizient im Sinne der Richtlinie 2004/8/EG [19]. KWK-Anlagen mit einer elektrischen Leistung über einem Megawatt gelten als hocheffizient im Sinne von Anhang III der Richtlinie 2004/8/EG, wenn sie Primärenergieeinsparungen von mindestens 10 % im Vergleich zu den Referenzwerten für die getrennte Strom- und Wärmeerzeugung erwirtschaften. Dieses Kriterium dürfte bei praktisch allen derzeit angebotenen KWKAnlagen und dem Stand der Technik entsprechenden Anlagen erfüllt sein. KWK-Anlagen mit einer elektrischen Leistung unter einem Megawatt (KWK-Klein- und Kleinstanlagen) sind hocheffizient, wenn sie Primärenergieeinsparungen im Sinne von Anhang III der Richtlinie 2004/8/EG erbringen. Das EEWärmeG sieht in §7 Nr.3 für KWK-Anlagen eine unmittelbare Deckung des Wärmeenergiebedarfs vor. Da KWK-Anlagen mit größeren Leistungen in der Regel Nah- und Fernwärmenetze bedienen, die nur mittelbar ein daran angeschlossenes Gebäude versorgen, können solche Anlagen nur über die speziellen Regelungen der Ersatzmaßnahme „Nah/Fernwärme“ für die Erfüllung der Nutzungspflicht des EEWärmeG herangezogen werden. Für die direkte Heranziehung von KWK als Ersatzmaßnahme kommen Kleinstanlagen in Frage, welche Wohn- und Nichtwohngebäude unmittelbar als Wärmeerzeuger versorgen. Ersatzmaßnahme: Energieeffizienz Die Anforderungen des EEWärmeG gelten als erfüllt, wenn bei der Errichtung von Gebäuden a) der jeweilige Höchstwert des Jahres-Primärenergiebedarfs und b) die jeweiligen für das konkrete Gebäude zu erfüllenden Anforderungen an die Wärmedämmung der Gebäudehülle nach der Energieeinsparverordnung in der jeweils geltenden Fassung um mindestens 15 Prozent unterschritten werden. Stellen andere Rechtsvorschriften höhere Anforderungen an den baulichen Wärmeschutz, sind diese Anforderungen die Grundlage für die 15%ige Unterschreitung. Ein Beispiel hierfür stellt die Hamburgische Klimaschutzverordnung [14] dar, in der schärfere Anforderungen an den Wärmeschutz der Gebäudehülle gestellt werden. Ersatzmaßnahme: Nah-/Fernwärme Die Anforderungen des EEWärmeG gelten als erfüllt, wenn der Wärmeenergiebedarf unmittelbar aus einem Netz der Nah- oder Fernwärmeversorgung gedeckt wird und die Wärme a) zu einem wesentlichen Anteil aus Erneuerbaren Energien, b) zu mindestens 50 Prozent aus Anlagen zur Nutzung von Abwärme, c) zu mindestens 50 Prozent aus KWK-Anlagen oder d) zu mindestens 50 Prozent durch eine Kombination der in den Buchstaben a bis c genannten Maßnahmen stammt. Die Nutzung von Fernwärme aus Müllverbrennungsanlagen wird in einem Anwendungshinweis des Bundesumweltministeriums präzisiert. Da biologisch abbaubare Anteile von Abfällen aus Haushalten und Industrie als erneuerbare Energie im Sinne des EEWärmeG eingestuft werden, ist Fernwärme aus Müllverbrennungsanlagen als Ersatzmaßnahme ansetzbar, wenn

42

1 Einführung und Überblick

durch diese Anteile ein wesentlicher Anteil (Richtgröße: 50%) der Wärme im Wärmenetz bereitgestellt wird. Der Anteil erneuerbarer Energien ist durch Stoffstromprognosen oder Stoffstromanalysen durch den Wärmenetzbetreiber zu bestimmen.

1.7.4 Anschluss- und Benutzungszwang Die Gemeinden und Gemeindeverbände können von einer Bestimmung nach Landesrecht, die sie zur Begründung eines Anschluss- und Benutzungszwangs an ein Netz der öffentlichen Nahoder Fernwärmeversorgung ermächtigt, auch zum Zwecke des Klima- und Ressourcenschutzes Gebrauch machen.

43

2 Energieausweise 2.1 Einführung Um die Energieeffizienz von Gebäuden zu verbessern, hat die Europäische Union im Jahre 2002 die erste europäische Gebäuderichtlinie über die Gesamteffizienz von Gebäuden (EURichtlinie 2002/91/EG - Energy Performance of Buildings Directive (EPBD)) [18] erlassen, welche am 04. Januar 2003 in Kraft getreten ist. Die Richtlinie fordert die EU-Mitgliedsstaaten dazu auf, umfassende Maßnahmen zur deutlichen Reduktion des Energieverbrauchs im Gebäudebereich umzusetzen. Das Hauptelement dieser Richtlinie ist die Einführung von Energieausweisen. Dadurch soll mehr Transparenz am Immobilienmarkt geschaffen und die Hausbesitzer zu Investitionen in ihre Gebäude veranlasst werden. Der Energieausweis liefert verlässliche Informationen über die energetische Qualität eines Gebäudes, zeigt sinnvolle Energieeinsparpotenziale auf und gibt konkrete Modernisierungsempfehlungen. Bereits mit der EnEV 2007 [30], die am 01. Oktober 2007 in Kraft getreten ist, hat Deutschland mit dem Abschnitt 5 „Energieausweise und Empfehlungen für die Verbesserung der Energieeffizienz“ diese Forderung der EU-Gebäuderichtlinie [18] umgesetzt. Der Energieausweis soll wie z. B. der Normverbrauch von Fahrzeugen oder die Effizienzklasse von Kühlschränken für mehr Transparenz auf dem Immobilienmarkt sorgen und allen Marktteilnehmern verlässliche Informationen über den Energiebedarf und die energetische Qualität von Gebäuden liefern. Wer eine Wohnung bzw. ein Haus kaufen, mieten oder pachten möchte, kann so verschiedene Immobilien unkompliziert miteinander vergleichen und bekommt mit dem Energieausweis eine wichtige Orientierungs- und Entscheidungshilfe an die Hand. Bei Bestandsgebäuden stellen die Empfehlungen zu möglichen kostengünstigen Modernisierungsmaßnahmen eine kostengünstige Erstberatung dar und können als Grundlage für detaillierte Energieberatungen und/oder die Umsetzung von Modernisierungsmaßnahmen dienen. Als Bezugsfläche für die ausgewiesenen Verbauchs- und/oder Bedarfswerte im Energieausweis dient bei Nichtwohngebäuden die Nettogrundfläche (NGF) und bei Wohngebäuden die Gebäudenutzfläche (AN). Die Gebäudenutzfläche entspricht nicht der Wohnfläche, sondern ist im Normalfall größer. Der Energieausweis dient gemäß EU-Richtlinie (EPBD) [18], Energieeinsparungsgesetz (EnEG) [7] und EnEV 2009 [31] lediglich der Information. Energieausweise sind zehn Jahre ab dem Tag der Ausstellung gültig. Energieausweise werden grundsätzlich für das gesamte Gebäude ausgestellt. Wird ein Gebäude teilweise als Wohngebäude und teilweise als Nichtwohngebäude genutzt, so sind für beide Teile Energieausweise zu erstellen, wenn die jeweils kleinere Nutzung einen nicht unerheblichen Teil der Gebäudenutzfläche umfasst (siehe auch Abschnitt 1.4.5 dieses Buches).

2.2 Varianten von Energieausweisen Bei Energieausweisen für Wohn- und Nichtwohngebäude unterscheidet die EnEV 2009 [31] zwei Varianten: Den Energieausweis auf Grundlage des Energiebedarfs und auf Grundlage des Energieverbrauchs. Während der bedarfsbasierte Energieausweis auf einer technischen Analyse des Gebäudes beruht, gibt der verbrauchsbasierte Energieausweis den Energieverbrauch der Gebäudenutzer der letzten drei Jahre an. Die beiden Varianten der Energieausweise

44

2 Energieausweise

werden in Tabelle 2.2-1 sowie deren Vor- und Nachteile in Tabelle 2.2-2 gegenübergestellt und in den folgenden Abschnitten erläutert. Tabelle 2.2-1 Gegenüberstellung der beiden Energieausweisvarianten 1

2

1

Energieausweis auf Grundlage

2

des Energiebedarfs

des Energieverbrauchs

3

Anwendung für zu errichtende Gebäude und Bestandsgebäude

4

Basis sind normierte Rechenwerte (Energiebedarf)

Basis sind erfasste Verbrauchswerte (Energieverbrauch)

5

Energiebilanzierung erforderlich

Verbrauchserfassung erforderlich

6

unabhängig von Nutzerverhalten und Klimadaten

abhängig von Nutzerverhalten und Klimadaten

7

gleiche Klimadaten für alle Standorte (Referenzklima Deutschland)

Witterungsbereinigung mit Klimafaktoren fKlima

8

immer zulässig

nicht immer zulässig

Anwendung nur für Bestandsgebäude

Tabelle 2.2-2 Vor- und Nachteile der beiden Energieausweisvarianten 1 1

2

3

Bedarfsausweis

Verbrauchsausweis

2

Aufwand für die Erstellung der Energieausweise

'

&

3

Aufwand für die erforderliche Datenerhebung bei Bestandsgebäuden

'

&

4

Kosten für die Erstellung der Energieausweise

'

&

5

Wiedergabe des tatsächlich zu erwartenden Energieverbrauchs

'

&

6

Vergleichbarkeit der Energieausweise

&

'

7

Einsparungspotential von Modernisierungsvarianten bei Bestandgebäuden darstellbar

&

'

8

Angabe der Energiekennwerte getrennt nach Konditionierungen und Energieträgern

&

'

9

Abhängigkeit von Nutzerverhalten und Leerständen

&

'

10

Abbildung energetischer Verbesserungen innerhalb der letzten drei Jahre

&

'

11

Getrennte Erfassung des Stromverbrauch bei Bestandsgebäuden

&

'

2.2 Varianten von Energieausweisen

45

Energieausweis auf Grundlage des Energiebedarfs (Bedarfsausweis) Für die Erstellung von Energieausweisen auf Grundlage des Energiebedarfs ist eine Energiebilanzierung für das gesamte Gebäude über eine Periode von einem Jahr erforderlich. Die Rechenverfahren gemäß EnEV 2009 [31] für neu zu errichtende Wohngebäude werden in Abschnitt 3, für Wohngebäude im Bestand in Abschnitt 4, für neu zu errichtende Nichtwohngebäude in Abschnitt 5 und für Nichtwohngebäude im Bestand in Abschnitt 6 diese Buches vorgestellt. Die Energiebilanzierung erfolgt mit standardisierten Randbedingungen (normierte Rechenwerte) für ganz Deutschland z. B. Klimadaten (Referenzklima Deutschland mit Angabe der Außentemperaturen und solaren Strahlungsintensitäten) und Nutzerverhalten (z. B. mittlere Gebäudeinnentemperatur, Trinkwarmwasserbedarf, Luftwechselrate, Heizunterbrechung, interne Wärmegewinne). Der Bedarfsausweis ermöglicht somit eine vom Nutzerverhalten unabhängige Bewertung der energetischen Eigenschaften des Gebäudes und eine gute Vergleichbarkeit von Gebäuden untereinander. Die Energieeinsparverordnung lässt für die Berechnung des Energiebedarfs in vielen Fällen Vereinfachungen zu, die im Einzelfall zu unterschiedlichen Ergebnissen führen können. Insbesondere wegen standardisierter Randbedingungen erlauben die angegebenen Werte keine Rückschlüsse auf den tatsächlichen Energieverbrauch. Die Vorteile des Energieausweises auf Grundlage des Energiebedarfs sind: x gute Vergleichbarkeit aufgrund der vorgegebenen (normierten) Randbedingungen x detaillierte Darstellung des Einsparpotentials von Modernisierungsvarianten, da durch individuelle Berechnungen eine Simulation möglich und damit die Vergleichbarkeit gegeben ist x getrennte Angabe der Bedarfswerte nach Konditionierung (Heizung, Trinkwarmwasser, Kühlung und Lüftung) und Energieträger (z. B. Erdgas, Heizöl, Holz, Strom) x kein Einfluss von Nutzerverhalten und Leerständen auf den berechneten Energiebedarf, da mit normierten Randbedingungen gerechnet wird x energetische Verbesserungen durch ausgeführte Modernisierungsmaßnahmen spiegeln sich sofort im Energieausweis wieder, da keine Abhängigkeit zum Verbrauch besteht x getrennte Angabe des Stromverbrauchs, da eine detaillierte Berechnung im Rahmen der Energiebilanzierung erfolgt Die Nachteile sind: x hoher Aufwand für die Erstellung, da aufwändige Berechnungen (Energiebilanzierung des gesamten Gebäudes) notwendig sind x hoher Aufwand für die ggf. erforderliche Datenerfassung (Gebäudeabmessungen, Bauteile und Anlagentechnik) als Grundlage für die Energiebilanzierung x höhere Kosten im Vergleich zu Verbrauchsausweisen aufgrund der erforderlichen Datenerfassung und des erhöhten Rechenaufwandes (Energiebilanzierung) x der tatsächlich Energieverbauch weicht in den meisten Fällen aufgrund des individuellen Nutzerverhaltens von den berechneten Werten ab Energieausweis auf Grundlage des Energieverbrauchs (Verbrauchsausweis) Für die Erstellung von Energieausweisen auf Basis des Energieverbrauchs werden die Energieverbräuche der drei vorangehenden Abrechnungsjahre benötigt. Die Ermittlung der Energieverbrauchskennwerte erfolgt gemäß der Bekanntmachung des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) [3], [4]. Die Ergebnisse des Verbrauchsausweises

46

2 Energieausweise

sind abhängig vom Nutzerverhalten (z. B. mittlere Gebäudeinnentemperatur, Trinkwarmwasserbedarf, Luftwechselrate, Heizunterbrechung, interne Wärmegewinne) und den vorhandenen Klimadaten (Außentemperaturen und solaren Strahlungsintensitäten) am Standort des Gebäudes. Die Vorteile des Energieausweises auf Grundlage des Energieverbrauchs sind: x keine aufwändigen Berechnungen zur Ermittlung des Energieverbrauchskennwertes erforderlich, da die Verbrauchswerte im Normalfall durch die Heizkostenabrechnung vorliegen und lediglich die rechnerische Klimabereinigung sowie die Ermittlung des Mittelwertes erfolgen muss x keine Datenerfassung (Gebäudeabmessungen, Bauteile und Anlagentechnik) erforderlich x deutlich geringere Kosten als für Bedarfsausweise aufgrund des geringeren Aufwandes für Datenerfassung und Berechnung x der angegebene Energieverbrauchskennwert weicht aufgrund der Berücksichtigung des vorliegenden Nutzerverhaltens im Normalfall nicht so stark vom realen Energieverbrauch ab, wobei das nicht bei einem Wechsel der Bewohner in kleinen Gebäuden zutrifft Die Nachteile sind: x Energieverbrauchskennwerte sind abhängig vom Nutzerverhalten und Leerständen, daher schlechtere Vergleichbarkeit von Gebäuden als beim Bedarfsausweis x keine detaillierte Darstellung des Einsparpotentials von Modernisierungsvarianten, da keine Energiebilanzierung durchgeführt wird und somit keine Simulation möglich ist x keine Angabe der Verbrauchswerte getrennt nach Konditionierung (Heizung, Trinkwarmwasser, Kühlung und Lüftung) und Energieträger (z. B. Erdgas, Heizöl, Holz, Strom), da die Verbräuche im Normalfall nicht getrennt erfasst werden x Nutzerverhalten und Leerstände haben einen erheblichen Einfluss auf die Energieverbrauchskennwerte, wobei bekannte Leerstände berücksichtigt werden x die Wirkung der Modernisierungsvarianten der letzten drei Jahre ist nicht quantifizierbar, da noch keine Verbrauchswerte des Gebäudes nach den durchgeführten Sanierungen vorliegen x der Stromverbrauch (z. B. für dezentrale Trinkwarmwassererwärmung (Durchlauferhitzer)) wird im Normalfall nicht getrennt erfasst und kann somit nicht genau angegeben werden

2.3 Modernisierungsempfehlungen Sind Maßnahmen für kostengünstige Verbesserungen der energetischen Eigenschaften des Gebäudes (Energieeffizienz) möglich, hat der Aussteller des Energieausweises dem Eigentümer anlässlich der Ausstellung eines Energieausweises entsprechende, begleitende Empfehlungen in Form von kurz gefassten fachlichen Hinweisen auszustellen (Empfehlungen zur kostengünstigen Modernisierung). Die Darstellung von Modernisierungsempfehlungen erfolgt auf der Seite „Modernisierungsempfehlungen zum Energieausweis“ und sind dem Energieausweis beizufügen. Die Empfehlungen dienen vor allem dem Zweck, den Eigentümer auf energiebezogene Defizite und naheliegende Verbesserungsmöglichkeiten des Gebäudes aufmerksam zu machen. Sie sollen übliche, im Allgemeinen rentable Maßnahmen zur energetischen Verbesserung des Gebäudes aufzeigen, dienen also nur der Information und verpflichten nicht zur Umsetzung der vorgeschlagenen Maßnahmen. Sie haben die Funktion eines fachlichen Ratschlags und sollen eine Energieberatung des Eigentümers nicht ersetzen, können dazu aber einen Anstoß geben.

2.4 Ausstellung und Verwendung

47

Mit solchen Informationen verbindet sich aber die Erwartung, dass Hauseigentümer vermehrt gerade in die energetische Verbesserung ihrer Gebäude investieren. Der Begriff „kostengünstig“ hat dieselbe Bedeutung wie im Energieeinsparungsgesetz und ist im Wesentlichen im Sinne des Begriffs „wirtschaftlich vertretbar“ zu verstehen. Modernisierungsempfehlungen sollen nicht dazu dienen, theoretisch noch mögliche Wege zur Perfektionierung aufzuzeigen, sondern praktisch erprobte und erkennbar kostengünstige Maßnahmen aufzeigen. Bei Einhaltung der Neubauanforderungen gemäß EnEV müssen die Modernisierungsempfehlungen nicht angegeben werden. Die grundsätzliche Pflicht zur Angabe von Modernisierungsempfehlungen gilt sowohl für den Energieausweis auf Grundlage des Energiebedarfs als auch für den Ausweis auf Grundlage des Energieverbrauchs.

2.4 Ausstellung und Verwendung 2.4.1 Ausstellungspflicht Energieausweise müssen in den folgenden Fällen erstellt werden: 1. Errichtung von Gebäuden – Neubau: Neubauten benötigen einen Energieausweis. Wird ein Gebäude errichtet, hat der Bauherr sicherzustellen, dass dem Eigentümer des Gebäudes ein Bedarfsausweis für das fertig gestellte Gebäude vorgelegt wird, wobei Eigentümer und Bauherr identisch sein können. 2. Änderungen an Gebäuden: Werden an einen Gebäude Änderungen von Außenbauteilen gemäß Anlage 3 Nummer 1 bis 6 der EnEV 2009 [31] vorgenommen und der Nachweis über eine Energiebilanzierung für das gesamte Gebäude gemäß EnEV 2009 [31] § 9 Absatz 1 Satz 2 geführt, hat der Bauherr sicherzustellen, dass dem Eigentümer des Gebäudes ein Bedarfsausweis für das fertig gestellte Gebäude vorgelegt wird, wobei Eigentümer und Bauherr identisch sein können. 3. Erweiterung von Gebäuden: Wird die Nutzfläche der beheizten oder gekühlten Räume eines Gebäudes um mehr als die Hälfte erweitert und der Nachweis über eine Energiebilanzierung für das gesamte Gebäude gemäß EnEV 2009 [31] § 9 Absatz 1 Satz 2 geführt, hat der Bauherr sicherzustellen, dass dem Eigentümer des Gebäudes ein Bedarfsausweis für das fertig gestellte Gebäude vorgelegt wird, wobei Eigentümer und Bauherr identisch sein können. 4. Verkauf: Soll ein mit einem Gebäude bebautes Grundstück, ein grundstücksgleiches Recht an einem bebauten Grundstück oder Wohnungs- oder Teileigentum verkauft werden, hat der Verkäufer dem potenziellen Käufer (Kaufinteressent) einen Energieausweis zugänglich zu machen, spätestens unverzüglich, nachdem der potenzielle Käufer (Kaufinteressent) dies verlangt hat. Als Kaufinteressenten können z. B. solche Personen angesehen werden, die sich zur Besichtigung des Objekts einfinden. Personen, die nur behaupten, an einem Objekt interessiert zu sein, haben keinen Anspruch auf Einsichtnahme in den Energieausweis. Eine Jedermann-Berechtigung zur Einsichtnahme in Energieausweise gibt es nicht. 5. Vermietung, Verpachtung oder Leasing: Soll ein Gebäude, eine Wohnung oder eine sonstige selbständige Nutzungseinheit vermietet, verpachtet oder verleast werden, hat der Eigentümer, Vermieter, Verpächter und Leasinggeber dem potenziellen Interessenten einen Energieausweis zugänglich zu machen, spätestens unverzüglich, nachdem der potenzielle Interessent dies verlangt hat.

48

2 Energieausweise

6. Aushangpflicht für öffentliche Nichtwohngebäude: Für Gebäude mit mehr als 1.000 m² Nutzfläche, in denen Behörden und sonstige Einrichtungen für eine große Anzahl von Menschen öffentliche Dienstleistungen erbringen und die deshalb von diesen Menschen häufig aufgesucht werden, sind Energieausweise auszustellen. Der Eigentümer hat den Energieausweis an einer für die Öffentlichkeit gut sichtbaren Stelle auszuhängen; der Aushang kann auch nach dem Muster der Anlage 8 oder 9 der EnEV 2009 [31] vorgenommen werden. Typische (öffentliche) Dienstleistungen sind die Leistungen der Sozialämter und ähnlicher gemeindlicher Ämter mit erheblichem Publikumsverkehr, Arbeitsagenturen, Schulen, Universitäten und ähnliche. Mit „sonstigen Einrichtungen“, die öffentliche Dienstleistungen für eine große Anzahl von Menschen erbringen sind nur die Fälle der Privatisierung von ehemals öffentlich-rechtlich wahrgenommenen Aufgaben mit dem Charakter einer öffentlichen Dienstleistung gemeint. Deswegen sind z. B. Kaufhäuser, Einzelhandelsgeschäfte, Bankgebäude und ähnliche Gebäude für private Dienstleistungen nicht von der Aushangpflicht erfasst.

2.4.2 Variantenwahl Die EnEV regelt genau in welchen Fällen die freie Wahl zwischen Energieausweis auf Grundlage des Energiebedarfs und des Energieverbrauchs besteht. Tabelle 2.4-1 Variantenwahl zwischen Bedarfs- und Verbrauchsausweis

1 2

1

2

Nr. nach Abs. 2.4.1

Fall

3

4

Energieausweis auf Basis Energiebedarf

Energieverbrauch

3

1.

Errichtung von Gebäuden – Neubau

ja

nein

4

2.

Änderungen an Gebäuden

ja

nein

5

3.

Erweiterung von Gebäuden

ja

nein

6

Verkauf

7

- Wohngebäude allgemein

ja

ja

8

- Wohngebäude mit weniger als fünf Wohnungen, Bauantragsstellung vor dem 1. November 1977 und nicht auf das Anforderungsniveau der Wärmeschutzverordnung vom 11. August 1977 saniert oder erbaut

ja

nein

9

- Nichtwohngebäude

ja

ja

ja

ja

4.

10

Vermietung, Verpachtung oder Leasing 5.

11

- Wohngebäude allgemein

2.4 Ausstellung und Verwendung

1

49

1

2

Nr. nach Abs. 2.4.1

Fall

3

4

Energieausweis auf Basis Energiebedarf

Energieverbrauch

12

- Wohngebäude mit weniger als fünf Wohnungen, Bauantragsstellung vor dem 1. November 1977 und nicht auf das Anforderungsniveau der Wärmeschutzverordnung vom 11. August 1977 saniert oder erbaut

ja

nein

13

- Nichtwohngebäude

ja

ja

Aushangpflicht für öffentliche Nichtwohngebäude

ja

ja

2

14

6.

2.4.3 Übergangsfristen Die Übergangsfristen für die Erstellung von Energieausweisen bei den in Abschnitt 2.4.1 genannten Fällen sind in Tabelle 2.4-2 zusammengestellt. Tabelle 2.4-2 Fristen für die Energieausweiserstellung 1

2

3

1

Nr. nach Abs. 2.4.1

Fall

Frist

2

1.

Errichtung von Gebäuden – Neubau

01.10.2007

3

2.

Änderungen an Gebäuden

01.10.2007

4

3.

Erweiterung von Gebäuden

01.10.2007

5

Verkauf

6

- Wohngebäude, Baufertigstellungsjahr bis 1965

01.07.2008

7

- Wohngebäude, Baufertigstellungsjahr ab 1966

01.01.2009

8

- Nichtwohngebäude

01.07.2009

9

Vermietung, Verpachtung oder Leasing

4.

10

- Wohngebäude, Baufertigstellungsjahr bis 1965

01.07.2008

11

- Wohngebäude, Baufertigstellungsjahr ab 1966

01.01.2009

12

- Nichtwohngebäude

01.07.2009

Aushangpflicht für öffentliche Nichtwohngebäude

01.07.2009

5.

13

6.

50

2 Energieausweise

2.4.4 Übergangsvorschriften Energie- und Wärmebedarfsausweise nach vor dem 1. Oktober 2007 geltenden Fassungen der Energieeinsparverordnung sowie Wärmebedarfsausweise nach § 12 der Wärmeschutzverordnung vom 16. August 1994 [27] gelten als Energieausweise. Die Gültigkeitsdauer dieser Ausweise beträgt zehn Jahre ab dem Tag der Ausstellung. Das Gleiche gilt für Energieausweise, die vor dem 1. Oktober 2007 1. von Gebietskörperschaften oder auf deren Veranlassung von Dritten nach einheitlichen Regeln oder 2. in Anwendung der in dem von der Bundesregierung am 25. April 2007 beschlossenen Entwurf der EnEV enthaltenen Bestimmungen ausgestellt worden sind.

2.4.5 Inhalt und Aufbau Energieausweise müssen nach Inhalt und Aufbau den Mustern in den Anlagen 6 bis 9 der EnEV 2009 [31] entsprechen und mindestens die dort für die jeweilige Ausweisart geforderten, nicht als freiwillig gekennzeichneten Angaben enthalten. Zusätzliche Angaben können beigefügt werden. Aus dem Verordnungstext zur EnEV 2009 [31] geht nicht ganz eindeutig hervor, ob in bestimmten Fällen auf Teile des Ausweisformulars verzichtet werden kann. Jedoch erläutert der Gesetzgeber in der Begründung zur EnEV 2007, dass die äußerliche und inhaltliche Einheitlichkeit der Energieausweise - ein vierseitiges Dokument - wichtig ist. Die Begründung ist ein Hinweis darauf, dass auch die Blätter, die nicht ausgefüllt werden, trotzdem Bestandteil eines gesetzeskonformen Energieausweises sind. Sie sind damit unverzichtbarer Bestandteil des Energieausweises.

2.5 Ausstellungsberechtigte Zu errichtende Gebäude – Neubauten Der Vollzug der Energieeinsparverordnung fällt in den Zuständigkeitsbereich der einzelnen Bundesländer und somit wird die Ausstellungsberechtigung für Energieeinsparnachweise und die Energieausweise durch die Regelung des jeweiligen Bundeslandes geregelt. In NordrheinWestfalen sind das z. B. die staatlich anerkannten Sachverständigen für Schall- und Wärmeschutz. Bestehende Gebäude Die Ausstellungsberechtigung von Energieausweisen für bestehende Gebäude wird durch bundesrechtliche Regelung direkt in der EnEV 2009 [31] geregelt. Die Ausstellungsberechtigten für bestehende Gebäude sind in Tabelle 2.5-1 zusammengestellt.

2.5 Ausstellungsberechtigte

51

Tabelle 2.5-1 Ausstellungsberechtigung von Energieausweisen für bestehende Gebäude 1

2

3

4

1

Ausstellungsberechtigte nach § 20 und § 29 der EnEV 2009 [31]

zusätzliche Voraussetzung

Wohngebäude

Nichtwohngebäude

2

Personen mit berufsqualifizierendem Hochschulabschluss in a) den Fachrichtungen Architektur, Hochbau, Bauingenieurwesen, Technische Gebäudeausrüstung, Physik, Bauphysik, Maschinenbau oder Elektrotechnik oder b) einer anderen technischen oder naturwissenschaftlichen Fachrichtung mit einem Ausbildungsschwerpunkt auf einem unter Buchstabe a genannten Gebiet

ja

ja

ja

3

Personen mit berufsqualifizierendem Hochschulabschluss im Bereich Architektur der Fachrichtung Innenarchitektur

ja

ja

nein

4

Personen, die für ein zulassungspflichtiges Bau-, Ausbauoder anlagentechnisches Gewerbe oder für das Schornsteinfegerwesen die Voraussetzungen zur Eintragung in die Handwerksrolle erfüllen, sowie Handwerksmeister der zulassungsfreien Handwerke dieser Bereiche und Personen, die auf Grund ihrer Ausbildung berechtigt sind, eine solches Handwerk ohne Meistertitel selbständig auszuüben

ja

ja

nein

5

staatlich anerkannte oder geprüfte Techniker, deren Ausbildungsschwerpunkt auch die Beurteilung der Gebäudehülle, die Beurteilung von Heizungs- und Warmwasserbereitungsanlagen oder die Beurteilung von Lüftungs- und Klimaanlagen umfasst

ja

ja

nein

6

Personen, die nach bauordnungsrechtlichen Vorschriften der Länder zur Unterzeichnung von bautechnischen Nachweisen des Wärmeschutzes oder der Energieeinsparung bei der Errichtung von Gebäuden berechtigt sind, im Rahmen der jeweiligen Nachweisberechtigung

nein

gemäß Nachweisberechtigung des Landes

gemäß Nachweisberechtigung des Landes

7

Personen, die vor dem 25. April 2007 nach Maßgabe der Richtlinie des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie über die Förderung der Beratung zur sparsamen und rationellen Energieverwendung in Wohngebäuden vor Ort vom 7. September 2006 als Antragsberechtigte beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle registriert worden sind

nein

ja

nein

8

Personen, die am 25. April 2007 über eine abgeschlossene Berufsausbildung im Baustoff-Fachhandel oder in der Baustoffindustrie und eine erfolgreich abgeschlossene Weiterbildung zum Energiefachberater im Baustoff-Fachhandel oder in der Baustoffindustrie verfügt haben; gleiches gilt entsprechend für Personen, die eine solche Weiterbildung vor dem 25. April 2007 begonnen haben, nach erfolgreichem Abschluss der Weiterbildung

nein

ja

nein

9

Personen, die am 25. April 2007 über eine abgeschlossene Weiterbildung zum Energieberater des Handwerks verfügt haben; gleiches gilt entsprechend für Personen, die eine solche Weiterbildung vor dem 25. April 2007 begonnen haben, nach erfolgreichem Abschluss der Weiterbildung

nein

ja

nein

52

2 Energieausweise

Die zusätzliche Voraussetzung für die Ausstellungsberechtigung (siehe Tabelle 2.5-1 Spalte 2) ist: 1. während des Studiums ein Ausbildungsschwerpunkt im Bereich des energiesparenden Bauens oder nach einem Studium ohne einen solchen Schwerpunkt eine mindestens zweijährige Berufserfahrung in wesentlichen bau- oder anlagentechnischen Tätigkeitsbereichen des Hochbaus, 2. eine erfolgreiche Fortbildung im Bereich des energiesparenden Bauens, welche in Anlage 11 der EnEV 2009 [31] geregelt sind, oder 3. eine öffentliche Bestellung als vereidigter Sachverständiger für ein Sachgebiet im Bereich des energiesparenden Bauens oder in wesentlichen bau- oder anlagentechnischen Tätigkeitsbereichen des Hochbaus.

2.6 Vorstellung der Energieausweise Die verschiedenen Energieausweisformulare sind in Tabelle 2.6-1 zusammengestellt und in den Bildern 2.6-1 bis 2.6-11 dargestellt. Tabelle 2.6-1 Übersicht über die einzelnen Energieausweisformulare 2

1

Bezeichnung Energieausweisseite

3

4

Gebäudetyp

Bild Nr.

1

Seite Nr.

2

1

Deckblatt Energieausweis Wohngebäude

Wohngebäude

2.6-1

3

2

Berechneter Energiebedarf des Gebäudes

Wohngebäude

2.6-2

4

3

Erfasster Energieverbrauch des Gebäudes

Wohngebäude

2.6-3

5

4

Erläuterungen

Wohngebäude

2.6-4

6

1

Deckblatt Energieausweis Nichtwohngebäude

Nichtwohngebäude

2.6-5

7

2

Berechneter Energiebedarf des Gebäudes

Nichtwohngebäude

2.6-6

8

3

Erfasster Energieverbrauch des Gebäudes

Nichtwohngebäude

2.6-7

9

4

Erläuterungen

Nichtwohngebäude

2.6-8

10

-

Aushang Nichtwohngebäude Energiebedarf

Nichtwohngebäude

2.6-9

11

-

Aushang Nichtwohngebäude Energieverbrauch

Nichtwohngebäude

2.6-10

12

-

Modernisierungsempfehlungen zum Energieausweis

Wohngebäude Nichtwohngebäude

2.6-11

2.6 Vorstellung der Energieausweise

53

2.6.1 Energieausweis für Wohngebäude Der Energieausweis für Wohngebäude umfasst vier Seiten. Die einzelnen Seiten werden in einzelne Blöcke unterteilt, welche die entsprechenden Informationen enthalten. Der erste und oberste Block ist auf jeder der vier Seiten gleich und nennt neben dem Wort „Energieausweis“ den Gebäudetyp „Wohngebäude“ und den Bezug auf die §§ 16 ff. der EnEV 2009 [31]. Im Folgenden werden die Inhalte der einzelnen Blöcke auf jeder Seite genannt und ggf. kurz erläutert. Die vier Seiten des Energieausweises für Wohngebäude werden in den Bildern 2.6-1 bis 2.6-4 dargestellt. Seite 1 – Deckblatt x x x x

x x

Block 1 – oberer Rand: Überschrift mit Nennung des Gebäudetyps Block 2 – oben: Gültigkeitsdatum des Energieausweises und Seitennummerierung Block 3 – Mitte: Angaben zum Gebäude inklusive freiwilligem Gebäudefoto, sowie Angaben zum Anlass der Ausstellung des Energieausweises Block 4 – Mitte: Hinweise zu den Angaben über die energetische Qualität des Gebäudes mit der Angabe, ob der Energieausweis auf Grundlage des Energiebedarfs und/oder Grundlage des Energieverbrauchs erstellt wird. Weiter die Angabe ob die Datenerhebung durch den Eigentümer oder Aussteller erfolgte und ob dem Energieausweis zusätzliche Informationen beigefügt werden. Block 5 – unten: Allgemeine Hinweise zur Verwendung des Energieausweises Block 6 – unterer Rand: Angabe des Ausstellers mit Datum und Unterschrift

Seite 2 – Berechneter Energiebedarf des Gebäudes x x x

x x

x x

Block 1 – oberer Rand: Überschrift mit Nennung des Gebäudetyps Block 2 – oben: Inhalt der Energieausweisseite, Adresse und Gebäudeteil sowie Angabe der Seitennummer Block 3 – Mitte: Angabe des Energiebedarfs mit der Darstellung des Endenergiebedarfs und des Primärenergiebedarfs an dem Label (Bandtachometer). Bei Neubauten oder Modernisierungen mit einer Berechnung für das gesamte Gebäude werden die Ist-Werte und Anforderungswerte gegenübergestellt. Beim Neubau erfolgt die Angabe, ob der sommerliche Wärmeschutz eingehalten wird. Weiter erfolgt die Angabe des für die Energiebedarfsberechnungen verwendeten Rechenverfahrens und eventuell genutzter Vereinfachungen. Block 4 – Mitte: Angabe des Endenergiebedarfs getrennt nach Energieträgern für die Heizung, das Warmwasser und die Hilfsgeräte (ggf. einschließlich der Kühlung). Block 5 – unten links: Angaben im Falle der Durchführung von Ersatzmaßnahmen gemäß EEwärmeG [10]. Der Block ist dann auszufüllen, wenn bei Neubauten der Wärmeenergiebedarf nicht durch anteilige Nutzung von Erneuerbaren Energien gedeckt wird. Wenn durch die Ersatzmaßnahme die Anforderungen an den Jahres-Primärenergiebedarf und die Anforderungen an die Wärmedämmung der Gebäudehülle um 15 % unterschritten werden, ist nur das entsprechende Kreuz zu setzen. Wenn die Anforderungen gemäß EEWärmeG [10] durch eine Kombination aus der Nutzung Erneuerbarer Energien und Ersatzmaßnahmen erreicht wird, ist die notwendige Verschärfung anzugeben. Block 6 – unten rechts: Vergleichswerte zum Endenergiebedarf am Label (Bandtachometer) Block 7 – unterer Rand: Erläuterungen zum Berechnungsverfahren

54

2 Energieausweise

Seite 3 – Erfasster Energieverbauch des Gebäudes x x x x x x

Block 1 – oberer Rand: Überschrift mit Nennung des Gebäudetyps Block 2 – oben: Inhalt der Energieausweisseite, Adresse und Gebäudeteil, sowie Angabe der Seitennummer Block 3 – oben: Angabe des Energieverbrauchskennwertes an dem Label (Bandtachometer) mit dem Hinweis, ob der Energieverbrauch für Warmwasser enthalten oder nicht enthalten ist. Zusätzlicher Hinweis bei Wohngebäuden mit Kühlung. Block 4 – Mitte: Angabe der Verbrauchserfassung für Heizung und Warmwasser für die drei vorgehenden Abrechnungsjahre mit Angabe der Klimafaktoren und des berechneten Durchschnittswertes. Block 5 – unten rechts: Vergleichswerte zum Endenergiebedarf am Label (Bandtachometer) inklusive ergänzenden Erläuterungen Block 6 – unterer Rand: Erläuterungen zum Verfahren

Seite 4 – Erläuterungen x x x

Block 1 – oberer Rand: Überschrift mit Nennung des Gebäudetyps Block 2 – oben: Inhalt der Energieausweiseite sowie Angabe der Seitennummer Block 3 – restliche Seite: Erläuterung verschiedener Fachbegriffe

Label für Wohngebäude Für den Energieausweis für Wohngebäude wird beim Label (Bandtachometer) eine gleichbleibende Skala eingesetzt. Die Skala verläuft von „0“ bis zum Skalenendwert „•400“ in acht regelmäßigen Abständen mit einer Schrittweite von jeweils 50 Einheiten.

2.6 Vorstellung der Energieausweise

Bild 2.6-1 Energieausweis Wohngebäude Seite 1 – Deckblatt

55

56

2 Energieausweise

Bild 2.6-2 Energieausweis Wohngebäude Seite 2 – berechneter Energiebedarf

2.6 Vorstellung der Energieausweise

Bild 2.6-3 Energieausweis Wohngebäude Seite 3 – erfasster Energieverbrauch

57

58

Bild 2.6-4 Energieausweis Wohngebäude Seite 4 – Erläuterungen

2 Energieausweise

2.6 Vorstellung der Energieausweise

59

2.6.2 Energieausweis für Nichtwohngebäude Der Energieausweis für Nichtwohngebäude umfasst vier Seiten und zwei Seiten für den Aushang. Die einzelnen Seiten werden in einzelne Blöcke unterteilt, welche die entsprechenden Informationen enthalten. Der erste und oberste Block ist auf jeder der vier Seiten gleich und nennt neben dem Wort „Energieausweis“ den Gebäudetyp „Nichtwohngebäude“ und den Bezug auf die §§ 16 ff. der EnEV 2009 [31]. Im Folgenden werden die Inhalte der einzelnen Blöcke auf jeder Seite genannt und ggf. kurz erläutert. Die vier Seiten des Energieausweises für Nichtwohngebäude werden in den Bildern 2.6-5 bis 2.6-10 dargestellt. Seite 1 – Deckblatt x x x x

x x

Block 1 – oberer Rand: Überschrift mit Nennung des Gebäudetyps Block 2 – oben: Gültigkeitsdatum des Energieausweises und Seitennummerierung Block 3 – Mitte: Angaben zum Gebäude inklusive freiwilligem Gebäudefoto, sowie Angaben zum Anlass der Ausstellung des Energieausweises Block 4 – Mitte: Hinweise zu den Angaben über die energetische Qualität des Gebäudes mit der Angabe, ob der Energieausweis auf Grundlage des Energiebedarfs und/oder Grundlage des Energieverbrauchs erstellt wird. Weiter die Angabe, ob die Datenerhebung durch den Eigentümer oder Aussteller erfolgte und ob dem Energieausweis zusätzliche Informationen beigefügt werden. Block 5 – unten: Allgemeine Hinweise zur Verwendung des Energieausweises Block 6 – unterer Rand: Angabe des Austellers mit Datum und Unterschrift

Seite 2 – Berechneter Energiebedarf des Gebäudes x x x

x

x

Block 1 – oberer Rand: Überschrift mit Nennung des Gebäudetyps Block 2 – oben: Inhalt der Energieausweisseite, Adresse und Gebäudeteil, sowie Angabe der Seitennummer Block 3 – Mitte: Angabe des Primärenergiebedarfs „Gesamtenergieeffizienz“ an dem Label (Bandtachometer) mit Angabe von zwei Vergleichswerten in Form des EnEVAnforderungswertes für den Neubau und für den modernisierten Altbau. Bei Neubau, sowie bei Modernisierungen mit einer Berechnung für das gesamte Gebäude, werden die IstWerte und Anforderungswerte gegenübergestellt. Beim Neubau erfolgt die Angabe, ob der sommerliche Wärmeschutz eingehalten wird. Weiter erfolgt die Angabe des für die Energiebedarfsberechnungen verwendeten Rechenverfahrens und eventuell genutzter Vereinfachungen. Block 4 – Mitte: Angabe des Endenergiebedarfs getrennt nach Energieträgern für Heizung, Warmwasser, eingebaute Beleuchtung, Lüftung und Kühlung einschließlich Befeuchtung, sowie des Gesamtwertes für das Gebäude. Weiter wird die Aufteilung des Energiebedarfs getrennt nach Nutz-, End- und Primärenergie für Heizung, Warmwasser, eingebaute Beleuchtung, Lüftung und Kühlung einschließlich Befeuchtung, sowie der Gesamtwert für das Gebäude angegeben. Block 5 – unten links: Angaben im Falle der Durchführung von Ersatzmaßnahmen gemäß EEwärmeG [10]. Der Block ist dann auszufüllen, wenn bei Neubauten der Wärmeenergiebedarf nicht durch anteilige Nutzung von Erneuerbaren Energien gedeckt wird. Wenn durch die Ersatzmaßnahme die Anforderungen an den Jahres-Primärenergiebedarf und die Anforderungen an die Wärmedämmung der Gebäudehülle um 15 % unterschritten werden, ist nur

60

x x

2 Energieausweise das entsprechende Kreuz zu setzen. Wenn die Anforderungen gemäß EEWärmeG [10] durch eine Kombination von Nutzung Erneuerbarer Energien und Ersatzmaßnahme erreicht wird, ist die notwendige Verschärfung anzugeben. Block 6 – unten rechts: Auflistung der Gebäudezonen mit Angabe der Zonenfläche und des prozentualen Anteils an der Gesamtfläche Block 7 – unterer Rand: Erläuterungen zum Berechnungsverfahren

Seite 3 – Erfasster Energieverbauch des Gebäudes x x x x x x x x

Block 1 – oberer Rand: Überschrift mit Nennung des Gebäudetyps Block 2 – oben: Inhalt der Energieausweiseite, Adresse und Gebäudeteil, sowie Angabe der Seitennummer Block 3 – oben: Angabe des Heizenergieverbrauchskennwertes (einschließlich Warmwasser) an dem Label (Bandtachometer) mit Angabe des Vergleichswertes dieser Gebäudekategorie für Heizung und Warmwasser Block 4 – Mitte: Angabe des Stromverbrauchskennwertes an dem Label (Bandtachometer) mit Angabe des Vergleichswertes dieser Gebäudekategorie für Strom sowie der Angabe, welcher Stromverbrauch in dem Wert enthalten ist. Block 5 – Mitte: Angabe der Verbrauchserfassung für Heizung und Warmwasser für die drei vorgehenden Abrechnungsjahre mit Angabe der Klimafaktoren und des berechneten Durchschnittswertes. Block 6 – unten links: Angabe der Verbrauchserfassung für Strom für die drei vorgehenden Abrechnungsjahre und des berechneten Kennwertes. Block 7 – unten rechts: Angabe der Gebäudenutzung bei verschiedenen Gebäudekategorien und/oder Sonderzonen. Block 8 – unten rechts: Erläuterungen zum Verfahren.

Seite 4 – Erläuterungen x x x

Block 1 – oberer Rand: Überschrift mit Nennung des Gebäudetyps Block 2 – oben: Inhalt der Energieausweiseite sowie Angabe der Seitennummer Block 3 – restliche Seite: Erläuterung verschiedener Fachbegriffe

Seite Aushang – Berechneter Energiebedarf des Gebäudes x x x x x x

Block 1 – oberer Rand: Überschrift mit Nennung des Gebäudetyps Block 2 – oben: Gültigkeitsdatum des Energieausweises und Seitennummerierung Block 3 – oben: Angaben zum Gebäude inklusive freiwilligem Gebäudefoto Block 4 – Mitte: Angabe des Primärenergiebedarfs „Gesamtenergieeffizienz“ an dem Bandtacho mit Angabe von zwei Vergleichswerte in Form des EnEV-Anforderungswertes für den Neubau und den modernisierten Altbau. Block 5 – unten: Grafik zur Aufteilung des Energiebedarfs nach Nutzenergie, Endenergie und Primärenergie für Heizung, Warmwasser, eingebaute Beleuchtung, Lüftung und Kühlung einschließlich Befeuchtung. Block 6 – untere Rand: Angabe des Austellers mit Datum und Unterschrift

Seite Aushang – Erfasster Energieverbauch des Gebäudes x

Block 1 – oberer Rand: Überschrift mit Nennung des Gebäudetyps

2.6 Vorstellung der Energieausweise x x x

x

x

61

Block 2 – oben: Gültigkeitsdatum des Energieausweises und Seitennummerierung Block 3 – oben: Angaben zum Gebäude inklusive freiwilligem Gebäudefoto Block 4 – Mitte: Angabe des Heizenergieverbrauchskennwertes an dem Bandtacho mit Angabe des Vergleichswertes dieser Gebäudekategorie für Heizung und Warmwasser. Weiter wird angegeben, ob der Anteil für die Warmwassererzeugung in dem des Heizenergieverbrauchskennwertes enthalten ist. Block 5 – Mitte: Angabe des Stromverbrauchskennwertes an dem Bandtacho mit Angabe des Vergleichswertes dieser Gebäudekategorie für Strom. Weiter wird angegeben, welche Werte der Stromverbrauchskennwert beinhaltet (Zusatzheizung, Warmwasser, Lüftung, eingebaute Beleuchtung, Kühlung und sonstiges). Block 6 – unterer Rand: Angabe des Ausstellers mit Datum und Unterschrift

Label für Nichtwohngebäude Für den Energieausweis für Nichtwohngebäude wird beim Label (Bandtachometer) eine variierende Skala eingesetzt. Die Skala verläuft von „0“ bis zum jeweiligen Skalenendwert in proportionalen Schritten. Der Skalenendwert beträgt bei dem berechneten Energiebedarf des Gebäudes für den Primärenergiebedarf, auf die Zehnerstelle gerundet, das Dreifache des Vergleichswerts „EnEV Anforderungswert modernisierter Altbau“ (140% des „EnEV Anforderungswerts Neubau“). Bei dem erfassten Energieverbrauch des Gebäudes betragen die Skalenendwerte des Bandtachometers, auf die Zehnerstelle gerundet, das Doppelte des jeweiligen Vergleichswerts.

62

Bild 2.6-5 Energieausweis Nichtwohngebäude Seite 1 – Deckblatt

2 Energieausweise

2.6 Vorstellung der Energieausweise

Bild 2.6-6 Energieausweis Nichtwohngebäude Seite 2 – berechneter Energiebedarf

63

64

2 Energieausweise

Bild 2.6-7 Energieausweis Nichtwohngebäude Seite 3 – erfasster Energieverbrauch

2.6 Vorstellung der Energieausweise

Bild 2.6-8 Energieausweis Nichtwohngebäude Seite 4 – Erläuterungen

65

66

2 Energieausweise

Bild 2.6-9 Energieausweis Nichtwohngebäude – Aushang berechneter Energiebedarf

2.6 Vorstellung der Energieausweise

Bild 2.6-10 Energieausweis Nichtwohngebäude – Aushang erfasster Energieverbrauch

67

68

2 Energieausweise

2.6.3 Modernisierungsempfehlungen Die Modernisierungsempfehlungen zum Energieausweis werden auf einer Seite zusammengefasst, welche wie die anderen Seiten des Energieausweises in Blöcke unterteilt wird. Die Seite mit den Modernisierungsempfehlungen kommt für Wohngebäude und auch für Nichtwohngebäude zur Anwendung. Die Seite mit den Modernisierungsempfehlungen zum Energieausweis wird in Bild 2.6-11 dargestellt. Aufbau der Seite Modernisierungsempfehlungen x x x

x

x

Block 1 – oberer Rand: Überschrift „Modernisierungsempfehlungen zum Energieausweis“ Block 2 – oben: Angabe der Gebäudeadresse und Hauptnutzung bzw. Gebäudekategorie Block 3 – Mitte: Nennung der Empfehlungen zur kostengünstigen Modernisierung. Festlegung über ein Kreuz, ob Maßnahmen zur kostengünstigen Verbesserung der Energieeffizienz des Gebäudes möglich oder nicht möglich sind. Wenn kostengünstige Verbesserungen möglich sind, werden die empfohlenen Modernisierungsmaßnahmen aufgelistet und kurz beschrieben. Falls weitere Empfehlungen auf einem gesonderten Blatt angegeben werden, erfolgt ein zusätzlicher Hinweis. Block 4 – unten: Freiwillige Angabe beispielhafter Variantenvergleich von zwei Modernisierungsvarianten, welche sich aus denen im Block 3 aufgeführten Einzelmaßnahmen zusammen setzen. Die berechneten Werte des Primärenergiebedarfs, Endenergiebedarfs und der CO2-Emmisionen werden für den Ist-Zustand und die beiden Varianten gegenübergestellt. Die prozentuale Einsparung der beiden Varianten gegenüber dem Ist-Zustand wird zusätzlich angegeben. Block 5 – unterer Rand: Angabe des Ausstellers mit Datum und Unterschrift

2.6 Vorstellung der Energieausweise

Bild 2.6-11 Energieausweis – Modernisierungsempfehlungen

69

71

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude 3.1 Übersicht Neu zu errichtende Wohngebäude sind gemäß EnEV 2009, Anlage 1 zu bewerten. Als primäre Anforderungsgrößen sind die energetische Qualität der Gebäudehülle (über den spez. Transmissionswärmeverlust) und der Jahres-Primärenergiebedarf (mittels des Referenzgebäudeverfahrens) nachzuweisen. Weitere Informationen zu den Anforderungsgrößen enthält Abschnitt 1 dieses Buches. Für den Nachweis lässt die EnEV 2009 [31] zwei verschiedene Verfahren zu: x Anwendung der Normenreihe der DIN V 18599 zur Ermittlung von Nutz-, End- und Primärenergiebedarf, oder x Berechnung des Nutzenergiebedarfs gemäß DIN V 4108-6 [54] und Bewertung der Anlagentechnik gemäß DIN V 4701-10 [57], geändert durch [58]. Das letztere Vorgehen entspricht somit der Bilanzierungssystematik der EnEV 2007 [30]. Es ist allerdings immer das Monatsbilanzverfahren anzuwenden. Die bisherige Alternative des Periodenbilanzverfahrens ist gemäß EnEV 2009 nicht mehr zulässig.

3.2 Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs nach DIN V 4108-6 3.2.1 Berechnungsablauf Der Jahres-Heizwärmebedarf ist schrittweise gemäß nachfolgendem Ablauf zu ermitteln: 1. Ermittlung der Hüllflächen und des Volumens anhand der Systemgrenze, die durch den Außenmaßbezug gemäß DIN EN ISO 13789 [93] definiert ist. 2. Zusammenstellung der bauphysikalischen Eingangsgrößen (z. B. Wärmedurchgangskoeffizienten der opaken und transparenten Bauteile, Energiedurchlassgrade der Verglasungen) 3. Berechnung des Transmissionswärmeverlustes HT 4. Berechnung des Lüftungswärmeverlustes HV 5. Festlegen der klimatischen Randbedingungen (Raumtemperatur Ti = 19 °C; monatl. Außentemperatur gemäß DIN V 4108-6 [54] anhand regionaler Klimadaten, beim Nachweis nach EnEV Außenklima nur für das Referenzklima „Deutschland“ zulässig) 6. Ermittlung der monatlichen Wärmeverluste Ql,m anhand der Ergebnisse der Schritte 3 bis 5. 7. Berechnung der mittleren monatlichen solaren Wärmegewinne )S,m 8. Berechnung der mittleren monatlichen internen Wärmegewinne )i,m 9. Ermittlung der monatlichen Wärmegewinne Qg,m anhand der Schritte 7 und 8 10. Bestimmung der wirksamen Wärmespeicherfähigkeit Cwirk der Konstruktion 11. Bestimmung des monatlichen Ausnutzungsgrades Km der Wärmegewinne anhand der Ergebnisse der Schritte 6,9 und 10 12. Berechnung des monatlichen Heizwärmebedarfs Qh,m anhand der Ergebnisse der Schritte 6,9 und 11 13. Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs Qh als Summe aller positiven Monatswerte aus Schritt 12

72

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude

Die einzelnen Schritte werden nachfolgend (in diesem Abschnitt) näher erläutert. Ist der Jahres-Heizwärmebedarf berechnet worden, ist im nächsten Schritt die Energieeffizienz der Anlagentechnik zu bewerten, welche die Nutzenergie bereitstellen soll. Diese Bewertung erfolgt anhand DIN V 4701-10, deren Inhalte in Abschnitt 3.3 dargestellt werden.

3.2.2 Hüllfläche und Volumen Wärmeübertragende Umfassungsfläche A Die wärmeübertragende Umfassungsfläche eines Gebäudes (Hüllfläche) umschließt alle Räume, die direkt oder indirekt durch Raumverbund (z.B. über Flure bzw. Dielen) beheizt werden. Andere Räume, für die bestimmungsgemäß keine Beheizung vorgesehen ist, liegen außerhalb der Hüllfläche. Für die Berechnung der Anteile der wärmeübertragenden Umfassungsfläche ist gemäß EnEV der Fall „Außenabmessungen“ gemäß Anhang B in DIN EN ISO 13789 [93] maßgebend. Im Falle außenluftberührter Bauteile bedeutet dies, dass immer das Außenmaß als Bezugsgröße zur Berechnung verwendet wird. Bei erdberührten Bauteilen wird in [93] weiter auf DIN EN ISO 13770 [91] verwiesen. Gemäß [91] liegt die Systemgrenze für erdberührte Bauteile bzw. den unteren Gebäudeabschluss in Höhe der raumseitigen Bodenplattenoberfläche (Oberkante Rohdecke) Die Lage der Systemgrenzen wird in Bild 3.2-1 anhand eines Beispielgebäudes verdeutlicht. Für die nachfolgende Bemessung sind folgende Teilflächen – so sie im jeweiligen Anwendungsfall vorliegen – getrennt zu bestimmen: x Außenwandfläche – AAW x Fensterfläche, unterteilt nach der Orientierungsrichtung j – AW,j x Dachfläche als Systemgrenze bei beheiztem Dachraum – AD x Oberste Geschossdecke als Systemgrenze bei unbeheiztem Dachraum – AD x Fläche von Wänden und Decken gegen Abseiten (Drempel) – Au x Fläche von Wänden und Decken gegen unbeheizte Räume – Au x von Wänden und Decken gegen unbeheizte Glasvorbauten – Au x Fläche von Wänden und Decken gegen niedrig beheizte Räume – Anb x Fläche der Kellerdecke zum unbeheiztem Keller – AG x Fläche der Bodenplatte gegen Erdreich – AG (auch: Abf) x Fläche der Wände im beheizten Keller gegen Erdreich – AG (auch: Abw) Hierbei sind für gleiche Bauteile mit unterschiedlichem Aufbau (z. B. wenn sowohl Außenwandflächen mit Wärmedämmverbundsystem als auch mit Klinkerschale vorliegen) die Flächen getrennt zu ermitteln.

3.2 Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs nach DIN V 4108-6

73

Bild 3.2-1 Lage der Systemgrenzen beim Nachweis nach EnEV

Rollladenkästen Zur Berücksichtigung von Rollladenkästen beim wärmeschutztechnischen Nachweis stellt DIN 4108-2 [52] zwei Möglichkeiten zur Auswahl: Entweder sie werden als flächige Bauteile mit ihrem U-Wert und ihrer Fläche berücksichtigt (Bild 3.2-2a) oder sie werden „übermessen“, d.h. ihre Fläche wird einem der umliegenden Regelbauteile zugeschlagen. In diesem Fall wird die Wandfläche bei Einbau- und Aufsatzkästen bis zur Unterkante des Rollladenkastens (Bild 3.2-2b) und bei Vorsatzkästen bis zur lichten Fensteröffnung (Bild 3.2-2c) angenommen. Die

74

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude

Wärmebrückenwirkung im Bereich des Rollladenkastens ist, wenn der Kasten übermessen wird, durch einen pauschalen Zuschlag ǻUWB oder mittels ȥ -Wert zu berücksichtigen.

Bild 3.2-2 Flächendefinitionen gemäß DIN 4108-2 für wärmeschutztechnische Nachweise bei Rollladenkästen a) Flächendefinition bei Berücksichtigung mit eigenem U-Wert und eigener Fläche b) Flächendefinition beim Übermessen bei Einbau- und Aufsatzkästen c) b) Flächendefinition beim Übermessen bei Vorsatzkästen

Fensterfläche Die Fensterfläche wird anhand des lichten Rohbaumaßes ermittelt. Als lichtes Rohbaumaß gilt das Maueröffnungsmaß, bei dem das Fenster angeschlagen wird. Dabei sind Putz oder ggf. vorhandene Verkleidungen (z.B. Gipskartonplatten beim Holzbau) nicht zu berücksichtigen. Von der so ermittelten Fenstergröße kann auch (unter Berücksichtigung der Einbaufuge) auf das zu bestellende Fenster geschlossen werden. Bei Dachflächenfenstern kann analog das Außenmaß des Blendrahmens als lichtes Rohbaumaß angenommen werden. Bruttovolumen Ve Das Bruttovolumen (auch: „beheiztes Volumen“) ergibt sich als der Rauminhalt, der von der wärmeübertragenden Umfassungsfläche A umschlossen wird.

3.2.3 Transmissionswärmeverlust Vereinfachter Ansatz mit Temperatur-Korrekturfaktoren HT

¦  Ai ˜U i  H u  Ls  HWB  ' HT ,FH

in W/K

Darin ist:

¦  Ai ˜U i =

spezifischer Transmissionswärmeverlust über Bauteile gegen Außenluft in W/K

(3.2-1)

3.2 Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs nach DIN V 4108-6 Hu

75

= spezifischer Transmissionswärmeverlust über nicht oder niedrig beheizte Räume in W/K Hu

¦  Ai ˜U i ˜ Fxi

(3.2-2)

= Thermischer Leitwert zwischen beheiztem Raum und Erdreich in W/K

Ls

Ls

¦  Ai ˜U i ˜ FG,i

(3.2-3)

Fx

= Temperatur-Korrekturfaktoren gemäß Tabelle 3.2-1

FG

= Temperatur-Korrekturfaktoren für erdberührte Bauteile gemäß Tabelle 3.2-2

HWB

= spezifischer Transmissionswärmeverlust an Wärmebrücken in W/K x HWB = 0,10 · A (allgemein) x HWB = 0,05 · A (bei Berücksichtigung von DIN 4108, Beiblatt 2 [56]) x HWB = Ȉ (ȥi · li) (bei detaillierter Berechnung)

'HT,FH

= spezifischer Wärmeverlust über Bauteile mit integrierten Heizflächen gemäß DIN V 4108-6, Abschnitt 6.1.4 in W/K Beim öffentlich-rechtlichen Nachweis nach EnEV kann 'HT,FH unberücksichtigt bleiben, wenn eine Wärmedämmung mit d t 8 cm und O ” 0,04 W/(mK) bzw. einem Wärmedurchlasswiderstand R t 2,0 m2K/W zwischen der Heizfläche und den außen liegenden konstruktiven Bauteilen vorhanden ist.

Tabelle 3.2-1 Temperatur-Korrekturfaktoren Fx gemäß DIN V 4108-6 [54] 1

2

3

1

Wärmestrom nach außen über

2

Außenwand, Fenster, Decke über Außenluft

Fe

1,0

3

Dach (als Systemgrenze)

FD

1,0

4

Oberste Geschossdecke (Dach nicht ausgebaut)

FD

0,8

5

Wände und Decken gegen Abseiten

Fu

0,8

6

Wände und Decken gegen unbeheizte Räume

Fu

0,5

7

Wände und Decken gegen niedrig beheizte Räume

Fnb

0,35

8

Wände und Decken gegen unbeheizte Glasvorbauten mit einer Verglasung als: - Einscheibenverglasung - Zweischeibenverglasung - Wärmeschutzverglasung

Fu

0,8 0,7 0,5

Fx

76

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude

Tabelle 3.2-2 Temperatur-Korrekturfaktoren FG gemäß DIN V 4108-6 für erdberührte Bauteile 1

2

3

4

1 2

5

6

B´ in m

1)

7

8

<5

5 bis 10

> 10

Rbf bzw. Rbw

Rbf bzw. Rbw

Rbf bzw. Rbw

”1

>1

”1

>1

”1

>1

Wärmestrom nach außen über 3

4

Fußboden des beheizten Kellers

Fbf

0,30

0,45

0,25

0,40

0,20

0,35

5

Wand des beheizten Kellers

Fbw

0,40

0,60

0,40

0,60

0,40

0,60

6

Fußboden auf dem Erdreich - ohne Randdämmung3) - mit Randdämmung (5m breit, waagerecht) - mit Randdämmung (2m tief, senkrecht)

Fbf

0,45 0,30 0,25

0,60 0,30 0,25

0,40 0,25 0,20

0,50 0,25 0,20

0,25 0,20 0,15

0,35 0,20 0,15

7

Kellerdecke und Kellerinnenwand zum unbeheizten Keller - mit Perimeterdämmung - ohne Perimeterdämmung

FG

8

Aufgeständerter Fußboden

FG

9

Bodenplatte von niedrig beheizten Räumen

FG

2)

0,55 0,70

0,50 0,65

0,45 0,55

0,90 0,20

0,55

0,15

0,50

1)

B´ = AG/(0,5·P); P = exponierter Umfang der Bodenfläche

2)

Bei fließendem Grundwasser erhöhen sich die Temperatur-Korrekturfaktoren um 15 %

3)

Bei einem Wärmedurchlasswiderstand der Randdämmung R > 2 m K/W; Bodenplatte ungedämmt

0,10

0,35

2

Detailliertes Berechnungsverfahren

HT

LD  LS  H u  ' HT ,FH

in W/K

(3.2-4)

Darin ist: LD

= thermischer Leitwert zwischen beheiztem Raum und außen in W/K LD

¦  Ai ˜U i  ¦  A i ˜ \ i

(3.2-5)

Ls

= Thermischer Leitwert zwischen beheiztem Raum und außen in W/K; berechnet gemäß DIN EN ISO 13370 [91]

Hu

= spezifischer Transmissionswärmeverlust durch unbeheizte Räume in W/K

Hu

b ˜ ª¬ ¦  Ai ˜ U i  ¦  A i ˜ \ i º¼

(3.2-6)

mit b

H ue ; Korrekturfaktor gemäß DIN EN ISO 13789 [93] H iu  H ue

(3.2-7)

3.2 Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs nach DIN V 4108-6

77

Hue = spezifischer Transmissionswärmeverlust des unbeheizten Raumes zur Außenluft Hiu = spezifischer Transmissionswärmeverlust des beheizten Raumes in den unbeheizten Raum

'HT,FH

= spezifischer Wärmeverlust über Bauteile mit integrierten Heizflächen gemäß DIN V 4108-6 [54], Abschnitt 6.1.4 in W/K Beim öffentlich-rechtlichen Nachweis nach EnEV kann 'HT,FH unberücksichtigt bleiben, wenn eine Wärmedämmung mit d t 8 cm und O ” 0,04 W/(mK) bzw. einem Wärmedurchlasswiderstand R t 2,0 m2K/W zwischen der Heizfläche und den außen liegenden konstruktiven Bauteilen vorhanden ist.

3.2.4 Lüftungswärmeverlust Hv

n ˜V ˜ UL ˜ c pL

(3.2-8)

Darin ist: n

= Luftwechselrate in h-1 Bei freier Lüftung: n = 0,7 h-1 für Gebäude ohne Luftdichtheitsprüfung n = 0,6 h-1 für Gebäude mit Luftdichtheitsprüfung Bei maschineller Lüftung:

n nA ˜  1  KV  nx (3.2-9) -1 nA = Anlagenluftwechselrate nach DIN V 4701-10 [57] (= 0,4 h ) KV = Nutzungsfaktor des Abluft-/Zuluft-Wärmetauschersystems nach DIN V 4701-10, dort als ȘWRG bezeichnet (Herstellerangabe, vereinfacht kann ȘWRG gemäß DIN V 4701-10 zu 0,6 bei Geräten mit einem Wärmerückgewinnungsgrad (WRG) größer 60 % und zu 0,8 bei Geräten mit einem WRG größer 80 % angesetzt werden) nx = zus. Luftwechselrate infolge Undichtheiten und Fensteröffnungen Im öffentlich-rechtlichen Nachweis: nx = 0,20 h-1, für Zu- und Abluftanlagen nx = 0,15 h-1, für Abluftanlagen V

= Luftvolumen (auch: Netto-Volumen)

UL ˜ c pL

= wirksame Wärmespeicherfähigkeit der Luft (= 0,34 Wh/(m3K))

3.2.5 Klimadaten Im Rahmen des öffentlich-rechtlichen Nachweises ist ausschließlich die Verwendung der Klimadaten für das Referenzklima „Deutschland“ zulässig, um eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse für unterschiedliche Standorte zu gewährleisten. Die Klimadaten für das Monatsbilanzverfahren sind in Tab. 3.2-3 zusammengestellt.

78

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude

Tabelle 3.2-3 Mittlere Strahlungsintensitäten Is,M und mittlere Außentemperaturen șe für das Referenzklima Deutschland gemäß DIN V 4108-6 [54]

3

Orientierung

1

4

Hor

2

2 Neigung

1

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Strahlungsangebot Monatliche Mittelwerte Is,M in W/m

2

Jan

Feb

Mrz

Apr

Mai

Jun

Jul

Aug

Sep

Okt

Nov

Dez

0

33

52

82

190

211

256

255

179

135

75

39

22

5

30

51

67

99

210

213

250

252

186

157

93

55

31

6

45

57

71

101

205

200

231

235

178

157

97

59

34

60

60

71

98

190

179

203

208

162

150

95

60

35

8

90

56

61

80

137

119

130

135

112

115

81

54

33

9

30

45

62

93

203

211

248

251

183

149

87

49

28

45

49

64

92

198

200

232

236

175

148

88

51

30

60

49

62

88

185

182

208

213

161

140

85

51

30

12

90

44

52

70

140

132

146

153

120

109

69

44

26

13

30

45

62

93

203

211

248

251

183

149

87

49

28

45

49

64

92

198

200

232

236

175

148

88

51

30

60

49

62

88

185

182

208

213

161

140

85

51

30

16

90

44

52

70

140

132

146

153

120

109

69

44

26

17

30

33

51

78

181

199

238

240

170

129

72

38

21

18

45

32

49

74

172

187

221

224

160

123

69

37

20

7

10 11

14 15

19

Süd

SüdOst

SüdWest

Ost

60

30

46

68

160

171

201

205

148

114

65

35

19

20

90

25

37

53

125

131

150

156

115

90

51

28

15

21

30

33

51

78

181

199

238

240

170

129

72

38

21

22

45

32

49

74

172

187

221

224

160

123

69

37

20

60

30

46

68

160

171

201

205

148

114

65

35

19

24

90

25

37

53

125

131

150

156

115

90

51

28

15

25

30

22

39

63

151

180

222

221

150

105

57

28

16

26

45

20

35

56

132

158

194

194

133

91

51

26

14

60

18

32

49

116

139

168

170

118

81

46

23

13

28

90

14

25

38

89

105

124

128

90

62

35

18

10

29

30

22

39

63

151

180

222

221

150

105

57

28

16

45

20

35

56

132

158

194

194

133

91

51

26

14

60

18

32

49

116

139

168

170

118

81

46

23

13

32

90

14

25

38

89

105

124

128

90

62

35

18

10

33

30

20

34

54

137

173

217

214

142

90

49

26

15

34

45

19

32

47

101

143

184

180

115

66

45

24

14

60

17

29

44

79

109

143

139

90

59

41

22

13

90

14

23

34

64

81

99

100

70

48

33

18

10

[°C]

-1,3

0,6

4,1

9,5

12,9

15,7

18,0

18,3

14,4

9,1

4,7

1,3

23

27

30 31

35

West

NordWest

NordOst

Nord

36 37

Temp.

3.2 Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs nach DIN V 4108-6

79

3.2.6 Monatliche Wärmeverluste





0,024 ˜ H M ˜ Ti  T e,M ˜ t M

QA ,M

(3.2-10)

Darin ist: 0,024

= Umrechnungsfaktor in kWh; 0,024 kWh = 1Wd

HM

= spezifischer monatlicher Wärmeverlust in W/K HM = HT,M + HV

Ti  Te,M =

Temperaturdifferenz zwischen Innenlufttemperatur și und der Außenlufttemperatur șe, M

= Anzahl der Tage des betreffenden Monats

tM

3.2.7 Solare Wärmegewinne Mittlere monatliche solare Wärmegewinne



0,024 ˜ tM ˜ ) s,M  ) s,Gvb,M  ) s,op,M  ) s,TWD,M

Qs,M



(3.2-11)

Darin ist: 0,024

= Umrechnungsfaktor in kWh; 0,024 kWh = 1Wd

tM

= Anzahl der Tage des betreffenden Monats

)s,M

= mittlerer monatlicher solarer Wärmestrom durch transparente Bauteile in kWh/mth

)s,Gvb,M

= mittlerer monatlicher solarer Wärmestrom über unbeheizte Glasvorbauten in kWh/mth

)s,op,M

= mittlerer monatlicher solarer Wärmestrom über opake Bauteile in kWh/mth

)s,TWD,M

= mittlerer monatlicher solarer Wärmestrom über Bauteile mit transparenter Wärmedämmung in kWh/mth

Mittlerer monatlicher solarer Wärmestrom durch transparente Bauteile

) s,M

n § · ˜ I ¦ ¨© s,M , j ¦ FS ˜ FC ˜ FF ˜ Fw ˜ gA ,i ˜ Ai, j ¸¹ j 1 i 1 m

(3.2-12)

Darin ist:

j

= Orientierung

i

= Bauteil

Is,M,j

= mittlere monatliche Strahlungsintensität (gemäß Tabelle 3.2-3)

FS

= Abminderungsfaktor für eine evtl. vorhandene Verschattung (FS = 0,9 für übliche Anwendungsfälle). Eine genauere Berechnung kann wie folgt erfolgen:

FS = F0 · Ff · Fh

(3.2-13)

80

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude mit: F0 = Teilbeschattungsfaktor bei horizontalen Überhängen (Tabelle 3.2-4)

Ff = Teilbeschattungsfaktor bei seitlichen Abschattungsflächen (Tabelle 3.2-5) Fh = Teilbeschattungsfaktor bei Verbauung (Tabelle 3.2-6) FC

= Abminderungsfaktor für Sonnenschutzvorrichtungen. (Nur zu berücksichtigen, wenn permanente Sonnenschutz unabhängig von der Sonneneinstrahlung in Betrieb ist)

FF

= Abminderungsfaktor für den Rahmenanteil (FF = 0,7, wenn keine genaueren Werte bekannt sind)

Fw

= Abminderungsfaktor infolge nicht senkrechten Strahlungseinfalls (Fw = 0,9)

gA,i

= Gesamtenergiedurchlassgrad bei senkrechtem Strahlungseinfall (nach Herstellerangabe)

Ai,j

= Fensterfläche (Rohbau-Öffnungsmaße)

Tabelle 3.2-4 Teilbeschattungsfaktor F0 bei horizontalen Überhängen für verschiedene Überhangwinkel 1

2

3

4

5

45° nördlicher Breite

6

7

55° nördlicher Breite

Winkel

Süd

Ost/West

Nord

Süd

Ost/West

Nord

1

0° (kein Überhang)

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

2

30°

0,90

0,89

0,91

0,93

0,91

0,91

3

45°

0,74

0,76

0,80

0,80

0,79

0,80

4

90°

0,50

0,58

0,66

0,60

0,61

0,65

Tabelle 3.2-5 Teilbeschattungsfaktor Ff bei seitlichen Abschattungsflächen für verschiedene Überhangwinkel 1

2

3

4

5

45° nördlicher Breite

6

7

55° nördlicher Breite

Winkel

Süd

Ost/West

Nord

Süd

Ost/West

Nord

1

0° (kein Überhang)

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

2

30°

0,94

0,92

1,00

0,94

0,91

0,99

3

45°

0,84

0,84

1,00

0,86

0,83

0,99

4

90°

0,72

0,75

1,00

0,74

0,75

0,99

3.2 Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs nach DIN V 4108-6

81

Tabelle 3.2-6 Teilbeschattungsfaktor Fh bei Verbauung für verschiedene Horizontwinkel 1

2

3

4

5

45° nördlicher Breite

6

7

55° nördlicher Breite

Winkel

Süd

Ost/West

Nord

Süd

Ost/West

Nord

1

0° (keine Verbauung)

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

2

10°

0,97

0,95

1,00

0,94

0,92

0,99

3

20°

0,85

0,82

0,98

0,68

0,75

0,95

4

30°

0,62

0,70

0,94

0,49

0,62

0,92

5

40°

0,46

0,61

0,90

0,40

0,56

0,89

Mittlerer monatlicher solarer Wärmestrom über unbeheizte Glasvorbauten

) s,Gvb,M

) sd  ) si

(3.2-14)

Darin ist:

)sd

= direkte Wärmegewinne durch die Trennwand in kWh/mth

)si

= indirekte Wärmegewinne aus dem durch die Sonne beheizten Glasvorbau in kWh/mth

)sd und )si berechnen sich wie folgt:

) sd

§ Up · I p,M ˜ FS ˜ FCe ˜ FFe ˜ 0,9 ˜ ge,A ˜ ¨ FCW ˜ FFW ˜ 0,9 ˜ gW ,A ˜ AW  D sp ˜ Ap ˜ ¸ U pe ¹ ©

) si

1  Fu ˜ FS ˜ FCe ˜ FFe ˜ 0,9 ˜ ge,A ˜ ¨ ¦  I si,M ˜ D si ˜ Ai  I p,M ˜ D sp ˜ Ap ˜ U p ¸

§

U ·

© i

pe ¹

(3.2-15)

(3.2-16)

Darin ist:

i

= Bauteil

Ip,M

= mittlere monatliche Strahlungsintensität auf die absorbierende Oberfläche der opaken Trennwand zwischen beheiztem Raum und Glasvorbau in W/m2

FS

= Abminderungsfaktor infolge Verschattung (gemäß Gl. 3.2-13)

FCe(W)

= Abminderungsfaktor für Sonnenschutzvorrichtungen an den Fenstern des Glasvorbaus (Index e) und der Trennwand (Index W)

FFe(W)

= Abminderungsfaktor für den Rahmenanteil der Fenster des Glasvorbaus (Index e) und der Trennwand (Index W)

ge(W),A

= Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung der Fenster des Glasvorbau (Index e) und der Trennwand (Index W) bei senkrechtem Strahlungseinfall

82

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude

AW

= Fläche (Rohbau-Öffnungsmaße) der Fenster in der Trennwand in m2

Dsp

= mittlerer solarer Absorptionsgrad der Strahlung aufnehmenden Flächen der Trennwand (gemäß Tabelle 3.2-7)

Ap

= Fläche der opaken Teile der Trennwand in m2

Up

= Wärmedurchgangskoeffizient der opaken Fläche der Trennwand in W/(m2K)

Upe

= Wärmedurchgangskoeffizient zwischen der absorbierenden Oberfläche der Trennwand und dem unbeheizten Glasvorbau (i.d.R. gilt: Upe = 1/Rse)

Fu

= Temperatur-Korrekturfaktor gegen unbeheizte Räume (siehe Tabelle 3.2-1) (alternativ kann auch der Korrekturfaktor b gemäß DIN EN ISO 13789 [93] verwendet werden)

Isi,M

= mittlere monatliche Strahlungsintensität auf die Teilfläche i der absorbierenden Fläche im Glasvorbau in W/m2

Dsi

= mittlerer solarer Absorptionsgrad der Strahlung aufnehmenden Flächen im Glasvorbau (Įsi = 0,8, wenn keine genaueren Angaben vorliegen)

Ai

= Teilfläche i der absorbierenden Fläche im Glasvorbau

Tabelle 3.2-7 Richtwerte für den Strahlungsabsorptionsgrad Į verschiedener Oberflächen im energetisch wirksamen Spektrum des Sonnenlichtes gemäß DIN V 4108-6 [54] 1

2 D

1

Oberfläche

2

Wand, heller Anstrich

0,4

3

Wand, gedeckter Anstrich oder helles Sichtmauerwerk

0,6

4

Wand, dunkler Anstrich oder Klinkermauerwerk

0,8

5

Dach, Metall (blank)

0,2

6

Dach, ziegelrot oder Bitumendachbahn

0,6

7

Dach, dunkle Oberfläche

0,8

Mittlerer monatlicher solarer Wärmestrom über opake Bauteile Der solare Wärmestrom über opake Bauteile darf im Nachweis nach EnEV vernachlässigt werden, da er in der Regel im Vergleich zum solaren Wärmestrom über transparente Bauteile von untergeordneter Bedeutung ist. In Fällen, in denen dieser Bilanzanteil trotzdem angesetzt werden soll, kann eine Berechnung gemäß Gl. 3.2-17 erfolgen. Wird das Ergebnis der eingeschachtelten Klammer negativ, so überwiegt die nächtliche langwellige Abstrahlung und es tritt ein Wärmeverlust auf. Bei einem positiven Wert des Klammerausdrucks überwiegt die kurzwellige solare Einstrahlung während des Tages und es kann ein Gewinn bilanziert werden.

3.2 Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs nach DIN V 4108-6

83

m

¦ U ˜ A j ˜ Rse ˜ D ˜ I sj,M  F f ˜ hr ˜ 'Ter

) s,op,M

(3.2-17)

j 1

Darin ist:

j

= Orientierung

U

= Wärmedurchgangskoeffizient des opaken Bauteils in W/(m2K)

Aj

= Gesamtfläche des opaken Bauteils in der Orientierung j in m2

Rse

= äußerer Wärmeübergangswiderstand in m2K/W

D

= Absorptionskoeffizient des Bauteils (Į = 0,5 für Berechnungen nach EnEV)

Isj,M

= mittlere monatliche Strahlungsintensität auf die Oberfläche des opaken Bauteils in W/m2

Ff

= Formfaktor zwischen Bauteil und Himmel (Ff = 0,5 für senkrechte Bauteile, Ff = 1,0 für waagerechte Bauteile bis 45° Neigung)

hr

= äußerer Abstrahlungskoeffizient in W/(m2K)

hr = 4 · İ · ı · (șss+273)3

(3.2-18)

Näherungsweise kann mit hr = 5 · İ gerechnet werden

H

= Emissionsgrad der Außenoberfläche (İ = 0,8 für Berechnungen nach EnEV)

V

= Stefan-Boltzmann-Konstante, ı = 5,67·10-8 W/(m2·K4)

Tss

= arithmetisches Mittel aus der Oberflächentemperatur und der Temperatur des Himmels

'Ter

= Differenz zwischen der Temperatur der Umgebungsluft und der Temperatur des Himmels (vereinfachend kann ǻșer = 10 K angenommen werden)

Mittlerer monatlicher solarer Wärmestrom über Bauteile mit transparenter Wärmedämmung In DIN V 4108-6 [54] werden solare Wärmeströme über Bauteile mit transparenter Wärmedämmung gemäß Gl. 3.2-19 bilanziert. Für weiterführende Informationen zur Berechnung von transparenten Wärmedämmsystemen wird hier auf die Veröffentlichungen des Fachverbandes Transparente Wärmedämmung e.V. (im Internet unter www.umwelt-wand.de/twd) verwiesen.

) s,TWD,M

m

§ D ˜ gTi

¦ U ˜ A j ˜ ¨© j 1

Ue

· ˜ FS ˜ FF ˜ I sj,M  F f ˜ Rse ˜ hr ˜ 'Ter ¸ ¹

(3.2-19)

Darin ist:

j

= Orientierung

U

= Wärmedurchgangskoeffizient des opaken Bauteils in W/(m2K)

Aj

= Gesamtfläche des opaken Bauteils in der Orientierung j in m2

D

= Absorptionskoeffizient des Bauteils (Į = 0,5 für Berechnungen nach EnEV)

gTi

= Gesamtenergiedurchlassgrad des TWD nach Prüfzeugnis

84

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude

Ue

= Wärmedurchgangskoeffizient aller äußeren Schichten, die vor der absorbierenden Schicht liegen

FS

= Abminderungsfaktor für eine eventuell vorhandene Verschattung (siehe Gl. 3.2-13)

FF

= Abminderungsfaktor für den Rahmenanteil des TWD-Systems

Isj,M

= mittlere monatliche Strahlungsintensität auf die Oberfläche des opaken Bauteils in W/m2

Ff

= Formfaktor zwischen Bauteil und Himmel (Ff = 0,5 für senkrechte Bauteile, Ff = 1,0 für waagerechte Bauteile bis 45° Neigung)

Rse

= äußerer Wärmeübergangswiderstand in m2K/W

hr

= äußerer Abstrahlungskoeffizient in W/(m2K) (siehe Gl. 3.2-18) Näherungsweise kann mit hr = 5 · İ gerechnet werden

H

= Emissionsgrad der Außenoberfläche (İ = 0,8 für Berechnungen nach EnEV)

V

= Stefan-Boltzmann-Konstante, ı = 5,67·10-8 W/(m2·K4)

Tss

= arithmetisches Mittel aus der Oberflächentemperatur und der Temperatur des Himmels

'Ter

= Differenz zwischen der Temperatur der Umgebungsluft und der Temperatur des Himmels (vereinfachend kann ǻșer = 10 K angenommen werden)

3.2.8 Interne Wärmegewinne Qi,M

0,024 ˜ tM ˜ )i,M

(3.2-20)

Darin ist: 0,024

= Umrechnungsfaktor in kWh; 0,024 kWh = 1Wd

tM

= Anzahl der Tage des betreffenden Monats

)i,M

= mittlerer monatlicher interner Wärmestrom in kWh/mth

)i,M

qi,M ˜ AN

(3.2-21)

mit: qi,M = mittlere flächenbezogene interne Wärmeleistung in W/m2 Bei Berechnungen nach EnEV ist anzusetzen: qi,M = 5 W/m2 bei Wohngebäuden sowie bei allen anderen Gebäuden soweit in anerkannten Regeln der Technik keine anderen Werte festgelegt sind qi,M = 6 W/m2 bei Büro- und Verwaltungsgebäuden

AN

= Gebäudenutzfläche nach EnEV (AN = 0,32 · Ve)

3.2 Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs nach DIN V 4108-6

85

3.2.9 Wirksame Wärmespeicherfähigkeit Cwirk

¦ c j ˜ U j ˜ d j ˜ Aj

(3.2-22)

j

Darin ist:

j

= Bauteilschicht

cj

= spezifische Wärmekapazität des Baustoffes in Schicht j in Wh/(kgK) (Anhaltswerte enthält Tab. 3.2-8)

Uj

= Rohdichte des Baustoffes in Schicht j in kg/m3

dj

= wirksame Schichtdicke in m

Aj

= wirksame Bauteilfläche (bei Außenbauteilen außenmaßbezogen, bei Innenbauteilen innenmaßbezogen berechnet) in m2

Tabelle 3.2-8 Spezifische Wärmekapazität c ausgewählter Baustoffe 1

2

1

Baustoff

c in Wh/(kgK)

2

Beton

0,2778

3

Glas

0,2083

4

Holz

0,4444

5

Holzfaserdämmplatten

0,3889

6

Kalksandstein

0,2778

7

Mineralwolle (Glaswolle, Steinwolle)

0,2861

8

Polystyrol-Hartschaum (EPS, XPS)

0,4028

9

Porenbeton

0,2778

10

Stahl

0,1250

11

Vollziegel

0,2778

12

Zellulosefasern

0,4444

Als wirksam sind Schichten oder Schichtanteile anzusehen, die im Bauteil weniger als 10 cm entfernt von der inneren Oberfläche gelegen sind (10 cm-Regel). Weisen raumtrennende Innenbauteile eine Dicke von weniger als 20 cm auf, so darf auf jeder Raumseite höchstens die halbe Wanddicke angesetzt werden. Liegen Wärmedämmschichten (d.h. Schichten mit Ȝ < 0,1 W/(mK) und R > 0,25 m2K/W) in hier relevanten Bauteilbereichen vor, so dürfen nur die raumseitig gelegenen Schichten Berücksichtigung finden.

86

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude

Liegen keine ausreichenden Angaben zur Berechnung von Cwirk vor, so kann gemäß DIN V 4108-6 für leichte Gebäude Cwirk = 15 Wh/(m3K) · Ve und für schwere Gebäude Cwirk = 50 Wh/(m3K) · Ve angenommen werden. Als schwere Gebäude im Sinne von [54] gelten Gebäude mit massiven Innen- und Außenbauteilen ohne untergehängte Decken, als leichte Gebäude gelten: - Gebäude in Holztafelbauart ohne massive Innenbauteile - Gebäude mit abgehängten Decken und überwiegend leichten Trennwänden - Gebäude mit hohen Räumen (z.B. Turnhallen, Museen usw.).

3.2.10 Ausnutzungsgrad der Gewinne Der Ausnutzungsgrad Șm sagt, vereinfacht gesagt, aus welcher Anteil der monatlichen solaren und internen Gewinne genutzt werden kann. Er berechnet sich gemäß DIN V 4108-6 nach Gl. 3.2-23.

­ 1J a für J z 1 ° ° 1  J a 1 ® ° a für J 1 °¯ a  1

Km

(3.2-23)

In dieser Beziehung bezeichnet Ȗ das monatliche Wärmegewinn-/Wärmeverlustverhältnis des Gebäudes. Dieses errechnet sich anhand der solaren (Qs) und interen Gewinne (Qi) sowie der Transmissions- (Qh) und Lüftungsverluste (QL) entsprechend Gl. 3.2-24.

J

Qs  Qi Qh  QL

(3.2-24)

Der numerische Parameter a in Gl. 3.2-24 berechnet sich gemäß Gl. 3.2-25 aus der wirksamen Wärmespeicherfähigkeit Cwirk der raumbegrenzenden Flächen (siehe auch Abschnitt 3.2.9) und dem spezifischen Wärmeverlust H (gemäß Gl. 3.2-25).

a

C 1  wirk 16 ˜ H

(3.2-25)

H

HT  HV

(3.2-26)

Die Berechnung des Transmissionswärmeverlustes HT und des Lüftungswärmeverlustes HV wurden bereits ausführlich in Abschnitt 3.2.3 bzw. Abschnitt 3.2.4 dargelegt.

3.2.11 Heizwärmebedarf Der monatliche Heizwärmebedarf berechnet sich gemäß Gl. 3.2-27. Der JahresHeizwärmebedarf ergibt sich dann als Summe aller positiven Monatswerte gemäß Gl. 3.2-28. Qh,M



QA ,M  KM ˜ Qs,M  Qi,M



Darin ist:

QA,M

= monatlicher Wärmeverlust in kWh/mth

KM

= monatlicher Ausnutzungsgrad der Wärmegewinne

(3.2-27)

3.3 Bewertung der Anlagentechnik nach DIN V 4701-10

Qs,M

= mittlere monatliche solare Wärmegewinne in kWh/mth

Qi,M

= mittlere monatliche interne Wärmegewinne in kWh/mth

Qh

¦ Qh,M / pos

87

(3.2-28)

M

Darin ist:

Qh,M / pos

= monatliche Heizwärmebedarf mit einer positiven Wärmebilanz Qh,M > 0

3.2.12 Jahres-Heizenergiebedarf Der Jahres-Heizenergiebedarf eines Gebäudes setzt sich (in der Schreibweise der DIN V 4108-6 [54]) aus der Summe des Jahres-Heizwärmebedarfes Qh, des Jahreswärmebedarfes für die Warmwasserbereitung QW, und der Wärmeverluste der Anlagentechnik Qt zusammen unter Abzug der Energiemengen Qr, die durch regenerative Systeme erbracht werden. Die Ermittlung der Wärmeverluste der Anlagentechnik und somit die Bewertung der Anlagentechnik erfolgt gemäß DIN V 4701-10 [57]. Der Ablauf des Verfahrens wird im folgenden Abschnitt erläutert.

3.3 Bewertung der Anlagentechnik nach DIN V 4701-10 Am Ende einer Bewertung der Anlagentechnik nach DIN V 4701-10 [57] steht die Anlagenaufwandszahl ep. Die Anlagenaufwandszahl ep beschreibt das Verhältnis der von der haustechnischen Anlagentechnik aufgenommenen Energie zu der von ihr abgegebenen Nutzwärme. Hierbei werden Trinkwasser-, Lüftungs- und Heizungsanlagen berücksichtigt. Je kleiner die Anlagenaufwandszahl ep ist, desto effizienter arbeitet das System.

ep

QH ,P  QL,P  QTW ,P Qh  Qtw

(3.3-1)

Darin ist:

QH,P

= Primärenergiebedarf der Heizanlage

QL,P

= Primärenergiebedarf der Lüftungsanlage

QTW,P = Primärenergiebedarf für die Trinkwassererwärmung Qh

= Jahres-Heizwärmebedarf (Berechnung nach DIN V 4108-6)

Qtw

= Trinkwasser-Wärmebedarf (nach EnEV: Qtw = 12,5 kWh/(m2·a) für Wohngebäude)

Die sich teilweise überschneidenden Verfahren gemäß DIN V 4108-6 [54] und DIN V 4701-10 [57] können bei falscher Anwendung dazu führen, dass bei Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung der Wärmegewinn der Lüftungsanlage QWR doppelt berücksichtigt wird. Ausgangssituation für die Problematik ist die unterschiedliche Betrachtung des Wärmegewinns in der Bilanzierung: In DIN V 4108-6 wird der Wärmegewinn durch eine Reduktion des notwendigen Luftwechsels berücksichtigt, was zu geringeren Lüftungswärmeverlusten führt. In DIN V 4701-10 wird der Wärmegewinn bei der Bewertung des Lüftungsstranges berücksichtigt, was zu einer niedrigeren Anlagenaufwandszahl führt. Wenn nun ep gemäß

88

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude

DIN 4701-10 unter Berücksichtigung des Wärmegewinns der Lüftungsanlage berechnet und gleichzeitig bei der Bilanzierung gemäß DIN V 4108-6 ein verminderter Luftwechsel angesetzt wird, ist der Wärmegewinn der Lüftungsanlage in der Primärenergiebewertung doppelt enthalten. Zur Berücksichtigung von Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung ist daher eines der drei im Folgenden beschriebenen Verfahren anzuwenden. Näheres ist DIN V 4701-10, Abschnitt 4.3 zu entnehmen. Es empfiehlt sich die Anwendung der erstgenannten Möglichkeit (Berücksichtigung der Wärmerückgewinne in DIN V 4701-10). 1. Möglichkeit (Regelverfahren) Wenn bei der Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs nach DIN V 4108-6 der Wärmegewinn einer Lüftungsanlage nicht berücksichtigt wurde (also dort ein Nutzungsfaktor ȘV = 0 angesetzt wurde, kann in DIN V 4701-10 der gemäß DIN V 4108-6 errechnete JahresHeizwärmebedarf Qh zur Berechnung von ep unverändert verwendet werden (Qh(4701) = Qh(4108)). Zu beachten ist, dass bei dieser Vorgehensweise der Ausnutzungsgrad Șm der Wärmegewinne überschätzt wird, da aufgrund des rechnerisch höheren Lüftungswärmeverlustes das Gewinn-/Verlustverhältnis Ȗ sinkt. Dieser Effekt wird auf der Anlagenseite in DIN V 4701-10 durch die Einführung eines Faktors fg korrigiert. Der Korrekturfaktor fg < 1 berücksichtigt, dass der Wärmerückgewinn aufgrund von Wechselwirkungen mit solaren und internen Wärmegewinnen zeitweise nicht vollständig ausgenutzt werden kann. Im Diagrammverfahren nach DIN V 4701-10, Bbl. 1 [59] ist der Korrekturfaktor fg < 1 bereits eingearbeitet. Wenn das Diagrammverfahren genutzt werden soll, ist daher – im Sinne dieses Absatzes – der Wärmegewinn der Lüftungsanlage bei der Berechnung von Qh stets zu vernachlässigen. 2. Möglichkeit (Monatsbilanzverfahren mit Berücksichtigung der Wärmerückgewinnung) Wurde der Wärmegewinn einer Lüftungsanlage bereits bei der Berechnung des Lüftungswärmeverlustes Hv im Monatsbilanzverfahren gemäß DIN V 4108-6 durch Ansatz des Nutzungsfaktors ȘV (also die Reduzierung des effektiven Luftwechsels) berücksichtigt, ist dies bei der Weiterrechnung nach DIN V 4701-10 zu beachten. In diesem Fall ist für die Verwendung in DIN V 4701-10 zum Jahresheizwärmebedarf Qh nach DIN V 4108-6 der Wärmegewinn der Lüftungsanlage QWR zu addieren.

Qh( 4701 )

Qh( 4108 )  QWR

(3.3-2)

Der bereits zur Bestimmung von Hv genutzte Nutzungsfaktor ȘV ist auch für die Bestimmung von QWR zu verwenden. QWR selbst berechnet sich gemäß DIN V 4108-6. Hierbei entspricht – wie auch bei der Berechnung von Hv – der Nutzungsfaktor ȘV gemäß DIN V 4108-6 dem Nutzungsfaktor ȘWRG gemäß DIN V 4701-10. 3. Möglichkeit (Berechnung mit korrigierter Anlagenaufwandszahl) Wenn der Wärmegewinn einer Lüftungsanlage bei der Berechnung des Lüftungswärmeverlustes Hv im Monatsbilanzverfahren gemäß DIN V 4108-6 berücksichtigt wurde, kann alternativ zur Anpassung des Jahresheizwärmebedarfs auch die Anlagenaufwandszahl selbst um den Anteil der Wärmerückgewinnung korrigiert werden. Hierbei wird die Anlagenaufwandszahl ep gemäß DIN V 4701-10, wie in Gl. 3.3-1 beschrieben, berechnet. Die Berechnung erfolgt mit fg = 1 und Qh gemäß Gl. 3.3-2. Nachfolgend wird, um eine doppelte Berücksichtigung der Wärmerückgewinnung zu vermeiden, für die Bilanzierung gemäß DIN V 4108-6 eine korrigierte, erhöhte Anlagenaufwandszahl ep* berechnet.

3.3 Bewertung der Anlagentechnik nach DIN V 4701-10

e p*

ep ˜

Qh  QWR  QW Qh  QW

89 (3.3-3)

Zur Ermittlung von ep stellt DIN V 4701-10 [57] drei verschiedene Verfahren zur Verfügung:

x Diagrammverfahren Dieses Verfahren bietet sich für überschlägige Berechnungen in der Vorplanungsphase an, wenn eine Anlagenkonfiguration vorgesehen ist, die einer der Musteranlagen aus DIN V 4701-10, Bbl. 1 [59], entspricht. Zu beachten ist, dass Kennwerte spezifischer Produkte nicht eingesetzt werden können. Die mit dem Diagrammverfahren berechneten Anlagenaufwandszahlen ep liegen daher auf der sicheren Seite, führen in der Regel aber zu unwirtschaftlicheren Ergebnissen. Sobald im Rahmen der Planungsphase festgelegt wurde, welche Anlagenkomponenten eingesetzt werden, sollte daher – unter Verwendung der genauen Produktkennwerte – eine erneute Bewertung der Anlagentechnik unter Zuhilfenahme des detaillierten Verfahrens (s.u.) erfolgen. Anmerkung: Das Diagrammverfahren kann bei Vorhandensein von Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung nur genutzt werden, wenn der Wärmegewinn der Lüftungsanlage entsprechend dem vorstehend beschriebenen Regelverfahren berücksichtigt wird.

x Tabellenverfahren Ist eine Anlagenkonfiguration nicht in DIN V 4701-10, Bbl. 1 [59] erwähnt, so kann ep anhand des Tabellenverfahrens bestimmt werden. Hierbei können sowohl die in [57] angegebenen Werte für einzelne Komponenten der Anlagentechnik angesetzt werden, alternativ sind aber auch genauere produktunabhängige Werte gemäß [6] anwendbar. Durch die Nutzung genauerer Werte sind eine bessere Ausnutzung der Anlagentechnik und damit auch eine wirtschaftlichere Auslegung möglich. Die im Diagrammverfahren zu verwendenden Anlagenaufwandszahlen für die Anlagenkonfigurationen wurden mit den Norm-Werten anhand des Tabellenverfahrens bestimmt. Eine erneute Durchrechnung einer der „BeiblattLösungen“ mit den Norm-Werten wird daher keine günstigeren ep-Werte als nach dem Diagrammverfahren ergeben. Anmerkung: In Erweiterung zu den in [59] dargestellten Anlagenkonfigurationen sind in [5] Diagramme enthalten, die auf den in [6] tabellierten, genaueren Werten beruhen. Hiermit wird eine genauere Bemessung gemäß den Werten aus [6] auch unter Nutzung des Diagrammverfahrens möglich.

x Detailliertes Verfahren Das detaillierte Verfahren kann zur Anwendung kommen, wenn für einzelne oder mehrere Systembestandteile produktspezifische und zertifizierte Kennwerte vorliegen. Die Berechnung erfolgt wie beim Tabellenverfahren. An den entsprechenden Stellen werden anstatt der Werte aus [57] die produktspezifischen Werte eingesetzt. Durch die Anwendung von produktspezifischen Kennwerten innerhalb des detaillierten Verfahrens ergeben sich in der Regel signifikant niedrigere Anlagenaufwandszahlen ep als unter Verwendung der Normwerte im Rahmen der anderen Bestimmungsverfahren.

Anmerkung: Die Durchführungsverordnungen der einzelnen Bundesländer zur EnEV schreiben in der Regel vor, dass der Einbau der zur Berechnung herangezogenen Produkte durch eine Fachunternehmererklärung zu bestätigen ist.

90

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude

Diagrammverfahren Zur Anwendung des Diagrammverfahrens ist zunächst die Anlagenkonfiguration festzulegen. Im Einzelnen stehen in [59] die in Bild 3.3-1 aufgelisteten Komponenten zur Verfügung. Weicht die geplante Anlage in einzelnen Bestandteilen von diesen Komponenten ab, ist das Tabellenverfahren zu verwenden. Kann die gewünschte Anlagenkonfiguration aus den Komponenten gemäß Bild 3.3-1 zusammengestellt werden, so ist das entsprechende Anlagendiagramm [59] zu entnehmen. In Bild 3.3-2 ist ein Beispiel für eine Anlagenkonfiguration gegeben. Welche Größenordnungen sich für ep durch verschiedene Modifikationen an einer Anlagenkonfiguration ergeben können, wird exemplarisch anhand des in Bild 3.3-3 dargestellten Beispiels verdeutlicht.

Bild 3.3-1 Auswahlmöglichkeiten für Komponenten der Anlagenkonfigurationen gemäß [59]

3.3 Bewertung der Anlagentechnik nach DIN V 4701-10

91

Bild 3.3-2 Beispiel eines Diagramms zur Ermittlung der Anlagenaufwandszahl ep (Anlagenkonfiguration 01 gemäß [59]) in Abhängigkeit des Jahresheizwärmebedarfs qh und der Gebäudenutzfläche AN.

92

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude

Bild 3.3-3 Beispiel für die Auswirkung von Modifikationen an der Anlagenkonfiguration auf die Anlagenaufwandszahl ep (Anlagenkonfigurationen: siehe [59]) (NT: Niedertemperaturkessel, BW: Brennwertkessel, WRG: Wärmerückgewinnung, DC: Wechselstrom-Ventilatoren, 2K: Regelabweichung der Ventile in Kelvin)

3.3 Bewertung der Anlagentechnik nach DIN V 4701-10

93

Tabellenverfahren Die energetische Bewertung der Anlagentechnik mittels des Tabellenverfahrens erfolgt anhand der Berechnungsblätter aus [57], Anhang A. Hierbei ist zunächst je ein Formular für Lüftung, Trinkwassererwärmung und Heizung auszufüllen. Die Einzelergebnisse werden dann auf dem eigentlichen Bewertungsformular zusammengefasst. Aus diesen Einzelergebnissen wird schließlich die Anlagenaufwandszahl ep berechnet. Die notwendigen Kennwerte zur Bearbeitung dieser Berechnungsblätter sind [57] zu entnehmen. So sind in [57] unter anderem Tabellen mit den notwendigen Kennwerten für Wärmeerzeuger, Verteilsystem, Wärmeabgabe, Trinkwassererwärmung, Zirkulation und allen anderen Anlagenkomponenten enthalten. Mit diesen Kennwerten werden für die Bereiche Lüftung, TW-Erwärmung und Heizung jeweils der Endenergiebedarf und der Primärenergiebedarf berechnet. Hinsichtlich des Endenergiebedarfs wird dabei zwischen bereitzustellender Wärmeenergie und Hilfsenergie unterschieden. Hierdurch ist es möglich, die jeweiligen Verluste (im Heizungsbereich z. B. den Stromverbrauch von Regelungseinrichtungen und Umwälzpumpen) getrennt zu berücksichtigen. Innerhalb der Berechnungen hinsichtlich Trinkwassererwärmung und Lüftung werden diejenigen Verluste (qh,TW und qh,L) getrennt ausgewiesen, die innerhalb der beheizten Gebäudehülle auftreten. Diese Verluste können in die Berechnung der Heizanlage als Gewinne eingehen. Daher sind im Rahmen der Anlagenbewertung zunächst stets die Bereiche Trinkwassererwärmung und Lüftung zu berechnen und erst danach der Bereich Heizung. Als Endergebnis der Berechnungen hinsichtlich der einzelnen Anlagentechnikbereiche erhält man, wie bereits erwähnt, unter anderem den jeweiligen Primärenergiebedarf für Trinkwassererwärmung (QTW,P), für Lüftung (QL,P) und für Heizung (QH,P). Mit diesen Werten (und Qh sowie Qtw aus DIN V 4108-6) kann nachfolgend die Anlagenaufwandszahl ep gemäß Gl. 3.3-1 berechnet werden. Die Kenngrößen im detaillierten Verfahren und im Tabellenverfahren für die Beispiel-Anlagenkonfiguration aus Bild 3.3-2 werden nachfolgend nach Prozessbereichen gegliedert dargestellt. Für abweichende Konfigurationen wird auf [57] verwiesen. Übergabe Trinkwarmwasser Die Übergabeverluste (z. B. durch ungenutzt auslaufendes warmes Trinkwasser) sind im Nutzenergiebedarf qtw enthalten. Daher werden die Übergabeverluste bei der anlagentechnischen Bewertung zu Null gesetzt. Verteilung Trinkwarmwasser (hier: für gebäudezentrale Versorgung dargestellt) Tabelle 3.3-1 Bestimmungsgleichungen für das detaillierte Verfahren 2

Flächenbezogener Wärmeverlust qtw,d in kWh/(m a) ¦ QTW ,d ,i qtw ,d AN Darin ist: QTW,d,i = Wärmeabgabe des Rohrabschnitts i in kWh/a 2 AN = Nutzfläche des Gebäudes in m

(3.3-4)

94

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude

Wärmeabgabe eines Rohrabschnitts QTW,d,i in kWh/a 1 (3.3-5) ˜ U ˜ L ˜ -TW ,m  - u,m ˜ tTW ˜ z QTW ,d ,i 1000 i i Darin ist: Ui = längenspezifischer Wärmedurchgangskoeffizient in W/(mK) Li = Länge des Rohrabschnittes in m (aus Rohrnetzplanung oder Standardwerte aus [2]) -TW,m = mittlere Temperatur des Rohrabschnittes in °C (mit Zirkulation: 50°C; ohne Zirkulation: 32°C) -u,m = mittlere Umgebungstemperatur in °C (innerhalb therm. Hülle: 20°C; außerhalb im Keller: 13°C; außerhalb im Dach: 5°C) tTW = Bereitstellungsdauer für Trinkwarmwasser in d/a (tTW = 350 d/a) z = Laufzeit der Zirkulationspumpe in h/d z = 10 + 1 / (0,07 + 50 / AN)





Heizwärmegutschrift Qh,TW,d,i in kWh/a thp Qh,TW ,d ,i ˜ 1  fa ˜ QTW ,d ,i tTW Darin ist: tHP = tTW = fa = QTW,d,i =

(3.3-6)

Dauer der Heizperiode in d/a Bereitstellungsdauer für Trinkwarmwasser in d/a (tTW = 350 d/a) Wärmeverlustfaktor (Komponente außerhalb der thermischen Hülle: fa = 1; Komponente innerhalb der thermischen Hülle: fa = 0,15) 2 Wärmeabgabe des Rohrabschnitts i in kWh/m a 2

Hilfsenergiebedarf der Zirkulationspumpe qTW,d,HE in kWh/(m a) PPumpe ˜ tTW ˜ z qTW ,d ,HE 1000 ˜ AN Darin ist: PPumpe = tTW z

= =

(3.3-7)

2

mittlere Leistungsaufnahme der Pumpe in kWh/(m a) Wenn keine genaueren Werte vorliegen: PPumpe = 27 + 0,008 ‚ AN Bereitstellungsdauer für Trinkwarmwasser in d/a (tTW = 350 d/a) Laufzeit der Zirkulationspumpe in h/d z = 10 + 1 / (0,07 + 50 / AN)

Tabelle 3.3-2 Standardwerte für das Tabellenverfahren (Auszug, [57]) 1 1 2

AN 2 in m

3

2

3

4

5

6

mit Zirkulation Vert. außerhalb therm. Hülle

7

8

9

ohne Zirkulation

Vert. innerhalb therm. Hülle

Vert. außerhalb therm. Hülle

Vert. innerhalb therm. Hülle

10

11

mit ohne Zirkulation Zirkulation

qTW,d

Qh,TW,d

qTW,d

Qh,TW,d

qTW,d

Qh,TW,d

qTW,d

Qh,TW,d

qTW,d,HE

qTW,d,HE

4

100

14,6

1,7

12,1

5,4

6,7

1,0

5,1

2,3

1,14

0,0

5

150

11,6

1,7

9,8

4,4

5,4

1,0

4,2

1,9

0,82

0,0

6

200

10,1

1,8

8,7

3,9

4,7

1,0

3,8

1,7

0,66

0,0

7

300

8,7

1,8

7,7

3,5

4,0

1,0

3,3

1,5

0,49

0,0

8

500

7,6

1,9

6,9

3,1

3,4

1,0

3,0

1,3

0,34

0,0

3.3 Bewertung der Anlagentechnik nach DIN V 4701-10 1 1 2

AN 2 in m

3

2

3

4

5

6

7

mit Zirkulation Vert. außerhalb therm. Hülle

95 8

9

ohne Zirkulation

Vert. innerhalb therm. Hülle

qTW,d

Qh,TW,d

qTW,d

Qh,TW,d

Vert. außerhalb therm. Hülle qTW,d

Qh,TW,d

Vert. innerhalb therm. Hülle qTW,d

Qh,TW,d

10

11

mit ohne Zirkulation Zirkulation

qTW,d,HE

qTW,d,HE

9

750

7,1

2,0

6,6

3,0

0,27

0,0

10

1000

6,9

2,1

6,5

2,9

0,22

0,0

11

2500

6,6

2,2

6,3

2,8

0,14

0,0

12

5000

6,6

2,3

6,3

2,8

0,11

0,0

Speicherung Trinkwarmwasser (hier: für indirekt beheizten Speicher dargestellt) Tabelle 3.3-3 Bestimmungsgleichungen für das detaillierte Verfahren 2

Flächenbezogener Wärmeverlust qtw,s in kWh/(m a) 50  -u,m 1,2 ˜ ˜ tTW ˜ qB,S 45 qtw ,s AN Darin ist: -u,m =

tTW qB,S

= =

AN

=

(3.3-8)

mittlere Umgebungstemperatur in °C (innerhalb therm. Hülle: 20°C; außerhalb im Keller: 13°C; außerhalb im Dach: 5°C) Bereitstellungsdauer für Trinkwarmwasser in d/a (tTW = 350 d/a) Bereitschafts-Wärmeverlust des Speichers in kWh/d 0,4 - vereinfacht: qB,S = 0,4 + 0,2 ‚ V mit V als Speicher-Nenninhalt in Litern 0,7 - bei unbekanntem Nenninhalt: V = 6 ‚ AN 2 Nutzfläche des Gebäudes in m 2

Heizwärmegutschrift qh,TW,s in kWh/(m a) thp qh,TW ,s ˜ 1  fa ˜ qTW ,s tTW Darin ist: tHP = tTW = fa =

qTW,s

=

(3.3-9)

Dauer der Heizperiode in d/a Bereitstellungsdauer für Trinkwarmwasser in d/a (tTW = 350 d/a) Wärmeverlustfaktor (Komponente außerhalb der thermischen Hülle: fa = 1; Komponente innerhalb der thermischen Hülle: fa = 0,15) 2 flächenbezogener Wärmeverlust in kWh/(m a) 2

Hilfsenergiebedarf der Umwälzpumpe qTW,s,HE in kWh/(m a) PPumpe ˜ tP qTW ,s,HE 1000 ˜ AN Darin ist: PPumpe =

tP

=

Nennleistungsaufnahme der Pumpe in W Wenn keine genaueren Werte vorliegen: PPumpe = 44 + 0,059 ‚ AN Betriebsdauer der Umwälzpumpe in h/a 0,5 Wenn keine genaue Berechnung erfolgt: tP = 170 + 5 ‚ AN

(3.3-10)

96

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude

Tabelle 3.3-4 Standardwerte für das Tabellenverfahren (Auszug, [57]) 1 1

2

3

AN 2 in m

4

6

Indirekt beheizter Speicher Aufstellung außerhalb thermischer Hülle

2

5

3

Aufstellung innerhalb thermischer Hülle

qTW,s

qh,TW,s

qTW,s

qh,TW,s

qTW,s,HE

4

100

6,5

0,0

5,3

2,4

0,11

5

150

4,8

0,0

3,9

1,7

0,08

6

200

3,8

0,0

3,1

1,4

0,07

7

300

2,8

0,0

2,3

1,0

0,05

8

500

1,9

0,0

1,5

0,7

0,04

9

750

1,4

0,0

1,1

0,5

0,04

10

1000

1,1

0,0

0,9

0,4

0,03

11

2500

0,9

0,0

0,7

0,3

0,03

12

5000

0,7

0,0

0,5

0,2

0,04

Erzeugung Trinkwarmwasser (hier: für brennstoffgespeiste Systeme dargestellt) Tabelle 3.3-5 Bestimmungsgleichungen für das detaillierte Verfahren Aufwandszahl eTW,g

eTW ,g

§ · § 1 · § t ·  1¸ ˜ ¨1  HP ¸ ˜ qB,M ¸ ¨1  ¨© M t ¹ © © ¹ TW TW ¹

K100%

Darin ist: MTW = *

Q TW

=

tTW tHP

= =

tTW qB,M

= =

Belastungsgrad des Kessels . MTW = Q*TW / ( Qn ‚ tTW ‚ 24) Nutzwärmeabgabe des Erzeugers zur Trinkwarmwasserbereitung in kWh/a * 0,7 1,2 Wenn keine genaueren Werte bekannt: Q TW = 70,56 ‚ AN + 2,12 ‚ AN Länge der Trinkwasserperiode in d/a (tTW = 350 d/a) Dauer der Heizperiode in d/a (tHP = 0, wenn der Kessel ausschließlich zur Trinkwassererwärmung genutzt wird) Bereitstellungsdauer für Trinkwarmwasser in d/a (tTW = 350 d/a) Bereitschaftsverlust des Kessels bei der mittleren Kesseltemperatur qB,M = qB,70 ‚ (-K,m – 20) / (70 – 20) mit Bereitschaftswärmeverlust qB,70: -0,28 qB,70 = (12 ‚ AN ) / 100 für Standard-Heizkessel

(3.3-11)

3.3 Bewertung der Anlagentechnik nach DIN V 4701-10

97

-0,28

qB,70 = (6 ‚ AN ) / 100 für NT- und BW-Kessel qB,70 = 0,022 für Kombikessel mittlere Kesseltemperatur -K,m: -K,m = 70°C für Standard-Heizkessel -K,m = 35°C + 0,002 ‚ AN für NT- und BW-Kessel sowie Kombikessel Wirkungsgrad des Kessels bei Nennleistung . K100% = (85,0 + 2,0 ‚ log Qn ) / 100 für Standard-Heizkessel . K100% = (88,5 + 1,5 ‚ log Qn ) / 100 für NT-Kessel . K100% = (92,0 + 1,0 ‚ log Qn ) / 100 für BW-Kessel

K100%

=

. Qn

=

Kessel-Nennleistung in kW

AN

=

. . 0,7 Wenn keine genaueren Werte bekannt: Q n = 0,42 ‚ AN bzw. Q n = 24 kW für Kombikessel 2 Nutzfläche des Gebäudes in m 2

Hilfsenergiebedarf des Kessels qTW,g,HE in kWh/(m a) MTW ˜ tTW ˜ 24 ˜ PHE qTW ,g ,HE AN Darin ist: PHE =

(3.3-12)

Elektrische Leistungsaufnahme des Kessels in kW

. 0,48 Wenn keine genaueren Werte vorliegen: PHE = 0,045 ‚ Q n

Tabelle 3.3-6 Standardwerte für das Tabellenverfahren (Auszug, [57]) 1 1

2

3

AN 2 in m

2

4

5

6

NTKessel

BWKessel

8

Hilfsenergie qTW,g,HE 2 in kWh/(m a)

Aufwandszahl eTW,g Konstanttemperaturkessel

7

NT-Kombi- BW-Kombikessel kessel

Kombikessel

andere Kessel

3

100

1,82

1,21

1,17

1,41

1,36

0,2

0,30

4

150

1,71

1,19

1,15

1,32

1,28

0,19

0,24

5

200

1,64

1,18

1,14

1,27

1,24

0,18

0,21

6

300

1,56

1,17

1,13

1,22

1,19

0,17

0,17

7

500

1,46

1,15

1,12

1,18

1,15

0,17

0,13

8

750

1,40

1,14

1,11

0,11

9

1000

1,36

1,14

1,10

0,10

10

2500

1,26

1,12

1,09

0,069

11

5000

1,21

1,11

1,08

0,054

98

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude

Übergabe Heizungsanlage (hier: für Wasserheizungen dargestellt) Tabelle 3.3-7 Wärmeverlust der Übergabe für das detaillierte Verfahren und das Tabellenverfahren (Auszug, [57])

1

1

2

3

4

System

Regelung

Übergabeverlust 2 qce in kWh/(m a)

Bemerkungen

Freie Heizflächen a) überwiegende Anordnung der Heizflächen im Außenwandbereich

Thermostatventile und andere P-Regler mit Auslegungsproportionalbereich: 2 Kelvin 1 Kelvin

3,3 1,1

Elektronische Regeleinrichtung

0,7

Zeit- und temperaturabhängig arbeitend, mit PI- oder vergleichbarem Regelverhalten

Elektronische Regeleinrichtung mit Optimierungsfunktion

0,4

Mit zusätzlichen Funktionen wie z.B. Fensteröffnungs- oder Präsenzerkennung

2

qce + 1,1

b) überwiegende Anordnung im Innenwandbereich Integrierte Heizflächen (Fußbodenheizung und andere Flächenheizungen)

3

Einzelraumregelung mit Zweipunktregler: Schaltdifferenz 2 Kelvin Schaltdifferenz 1 Kelvin

3,3 1,1

Elektronische Regeleinrichtung

0,7

Zeit- und temperaturabhängig arbeitend, mit PI- oder vergleichbarem Regelverhalten

Elektronische Regeleinrichtung mit Optimierungsfunktion

0,4

Mit zusätzlichen Funktionen wie z.B. Fensteröffnungs- oder Präsenzerkennung

Der Aufwand für die Hilfsenergie bei der Wärmeübergabe wird mit 0 kWh/(m2a) angesetzt, wenn für die Übergabe kein zusätzlicher Antrieb (z.B. Ventilator) eingesetzt wird. Werden Ventilatoren zur Luftumwälzung eingesetzt, ist qce,HE = 0,5 kWh/(m2a) anzusetzen.

3.3 Bewertung der Anlagentechnik nach DIN V 4701-10

99

Verteilung Heizungsanlage (hier: für gebäudezentrale Versorgung dargestellt) Tabelle 3.3-8 Bestimmungsgleichungen für das detaillierte Verfahren 2

Flächenbezogener Wärmeverlust qtw,d in kWh/(m a) ¦ QH,d ,i qH,d AN

(3.3-13)

Darin ist: QH,d,i = Wärmeabgabe des Rohrabschnitts i in kWh/a 2 AN = Nutzfläche des Gebäudes in m Wärmeabgabe eines Rohrabschnitts QH,d,i in kWh/a 1 (3.3-14) ˜ U ˜ L ˜ - HK ,m  -u,m ˜ fa ˜ fb ˜ tHP ˜ z QH ,d ,i 1000 i i Darin ist: Ui = längenspezifischer Wärmedurchgangskoeffizient in W/(mK) Li = Länge des Rohrabschnittes in m (aus Rohrnetzplanung oder Standardwerte aus [57]) -HK,m = mittlere Temperatur des Rohrabschnittes in °C (VL/RL = 90/70: 56°C; 70/55: 46°C; 55/45: 38°C; 35/28: 26°C) -u,m = mittlere Umgebungstemperatur in °C (innerhalb therm. Hülle: 20°C; außerhalb im Keller: 13°C; außerhalb im Dach: 5°C) fa = Wärmeverlustfaktor (Abschnitte innerhalb therm. Hülle: 0,15; innerhalb therm. Hülle für absperrbare Heizungsrohre: 0,1; außerhalb therm. Hülle: 1) fb = Teilbeheizungsfaktor (für nicht absperrbare Heizungsrohre: 1,0; für absperrbare Heizungsrohre: 0,8) tHP = Dauer der Heizperiode in d/a (tHP = 185 d/a) z = Laufzeit der Umwälzpumpe in h/d (z = 24 h/d)





2

Hilfsenergiebedarf der Umwälzpumpe qH,d,HE in kWh/(m a) PPumpe ˜ tHP ˜ z qH ,d ,HE fp ˜ 1000 ˜ AN Darin ist: PPumpe =

tHP fp

= =

z

=

Nennleistungsaufnahme der Pumpe in W (VL/RL = 90/70: PPumpe = 41 + 0,046 ‚ AN; 70/55: PPumpe = 44 + 0,059 ‚ AN; 55/45: PPumpe = 45 + 0,085 ‚ AN; 35/28: PPumpe = 80 + 0,150 ‚ AN) Dauer der Heizperiode in d/a (tHP = 185 d/a) Korrekturfaktor für regelbare Pumpen bei ungeregelten Pumpen: fp = 1,0 bei geregelten Pumpen: fp = 1,4 – 20 / AN Laufzeit der Umwälzpumpe in h/d (z = 24 h/d)

(3.3-15)

100

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude

Tabelle 3.3-9 Standardwerte des Wärmeverlustes der Wärmeverteilung qd in kWh/(m2a) (Horizontale Verteilung außerhalb der thermischen Hülle) für das Tabellenverfahren (Auszug, [57]) 1 1 2

2

4

5

6

7

8

9

Horizontale Verteilung außerhalb der thermischen Hülle

AN 2 in m

3

3

Verteilungsstränge außenliegend

Verteilungsstränge innenliegend

90/70°C

70/55°C

55/45°C

35/28°C

90/70°C

70/55°C

55/45°C

35/28°C

4

100

15,2

11,4

8,6

4,4

13,8

10,3

7,8

4,0

5

150

11,5

8,6

6,5

3,2

10,3

7,7

5,8

2,9

6

200

9,7

7,2

5,4

2,7

8,5

6,3

4,8

2,3

7

300

7,9

5,8

4,4

2,1

6,8

5,0

3,7

1,8

8

500

6,4

4,7

3,5

1,7

5,4

3,9

2,9

1,3

9

750

5,7

4,2

3,1

1,4

4,6

3,4

2,5

1,1

10

1000

5,3

3,9

2,9

1,3

4,3

3,1

2,3

1,0

11

2500

4,6

3,4

2,5

1,1

3,7

2,7

1,9

0,8

12

5000

4,4

3,2

2,4

1,1

3,4

2,5

1,8

0,8

Tabelle 3.3-10 Standardwerte des Wärmeverlustes der Wärmeverteilung qd in kWh/(m2a) (Horizontale Verteilung innerhalb der thermischen Hülle) für das Tabellenverfahren (Auszug, [57]) 1 1 2

AN 2 in m

3

2

3

4

5

6

7

8

9

Horizontale Verteilung innerhalb der thermischen Hülle Verteilungsstränge außenliegend

Verteilungsstränge innenliegend

90/70°C

70/55°C

55/45°C

35/28°C

90/70°C

70/55°C

55/45°C

35/28°C

4

100

4,3

3,1

2,2

0,8

4,1

2,9

2,1

0,7

5

150

3,8

2,7

1,9

0,7

3,6

2,5

1,8

0,6

6

200

3,5

2,5

1,7

0,6

3,3

2,3

1,6

0,6

7

300

3,2

2,2

1,6

0,6

3,0

2,1

1,5

0,5

8

500

2,9

2,1

1,5

0,5

2,8

2,0

1,4

0,5

9

750

2,8

2,0

1,4

0,5

2,7

1,9

1,3

0,5

10

1000

2,8

2,0

1,4

0,5

2,6

1,8

1,3

0,5

11

2500

2,7

1,9

1,3

0,5

2,5

1,8

1,2

0,4

12

5000

2,6

1,9

1,3

0,5

2,5

1,7

1,2

0,4

3.3 Bewertung der Anlagentechnik nach DIN V 4701-10

101

Tabelle 3.3-11 Standardwerte des Hilfsenergiebedarfs der Wärmeverteilung qd,HE in kWh/(m2a) bei verschiedenen Temperaturspreizungen für das Tabellenverfahren (Auszug, [57]) 1 1

2

3

AN 2 in m

2

4

5

6

Geregelte Pumpen

7

8

9

Ungeregelte Pumpen

20 K 90/70°C

15 K 70/55°C

10 K 55/45°C

7K 35/28°C

20 K 90/70°C

15 K 70/55°C

10 K 55/45°C

7K 35/28°C

3

100

1,69

1,85

1,98

3,52

2,02

2,22

2,38

4,22

4

150

1,12

1,24

1,35

2,40

1,42

1,56

1,71

3,03

5

200

0,86

0,95

1,06

1,88

1,11

1,24

1,38

2,44

6

300

0,61

0,68

0,78

1,39

0,81

0,91

1,04

1,85

7

500

0,42

0,48

0,57

1,01

0,57

0,65

0,78

1,38

8

750

0,33

0,38

0,47

0,83

0,45

0,52

0,64

1,14

9

1000

0,28

0,33

0,42

0,74

0,39

0,46

0,58

1,02

10

2500

0,20

0,24

0,33

0,58

0,28

0,34

0,46

0,81

11

5000

0,17

0,22

0,30

0,53

0,24

0,32

0,42

0,74

Erzeugung Heizungsanlage (hier: für brennstoffgespeiste Systeme dargestellt) Tabelle 3.3-12 Bestimmungsgleichungen für das detaillierte Verfahren Aufwandszahl eH,g ­ 1 für Konstant - und NT - Kessel °f ˜ K °M k eH ,g ® 1 ° für Brennwertkessel ° fM ˜ Kk  0,003 ˜ -30%  - km ¯ Darin ist: fM = Belastungsfaktor des Kessels fM = (1 + (1/0,3 -1) ‚ qB,-) / (1 + 1/MH - 1) ‚ qB,-) mit: qB,- = Bereitschaftsverluste des Kessels qB,- = qB,70 ‚ (-km - 20)/(70 - 20) qB,70 = Bereitschaftswärmeverlust des Kessels bei einer mittleren Kesseltemperatur von 70°C als Herstellerangabe oder: -0,28 qB,70 = (12 ‚ AN ) / 100 für Standard-Heizkessel -0,28 qB,70 = (6 ‚ AN ) / 100 für NT- und BW-Kessel MH = Belastungsgrad des Kessels Berechnung detailliert:  ˜ t ˜ 24 M 0,3 ˜ Q* ˜ D Q

 



H

H

H,g



n

HP



mit: * Q H = vom Wärmeerzeuger bereitzustellende Heizwärme in kWh/a DH,g = Deckungsanteil des Erzeugers

(3.3-16)

102

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude  Q n

= Kessel-Nennwärmeleistung in kW

 =0,42 ‚ AN0,7, wenn nicht bekannt Q n tHP = Länge der Heizperiode (tHP = 185 d/a) Berechnung vereinfacht anhand der Kessel-Nennwärmeleistung:

MH

Kk

=



 0,42 0,046 ˜ Q n



0,286

Kesselwirkungsgrad

Kk = 1,05 ‚ K30% + qB,- ‚ (1 – fc)/MH für Öl-Brennwertkessel Kk = 1,00 ‚ K30% + qB,- ‚ (1 – fc)/MH für alle anderen Kessel mit:

K30% = Wirkungsgrad des Kessels bei 30%-Teillast als Herstellerangabe oder: .

K30% = (81,5 + 3,0 ‚ log Q n ) / 100 für Standard-Heizkessel .

K30% = (89,0 + 2,0 ‚ log Q n ) / 100 für NT-Heizkessel .

K30% = (98,0 + 1,0 ‚ log Q n ) / 100 für Gas-BW-Heizkessel .

K30% = (103,0 + 1,0 ‚ log Q n ) / 100 für Gas-BW-Heizkessel verbessert .

K30% = (98,0 + 1,0 ‚ log Q n ) / 105 für Öl-BW-Heizkessel .

K30% = (103,0 + 1,0 ‚ log Q n ) / 105 für Öl-BW-Heizkessel verbessert = Wärmeverlustfaktor fc = 1 bei Aufstellung außerhalb der thermischen Hülle fc = 25 ‚ qB,- bei Innenaufstellung mittlere Rücklauftemperatur bei der Messung des 30%-Teillastwirkungsgrades in °C -30% = 50°C für Standardheizkessel -30% = 40°C für NT-Heizkessel -30% = 30°C für BW-Heizkessel mittlere Kesseltemperatur in °C für Standard-Heizkessel: 70°C für NT-Kessel: 46°C (70/55); 38°C (55/45); 26°C (35/28) für BW-Kessel: 41°C (70/55); 35°C (55/45); 24°C (35/28) fc

-30%

=

-km

=

2

Hilfsenergiebedarf des Kessels qH,g,HE in kWh/(m a) MH tHP ˜ 24 ˜ PHE qH ,g ,HE ˜ 0,3 AN

Darin ist: PHE =

Elektrische Leistungsaufnahme des Kessels in kW

. 0,48 Wenn keine genaueren Werte vorliegen: PHE = 0,015 ‚ Q n

(3.3-17)

3.4 Anwendung der DIN V 18599 auf Wohngebäude

103

Tabelle 3.3-6 Standardwerte für das Tabellenverfahren (Auszug, [57]) 1 1

2

3

4

AN 2 in m

6

7

8

9

10

11

Aufwandszahl eH,g Konst.temp. kessel

2

5

NT-Kessel

Hilfsenergie qH,g,HE 2 in kWh/(m a)

BW-Kessel verbessert

BW-Kessel

12

70/55

55/45 35/28 70/55 55/45 35/28 70/55 55/45 35/28

0,79

3

100

1,38

1,15

1,14

1,12

1,08

1,05

1,00

1,03

1,00

0,95

0,66

4

150

1,33

1,14

1,13

1,11

1,07

1,05

1,00

1,02

0,99

0,95

0,58

5

200

1,30

1,13

1,12

1,11

1,07

1,04

0,99

1,01

0,99

0,95

0,48

6

300

1,27

1,12

1,12

1,10

1,06

1,04

0,99

1,01

0,98

0,95

0,38

7

500

1,23

1,11

1,11

1,10

1,05

1,03

0,99

1,00

0,98

0,94

0,31

8

750

1,21

1,11

1,10

1,10

1,05

1,03

0,99

1,00

0,98

0,94

0,27

9

1000

1,20

1,10

1,10

1,09

1,05

1,02

0,99

0,99

0,97

0,94

0,23

10

2500

1,16

1,09

1,09

1,09

1,04

1,02

0,98

0,99

0,97

0,94

0,18

11

5000

1,14

1,09

1,08

1,08

1,03

1,01

0,98

0,98

0,97

0,93

0,13

3.4 Anwendung der DIN V 18599 auf Wohngebäude 3.4.1 Einführung Mit der EnEV 2009 wird für Wohngebäude das Bilanzierungsverfahren der DIN V 18599 eingeführt. Um die Umgewöhnung nicht zu abrupt zu gestalten, darf jedoch das bisherige Verfahren gemäß DIN V 4108-6 und DIN V 4701-10 weiterhin angewendet werden. Als eine Motivation für die Einführung des neuen Bilanzierungsverfahrens wird in der Begründung der EnEV 2009 angeführt, dass das bisherige Verfahren ausschließlich auf das gegenwärtige Anforderungsniveau kalibriert ist und somit bei der Berechnung von Gebäuden mit deutlich besserem Wärmeschutzstandard mit dem bisherigen Verfahren ein den tatsächlichen Energiebedarf nur eingeschränkt abbildender Primärenergiebedarf berechnet wird. Unabhängig davon gibt es aber auch noch einige andere stichhaltige Argumente:

x Mit der Einführung der Normenreihe der DIN V 18599 für Wohngebäude wird ein einheitliches Verfahren für alle Gebäudetypen bereitgestellt. x Im Rahmen der DIN V 18599 werden die Verluste der Anlagentechnik erheblich detaillierter berechnet und als ungeregelte Wärmeeinträge auch den Nutzenergiebedarf des Gebäudes angerechnet.

104

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude

x Das Verfahren der DIN V 18599 ist breiter angelegt und ermöglicht somit eine detailliertere Berücksichtigung unterschiedlicher Niveaus bei bauphysikalischen und anlagentechnischen Parametern. x Mit der DIN V 18599 wird es zukünftig (in einer weiteren Neufassung der EnEV) möglich sein, auch den Nutzkältebedarf für Wohngebäude erheblich besser zu erfassen, als über die gegenwärtigen pauschalen Zuschläge auf End- und Primärenergiebedarf. Andererseits führt der erhebliche Umfang der DIN V 18599 zu einer weit verbreiteten Verunsicherung der Anwender. Es ist daher damit zu rechnen, dass in der nächsten Zeit weiterhin ein Großteil der Nachweise für Wohngebäude nach dem „gewohnten“ und eingeführten Verfahren der DIN V 4108-6 und DIN V 4701-10 geführt werden.

3.4.2 Bilanzierungsablauf Von den gegenwärtig insgesamt 10 Teilen der DIN V 18599 werden für die Bilanzierung von Wohngebäuden drei nicht benötigt:

x DIN V 18599-3 [65]: Nutzenergiebedarf für die energetische Luftaufbereitung x DIN V 18599-4 [66]: Nutz- und Endenergiebedarf für Beleuchtung x DIN V 18599-7 [69]: Endenergiebedarf von Raumlufttechnik- und Klimakältesystemen für den Nichtwohnungsbau Der allgemeine Bilanzierungsablauf vereinfacht sich dementsprechend zu folgendem Schema: 1. Festlegen der Nutzungsrandbedingungen gemäß DIN V 18599-10 [72] 2. Zusammenstellung der notwendigen Eingangsdaten (z.B. Flächen sowie bauphysikalische und anlagentechnische Kenndaten) 3. Ermittlung aller anlagenunabhängigen Wärmequellen und –senken (dies sind die Anteile aus Transmission, solarer Ein- und Abstrahlung, Infiltration und Fensterlüftung sowie interne Quellen uns Senken aus Personen und Geräten) 4. Erste überschlägige Bilanzierung des Nutzenergiebedarfs gemäß DIN V 18599-2 [64] 5. Vorläufige Zuordnung der bilanzierten Nutzenergie zu den Versorgungssystemen (Heizung, Warmwasser, Lüftung) 6. Ermittlung der Wärmequellen und –senken der Prozessbereiche Übergabe, Verteilung und Speicherung für die vorhandenen Versorgungssysteme (Heizung gemäß DIN V 18599-5 [67], Warmwasser gemäß DIN V 18599-8 [70], Lüftung gemäß DIN V 18599-6 [68]) 7. Erneute Bilanzierung des Nutzenergiebedarfs Eine Iteration der Schritte 5 bis 7 ist vorzunehmen, bis die Ergebnisse für den Nutzwärmebedarf zweier aufeinander folgender Iterationsschritte sich um nicht mehr als 0,1 % voneinander unterscheiden, jedoch höchstens 10-mal. 8. Endgültige Zuordnung der bilanzierten Nutzenergie zu den Versorgungssystemen (Heizung, Warmwasser, Lüftung) 9. Ermittlung der Verluste der Prozessbereiche Übergabe, Verteilung und Speicherung für die vorhandenen Versorgungssysteme (Heizung gemäß DIN V 18599-5, Warmwasser gemäß DIN V 18599-8, Lüftung gemäß DIN V 18599-6) 10. Aufteilung der notwendigen Nutzwärmeabgabe aller Erzeuger auf die unterschiedlichen Erzeugungssysteme nach DIN V 18599-5.

3.4 Anwendung der DIN V 18599 auf Wohngebäude

105

11. Ermittlung der Erzeugerverluste für die vorhandenen Versorgungssysteme (Heizung gemäß DIN V 18599-5, Warmwasser gemäß DIN V 18599-8, Lüftung gemäß DIN V 18599-6, kombinierte Erzeuger (z.B. BHKW) gemäß DIN V 18599-9 [71]) 12. Zusammenstellung der ermittelten Hilfsenergien z.B. für Pumpen und Ventilatoren (Heizung gemäß DIN V 18599-5, Warmwasser gemäß DIN V 18599-8, Lüftung gemäß DIN V 18599-6) 13. Zusammenstellung der Endenergien 14. Primärenergetische Bewertung

3.4.3 Nutzungsrandbedingungen für Wohngebäude In DIN V 18599-10 [72] sind standardisierte Nutzungsrandbedingungen für Einfamilienhäuser (EFH) und Mehrfamilienhäuser (MFH) angegeben. Diese sind in Tabelle 3.4.3-1 nachzulesen. Tabelle 3.4.3-1 DIN V 18599-10

Richtwerte

1

für

Nutzungsrandbedingungen

für

Wohngebäude

1

2

Kenngröße

Randbedingungen

2

Raumsolltemperatur

3

Anteil der mitbeheizten Fläche an der Gesamtfläche

4

Minimaltemperatur, Auslegung Heizfall

5

Interne Wärmequellen

gemäß

-i,h,soll = 20 °C - EFH: aTB = 0,25 - MFH: aTB = 0,15

-i,h,min = 20 °C - EFH: qI = 50 Wh/(m²d) - MFH qI = 100 Wh/(m²d) Nutzungszeit: tägl. Betriebszeit Lüftung: tägl. Betriebszeit Heizung: jährl. Betrieb Lüftung: jährl. Nutzungstage:

0:00 bis 24:00 Uhr 0:00 bis 24:00 Uhr 6:00 bis 23:00 Uhr Heizperiode 365 d/a

6

Nutzungszeiten

7

Nutzwärmebedarf Trinkwarmwasser

8

Nutzungsbedingter Mindestaußenluftwechsel

- nicht bedarfsgeführt: nnutz = 0,5 h -1 - bedarfsgeführt: nnutz = 0,45 h

9

Mittlerer Anlagenluftwechsel

- nicht bedarfsgeführt: nmech = 0,4 h -1 - bedarfsgeführt: nmech = 0,35 h

10

Abminderungsfaktor infolge Verschmutzung

- EFH: qw,b = 12 kWh/(m²a) - MFH: qw,b = 16 kWh/(m²a) -1

-1

Fv = 1

106

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude

3.4.4 Anmerkungen zum Verfahren Solare Einstrahlung/Abstrahlung Während in DIN V 4108-6 [54] die Anteile aus solarer kurzwelliger Einstrahlung und langwelliger Abstrahlung für opake Bauteile direkt gegeneinander aufgerechnet und als reduzierte Gewinne mit dem Ausnutzungsfaktor K beaufschlagt wurden, werden sie in DIN V 18599-2 [64] getrennt als Wärmequellen und Wärmesenken behandelt. Während die Wärmequellen auch gemäß DIN V 18599-2 mit dem Ausnutzungsfaktor gewichtet werden, entfällt dies auf der Seite der Wärmesenken. Iterativer Bilanzansatz In DIN V 4701-10 [57] wurden die Wärmeeinträge der Anlagentechnik vereinfacht über eine Gutschrift auf den Heizenergiebedarf berücksichtigt. Gemäß DIN V 18599 erfolgt eine detaillierte Berechnung der Wärme- und Kälteabgabe der anlagentechnischen Prozessbereiche. Über den iterativen Bilanzansatz der DIN V 18599 gehen diese Größen in die Berechnung der Nutzenergie-Kenngrößen ein. Die endgültigen Nutzenergie-Kenngrößen ergeben sich dann am Ende des Iterationsprozesses (maximal 10 Iterationsschritte sind zulässig). Nutzenergie Trinkwarmwasser Für Wohngebäude wurde bislang ein Nutzenergiebedarf für Trinkwarmwasser von 12,5 kWh/(m2a) angesetzt. Die Bezugsfläche war hierbei die Nutzfläche AN mit AN = 0,32 ‚ Ve. In DIN V 18599-10 [72] wird bezüglich des Nutzenergiebedarfs für Trinkwarmwasser zwischen Einfamilienhäusern (12 kWh/(m2a)) und Mehrfamilienhäusern (16 kWh/(m2a)) unterschieden. Die Bezugsfläche hierfür ist die beheizte Wohnfläche AWO mit AWO = AN / 1,1. Übergabeverluste In DIN V 18599 wird ein vollkommen anderer Ansatz für die Berechnung der Übergabeverluste gewählt als in DIN V 4701-10. Die Ergebnisse weichen deutlich voneinander ab. Verteilverluste Da DIN V 18599 für Wohn- und Nichtwohngebäude gleichermaßen anzuwenden ist, wurden verschiedene Kennwerte zur Berechnung der Verteilverluste im Vergleich zu DIN V 4701-10 angepasst. So wurden z. B. die geometrischen Beziehungen zur Berechnung der StandardLeitungslängen verändert (Anmerkung: Für Nichtwohngebäude ergeben sich allerdings in vielen Fällen auf diese Weise viel zu große Leitungslängen). Daneben wurde auch die Berechnung der Heizkreistemperaturen und der Komponentenlaufzeiten überarbeitet. Erzeugerverluste/Endenergie Die Angabe der Endenergien erfolgt gemäß DIN V 18599 auf den Brennwert bezogen. Nach DIN V 4701-10 erfolgte der Bezug auf den Heizwert.

3.4 Anwendung der DIN V 18599 auf Wohngebäude

107

Hilfsenergien Auch bei der Berechnung der Hilfsenergien weichen die Ansätze von DIN V 4701-10 und DIN V 18599 teilweise voneinander ab, so dass auch hieraus nur bedingt vergleichbare Ergebnisse resultieren.

109

4 Bilanzierung für Wohngebäude im Bestand 4.1 Allgemeine Vorgehensweise Gemäß §9, EnEV gelten die Anforderungen der EnEV ebenfalls als erfüllt, wenn abweichend vom Bauteilnachweis (siehe Abschnitt 1.4.3) die für einen entsprechenden Neubau geltenden Maximalwerte (Primärenergie und Gebäudehülle) für das geänderte Gebäude insgesamt um nicht mehr als 40 % überschritten werden. In diesem Fall ist folglich, wie für neu zu errichtende Gebäude, ein energetischer Nachweis über die Gesamtenergieeffizienz zu führen. Wie für neu zu errichtende Wohngebäude, so kann auch für Bestandsbauten gewählt werden, ob der Nachweis gemäß DIN 4108-6 [54] in Verbindung mit DIN 4701 geführt wird, oder ob die Normenreihe der DIN V 18599 zugrunde gelegt wird. Kommt DIN 4701 zur Anwendung so ist zu beachten, dass in DIN V 4701-10 [57] lediglich ein Verfahren zur energetischen Bewertung von neuzeitlichen heiz- und raumlufttechnischen Anlagen, die zur Deckung eines nach DIN V 4108-6 berechneten Heizwärmebedarfs in neu zu errichtende Gebäude eingebaut werden sollen, enthalten ist. Für bestehende Gebäude und vorhandene Anlagen sind die in DIN V 4701-10 festgelegten Randbedingungen und Anlagenkennzahlen jedoch nicht geeignet, dazu bedarf es dann anderer Arbeitsmittel. Diese stehen mit DIN V 4701-12 [60] und PAS 1027 [95] zur Verfügung. In der DIN V 4701-12 werden Kennzahlen zur energetischen Bewertung von Anlagen im Bestand (Wärmeerzeugung und Trinkwassererwärmung) bereitgestellt, die in einer Gesamtenergiebilanz eines bestehenden Gebäudes und der entsprechenden Anlagentechnik verwendet werden können. Da DIN V 4701-12 nicht alle notwendigen Angaben zur Bewertung von Bestandsanlagen (z. B. keine Angaben zu den Prozessbereichen „Verteilung“ und „Übergabe“) enthält, ist ferner die PAS 1027 heranzuziehen, welche die fehlenden Daten enthält. Für die oft problematische Gebäudeaufnahme sind für Wohngebäude folgende Vorgehensweisen möglich: 1. Es liegen geeignete Unterlagen vor, anhand derer das Gebäudeaufmaß und die Bewertung von Gebäudehülle und -technik erfolgen kann. 2. Liegen keine geeigneten Unterlagen vor, so können im Rahmen einer Begehung die notwendigen Daten (z. B. durch Aufmaß und individuelle Ermittlung der maßgeblichen Bauteil- und Anlagenkenngrößen) ermittelt werden. Da hiermit in der Regel ein erheblicher Aufwand verbunden ist, dürfen im Rahmen der Nachweisführung für Bestandsgebäude einige Vereinfachungen getroffen werden. 3. Diese Vereinfachungen sind mit der „Bekanntmachung der Regeln zur Datenaufnahme und Datenverwendung im Wohngebäudebestand“ des BMVBS vom 30.07.2009 [2] veröffentlicht worden und dürfen im Rahmen der EnEV 2009 für die Nachweisführung verwendet werden. Die zulässigen Vereinfachungen betreffen das geometrische Aufmaß und die Bewertung von Bauteilen und Komponenten der Gebäudetechnik und sind nachfolgend zusammengestellt.

110

4 Bilanzierung für Wohngebäude im Bestand

4.2 Vereinfachungen bei der Gebäudeaufnahme 4.2.1 Geometrisches Aufmaß Tabelle 4.2-1 Geometrische Vereinfachungen und Korrekturen für die Berechnung 1

2

1

Maßnahme/Bauteil

Zulässige Vereinfachung

2

Fensteraufmaß

Die Fensterfläche darf mit 20 % der Wohnfläche (§ 2 Nr. 12 EnEV) angenommen werden; die Fenster sind Ost / West orientiert anzunehmen.

3

Aufmaß Außentüren

nicht erforderlich im Falle der Anwendung von Zeile 2 (Türen sind in dem Pauschalwert für die Fensterfläche – siehe Zeile 2 – enthalten)

4

Rollladenkästen

Die Fläche kann mit 10% der Fensterfläche angenommen werden

5

opake Vor- und Rücksprünge in den Fassaden bis zu 0,5 m

dürfen übermessen werden

6

innenliegende Treppenaufund -abgänge zu unbeheizten Zonen

dürfen übermessen werden

7

Flächen der Heizkörpernischen

Die Fläche kann mit einem Drittel der Fensterfläche angenommen werden

8

Lüftungsschächte

dürfen übermessen werden

9

Orientierung

Abweichungen von der Senkrechten auf die betrachtete Bauteilfläche von nicht mehr als 22,5 Grad von der jeweiligen Himmelsrichtung sind zulässig. In Grenzfällen ist die Haupthimmelsrichtung (Nord, Ost, Süd, West) zu wählen.

10

Neigung

Die Neigung von Flächen darf mathematisch auf 0°; 30°; 45°; 60°; 90° gerundet werden.

4.2.2 Energetische Qualität der Bauteile Bauteile im Ursprungszustand Die Wärmedurchgangskoeffizienten von nicht nachträglich gedämmten Bauteilen im Bestand sowie der Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung können anhand der Baualtersklasse aus Tabelle 4.2-2 abgelesen werden. Nachträglich gedämmte opake Bauteile Wurde ein opakes Bauteil nachträglich gedämmt, darf der pauschale U-Wert entsprechend der vor Ort erhobenen Dämmschichtdicke korrigiert werden. Dabei wird vereinfacht davon ausgegangen, dass das Dämmmaterial eine Wärmeleitfähigkeit von 0,04 W/(mK) aufweist.

4.2 Vereinfachungen bei der Gebäudeaufnahme

111

1

UD

1  U0

(4.2-1)

dD W 0,04 mK

Darin ist: U0

= Wärmedurchgangskoeffizienten der einzelnen Elemente in W/(m²K)

dD

= Fläche der einzelnen Elemente (senkrechte Projektionsfläche) in m²

Tabelle 4.2-2 Pauschalwerte für den Wärmedurchgangskoeffizienten in W/(m²K) nicht nachträglich gedämmter opaker Bauteile im Urzustand 1

2

3

4

5

1

6

7

8

9

10

Baualtersklasse Bauteil

Konstruktion

Dach (auch Wände zwischen beheiztem und unbeheiztem Dachgeschoss)

massive Konstruktion (insbes. Flachdächer)

2,1

2,1

2,1

2,1

0,6

0,5

0,4

0,3

Holzkonstruktion (insbes. Steildächer)

2,6

1,4

1,4

1,4

0,8

0,5

0,4

0,3

2,1

2,1

2,1

2,1

0,6

0,5

0,4

0,3

1,0

0,8

0,8

0,8

0,6

0,4

0,3

0,3

massive Konstruktion (Mauerwerk, Beton oder ähnlich)

1,7

1,7

1,4

1,4

1,0

0,8

0,6

0,5

Holzkonstruktion (Fachwerk, Fertighaus oder ähnlich)

2,0

2,0

1,4

1,4

0,6

0,5

0,4

0,4

massive Decke

1,2

1,2

1,5

1,0

1,0

0,8

0,6

0,6

Holzbalkendecke

1,0

0,8

0,8

0,8

0,6

0,6

0,4

0,4

11

Holzfenster, einfach verglast (g = 0,87)

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

-

-

12

Holzfenster, zwei Schei2) ben (g = 0,75)

2,7

2,7

2,7

2,7

2,7

2,7

2,7

1,8

13

Kunststofffenster, Isolier2) verglasung (g = 0,75)

-

-

-

3,0

3,0

3,0

3,0

1,8

14

Alu- oder Stahlfenster, 2) Isolierverglasung (g = 0,75)

-

-

-

4,3

4,3

4,3

4,3

1,8

2

3 4 5 6 7

8

oberste Geschossmassive Decke decke (auch Fußboden gegen außen, z.B. Holzbalkendecke über Durchfahrten) 1)

Außenwand (auch Wände zum Erdreich oder zu unbeheizten (Keller-) Räumen)

sonstige Bauteile gegen Erdreich oder zu unbeheizten (Kel10 ler-) Räumen 9

Fenster, Fenstertüren

bis 1918

1919 1949 1958 1969 1979 1984 ab bis bis bis bis bis bis 1995 1948 1957 1968 1978 1983 1994

112

4 Bilanzierung für Wohngebäude im Bestand 1

2

3

4

1

5

6

7

8

9

10

Baualtersklasse Bauteil

Konstruktion

2 15

bis 1918

1919 1949 1958 1969 1979 1984 ab bis bis bis bis bis bis 1995 1948 1957 1968 1978 1983 1994

neu, gedämmt

1,8

alt, ungedämmt

3,0

Rollladenkasten 16 17 Türen

3,5

1)

Sind in Außenwänden Heizkörpernischen vorhanden, so darf der Wärmedurchgangskoeffizient für die Fläche der Heizkörpernische vereinfacht mit dem doppelten Wertes des Wärmedurchgangskoeffizienten der Wand angenommen werden.

2)

Isolierverglasung, Kastenfenster oder Verbundfenster, nach 1995 Wärmeschutzverglasung

Regionaltypische Bauweisen Im Rahmen der vereinfachten Ermittlung der Wärmedurchgangskoeffizienten dürfen alternativ zu den vorstehend genannten Möglichkeiten die Erkenntnisse aus einer durch das BMVBS geförderten Untersuchung [15] über regionaltypische Bauweisen genutzt werden.

4.2.3 Energetische Qualität der Anlagentechnik Pauschale Ansätze für einzelne Prozessbereiche Für die Berechnung des Jahres-Primärenergiebedarfs nach dem in DIN V 4701-10 Abschnitt 4 beschriebenen Verfahren dürfen für die Heizungs-, Lüftungs- und Warmwassersysteme die Pauschalwerte nach Tabelle 4.2-3 bis 4.2-5 verwendet werden. Die Pauschalwerte dürfen auch in Kombination mit nach DIN V 4701-10 (für die Baualtersklasse ab 1995) oder nach DIN V 4701-12 in Verbindung mit PAS 1027 (für alle Baualtersklassen bis 1994) berechneten Werten verwendet werden. Bei Berechnung nach DIN V 18599 sind die Vereinfachungen verfahrensbedingt nicht nutzbar. Da in DIN V 18599 Werte für Anlagenkomponenten im Bestand enthalten sind, können die dort jeweils hinterlegten Werte direkt genutzt werden. In den Tabellen 4.2-3 bis 4.2-5 sind Kenngrößen in Abhängigkeit von der Gebäudenutzfläche für 150 m², 500 m² und 2.500 m² dargestellt. Bei abweichenden Gebäudenutzflächen zwischen 100 m² und 10.000 m² sind die Werte durch Interpolation bzw. Extrapolation zu berechnen. Alle tabellierten Kenngrößen sind auf Endenergie (Heizwert) bezogen. Die hier beschriebenen pauschalen Kennwerte werden in Fällen benötigt, wo eine detaillierte Nachweisführung gewünscht ist. Dies ist z. B. der Fall, wenn Gebäude im Bestand verändert werden sollen. Die Kennwerte lassen sich nahtlos in das Tabellenverfahren der DIN 4701 integrieren und lassen so trotz der Vereinfachungen eine recht umfassende Bewertung der Anlagentechnik zu.

4.2 Vereinfachungen bei der Gebäudeaufnahme

113

Endenergiebedarf für ausgewählte Systemkombinationen Geht es um eine möglichst schnelle Nachweisführung und hat man das Glück, eines der Standardsysteme aus Tabelle 4.2-6 vorzufinden, so bietet sich die hier vorgestellte zweite Möglichkeit der vereinfachten Erfassung der Anlagentechnik an. Ausgehend von der Gebäudenutzfläche und dem Heizwärmebedarf des Gebäudes wird hierbei direkt der zu erwartende Endenergiebedarf ermittelt. Dies ist zwar schnell, lässt aber andererseits keine Rückschlüsse auf einzelne Bestandteile der Gebäudetechnik zu. Auch lassen sich auf diese Weise nur schwerlich Modernisierungsmaßnahmen für die Gebäudetechnik ableiten. Tabelle 4.2-3 Pauschale Ansätze für die Anlagentechnik – Warmwasser 1

2

3

1

4

5

6

7

8

9

10

11

Kennwerte bezogen auf die Gebäudenutzfläche AN Baualtersklasse

2

Bezeichnung

3

Prozessbereich Verteilung

150

500

2500

Wärmeverluste in kWh/(m²a)

150

500

2500

Heizwärmegutschrift in kWh/(m²a)

150

500

2500

Hilfsenergiebedarf in kWh/(m²a)

4

bis 1978

68,6

47,4

38,9

12,4

14,6

15,9

1,4

0,8

0,6

5

bis 1978, nachtr. 2) gedämmt

41,9

35,4

33,2

12,4

14,6

15,9

1,4

0,8

0,6

6

ab 1979 bis 1994

27,3

22,6

21,0

8,2

9,3

9,9

1,4

0,8

0,6

7

ab 1995

11,6

7,6

6,6

1,7

1,9

2,2

0,8

0,3

0,1

8

bis 1978

17,0

10,4

8,1

3,5

9

bis 1978, nachtr. 2) gedämmt

12,6

8,8

7,4

3,5

10

ab 1979 bis 1994

10,8

8,3

7,5

3,7

11

ab 1995

5,4

3,4

2,8

1,0

zentrale Verteilung 1) mit Zirkulation

zentrale Verteilung 1) ohne Zirkulation

12

bis 1994

3,8

2,0

ab 1995

1,5

0,7

Wärmeverluste in kWh/(m²a)

Heizwärmegutschrift in kWh/(m²a)

0

dezentrales System 13 14

Prozessbereich Speicherung

zentrale Warmwasser15 Speicher außerhalb thermischer Hülle

alle

5,1

1,8

0,5

0

Hilfsenergiebedarf in kWh/(m²a)

0,2

0,2

0,3

114

4 Bilanzierung für Wohngebäude im Bestand 1

2

3

1 2

4

5

6

7

8

9

10

11

Kennwerte bezogen auf die Gebäudenutzfläche AN Baualtersklasse

Bezeichnung

150

500

2500

150

500

2500

150

500

2500

zentrale Warmwasser16 Speicher innerhalb thermischer Hülle

4,2

1,4

0,4

2,2

0,8

0,2

0,2

0,2

0,3

17 gasbefeuerter Speicher

18,0

11,9

0

0

0

0

18 Elektro-Kleinspeicher 19

3)

Prozessbereich Erzeugung, 4) zentrale Wärmeerzeugung

20

1,5

0,8

0

Erzeugeraufwandszahl

Heizwärmegutschrift in kWh/(m²a)

Hilfsenergiebedarf in kWh/(m²a)

bis 1986

2,05

1,64

1,33

0

0,1

0,1

0,1

ab 1987 bis 1994

1,90

1,57

1,31

0

0,2

0,1

0,1

22

ab 1995

1,71

1,46

1,26

0

0,2

0,1

0,1

23

bis 1986

1,30

1,23

1,18

0

0,1

0,1

0,1

24 NT-Kessel

ab 1987 bis 1994

1,31

1,23

1,17

0

0,2

0,1

0,1

25

ab 1995

1,19

1,15

1,12

0

0,2

0,1

0,1

26

bis 1986

1,24

1,17

1,13

0

0,1

0,1

0,1

27 Brennwert-Kessel

ab 1987 bis 1994

1,25

1,17

1,12

0

0,2

0,1

0,1

28

ab 1995

1,15

1,12

1,09

0

0,2

0,1

0,1

ab 1999

1,13

1,10

1,07

0

0,2

0,1

0,1

21

29 30 31 32 33

KonstanttemperaturKessel

Brennwertkessel 5) Verbessert Elektro-Wärmepumpe (Luft; mit Heizstab)

Elektro-Wärmepumpe (Erdreich; monovalent)

34 Elektro-Wärmepumpe (Grundwasser, mono35 valent)

ab 1979 bis 1994

0,37

0

0

ab 1995

0,34

0

0

ab 1979 bis 1994

0,32

0

0,3

0,3

0,2

ab 1995

0,27

0

0,3

0,3

0,2

ab 1979 bis 1994

0,26

0

0,5

0,4

0,4

ab 1995

0,23

0

0,5

0,4

0,4

4.2 Vereinfachungen bei der Gebäudeaufnahme 1

2

3

4

1

115 5

6

7

8

9

10

11

Kennwerte bezogen auf die Gebäudenutzfläche AN Baualtersklasse

2

Bezeichnung

36

FernwärmeÜbergabestation

alle

1,14

0

37

zentraler elektr. Speicher

alle

1,00

0

38 gasbefeuerter Speicher 39 40 41

alle

Prozessbereich Erzeugung, wohnungsweise Warmwasserversorgung ohne Zirkulation Therme (Umlaufwasserheizer)

42 Brennwert-Therme

150

500

2500

1,22

150

500

2500

0

Erzeugeraufwandszahl

150

500

2500

0,4

0,4

0,4

0 0

Heizwärmegutschrift in kWh/(m²a)

0

Hilfsenergiebedarf in kWh/(m²a)

bis 1994

1,32

0

0,2

ab 1995

1,32

0

0,2

ab 1995

1,28

0

0,2

43

dezentraler elektr. 3) Kleinspeicher

alle

1,00

0

0

44

dezentraler elektr. Durchlauferhitzer

alle

1,00

0

0

bis 1994

1,19

0

0

ab 1995

1,16

0

0

von der Solaranlage bereitgestellte Wärme in kWh/(m²a)

Heizwärmegutschrift in kWh/(m²a)

Hilfsenergiebedarf in kWh/(m²a)

45 46 47

48

dezentraler GasDurchlauferhitzer

Prozessbereich Erzeugung, solargestützte Warmwasserbereitung thermische Solaranlage

alle

11,3

8,0

6,0

0,8

0,4

0,3

1)

Kann nicht beurteilt werden, ob eine Zirkulation vorhanden ist, so ist bei einer zentralen Anlage vom Vorhandensein einer Zirkulation auszugehen.

2)

nachträglich gedämmt = Kellerverteilung nachträglich mit Dämmung gemäß jeweils gültiger Verordnung versehen

3)

Gilt für das Gesamtgebäude bei Vorhandensein von Kleinspeichern in der Mehrzahl der Wohnungen

4)

Kann anhand der verfügbaren Unterlagen (Schornsteinfeger-Protokoll, Betriebsanleitung, Typenschild, o.ä.) die Art des Kessels nicht beurteilt werden, so ist von einem NT-Kessel auszugehen. Kann nicht beurteilt werden, ob die Quelle einer Wärmepumpe Erdreich oder Grundwasser ist, ist von Erdreich auszugehen.

5)

Bei Verwendung der Daten für "Brennwert verbessert" muss sichergestellt sein, dass der eingebaute Kessel die vorgegebenen Wirkungsgrade (DIN V 4701-10, Abschnitt 5.1.4.2.1) erfüllt. Zur Ermittlung des Kesselwirkungsgrades bei 100% Leistung können die Angaben auf dem Typenschild herangezogen werden.

116

4 Bilanzierung für Wohngebäude im Bestand

Tabelle 4.2-4 Pauschale Ansätze für die Anlagentechnik – Heizung 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Kennwerte bezogen auf die Gebäudenutzfläche AN

1 Heizkreis1) temperatur

2

Bezeichnung

3

Prozessbereich Übergabe

4

Zentralheizung, thermostatisch geregelt

5

Einzelfeuerstätte

6

Prozessbereich Verteilung

2)

Baualtersklasse

150

500

2500

150

500

2500

Wärmeverluste in kWh/(m²a)

Hilfsenergiebedarf in kWh/(m²a)

alle

alle

3,3

0

-

alle

0

0

Wärmeverluste in kWh/(m²a)

Hilfsenergiebedarf in kWh/(m²a)

7

bis 1978

75,1

43,5

32,7

2,3

1,0

0,5

8

bis 1978, nachtr. 3) gedämmt

40,9

28,2

23,9

2,3

1,0

0,5

ab 1979 ais 1994

20,2

13,8

11,6

1,9

0,8

0,4

ab 1995

9,3

5,4

4,1

1,6

0,7

0,3

11

bis 1978

57,4

32,9

24,4

2,5

1,2

0,7

12

bis 1978, nachtr. 3) gedämmt

30,8

21,0

17,6

2,5

1,2

0,7

13

ab 1979 ais 1994

15,3

10,3

8,5

2,0

0,9

0,5

14

ab 1995

9,3

3,9

2,9

1,7

0,8

0,5

15

bis 1978

8,4

3,41

ab 1979 bis 1994

5,4

2,73

ab 1995

1,3

2,3

alle

0

0

Wärmeverluste in kWh/(m²a)

Hilfsenergiebedarf in kWh/(m²a)

70/55 °C 9 10 zentrale Verteilung

55/45 °C

16 Wohnungsweise Verteilung

alle

17 18

dezentrales System (ohne Verteilung)

-

19 Prozessbereich Speicherung 20 El.-Zentralspeicher 21

bis 1994

3,2

1,3

0,4

0,5

0,2

0,1

ab 1995

2,5

1,0

0,3

0,4

0,2

0,1

70/55 °C

4.2 Vereinfachungen bei der Gebäudeaufnahme 1

2

117 3

4

22 23

Heizkreis1) temperatur

Bezeichnung

Pufferspeicher El.-Wärmepumpe

55/45 °C

Pufferspeicher für Holzkessel

70/55 °C

24 25 26

6

7

8

9

Kennwerte bezogen auf die Gebäudenutzfläche AN

1 2

5

Baualtersklasse

150

500

2500

150

500

2500

bis 1994

2,5

1,0

0,3

0,5

0,2

0,1

ab 1995

1,9

0,7

0,2

0,4

0,2

0,1

bis 1994

4,4

1,8

1,1

0,5

0,2

0,1

ab 1995

3,4

1,4

0,8

0,4

0,2

0,1

Prozessbereich Erzeugung, 4) zentrale Wärmeerzeugung

Erzeugeraufwandszahl

27

Hilfsenergiebedarf in kWh/(m²a)

bis 1986

1,47

1,36

1,28

1,2

0,5

0,2

ab 1987 bis 1994

1,34

1,26

1,19

0,8

0,4

0,2

29

ab 1995

1,33

1,23

1,16

0,7

0,4

0,2

30

bis 1986

1,24

1,21

1,18

1,2

0,5

0,2

ab 1987 bis 1994

1,19

1,15

1,13

0,8

0,4

0,2

32

ab 1995

1,14

1,11

1,09

0,7

0,4

0,2

33

bis 1986

1,11

1,09

1,07

1,2

0,5

0,2

ab 1987 bis 1994

1,09

1,06

1,04

0,8

0,4

0,2

ab 1995

1,07

1,05

1,04

0,7

0,4

0,2

55/45 °C

ab 1999

0,99

0,98

0,97

0,7

0,4

0,2

alle

alle

1,02

0

ab 1979 bis 1994

0,41

0

ab 1995

0,39

0

ab 1979 bis 1994

0,33

ab 1995

0,27

ab 1979 bis 1994

0,27

ab 1995

0,23

28 Konstanttemperatur-Kessel

70/55 °C

31 Niedertemperatur-Kessel

70/55 °C

34 Brennwert-Kessel

70/55 °C

35 36 Brennwertkessel verbessert

5)

37 Fernwärme-Übergabestation 38 39 40 41 42 43

Elektro-Wärmepumpe, 6)7) Außenluft

55/45 °C

Elektro-Wärmepumpe, 7)8) Erdreich

55/45 °C

Elektro-Wärmepumpe, 7)8) Grundwasser

55/45 °C

1,2

1,0

0,9

1,9

1,7

1,5

118

4 Bilanzierung für Wohngebäude im Bestand 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Kennwerte bezogen auf die Gebäudenutzfläche AN

1 Heizkreis1) temperatur

Baualtersklasse

alle

alle

2

Bezeichnung

44

zentraler Elektro-Speicher (Blockspeicher)

45

Prozessbereich Erzeugung, wohnungszentrale Wärmeerzeugung

46 47

Therme (Umlaufwasserheizer)

48 Brennwerttherme 49

Prozessbereich Erzeugung, 9) Einzelheizgeräte

50

ölbefeuerte Einzelöfen mit Verdampfungsbrenner

150

500

2500

1,02

150

500

2500

0

Erzeugeraufwandszahl

Hilfsenergiebedarf in kWh/(m²a)

bis 1994

1,24

1,2

ab 1995

1,14

1,5

ab 1995

1,07

1,5

Erzeugeraufwandszahl

Hilfsenergiebedarf in kWh/(m²a)

alle

alle

-

alle

1,40

0

51 Kohle- oder Holzofen

-

alle

1,60

0

52 Gasraumheizer

-

alle

1,47

0

53

-

bis 1994

1,12

0

54

-

ab 1995

1,05

0

55 Elektro-Direktheizgerät

-

alle

1,02

0

Elektro-Nachtspeicherheizung

1)

Kann die Heizkreisauslegungstemperatur nicht ermittelt werden, so ist von 70/55°C auszugehen.

2)

Abweichend von der Norm wird bei Einzelöfen der Übergabeverlust zu Null gesetzt, weil davon ausgegangen wird, dass hier die mittlere Raumtemperatur auf einem niedrigeren Temperaturniveau gehalten wird.

3)

nachträglich gedämmt = Kellerverteilung nachträglich gemäß jeweils gültiger Verordnung gedämmt

4)

Kann anhand der verfügbaren Unterlagen (Schornsteinfeger-Protokoll, Betriebsanleitung, Typenschild, o. ä.) die Art des Kessels nicht beurteilt werden, so ist von einem NT-Kessel auszugehen. Kann nicht beurteilt werden, ob die Quelle einer Wärmepumpe Erdreich oder Grundwasser ist, ist von Erdreich auszugehen.

5)

Bei Nutzung der Daten für "Brennwert verbessert" muss sichergestellt sein, dass der eingebaute Kessel die vorgegebenen Wirkungsgrade (DIN V 4701-10, Abschnitt 5. 4.2.1) erfüllt. Zur Ermittlung des Kesselwirkungsgrades bei 100% Leistung können die Angaben auf dem Typenschild herangezogen werden

6)

Werden Elektro-Wärmepumpen mit Wärmequelle Außenluft monovalent (ohne elektrischen Zusatzheizeinsatz) betrieben, so vermindert sich die Aufwandszahl um 9%.

7)

Wird über 80% der beheizten Wohnfläche über eine Flächen- bzw. Fußbodenheizung versorgt, so kann mit einer um 12% verminderten Aufwandszahl gerechnet werden.

8)

Werden Elektro-Wärmepumpen mit Wärmequellen Erdreich und Grundwasser monoenergetisch (mit Zusatzheizeinsatz) betrieben, so erhöht sich die Aufwandszahl um 9%.

9)

Übergabe, Verteilung und Erzeugung sind in einem Wert zusammengefasst.

4.2 Vereinfachungen bei der Gebäudeaufnahme

119

Tabelle 4.2-5 Pauschale Ansätze für die Anlagentechnik – Lüftung 1

2

3

4

5

6

7

8

Kennwerte bezogen auf die Gebäudenutzfläche AN

1 2

Prozessbereich Übergabe

3

Bezeichnung

4

Wohnungslüftungsanlagen mit Zulufttemperaturen < 20 ºC

5

Prozessbereich Verteilung

6

Wärmeverluste in kWh/(m²a) Baualtersklasse

150

alle

500

2500

0

Hilfsenergiebedarf in kWh/(m²a) 150

500

2500

0

Wärmeverluste in kWh/(m²a)

Hilfsenergiebedarf in kWh/(m²a)

bis 1994

0

4,0

ab 1995

0

2,6

Abluftanlage ohne Wärmerückgewinnung 7 8

Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung durch Wärmeübertrager (WÜT) ȘWRG >60 %

9

- innerhalb der thermischen Hülle

alle

0,0

0,0

0

10 - außerhalb der thermischen Hülle im Dach

bis 1989

5,2

2,5

0

11

ab 1990 bis 1994

4,3

2,1

0

12

ab 1995

3,5

1,7

0

13 - außerhalb der thermischen Hülle im Keller

bis 1989

1,5

0,7

0

14

ab 1990 bis 1994

1,2

0,6

0

15

ab 1995

1,0

0,5

Wärmegutschrift in kWh/(m²a)

16 Prozessbereich Wärmeerzeugung 17

Hilfsenergiebedarf in kWh/(m²a)

bis 1994

3,5

0

ab 1995

3,2

0

19

bis 1989

16,7

5,3

Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung 20 durch WÜT ȘWRG >60 % (Wärmegutschrift -1 aus na‫(ڄ‬1-ȘV) bei na=0,4 h )

ab 1990 bis 1994

15,3

3,2

21

ab 1995

13,5

2,2

18

1)

0 1)

Abluftanlage ohne Wärmerückgewinnung -1 (Wärmegutschrift aus nx-0.05 h )

Der Jahres-Heizwärmebedarf Qh ist bei einer entsprechend vorliegenden Anlagenkonfiguration für die weitere Berechnung um die angegebene Wärmegutschrift zu reduzieren.

120

4 Bilanzierung für Wohngebäude im Bestand

Tabelle 4.2-6 Endenergiebedarf für ausgewählte Systemkombinationen 1

2

2 3 Bezeichnung 4

4

5

6

7

8

Endenergiebedarf des Gebäudes für Heizung 1) und Warmwasser in kWh/(m²a)

Zentralheizungen mit zentraler Verteilung und Thermostatventilen (Proportionalbereich 2K)

1

3

Strom/ Hilfsenergie

Gas/Heizöl EL

Baualtersklasse

Heizwärmebedarf qH des Gebäudes in kWh/(m²a) 50

100

150

200

250

für alle Gebäude

5

Gebäudenutzfläche AN = 150 m²

6

NT-Kessel mit zentraler Wasserbereitung mit Zirkulation

bis 1986

256

318

380

442

504

5,3

ab 1987

136

196

255

315

374

4,5

NT-Kessel mit dezentraler elektrischer Wasserbereitung ohne Zirkulation

bis 1986

157

219

281

342

404

21,3

ab 1987

85

145

204

264

323

20,5

10 Brennwert-Kessel mit zentraler Wasserbereitung 11 mit Zirkulation

bis 1986

215

270

325

380

435

5,3

ab 1987

121

175

228

282

336

4,5

12 Brennwert-Kessel mit dezentraler elektrischer Wasserbereitung 13 ohne Zirkulation

bis 1986

120

175

230

285

340

21,3

ab 1987

72

125

179

233

287

20,5

15 NT-Kessel mit zentraler Wasserbereitung 16 mit Zirkulation

bis 1986

175

235

296

356

416

2,6

ab 1987

112

170

228

285

343

2,3

17 NT-Kessel mit dezentraler elektrischer Wasserbereitung 18 ohne Zirkulation

bis 1986

114

175

235

295

356

19,3

ab 1987

75

133

191

248

306

19,0

19 Brennwert-Kessel mit zentraler Wasserbereitung 20 mit Zirkulation

bis 1986

150

204

258

312

366

2,6

ab 1987

101

153

206

259

312

2,3

21 Brennwert-Kessel mit dezentraler elektrischer Wasserbereitung 22 ohne Zirkulation

bis 1986

91

145

199

254

308

19,3

ab 1987

65

118

171

223

276

19,0

7 8 9

14 Gebäudenutzfläche AN = 500 m²

4.2 Vereinfachungen bei der Gebäudeaufnahme 1

2

2 3 Bezeichnung 4

3

4

5

6

7

8

Endenergiebedarf des Gebäudes für Heizung 1) und Warmwasser in kWh/(m²a)

Zentralheizungen mit zentraler Verteilung und Thermostatventilen (Proportionalbereich 2K)

1

121

Strom/ Hilfsenergie

Gas/Heizöl EL

Baualtersklasse

Heizwärmebedarf qH des Gebäudes in kWh/(m²a) 50

100

150

200

250

für alle Gebäude

23 Gebäudenutzfläche AN = 2.500 m² 24 NT-Kessel mit zentraler Wasserbereitung 25 mit Zirkulation

bis 1986

144

203

262

321

380

1,6

ab 1987

102

158

215

271

328

1,5

26 NT-Kessel mit dezentraler elektrischer Wasserbereitung 27 ohne Zirkulation

bis 1986

99

158

217

276

336

18,5

ab 1987

71

128

184

241

297

18,4

28 Brennwert-Kessel mit zentraler Wasserbereitung 29 mit Zirkulation

bis 1986

125

178

232

285

339

1,6

ab 1987

92

144

196

249

301

1,5

30 Brennwert-Kessel mit dezentraler elektrischer Wasserbereitung 31 ohne Zirkulation

bis 1986

81

135

188

241

295

18,5

ab 1987

62

115

167

219

271

18,4

4.2.4 Bewertung der Gebäudetechnik bei gemischt genutzten Gebäuden Ist bei der Ausstellung von Energieausweisen auf Grund von § 22 Absatz 2 der EnEV nur ein Teil eines Gebäudes Gegenstand von Berechnungen des Jahres-Primärenergiebedarfs nach DIN V 4701-10 [57], so kann vereinfacht wie folgt vorgegangen werden: Für den Gebäudeteil, für den die getrennte Berechnung als Wohngebäude durchgeführt werden soll, sind rein rechnerisch eigene zentrale Einrichtungen der Wärmeerzeugung (Wärmeerzeuger, Wärmespeicher, zentrale Warmwasserbereitung) anzunehmen, die hinsichtlich ihrer Bauart, ihres Baualters und ihrer Betriebsweise den gemeinsam genutzten Einrichtungen entsprechen, hinsichtlich ihrer Größe und Leistung jedoch nur auf den zu berechnenden Gebäudeteil ausgelegt sind. Die Eigenschaften dieser fiktiven zentralen Einrichtungen sind – auch unter Nutzung der Vereinfachungen gemäß Abschnitt 4.2.3 – nach DIN V 4701-10 zu bestimmen.

4.2.5 Sicherheitstechnische Lüftungseinrichtungen Sicherheitstechnische Einrichtungen (z. B. Überdruckbelüftungen für den Brandfall, Entrauchungsanlagen) sowie Lüfter zur Vermeidung von Überhitzungen der Gebäudetechnik (z.B. Aufzugstechnik) dürfen unberücksichtigt bleiben.

122

4 Bilanzierung für Wohngebäude im Bestand

4.3 Nachweis des Anforderungsniveaus der WSVO 1977 Im Rahmen der Energieausweiserstellung ist gemäß §17, EnEV im Zuge der Entscheidung ob, für Wohngebäude, die weniger als fünf Wohnungen haben und für die der Bauantrag vor dem 1. November 1977 gestellt worden ist, ein Bedarf- oder Verbrauchsausweis notwendig ist, der Nachweis zu führen, dass ein bestehendes Gebäude das Anforderungsniveau der Wärmeschutzverordnung 1977 einhält. Von einer Erfüllung des Anforderungsniveaus kann ausgegangen werden, wenn a) bei einer Änderung des Gebäudes die Anforderungen des § 8 Absatz 2 der EnEV 2002/2004, des § 9 Absatz 1 der EnEV 2007 oder des § 9 Absatz 1 Satz 2 der EnEV 2009 erfüllt wurden; dazu sind die geführten Berechnungen und Nachweise heranzuziehen, b) der mittlere Wärmedurchgangskoeffizient des Gebäudes nach Gl. 4.3-1 den Höchstwert nach Tabelle 4.3-1 nicht überschreitet oder c) die Wärmedurchgangskoeffizienten aller Bauteile die Höchstwerte des Wärmedurchgangskoeffizienten der entsprechenden Bauteile nach Tabelle 4.3-2 nicht überschreiten.

¦ U i ˜ Ai  0,5 ˜ ¦ U j ˜ A j  0,8 ˜ ¦ U d ˜ Ad i

Um

j

d

A

(4.3-1)

Darin ist: i

= Zählindex über alle außenluftberührten Bauteile (Außenwände, Fenster, Decken nach unten gegen Außenluft)

j

= Zählindex über alle Grundflächen (Bodenfläche auf Erdreich, Kellerdecke zum unbeheizten Keller, erdberührte Wandflächen bei beheizten Räumen) und Flächen von beheizten Räumen gegen Räume mit wesentlich niedrigeren Innentemperaturen (z. B. Lagerräume etc.)

d

= Zählindex für Flächen von Dächern und obersten Geschossdecken

U

= Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils i, j oder d in W/(m²K)

A

= Wärmeübertragende Fläche des Bauteils i, j oder d in m²

Bei der Ermittlung von Wärmedurchgangskoeffizienten können die Vereinfachungen gemäß Abschnitt 4.2.2 und die Werte der Tabelle 4.3-3 verwendet werden. Für Gebäude, die vor Inkrafttreten der Wärmeschutzverordnung 1977 errichtet wurden, kann das Erreichen des Anforderungsniveaus für die in Tabelle 4.3-3 aufgeführten seinerzeit gebräuchlichen Ausführungen für den folgenden Fall festgestellt werden: Liegen bei einem Gebäude nach Tabelle 4.3-3 x für die Fassade (Außenwand und Fenster) eine der Konstruktionen in Zeile 4 bis 6 oder 7 Variante 2 vor oder im Falle der Grundrissform 3 (gemäß Fußnote Tabelle 4.3-2) auch eine der übrigen Konstruktionen der Zeilen 2 bis 7 vor und x für das Dach, soweit es beheizte Räume direkt gegen Außenluft abgrenzt, eine der Konstruktionen in Zeile 8 vor, ansonsten für die oberste Geschossdecke die Konstruktion nach Zeile 9 vor und

4.3 Nachweis des Anforderungsniveaus der WSVO 1977

123

x für die Decke gegen unbeheizte Kellerräume eine der Konstruktionen nach Zeile 10 bis 12 vor, gilt das Anforderungsniveau der Wärmeschutzverordnung 1977 als erreicht. Tabelle 4.3-1 Höchstwerte der mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten des Gebäudes

1)

1

2

1

A/Ve -1 in m

Höchstwert der mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten Um,max in W/(m²K)

2

d 0,24

1,40

3

0,30

1,24

4

0,40

1,09

5

0,50

0,99

6

0,60

0,93

7

0,70

0,88

8

0,80

0,85

9

0,90

0,82

10

1,00

0,80

11

1,10

0,78

12

t 1,20

0,77

1)

Zwischenwerte dürfen nach folgender Gleichung ermittelt werden Um,max

0,61 

0,19 A Ve

(4.3-2)

124

4 Bilanzierung für Wohngebäude im Bestand

Tabelle 4.3-2 Höchstwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten für Bauteile 1

2

1

Bauteil

Umax in W/(m²K)

2

Fassade 1 (Außenwand und Fenster) bei Grundrissform des Gebäudes gemäß Fußnote, Typ 1

Um,AW+w ” 1,45

3

Fassade 2 (Außenwand und Fenster) bei Grundrissform des Gebäudes gemäß Fußnote, Typ 2

Um,AW+w ” 1,55

4

Fassade 3 (Außenwand und Fenster) bei Grundrissform des Gebäudes gemäß gemäß Fußnote, Typ 3

Um,AW+w ” 1,75

5

oberste Geschossdecke, Dächer

UD ” 0,45

6

Kellerdecken, Bauteile gegen unbeheizte Räume

UG ” 0,80

7

Decke, Wände gegen Erdreich

UG ” 0,90

8

Fenster

Mindestens Doppel- oder Isolierverglasung

Grundrissformen zur Bestimmung der Höchstwerte für Fassaden:

4.3 Nachweis des Anforderungsniveaus der WSVO 1977

125

Tabelle 4.3-3 Beispiele zur Unterschreitung der Höchstwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten für Bauteile nach Tabelle 4.3-2

1

1

2

3

Bauteil

Aufbau des Bauteils

Umax in W/(m²K)

Beispielfassade 1 (80% massive Außenwand und 20% Fenster)

Außenwand: - Außenputz - 38 cm Vollziegel-Mauerwerk (1800 kg/m³) Ȝ= 0,81 W/(mK) - Innenputz Fenster: - Holz- oder Kunststofffenster, Doppel- oder Isolierverglasung Uw = 3,0 W/(m²K)

2

Um,AW+w = 1,73

Bemerkung: Für Kalksandstein- oder Leichtbetonmauerwerk (Vollsteine, Zweikammersteine, KS-Lochsteine) siehe Zeile 6 Beispielfassade 2 (80% massive Außenwand und 20% Fenster)

Außenwand: - Außenputz - 30 cm Hochlochziegel-Mauerwerk (1400 kg/m³) Ȝ= 0,58 W/(mK) - Innenputz Fenster: - Holz- oder Kunststofffenster, Doppel- oder Isolierverglasung Uw = 3,0 W/(m²K)

3

Um,AW+w = 1,65

Bemerkung: Für Kalksandstein- oder Leichtbetonmauerwerk (Vollsteine, Zweikammersteine, KS-Lochsteine) siehe Zeile 6 Beispielfassade 3 (80% massive Außenwand und 20% Fenster)

4

Außenwand: - Außenputz - 24 cm Bimsstein-Mauerwerk Ȝ= 0,30 W/(mK) - Innenputz Fenster: - Holz- oder Kunststofffenster, Doppel- oder Isolierverglasung Uw = 3,0 W/(m²K)

Um,AW+w = 1,37

126

1

4 Bilanzierung für Wohngebäude im Bestand 1

2

3

Bauteil

Aufbau des Bauteils

Umax in W/(m²K)

Beispielfassade 4 (80% massive Außenwand und 20% Fenster)

5

Außenwand: - Außenputz - 24 cm Porenbeton-Mauerwerk (700 kg/m³) Blocksteine mit Normalmörtel Ȝ= 0,27 W/(mK) - Innenputz

Um,AW+w = 1,35

Fenster: - Holz- oder Kunststofffenster, Doppel- oder Isolierverglasung Uw = 3,0 W/m²K Beispielfassade 5 (80% massive Außenwand und 20% Fenster)

6

Außenwand: - Außenputz - 38 cm Kalksandstein-Mauerwerk (1800 kg/m³) Ȝ= 0,81 W/(mK) mit äußerer Dämmschicht mit einer Dicke von 6 cm (Ȝ= 0,04 W/(mK)) - Innenputz Fenster: - Holz- oder Kunststofffenster, Doppel- oder Isolierverglasung Uw = 3,0 W/(m²K)

Um,AW+w = 0,97

Bemerkung: Ziegel- und Leichtbetonmauerwerke mit zusätzlicher Dämmung erreichen in der Regel noch kleinere U-Werte Beispielfassade 6 (80% massive Außenwand und 20% Fenster)

7

Außenwand zweischalig: - 2 cm Außenputz mit Ȝ= 0,87 W/(mK) - 12 cm Mauerwerk mit Ȝ= 0,68 W/(mK) Variante 1 - 8 cm Luftschicht (R=0,13 m²K/W) oder Variante 2 - 8 cm Dämmung (Ȝ= 0,04 W/(mK)) - 12 cm Mauerwerk mit Ȝ= 0,68 W/(mK) - 1,5 cm Innenputz mit Ȝ= 0,7 W/(mK) Fenster: - Holz- oder Kunststofffenster, Doppel- oder Isolierverglasung Uw = 3,0 W/(m²K)

Variante 1: Um,AW+w = 1,74 Variante 2: Um,AW+w = 0,91

4.3 Nachweis des Anforderungsniveaus der WSVO 1977

1

127

1

2

3

Bauteil

Aufbau des Bauteils

Umax in W/(m²K)

Steildach

Variante 1 8

Dacheindeckung - Dachlattung - Unterspannbahn Variante 1: - Dämmung / zwischen den Sparren (z.B. 15 cm) Variante 2: - Aufdopplung des Sparrens bei zu geringem Hohlraum mit Dämmung (z.B. insgesamt 18 cm) - Luftdichtheitsschicht - Lattung - Gipskartonplatte

Variante 2

Oberste Geschossdecke

9

Variante 1: UD = 0,25 Variante 2: UD = 0,17

Bemerkung: Es ist eine Dämmung von mindestens 10 cm zwischen den Sparren notwendig, dies gilt ebenfalls für Aufoder Untersparrendämmungen und für Flachdächer. -

Spanplatte Dämmstoff (8 cm) Betondecke (14 cm) Putzschicht (1,5 cm)

Bemerkung: Ungedämmte oberste Geschossdecken (Beton- als auch Holzdecken) können den Höchstwert nach Tabelle 4.3-1 nicht unterschreiten, eine Dämmung von 8 cm ist mindestens erforderlich.

UD = 0,44

Kellerdecke – Beispiel 1 -

10

Linoleum Magnesit-Estrich (4 cm) Mineralfasermatte (1,5 cm) Betondecke (15 cm) Putzschicht (1,5 cm) Zusätzlicher Dämmstoff (4 cm)

UG = 0,53

Linoleum Asphalt-Estrich (2 cm) Mineralfasermatte (1 cm) Rippendecke mit Füllkörpern aus Bimsbeton und Aufbeton (19 cm) - Putzschicht (1,5 cm) - Zusätzlicher Dämmstoff (4cm)

UG = 0,52

Kellerdecke – Beispiel 2

11

-

128

1

4 Bilanzierung für Wohngebäude im Bestand 1

2

3

Bauteil

Aufbau des Bauteils

Umax in W/(m²K)

Hobeldielen Kohleschlackefüllung Gemauertes Kappengewölbe Stahlträger Zusätzlicher Dämmstoff (ca. 8 cm zur Ausfüllung der Kappen)

UG = 0,34

Kellerdecke – Beispiel 3

12

-

4.4 Bewertung heiz- und raumlufttechn. Anlagen im Bestand gemäß DIN V 4701-12 Die DIN V 4701 Teil 12 „Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen im Bestand - Teil 12: Wärmeerzeuger und Trinkwassererwärmung“ [60] wurde im Februar 2004 herausgegeben. DIN V 4701-10 [57] enthält ein Verfahren zur energetischen Bewertung von neuzeitlichen heiz- und raumlufttechnischen Anlagen, die zur Deckung eines nach DIN V 4108-6 [54] berechneten Heizwärmebedarfs in neu zu errichtende Gebäude eingebaut werden sollen. Die Rechenverfahren dieser beiden Normen werden im Abs. 3.2 und 3.3 dieses Buches behandelt. Für bestehende Gebäude und vorhandene Anlagen sind die in DIN V 4701-10 [57] festgelegten Randbedingungen und Anlagenkennzahlen jedoch nicht geeignet. Mit DIN V 4701-12 [60] werden Kennzahlen zur energetischen Bewertung von Anlagen im Bestand bereitgestellt, die in einer Gesamtenergiebilanz eines bestehenden Gebäudes und der entsprechenden Anlagentechnik verwendet werden können. DIN V 4701-12 [60] befasst sich mit der Bewertung vorhandener heiztechnischer Anlagen in bestehenden Gebäuden für den Bereich Wärmeerzeugung und Trinkwassererwärmung. Die grundsätzlichen Berechnungsalgorithmen zur energetischen Bewertung der Anlagentechnik sind DIN V 4701-10 [57] zu entnehmen.

4.4.1 Einleitung In DIN V 4701-12 [60] sind gerätespezifische Werte angegeben, die helfen, Geräte im Bestand mit heute auf dem Markt befindlichen Geräten zu vergleichen. Die in der Norm fehlenden Beschreibungen zu den Themen Wärmeübergabe, Wärmeverteilung und Lüftungstechnik, welche für die Ermittlung der Wärmeerzeuger-Aufwandszahl und damit auch des JahresEnergiebedarfs erforderlich sind, werden in der PAS 1027 [95] behandelt (siehe Abschnitt 4.5 dieses Buches). Die Solartechnik wird nicht berücksichtigt. Die Ermittlung der Aufwandszahlen erfolgt nach den Beschreibungen von DIN V 4701-10 [57] mit den angegebenen Produktkennwerten. Kennwerte für einen möglichen Brennertausch, der bei der Optimierung alter Kessel eingesetzt wird, werden ebenfalls angegeben. Wärmeerzeuger und Warmwasserbereiter werden bis ins Jahr 1994 berücksichtigt, da davon ausgegangen wird,

4.4 Bewertung heiz- und raumlufttechn. Anlagen im Bestand gemäß DIN V 4701-12

129

dass die Geräte nach 1994 überwiegend dem heutigen Stand der Technik entsprechen und in DIN V 4701-10 [57] dargestellt sind.

4.4.2 Anwendungsbereich DIN V 4701-12 [60] gilt für Wärmeerzeuger und Trinkwassererwärmung im Bestand und für Gebäude, die mit normalen Innentemperaturen im Sinne der EnEV betrieben werden. Das Verfahren der Norm dient der Bestimmung des Energiebedarfs der vorhandenen Anlage. Für die Ermittlung des Energiebedarfs werden zusätzlich die Kennwerte für die Wärmeübergabe, Wärmeverteilung und Lüftungstechnik benötigt, welche mit der PAS 1027 [95] ermittelt werden (siehe Abschnitt 4.5 dieses Buches). Bei einer geplanten Modernisierung kann der Nutzen einzelner Anlagenteile mit Größen aus der DIN V 4701-10 [57] verglichen werden, sofern die Randbedingungen entsprechend abgestimmt werden.

4.4.3 Rechenverfahren Die Rechenverfahren der DIN V 4701-12 [60] entsprechen denen der DIN V 4701-10 [57]. Die Werte des flächenbezogenen Wärme- und Hilfsenergiebedarfs, die Aufwandszahlen und Deckungsanteile der Wärmeerzeuger, sowie die flächenbezogenen Wärmegewinne durch Lüftungsanlagen werden anhand des in DIN V 4701-10 [57] beschriebenen Verfahrens allgemein bestimmt (siehe Abschnitt 3.3 dieses Buches). Ermittlung der Kenngrößen Die DIN V 4701-12 [60] ermöglicht die Ermittlung von Kenngrößen für Heizungs- und Trinkwarmwasseranlagen im Bestand für die folgenden Prozessbereiche: x Bestimmung des Aufwands für die Wärmeerzeugung Heizung eH,g x Bestimmung des Aufwands für die Wärmeerzeugung Trinkwasser eTW,g x Bestimmung der Verluste für die Speicherung des erwärmten Trinkwassers qTW,s Die jeweiligen Standardwerte werden - teilweise in Abhängigkeit verschiedener Baualtersklassen - angegeben und können zur Ermittlung der Erzeuger- und Speicherverluste ohne das Vorliegen detaillierter Kennwerte verwendet werden. Aufwand Wärmeerzeugung Heizung eH,g Wenn die in DIN 4701-10 [57] genannten Größen auf Grund fehlender Anlagendaten nicht bekannt sind, kann der Aufwand eH,g für die Wärmeerzeuger Heizung nach DIN V 4701-12 [60] bestimmt werden für x x x x x x x x x x

Umstell-/Wechselbrandkessel, Feststoffkessel, Standard-Heizkessel (Gas-Spezial-Heizkessel, Gebläsekessel (Öl/Gas), Brennertausch), Niedertemperatur-Kessel (Gas-Spezial-Heizkessel, Umlaufwasserheizer, Gebläsekessel, Brennertausch), Brennwert-Kessel (Öl/Gas), Gasraumheizer (Schornsteingebundene Geräte, Außenwandgeräte), Einzelöfen (Ölbefeuerter Einzelofen, Kachelofen, Kohlebefeuerter eiserner Ofen), elektrisch betriebene Heizungswärmepumpen, Elektrisch beheizte Wärmeerzeuger (dezentral und zentral) und Fern- und Nahwärme.

130

4 Bilanzierung für Wohngebäude im Bestand

Aufwand Wärmeerzeugung Trinkwarmwasser eTW,g Wenn die in DIN 4701-10 [57] genannten Größen auf Grund fehlender Anlagendaten nicht bekannt sind, kann der Aufwand eTW,g für die Wärmeerzeuger Trinkwarmwasser vereinfacht mit den Randbedingungen und Näherungen der DIN V 4701-12 [60] bestimmt werden für x x x x x x x x x

Umstell-/Wechselbrandkessel, Feststoffkessel, Standard-Heizkessel (Gas-Spezial-Heizkessel, Gebläsekessel (Öl/Gas), Brennertausch), Niedertemperatur-Kessel (Gas-Spezial-Heizkessel, Umlaufwasserheizer, Gebläsekessel, Brennertausch), Brennwert-Kessel (Öl/Gas), gasbeheizte Trinkwasserspeicher, Elektro-Heizungs-Wärmepumpen mit Warmwasserbereitung, Fern- und Nahwärme und Elektrodurchlauferhitzer.

Speicherverluste Trinkwarmwasser qTW,s Wenn der Bereitschafts-Wärmeverlust qB,S des Speichers nicht bekannt ist, kann die Berechnung der Speicherverluste des Trinkwarmwassers qTW,s nach DIN V 4701-12 [60] bestimmt werden für x indirekt beheizte Trinkwasserspeicher, x elektrisch beheizte Trinkwasserspeicher und x gasbeheizte Trinkwasserspeicher.

4.5 Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen im Bestand gemäß PAS 1027 4.5.1 Einleitung Die öffentlich verfügbare Spezifikation PAS 1027 [95] (PAS = Publicly Available Specification) ist eine Ergänzung zur DIN V 4701-12 Blatt 1 „Energetische Bewertung heizund raumlufttechnischer Anlagen im Bestand“ [60] und wurde im Februar 2004 herausgegeben. Gemäß PAS 1027 [95] wird bei gegebenem Nutzenergiebedarf der Jahres-Energiebedarf (Primärenergie und Endenergie) für Heizen und Trinkwassererwärmung unter definierten Randbedingungen für den Gebäudebestand ähnlich der DIN V 4701-10 [57] ermittelt. Neben der Wärmeerzeugung (Heizung) und der Trinkwassererwärmung beinhaltet die PAS 1027 [95] die in der DIN 4701-12 [60] nicht angegebenen Rechenregeln für Wärmeübergabe, Wärmeverteilung und Lüftungstechnik. Sie ist auch dafür gedacht, im Rahmen freiwilliger Nachweisrechnungen gemäß Energieeinsparverordnung (z. B. zur Erstellung von Energiebedarfsausweisen für Bestandsgebäude), sowie bestimmter Sonderfälle bei der Nachweisführung nach dieser Verordnung (Weiterverwendung vorhandener Anlagenteile bei der baulichen Erweiterung bestehender Gebäude) angewandt zu werden. Deshalb sind auch die für den öffentlich-rechtlichen Nachweis in der EnEV und DIN V 4108-6 Anhang D [54] festgelegten Randbedingungen ansetzbar.

4.5 Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen im Bestand gemäß PAS 1027

131

Die Ermittlung der Aufwandszahlen erfolgt nach den Beschreibungen von DIN V 4701-10 [57] mit den in der PAS 1027 [95] angegebenen Randbedingungen. Die Produktkennwerte sind der DIN V 4701-12 [60] und ggf. DIN V 4701-10 [57] zu entnehmen.

4.5.2 Anwendungsbereich Die PAS 1027 [95] gilt für Anlagen im Bestand und für Gebäude, die mit normalen Innentemperaturen im Sinne der Energieeinsparverordnung betrieben werden. Dies sind nach der dort angegebenen Definition solche Gebäude, die nach ihrem Verwendungszweck auf eine Innentemperatur von 19 °C oder mehr und jährlich mehr als vier Monate beheizt werden. Eine wesentliche Untergruppe sind die Wohngebäude. Das Verfahren der PAS 1027 [95] dient der Bestimmung des Energiebedarfs der vorhandenen Anlage, nicht jedoch der Vorausberechnung des Energieverbrauchs. Bei einer geplanten Modernisierung kann der Nutzen einzelner Anlagenteile mit Größen aus der DIN V 4701-10 [57] verglichen werden, sofern die Randbedingungen entsprechend abgestimmt wurden. Bei der Darstellung der verschiedenen Bereiche werden die in den verschiedenen Baujahren bekanntesten Anlagenkomponenten beschrieben. Wärmeerzeuger und Warmwasserbereiter werden in der DIN V 4701-12 [60] nur bis ins Jahr 1994 berücksichtigt, da davon ausgegangen wird, dass die Geräte nach 1994 überwiegend dem heutigen Stand der Technik entsprechen und in DIN V 4701-10 [57] dargestellt sind. Neben den Wärmeerzeugern in DIN V 4701-12 [60] werden in der PAS 1027 [95] auch raumlufttechnische Anlagen im Bestand näher beschrieben. Bei Vorliegen konkreter Produktkennwerte moderner Geräte können auch diese in den Rechengang einfließen.

4.5.3 Randbedingungen Die Randbedingungen der PAS 1027 [95] weichen bezüglich der Länge der Heizperiode von den Randbedingungen der EnEV und der DIN V 4701-10 [57] ab: Die Länge der Heizperiode ist nicht festgelegt und kann genau mit dem Monatsbilanzverfahren der DIN V 4108-6 [54] bestimmt werden. Beispielhaft wurde in den Rechnungen der PAS 1027 [95] die Länge der Heizperiode für die Kennwertberechnung mit 275 Tagen (entspricht einer Heizgrenze von 15 °C) berücksichtigt, der für die Mehrzahl der bestehenden Gebäude als repräsentativ anzusehen ist.

4.5.4 Rechenverfahren Die Rechenverfahren in der DIN V 4701-12 [60] und PAS 1027 [95] entsprechen denen der DIN V 4701-10 [57]. Zur Berechnung der Anlagenaufwandszahl eP muss der JahresHeizwärmebedarf Qh (oder als flächenbezogener Wert qh) entsprechend aus DIN V 4701-10 [57] und die Gebäudenutzfläche AN des Gebäudes bekannt sein. Randbedingungen Die allgemeinen Randbedingungen für die Berechnung der Anlagenaufwandszahl sind in Tabelle 4.5-1 zusammengestellt.

132

4 Bilanzierung für Wohngebäude im Bestand

Tabelle 4.5-1 Randbedingungen zur Anlagenwertung gemäß PAS 1027 [95] 1 1

Kriterium

2

mittlere Gebäudeinnentemperatur

3

Norm-Anlagenluftwechsel für mechanische Lüftungsanlagen

2

3

4

Größe

Wert

-i,m

19 °C

nA,Norm

0,4 1/h

4

DIN V 4108-6 Monatsbilanzverfahren

Heizperiodenbilanzverfahren

5

Heizgrenztemperatur in °C

-HG

wird ausgewiesen

15 °C

6

Dauer der Heizperiode in d

tHP

wird ausgewiesen

275 d

7

Gradtagzahlfaktor in kKh/a

FGt

zu rechnen

8

Nutzfläche in m²

AN

wird ausgewiesen

86,4 kKh/a

(1)

wird ausgewiesen

(1)

FGT = 86,4 kKh/a ist derjenige Wert, der sich aus Anhang D der DIN V 4108-6 Tabelle D1 [54] aus einer Heizgradtagzahl von 3600 Kd/a ohne Heizunterbrechung ergibt. Im Interesse der Einheitlichkeit werden Kennwerte nach der PAS mit einer Heizperiodendauer von 275 Tagen pro Jahr (entspricht FGT = 86,4 kKh/a) gerechnet.

4.5.5 Ermittlung der Kenngrößen Die Werte des flächenbezogenen Wärme- und Hilfsenergiebedarfs, die Aufwandszahlen und Deckungsanteile der Wärmeerzeuger, sowie die flächenbezogenen Wärmegewinne durch Lüftungsanlagen lassen sich anhand der in DIN V 4701-10 [57] beschriebenen Verfahren allgemein bestimmen. Die PAS 1027 [95] liefert Randbedingungen, Rechenverfahren und Standardwerte zur Ermittlung des Energiebedarfs von Heizungs-, Trinkwassererwärmungs- und Lüftungsanlagen im Gebäudebestand. Es werden die folgenden für die Bewertung von Bestandsanlagen notwendigen Rechenverfahren als Ergänzungen zur DIN 4701-10 [57] und 4701-12 [60] angegeben: x x x x x x x x x

Kennwerte für abweichende Randbedingungen Berücksichtigung der Überdimensionierung des Heizkreises Berücksichtigung des fehlenden hydraulischen Abgleiches Ermittlung der Verteilungsverluste des Trinkwarmwassererwärmungssystems (qTW,d) Ermittlung des Speichervolumens von Trinkwarmwasserspeichern Ermittlung der Verteilungsverluste der Lüftungsanlage (qL,d) Standardwerte für die Bewertung von Lüftungsanlagen im Bestand Ermittlung der Übergabeverluste der Heizung (qH,ce) Ermittlung der Verteilungsverluste der Heizung (qH,d)

133

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude 5.1 Einführung 5.1.1 Aufbau der Normenreihe DIN V 18599

Bild 5.1-1 Übersicht über die Bestandteile der Normenreihe der DIN V 18599

Die Normenreihe der DIN V 18599 besteht im Kern aus zehn Normenteilen. Diese werden durch einen Teil 100 ergänzt, welcher Fehlerkorrekturen und Ergänzungen zu den Teilen 1 bis 10 enthält. Zusätzlich sollen die Angaben des Beiblatt 1 helfen, einen Abgleich zwischen den errechneten Energiebedarfswerten und den tatsächlichen (Bestand) oder zu erwartenden (Neubau) Energieverbrauchswerten vorzunehmen. Alle Normteile zusammen ergeben einen Umfang von 988 Seiten. Bereits hieraus wird – ungeachtet aller notwendigen fachlichen Einarbei-

134

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

tung – deutlich, dass eine tiefgreifende Beschäftigung mit diesem Thema eher eine Sache von Wochen als von Tagen ist.

5.1.2 Indizierungsschema

Bild 5.1-2 Indizierungsschema der DIN V 18599

Die meisten Größen, die im Rahmen der DIN V 18599 verwendet werden, sind durch ein dreifach gegliedertes Indizierungssystem gekennzeichnet. Die erste Ebene bezeichnet das betroffene technische Gewerk, die zweite beschreibt den jeweiligen Prozessschritt innerhalb des Gewerks oder alternativ die Bilanzebene. Eine dritte Ebene wird teilweise benötigt, um zu ver-

5.1 Einführung

135

deutlichen, dass Hilfsenergien bezeichnet werden. Am Beispiel der Prozesskette „Heizsystem“ wird die Indizierung in Bild 5.1-3 verdeutlicht.

Bild 5.1-3 Erläuterung der Indizierung am Beispiel der Prozesskette „Heizsystem“ für die Anteile zwischen Nutzenergie und Endenergie

5.1.3 Wichtige Begriffe Gebäudezone o Teil der Nettogrundfläche eines Gebäudes, der durch einheitliche Nutzungsrandbedingungen (z. B. Temperatur, Luftwechsel, Lichtangebot) gekennzeichnet ist Der Energiebedarf eines Gebäudes ergibt sich als Gesamtheit des Energiebedarfs aller Gebäudezonen. Konditionierung o Erfüllung der Nutzungsrandbedingungen durch die Gewerke Heizung, Kühlung, Be- und Entlüftung, Befeuchtung, Beleuchtung und Trinkwarmwasserversorgung Eine konditionierte Gebäudezone muss mindestens eine kann aber auch mehrere Arten der Konditionierung aufweisen. Bereiche eines Gebäudes, die keine Konditionierung aufweisen, werden als „nicht konditioniert“ zusammengefasst, wobei auch mehrere nicht konditionierte Bereiche pro Gebäude möglich sind (z. B. Keller, Dachraum) Versorgungsbereich Ein Versorgungsbereich (Heizung, Warmwasser, Lüftung, Kühlung Beleuchtung usw.) umfasst die Gebäudeteile, die von der gleichen Technik versorgt werden. Ein Versorgungsbereich kann sich über mehrere Zonen erstrecken; eine Zone kann auch mehrere Versorgungsbereiche umfassen. Erstreckt sich ein Versorgungsbereich über mehr als eine Zone, so ist der Energiebedarf entsprechend den Volumenanteilen auf die einzelnen Zonen aufzuteilen. Gibt es mehrere Versorgungsbereiche innerhalb einer Zone, so ergibt sich der Energiebedarf der Zone als Summe des Energiebedarfs der innerhalb der Zone befindlichen Teilnettogrundflächen aller Versorgungsbereiche.

136

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Wärmequelle o Ungeregelte Wärmemengen mit Temperaturen über der Innentemperatur, die der Gebäudezone zugeführt werden oder innerhalb der Gebäudezone entstehen Wärmeeinträge, die geregelt über die Gebäudetechnik zugeführt werden, um die Innentemperatur aufrechtzuerhalten, sind folglich nicht unter dem Begriff der Wärmequelle zu verstehen. Der Begriff „Wärmequelle“ ersetzt den bisherigen Begriff des „Wärmegewinns“. Wärmesenke o Wärmemenge, die der Gebäudezone entzogen wird Wärmemengen, die geregelt über das Kühlsystem abgeführt werden, fallen demnach nicht unter den Begriff der Wärmesenke. Der Begriff „Wärmesenke“ ersetzt den bisherigen Begriff der „Wärmeverluste“

5.2 Bilanzierungsverfahren 5.2.1 Übersicht Die Vornormenreihe der DIN V 18599 stellt ein Verfahren zur Verfügung, mit dem die Gesamtenergiebilanz von Gebäuden berechnet werden kann. Die Verfahren sind geeignet, sowohl Wohngebäude als auch Nichtwohngebäude und sowohl Neubauten als auch Bestandsbauten zu betrachten. Es werden die Energieaufwendungen für x die Heizung x die Kühlung x die Klimatisierung x die Trinkwarmwasserbereitung und x die Beleuchtung einschließlich der jeweils benötigten Hilfsenergien (z. B. für Pumpen oder Ventilatoren) ermittelt. Das Bilanzierungsverfahren ist grundsätzlich für x eine Energiebedarfsbilanzierung von Gebäuden mit vorgegebenen Randbedingungen (z. B. EnEV-Nachweis) und x eine allgemeine, ingenieurmäßige Energiebedarfsbilanzierung von Gebäuden mit frei wählbaren Randbedingungen (z. B. im Rahmen einer Energieberatung oder allgemein eines Bedarfs-/Verbrauchsabgleichs) geeignet.

5.2 Bilanzierungsverfahren

137

5.2.2 Bilanzierungsablauf Ablauf Der allgemeine Bilanzierungsablauf folgt dem nachstehenden Schema: 1. Festlegen der Nutzungsrandbedingungen gemäß DIN V 18599-10 [72] und ggf. Zonierung 2. Zusammenstellung der notwendigen Eingangsdaten (z.B. Flächen sowie bauphysikalische und anlagentechnische Kenndaten) 3. Ermittlung des Nutzenergiebedarfs und Endenergiebedarfs für die Beleuchtung sowie der Wärmequellen durch die Beleuchtung gemäß DIN V 18599-4 [66] 4. Ermittlung aller anderen anlagenunabhängigen Wärmequellen und –senken (dies sind die Anteile aus Transmission, solarer Ein- und Abstrahlung, Infiltration und Fensterlüftung sowie interne Quellen uns Senken aus Personen und Geräten) 5. Erste überschlägige Bilanzierung des Nutzenergiebedarfs gemäß DIN V 18599-2 [64] 6. Vorläufige Zuordnung der bilanzierten Nutzenergie zu den Versorgungssystemen (Heizung, Warmwasser, Lüftung, Klima) 7. Ermittlung der Wärmequellen und -senken der Prozessbereiche Übergabe, Verteilung und Speicherung für die vorhandenen Versorgungssysteme (Heizung gemäß DIN V 18599-5 [67], Warmwasser gemäß DIN V 18599-8 [70], Lüftung und Klima gemäß DIN V 18599-7 [69]) 8. Erneute Bilanzierung des Nutzenergiebedarfs Eine Iteration der Schritte 6 bis 8 ist vorzunehmen, bis die Ergebnisse für den Nutzwärmebedarf zweier aufeinander folgender Iterationsschritte sich um nicht mehr als 0,1 % voneinander unterscheiden, jedoch höchstens 10-mal. 9. Endgültige Zuordnung der bilanzierten Nutzenergie zu den Versorgungssystemen (Heizung, Warmwasser, Lüftung, Klima) 10. Ermittlung der Verluste der Prozessbereiche Übergabe, Verteilung und Speicherung für die vorhandenen Versorgungssysteme (Heizung gemäß DIN V 18599-5, Warmwasser gemäß DIN V 18599-8, Lüftung und Klima gemäß DIN V 18599-7) 11. Aufteilung der notwendigen Nutzwärmeabgabe aller Erzeuger auf die unterschiedlichen Erzeugungssysteme nach DIN V 18599-5. 12. Aufteilung der notwendigen Nutzkälteabgabe aller Erzeuger auf die unterschiedlichen Erzeugungssysteme nach DIN V 18599-7. 13. Ermittlung der Erzeugerverluste für die vorhandenen Versorgungssysteme (Heizung gemäß DIN V 18599-5, Warmwasser gemäß DIN V 18599-8, Lüftung und Klima gemäß DIN V 18599-7, kombinierte Erzeuger (z.B. BHKW) gemäß DIN V 18599-9 [71]) 14. Zusammenstellung der ermittelten Hilfsenergien z.B. für Pumpen und Ventilatoren (Heizung gemäß DIN V 18599-5, Warmwasser gemäß DIN V 18599-8, Lüftung und Klima gemäß DIN V 18599-7) 15. Zusammenstellung der Endenergien 16. Primärenergetische Bewertung

138

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Nutzenergie Der anhand der jeweiligen Teile der Normenreihe berechnete Nutzenergiebedarf ist diejenige Energiemenge, die der Gebäudenutzer an der Bilanzgrenze „Raumhülle“ anfordert, damit bestimmte nutzungsspezifische Anforderungen (z.B. thermische Konditionierung, Beleuchtung) erfüllen werden können. Je nach Energieanteil beziehen sich die Ergebnisse der einzelnen Normenteile dabei auf unterschiedliche Bilanzzeiträume. In Tabelle 5.2-1 sind diese zusammengestellt. Tabelle 5.2-1 Bilanzzeiträume für den Nutzenergiebedarf 1

2

1

3

4

Bilanzzeitraum Nutzenergiebedarf für

2

1)

Tag

Monat

Jahr

3

Heizung

Qh,b

1)

6Qh,b,mth

4

Kühlung

Qc,b

1)

6Qc,b,mth

5

Heizfunktion RLT

-

Qh*,b

6Qh*,b,mth

6

Kühlfunktion RLT

-

Qc*,b

6Qc*,b,mth

7

Befeuchtung RLT

-

Qm*,b

6Qm*,b,mth

8

Trinkwarmwasser

-

Qw,b

6Qw,b,mth

9

Beleuchtung

-

-

Ql,b

Der Monatswert ist unter Berücksichtigung der Nutzungstage und Nichtnutzungstage pro Monat zu ermitteln

Die Monatswerte der Bilanzanteile für Heizung und Kühlung ergeben sich bei durchgehendem Betrieb gemäß Gl. 5.2-1, bei unterschiedlichem Betrieb (z. B. Berücksichtigung von Ferienoder Wochenendzeiten) nach Gl. 5.2-2. Qh( c ),b,mth

d mth ˜ Qh( c ),b

(5.2-1)

Darin ist: Qh(c),b,mth

= Monatswert des Nutzenergiebedarfs für Heizung bzw. Kühlung in kWh/mth

dmth

= Anzahl der Tage im Monat

Qh(c),b

= Tageswert des Nutzenergiebedarfs für Heizung bzw. Kühlung in kWh/d Qh( c ),b,mth

d nutz ˜ Qh( c ),b,nutz  d we ˜ Qh( c ),b,we

(5.2-2)

Darin ist: Qh(c),b,mth

= Monatswert des Nutzenergiebedarfs für Heizung bzw. Kühlung in kWh/mth

dnutz

= Anzahl der Tage im Monat mit normaler Nutzung

5.2 Bilanzierungsverfahren Qh(c),b,nutz

= Tageswert des Nutzenergiebedarfs für Heizung bzw. Kühlung an Nutzungstagen in kWh/d

dwe

= Anzahl der Tage im Monat ohne oder mit eingeschränkter Nutzung

Qh(c),b,we

= Tageswert des Nutzenergiebedarfs für Heizung bzw. Kühlung an Nichtnutzungstagen in kWh/d

139

Erzeugernutzwärme- / -kälteabgabe Die Erzeugernutzenergieabgabe je Erzeuger ergibt sich gemäß Gl. 5.2-3, indem zur Nutzenergie die Verluste aus Übergabe, Verteilung und Speicherung hinzuaddiert werden. Bei mehreren getrennten Versorgungssystemen je Konditionierungsgewerk ist die Erzeugernutzenergieabgabe für jeden Erzeuger einzeln zu bestimmen. Bei mehreren eingesetzten Energieträgern ist die Berechnung für jeden Energieträger getrennt durchzuführen. Q...,outg

Q...,b  Q...,ce  Q...,d  Q...,s

(5.2-3)

Darin ist: Q…,outg

= Erzeugernutzenergieabgabe je Gewerk bzw. je Erzeuger in kWh/mth

Q…,ce

= Übergabeverluste in kWh/mth

Q…,d

= Verteilverluste in kWh/mth

Q…,s

= Speicherverluste in kWh/mth

Endenergie Zur Berechnung der Endenergie für jedes Konditionierungsgewerk (und ggf. jeden Energieträger) wird zur Erzeugernutzenergieabgabe der Erzeugerverlust hinzuaddiert. Kommen regenerative Energien (z. B. Solarthermie) zum Einsatz, so ist deren Anteil im Rahmen der Endenergieberechnung positiv zu bewerten also abzuziehen. Q..., f

Q...,outg  Q...,g  Q...,reg

(5.2-4)

Darin ist: Q…,f

= Endenergiebedarf je Gewerk in kWh/mth

Q…,outg

= Erzeugernutzenergieabgabe je Gewerk bzw. je Erzeuger in kWh/mth

Q…,g

= Erzeugerverluste in kWh/mth

Q…,reg

= eingesetzte regenerative Energie in kWh/mth

Für jedes Konditionierungsgewerk ist als nächstes ein Jahreswert als Summe der Monatswerte zu bilden. Der Jahres-Endenergiebedarf eines Gebäudes bzw. einer Gebäudezone ergibt sich dann als Summe aller Einzelanteile der Konditionierungsgewerke. Er wird für jeden Energieträger getrennt berechnet. Zu beachten ist, dass die Endenergie auf den Brennwert bezogen berechnet wird. Gemäß DIN 4701-10 [57] wurde die Endenergie auf den Heizwert bezogen.

140

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude Qh, f , j  Qc, f , j  Qh*, f , j  Qc*, f , j  Qm*, f , j  Qw, f , j  Ql , f , j  Q f ,aux, j

Qf ,j

(5.2-5)

Darin ist: Qf,j

= Endenergiebedarf für den Energieträger j in kWh/a

Qh,f

= Endenergiebedarf für das Heizsystem für den Energieträger j in kWh/a

Qc,f

= Endenergiebedarf für das Kühlsystem für den Energieträger j in kWh/a

Qh*,f

= Endenergiebedarf für die RLT-Heizfunktion für den Energieträger j in kWh/a

Qc*,f

= Endenergiebedarf für die RLT-Kühlfunktion für den Energieträger j in kWh/a

Qm*,f

= Endenergiebedarf für die Befeuchtung für den Energieträger j in kWh/a

Qw,f

= Endenergiebedarf für Trinkwarmwasser für den Energieträger j in kWh/a

Ql,f

= Endenergiebedarf für die Beleuchtung für den Energieträger j in kWh/a

Qf,aux

= Endenergiebedarf für die Hilfsenergien für den Energieträger j in kWh/a

Primärenergie Durch Multiplikation mit dem Primärenergiefaktor des jeweiligen Brennstoffs wird aus dem Endenergiebedarf der Primärenergiebedarf erhalten. Da, wie schon beschrieben, der Endenergiebedarf auf den Brennwert bezogen berechnet ist, der Primärenergiebedarf jedoch auf den Heizwert bezogen anzugeben ist, wird eine Umrechnung nötig. Tabelle 5.2-2 Energieträgerabhängige Umrechnungsfaktoren [63] 1 1

2

3 Verhältnis Brennwert/Heizwert Hs/Hi (Umrechnungsfaktor für die Endenergie) fHS/HI

Energieträger

2

Heizöl EL

1,06

3

Erdgas H

1,11

Flüssiggas

1,09

5

Steinkohle

1,04

6

Braunkohle

1,07

7

Holz

1,08

fossiler Brennstoff

1,00

erneuerbarer Brennstoff

1,00

fossiler Brennstoff

1,00

erneuerbarer Brennstoff

1,00

Strom-Mix

1,00

4 Brennstoffe

8 9 10 11 12

Nah-/Fernwärme aus KWK (KWK-Anteil:70%) Nah-/Fernwärme aus Heizwerken Strom

5.2 Bilanzierungsverfahren

141

Die Summe der Anteile über alle Energieträger liefert dann den Jahres-Primärenergiebedarf.

Qp

f p, j

¦ Q f , j ˜ f HS ,HI , j

(5.2-6)

j

Darin ist: Qp

= Jahres-Primärenergie in kWh/a

Qf,j

= Endenergiebedarf für den Energieträger j in kWh/a

fp,j

= Primärenergiefaktor gemäß Tabelle 1.3-1

fHS,HI,j

= Umrechnungsfaktor gemäß Tabelle 5.2-2

5.2.3 Zonierung Allgemeine Herangehensweise Ein Gebäude wird in Zonen zerteilt, um energetisch ähnliche Gebäudebereiche (ähnliche Nutzenergie, Wärmequellen, Wärmesenken) zu bilden und für diese den Energiebedarf zu berechnen. Das wichtigste Kriterium für das Zusammenlegen von Räumen in eine Zone ist eine einheitliche Nutzung. Daneben können weitere Kriterien maßgebend werden, insbesondere wenn das Gebäude unter Einsatz von Energie gekühlt werden soll. Grundsätzlich gilt, dass zu viele Zonen zwar den Aufwand, nicht aber die Ergebnisgenauigkeit erhöhen. Es ist daher in jedem Einzelfall ingenieurmäßig zu prüfen, ob die gewählte Zonierung und die Komplexität des Gebäudes korrelieren. Die einzige Hilfestellung der DIN V 18599 hierzu ist, dass Grundflächenanteile unter 3 % anderen Zonen hinzugefügt werden dürfen, wenn sich die inneren Lasten der Zonen nicht erheblich unterscheiden. Schritt 1: Bildung von Bereichen gleicher Nutzung Räume werden zu einer Zone zusammengefasst, wenn sie einem Nutzungsprofil gemäß DIN V 18599-10 [72] zugeordnet werden können. Für Nutzungen, die nicht in DIN V 18599-10 behandelt werden, sind eigene Nutzungsrandbedingungen zu ermitteln (siehe auch Abschnitt 5.10). Für Nutzungen, die zwar in DIN V 18599-10 behandelt werden, deren dort hinterlegte Randbedingungen aber im Einzelfall nicht zutreffen, ist gemäß den EnEV-Auslegungen des DIBt [9] trotzdem mit den Werten aus DIN V 18599-10 zu rechnen. Eine Veränderung der vordefinierten Nutzungsprofile im Rahmen des EnEV-Nachweises ist nicht zulässig. Bereiche mit voneinander abweichenden Nutzungsprofilen sind nur dann nicht in unterschiedlichen Zonen abzubilden, wenn ein hoher Luftwechsel zwischen diesen Bereichen auftritt (keine Aufteilung bei Raumverbund). Schritt 2: Anwendung zusätzlicher Zonenteilungskriterien Ein Bereich gleicher Nutzung ist gegebenenfalls weiter zu unterteilen, wenn unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der Konditionierung bestehen oder unterschiedliche Systeme zur Be- und Entlüftung vorhanden sind. Einen Überblick gibt Tabelle 5.2-3. Für Bereiche, in denen Anlagen zur Raumkühlung vorhanden sind, sind für die kältetechnische Bilanzierung die weiteren Teilungskriterien der Tabelle 5.2-4 zu beachten.

142

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Tabelle 5.2-3 Zusätzliche Zonenteilungskriterien [63]

1

2

3

1

2

Kriterium

Beschreibung

Unterscheidung hinsichtlich der Konditionierung

Räume (bzw. Grundflächenanteile) eines Nutzungsprofils sind zu unterschiedlichen Zonen zusammenzufassen, wenn für sie unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der Konditionierung bestehen. Zusammengefasst werden dürfen Räume (bzw. Grundflächenanteile): - mit gleichen Anforderungen an thermische und beleuchtungstechnische Konditionierung; - mit ausschließlicher Anforderung an beleuchtungstechnische Konditionierung; - mit ausschließlicher Anforderung an thermische Konditionierung.

Unterschiedliche Systeme zur Be- und Entlüftung

Räume (bzw. Grundflächenanteile) sind zu unterschiedlichen Zonen zusammenzufassen, wenn sie mit unterschiedlichen lüftungs- und klimatechnischen Versorgungssystemen ausgestattet sind. Zusammengefasst werden Räume (bzw. Grundflächenanteile): - mit ausschließlich freier Lüftung; - mit RLT-/Lüftungsanlagen mit Konstantvolumenstrom; - mit RLT-/Lüftungsanlagen mit variablem Volumenstrom; - mit RLT-/Lüftungsanlagen mit Luft-/Wasser-System; - mit Raumklimageräten (Split-, Multisplitgerät).

Tabelle 5.2-4 Zusätzliche Zonenteilungskriterien für die kältetechnische Bilanzierung [63]

1

2

3

1

2

Kriterium

Beschreibung

Unterschiedliche Funktionen der RLT-Anlage

Räume (bzw. Grundflächenanteile) mit RLT-Anlagen sind unterschiedlichen Zonen zuzuordnen, wenn die Anlagen unterschiedliche Funktionen aufweisen. Zusammengefasst werden Räume (bzw. Grundflächenanteile) mit gleicher Anlagenausstattung hinsichtlich: - Heizen; - Kühlen; - Be- und Entfeuchten.

Betriebsbedingter Außenluftvolumenstrom

Räume (bzw. Grundflächenanteile) mit RLT-Anlagen sind unterschiedlichen Zonen zuzuordnen, wenn die Anlagen unterschiedliche betriebsbedingte Außenluftvolumenströme aufweisen. Zusammengefasst zu einer Zone werden Räume (bzw. Grundflächenanteile), deren RLT-Anlage: - mit einem Außenluftvolumenstrom von 5 % oder mehr des Luftvolumenstromes des Gebäudes betrieben wird; - eine Kälteleistung von 12 kW oder mehr aufweist; 3 - einen Luftvolumenstrom ab 3 000 m /h aufweist.

5.2 Bilanzierungsverfahren

1

4

5

6

7

143

1

2

Kriterium

Beschreibung

Installierte Leistung Kunstlicht

Räume (bzw. Grundflächenanteile) sind unterschiedlichen Zonen zuzuordnen, wenn sie sich hinsichtlich der installierten Leistung für Kunstlicht unterscheiden. Liegt die installierte spezifische Leistung in einem Bereich um mindestens 20 W/m² über der sonst in der Zone installierten spezifischen Leistung, und beträgt der betroffene Flächenanteil mehr als 10 % der Zonenfläche oder beträgt die installierte Leistung des Bereichs mit der höheren installierten Leistung mehr als 5 kW, so sind die Räume unterschiedlichen Zonen zuzuordnen.

Gebäude und Raumtiefe

Räume (bzw. Grundflächenanteile) sind unterschiedlichen Zonen zuzuordnen, wenn sie sich hinsichtlich der Tageslichtversorgung/Raumluftkonditionierung unterscheiden. Gebäude mit einer Tiefe über 16 m (Außenmaß) sind entlang von mit Fenstern ausgestatteten Fassaden in eine Außenzone sowie eine Innenzone zu unterteilen. Dieses Kriterium gilt nicht für Hallen u. Ä. und Grundrisse, bei denen zwischen Innen- und Außenzone keine materielle Trennung vorhanden ist.

Fassadenausführung und Glasflächenanteile

An Fassaden grenzende Räume (bzw. Grundflächenanteile) sind unterschiedlichen Zonen zuzuordnen, wenn sie sich hinsichtlich des Glasflächenanteils unterscheiden. Zusammenzufassen sind Räume (bzw. Grundflächenanteile) mit folgenden Glasflächenanteilen: - < 0,3; - • 0,3 und < 0,5; - • 0,5 und < 0,7; - • 0,7. Abweichend davon ist eine individuelle Zusammenfassung von Räumen (bzw. Grundflächenanteilen) unterschiedlichen Glasflächenanteils zu einer Zone möglich, wobei sich die Glasflächenanteile innerhalb einer Zone um nicht mehr als 0,2 unterscheiden dürfen.

Sonnenschutz und Gebäudeorientierung

An Fassaden grenzende Räume (bzw. Grundflächenanteile) sind unterschiedlichen Zonen zuzuordnen, wenn sie sich hinsichtlich des Sonnenschutzes unterscheiden. Jede der im Folgenden genannten Kategorien führt zur Zuordnung des betroffenen Raumes (bzw. Grundflächenanteiles) zu einer Zone. Ohne Differenzierung nach Orientierung: - permanent verschattete Fassaden; - außen liegender Sonnenschutz mit gtotal < 0,12. Differenziert nach Süd, Ost, West und Nord: - außen liegender Sonnenschutz mit gtotal > 0,12; - innen liegender Sonnenschutz gtotal < 0,35; - innen liegender Sonnenschutz gtotal • 0,35; - ohne Sonnenschutz.

144

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Vereinfachtes Nachweisverfahren (Ein-Zonen-Modell) EnEV 2009, Anlage 2, Nr. 3 beschreibt Fälle, in denen ein vereinfachter Nachweis anhand eines Ein-Zonen-Modells geführt werden darf. Ein Ein-Zonen-Modell darf demnach genutzt werden für: x Bürogebäude, ggf. mit Verkaufseinrichtung, Gewerbebetrieb oder Gaststätte, x Gebäude des Groß- und Einzelhandels mit höchstens 1 000 m² Nettogrundfläche, wenn neben der Hauptnutzung nur Büro-, Lager-, Sanitär- oder Verkehrsflächen vorhanden sind, x Gewerbebetriebe mit höchstens 1 000 m² Nettogrundfläche, wenn neben der Hauptnutzung nur Büro-, Lager-, Sanitär- oder Verkehrsflächen vorhanden sind, x Schulen, Turnhallen, Kindergärten und -tagesstätten und ähnliche Einrichtungen, x Beherbergungsstätten ohne Schwimmhalle, Sauna oder Wellnessbereich und x Bibliotheken, wenn: x die Summe der Nettogrundflächen aus der Hauptnutzung gemäß Tabelle 5.2-5 und den Verkehrsflächen des Gebäudes mehr als zwei Drittel der gesamten Nettogrundfläche des Gebäudes beträgt, x in dem Gebäude die Beheizung und die Warmwasserbereitung für alle Räume auf dieselbe Art erfolgt, x das Gebäude nicht gekühlt wird (Ausnahmen: siehe unten), x höchstens 10 % der Nettogrundfläche des Gebäudes durch Glühlampen, Halogenlampen oder durch die Beleuchtungsart „indirekt“ beleuchtet werden und x außerhalb der Hauptnutzung keine raumlufttechnische Anlage eingesetzt wird, deren Werte für die spezifische Leistungsaufnahme der Ventilatoren die entsprechenden Werte des Referenzgebäudes überschreiten. Das vereinfachte Verfahren darf ungeachtet vom oben genannten Verbot der Kühlung auch angewendet werden, wenn x nur ein Serverraum gekühlt wird und die Nennleistung des Gerätes für den Kältebedarf 12 kW nicht übersteigt (Kompensation: Höchstwert und Referenzwert des JahresPrimärenergiebedarfs sind pauschal um 650 kWh/(m²·a) je m² gekühlte Nettogrundfläche des Serverraums zu erhöhen) oder x in einem Bürogebäude eine Verkaufseinrichtung, ein Gewerbebetrieb oder eine Gaststätte gekühlt wird und die Nettogrundfläche der gekühlten Räume jeweils 450 m² nicht übersteigt (Kompensation: Höchstwert und Referenzwert des Jahres-Primärenergiebedarfs sind pauschal um 50 kWh/(m²·a) je m² gekühlte Nettogrundfläche der Verkaufseinrichtung, des Gewerbebetriebes oder der Gaststätte zu erhöhen). Für die Bilanzierung des Jahres-Primärenergiebedarfs ist die entsprechende Nutzung nach Tabelle 5.2-5 Spalte 4 zu verwenden. Der Nutzenergiebedarf für Warmwasser ist mit dem Wert aus Spalte 5 in Ansatz zu bringen. Der Jahres-Primärenergiebedarf für Beleuchtung darf vereinfacht für den Bereich der Hauptnutzung berechnet werden, der die geringste Tageslichtversorgung aufweist.

5.2 Bilanzierungsverfahren

145

Tabelle 5.2-5 Randbedingungen gemäß EnEV 2009 für das vereinfachte Verfahren für die Berechnungen des Jahres-Primärenergiebedarfs

1

1)

1

2

3

4

Gebäudetyp

Hauptnutzung

Nutzung (Nr. gemäß DIN V 18599-10)

Nutzenergie Warm1) wasser

2

Bürogebäude

3

Bürogebäude mit Verkaufseinrichtung oder Gewerbebetrieb

4

Bürogebäude mit Gaststätte

5

0 Einzelbüro, Gruppenbüro, Großraumbüro, Besprechung, Sitzung, Seminar

Einzelbüro (Nr. 1)

Gebäude des Großund Einzelhandels bis 1 000 m² NGF

Groß-, Einzelhandel / Kaufhaus

Einzelhandel / Kaufhaus (Nr. 6)

6

Gewerbebetriebe bis 1 000 m² NGF

Gewerbe

Werkstatt, Montage, Fertigung (Nr. 22)

1,5 kWh je Beschäftigten und Tag

7

Schule, Kindergarten und -tagesstätte, ähnliche Einrichtungen

Klassenzimmer, Aufenthaltsraum

Klassenzimmer / Gruppenraum (Nr. 8)

ohne Duschen: 2 85 Wh/(m ·d) mit Duschen: 2 250 Wh/(m ·d)

8

Turnhalle

Turnhalle

Turnhalle (Nr. 31)

9

Beherbergungsstätte ohne Schwimmhalle, Sauna oder Wellnessbereich

Hotelzimmer

Hotelzimmer (Nr. 11)

250 Wh/(m²·d)

10

Bibliothek

Lesesaal, Freihandbereich

Bibliothek, Lesesaal (Nr. 28)

30 Wh/(m²·d)

0 1,5 kWh je Sitzplatz in der Gaststätte und Tag 0

1,5 kWh je Person und Tag

Die flächenbezogenen Werte beziehen sich auf die gesamte Nettogrundfläche des Gebäudes.

Als Kompensation für die höhere Ungenauigkeit des vereinfachten Verfahrens ist der ermittelte Jahres-Primärenergiebedarf sowohl für den Höchstwert des Referenzgebäudes als auch für den Höchstwert des Gebäudes um 10 % zu erhöhen.

5.2.4 Bezugsgrößen Bezugsmaße Bezugsmaß in horizontaler Richtung (Grundrissebene) ist bei Außenbauteilen generell und bei Innenbauteilen zwischen einer temperierten und einer nicht temperierten Zone das Außenmaß, zwischen zwei beheizten Zonen das Achsmaß des Rohbauteils. In vertikaler Richtung ist das Bezugsmaß die Oberkante der Rohdecke in allen Ebenen eines Gebäudes (unterer Gebäudeabschluss, alle Geschosse), unabhängig von der Lage der eventuell vorhandenen Dämmschicht. die Ausnahme bildet der obere Gebäudeabschluss: Hier wird die Oberkante der obersten wärmetechnisch wirksamen Schicht als Außenmaß verwendet.

146

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Energiebezugsfläche Die Energiebezugsfläche ist die Nettogrundfläche. Geschosshöhe Entsprechend den Festlegungen der Bezugsmaße ist die Geschosshöhe das Maß von Oberkante Rohdecke bis Oberkante Rohdecke. Bei obersten Geschossen ist sie das Höhenmaß bis zur Oberkante der Zone. Bei unterschiedlichen Geschosshöhen ist ein charakteristisches Maß zu verwenden, welches für die überwiegende Zahl der Geschosse zutrifft. Luftvolumen Das Luftvolumen berechnet sich aus der Multiplikation von Nettogrundflächen und zugehörigen lichten Raumhöhen (bis Unterkante Geschossdecke oder Unterkante Abhangdecke). Bei unterschiedlichen lichten Höhen ist ein charakteristisches Maß zu verwenden, welches für die überwiegende Zahl der Räume zutrifft. Vereinfacht darf das Luftvolumen als das 0,8-fache des Bruttovolumens angenommen werden. Charakteristische Länge und Breite Die charakteristische Länge (größte gestreckte Länge) einer Zone oder eines Gebäudes entspricht bei einem rechteckigen Grundriss der Länge der Zone/des Gebäudes, bei einem nicht rechteckigen Grundriss der Summe der Einzellängen jeder Teilfläche. Die charakteristische Breite (größte gestreckte Breite) einer Zone oder eines Gebäudes entspricht bei einem rechteckigen Grundriss der Breite der Zone/des Gebäudes, bei einem nicht rechteckigen Grundriss der mittleren, flächengewichteten Breite (Summe der Teilflächen geteilt durch die charakteristische Länge).

5.3 Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen

147

5.3 Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen 5.3.1 Vorgehensweise Ablaufschema Für jede Gebäudezone werden die relevanten Wärmequellen und –senken bestimmt. Für die Wärmequellen erfolgt danach die Berechnung des nutzbaren Anteils über den Ausnutzungsgrad. Der Nutzenergiebedarf für die Beheizung einer Gebäudezone ergibt sich dann als derjenige Anteil der Wärmesenken, der nicht durch die nutzbaren Wärmequellen gedeckt werden kann. Aus den überschüssigen (nicht nutzbaren) Wärmequellen berechnet sich der Nutzenergiebedarf für die Kühlung.

Bild 5.3-1 Prinzip der Nutzenergiebilanzierung gemäß DIN V 18599-2 [64]

Nutzenergiebedarf Heizung Für Nutzungen mit durchgehendem Betrieb errechnet sich der Nutzenergiebedarf Heizung gemäß Gl. 5.3-1.

Qh,b

Qsink  K ˜ Qsource

(5.3-1)

Darin ist: Qsink

= Summe der Wärmesenken in der Gebäudezone in kWh/d

K

= monatlicher Ausnutzungsgrad der Wärmequellen

Qsource

= Summe der Wärmequellen in der Gebäudezone in kWh/d

Sind für eine Zone Zeiten mit reduziertem Betrieb oder ohne Nutzung (z.B. Wochenende, Ferien) zu berücksichtigen, sind für die Bilanzierung der Nichtnutzungstage diejenigen Wärmemengen zu berücksichtigen, die an Nutzungstagen eingespeichert wurden und nun wieder entspeichert werden. Die Berechnung erfolgt dann gemäß Gl. 5.3-2.

148

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Qh,b,we

Qsink,we  K ˜ Qsource,we  'QC ,b

(5.3-2)

Darin ist: Qsink,we

= Summe der Wärmesenken in der Gebäudezone an Nichtnutzungstagen in kWh/d

K

= monatlicher Ausnutzungsgrad der Wärmequellen

Qsource,we

= Summe der Wärmequellen in der Gebäudezone an Nichtnutzungstagen in kWh/d

'QC,b

= die während des reduzierten Betriebs an Wochenend- und Ferientagen genutzte, aus den Bauteilen entspeicherte Wärme in kWh/d. ǻQC,b ist nur in der Heizwärmebilanz der Nicht-Nutzungstage zu berücksichtigen.

Nutzenergiebedarf Kühlung Für Nutzungstage ergibt sich der Nutzenergiebedarf für Kühlung gemäß Gl. 5.3-3.

Qc,b

( 1  K ) ˜ Qsource

(5.3-3)

Darin ist:

K

= monatlicher Ausnutzungsgrad der Wärmequellen

Qsource

= Summe der Wärmequellen in der Gebäudezone in kWh/d

In Zeiten mit reduziertem Betrieb und an Nichtnutzungstagen ist eine Kühlung in den meisten Fällen ausgeschaltet. Folglich ist in solchen Fällen Qc,b,we = 0. Ansonsten ist entsprechend Gl. 5.3-3 zu verfahren, wobei die Summe der Wärmequellen an Nichtnutzungstagen maßgebend für den Kühlbedarf ist. Übersicht Wärmesenken

Qsink

QT  QV  QI ,sink  QS  'QC ,sink

(5.3-4)

Darin ist: QT

= Transmissionswärmesenken in kWh/d

QV

= Lüftungswärmesenken in kWh/d

QI,sink

= interne Wärmesenken in der Gebäudezone in kWh/d

QS

= Wärmesenken durch Abstrahlung in kWh/d

'QC,sink

= an Nutzungstagen gespeicherte Wärme, die an Tagen mit reduziertem Betrieb aus den Bauteilen entspeichert wird in kWh/d. ǻQC,sink ist nur in der Heizwärmebilanz der Nutzungstage zu berücksichtigen.

Übersicht Wärmequellen

Qsource

QS  QT  QV  QI ,source

Darin ist: QS

= Wärmequellen aufgrund solarer Einstrahlung in kWh/d

QT

= Transmissionswärmequellen in kWh/d

QV

= Lüftungswärmequellen in kWh/d

QI,source

= interne Wärmequellen in der Gebäudezone in kWh/d

(5.3-5)

5.3 Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen

149

5.3.2 Transmissionswärmequellen und -senken Bilanzgleichung Transmissionswärmeströme (Wärmetransfer über opake Bauteile) werden gemäß Gl. 5.3-6 berechnet. Ob es sich dabei um eine Wärmequelle oder -senke handelt, hängt vom Temperaturgradienten ab, der am jeweiligen Bauteil anliegt: Ist er nach außen gerichtet, liegt eine Wärmesenke vor, ist er nach innen gerichtet, eine Wärmequelle. QT

¦ HT , j ˜ ( -i  - j ) ˜ t

für - i ! - j

(5.3-6a)

¦ HT , j ˜ ( - j  -i ) ˜ t

für - i  - j

(5.3-6b)

j

QT

j

Darin ist: HT,j

= Wärmetransferkoeffizient zwischen der Gebäudezone und einem angrenzenden Bereich j in W/K

-j

= durchschnittliche monatliche Außentemperatur bzw. die durchschnittliche Temperatur in einem angrenzenden Bereich j in °C

-i

= Bilanz-Innentemperatur der Gebäudezone in °C

t

= Dauer des Berechnungsschritts (t = 24 h)

Transmission durch Außenbauteile Im Transmissionswärmetransferkoeffizient HT,D für Bauteile, die an Außenluft grenzen, sind zum einen die wärmetechnische Eigenschaften der flächigen Bauteile und zum anderen der Einfluss von Wärmebrücken enthalten. H T ,D

¦ (U j ˜ A j )  HWB

(5.3-7)

Darin ist: Uj

= Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils j der Gebäudehülle in W/(m²K)

Aj

= Fläche eines Bauteils j, das die Gebäudezone zur Außenluft hin begrenzt in m². Als Maße von Fenstern und Türen werden die lichten inneren Rohbauöffnungen angesetzt.

HWB

= Wärmetransfer über Wärmebrücken in W/K

Der Einfluss von Wärmebrücken kann entweder pauschal oder unter Ansatz der längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizienten (\-Werte) berücksichtigt werden. Für den Fall, dass Wärmebrückeneffekte pauschal durch Aufschläge auf die U-Werte der Bauteile der Gebäudehülle angesetzt werden sollen, gelten folgende Regeln:

x x x

HWB = 0,10 · Ȉ A (allgemein) HWB = 0,05 · Ȉ A (bei Überprüfung der Gleichwertigkeit nach DIN 4108, Bbl. 2 [56]) HWB = 0,15 · Ȉ A (bei Außenbauteilen mit innenliegender Dämmschicht und einbindender Massivdecke)

150

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Gemäß DIN V 18599-2, Abschnitt 6.2.1.3 darf der Einfluss von Wärmebrücken für Gebäudezonen mit hohem Wärmeschutz nicht pauschal berechnet werden. In diesem Fall ist der Wärmetransfer über Wärmebrücken immer über die längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizienten zu berechnen: HWB = Ȉ (ȥi · li). Transmission durch angrenzende unbeheizte Gebäudezonen/Vorbauten Der Einfluss einer vorgelagerten unbeheizten Zone kann auf zwei verschiedene Arten berücksichtigt werden.

x Ansatz nach DIN EN ISO 6946 [87] Der Einfluss des unbeheizten Raumes wird vereinfacht durch einen zusätzlichen Wärmedurchlasswiderstand Ru im U-Wert ersetzt. Das Bauteil ist dann wie gegen Außenluft zu rechnen. Für das Bauteil gilt: Rse = 0,04 m²K/W. x Ansatz nach DIN V 18599-2 [64] Für den unbeheizten Raum wird eine mittlere Innentemperatur -u zum Ansatz als -j = -u in Gl. 5.3-6 berechnet. Für das Bauteil gilt: Rse = Rsi. Die Berechnung des Transmissionswärmetransferkoeffizienten HT,iu für die Innenbauteile zum unbeheizten Bereich erfolgt dann analog zu Gl. 5.3-7. Bei Bauteilen, für die üblicherweise ausschließlich ein U-Wert angegeben wird, ist der U-Wert gemäß Gl. 5.3-8 umzurechnen. 1 (5.3-8) U Innenbauteil 1  Rse  Rsi U Außenbauteil Darin ist: UAußenbauteil Rse Rsi

= U-Wert des Bauteils als Außenbauteil in W/(m²K) = Äußerer Wärmeübergangswiderstand des Bauteils in m²K/W = Innerer Wärmeübergangswiderstand des Bauteils in m²K/W

Die Innentemperatur im unbeheizten Bereich kann im Heizfall vereinfacht unter Ansatz von Temperatur-Korrekturfaktoren Fx ermittelt werden. Die Fx-Faktoren können Tabelle 3.2-1 und Tabelle 3.2-2 entnommen werden.

-u

-i  Fx ˜ ( -i  - e )

(5.3-9)

Darin ist: -i = Bilanz-Innentemperatur der Gebäudezone für die Heizwärmebilanz in °C Fx = Temperatur-Korrekturfaktor -e = mittlere monatliche Außenlufttemperatur in °C Wird eine detailliertere Berechnung gewünscht, oder muss auch der Kühlfall betrachtet werden (wenn Anlagen zur Raumkühlung vorhanden sind), ist die Innentemperatur im unbeheizten Bereich anhand der Wärmeströme zu ermitteln, die in dem unbeheizten Bereich maßgebend sind. Dies sind: Lüftungs- und Transmissionswärmeströme von innen in den unbeheizten Bereich, Lüftungs- und Transmissionswärmeströme vom unbeheizten Bereich nach außen, Wärmeströme (z. B. solare Einstrahlung in unbeheizte Glasvorbauten) von außen in den unbeheizten Bereich. In jedem Fall ist für eine detaillierte Berechnung der Innentemperatur eines unbeheizten Bereiches dieser also als eigene Zone im Nachweis abzubilden.

5.3 Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen

151

Transmission zu angrenzenden beheizten oder gekühlten Gebäudezonen Transmissionswärmeströme zu angrenzenden anders temperierten Bereichen sind nur zu berücksichtigen, wenn die Soll-Raumtemperaturen der beiden Bereiche um mehr als 4 K voneinander abweichen. Wärmebrückeneinflüsse dürfen vernachlässigt werden. Ist für Bauteile ausschließlich ein U-Wert angegeben (z.B. Fenster, Türen), ist dieser gemäß Gl. 5.3-8 umzurechnen.

¦ (U j ˜ A j )

H T ,iz

(5.3-10)

Darin ist: Uj

= Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils j als Innenbauteil in W/(m²K)

Aj

= Fläche des Bauteils j zwischen den Gebäudezonen in m²

Transmission über das Erdreich Bei ausschließlich beheizten Gebäudezonen kann die Berechnung analog zum Vorgehen bei unbeheizten Räumen anhand des vereinfachten Ansatzes von Temperaturkorrekturfaktoren erfolgen. Eine fiktive Erdreichtemperatur berechnet sich dann analog zu Gl. 5.3-9, der Transmissionswärmetransferkoeffizienten HT,s analog zu Gl. 5.3-7. In anderen Fällen ist eine detaillierte Betrachtung der Transmission über das Erdreich notwendig. Die Berechnung des Transmissionswärmetransferkoeffizienten HT,s erfolgt anhand von DIN EN ISO 13370 [91] mit Ht,s = Ls.

5.3.3 Lüftungswärmequellen und -senken Bilanzgleichung Lüftungswärmequellen und -senken resultieren aus Infiltration über Leckagestellen, aus Fensterlüftung, aus mechanischer Lüftung sowie aus einem Luftaustausch zwischen verschieden temperierten Zonen. Je nach Temperatur der eintretenden Luft liegt entweder eine Wärmesenke oder eine Wärmequelle vor.

QV

¦ HV ,k ˜ ( -i  - k ) ˜ t

für -i ! - k

(5.3-11a)

¦ HV ,k ˜ ( - k  -i ) ˜ t

für -i  - k

(5.3-11b)

k

QV

k

Darin ist: HV,k

= Wärmetransferkoeffizient für Lüftung von außen, von einer anderen Gebäudezone oder durch eine Lüftungsanlage in W/K

-i

= Bilanz-Innentemperatur der Gebäudezone in °C

-k

= durchschnittliche monatliche Außentemperatur oder durchschnittliche Temperatur der Zuluft (aus einer anderen Gebäudezone oder einer Lüftungsanlage) in °C

t

= Dauer des Berechnungsschritts (t = 24 h)

152

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Lüftungswärmesenken durch Infiltration Der Wärmetransferkoeffizient für Infiltration berechnet sich gemäß Gl. 5.3-12. 0,34 ˜ ninf ˜ V

HV ,inf

(5.3-12)

Darin ist: ninf

= Tagesmittelwert des Infiltrationsluftwechsels in h-1

V

= Netto-Raumvolumen in m³

Der Infiltrationsluftwechsel wird anhand der Gebäudedichtheit und der Abschirmung des Gebäudes anhand von Gl. 5.3-13 berechnet. Für Bereiche mit Lüftungsanlage ohne balancierte Zu- und Abluftvolumenströme ist der zusätzliche Infiltrationsluftwechsel aus dem dadurch entstehenden Über- oder Unterdruck zu berücksichtigen. Hierzu wird an dieser Stelle auf DIN V 18599-2 verwiesen. Beispiele für den Einfluss der Infiltration auf den Endenergiebedarf werden in Bild 5.3-2 gezeigt. n50 ˜ ewind

ninf

(5.3-13)

Darin ist: n50

= Luftwechsel bei 50 Pa Druckdifferenz als Messwert oder gemäß Tab. 5.3-1

ewind

= Windschutzkoeffizient gemäß Tab. 5.3-2

Tabelle 5.3-1 Bemessungswerte für den Luftwechsel n50 [64] 1 1

2

Kategorie

I

2

3

Beschreibung

Luftwechsel n50 -1 in h

Einhaltung der Anforderung an die Gebäudedichtheit nach DIN 4108-7 [55], 4.4 (d. h., die Dichtheitsprüfung wird nach Fertigstellung durchgeführt) a) Gebäude ohne raumlufttechnische Anlage b) Gebäude mit raumlufttechnischer Anlage

2 1

3

II

zu errichtende Gebäude oder Gebäudeteile, bei denen keine Dichtheitsprüfung vorgesehen ist

4

4

III

Sonstige Fälle

6

5

IV

Vorhandensein offensichtlicher Undichtheiten

10

5.3 Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen

153

Tabelle 5.3-2 Windschutzkoeffizient ewind gemäß DIN EN ISO 13790 [94] 1

2

3

Mehr als eine der Witterung ausgesetzte Fassade

Eine der Witterung ausgesetzte Fassade

1

Abschirmungsklasse

2

keine Abschirmung: Gebäude in offenem Gelände, Hochhäuser in Stadtkernen

0,10

0,03

3

mittlere Abschirmung: Gebäude im Gelände mit Bäumen oder aufgelockerter Bebauung, vorstädtische Bebauung

0,07

0,02

4

starke Abschirmung: durchschnittlich hohe Gebäude in Stadtkernen, Gebäude in Wäldern

0,04

0,01

Bild 5.3-2 Einfluss der Infiltration auf den Endenergiebedarf einer Zone (Beispiel)

Lüftungswärmesenken durch Fensterlüftung Der Wärmetransferkoeffizient für Fensterlüftung berechnet sich gemäß Gl. 5.3-14.

HV ,win

0,34 ˜ nwin ˜ V

(5.3-14)

Darin ist: nwin

= Tagesmittelwert des Fensterluftwechsels in h-1

V

= Netto-Raumvolumen in m³

Der Fensterluftwechsel beinhaltet den Luftwechsel durch Fenster, Türen und andere Öffnungen (z.B. Nachströmöffnungen) nach außen. Der Luftwechsel über Durchlässe (unplanmäßiger Luftwechsel z. B. durch das Öffnen von Türen) wird hierbei durch einen konstanten Anteil von 0,1 h-1 berücksichtigt. Für Bereiche ohne den Einsatz mechanischer Lüftung errechnet sich der Fensterluftwechsel gemäß Gl. 5.3-15, bei Einsatz einer mechanischen Lüftungsanlage gemäß Gl. 5.3-16. Ist die Betriebszeit der Lüftungsanlage kürzer als die Nutzungszeit, dann sind die Einzelzeitabschnitte getrennt zu berücksichtigen (Gl. 5.3-17).

154

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude nwin

t 0,1h 1  'nwin ˜ nutz 24 h

(5.3-15)

Darin ist:

'nwin

= zusätzlicher Fensterluftwechsel während der Nutzungszeit in h-1

tnutz

= tägliche Nutzungsdauer nach DIN V 18599-10 in h

nwin

0,1h 1  ' nwin,mech ˜

tV ,mech 24 h

(5.3-16)

Darin ist:

'nwin,mech = zusätzlicher Fensterluftwechsel während der Betriebszeit einer mechanischen Lüftungsanlage in h-1 tV,mech

= tägliche Betriebsdauer der Lüftungsanlage nach DIN V 18599-10 in h

nwin

0,1h 1  ' nwin ˜

tnutz  tV ,mech tV ,mech  ' nwin,mech ˜ 24 h 24 h

(5.3-17)

Die Berechnung von 'nwin und 'nwin,mech ist in DIN V 18599-2 recht komplex dargestellt. Vereinfacht gesagt gilt folgendes:

x Für Bereiche ohne den Einsatz einer mechanischen Lüftungsanlage wird der zusätzliche Fensterluftwechsel so berechnet, dass der nutzungsbedingte Mindestluftwechsel nach DIN V 18599-10 unter Berücksichtigung des vorhandenen Infiltrationsanteils gedeckt wird. Ein Beispiel wird in Bild 5.3-3 für ein Einzelbüro gezeigt. Deutlich zu erkennen ist, dass mit steigender Undichtigkeit der notwendige Fensterluftwechsel abnimmt. x Für Bereiche mit mechanischer Lüftungsanlage wird der nutzungsbedingte Mindestluftwechsel zunächst über Infiltration und mechanische Lüftung gedeckt. Ergibt sich daraus eine Unterdeckung, muss der Rest über Fensterlüftung gedeckt werden. Ein zusätzlicher Fensterluftwechsel ist auch notwendig, wenn infolge nicht ausbalancierter Zu- und Abluftströme ein Unterdruck im Gebäude entstehen würde. In diesem Fall ist eine erforderliche Nachströmung z. B. über Außenluftdurchlässe als Fensterluftwechsel anzusetzen.

5.3 Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen

155

Bild 5.3-3 Gesamt-Luftwechsel, Luftwechsel aus Infiltration und Fensterluftwechsel für ein Einzelbüro bei freier Lüftung in Abhängigkeit vom Luftwechsel n50 (lichte Raumhöhe: 2,5 m; Mindestaußenluftvolumenstrom: 4 m³/(m²h); mittlere Abschirmung; Nutzungszeit: 11 h)

Lüftungswärmequellen und -senken durch mechanische Lüftungsanlagen Der Wärmetransferkoeffizient für die Zuluft einer Lüftungsanlage berechnet sich gemäß Gl. 5.3-18. Die Lüftungswärmequelle oder -senke entsteht hierbei infolge der Lufttemperatur des eingebrachten Zuluftvolumenstromes.

HV ,mech

0,34 ˜ nmech ˜V

(5.3-18)

Darin ist: nmech

= mittlerer täglicher Anlagenluftwechsel (Volumenstrom der Anlage bezogen auf das Nettoraumvolumen der Zone) gemäß DIN V 18599-2 in h-1

V

= Netto-Raumvolumen in m³

Der mittlere tägliche Anlagenluftwechsel ist dabei in Abhängigkeit von der Betriebsweise der Anlage und dem nutzungsspezifischen Mindest-Außenluftvolumenstrom gemäß DIN V 18599-10 zu errechnen. Es ist zwischen folgenden Zuständen und Betriebsweisen zu unterscheiden: a) Vollständige Deckung des Mindest-Außenluftvolumenstromes – Anlagen mit konstantem Volumenstrom (KVS-Anlage) – Anlagen mit konstantem Volumenstrom, die zusätzlich vollständig den zur Kühlung notwendigen Luftvolumenstrom decken – Variabel-Volumenstrom-Systeme (VVS-Anlagen), die den zur Kühlung notwendigen Luftvolumenstrom vollständig übernehmen Anmerkungen: Ist der Auslegungsvolumenstrom der Anlage bekannt und größer als der Mindest-Außenluftvolumenstrom, so ist zur Berechnung des Anlagenluftwechsels der höhere Wert anzusetzen. b) Teilweise Deckung des Mindest-Außenluftvolumenstromes – Anlagen mit konstantem Volumenstrom (KVS-Anlage), die nur einen Teil des MindestAußenluftvolumenstromes liefern. Der verbleibende Rest des notwendigen

156

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude Luftwechsels ist über Fensterlüftung oder Infiltration sicherzustellen. Der Anlagenluftwechsel ist in diesem Fall vorzugeben, wenn nicht der Standardwert n = 0,4 h-1 gemäß DIN V 18599-10 verwendet werden soll.

Lüftungswärmequellen und -senken durch Luftaustausch von/zu anderen Zonen Erfolgt ein Luftaustausch zwischen verschieden temperierten Zonen, so sind die daraus entstehenden Wärmequellen oder –senken in der Bilanzierung zu berücksichtigen. Da verschiedene Räume bei einem hohen Luftaustausch eigentlich zu einer Zone zusammengefasst werden, tritt ein gezielter Luftaustausch zwischen Zonen in der Regel nur dann auf, wenn sich eine Lüftungsanlage konzeptionell über mehrere Zonen erstreckt. Der Abluftvolumenstrom der einen Zone wird dabei zum Zuluftvolumenstrom für die andere.

5.3.4 Solare Wärmequellen und -senken Wärmequellen durch solare Einstrahlung über transparente Bauteile Die solaren Einträge über transparente Bauteile sind gemäß Gl. 5.3-19 zu berechnen. QS ,tr

FF ˜ A ˜ g eff ˜ I S ˜ t

(5.3-19)

Darin ist: FF

= Abminderungsfaktor für den Rahmenanteil

A

= Bauteilfläche (lichtes Rohbaumaß) in m²

geff

= wirksame Gesamtenergiedurchlassgrad

IS

= mittlere monatliche solare Einstrahlung gemäß DIN V 18599-10 in W/m²

t

= Dauer des Berechnungsschritts (t = 24 h)

Der effektive Gesamtenergiedurchlassgrad geff beinhaltet die Einflüsse aus

x dem Energiedurchlass der Verglasung einschließlich Sonnenschutz, x der Steuerung der Sonnenschutzvorrichtung, x der Verschattung durch die Umgebung, x der erhöhten Reflexion infolge des nicht senkrechten Strahlungseinfalls und x der Verschmutzung der Verglasung. Ist keine Sonnenschutzvorrichtung vorhanden, berechnet sich geff gemäß Gl. 5.3-20. g eff

FS ˜ Fw ˜ FV ˜ g A

(5.3-20)

Darin ist: FS

= Abminderungsfaktor für Verschattung

Fw

= Abminderungsfaktor infolge nicht senkrechten Strahlungseinfalls

FV

= Abminderungsfaktor infolge von Verschmutzung

gA

= Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung bei senkrechtem Strahlungseinfall

5.3 Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen

157

Der Abminderungsfaktor für Verschattung FS ergibt sich als kleinster Wert der Verschattungsfaktoren für Horizontverschattung Fh (z. B. durch Gebäude, Topologie oder Bewuchs), Überhänge Fo und seitliche Überstände Ff. Ohne Verschattung ist FS = 1. Die einzelnen Verschattungsfaktoren sind in Anhang A der DIN V 18599-2 für den Sommerfall und den Winterfall tabelliert. Die Eingangsgröße für die dortigen Tabellen sind die jeweiligen Verschattungswinkel gemäß Bild 5.3-4.

Bild 5.3-4 Definition der Verschattungswinkel zur Bestimmung der Verschattungsfaktoren gemäß DIN V 18599-2, Anhang A

Ist eine Sonnenschutzvorrichtung (SV) vorhanden, berechnet sich geff wie folgt: g eff

FS ˜ Fw ˜ FV ˜ gtot

für feststehende SV

(5.3-21)

g eff

­a ˜ gtot  ( 1  a ) ˜ g A Fw ˜ FV ˜ min ® FS ˜ g A ¯

für variable SV

(5.3-22)

Darin sind: FS

= Abminderungsfaktor für Verschattung

Fw

= Abminderungsfaktor infolge nicht senkrechten Strahlungseinfalls

FV

= Abminderungsfaktor infolge von Verschmutzung

gtot

= Gesamtenergiedurchlassgrad einschließlich Sonnenschutzvorrichtung (Herstellerangabe, Berechnung nach DIN EN 13363-1 [90] oder Standardwert gemäß DIN V 18599-2)

a

= Parameter zur Bewertung der Aktivierung von beweglichen Sonnenschutzvorrichtungen gemäß DIN V 18599-2, Anhang A. Es wird zwischen „manuell betätigten oder zeitgesteuerten“ und „strahlungsabhängig geregelten“ Sonnenschutzvorrichtungen unterschieden

gA

= Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung bei senkrechtem Strahlungseinfall

Die Problematik bei der Berechnung von geff liegt im sehr geringen Umfang der in DIN V 18599-2 tabellierten Standardwerte (siehe auch Tabelle 5.3-3). Diejenige Wertekombination, die in einem realen Bauvorhaben benötigt wird, ist praktisch nie tabelliert. Da auch Herstellerwerte in der Regel nicht zu bekommen sind und die sehr aufwändige Berechnung

158

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

nach DIN EN 13363-1 ebenfalls keine Alternative darstellt, bleibt nur die Variante, den am wenigsten abweichenden tabellierten Wert zu verwenden. Solare Einträge über unbeheizte oder ungekühlte Glasvorbauten Zur Berechnung der Wärmeeinträge über unbeheizte Glasvorbauten wird in DIN V 18599-2 ein neues Verfahren eingeführt. Bislang (DIN V 4108-6) wurde der Einfluss des Glasvorbaus über einen direkten und einen indirekten solaren Eintrag in die dahinterliegende Gebäudezone berücksichtigt. Dieses war geeignet, die Heizperiode vereinfacht abzubilden. Da in DIN V 18599 auch der Sommerfall (Kühlfall) zu betrachten ist, musste das Verfahren überarbeitet werden. Ein unbeheizter Glasvorbau wird gemäß DIN V 18599-2 als eigenständige Zone betrachtet (siehe Bild 5.3-5). In dieser Zone treten Wärmequellen und -senken auf, welche die Innentemperatur des Glasvorbaus bestimmen. Der Einfluss eines unbeheizten Glasvorbaus auf die angrenzende Zone wird über zwei Bilanzanteile berücksichtigt:

x Direkte solare Wärmeeinträge in die Gebäudezone Hierzu zählen die Wärmeeinträge QS,tr über solare Einstrahlung durch die Verglasung des Glasvorbaus und die Verglasung der Trennwand. Direkte Wärmeeinträge über opake Bauteile der Trennwand sind zu vernachlässigen. x Innentemperatur im Glasvorbau Die Innentemperatur des Glasvorbaus -u wird über eine Bilanzierung der im Glasvorbau wirksamen Wärmeströme berechnet. Hierbei sind die Effekte von Transmission (HT,iu und HT,ue) und Lüftung (HV,iu und HV,ue) sowie die solaren Wärmeeinträge in den Glasvorbau ()S,u) und eventuelle interne Wärmequellen ()I,u) zu berücksichtigen. Der Glasvorbau liefert also zum einen Wärmeeinträge aus direkter Einstrahlung und reduziert zum anderen in Abhängigkeit von der Innentemperatur die Wärmesenken der angrenzenden Zone.

Bild 5.3-5 Bilanzgrößen für unbeheizte Glasvorbauten

5.3 Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen

159

Strahlungsbilanz für opake Bauteile Opake Bauteile absorbieren während des Tages kurzwellige solare Strahlung und erwärmen sich dabei. Durch die nächtliche langwellige Abstrahlung wird ein Teil der aufgenommenen Energie wieder abgegeben. Je nachdem welcher Effekt überwiegt, liegt eine Wärmequelle oder eine Wärmesenke vor. Die Berechnung erfolgt gemäß Gl. 5.3-23. Für die Bewertung opaker Bauteile mit transparenter Wärmedämmung wird in DIN V 18599-2 ebenfalls eine Berechnungsgleichung angegeben. An dieser Stelle wird auf die dortigen Ausführungen verwiesen. QS ,op

Rse ˜ U ˜ A ˜ ( D ˜ I S  F f ˜ hr ˜ '- er ) ˜ t

für D ˜ I S ! F f ˜ hr ˜ '- er

(5.3-23a)

QS ,op

Rse ˜ U ˜ A ˜ ( F f ˜ hr ˜ '- er  D ˜ I S ) ˜ t

für D ˜ I S  F f ˜ hr ˜ '- er

(5.3-23b)

Darin sind: Rse

= äußerer Wärmeübergangswiderstand in m²K/W

U

= Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils in W/(m²K)

A

= Fläche des Bauteils in m²

D

= Absorptionskoeffizient des Bauteils für Solarstrahlung (siehe Tab. 3.2-7)

IS

= mittlere monatliche solare Einstrahlung gemäß DIN V 18599-10 in W/m²

Ff

= Formfaktor zwischen dem Bauteil und dem Himmel (Ff = 1 für waagerechte Bauteile bis 45° Neigung; Ff = 0,5 für senkrechte Bauteile ab 45° Neigung)

hr

= äußerer Abstrahlungskoeffizient; hr = 5 · H

H

= Emissionsgrad für Wärmestrahlung der Außenfläche (Standardwert: İ = 0,9).

' t

er

= Differenz zwischen der Temperatur der Umgebungsluft und der scheinbaren Temperatur des Himmels (vereinfachend: ǻ er = 10 K) = des Berechnungsschritts (t = 24 h)

5.3.5 Innere Wärmequellen und -senken Wärmeeintrag über Personen, Geräte und Maschinen Die Wärmeabgabe von Personen sowie die infolge des Betriebs elektrischer Geräte und Maschinen (Arbeitshilfen) in der Gebäudezone anfallenden Wärmemengen sind in DIN V 18599-10 in Abhängigkeit von der Nutzung angegeben. Eine weitere Berechnung ist daher in aller Regel nicht notwendig. Wärmeeintrag über künstliche Beleuchtung In der Regel wird der Nutzenergiebedarf der Beleuchtung in voller Höhe als innere Wärmequelle wirksam. Kommen in einer Zone Abluftleuchten zum Einsatz, bei denen ein Teil der Abwärme direkt mit der Abluft abtransportiert wird, sind die Wärmeeinträge in die Zone mit dem Raumbelastungsgrad PL zu berechnen. Der Raumbelastungsgrad gibt an, welcher Anteil der Abwärme in die Zone gelangt. Der Wärmeeintrag über künstliche Beleuchtung ist aufgrund der jahreszeitlich schwankenden Nutzungsstunden zur Tag- und Nachtzeit monatsabhängig.

160

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Einfluss von Warenströmen Gelangen regelmäßig Waren in die Gebäudezone, deren Temperatur von der Zonentemperatur abweicht, sind die daraus resultierenden Wärmequellen oder -senken zu berücksichtigen. QI ,source,goods

c ˜ m ˜ ( - in  - out ) ˜ t

für - in ! - out

(5.3-24a)

QI ,source,goods

c ˜ m ˜ ( - out  - in ) ˜ t

für - in  - out

(5.3-24b)

Darin sind: c

= Wärmekapazität des Stoffes in kJ/(kgK)

m

= Massenstrom des Stoffes in W/(m²K); m = m / 24 h, wobei m die in 24 h durchschnittliche durchgesetzte Masse ist

-in

= Eintrittstemperatur des Stoffes in die Zone in °C

-out

= Austrittstemperatur des Stoffes bei Verlassen der Zone in °C

t

= des Berechnungsschritts (t = 24 h)

Wärmequellen und -senken durch die Gebäudetechnik In den Prozessketten zur Bedienung von Heizung, Kühlung, Lüftung und Trinkwarmwasser treten Verluste bei der Übergabe, Verteilung, Speicherung und Erzeugung auf. Soweit diese Verluste innerhalb einer Zone auftreten, werden sie auf den Nutzenergiebedarf für Heizung und Kühlung angerechnet. Für die Bewertung der Prozessketten für Heizung und Warmwasser werden genauere Angaben zur Lage der entsprechenden Bauteile im Gebäude abgefragt:

x Lage in unbeheizter Umgebung Die Verluste für Bauteile in unbeheizter Umgebung werden für eine Temperatur des unbeheizten Bereiches von 13 °C berechnet. Für die Nutzenergiebilanz bleiben diese Verluste unberücksichtigt. x Lage in beheizter Umgebung Die Verluste reduzieren sich aufgrund der höheren Umgebungstemperatur, die mit 20 °C angenommen wird. Eine Anrechnung auf den Nutzenergiebedarf erfolgt in diesem Fall nicht, da die Verluste keiner Zone zugeordnet sind x Lage in Umgebung mit vorgegebener Temperatur In diesem Fall ist die Umgebungstemperatur (Jahresmittel) zur Berechnung der Verluste vorzugeben. Diese Möglichkeit ist z. B. sinnvoll, wenn Anlagenbestandteile außerhalb des Gebäudes untergebracht sind. x Lage innerhalb einer Zone Die Verluste werden hierbei anhand der Innentemperatur der Zone berechnet. Gleichzeitig werden diese Verluste als Wärmequellen oder – senken in die Nutzenergiebilanz der jeweiligen Zone aufgenommen.

5.3 Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen

161

Bild 5.3-6 Einfluss der Lage des Heizungs-Verteilkreises auf den Endenergiebedarf einer Zone (Beispiel)

5.3.6 Ausnutzungsgrad Bilanzgleichung Der monatliche Ausnutzungsgrad K errechnet sich gemäß Gl. 5.3-25 in Anhängigkeit vom Wärmequellen/Wärmesenken-Verhältnis und der Auskühlzeitkonstante.

K

K

1J a 1  J a 1

a a1

für J z 1

(5.3-25a)

für J

(5.3-25b)

1

Darin sind:

J

= Wärmequellen/Wärmesenken-Verhältnis Qsource J Qsink

a

= Numerischer Parameter zur Berücksichtigung der thermischen Trägheit der Konstruktion a

a0 

W W0

1

W 16h

Wobei W die Auskühlzeitkonstante der Gebäudezone gemäß Gl. 5.3-26 ist. Die Parameter a0 und W0 sind so gewählt, dass eine Temperaturerhöhung von 2 K über die Solltemperatur zur besseren Ausnutzung der Wärmequellen zugelassen wird. Wirksame Wärmespeicherfähigkeit Die Nutzbarkeit der Wärmeeinträge hängt primär von der Wärmespeicherfähigkeit der raumumschließenden Bauteile ab. Soll diese explizit berechnet werden, wird im Regelfall das ver-

162

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

einfachte Verfahren gemäß DIN EN ISO 13786 [92] (10cm-Regel) genutzt. Vereinfachend dürfen die Pauschalwerte gemäß Tabelle 5.3-3 genutzt werden. Tabelle 5.3-3 Auf die Bezugsfläche AB bezogene Pauschalwerte der wirksamen Wärmespeicherfähigkeit Cwirk gemäß DIN V 18599-2 [64] 1 1

2

Einstufung der Bauschwere

Cwirk

Leicht 2 Ist als Standardwert ohne Nachweis gültig

Cwirk

50Wh ( m2 K ) ˜ AB

Cwirk

90Wh ( m2 K ) ˜ AB

Cwirk

130Wh ( m2 K ) ˜ AB

Mittelschwer 3

Gebäudezonen: 3 Ǧ mit massiven Innen- und Außenbauteile (Dichte • 600 kg/m ); Ǧ ohne abgehängte oder thermisch abgedeckte Decken; Ǧ ohne innenliegende Wärmedämmung an den Außenbauteilen; Ǧ ohne hohe Räume (z. B. Turnhallen, Museen usw.) Schwer

4

Gebäudezonen: 3 Ǧ mit massiven Innen- und Außenbauteile (Dichte • 1000 kg/m ); Ǧ ohne abgehängte oder thermisch abgedeckte Decken; Ǧ ohne innenliegende Wärmedämmung an den Außenbauteilen; Ǧ ohne hohe Räume (z. B. Turnhallen, Museen usw.)

Bild 5.3-7 Ausnutzungsgrad in Abhängigkeit vom Wärmequellen/Wärmesenken-Verhältnis für verschiedene Bauschweretypen (Beispiel)

5.4 Nutzenergiebedarf für die energetische Luftaufbereitung

163

Der Einfluss der Bauschwere auf den Ausnutzungsgrad wird anhand eines Beispiels in Bild 5.3-7 gezeigt. Während für den Winterfall mit typischen Werten J < 0,25 und den Sommerfall mit typischen Werten J > 3 die Bauschwere kaum von Bedeutung ist, führt in Übergangszeiten mit ausgeglichenem Wärmequellen/Wärmesenken-Verhältnis eine schwere Bauweise zu deutlich höheren Ausnutzungsgraden und damit zu einem niedrigeren Energiebedarf. Auskühlzeitkonstante der Gebäudezone Die Auskühlzeitkonstante der Gebäudezone W berechnet sich gemäß Gl. 5.3-26. Sie ist ein Maß dafür, wie viele Stunden es dauert, bis die einspeicherbare Energie durch die Wärmesenken ausgeglichen wird.

W

Cwirk H

Cwirk

¦ HT  ¦ HV  HV ,mech,-

(5.3-26)

Darin ist: Cwirk

= wirksame Wärmespeicherfähigkeit in Wh/K

H

= Wärmetransferkoeffizient der Gebäudezone (Transmission und Lüftung) in W/K (siehe auch DIN V 18599-2, Abschnitt 6.7.2)

5.4 Nutzenergiebedarf für die energetische Luftaufbereitung 5.4.1 Vorgehensweise Wird eine Zone über eine raumlufttechnische Anlage versorgt, so werden nutzungsbedingt Anforderungen an den Luftvolumenstrom und die Zulufttemperatur und –feuchte gestellt. Zum einen ist daher der Energiebedarf für die Luftförderung zu bestimmen, der sich aus dem Energiebedarf des Ventilators, des Kraftübertragungssystems und dem Energiebedarf für die Erzeugung der mechanischen Energie zusammensetzt. Dieser elektrische Energiebedarf wird direkt endenergiebezogen berechnet. Zum anderen ist der Energiebedarf für die Luftaufbereitung zu berechnen. Die Luftaufbereitung umfasst die Funktionen Heizen, Kühlen, Befeuchten und Entfeuchten vom Außenluftzustand bis zum Zuluftzustand. Hier wird zunächst lediglich die notwendige Nutzenergie errechnet. Die energetische Bewertung der zur Deckung der verschiedenen Anforderungen notwendigen weiteren gebäudetechnischen Bauteile erfolgt dann in den Teilen 5 und 7 von DIN V 18599. RLT-Anlagen werden gemäß DIN 1946-1 [50] entsprechend Bild 5.4-1 klassifiziert.

164

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Bild 5.4-1 Gliederung der Raumlufttechnik gemäß DIN 1946-1 [50]

In DIN V 18599-3 [65] werden dabei ausschließlich RLT-Anlagen mit Lüftungsfunktion behandelt. Reine Umluftanlagen werden entsprechend der vorhandenen Luftaufbereitung in DIN V 18599-5 [67] oder DIN V 18599-7 [69] behandelt. Der Bereich der Anlagen mit Lüftungsfunktion wird anhand der anlagenspezifisch vorhandenen thermodynamischen Luftbehandlungsfunktionen (Heizen, Kühlen, Befeuchten, Entfeuchten) unterteilt in:

x Lüftungsanlagen o Anlagen ohne bzw. mit einer thermodynamischen Luftbehandlungsfunktion x Teilklimaanlagen o Anlagen mit zwei oder drei thermodynamischen Luftbehandlungsfunktionen x Klimaanlagen o Anlagen mit vier thermodynamischen Luftbehandlungsfunktionen Beispiele für übliche RLT-Anlagen sind in Bild 5.4-2 dargestellt. Des Weiteren wird in DIN V 18599 allgemein zwischen Konstant-Volumenstrom-Systemen (KVS) und VariabelVolumenstrom-Systemen (VVS) unterschieden. Die unterschiedlichen Prinzipien werden in Bild 5.4-3 erläutert.

5.4 Nutzenergiebedarf für die energetische Luftaufbereitung

165

Bild 5.4-2 Schemen für übliche RLT-Anlagen. a) Lüftungsanlage mit rekuperativem Kreuzwärmetauscher b) Teilklimaanlage mit rekuperativem Kreuzwärmetauscher, Heiz- und Kühlregister c) Klimaanlage mit regenerativem Rotationswärmetauscher, Heiz- und Kühlregister, Sprühbefeuchter, Nachheizregister

166

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Bild 5.4-3 Prinzip von Konstant-Volumenstrom-Systemen (KVS) und Variabel-VolumenstromSystemen (VVS). a) KVS mit zentraler Volumenstromsteuerung in der RLT-Zentrale b) VVS mit raumweiser Regelung in Form eines temperaturgeführten, motorgesteuerten VariabelVolumenstromreglers

5.4.2 Endenergiebedarf für die Luftförderung Der Energiebedarf für die Luftförderung ist abhängig

x von dem zu fördernden Luftvolumenstrom x von der elektrischen Leistungsaufnahme der Ventilatoren x von dem Gesamt-Wirkungsgrad von Ventilator, Übertragungssystem, Motor und Drehzahlregelung x vom Druckverlust im Kanalnetz und x von der Betriebszeit der Anlage. Standardwerte für die vorgenannten Einflussgrößen gemäß DIN V 18599-7 [69] sind in Tabelle 5.4-1 zusammengestellt. Sind genauere Werte bekannt, so können diese anstelle der Standardwerte für die Berechnung genutzt werden. Zu beachten ist, dass die Leistungsaufnahme der Ventilatoren im Referenzgebäude (siehe Tabelle 1.4-4) direkt definiert ist, in DIN V 18599-3 aber anhand von Volumenstrom, GesamtWirkungsgrad und Druckverlust im Kanalnetz berechnet wird. Auch die Standardwerte in DIN V 18599-7 (Tabelle 5.4-1) liegen über den Werten des Referenzgebäudes. In beiden Fäl-

5.4 Nutzenergiebedarf für die energetische Luftaufbereitung

167

len resultiert für höhere Volumenströme eine erheblich höhere Ventilatorleistung im ISTGebäude (siehe Bild 5.4-4). Tabelle 5.4-1 Standardwerte für Komponenten von RLT-Anlagen zur Berechnung des Energiebedarfs für die Luftförderung gemäß DIN V 18599-7 [69] 1 1

Kenngröße

2

Leistungsaufnahme der Ventilatoren (SFP 4 (siehe DIN EN 13779) - Abluftventilatoren - Zuluftventilatoren mit Erwärmung - Zuluftventilatoren (Teil-)Klimaanlagen

3

Gesamt-Wirkungsgrad

4

Druckverlust im Kanalnetz - Abluftventilatoren - Zuluftventilatoren mit Erwärmung - Zuluftventilatoren (Teil-)Klimaanlagen

2 Wert 3

1,250 kW/(m /s) 3 1,600 kW/(m /s) 3 2,000 kW/(m /s) 60 % 750 Pa 960 Pa 1200 Pa

Bild 5.4-4 Leistungsaufnahme der Ventilatoren zur Luftförderung. Rechenwerte nach DIN V 18599-3 [65] und Werte des Referenzgebäudes

5.4.3 Nutzenergiebedarf für das Heizen, Kühlen, Befeuchten und Entfeuchten Der jeweilige Nutzenergiebedarf für Wärme, Kälte und/oder Dampf errechnet sich gemäß Gl. 5.4-1. (5.4-1) QV ,i,m qi,m ˜ Vmech,m Darin ist: i

= Index für die Nutzenergieart (H = Wärme, C = Kälte, St = Dampf)

168

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude = Kennwert monatlicher Nutzenergiebedarf Wärme, Dampf, Kälte in Wh/(m3/h)

qi,m V

mech,m

= monatlicher mittlerer Zuluftvolumenstrom, in m3/h.

Die Werte qi,m ergeben sich dabei anhand

x der Ausführungsvariante der RLT-Anlage x der Betriebszeit der jeweiligen Komponenten x der Rückwärmzahl und x der Zulufttemperatur. Die Werte qi,m wurden für verschiedene Musteranlagen und für das Referenzklima „Deutschland“ aus Simulationsrechnungen abgeleitet. Das Nachvollziehen oder Nachrechnen dieser Werte ist daher nicht möglich. Die Grundwerte für eine Zulufttemperatur von 18 °C, 12 Nutzungsstunden pro Tag und einer durchgängigen Nutzung an 365 Tagen pro Jahr sind in DIN V 18599-3, Anhang A tabelliert. Für andere Zulufttemperaturen im Bereich zwischen 14 und 22 °C, für abweichende tägliche Nutzungen zwischen 8 und 24 h und für abweichende Betriebstage pro Monat werden diese Grundwerte umgerechnet bzw. extrapoliert. Die Grundwerte qi,m sind für Rückwärmezahlen von 45%, 60 % und 75 % tabelliert. Eine Interpolation zwischen diesen Werten wird vorgenommen. Eine Extrapolation auf Rückwärmzahlen < 45 % oder > 75 % ist nicht vorgesehen.

5.5 Nutz- und Endenergiebedarf für Beleuchtung 5.5.1 Vorgehensweise Der Endenergiebedarf (= Nutzenergiebedarf) eines Gebäudes für Beleuchtung ergibt sich als Summe über alle N Zonen und alle J Berechnungsbereiche gemäß Gl. 5.5-1. Ql , f

Ql ,b

N

J

n 1

j 1

¦ Ft ,n ˜ ¦ Ql ,b,n, j

(5.5-1)

Darin ist: N

= Anzahl der Zonen

J

= Anzahl der Berechnungsbereiche in Zone n

Ft,n

= Teilbetriebsfaktor der Gebäudebetriebszeit für Beleuchtung nutzungsabhängig gemäß DIN V 18599-10 [72]

Ql,b,n,j

= Nutzenergiebedarf für einen Berechnungsbereich j

Zur Berechnung des Nutzenergiebedarfs innerhalb eines Berechnungsbereiches wird dieser in eine tageslichtversorgte Teilfläche und eine nicht mit Tageslicht versorgte Teilfläche aufgeteilt. Für jede Teilfläche wird die effektive Betriebszeit (jeweils zur Tag- und Nachtzeit) der künstlichen Beleuchtung ermittelt. Anhand der spezifischen elektrischen Bewertungsleistung innerhalb des Berechnungsbereiches errechnet sich der Energiebedarf dann gemäß Gl. 5.5-2. Ql ,b,n, j

pj ˜[

ATL, j ˜ ( teff ,Tag ,TL, j  teff ,Nacht , j )  AKTL, j ˜ ( teff ,Tag ,KTL, j  teff ,Nacht , j )]

(5.5-2)

5.5 Nutz- und Endenergiebedarf für Beleuchtung

169

Darin ist: pj

= spezifische elektrische Bewertungsleistung des Bereiches j in W/m² (siehe Abschnitt 5.5.3)

ATL,j

= tageslichtversorgte Teilfläche in Bereich j in m²

AKTL,j

= nicht mit Tageslicht versorgte Teilfläche in Bereich j in m²

teff,Tag,TL,j

= effektive Betriebszeit des Beleuchtungssystems im tageslichtversorgten Bereich j zur Tagzeit

teff,Tag,KTL,j = effektive Betriebszeit des Beleuchtungssystems im nicht mit Tageslicht versorgten Bereich j zur Tagzeit teff,Nacht,j

= effektive Betriebszeit des Beleuchtungssystems im Bereich j zur Nachtzeit

Die jeweiligen effektiven Betriebszeiten des Beleuchtungssystems ergeben sich anhand der nutzungsbedingten Betriebszeiten und Teilbetriebsfaktoren, welche die Tageslichtversorgung und die effektive Belegung des Bereiches (relative Abwesenheit, Effizienz der Präsenzkontrolle) berücksichtigen gemäß Gl. 5.5-3. tTag ,n ˜ FTL, j ˜ FPrä, j

teff ,Tag ,TL, j

tTag ,n ˜ FPrä, j

(5.5-3b)

t Nacht ,n ˜ FPrä, j

(5.5-3c)

teff ,Tag ,KTL, j teff ,Nacht , j

(5.5-3a)

Darin sind: tTag,n

= Nutzungsstunden zur Tagzeit gemäß DIN V 18599-10

tNacht,n

= Nutzungsstunden zur Nachtzeit gemäß DIN V 18599-10

FTL,j

= Teilbetriebsfaktor zur Berücksichtigung der Tageslichtversorgung im Berechnungsbereich j = Teilbetriebsfaktor zur Berücksichtigung der Präsenz im Berechnungsbereich j

FPrä,j

5.5.2 Tageslicht Unterteilung der Gebäudezonen (Bildung von Berechnungsbereichen) Weichen innerhalb einer Zone beleuchtungsrelevante Randbedingungen (z.B. Art der künstlichen Beleuchtung, Art der Beleuchtungskontrolle, Fassadenausführung) stark voneinander ab, kann es erforderlich sein, die Zone in Berechnungsbereiche mit dann ähnlichen Eigenschaften zu unterteilen. Gemäß DIN V 18599-4 [66] kann eine Unterteilung entfallen, wenn die fragliche Randbedingung für mindestens 75 % der bewerteten Fläche angesetzt werden kann. Tageslichtversorgter Bereich Werden Zonen bzw. Berechnungsbereiche über transparente Flächen (Fenster, Dachoberlichter etc.) mit Tageslicht versorgt, ist die Grundfläche in einen mit Tageslicht versorgten Bereich ATL,j und in einen nicht mit Tageslicht versorgten Bereich AKTL,j aufzuteilen.

170

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Die maximale Tiefe aTL des tageslichtversorgten Bereiches errechnet sich für vertikale Fassaden gemäß Gl. 5.3-4 als 2,5-fache Differenz aus Sturzhöhe und Höhe der Nutzebene. Ist die reale Tiefe des Berechnungsbereiches geringer, ist die Bereichstiefe maßgebend. Für den Fall, dass die Bereichstiefe nicht mehr als das 1,25-fache von aTL nach Gl. 5.3-4 beträgt, darf für aTL die tatsächliche Bereichstiefe angesetzt werden. Die Breite bTL des tageslichtversorgten Bereiches errechnet sich als tatsächliche Fensterbreite zuzüglich der halben Tiefe des Tageslichtbereiches.

aTL,max

2,5 ˜ ( hSt  hNe )

(5.5-4)

Darin ist: hSt

= Höhe des Sturzes über dem Fußboden

hNe

= Höhe der Nutzebene über dem Fußboden

Für Dachoberlichter gilt ein Winkelbereich von 45° unterhalb der Dachoberlichter in Höhe der Nutzebene als tageslichtversorgt (siehe Bild 5.5-2).

Bild 5.5-1 Tageslichtversorgter Bereich für ein Fenster in einer vertikalen Fassade

5.5 Nutz- und Endenergiebedarf für Beleuchtung

171

Bild 5.5-2 Tageslichtversorgter Bereich für ein Dachoberlicht

Tageslichtquotient für die Rohbauöffnung (Fassaden) Nachdem der tageslichtversorgte Bereich wie vorstehend erläutert bestimmt wurde, ist als nächstes der Tageslichtquotient für die Rohbauöffnung DRB zu ermitteln. Die Berechnung erfolgt anhand einer vereinfachten Bewertungssystematik, die aus Simulationsrechnungen abgeleitet wurde. Allgemein stellt der Tageslichtquotient das Verhältnis der Beleuchtungsstärke im Raum zur Beleuchtungsstärke außen bei unverbautem, bedeckten Himmel dar. Bei der hier praktizierten vereinfachten Betrachtung wird für den tageslichtversorgten Bereich der Tageslichtquotient als Mittelwert über die Achse in halber tageslichtversorgter Bereichstiefe parallel zum betrachteten Fassadenbereich gemäß Gl. 5.5-5 errechnet. DRB, j

 4,13  20,0 ˜ ITr , j  1,36 ˜ I Rt , j ˜ IV , j

(5.5-5)

Darin ist: ITr,j

= Transparenzindex; ITr,j = ARB / ATL

IRt,j

= Raumtiefenindex; IRt,j = aTL / (hSt – hNe)

IV,j

= Verbauungsindex

Der Transparenzindex ITR,j ergibt sich als Verhältnis der Fläche der Rohbauöffnung ARB zur tageslichtversorgten Fläche ATL. Er ist somit ein Maß dafür, wie viel Öffnungsfläche zur Belichtung von ATL zur Verfügung steht. Der Raumtiefenindex IRt,j berechnet sich als Verhältnis der Tiefe des tageslichtversorgten Bereiches zur maßgebenden Höhe (Sturzhöhe – Höhe Nutzebene). Je größer der Raumtiefenindex ist, desto geringer ist Tageslichtversorgung. Durch den Verbauungsindex IV,j werden Effekte berücksichtigt, die den Tageslichteinfall auf die Fassade einschränken. Wie bei der Berechnung der solaren Wärmequellen (siehe Abschnitt 5.3-4) so sind auch hier Horizontverschattungen, Überhänge und seitliche Auskragungen zu berücksichtigen. Sind, z. B. für ein Fenster, eventuelle Verschattungen als Horizontwinkel, Überhangwinkel oder Seitenwinkel definiert, werden diese sowohl zur Berechnung der solaren Wärmequellen als auch des Verbauungsindexes genutzt. Über diese gemeinsamen Effekte hinaus werden im Verbauungsindex auch die Einflüsse von Atrien und Glasdoppelfassaden auf den Tageslichteinfall bewertet. Zur Berechnung des Verbauungsindexes wird hier auf DIN V 18599-4, Abschnitt 5.5.1 verwiesen. Anhand des errechneten Tageslichtquotienten wird die Qualität der Tageslichtversorgung bewertet. Je höher der Tageslichtquotient ist, desto besser ist die Versorgung mit Tageslicht. Es

172

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

erfolgt eine Klassifizierung gemäß Tabelle 5.5-1. Diese Klasseneinteilung wird für die Ermittlung des Tageslichtversorgungsfaktors (siehe weiter unten) benötigt. Tabelle 5.5-1 Klassifizierung der Tageslichtversorgung als Funktion des Tageslichtquotienten für die Rohbauöffnung DRb,j gemäß DIN V 18599-4 [66] 1

2

1

Tageslichtquotient DRb,j

Klassifizierung der Tageslichtversorgung

2

DRb,j • 6 %

Gut

3

6 % > DRb,j • 4 %

Mittel

4

4 % > DRb,j • 2 %

Gering

5

DRb,j < 2 %

Keine

Tageslichtquotient für die Rohbauöffnung (Dachoberlichter) Der Berechnungsablauf erfolgt im Wesentlichen analog zu dem System bei Fassaden. Es wird auf DIN V 18599-4, Abschnitt 5.5.2 verwiesen. Die Beschreibung eines Dachoberlichtes erfolgt über das Material der Öffnung (für PMMAPlatten, PC-Platten sowie VSG über Tabellenwerte (für U, gA, WD65) oder alternativ als individuell eingegebener Aufbau) sowie über die Geometrie des Oberlichtes. Für Dachoberlichter sind die relevanten geometrischen Größen in Bild 5.5-3a dargestellt. Die Fläche der Rohbauöffnung ergibt sich zu ARb = aRb · bRb. Für Sheds wird die Fläche der Rohbauöffnung über die Länge hG und Breite bRb der Lichteintrittsöffnung berechnet (siehe Bild 5.5-3b). Bei Sheds ist zudem zu beachten, dass sowohl Flanken als auch Schenkel zur Bestimmung des Transmissionswärmetransfers als „normale“ opake Bauteile zu definieren sind.

Bild 5.5-3 Größen zur Beschreibung der Geometrie a) des Aufsetzkranzes für Räume mit Lichtkuppeln und Lichtbändern und b) von Sägezahndachoberlichtern (Sheds)

5.5 Nutz- und Endenergiebedarf für Beleuchtung

173

Teilbetriebsfaktor Tageslicht FTL,j Der Teilbetriebsfaktor zur Berücksichtigung der Tageslichtversorgung berechnet sich gemäß Gl. 5.5-6. FTL, j

1  CTL,Vers, j ˜ CTL,kon, j

(5.5-6)

Darin ist: CTL,Vers,j

= Tageslichtversorgungsfaktor

CTL,kon,j

= Faktor zur Berücksichtigung eines tageslichtabhängigen Beleuchtungskontrollsystems. Ohne tageslichtabhängige Beleuchtungskontrolle ist CTL,kon,j = 1

Die Berechnung des Tageslichtversorgungsfaktors unterscheidet sich, je nachdem ob eine Fassade oder ein Dachoberlicht zu bewerten ist. Sie wird in den nächsten Unterabschnitten beschrieben. Der Einfluss eines Systems zur tageslichtabhängigen Beleuchtungskontrolle wird über den Faktor CTL,kon,j gemäß Tabelle 5.5-2 erfasst. Er ist abhängig von

x der Art der Kontrolle (manuell oder automatisch) x der Klassifizierung der Tageslichtversorgung der Zone und x dem Wartungswert der Beleuchtungsstärke. Hinsichtlich der Art der automatischen Kontrolle werden gemäß DIN V 18599-4 sieben Systeme unterschieden: 1. Tageslichtabhängig ein-/ausschaltende Systeme („Ein/Aus“): Bei Erreichen des Wartungswertes der Beleuchtungsstärke am Nachweisort der Beleuchtungsstärke durch das Tageslicht wird das Kunstlicht ausgeschaltet. Ein Wiedereinschalten erfolgt automatisch bei Unterschreiten des Wartungswertes der Beleuchtungsstärke durch Tageslicht (Erfahrungsgemäß werden diese Systeme aufgrund eines ständigen Ein- und Ausschaltens der Kunstlichtanlage von Nutzern außer Betrieb gesetzt). 2. Tageslichtabhängig stufenweise ein-/ausschaltende Systeme („Stufenweise Ein/Aus“): Bis zum Erreichen des Wartungswertes der Beleuchtungsstärke am Nachweisort der Beleuchtungsstärke durch das Tageslicht wird das Kunstlicht stufenweise ausgeschaltet. Ein Wiedereinschalten erfolgt stufenweise automatisch bei Unterschreiten des Wartungswertes der Beleuchtungsstärke durch Tageslicht 3. Tageslichtabhängig ausschaltende Systeme („Tageslichtabhängig Aus“): Bei Erreichen des Wartungswertes der Beleuchtungsstärke am Nachweisort der Beleuchtungsstärke durch das Tageslicht wird das Kunstlicht ausgeschaltet. Ein Wiedereinschalten erfolgt manuell (Diese Systeme weisen ein großes Energieeinsparpotential auf. Allerdings ist die Erfüllung der Beleuchtungsanforderungen in Arbeitsräumen aufgrund des Schaltverhaltens der Nutzer nicht sichergestellt). 4. Tageslichtabhängig gedimmte Systeme, nicht abschaltend, wiedereinschaltend („Gedimmt, Standby-Verluste, wiedereinschaltend“): Systeme, die während der Nutzungszeiten (Zeiten mit ausreichend Tageslicht) die Kunstlichtanlage bis auf die niedrigste Dimmstufe herunterdimmen, die Anlage jedoch nicht ausschalten und somit eine elektrische Leistungsaufnahme haben („Standby-Verluste“). Die Wiedereinschaltung erfolgt automatisch.

174

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

5. Tageslichtabhängig gedimmte Systeme, abschaltend, wiedereinschaltend („Gedimmt, ohne Standby-Verluste, wiedereinschaltend“): Systeme, die während der Nutzungszeiten (Zeiten mit ausreichend Tageslicht) die Kunstlichtanlage bis auf die niedrigste Stufe herunterdimmen und abschalten und somit keine elektrische Leistungsaufnahme haben. Die Wiedereinschaltung erfolgt automatisch. 6. Tageslichtabhängig gedimmte Systeme, nicht abschaltend, nicht wiedereinschaltend („Gedimmt, Standby-Verluste, nicht wiedereinschaltend“): Wie System 4; es erfolgt jedoch keine automatische Wiedereinschaltung (Diese Systeme weisen ein großes Energieeinsparpotential auf. Allerdings ist die Erfüllung der Beleuchtungsanforderungen in Arbeitsräumen aufgrund des Schaltverhaltens der Nutzer nicht sichergestellt). 7. Tageslichtabhängig gedimmte Systeme, abschaltend („Gedimmt, ohne Standby-Verluste, nicht wiedereinschaltend“): Wie System 4; es erfolgt jedoch keine automatische Wiedereinschaltung (Diese Systeme weisen ein großes Energieeinsparpotential auf. Allerdings ist die Erfüllung der Beleuchtungsanforderungen in Arbeitsräumen aufgrund des Schaltverhaltens der Nutzer nicht sichergestellt). Tabelle 5.5-2 Korrekturfaktor CTL,kon,j zur Berücksichtigung des tageslichtabhängigen Kontrollsystems in Abhängigkeit des Wartungswertes der Beleuchtungsstärke und der Klassifizierung der Tageslichtversorgung gemäß DIN V 18599-4 [66] 1

2

1 2

Kontrollart

3 4

Manuell

5 Gedimmt 6 1)

3

4

Zuordnung zu Systemen 1

Nicht ausschaltend

2,3,4, 6

Ausschaltend

5, 7

1)

1)

5

6

7

8

9

10

11

12

CTL,kon,j als Funktion der Tageslichtversorgung Gering

Mittel

Gut

300 lx 500 lx 750 lx 300 lx 500 lx 750 lx 300 lx 500 lx 750 lx 0,50

0,47

0,44

0,55

0,52

0,49

0,60

0,57

0,54

0,65

0,70

0,73

0,70

0,73

0,75

0,73

0,75

0,76

0,71

0,74

0,76

0,77

0,78

0,79

0,81

0,81

0,81

Für die Systeme 6 bzw. 7 kann der Korrekturfaktor CTL,kon,j gegenüber dem entsprechenden jeweiligen wiedereinschaltenden System 4 bzw. 5 durch eine Gewichtung mit 1,1 erhöht werden.

Tageslichtversorgungsfaktor CTL,Vers,j (Fassaden) Der Tageslichtversorgungsfaktor für Fassaden errechnet sich gemäß Gl. 5.5-7. Es erfolgt eine zeitliche Gewichtung der Fassadenzustände „Sonnen-/Blendschutz nicht aktiviert“ und „Sonnen-/Blendschutz aktiviert“. Der Sonnen-/Blendschutz wird aktiviert, sobald die Fassade besonnt ist. Sowohl der jeweilige Tageslichtversorgungsfaktor als auch der zugehörige Zeitanteil sind daher orientierungsabhängig.

5.5 Nutz- und Endenergiebedarf für Beleuchtung CTL,Vers, j

trel ,TL,SNA, j ˜ CTL,Vers,SNA, j  trel ,TL,SA, j ˜ CTL,Vers,SA, j

175 (5.5-7)

Darin ist: CTL,Vers,SNA,j

= Tageslichtversorgungsfaktor des Berechnungsbereiches j für Zeiten mit nicht aktiviertem Sonnen-/Blendschutz

CTL,Vers,SA,j

= Tageslichtversorgungsfaktor des Berechnungsbereiches j für Zeiten mit aktiviertem Sonnen-/Blendschutz

trel,TL,SNA,j

= relativer Anteil an der Gesamtbetriebszeit, während der der Sonnen-/ Blendschutz nicht aktiviert ist

trel,TL,SA,j

= relativer Anteil an der Gesamtbetriebszeit, während der der Sonnen-/ Blendschutz aktiviert ist

Alle Bestandteile aus Gl. 5.5-7 sind in DIN V 18599-4 tabelliert und bedürfen somit keiner weiteren grundsätzlichen Vertiefung. Ist der Sonnen-/Blendschutz nicht aktiviert, ist – neben Orientierung, Tageslichtquotient und geforderter Beleuchtungsstärke – der Lichttransmissionsgrad der Verglasung die wesentliche Kenngröße für die mögliche Tageslichtversorgung. Dieser ist als Bauteileigenschaft für die Verglasung vorzugeben. Bei aktiviertem Sonnen-/Blendschutz ist die Tageslichtversorgung vom Lichtdurchgang des Systems abhängig. Gemäß DIN V 18599-4 werden die folgenden Systemlösungen unterschieden:

x Nur Blendschutz: Systeme, die den Blendschutz gemäß den für das Nutzungsprofil geltenden einschlägigen Bestimmungen bereitstellen. Einschließlich manuell betriebener Lamellenbehänge (Außenbzw. Innenjalousien) x Automatische Systeme: Tageslichtabhängig rückziehbare Sonnen- und/oder Blendschutzsysteme. Lamellenbehänge, bei denen nach dem Herunterfahren die Lamellen automatisch wieder geringfügig geöffnet werden, so dass die Lichttransmission gegenüber dem vollständig geschlossenen Behang erhöht ist. x Lichtlenkende Systeme: Lamellenbehänge im Cut-Off-Betrieb (Stellung der Lamellen in der Art, dass direkter Sonnenlichteintrag durch die Fassade gerade vermieden wird, diffuses Tageslicht aber eindringen kann), Lichtlenkgläser, Tageslichtlenkende Lamellenbehänge (außenliegend, innenliegend oder zwischen den Scheiben angeordnet) Tageslichtversorgungsfaktor CTL,Vers,j (Dachoberlichter) Für Dachoberlichter ist der Tageslichtversorgungsfaktor aus DIN V 18599-4 direkt als Tabellenwert in Abhängigkeit der Klassifizierung der Tageslichtversorgung und des Wartungswertes der Beleuchtungsstärke für unterschiedliche Orientierungen und Neigungen abzulesen. Vorhandene verfahrbare Sonnenschutzeinrichtungen werden hier nicht berücksichtigt, somit entfällt die für Fassaden durchzuführende zeitliche Aufteilung.

176

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Teilbetriebsfaktor Präsenz FPrä,j Durch den Teilbetriebsfaktor Präsenz wird einerseits die relative Abwesenheit und andererseits die Effizienz der Präsenzkontrolle in das Bilanzverfahren mit einbezogen. FPrä, j

1  C A, j ˜ CPrä,kon, j

(5.5-8)

Darin ist: CA,j

= relative Abwesenheit in dem Berechnungsbereich j (nutzungsspezifisch gemäß DIN V 18599-10)

CPrä,kon,j

= Faktor zur Beschreibung der Effizienz der Präsenzkontrolle (Hierbei ist lediglich relevant, ob eine automatische Präsenzkontrolle vorhanden ist oder nicht.)

5.5.3 Kunstlicht Übersicht Bilanzierungsverfahren Das Ziel der verschiedenen Bilanzverfahren für Kunstlicht ist die Berechnung der spezifischen elektrischen Bewertungsleistung pj. Hierzu sind in DIN V 18599-4 drei mögliche Ansätze beschrieben, welche mit steigender Nummerierung mehr Genauigkeit aber auch mehr Rechenaufwand nach sich ziehen: 1. Tabellenverfahren 2. Vereinfachtes Wirkungsgradverfahren 3. Detaillierte Fachplanung Im Rahmen der Berechnung werden die folgenden Eingangsgrößen benötigt:

x Beleuchtungsart (direkt, direkt/indirekt, indirekt) x Lampenart (Glühlampen, Halogenglühlampen, Leuchtstofflampen stabförmig , Leuchtstofflampen kompakt mit externem Vorschaltgerät, Leuchtstofflampen kompakt mit integriertem Vorschaltgerät, Metallhalogendampf-Hochdrucklampen, NatriumdampfHochdrucklampen, Quecksilberdampf-Hochdrucklampen) x Art des Vorschaltgeräts (Konventionelle Vorschaltgeräte (KVG), Verlustarme konventionelle Vorschaltgeräte (VVG), Elektronische Vorschaltgeräte (EVG)) x

Wartungswert der Beleuchtungsstärke (nutzungsspezifisch gemäß DIN V 18599-10)

x Raumgeometrie (Kenngröße: Raumindex k als Tabellenwert gemäß DIN V 18599-10 oder über die Bereichsgeometrie berechnet) x Flächenanteil des Bereichs der Sehaufgabe (Kenngröße: Minderungsfaktor kA gemäß DIN V 18599-10) x Für das vereinfachte Wirkungsgradverfahren zusätzlich: - Betriebswirkungsgrad der eingesetzten Leuchte (Anteil des Lampenlichtstroms, der die Leuchte verlässt) - Systemlichtausbeute (Ausgesandter Lichtstrom der Lampe/verbrauchte Leistung) in lm/W des eingesetzten Leuchtmittels mit Betriebsgerät

5.5 Nutz- und Endenergiebedarf für Beleuchtung

177

Die Auswirkungen verschiedener Lampen- und Beleuchtungsarten auf den Energiebedarf eines Gebäudes werden an Beispielen in den folgenden Bildern gezeigt. Änderungen im Bereich des Beleuchtungssystems sind immer auch mit einer Änderung der internen Wärmequellen des Gebäudes verbunden, da der Nutzenergiebedarf der Beleuchtung als Wärmequelle den Heizenergiebedarf der betreffenden Zone reduziert. Daher ist der Endenergiebedarf als Vergleichsmaßstab hier nicht geeignet. Die energetische Effizienz der Beleuchtung lässt sich vielmehr am Primärenergiebedarf zeigen. Hier geht der hohe Primärenergiefaktor von 2,6 für Strom ein und die „elektrische Raumheizung“ über die Abwärme der Lampen wird entsprechend gewürdigt.

Bild 5.5-4 Einfluss der Beleuchtungsart auf den Primärenergiebedarf einer Zone (Beispiel)

Bild 5.5-5 Einfluss der Lampenart auf den Primärenergiebedarf einer Zone (Beispiel)

178

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Bild 5.5-6 Einfluss der Art des Vorschaltgeräts auf den Primärenergiebedarf einer Zone (Beispiel)

Raumindex k Der Raumindex beschreibt die Raumgeometrie als Funktion der Fläche und der Lichtpunkthöhe gemäß Gl. 5.5-9. k

aR ˜ bR ´

h

R

˜  aR  bR

! 0,6

(5.5-9)

Darin ist: aR

= Raumtiefe

bR

= Raumbreite

h´R

= Differenz zwischen der Höhe der Leuchtenebene (Abstand UK Leuchte zu OK Fußboden) und der Nutzebene.

Bild 5.5-7 Einfluss des Raumindex auf den Primärenergiebedarf einer Zone (Beispiel)

5.6 Endenergiebedarf von Heizsystemen

179

5.6 Endenergiebedarf von Heizsystemen 5.6.1 Überblick Die in DIN V 18599-5 [67] enthaltene Systematik zur Bewertung von Heizsystemen lehnt sich grundsätzlich an die bereits aus DIN V 4701-10 [57] bekannte Systematik an. Demzufolge wird das Heizsystem in die Prozessbereiche Übergabe, Verteilung, Speicherung und Erzeugung aufgeteilt. Die Bilanzierung erfolgt für jeden Prozessbereich aufgeteilt nach Brennstoff- und Hilfsenergie. Anhand von zwei Beispiel-Anlagenkonfigurationen werden die Einzelgrößen in Bild 5.6-1 dargestellt.

Bild 5.6-1 Darstellung der Prozesskette „Heizsystem“ anhand von Anlagenkonfigurationen zur Versorgung einer Zone a) Neubau b) Bestand

zwei

Beispiel-

5.6.2 Prozessbereich Übergabe Im Prozessbereich „Übergabe“ wird der Energieaufwand zur Übergabe der angeforderten Nutzenergiemenge an den Raum berechnet. Dieser Übergabeverlust ist einerseits von der Genauigkeit der Regeleinrichtung und andererseits von der thermischen Trägheit des Übergabesystems abhängig. Je besser die Regelgüte z.B. eines Heizkörperventils ist, desto geringer ist der Energieverlust durch eine nicht gewollte Übertemperatur. Je größer die Masse des Übergabesystems ist (z. B. Gussradiator, Heizestrich), desto mehr Energie muss aufgewen-

180

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

det werden, um das Übergabesystem selbst zu erwärmen. Ist dann die Solltemperatur erreicht, wird solange weiter Energie in den Raum abgegeben, bis das Übergabesystem abgekühlt ist. Hinsichtlich der Regelgüte unterscheidet DIN V 18599-5:

x Ungeregelte Übergabe (z. B. alte Handventile ohne interne Regeleinrichtung) x P-Regler (Proportional-Regler, Regeldifferenz 1K oder 2K) x PI-Regler (Proportional-Integral-Regler)

Bild 5.6-2 Raumtemperaturregelung am Beispiel eines 2K-Ventils

Neben den systeminternen Verlusten ist auch die Positionierung im Raum entscheidend für die Größenordnung der Übergabeverluste. Wird z.B. ein Radiator ohne Strahlungsschutz vor einer Verglasung angeordnet, ergibt sich aufgrund der höheren Strahlungsverluste eine deutlich ineffektivere Übergabe an den Raum als bei Anordnung im Bereich der opaken Außenwand. Liegt als Übergabesystem eine Flächenheizung vor, ist neben der Systemart (Nasssystem, Trockensystem) und der Systemanordnung (Fußboden, Wand, Decke) auch der Wärmedurchlasswiderstand der außenseitig vorhandenen Dämmschicht bei der Berechnung der Übergabeverluste zu berücksichtigen. Es werden die folgenden Ausführungen unterschieden:

x Flächenheizung ohne Mindestdämmung nach DIN EN 1264 [80] x Flächenheizung mit Mindestdämmung nach DIN EN 1264 (R = 0,75 m²K/W bei Flächen gegen beheizte Räume, R = 1,25 m²K/W bei Flächen gegen unbeheizte Räume oder gegen Erdreich, R = 2,00 m²K/W bei Flächen gegen Außenluft) x Flächenheizung mit 100 % besserer Dämmung als nach DIN EN 1264 erforderlich

5.6 Endenergiebedarf von Heizsystemen

181

Bild 5.6-3 Einfluss der Regelgüte der Übergabe auf den Endenergiebedarf einer Zone (Beispiel)

Mit steigender Raumhöhe nimmt der Einfluss des vertikalen Temperaturprofils zu. Insbesondere bei hohen Räumen wie Hallen sind für die Übergabe daher weitere Angaben zu machen. Kommt beispielsweise eine Warmluftheizung (Umluftheizung) zum Einsatz, ist zu definieren, ob der Luftauslass seitlich im Wandbereich oder oben im Deckenbereich positioniert ist. Der positive Einfluss einer zusätzlichen geregelten vertikalen Rezirkulation über Deckenventilatoren kann ebenfalls berücksichtigt werden. Strahlungsheizungen in Hallen (Deckenstrahlplatten, Hell-/Dunkelstrahler, Fußbodenheizungen) werden im Wesentlichen gleich bewertet. Werden Hallen im Bestand noch über Heizkörper versorgt, sind gemäß DIN V 18599-5 die Kennwerte der Warmluftheizung mit normalem Induktionsverhältnis, Luftauslass seitlich anzusetzen. Werden in einem Gebäude mehrere verschiedene Übergabesysteme (z. B. Fußbodenheizung und Radiatoren) verwendet, ist darauf zu achten, dass diese mit den korrekten Vorlauftemperaturen bedient werden. Gegebenenfalls sind mehrere Verteilkreise zu definieren.

5.6.3 Prozessbereich Verteilung Die im Verteilsystem auftretenden Verluste sind abhängig von

x der Leitungslänge des Verteilsystems x der Dämmqualität des Rohrnetzes x der Temperatur im Verteilkreis x die Umgebungstemperatur Das Verteilsystem wird in die bekannten Anteile gemäß Bild 5.6-4 aufgeteilt. Für die einzelnen Abschnitte können als einfachste Lösung Standardwerte angesetzt werden, die in Abhängigkeit von der Geometrie des Gebäudes in DIN V 18599-5 [67] vorgegeben sind. Da die auf diese Weise ermittelten Standardlängen in vielen Fällen jedoch deutlich über den tatsächlich vorhandenen Längen liegen, ist eine detailliertere Erfassung anzuraten. Insbesondere für die Anbindung der Heizregister von RLT-Anlagen ergeben sich durch die Anwendung der Standardlängen vollkommen abwegige Größenordnungen.

182

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Bild 5.6-4 Bezeichnungen der Leitungsabschnitte für Warmwasserheizungs-Rohrnetze LV = Verteilleitung, LS = Strangleitung, LA = Anbindeleitung

Für die Dämmqualität des Rohrnetzes sind in DIN V 18599-5 Standardwerte des Wärmedurchgangskoeffizienten in Abhängigkeit des Baujahrs vorgegeben. Es wird zwischen ungedämmten Leitungen und verschiedenen Dämmstandards nach Baualtersklassen („bis 1980“, „1980 bis 1995“, „nach 1995“) unterschieden. Eine Aussage darüber, in welchem Maße Dämmstandard und Leitungslängen den Energiebedarf eines Gebäudes beeinflussen, ist nicht zu treffen ohne die Lage der Leitungen im Gebäude näher zu betrachten. Liegen die Leitungen innerhalb einer Zone, so kommen die Verluste dem Nutzenergiebedarf der Zone zugute, werden sie keiner Zone zugeordnet, sind die Verluste nicht nutzbar (siehe auch Abschnitt 5.3.5). Ein Hilfsenergieaufwand tritt im Verteilssystem durch die notwendige Umwälzpumpe auf. Hier ist zunächst festzulegen, ob die Pumpenleistung auf den Bedarf ausgelegt ist (Standard im Neubau) oder ob die Pumpe überdimensioniert ist (bei älteren Bestandsanlagen). Des Weiteren ist die Pumpenregelung anzugeben. Hierbei wird wie folgt unterschieden:

x

ungeregelt

x ǻp konstant (ǻp-c Regelung) x ǻp variabel (ǻp-v Regelung)

5.6 Endenergiebedarf von Heizsystemen

183

Bild 5.6-5 Verdeutlichung der Pumpenregelung im Pumpendiagramm. Je nach Regelstrategie verschiebt sich der Betriebspunkt von A nach A´.

5.6.4 Prozessbereich Speicherung Ein Heizwasser-Pufferspeicher kommt z. B. zum Einsatz um

x

das Takten des Wärmeerzeugers zu minimieren,

x bei Solaranlagen den schwankenden Lichteinfall auszugleichen und überschüssiger Energie zwischenzuspeichern, x bei Wärmepumpen eine gleichmäßige Abnahme der Wärme und damit einen gleichmäßigen Betrieb sicherzustellen und x bei Holzkesseln, um eine konstante Verbrennung mit hohem Wirkungsgrad (Volllastbetrieb) zu ermöglichen. Der Wärmeverlust der Speicherung hängt von der Temperatur des Heizwassers im Speicher, der Umgebungstemperatur, dem Standort des Speichers (Bei Aufstellung innerhalb einer Zone werden die Speicherverluste in der Nutzenergiebilanz berücksichtigt) sowie dem BereitschaftsWärmeverlust des Speichers ab. Die Verrohrung des Speichers wird darüber hinaus über einen 20%-igen Aufschlag pauschal berücksichtigt. Der Bereitschafts-Wärmeverlust qB,S ist eine Produktkenngröße und somit beim Hersteller zu erfragen. Ist qB,S unbekannt, kann ein Standardwert anhand des Speichervolumens berechnet werden. Ist auch das Speichervolumen unbekannt, wird dieses gemäß DIN V 18599-5 anhand der Nennleistung des Erzeugers abgeschätzt.

184

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

5.6.5 Prozessbereich Erzeugung Nachfolgend werden die gängigsten Erzeugerarten näher erläutert. Kessel, fossiler Brennstoff Die Verluste von Kesseln setzen sich aus Abstrahlungsverlusten, Bereitschaftsverlusten und Abgasverlusten zusammen. Festzulegen sind die Art des Kessels und der Aufstellort. Kesselarten in diesem Sinne sind:

x Brennwertkessel (BW-Kessel) (Kessel, welche die im Abgas enthaltene latente Wärme nutzen. Der im Abgas enthaltene Wasserdampf kondensiert am Wärmetauscher, wodurch die Kondensationswärme an den Heizwasserkreis übertragen wird. Das in großen Mengen anfallende Kondensat ist abzuführen. Brennwertkessel benötigen niedrige Rücklauftemperaturen (bei Gas < 55 °C, bei Öl < 47 °C) damit eine Kondensation auftritt und der Brennwerteffekt genutzt werden kann. Die geringe Abgastemperatur bei Brennwertkesseln führt dazu, dass nicht genügend atmosphärischer Auftrieb im Abgassystem vorhanden ist. In der Regel werden daher Gebläsebrenner eingesetzt, die aufgrund des erzeugten Druckes die Abgasförderung unterstützen. Der Kesselraum selbst muss wegen des anfallenden sauren Kondensats ausreichend korrosionsresistent sein.) x Niedertemperaturkessel (NT-Kessel) (Bei NT-Kesseln tritt keine Kondensation im Kessel auf, folglich werden auch geringere Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit der Kesselbauteile gestellt. Da die latente Wärme nicht genutzt wird, weisen NT-Kessel niedrigere Wirkungsgrade als BW-Kessel auf. NT-Kessel werden in den meisten Fällen mit atmosphärischen Brennern betrieben. Die Verbrennungsluft wird dabei durch den Dichteunterschied der Verbrennungsluft und der heißen Abgase angesaugt. Im Sanierungsbereich können NT-Kessel sinnvoll sein, wenn aufgrund sehr hoher Rücklauftemperaturen der Brennwerteffekt ohnehin nicht nutzbar wäre) x Standardkessel (Konstanttemperaturkessel) (Kessel, die konstant mit einer Vorlauftemperatur betrieben werden. Zu den Standardkesseln gehören Feststoffkessel, Öl-/Gas-Gebläse-Kessel und Gas-Spezialheizkessel.) x Umstellbrandkessel (Kessel, die sowohl mit festen, flüssigen als auch mit gasförmigen Brennstoffen betrieben werden können. Für die Umstellung auf einen anderen Energieträger muss der Kessel umgebaut werden.) x Wechselbrandkessel (Kessel, die für die Verbrennung unterschiedlicher Brennstoffe geeignet sind, bei denen für die Umstellung vom einen auf den anderen Brennstoff aber kein Umbau erforderlich ist) Die Kenndaten der jeweiligen Kesselart werden in DIN V 18599-5 durch Standardwerte vorgegeben. Für eine detailliertere Eingabe sind ferner folgende Produktdaten notwendig:

x Kessel-Nennleistung x Bereitschaftsverlust x Kesselwirkungsgrad Teillast x Leistungsaufnahme Teillast

5.6 Endenergiebedarf von Heizsystemen

185

Bild 5.6-6 Einfluss gerätespezifischer Kenndaten bei der Kesselart „Brennwertkessel, verbessert“ auf den Endenergiebedarf (Beispiel)

Kessel, Biomasse Automatisch beschickte Biomasssekessel werden mit Holzpellets oder –hackschnitzeln betrieben. In DIN V 18599-5 werden ausschließlich Biomassekessel als Standardkessel beschrieben. Sie werden gemäß ihrem Kesselwirkungsgrad in drei Klassen (siehe auch DIN EN 303-5 [77]) eingeteilt. Klasse 3 weist den höchsten Wirkungsgrad auf, Klasse 1 den niedrigsten. In Deutschland dürfen gemäß DIN EN 303-5, Anhang A.2 lediglich Kessel der Klasse 3 verkauft werden. Soll anstelle eines Standardkessels ein Pellet-Brennwertkessel zur Ausführung kommen, ist zu beachten, dass dieser durch die vorgegebenen Standardwerte nicht sinnvoll beschrieben wird. Hier sind in jedem Fall herstellerspezifischer Produktkenndaten notwendig. Wärmepumpen Wärmepumpen werden gemäß DIN V 18599-5 unterschieden in

x Elektro-Kompressions-Wärmepumpen x Gasmotorische-Kompressions-Wärmepumpen und x Absorptions-Wärmepumpen Kompressions-Wärmepumpen entnehmen über einen Primärkreis Energie aus der Umwelt. Als Quellen werden im Gebäudebereich Umgebungsluft (Luft-Wasser-Wärmepumpen), Erdwärme (Sole-Wasser-Wärmepumpen) oder Grundwasser (Wasser-Wasser-Wärmepumpen) genutzt. Durch die Aufnahme von Wärmeenergie verdampft das Arbeitsmedium. Der – elektrisch oder gasmotorisch – betriebene Verdichter saugt das verdampfte Arbeitsmedium ab und verdichtet es. Bei diesem Vorgang steigen Druck und Temperatur des Dampfes. Das verdichtete, dampfförmige Arbeitsmedium gibt auf der Sekundärseite Energie an den Heizwasserkreislauf ab, kühlt sich dabei ab und wird wieder flüssig. Es wird über ein Expansionsventil weiter entspannt und gelangt wieder auf die Primärseite.

186

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Bei Absorptions-Wärmepumpen gelangt das nach der Aufnahme von Wärmeenergie dampfförmige Arbeitsmedium (Kältemittel) in den Absorber. Dort wird es in einem Lösungsmittel absorbiert, wodurch Absorptionswärme frei wird. Diese wird über einen Wärmetauscher an das Heizungswasser übertragen. Die verdünnte Lösung aus dem Absorber wird über eine Lösungsmittelpumpe zum Austreiber gefördert. In diesem Austreiber wird die angereicherte Lösung erhitzt (meist: Gasbrenner), wodurch das Kältemittel verdampft und wieder freigesetzt wird. Der Kältemitteldampf wird über einen weiteren Wärmetauscher (Kondensator) geführt, gibt dort Wärme an das Heizungswasser ab und kondensiert. Das nun flüssige Kältemittel wird über ein Expansionsventil weiter entspannt und kann nun erneut Umweltwärme aufnehmen. Das konzentrierte Lösungsmittel gelangt aus dem Austreiber zurück in den Absorber und kann erneut Kältemittel absorbieren. Als Arbeitsmittel in Absorptionswärmepumpen kommen folgende Stoffpaar zum Einsatz:

x Wasser (Kältemittel) - Lithiumbromid (Lösungsmittel) oder x Ammoniak (Kältemittel) - Wasser (Lösungsmittel) Wärmepumpen können den Bedarf entweder alleine (monovalente Betriebsweise) oder in Kombination mit anderen Erzeugern (bivalente Betriebsweise) decken. Der bivalente Betrieb kann auf unterschiedliche Art erfolgen:

x Alternativbetrieb: Die Wärmepumpe deckt bis zu einer bestimmten Außentemperatur (Einsatzgrenze) den gesamten Heizenergiebedarf. Bei Temperaturen unterhalb der Einsatzgrenze schaltet sich die Wärmepumpe ab und der Heizenergiebedarf wird vollständig durch den zweiten Wärmeerzeuger gedeckt. x Parallelbetrieb: Die Wärmepumpe deckt bis zu einer bestimmten Außentemperatur (Bivalenzpunkt) allein den Heizenergiebedarf. Unterhalb des Bivalenzpunktes wird der zweite Erzeuger zugeschaltet. Dieser liefert die Energiemenge, die von der Wärmepumpe nicht bereit gestellt werden kann. x Teilparallelbetrieb: Die Wärmepumpe arbeitet bis zum Bivalenzpunkt allein, unterhalb schaltet sich ergänzend der zweite Erzeuger zu. Bei Außentemperaturen unterhalb der Einsatzgrenze der Wärmepumpe schaltet die Wärmepumpe ab und der Heizenergiebedarf wird vollständig durch den zweiten Wärmeerzeuger gedeckt. Für die Berechnung des Hilfsenergiebedarfs sind bei Wärmepumpen gegebenenfalls Angaben zum Volumenstrom auf der Primärseite (Wärmequelle) und auf der Sekundärseite (Wärmeabgabe im Gebäude) erforderlich (produktspezifische Herstellerangabe). Für die Primärseite muss ein Volumenstrom nur bei Sole- oder Wasserkreisläufen eingegeben werden, auf der Sekundärseite dann, wenn ein Pufferspeicher oder eine hydraulische Weiche (ein Puffertank, durch den der Volumenstrom der Wärmepumpe konstant gehalten wird, während sich ändernde Massenströme auf der Seite des Heizkreis unberührt bleiben) vorhanden ist. Solare Heizungsunterstützung Eine solare Heizungsunterstützung ist immer als Kombisystem abzubilden (Heizung + Warmwasser). Die Speicherung der der von der Solaranlage gelieferten Energie erfolgt entweder in

5.6 Endenergiebedarf von Heizsystemen

187

einem Kombispeicher („Tank- im-Tank“-Prinzip) oder in einem Zweispeichersystem (solarer Pufferspeicher + Trinkwarmwasserspeicher). Für die Solarkollektoren (Flachkollektoren oder Röhrenkollektoren) werden die folgenden Werte entweder als Standardgröße oder besser als Herstellerangabe benötigt:

x Kollektorfläche (Aperturfläche) x Ausrichtung des Kollektorfeldes (Südabweichung, Azimutwinkel) x Neigung des Kollektorfeldes gegen die Horizontale (Neigungswinkel, Elevationswinkel) x Konversionsfaktor (optischer Wirkungsgrad, Verhältnis der vom Absorber absorbierten Strahlung zur insgesamt einfallenden Strahlung) x Wärmedurchgangskoeffizient k1 (Beschreibt Verluste, die linear zur Temperaturdifferenz steigen) x Wärmedurchgangskoeffizient k2 (Beschreibt Verluste, die quadratisch zur Temperaturdifferenz steigen) x Einstrahlwinkelkorrektur (Winkelabhängigkeit der Kollektorleistung vom Tagesverlauf des Sonnenwinkels) x Effektive Wärmekapazität (Die Wärmemenge, die je Kelvin Temperaturänderung im Kollektor vom Kollektor aufgenommen bzw. abgegeben wird) Dezentrale brennstoffgespeiste Systeme Hierzu gehören einerseits „exotischere“ Systeme wie Gasraumheizer, Ölöfen, Kachelöfen oder Kohleöfen sowie dezentrale Hallenheizungen. Zu den dezentralen Hallenheizungen gehören

x Dunkelstrahler x Hellstrahler und x Dezentrale Warmlufterzeuger. Nah-/Fernwärme Eine Fernwärme-Übergabestation wird in DIN V 18599-5 über

x die Temperatur des Primärkreises - Warmwasser, niedrige Temperatur, 105 °C - Warmwasser, hohe Temperatur, 150 °C - Niederdruckdampf, 110 °C - Hochdruckdampf, 180 °C x die Temperatur des Sekundärkreises (Heizkreis) x die Nennleistung x die Dämmklasse der Sekundär- und Primärseite gemäß DIN EN 12828 [82] (Sekundär 4/ Primär 5 ist die effizienteste Dämmung) beschrieben. Kraft-Wärme-Kopplung Kraft-Wärme-Kopplung wird in DIN V 18599-9 [71] behandelt.

188

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

5.7 Endenergiebedarf von RLT- und Klimakältesystemen 5.7.1 Überblick IN DIN V 18599-7 [69] erfolgt die Bestimmung des Energiebedarfs für die Luftaufbereitung in raumlufttechnische Anlagen (RLT-Anlagen) und für Klimakältesysteme in Nichtwohngebäuden. Als Eingangsgrößen werden der Nutzenergiebedarf für die Raumkühlung aus DIN V 18599-2 [64] und der Nutzenergiebedarf für die Luftaufbereitung (Heizen, Kühlen, Befeuchten) aus DIN V 18599-3 [65] benötigt. In DIN V 18599-3 wurde der Endenergiebedarf für die Luftförderung (Ventilatorstrom) und der Nutzenergiebedarf für die Luftaufbereitung berechnet. Im Rahmen von Teil 7 werden für RLT-Anlagen nun die Verluste der Übergabe an den Raum und die Verteilverluste innerhalb des Kanalnetzes der RLT-Anlage berechnet. Eine eventuelle Speicherung wird nicht bewertet. Mit diesen Verlustanteilen ergeben sich die Nutzenergiemengen für das RLT-Heizregister (weitere Berechnung des vorgeschalteten Technikkreises Heizung in DIN V 18599-5 [67]) und das RLT-Kühlregister. Die Nutzenergie für die Raumkühlung (über statische Kühlung zu decken) wird, wie gesagt, aus Teil 2 übergeben, die Nutzenergie für die Befeuchtungsfunktion einer RLT-Anlage aus Teil 3.

Bild 5.7-1 Abgrenzung der Normenteile der DIN V 18599 für den Bereich Heizung

5.7 Endenergiebedarf von RLT- und Klimakältesystemen

189

Bild 5.7-2 Abgrenzung der Normenteile der DIN V 18599 für den Bereich Kühlung

Als nächstes sind die Technikkreise zu bewerten (Übergabe, Verteilung und Speicherung, wobei die Speicherverluste wiederum zu Null gesetzt werden), welche dem Kühlregister, der statischen Raumkühlung und der Dampfversorgung (hier gilt: Qm*,outg = Qm*,b, da alle Verluste zu Null gesetzt werden) vorgeschaltet sind. Zuletzt werden dann der Endenergiebedarf für die Kälteerzeugung (Kühlregister und statische Kühlung) und die Dampfversorgung berechnet. Die Berechnung des Endenergiebedarfs der Kälteerzeugung erfolgt wiederum durch ein Kennwertverfahren. Für verschiedene Kälteerzeugungssysteme wurden unter Rückgriff auf das Klima am Standort „Würzburg“ (Referenzklima Deutschland) Teillast-Kennwerte für die energetische Bewertung durch Simulationsrechnungen berechnet.

190

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Bild 5.7-3 Kälteversorgung am Beispiel eines Kaltwasser-Mehrkreissystems

5.7.2 Prozessbereich Übergabe Übergabe RLT-Kanalnetz/Raum (Qvh,ce / Qvc,ce) Die Übergabeverluste werden pauschal über einen Nutzungsgrad der Übergabe an den Raum. Für die Übergabe der Wärme (Qvh,ce) kann mit einem Nutzungsgrad von 0,9 gerechnet werden, für die Übergabe der Kälte (Qvc,ce) mit 1,0. Ein Nutzungsgrad von 0,9 bedeutet hierbei, dass pauschal 10 % der bereitzustellenden Nutzenergie (Qvh,b) als Übergabeverlust angenommen werden. Übergabe Technikkreis RLT (Qc*,ce) Für die Übergabe werden Nutzungsgrade für die Übergabe an sich (in der Regel: 0,9) und für eine ungewollte Entfeuchtung vorgegeben. Der Einfluss einer ungewollten Entfeuchtung wird anhand der Feuchteanforderung des Nutzungsprofils und dem Temperaturniveau der Übergabe mit den Möglichkeiten

x Kaltwasser 6/12 x Kaltwasser 14/18 x Kaltwasser 18/20 und x Direktverdampfung berücksichtigt.

5.7 Endenergiebedarf von RLT- und Klimakältesystemen

191

Für den Fall eines Kaltwassernetzes 6/12 und einer RLT-Anlage mit Toleranz der Feuchteregelung ergeben sich Übergabeverluste in Höhe von 16 % der bereitzustellenden Nutzenergie (Qc*,b) am Kühlregister. Übergabe statische Kühlung (Qc,ce) Die Berechnung erfolgt wie bei der Übergabe Technikkreis. Für die Übergabe werden hier jedoch einige Möglichkeiten mehr angeboten:

x Kaltwasser 6/12 x Kaltwasser 8/14 (z. B. Ventilatorkonvektor (Fan-Coil)) x Kaltwasser 14/18 (z. B. Ventilatorkonvektor (Fan-Coil), Induktionsgerät) x Kaltwasser 16/18 (z. B. Kühldecke) x Kaltwasser 18/20 (z. B. Bauteilaktivierung) x Direktverdampfung Zur Bestimmung des Hilfsenergiebedarfs für die Übergabe sind die Übergabesysteme weiter zu spezifizieren:

x Raumklimageräte: DX Inneneinheiten (Direktverdampfer) mit Luftverteilung über Kanäle und individuelle Luftdurchlässe x Raumklimageräte: DX Inneneinheiten als Deckenkassetten x Raumklimageräte: DX Inneneinheiten als Wand- und Brüstungsgeräte x Kaltwasser Fan-Coil als Brüstungs- und Deckengeräte 6/12 x Kaltwasser Fan-Coil als Brüstungs- und Deckengeräte 14/18 x Kaltwasser Fan-Coil als Deckengeräte mit Luftverteilung über Kanäle 14/18 x Sonstige Ausführungen: Herstellerangabe

5.7.3 Prozessbereich Verteilung Verteilung RLT-Kanalnetz (Qvh,d / Qvc,d) Die Berechnung der Verteilungsverluste im Luftkanalnetz erfolgt pauschal. Als Berechnungsparameter ist diejenige Oberfläche des Verteilnetzes vorzugeben, die außerhalb der thermischen Hülle liegt. Die Luftverteilung innerhalb der thermischen Hülle wird als verlustfrei angenommen) Verteilung Technikkreis RLT (Qc*,d) Die Verteilverluste im Technikkreis (Sekundärkreis Kühlregister) werden über einen in DIN V 18599-7 vorgegebenen Nutzungsgrad berechnet. Dieser ist nur davon abhängig, ob die Verteilung innerhalb oder außerhalb des Gebäudes verläuft.

192

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Verteilung statische Kühlung (Qc,d) Der Nutzungsgrad für die Verteilung ist abhängig von Kältesystem für die Übergabe (siehe oben) weitere Kenndaten sind nicht vorzugeben. Hilfsenergieaufwand Technikkreis RLT, Verteilkreis statische Kühlung, Rückkühlkreis Verbunden mit dem Ziel, den elektrischen Energiebedarf der Pumpen zu bestimmen, fordert DIN V 18599-7 die Eingabe zahlloser Kenndaten zur Beschreibung des jeweiligen Verteilnetzes. Hierbei sollte der Anwender immer im Auge behalten, dass es „lediglich“ um die Dimensionierung einer Pumpe geht, die zwar an sich mehr oder weniger effizient sein kann, den Gesamt-Energiebedarf des Gebäudes in der Regel aber nur sehr bedingt beeinflusst. Im Einzelnen sind folgende Parameter vorzugeben und/oder werden mit Standardwerten vorgegeben:

x Hydraulischer Abgleich des Netzes: Ja/Nein x Hydraulische Entkopplung des Primärkreises (z. B. hydraulische Weiche oder parallel geschalteter Speicher) oder Einsatz von Umlenkventilen im Verbraucherkreis (Sekundärkreis) x Pumpe geregelt (z. B. mit interner Drehzahlregelung ǻp = konstant oder ǻp = variabel, mit externer Drehzahlregelung oder bei Teilabschaltung paralleler Pumpen): Ja/Nein x Pumpe elektronisch adaptiert (Anpassung der Leistungsaufnahme der ausgeführten Pumpe an den tatsächlichen Betriebspunkt): Ja/Nein x Betriebszeit der Pumpe - Vollautomatisierter, bedarfsgesteuerter Betrieb - Saisonale sowie Nacht- und Wochenendabschaltung - Saisonale Abschaltung in Monaten ohne Kühlbedarf - Ganzjähriger Betrieb der Pumpen (auch ohne Bedarf) x Druckverlust des Verteilnetzes - maximale Rohrleitungslänge im Verteilkreis (als Planungswert oder als doppelte Entfernung der Kältemaschine zu den betreffenden Wärmeübergabekomponenten oder als Schätzwert in Abhängigkeit von der Gebäudegeometrie) - mittleres Druckgefälle in den Rohrleitungen (Rohrreibungsverluste in Abhängigkeit von Fließgeschwindigkeit und Rauhigkeit) - Anteil der Einzelwiderstände (z. B. Winkel, Abzweigungen, Reduzierstücke) am Rohrreibungsverlust x Druckverlust der Komponenten im Verteilnetz - Druckverlust des Wärmeübertragers am Erzeuger (Verdampfer:Primärkreis, Verflüsssiger: Rückkühlkreis) - Druckverlust des Wärmeübertragers am Verbraucher (Sekundärkreise) - Druckverlust Regelventile (alle Kreise) - Druckverlust Verdunstungs-Rückkühlung (Rückkühlkreis) - Druckverlust durch hydraulische Übergabe (alle Kreise) - Druckverlust bei vorhandenem Rückschlagventil (alle Kreise) - Druckverlust bei Übergabe Wasser/Wasser (Sekundärkreise)

5.7 Endenergiebedarf von RLT- und Klimakältesystemen

193

5.7.4 Prozessbereich Speicherung Speicherverluste (Qc*,s) werden grundsätzlich zu Null gesetzt.

5.7.5 Prozessbereich Erzeugung Kälteerzeugung Im Rahmen des Kennwertverfahrens können

x Kompressions-Kältemaschinen und x Ammoniak/Wassser-sowie Wasser/Lithiumbromid-Absorptions-Kältemaschinen (Wichtig: In diesem Fall ist darauf zu achten, dass die Kältemaschine an einen Wärmeerzeuger angebunden wird) bewertet werden. Für Kompression-Kältemaschinen ist zusätzlich die Art des eingebauten Verdichters anzugeben:

x Kolben-/Scroll-Verdichter (Der Scroll-Verdichter besteht aus einer festen Spirale und einer weiteren rotierenden Spirale, die sich in der festen Spirale dreht. Scroll-Verdichter werden primär im unteren Leistungsbereich eingesetzt) Bei Kolben-/Scroll-Verdichtern ist als weiteren Parameter zur Bestimmung der Teillastfaktoren die Art der Teillastregelung nötig: - Kolben-/Scrollverdichter mit Zweipunktregelung taktend (EIN/AUS-Betrieb) - Kolben-/Scrollverdichter mehrstufig schaltbar - Kolbenverdichter durch Zylinderabschaltung - Kolben-/Scrollverdichter mit Heißgasbypassregelung (Bei reduziertem Leistungsbedarf wird ein Teil des komprimierten Kältemitteldampfes hinter dem Verdichter entnommen und – unter Beimischung von rückgekühltem Kältemittel – vor dem Verdichter wieder zugeführt) x Schrauben-Verdichter (Schraubenverdichter bestehen aus zwei Wellen, die miteinander verzahnt angeordnet sind und sich schraubenförmig gegeneinander drehen. Schrauben-Verdichter werden im mittleren Leistungsbereich eingesetzt) x Turbo-Verdichter (Beim Turboverdichter wird der Kältemitteldampf zentral in einem rotierenden Schaufelrad angesaugt und durch zentrifugal wirkende Kräfte nach außen beschleunigt. Turboverdichter werden bei sehr großen Kälteleistungen eingesetzt.) Ferner ist die Art des in der Kältemaschine eingesetzten Kältemittels anzugeben:

x R134a (Tetrafluorethan) (Einsatz in Haushalts-, Gewerbe- und Industrieklimaanlagen zur Raumkonditionierung) x R407C (23% R32 (Difluormethan), 25% R125 (Pentafluorethan) und 52% R134a) (Kältemittel für Haushalts- und Gewerbeklimaanlagen) x R410A (50% R32, 50% R125) (Kältemittel für Wohnklimageräte und kleine Gewerbeklimaanlagen, Splittgeräte)

194

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

x R717 (Ammoniak) (Anwendung vorwiegend in Großanlagen wie Tiefkühlhäusern, Schlachthäusern, Brauereien, zentraler Kälteerzeugung in der Chemie und in Eislaufbahnen) x R22 (Difluorchlormethan) (seit 01.01.2000 in Deutschland verboten, evtl. relevant bei Altanlagen) Als Raumklimasysteme sind in DIN V 18599-7

x Kompaktklimageräte als Fenster- oder Wandklimagerät x Split-Systeme x Multi-Split-Systeme sowie x VRF-Systeme (VRF = Variable Refrigerant Flow) mit variablem Kältemittelmassestrom abgebildet. Dampferzeugung Ist in einer RLT-Anlage ein Dampfbefeuchter vorhanden oder vorgesehen, ist für die Berechnung der Endenergie für die Dampfversorgung die Art der Dampferzeugung relevant. Aus der notwendigen Erzeuger-Nutzwärmeabgabe wird dann über einen systemspezifischen Endenergiefaktor der Endenergiebedarf berechnet. Als Erzeugersysteme sind in DIN V 18599-7 die folgenden abgebildet:

x Elektrische Elektroden- oder Widerstandsheizung zur Verdampfung von Rohwasser x Gasbefeuerte Verdampfung von Rohwasser (Eine Anbindung an einen Erzeuger ist nicht notwendig) x Ölbefeuerte Verdampfung von Rohwasser (Eine Anbindung an einen Erzeuger ist nicht notwendig) x Ferndampf ohne Mantelheizung x Ferndampf mit Mantelheizung Rückkühlung Neben den bereits beschriebenen Parametern zur Bewertung der Umwälzpumpe im Rückkühlkreis sind für die energetische Bewertung der Rückkühlung die folgenden Kenndaten notwendig:

x Art des Rückkühlers (Trockenrückkühler, Verdunstungsrückkühler) x Art des Rückkühlkreises bei Verdunstungsrückkühlern (offener Kreislauf, geschlossener Kreislauf) x Zusatzschalldämpfer vorhanden: Ja/Nein

5.8 Nutz- und Endenergiebedarf von Warmwasserbereitungssystemen

195

5.8 Nutz- und Endenergiebedarf von Warmwasserbereitungssystemen 5.8.1 Überblick Wie DIN V 18599-5 [67], so greift auch DIN V 18599-8 [70] auf die aus DIN V 4701-10 [57] bekannten Verfahren zurück. Der Bereich der Trinkwasserversorgung wird durch die Prozessbereiche Übergabe, Verteilung, Speicherung und Erzeugung beschrieben, wobei jeweils Brennstoff- und Hilfsenergien getrennt berechnet werden.

5.8.2 Prozessbereich Übergabe Übergabeverluste, die z. B. durch an der Zapfstelle ungenutzt auslaufendes Trinkwarmwasser entsteht, sind bereits im Nutzenergiebedarf berücksichtigt. Übergabeverluste und zugehörige Hilfsenergien sind daher gleich null zu setzen.

5.8.3 Prozessbereich Verteilung Für ein zentrales Trinkwarmwasser-Verteilnetz gelten im Grundsatz die gleichen Gegebenheiten wie bei einer Verteilung im Heizsystem. Es wird daher hier auf Abschnitt 5.6.3 verwiesen. Eine Besonderheit stellen eine evtl. vorhandene Zirkulationsleitung oder eine Rohbegleitheizung dar. Sind solche Systeme vorhanden oder geplant, treten höhere Verteilverluste auf. Aus energetischen Gründen sollte daher bei kurzen Leitungslängen bis 10 m auf eine Zirkulation verzichtet werden, wobei jedoch ein Teil der Einsparung durch die höheren Auslaufverluste an der Zapfstelle wieder aufgehoben wird. Werden die Rohrlängen des Trinkwarmwasser-Verteilnetzes detailliert berechnet, ist für die Verteilleitungen und Strangleitungen eine Zirkulation durch eine Verdoppelung der Weglänge zu berücksichtigen. Bei dezentraler und wohnungsweiser Trinkwassererwärmung sind nur Anbindeleitungen vorhanden. Je nach Art der dezentralen Erwärmung sind in DIN V 18599-5 Standardwerte für die Länge der Anbindeleitung je Gerät vorgegeben. Es ist somit lediglich die Anzahl der Geräte (z. B. Untertischgeräte oder Durchfluss-Wassererwärmer) vorzugeben. Wenn die Anzahl nicht bekannt ist, ist je 80 m2 mit jeweils einem Gerät zu rechnen.

5.8.4 Prozessbereich Speicherung Indirekt beheizte Speicher Indirekt beheizte Speicher werden wie Pufferspeicher im Heizsystem über den Bereitschaftswärmeverlust (qB,S in kWh/d) beschrieben. Ist dieser nicht als Produktwert bekannt, so kann er bei Vorgabe des Speichervolumens als Standardwert errechnet werden. Soll auch kein Speichervolumen vorgegeben werden, kann auch dieses als Schätzwert anhand des Nutzenergiebedarfs und des Speichernutzungsgrades ermittelt werden. Zur Festlegung des Speichernutzungsgrades ist dann anzugeben, ob es sich um einen stehenden Speicher oder einen liegenden Speicher handelt. Üblicherweise liegt der Bereitschaftswärmeverlust aktueller Speicher zwischen 2 und 4 kWh/d.

196

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Bivalente Solarspeicher Bei der Bewertung bivalenter Solarspeicher wird der Verlust nicht durch den Bereitschaftswärmeverlust sondern durch die Bereitschafts-Wärmeverlustrate (in W/K) beschrieben. Diese liegt je nach Dämmqualität und Ausführung der Anschlussdetails (Wärmebrücken) zwischen 2,5 und 5 W/K. Da der Speicherverlust für den unten liegenden Solarteil des Speichers nicht berücksichtigt werden muss, sind für eine effiziente Bewertung sowohl des Volumen des oben liegenden Bereitschaftsteils als auch das Volumen des Solarteils anzugeben. Elektrisch beheizte Speicher Hier ist wieder der tägliche Bereitschafts-Wärmeverlust qB,S in kWh/d maßgebend. Eine genauere Angabe, ob es sich um einen „Elektro-Nachtspeicher“ oder „Elektro-Tagesspeicher“ handelt, ist nur dann relevant, wenn qB,S und Speichervolumen unbekannt sind und das Speichervolumen als Schätzwert berechnet wird. Gasbeheizte Trinkwarmwasserspeicher Auch in diesem Fall ist ausschließlich der Bereitschafts-Wärmeverlust anzugeben oder als Schätzwert anhand des – gegebenenfalls ebenfalls als Schätzwert berechenbaren Volumens – zu bestimmen.

5.8.5 Prozessbereich Erzeugung Erzeuger zur Versorgung indirekt beheizter Speicher Hier sind dieselben Eingabedaten notwendig wie für den Bereich Heizung. Es wird daher auf Abschnitt 5.6.5 verwiesen. Die Berechnung der Trinkwarmwasserbereitung erfolgt über angepasste Betriebszeiten und unter Berücksichtigung des Volllastbetriebs. Für Kessel sind daher zusätzlich der

x Kesselwirkungsgrad bei Volllast und die x Leistungsaufnahme bei Volllast anzugeben. Elektro-Durchlauferhitzer Für Geräte mit Baujahr vor 1980 wird der Erzeugerverlust pauschal mit 1 % des Aufwands (Erzeugernutzwärmeabgabe), für jüngere Geräte mit 0 % angesetzt. Direkt beheizte Speicher Hier sind keine weiteren Kennwerte zur Berechnung der Erzeugerverluste vorzugeben.

5.9 End- und Primärenergiebedarf von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen

197

5.9 End- und Primärenergiebedarf von Kraft-WärmeKopplungsanlagen 5.9.1 Überblick DIN V 18599-9 [71] beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung des Endenergieaufwands, wenn Kraft-Wärme-gekoppelte Systeme (KWK; z.B. Blockheizkraftwerke - BHKW) innerhalb eines Gebäudes zur Wärmeerzeugung eingesetzt werden. Es ist derjenige Energieaufwand (Erzeugerverluste und Hilfsenergien) zu ermitteln, der bei KWK-Systemen der Wärmeerzeugung zuzurechnen ist. Das Bilanzierungsschema für eine Wärmeerzeugungsanlage, bestehend aus BHKW und konventionellem Erzeuger, ist in Bild 5.9-1 dargestellt.

Bild 5.9-1 Bilanzierungsschema für KWK-Anlagen

Die Stromproduktion eines KWK-Systems kann auf zwei Arten im Nachweis berücksichtigt werden: a) Die Stromproduktion der KWK-Anlage wird bei der Berechnung des JahresEndenergiebedarfes eines Gebäudes bzw. einer Gebäudezone gemäß DIN V 18599-1 (siehe Gl. 5.2-5) abgezogen (KWK-Bonus). Der Endenergiebedarf der Wärmeerzeugungsanlage (KWK + konv. Erzeuger) errechnet sich dann gemäß Gl. 5.9-1. Qh, f

ª 1  E  1  C ˜ E º Qh,outg  « »˜ KCHP ¼ KHN ¬ KHP

Darin ist: E = Belastungsgrad KWK; Standardwert: E = 0,5

KHP

= Nutzungsgrad des konventionellen Erzeugers

C

= Stromkennzahl KWK; Standardwert: C = 0,75

KCHP

= Nutzungsgrad der KWK-Anlage

(5.9-1)

198

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Qh,outg

= Erzeugernutzwärmeabgabe der Wärmeerzeugungsanlage (gemäß DIN V 18599-1) in kWh/a

KHN

= Nutzungsgrad des Heiznetzes KHN = 0,9; wenn ein Heiznetz bis zur Übergabestation zu berücksichtigen ist KHN = 1,0; wenn kein Heiznetz vorhanden ist

b) Die Stromproduktion wird direkt aus dem Endenergieaufwand gemäß DIN V 18599-9 unter Berücksichtigung der Primärenergiefaktoren für elektrischen Strom und den verwendeten Endenergieträger herausgerechnet. Der Endenergiebedarf der Wärmeerzeugungsanlage (KWK + konv. Erzeuger) errechnet sich dann gemäß Gl. 5.9-2.

ª 1  E  1  C ˜ E f p,Strom º Qh,outg   ˜C ˜ E» ˜ « fp KCHP «¬ KHP »¼ KHN

Qh, f

(5.9-2)

Darin ist:

fp,Strom

= Primärenergiefaktor Strom

fp

= Primärenergiefaktor des Energieträgers des konventionellen Erzeugers

5.9.2 Kennwerte BHKW Belastungsgrad E Der Belastungsgrad ist der Anteil der mit der BHKW-Anlage erzeugten Wärme an der gesamten Wärmeerzeugung (KWK-Deckungsanteil). KWK-Anlagen werden als Grundlasterzeuger eingesetzt, da sie lange Laufzeiten (> 5000 Voll-Benutzungsstunden pro Jahr sind anzustreben) benötigen, um gleichmäßig Strom zu erzeugen. Die zu wählende Leistung eines BHKW hängt folglich stark vom Warmwasserbedarf im Sommerhalbjahr ab. Der Belastungsgrad liegt in der Regel zwischen 20 und 50 %. Höhere Belastungsgrade können durch die Anordnung eines Pufferspeichers erreicht werden. Stromkennzahl C Die Stromkennzahl ist das Verhältnis der KWK-Nettostromerzeugung zur KWKNettowärmeerzeugung. C

Pel Pth

Pel

= elektrische Leistung des BHKW in kW

Pth

= thermische Leistung des BHKW in kW

(5.9-3)

Nutzungsgrad KCHP Der Nutzungsgrad ist das Verhältnis der gesamten genutzten Energieabgabe (Summe von Strom- und Wärmeabgabe) zum Energieeinsatz.

5.10 Nutzungsrandbedingungen, Klimadaten

199

Der Nutzungsgrad ist also der Quotient aus abgegebener Energie (ECHP + Qh,outg,CHP) und dafür aufgewendeter Energie (Qh,f,CHP). Anders ausgedrückt:

KCHP

Pel  Pth Feuerungsleistung

(5.9-4)

5.10 Nutzungsrandbedingungen, Klimadaten 5.10.1 Vordefinierte Nutzungsprofile Tabelle 5.10-1 Nutzungsprofile für Nichtwohngebäude gemäß DIN V 18599-10 [72] 1

2

1

Einzelbüro

2

Gruppenbüro (zwei bis sechs Arbeitsplätze)

3

2)

18

Nebenflächen (ohne Aufenthaltsräume)

19

Verkehrsflächen

Großraumbüro (ab sieben Arbeitsplätze)

20

Lager, Technik, Archiv

4

Besprechung, Sitzung, Seminar

21

Serverraum, Rechenzentrum

5

Schalterhalle

22

Werkstatt, Montage, Fertigung

6

Einzelhandel/Kaufhaus (ohne Kühlprodukte)

23

Zuschauerbereich (Theater und Veranstaltungsbauten)

7

Einzelhandel/Kaufhaus (mit Kühlprodukten)

24

Foyer (Theater und Veranstaltungsbauten)

8

Klassenzimmer, Gruppenraum

25

Bühne (Theater und Veranstaltungsbauten)

9

Hörsaal, Auditorium

26

Messe / Kongress

10

Bettenzimmer

27

Ausstellungsräume und Museum mit konservatorischen Anforderungen

11

Hotelzimmer

28

Bibliothek - Lesesaal

12

Kantine

29

Bibliothek - Freihandbereich

13

Restaurant

30

Bibliothek - Magazin und Depot

14

Küchen in Nichtwohngebäuden

31

Sporthalle

15

Küche - Vorbereitung, Lager

32

Parkhäuser (Büro- und Privatnutzung)

16

WC/ Sanitärräume in Nichtwohngebäuden

33

Parkhäuser (öffentliche Nutzung)

17

Sonstige Aufenthaltsräume

2)

2)

2)

1)

2)3)

2)3)

2)

2)

1)

Darf gemäß EnEV vereinfachend der Nutzung „Einzelbüro“ zugeschlagen werden

2)

Die Übernahme der Nutzungs- und Betriebszeiten einer übergeordneten Nutzung ist erlaubt, wenn dieses sinnvoll erscheint.

3)

Zur Vereinfachung darf die Nutzung auch der Nutzung „Nebenflächen ohne Aufenthaltsräume“ zugeschlagen werden

200

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

In DIN V 18599-10 werden 33 Nutzungsprofile für Nichtwohngebäude definiert (Tabelle 5.10-1). Ergänzt werden diese Nutzungsprofile durch einige weitere in DIN V 18599-100 (Tabelle 5.10-2). Während DIN V 18599-10 direkte Grundlage des EnEV-Nachweises ist, wird DIN V 18599-100 [73] in der EnEV aufgrund des späteren Erscheinungsdatums nicht in Bezug genommen. Durch die EnEV-Auslegungen des DIBt [9] werden jedoch auch die zusätzlichen Nutzungen des Teil 100 im Sinne von eigenen definierten Nutzungsprofilen auch für den Nachweis gemäß EnEV 2009 zugelassen. Tabelle 5.10-2 Zusätzliche Nutzungsprofile gemäß DIN V 18599-100 [73] 1

2

22.1

Gewerbliche und industrielle Hallen – grobe Arbeit

37

Untersuchungs- und Behandlungsräume

22.2

Gewerbliche und industrielle Hallen – feine Arbeit

38

Spezialpflegebereiche

34

Saunabereich

39

Flure des allgemeinen Pflegebereichs

35

Fitnessraum

40

Arztpraxen und Therapeutische Praxen

36

Labor

41

Lagerhallen, Logistikhallen

Der Einfluss der unterschiedlichen Nutzungsprofile auf den Endenergiebedarf wird exemplarisch in Bild 5.10-1 gezeigt.

Bild 5.10-1 Einfluss der Nutzungsprofile auf den Endenergiebedarf einer Zone (Beispiel)

5.10 Nutzungsrandbedingungen, Klimadaten

201

5.10.2 Erläuterung und Bewertung der einzelnen Randbedingungen Kategorien Die Nutzungsrandbedingungen der einzelnen Profile teilen sich grob in die Kategorien

x Nutzungs- und Betriebszeiten x Raumkonditionen x Außenluftvolumenstrom x Beleuchtung x Personenbelegung x Interne Wärmequellen und x Trinkwarmwasser auf. Die einzelnen Parameter und ihre Auswirkungen werden nachfolgend am Beispiel des Nutzungsprofils „Einzelbüro“ erläutert. Nutzungs- und Betriebszeiten Tabelle 5.10-3 Nutzungs- und Betriebszeiten für das Nutzungsprofil „Einzelbüro“ [72] 1

2

3

4

Einheit

von

bis

7.00

18.00

1

Parameter

2

tägliche Nutzungszeit

Uhr

3

jährliche Nutzungstage dnutz,a

d/a

250

4

jährliche Nutzungsstunden zur Tagzeit tTag

h/a

2543

5

jährliche Nutzungsstunden zur Nachtzeit tNacht

h/a

207

6

tägliche Betriebszeit RLT und Kühlung

Uhr

7

jährliche Betriebstage für jeweils RLT, Kühlung und Heizung dop,a

d/a

8

tägliche Betriebszeit Heizung

h/d

5.00

18.00 250

5.00

18.00

Für ein Nutzungsprofil wird zunächst die tägliche Nutzungszeit (Anwesenheitszeit/Betriebszeit) definiert. An die Nutzungszeit koppelt sich die tägliche Betriebszeit der Gebäudetechnik, die stets von zwei Stunden vor Beginn der Nutzung bis Nutzungsende dauert. Bezüglich der Nutzungstage pro Jahr (und somit auch den Betriebstagen der Gebäudetechnik) wird in den Nutzungsprofilen zwischen Fünf-, Sechs- und Sieben-Tagewochen unterschieden (250, 300, 365 d/a). Bei Schulen werden unter Berücksichtigung der Ferien 200 d/a angesetzt, bei Hörsälen 150 d/a. Teilzeitnutzungen (z. B. Jugend-, Seniorentreffs) sind mit keinem der Standardprofile abbildbar und erfordern für eine sinnvolle Berechnung des Energiebedarfs daher die Erstellung eines eigenen Nutzungsprofils. Ebenfalls problematisch sind Nutzungen,

202

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

bei denen Bedingungen vorliegen, die von den tabellierten Werten der Standardprofile abweichen. Ein Beispiel hierfür wird in Bild 5.10-2 gezeigt. Verglichen wird der Endenergiebedarf für das Nutzungsprofil „Einzelbüro“ als Standardfall und mit geänderten Nutzungs- und Betriebszeiten z. B. für Verwaltungsbereiche in Schulen.

Bild 5.10-2 Einfluss von veränderten Nutzungs- und Betriebszeiten auf den Endenergiebedarf einer Zone (Beispiel)

Die Angaben zu den Nutzungsstunden zur Tagzeit (Nutzungszeit zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang) und zur Nachtzeit (Nutzungszeit zwischen Sonnenuntergang und Sonnenaufgang) wird benötigt, um den nutzbaren Tageslichtanteil bei der Bewertung der Beleuchtung zu ermitteln. Sollen diese Werte im Rahmen eigener Nutzungsprofile angepasst werden, so wird in Anhang B von DIN V 18599-10 ein Rechenverfahren angegeben. Raumkonditionen Tabelle 5.10-4 Raumkonditionen für das Nutzungsprofil „Einzelbüro“ [72] 1

2

3

Einheit

Wert

1

Parameter

2

Raum-Solltemperatur Heizung -i,h,soll

°C

21

3

Raum-Solltemperatur Kühlung -i,c,soll

°C

24

4

Minimaltemperatur Auslegung Heizung -i,h,min

°C

20

5

Maximaltemperatur Auslegung Kühlung -i,c,max

°C

26

6

Temperaturabsenkung reduzierter Betrieb ǻ-i,NA

K

4

7

Feuchteanforderung

-

mit Toleranz

5.10 Nutzungsrandbedingungen, Klimadaten

203

Für jede Nutzung wird der Sollwert der Monatsmitteltemperatur im Raum jeweils für den Heizfall und den Kühlfall festgelegt. Ferner werden die entsprechenden Auslegungstemperaturen vorgegeben. Unter dem Begriff „Feuchteanforderung“ wird vorgegeben, ob die jeweilige Nutzung tolerant gegenüber Veränderungen der Raumluftfeuchte ist, oder anders gesagt, ob die RLT-Anlage mit oder ohne Toleranz der Feuchteregelung betrieben wird. Nutzungsunabhängig werden zwei weitere Faktoren eingeführt, welche die Raumkonditionen beeinflussen:

x Abminderungsfaktor infolge von Verschmutzung Fv: Dieser Faktor gibt die Reduktion des effektiven Gesamtenergiedurchlassgrades bei transparenten Bauteilen an. Er wird für alle Nutzungen mit 0,9 angenommen. x Verschmutzungsfaktor k2: Hierdurch wird die Abnahme der Tageslichtversorgung berücksichtigt. Er wird für alle Nutzungen mit 0,9 angenommen. Die starre Festlegung der Raum-Solltemperaturen insbesondere für den Heizfall ist hierbei kritisch zu betrachten, da sie nicht für jeden Nutzungsfall sinnvoll anwendbar ist. Welchen erheblichen Einfluss dies hat, wird anhand eines Beispiels in Bild 5.10-3 gezeigt.

Bild 5.10-3 Einfluss einer reduzierten Raum-Solltemperatur für den Heizfall auf den Endenergiebedarf (Beispiel)

Außenluftvolumenstrom Der aus hygienischen Gründen heraus definierte Mindestaußenluftvolumenstrom wird personenbezogen und/oder flächenbezogen für jedes Nutzungsprofil angegeben. Darüber hinaus ist ein Bereich angegeben, in dem sich ein in der Praxis üblicher mechanischer Luftwechsel bewegt. Hierbei wird in Anlagen mit vorwiegender Lüftungsfunktion und Anlagen mit Kühlfunktion unterschieden.

204

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Tabelle 5.10-5 Randbedingungen zum Außenluftvolumenstrom für das Nutzungsprofil „Einzelbüro“ [72] 1

2

3

Einheit

Wert

m³/(h·Pers.)

40 4

1

Parameter

2

Mindestaußenluftvolumenstrom, personenbezogen

3

Mindestaußenluftvolumenstrom, flächenbezogen

m³/(h·m²)

4

Praktisch auftretender mech. Außenluftvolumenstrom bzw. Luftwechsel, Luftwechsel allgemein

h

-1

2 bis 3

5

Praktisch auftretender mech. Außenluftvolumenstrom bzw. Luftwechsel, Luftwechsel bei voller Kühlfunktion über die Zuluft

h

-1

4 bis 8

Wird im Rahmen der Gebäudeeingabe eine Lüftungsanlage definiert, so ist Vorsicht bei der Spezifikation des Auslegungsvolumenstroms geboten. Der vorgegebene Standardwert basiert auf den Mindestaußenluftvolumenströmen des Nutzungsprofils. Mit diesem Wert wird auch das Referenzgebäude berechnet; also der Anforderungswert. Ist nun aus der Anlagenplanung ein höherer nutzungsbedingter Luftwechsel bekannt und gibt man diesen vor, erhöht sich der Energiebedarf des IST-Gebäudes mitunter drastisch. Auf der anderen Seite bleibt der Anforderungswert unverändert. Diese Berechnungsweise ist grundsätzlich auch richtig, da so einer Überdimensionierung der Anlage entgegengewirkt wird. Andererseits ist in vielen Fällen ein Nachweis auf diese Weise unmöglich. Die Auswirkung eines erhöhten Anlagenluftwechsels auf den Endenergiebedarf des Gebäudes wird in Bild 5.10-4 gezeigt.

Bild 5.10-4 Einfluss eines erhöhten Anlagenluftwechsels auf den Endenergiebedarf (Beispiel)

5.10 Nutzungsrandbedingungen, Klimadaten

205

Beleuchtung Tabelle 5.10-6 Randbedingungen zur Beleuchtung für das Nutzungsprofil „Einzelbüro“ [72] 1

2

3

Einheit

Wert

1

Parameter

2

Wartungswert der Beleuchtungsstärke

lx

500

3

Höhe der Nutzebene hNe

m

0,8

4

Minderungsfaktor kA

-

0,84

5

relative Abwesenheit CA

-

0,3

6

Raumindex k

-

0,9

7

Minderungsfaktor Gebäudebetriebszeit Ft

-

0,7

Der Basiswert für die energetische Bewertung der Beleuchtung ist der Wartungswert der Beleuchtungsstärke, der nutzungsbezogen vorgegeben wird. Der Wartungswert gibt die Beleuchtungsstärke an die unter Berücksichtigung von Alterung und Verschmutzung im Rahmen der Wartungszyklen nicht unterschritten werden darf. Durch die in den Nutzungsprofilen vorgegebene Beleuchtungsstärke wird die Grundbeleuchtung zur Raumnutzung abgebildet. Eine Effektbeleuchtung, wie sie z. B. in Kaufhäusern, Einzelhandelsbereichen o.ä. regelmäßig vorhanden ist, wird durch die Randbedingungen der DIN V 18599 nicht abgebildet. Zumindest für die Nutzung „Einzelhandel/Kaufhaus“ wurde diese Problematik erkannt: Gemäß EnEV darf für Nutzung 6 abweichend von den Nutzungsrandbedingungen aus DIN V 18599-10 die tatsächlich eingebaute Beleuchtungsstärke bis zu einem Wert von 1500 lx angesetzt werden, für Nutzung 7 bis zu einem Wert von 1000 lx. Die Höhe der Nutzungsebene entspricht der Nachweisebene für den Wartungswert der Beleuchtungsstärke. In der Regel ist hier eine übliche Tischhöhe von 80 cm vorgegeben, in Verkehrsflächen die Fußbodenebene. Inwiefern eine Höhe der Nutzungsebene von 80 cm allerdings z.B. für Kindergärten realistisch ist, wäre zu prüfen. Im Rahmen des Nachweisverfahrens gemäß DIN V 18599-4 wird die Grundfläche in den Bereich der Sehaufgabe und den Umgebungsbereich aufgeteilt. Durch den Minderungsfaktor kA erfolgt nutzungsabhängig eine Abschätzung der Flächenanteile und der jeweils erforderlichen zugehörigen Beleuchtungsstärke. Durch die Vorgabe der relativen Abwesenheit werden Zeiten berücksichtigt, in denen keine Beleuchtung benötigt wird, da der Raum nicht genutzt wird (z.B. für Büroflächen bei Besprechungen, Pausen, Außenterminen etc). Der Raumindex beschreibt die Raumgeometrie als Funktion der Fläche und der Lichtpunkthöhe (Höhe der Leuchte über dem Boden). Mit steigendem Raumindex nimmt der Beleuchtungswirkungsgrad zu. Große, weite Räume weisen einen hohen Raumindex (große Hallen: k > 4) auf. Für kleine, enge Räume werden kleine Werte (Flure: k < 1) für den Raumindex errechnet. Je größer der Raum ist (und damit der Raumindex), desto geringer kann die für ein erfor-

206

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

derliches Beleuchtungsniveau zu installierende Leistung ausfallen, da der Licht absorbierende Einfluss der Wände kleiner wird. Der Einfluss von Zeiten ohne Nutzung während der Nutzungszeiten (z. B. Urlaub, Ferien, Krankheit) wird durch den Minderungsfaktor Gebäudebetriebszeit charakterisiert. Er gibt an, um wie viel die für das jeweilige Nutzungsprofil angegebene Nutzungszeit bei der Berechnung des Energiebedarfs für Beleuchtung gemindert werden darf. Personenbelegung Tabelle 5.10-7 Randbedingungen zur Belegungsdichte für das Nutzungsprofil „Einzelbüro“ [72] 1 1

Parameter

2

Belegungsdichte

2

3

4

5

Einheit

Geringe Belegung

Mittlere Belegung

Hohe Belegung

m²/Person

18

14

10

Die Belegungsdichte dient der Berechnung der internen Wärmequellen aus Personenwärme. Pro Person werden in der Regel 70 W Wärmeabgabe angesetzt, für Klassenzimmer 60 W. Da im Nachweisverfahren gemäß EnEV grundsätzlich mit einer mittleren Belegungsdichte zu rechnen ist, besteht hier keine Wahlmöglichkeit. Interne Wärmequellen Tabelle 5.10-8 Randbedingungen zu den internen Wärmequellen für das Nutzungsprofil „Einzelbüro“ [72] 1

1)

2

3

4

5

Einheit

Geringe spezifische Leistung

Mittlere spezifische Leistung

Hohe spezifische Leistung

W/m²

4

5

7

W/m²

3

7

15

1

Parameter

2

Personen (70 W je Person)

3

Arbeitshilfen

4

Vollnutzungsstunden Personen

h/d

6

5

Vollnutzungsstunden Arbeitshilfen

h/d

6

6

Wärmezufuhr je Tag (ql,p + ql,fac)

1)

Wh/(m²d)

42

72

132

gering/mittel/hoch entspricht 50/100/150 W je Person für Arbeitshilfen

Anhand der Belegungsdichte und der Wärmeabgabe pro Person wird die spezifische Leistung für Personen errechnet. Die spezifische Leistung der Arbeitshilfen ergibt sich aus der Belegungsdichte und der angenommenen personenbezogenen Wärmeabgabe der Arbeitshilfen.

5.10 Nutzungsrandbedingungen, Klimadaten

207

Anhand der jeweiligen Vollnutzungsstunden ergibt sich dann die anzusetzende tägliche Wärmezufuhr. Trinkwarmwasser Tabelle 5.10-8 Richtwerte des Nutzenergiebedarfs Trinkwarmwasser für Nichtwohngebäude (Auszug) [72] 1

2

4

5

Bezugsfläche (Nettogrundfläche)

Anzahl der Spitzenzapfungen am Tag nsp

1)

1

Nutzenergiebedarf qw,b,d Nutzung

2

1)

3

nutzungsbezogen

flächenbezogen in Wh/(m²d)

0,4 kWh je Person und Tag

30

Bürofläche

1

8 kWh je Bett und Tag

530

Bettenzimmer

1

3

Bürogebäude

4

Bettenzimmer / Krankenhaus

5

Schule ohne Duschen

0,5 kWh je Person und Tag

170

Klassenräume

1

6

Schule mit Duschen

1,5 kWh je Person und Tag

500

Klassenräume

2

7

Einzelhandel / Kaufhaus

1 kWh je Beschäftigte und Tag

10

Verkaufsfläche

1

8

Werkstatt, Industriebetrieb (für Waschen und Duschen)

1,5 kWh je Beschäftigte und Tag

75

Werkstatt-/ Betriebsfläche

2

9

Hotel einfach

1,5 kWh je Bett und Tag

190

Hotelzimmer

2

10

Hotel mittel

4,5 kWh je Bett und Tag

450

Hotelzimmer

2

11

Hotel Luxus

7 kWh je Bett und Tag

580

Hotelzimmer

2

12

Restaurant, Gaststätte

1,5 kWh je Sitzplatz und Tag

1250

Gastraum

1

Beträgt der tägliche Nutzenergiebedarf für Trinkwarmwasser weniger als 0,2 kWh je Person und Tag bzw. weniger als 0,2 kWh je Beschäftigte und Tag (entspricht etwa 5 l je Person und Tag bzw. 5 l je Beschäftigte und Tag bei einer Warmwassertemperatur von 45 °C), darf der Nutzenergiebedarf für Trinkwarmwasser vernachlässigt werden. Dies ist z. B. der Fall bei Bürogebäuden oder Schulen mit einzelnen Trinkwarmwasser-Zapfstellen (Handwaschbecken, Teeküche, Getränkeausgabe, Putzraum).

Der Nutzenergiebedarf für Trinkwarmwasser wird nutzungsbezogen und flächenbezogen angegeben. Durch die Angabe der Anzahl der Spitzenzapfungen wird die Verteilung des Trinkwarmwasserbedarfs über den Tag berücksichtigt. Für nsp = 1 ist der Bedarf eher über den Tag verteilt, für nsp = 2 fällt der Bedarf zu bestimmten Zeiten des Tages an.

208

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Wie bereits beim ersten Durcharbeiten der Tabelle auffällt, sind Tabelleninhalt und Fußnote nicht gut aufeinander abgestimmt. In der Tabelle wird beispielsweise für Schulen ohne Duschen ein Trinkwarmwasserbedarf angegeben, während in der Fußnote erläutert wird, dass für Schulen mit einzelnen Trinkwarmwasser-Zapfstellen der Energiebedarf vernachlässigt werden kann. Was genau den Unterschied zwischen beiden Fällen ausmachen soll, bleibt unklar. Ebenso dürfte aufgrund der Fußnote für die allermeisten Bürogebäude die Bilanzierung der Trinkwarmwasserbereitung entfallen, da nur in den wenigsten Fällen mehr als einzelne Zapfstellen vorhanden sein dürften.

5.10.3 Bildung eigener Nutzungsprofile Im EnEV-Nachweis sind grundsätzlich zunächst die tabellierten Nutzungsprofile zu verwenden. Für Nutzungen, die nicht in DIN V 18599-10 aufgeführt sind, kann

x Nutzungsprofil 17 „sonstige Aufenthaltsräume“ verwendet werden oder x eine Nutzung auf der Grundlage der DIN V 18599-10 unter Anwendung gesicherten allgemeinen Wissensstandes individuell bestimmt und verwendet werden. In diesem Fall sind die gewählten Angaben zu begründen und dem Nachweis beizufügen. Nutzungsprofile, die in DIN V 15899-10 tabelliert sind, dürfen im Rahmen des EnEVNachweises nicht modifiziert werden, wenn die Nutzungsrandbedingungen bei dem zu bewertenden Gebäude abweichen. Die EnEV 2009 widerspricht hier inhaltlich der DIN V 18599-10.

5.10.4 Klimadaten Monatswerte Die Bilanzierung gemäß DIN V 18599 erfolgt mit Klimadaten für das Referenzklima „Deutschland“, welches bereits mit DIN V 4108-6 als Grundlage für die energetische Bewertung im Rahmen des EnEV-Nachweises eingeführt wurde. Die in Monatsschritten tabellierten Daten zur mittleren solaren Einstrahlung und den mittleren monatlichen Außenlufttemperaturen geben etwa das Standortklima der Region „Würzburg“ wieder (siehe Tabelle 3.2-3). Wie in DIN V 4108-6, so sind auch die Werte aus DIN V 18599-10 als 30-jährige Mittelwerte für den Zeitraum 1961-1990 zu deuten. Folglich wird die klimatische Entwicklung der letzten Jahrzehnte in diesen Daten nur unzureichend gewürdigt. Der Unterschied der 30-jährigen Monatsmitteltemperaturen für die Zeiträume 1961-1990 und 1971-2000 wird in Bild 5.10-5 beispielshaft für den Standort „Frankfurt am Main“ gezeigt. Allein durch die Erhöhung der Monatsmitteltemperaturen ergäbe sich im Rahmen der energetischen Bilanzierung für das Referenzklima „Deutschland“ eine signifikante Reduzierung des Endenergiebedarfs für die Beheizung und eine gleichzeitige Erhöhung des Endenergiebedarfs für die Kühlung um jeweils etwa 5 %.

5.10 Nutzungsrandbedingungen, Klimadaten

209

Bild 5.10-5 Veränderung der 30-Jahres-Mittelwerte der mittleren monatlichen Außenlufttemperatur für die Zeiträume 1961-1990 und 1971-2000 am Beispiel des Standortes „Frankfurt am Main“

Auslegungswerte Zur Berechnung der Auslastung und des Energiebedarfs der Anlagenkomponenten in DIN V 18599-5 bis DIN V 18599-9 wird die maximale Heizleistung eines Gebäudes bzw. einer Gebäudezone benötigt. Es erfolgt also eine vereinfachte Heizlastberechnung anhand der Transmissions- und Lüftungswärmesenken unter den klimatischen Auslegungs-Bedingungen für den Heizfall. Werden Anlagen zur Raumkühlung eingesetzt, dann ist ebenfalls die maximal erforderliche Kühlleistung in der Gebäudezone zu bestimmen, um auch hier für die Anlagenkomponenten die Auslastung und den Energiebedarf berechnen zu können. Erfolgt die Raumkühlung dynamisch über eine RLT-Anlage, dann wird die maximale Kühlleistung ebenfalls benötigt, um den notwendigen Volumenstrom und die erforderliche Zulufttemperatur berechnen zu können. In jeden Fall werden auch für die Ermittlung der Gebäude-Kühllast Klimarandbedingungen für den Auslegungsfall benötigt.

210

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude

Tabelle 5.10-9 Klima-Randbedingungen für den Auslegungsfall zur Berechnung der maximalen Heiz- und Kühlleistung gemäß DIN V 18599-10 [72] 1

2

3

4

5

Maximale stündliche Strahlungsintensität am Auslegungstag IS,max in W/m²

1 Referenzklima Deutschland

Berechnung Heizleistung

2

Berechnung Kühlleistung

3

Orientierung

Neigung

Jan

Jul

Sep

4

Horizontal

0° bis 60°

0

861

629

5

Süd

> 60° bis 90°

0

604

783

6

Süd-Ost

> 60° bis 90°

0

688

783

7

Süd-West

> 60° bis 90°

0

688

777

8

Ost

> 60° bis 90°

0

729

613

9

West

> 60° bis 90°

0

729

613

10

Nord-West

> 60° bis 90°

0

512

227

11

Nord-Ost

> 60° bis 90°

0

512

277

12

Nord

> 60° bis 90°

0

163

108

13

Tagesmittel der Außentemperatur am Auslegungstag

-12 °C

24,6 °C

18,9 °C

211

6 Bilanzierung für Nichtwohngebäude im Bestand 6.1 Allgemeine Vorgehensweise Grundsätzlich ist bei der Erstellung von Energieausweisen für Nichtwohngebäude im Bestand genauso zu verfahren, wie bei der Ausstellung für neu zu errichtende Gebäude. Die Problematik bei der Bewertung bestehender Teile der Gebäudehülle oder der Gebäudetechnik liegt oftmals darin, dass Kennwerte nicht verfügbar und Anlagenbestandteile nicht eindeutig zuzuordnen sind. Für die Gebäudeaufnahme sind daher folgende Vorgehensweisen möglich: 1. Es liegen geeignete Unterlagen vor, anhand derer das Gebäudeaufmaß und die Bewertung von Gebäudehülle und –technik erfolgen kann. 2. Liegen keine geeigneten Unterlagen vor, so können im Rahmen einer Begehung die notwendigen Daten ermittelt werden. Dies hat unter Umständen zur Folge, dass ein Aufmaß des Gebäudes erfolgen müsste sowie eine individuelle Ermittlung der maßgeblichen Bauteil- und Anlagenkenngrößen zu erfolgen hätte. Dies ist im Allgemeinen mit unverhältnismäßigem Aufwand verbunden, weswegen im Rahmen der Energieausweiserstellung für Bestandsgebäude einige Vereinfachungen zugelassen werden. 3. Diese Vereinfachungen sind mit der „Bekanntmachung der Regeln zur Datenaufnahme und Datenverwendung im Nichtwohngebäudebestand“ des BMVBS vom 30.07.2009 veröffentlicht worden und dürfen im Rahmen der EnEV 2009 [1] für die Erstellung von bedarfsbasierten Energieausweisen angewendet werden. Die zulässigen Vereinfachungen betreffen das geometrische Aufmaß und die Bewertung von Bauteilen und Komponenten der Gebäudetechnik und sind nachfolgend zusammengestellt.

6.2 Vereinfachungen bei der Gebäudeaufnahme 6.2.1 Geometrisches Aufmaß Aufmaß Tabelle 6.2-1 Geometrische Vereinfachungen und Korrekturen für die Berechnung 1

2

1

Maßnahme/Bauteil

Zulässige Vereinfachung

2

Fensteraufmaß

Die Fensterbreite bei Lochfassaden kann analog zu DIN 5034 [62] mit 55% der Raumbreite angenommen werden. Die Fensterhöhe ergibt sich aus der lichten Raumhöhe minus 1,50 m.

3

Aufmaß Außentüren

nicht erforderlich im Falle der Anwendung von Zeile 2 (Türen sind in dem Pauschalwert für die Fensterfläche –siehe Zeile 2 – enthalten)

4

Rollladenkästen

Die Fläche kann mit 10% der Fensterfläche angenommen werden

212

6 Bilanzierung für Nichtwohngebäude im Bestand 1

2

1

Maßnahme/Bauteil

Zulässige Vereinfachung

5

opake Vor- und Rücksprünge in den Fassaden bis zu 0,5 m

dürfen übermessen werden

6

innenliegende Treppenaufund -abgänge zu unbeheizten Zonen

dürfen übermessen werden

7

Flächen der Heizkörpernischen

Die Fläche kann mit einem Drittel der Fensterfläche angenommen werden

8

Lüftungsschächte

dürfen übermessen werden

9

Orientierung

Abweichungen von der Senkrechten auf die betrachtete Bauteilfläche von nicht mehr als 22,5 Grad von der jeweiligen Himmelsrichtung sind zulässig. In Grenzfällen ist die Haupthimmelsrichtung (Nord, Ost, Süd, West) zu wählen.

10

Neigung

Die Neigung von Flächen darf mathematisch auf 0°; 30°; 45°; 60°; 90° gerundet werden.

Zonierung Die einzelnen Zonenflächen sind mit einer Toleranz von ± 10 % zu berechnen. Im Mittel sind die Abweichungen so zu begrenzen, dass für das Gesamtgebäude eine Toleranz von - 20 % / + 5 % zu erwarten ist. Insbesondere zur Einhaltung der zweiten Forderung ist es folglich sinnvoll, die Zonenflächen eher zu knapp als zu großzügig zu ermitteln. Andererseits wird dadurch die Energiebezugsfläche verringert, was zu einer Erhöhung der quadratmeterbezogenen Energiekennwerte führt. Bei einem Gebäude mit 10.000 m² Energiebezugsfläche wären z. B. errechnete Flächen zwischen 8.000 m² und 10.500 m² zulässig. Weist das Gebäude einen Jahres-Primärenergiebedarf von 1.000.000 kWh/a auf, dann ergibt sich durch den Flächenbezug eine Spanne von 95 kWh/(m²a) bis 125 kWh/(m²a). Die notwendige Genauigkeit ist daher fallbezogen zu überprüfen.

6.2.2 Energetische Qualität der Bauteile Bauteile im Ursprungszustand Die Wärmedurchgangskoeffizienten von nicht nachträglich gedämmten Bauteilen im Bestand können anhand der Baualtersklasse aus Tabelle 6.2-2 abgelesen werden. Für transparente Bauteile sind die Werte der Tabelle 6.2-3 und für den Sonderfall von Sonnenschutzverglasungen der Tabelle 6.2-4 zu entnehmen. Weitere für transparente Bauteile benötigte Kennwerte (g٣, IJe, IJD65 und gtot) sind anhand des Verglasungstyps und des Ug-Wertes aus DIN V 18599-2[64], Tabelle 5 zu entnehmen. Für Vorhangfassaden ist der Wärmedurchgangskoeffizient wie folgt zu bestimmen: a) Ist der U-Wert für eine komplette Fassade gegeben, so ist davon auszugehen, dass ein Wärmebrückenzuschlag darin schon enthalten ist. In diesem Fall ist für die weitere Berechnung der U-Wert der Fassade nach folgender Gleichung um den Wärmebrückenzuschlag

6.2 Vereinfachungen bei der Gebäudeaufnahme

213

ǻUWB der Zone zu reduzieren. Da dieser in der weiteren Berechnung pauschal aufgeschlagen wird, würde ansonsten eine doppelte Anrechnung vorliegen. b) Ist der Wärmedurchgangskoeffizient einer Vorhangfassade Ucw nicht bekannt, so darf er vereinfacht aus den einzelnen Elementen der Fassade (siehe auch Tabelle 3) wie folgt bestimmt werden. Die Längen und Flächen dürfen dabei vereinfacht über die Achsmaße eines Fassadenelementes bestimmt werden; das Fassadenprofil darf vereinfacht mit einem Anteil von 15% angenommen werden. U cw

U p ˜ Ap  U w ˜ Aw  U g ˜ Ag  U f ˜ A f  \ p ˜ Pp  \ w ˜ Pw  \ g ˜ Pg Ap  Aw  Ag  A f

(6.2-1)

Darin ist: U

= Wärmedurchgangskoeffizienten der einzelnen Elemente in W/(m²K)

A

= Fläche der einzelnen Elemente (senkrechte Projektionsfläche) in m²

\

= Längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient in W/(mK)

P

= Sichtbare Gesamtumfangslänge der einzelnen Elemente in m

Indizes: p

= opake Füllung / Paneel

w

= Fenster inkl. Fensterrahmen

g

= Festverglasung

f

= Fassadenprofil

Nachträglich gedämmte opake Bauteile Wurde ein opakes Bauteil nachträglich gedämmt, darf der pauschale U-Wert entsprechend der vor Ort erhobenen Dämmschichtdicke korrigiert werden. Dabei wird vereinfacht davon ausgegangen, dass das Dämmmaterial eine Wärmeleitfähigkeit von 0,04 W/(mK) aufweist.

1

UD

1  U0

dD W 0,04 mK

Darin ist: U0

= Wärmedurchgangskoeffizienten der einzelnen Elemente in W/(m²K)

dD

= Fläche der einzelnen Elemente (senkrechte Projektionsfläche) in m²

(6.2-2)

214

6 Bilanzierung für Nichtwohngebäude im Bestand

Tabelle 6.2-2 Pauschalwerte für den Wärmedurchgangskoeffizienten in W/(m²K) nicht nachträglich gedämmter opaker Bauteile im Urzustand 1

2

3

4

5

1

6

7

8

9

10

Baualtersklasse Bauteil

Konstruktion

Dach (auch Wände zwischen beheiztem und unbeheiztem Dachgeschoss)

massive Konstruktion (insbes. Flachdächer)

2,1

2,1

2,1

2,1

0,6

0,5

0,4

0,3

Holzkonstruktion (insbes. Steildächer)

2,6

1,4

1,4

1,4

0,8

0,5

0,4

0,3

2,1

2,1

2,1

2,1

0,6

0,5

0,4

0,3

1,0

0,8

0,8

0,8

0,6

0,4

0,3

0,3

massive Konstruktion (Mauerwerk, Beton oder ähnlich)

1,7

1,7

1,4

1,4

1,0

0,8

0,6

0,5

Holzkonstruktion (Fachwerk, Fertighaus oder ähnlich)

2,0

2,0

1,4

1,4

0,6

0,5

0,4

0,4

sonstige Bauteile gegen Erdreich oder zu unbeheizten (Kel10 ler-) Räumen2)

massive Decke

1,2

1,2

1,5

1,0

1,0

0,8

0,6

0,6

Holzbalkendecke

1,0

0,8

0,8

0,8

0,6

0,6

0,4

0,4

11

neu, gedämmt

1,8

alt, ungedämmt

3,0

2

3 4

oberste Geschossmassive Decke decke (auch Fußboden gegen außen, z.B. Holzbalkendecke über Durchfahrten)

5 6

1)

Außenwand (auch Wände zum Erdreich oder zu unbeheizten (Keller-) Räumen)

7

8 9

bis 1918

1919 1949 1958 1969 1979 1984 ab bis bis bis bis bis bis 1995 1948 1957 1968 1978 1983 1994

Rollladenkasten 12 13 Türen

3,5

1)

Sind in Außenwänden Heizkörpernischen vorhanden, so darf der Wärmedurchgangskoeffizient für die Fläche der Heizkörpernische vereinfacht mit dem doppelten Wert des Wärmedurchgangskoeffizienten der Wand angenommen werden.

2)

Wärmeströme über Bauteile zum Erdreich oder unbeheizte Keller dürfen auch in gekühlten Zonen vereinfacht durch die Anwendung von Temperatur-Korrekturfaktoren Fx nach DIN V 18599-2 bestimmt werden.

6.2 Vereinfachungen bei der Gebäudeaufnahme

215

Tabelle 6.2-3 Pauschalwerte für den Wärmedurchgangskoeffizienten in W/(m²K) transparenter Bauteile und für Fassaden im Urzustand sowie längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizienten in W/(mK) für lineare Anschlüsse von Fassadenelementen 1

2

3

4

1 Bauteil

Konstruktion

3 4

Holzfenster, einfach verglast

5 6 Holzfenster, zwei Scheiben (Isolierverglasung, Kastenfenster oder Verbundfenster)

7

9

6

7

Baualtersklasse

2

8

5

Fenster, Fenstertüren

10

Kunststofffenster, Isolierverglasung

Eigenschaft

bis 1978

1979 bis 1983

1984 bis 1994

ab 1995

Uw

5,0

-

-

-

Glas

einfach

-

-

-

Ug

5,8

-

-

-

Uw

2,7

2,7

2,7

1,6

Glas

zweifach zweifach zweifach

MSIV 2

Ug

2,9

2,9

2,9

1,4

Uw

3,0

3,0

3,0

1,9

Glas

zweifach zweifach zweifach

MSIV 2

11

Ug

2,9

2,9

2,9

1,4

12

Uw

4,3

4,3

3,2

1,9

13

Alu- oder Stahlfenster, Isolierverglasung

14

Glas

zweifach zweifach zweifach

MSIV 2

Ug

2,9

2,9

2,9

1,4

15

Paneel / opake Füllung

Up

1,5

1,2

0,9

0,6

16

Fassadenprofil

Uf

7,0

4,5

3,0

2,6

Festverglasung

\g

0

0,15

0,15

0,19

Paneel / opake Füllung

\p

0,20

Fenster

\w

0,07

zusätzliche 17 Elemente von Fassaden 18 19

216

6 Bilanzierung für Nichtwohngebäude im Bestand

Tabelle 6.2-4 Standardwerte für die Kennwerte von Sonnenschutzverglasungen der Baualtersklassen bis 1994 11

Außenjalousie

3

W/(m²K)

-

-

-

10°-Stellung 45°-Stellung

weiß

4

12

13

14

15

16

17

gtot mit innen liegender Sonnenschutzvorrichtung

vertikale Markise

Innenjalousie Textilrollo Folie 10°-Stellung 45°-Stellung

weiß

WD65

dunkelgrau

We

weiß

gA

dunkelgrau

Ug

2,90

10

gtot mit außen liegender Sonnenschutzvorrichtung

ohne Schutzvorrichtung

2

5

9

grau

8

weiß

7

hellgrau

6

weiß

5

hellgrau

4

weiß

3

grau

1

2

weiß

1

0,51 0,44 0,47 0,05 0,09 0,11 0,10 0,16 0,12 0,31 0,35 0,34 0,37 0,30 0,39 0,30

6.2.3 Energetische Qualität der Anlagentechnik Liegen keine anderen Erkenntnisse über Bestandteile der Gebäudetechnik vor, dürfen die Vereinfachungen gemäß Tabelle 6.2-5 bis 6.2-7 genutzt werden. In der Bekanntmachung des BMVBS enthalten die den Tabellen 6.2-5 bis 6.2-7 zugrundeliegenden dortigen Tabellen 6 bis 8 eine zusätzliche Spalte mit zusätzlichen Informationen über die vereinfacht anzunehmenden Ausführungen. Diese sollen bestimmungsgemäß genutzt werden „um ggf. anhand einfacher Merkmale eine von den nach Spalten 3 bis 8 regelmäßig in den Gebäuden anzutreffenden Ausführungen abweichende Technik festzustellen und zu berücksichtigen“. Da aber die Vereinfachungen dieser Tabelle ja nur genutzt werden sollen wenn keine anderen Erkenntnisse vorliegen, lässt sich durch diese Informationen allenfalls feststellen „was es nicht ist“. Auf eine Wiedergabe dieser Informationen an dieser Stelle wird daher verzichtet.

6.2 Vereinfachungen bei der Gebäudeaufnahme

217

3

4

5

6

Schulgebäude

Betriebsgebäude

Gebäude des Handels

Hotels

1

1

Anlagentechnik / Eigenschaft

2

Prozessbereich Erzeugung

3

Kessel

4

Betriebsweise bei Mehrkesselanlagen

5

Fernwärme

6

Nachtabsenkung/ -abschaltung

7

Wochenendabsenkung / -abschaltung

8

Prozessbereich Verteilung

9

Systemtemperaturen

10 Verteilung/ Netzart 11

Dämmung der Heizungsleitungen

12 Überströmung

7

Sonstige Nichtwohngebäude

2

Bürogebäude/ Verwaltungsgebäude

Tabelle 6.2-5 Regelmäßig vorzufindende Ausführung der Gebäudetechnik für verschiedene Gebäudetypen zur vereinfachten Ermittlung der energetischen Qualität von Wärmeversorgungsanlagen; Berechnung nach DIN V 18599-5

bis 1977: Umstellbrandkessel 1978-1986: StandardGebläsekessel ab 1987: NTGebläsekessel

Niedertemperaturkessel

Parallelbetrieb Art: Heißwasser über 110 °C – 130 °C Dämmklasse: Sekundärseite Klasse 1; Primärseite Klasse 2 bis 1994: durchgehender Betrieb ab 1995: Nachtabsenkung

durchgehender Betrieb

Nachtabsenkung

Wochenendabsenkung

durchgehender Betrieb durchgehender Betrieb

70/55 °C

Zweirohrnetz gedämmt keine Überströmung vorhanden

1)

1)

bis 1985: 90/70 °C ab 1986: 70/55 °C

14

Hydraulischer Abgleich

15

Dimensionierung Heizungspumpe

16

Druckregelung der Heizungspumpe

intermittierender Pumpenbetrieb

19

Heizungspufferspeicher

7

> 0,15 l/kW nicht durchgeführt nicht bedarfsausgelegt bis 1994: ungeregelt ab 1995: konstantdruck-geregelt

Integriertes Pumpenmanagement 17 beim Wärmeerzeuger 18

6

Sonstige Nichtwohngebäude

Wasserinhalt des Wärmeerzeugers

5

Hotels

13

4

Gebäude des Handels

Anlagentechnik / Eigenschaft

3

Betriebsgebäude

1

1

2

Schulgebäude

6 Bilanzierung für Nichtwohngebäude im Bestand

Bürogebäude/ Verwaltungsgebäude

218

ungeregelt

kein integriertes Pumpenmanagement

bis 1994: nein ab 1995: ja

nein

ja

nein

nicht vorhanden

20 Prozessbereich Übergabe

1)

21

Art der Wärmeübergabe

Heizkörper

Unterflurkonvektor oder Heizkörper

Heizkörper

22

Raumtemperaturregelung

Thermostat (2K)

Raumgruppenregelung mit Führungsraum

Thermostat (2K)

keine Angabe zur Vereinfachung, insbesondere wegen generell uneinheitlicher Ausführung in der Praxis

6.2 Vereinfachungen bei der Gebäudeaufnahme

219

Prozessbereich Erzeugung vorhanden (WC-Abluft bei innenliegenden WC’s)

vorhanden (WC-Abluft bei innenliegenden WC’s)

6

7

Sonstige Nichtwohngebäude

2

3

Hotels

Anlagentechnik / Eigenschaft

5

Gebäude des Handels

1

4 Betriebsgebäude

2 Bürogebäude/ Verwaltungsgebäude

1

Schulgebäude

Tabelle 6.2-6 Regelmäßig vorzufindende Ausführung der Gebäudetechnik für verschiedene Gebäudetypen zur vereinfachten Ermittlung der energetischen Qualität von Lüftungs- und Klimaanlagen; Berechnung nach DIN V 18599-3 und DIN V 18599-7

vorhanden

1)

vorhanden

1)

5

teilweise oder vollständige Belüftung (Im Falle teilweiser Belüftung beziehen sich die Angaben aller folgenden Zeilen ausschließlich auf die mechanisch belüfteten Zonen.)

Kommunalverwaltung: teilweise Sonstige bis 1989: vollständig Sonstige ab 1990: teilweise

vollständig

1)

6

Heizen + vorwiegende LuftbeEntfeuchten handlungsmethode + Kühlen

Heizen + Entfeuchten + Kühlen

7

überwiegend - zentrale oder - dezentrale Außenluftaufbereitung

8

Gesamtvolumenstrom - variabel oder - konstant

bis 1974: konstant ab 1975: variabel

variabel

Ventilatorregelung

bis 1994: ein- oder mehrstufig ab 1995: drehzahlgeregelt

bis 1994: ein- oder mehrstufig ab 1995: drehzahlgeregelt

3

mechanische Abluft

vorhanden

4

mechanische Zuluft

vorhanden

9

nicht vorhanden

zentral

1)

zentral

konstant

ein- oder mehrstufig

1)

bis 1994: ein- oder mehrstufig ab 1995: drehzahlgeregelt

7

Sonstige Nichtwohngebäude

5

bis 1974: Kühlregister (InduktionsGrundlüftung mit gerät) Zusatzfunktion: 1975-1984: 10 - Art der Zusatzfunk- VVS-Anlage tion ab 1985: LuftWasserSysteme

6

Hotels

4

Gebäude des Handels

Anlagentechnik / Eigenschaft

3

Betriebsgebäude

1

1

2

Schulgebäude

6 Bilanzierung für Nichtwohngebäude im Bestand

Bürogebäude/ Verwaltungsgebäude

220

VVS-Anlage

Nachkühler (Splitgerät)

1)

11 Prozessbereich Verteilung

12 Klimasystem

bis 1974: Induktionsanlage mit Primärluft ab 1975: Drallluftdurchlass und Schlitzdurchlass

Drallluftdurchlass Fan-Coil mit und Schlitz- Primärluft durchlass

Wärmerückgewinnung (WRG) WRG ohne - mit oder Stoff- bzw. 13 - ohne FeuchteStoff- bzw. Feuchte- transport transport

WRG ohne Stoff- bzw. Feuchtetransport

1)

Rückwärmzahl der 14 Wärmerückgewinnung

Rückwärmezahlen abhängig vom eingesetzten WRG-Typ zwischen 40 und 70 % (siehe Merkmale und Kennwerte)

15 Feuchteanforderung

keine Feuchteanforderung

16 Befeuchtertyp 1)

WRG ohne Stoff- bzw. Feuchtetransport

1)

keine Feuchteanforderung 1)

keine Angabe zur Vereinfachung, insbesondere wegen generell uneinheitlicher Ausführung in der Praxis

1)

6.2 Vereinfachungen bei der Gebäudeaufnahme

221

2

Prozessbereich Erzeugung

3

Kälteerzeugung vorhanden?

ja

nein

6

7

Sonstige Nichtwohngebäude

Anlagentechnik / Eigenschaft

5

Hotels

1

4

Gebäude des Handels

3

Schulgebäude

1

Betriebsgebäude

2 Bürogebäude/ Verwaltungsgebäude

Tabelle 6.2-7 Regelmäßig vorzufindende Ausführung der Gebäudetechnik für verschiedene Gebäudetypen zur vereinfachten Ermittlung der energetischen Qualität von von Kälteversorgungsanlagen; Berechnung nach DIN V 18599-7

1)

ja

Erzeugungssystem

ind., wassergekühlte Kompressionskältemaschine

ind., wasser- indirekte, gekühlte luftgekühlte Kompressi- Kompressionskältema- onskältemaschine schine

5

Verdichter

bis 300 kW: häufig Kolbenverdichter > 300 kW: Schraubenverdichter

bis 300 kW: häufig Kolbenverdichter > 300 kW: Schraubenverdichter

6

Art der Teillastregelung der Verdichter

Mehrstufig schaltbar

Zweipunktregelung

4

bis 1999: R22 ab 2000: R134a

7

Kältemittel

8

Nasskühler: 27/33 °C KühlwassertemperaTrockentur (Rückkühlkreis) kühler: 40/45 °C

9

Art der Rückkühlung

Betriebsweise 10 Kühlwasserpumpe

Mehrstufig schaltbar

1)

1)

bis 1999: R22 ab 2000: R134a Nasskühler: 27/33 °C Trockenkühler: 40/45 °C

1)

Saisonale sowie Nacht- und Wochenendabschaltung

1)

Saisonale sowie Nacht- und Wochenendabschaltung

1)

1)

1)

1)

1)

1)

1)

1)

11 Prozessbereich Verteilung Kühlwasserpumpe 12 - geregelt oder - ungeregelt

ungeregelt

ungeregelt

2

3

4

5

6

7

Anlagentechnik / Eigenschaft

Schulgebäude

Betriebsgebäude

Gebäude des Handels

Hotels

Sonstige Nichtwohngebäude

6 Bilanzierung für Nichtwohngebäude im Bestand

Bürogebäude/ Verwaltungsgebäude

222 1

Kühlwasserpumpe 13 an Auslegungspunkt adaptiert

nein

nein

1)

1)

Hydraulischer 14 Abgleich Kühlwasserpumpe

nein

nein

1)

nein

1

15

Kaltwassertemperatur (Primärkreis)

Überströmung in 16 Kaltwasserkreislauf vorhanden

ja

6/12 °C

ja

nein

1)

Betriebsweise 17 Kaltwasserpumpe

Saisonale sowie Nacht- und Wochenendabschaltung

Saisonale vollautoma- Saisonale sowie tisierter, Abschaltung Nacht- und bedarfsin Monaten Wochenend- gesteuerter ohne Kühlabschaltung Betrieb bedarf

Kaltwasserpumpe 18 - geregelt oder - ungeregelt

ungeregelt

ungeregelt

Kaltwasserpumpe 19 an Auslegungspunkt adaptiert

nein

nein

Hydraulischer Ab20 gleich Kaltwasserpumpe

nein

nein

Kältespeicher vorhanden

nein

nein

Hydraulische Ent22 kopplung Kaltwasserkreis

nein

nein

21

1)

6/12 °C

keine Angabe zur Vereinfachung, insbesondere wegen generell uneinheitlicher Ausführung in der Praxis

6.2.4 Bewertung der Gebäudetechnik bei gemischt genutzten Gebäuden Ist für einen Teil eines Gebäudes – im Sinne von §22, EnEV 2009 – eine getrennte Berechnung als Nichtwohngebäude nach DIN V 18599 durchzuführen, sind für den Gebäudeteil, für den die getrennte Berechnung als Nichtwohngebäude durchgeführt werden soll, rein rechnerisch eigene zentrale Einrichtungen der Wärmeerzeugung (Wärmeerzeuger, Wärmespeicher, zentrale Warmwasserbereitung) anzunehmen, die hinsichtlich ihrer Bauart, ihres Baualters und ihrer Betriebsweise den gemeinsam genutzten Einrichtungen entsprechen, hinsichtlich ihrer

6.2 Vereinfachungen bei der Gebäudeaufnahme

223

Größe und Leistung jedoch nur auf den zu berechnenden Gebäudeteil ausgelegt sind. Die Eigenschaften dieser fiktiven zentralen Einrichtungen sind – auch unter Nutzung der Vereinfachungen gemäß Abschnitt 6.2.3 – nach DIN V 18599 zu bestimmen.

6.2.5 Sicherheitstechnische Lüftungseinrichtungen Sicherheitstechnische Einrichtungen (z. B. Überdruckbelüftungen für den Brandfall, Entrauchungsanlagen) sowie Lüfter zur Vermeidung von Überhitzungen der Gebäudetechnik (z.B. Aufzugstechnik) dürfen unberücksichtigt bleiben.

225

7 Verbrauchsbasierte Energieausweise 7.1 Regeln für Wohngebäude Das im Folgenden erläuterte Verfahren ist mit der „Bekanntmachung der Regeln für Energieverbrauchskennwerte im Wohngebäudebestand“ des BMVBS vom 30.07.2009 [4] veröffentlicht worden und im Rahmen der EnEV 2009 für die Erstellung von verbrauchsbasierten Energieausweisen anzuwenden.

7.1.1 Ermittlung des Energieverbrauchs Gesamt-Energieverbrauch Es ist der Energieverbrauch EVg,12mth für Heizung und zentrale Warmwasserbereitung zu ermitteln und in Kilowattstunden pro Jahr und Quadratmeter Gebäudenutzfläche anzugeben. Zur Ermittlung des Energieverbrauchs sind Verbrauchsdaten aus Abrechnungen von Heizkosten nach der Heizkostenverordnung [24] für das gesamte Gebäude sowie andere geeignete Verbrauchsdaten, insbesondere Abrechnungen von Energielieferanten oder sachgerecht durchgeführte Verbrauchsmessungen zu verwenden. Eine Kombination verschiedener Daten ist ebenfalls zulässig. Hinsichtlich der Bezugszeiträume sind zwei Alternativen zulässig: 1. Es sind mindestens die drei vorhergehenden Kalenderjahre bzw. Abrechnungsjahre zugrunde zu legen (oweitere Berechnung nach Abschnitt 7.1.2) 2. Es sind Verbrauchsdaten für einen zusammenhängenden Zeitraum von mindestens 36 Monaten zu ermitteln, der die jüngste vorliegende Abrechnungsperiode einschließt (oweitere Berechnung nach Abschnitt 7.1.3) Falls der Energieverbrauch eines Abrechnungsjahres nicht in Kilowattstunden, sondern als verbrauchte Brennstoffmenge vorliegt, erfolgt die Umrechnung entsprechend Gl. 7.1-1. EVg ,12mth,i

BVg ,12mth,i ˜ H i

(7.1-1)

Darin ist: i

= Zeitabschnitt (Abrechnungs- oder Kalenderjahr), i = 1 bis n, mit n • 3

EVg,12mth,i = Energieverbrauch in kWh im Zeitabschnitt i BVg,12mth,i = erfasste verbrauchte Menge des eingesetzten Energieträgers für die Bereitstellung von Wärme für Heizung und zentrale Warmwasserbereitung in der jeweiligen Mengeneinheit im Zeitabschnitt i Hi

= Heizwert in kWh je Mengeneinheit nach Heizkostenverordnung

226

7 Verbrauchsbasierte Energieausweise

Tabelle 7.1-1 Heizwert verschiedener Brennstoffe gemäß Heizkostenverordnung [24] 1

2

1)

1

Brennstoff

2

Leichtes Heizöl EL

3

Schweres Heizöl

4

Erdgas H

10 kWh/m

5

Erdgas L

9 kWh/m

6

Flüssiggas

13 kWh/kg

7

Koks

8 kWh/kg

8

Braunkohle

5,5 kWh/kg

9

Steinkohle

8 kWh/kg

10

Holz (lufttrocken)

11

Holzpellets

12

Holzhackschnitzel

1)

Heizwert Hi 10 kWh/Liter 10,9 kWh/Liter 3

3

4,1 kWh/kg 5 kWh/kg 650 kWh/Schüttraummeter

Enthalten die Abrechnungsunterlagen des Energieversorgungsunternehmens oder Brennstofflieferanten Hi-Werte, so sind diese zu verwenden

Energieverbrauch für Warmwasser Als nächstes ist der Energieverbrauchsanteil für zentrale Warmwasserbereitung EVWW, 12mth für jeden der in die Ermittlung einbezogenen Zeitabschnitte von zwölf Monaten einzeln zu ermitteln. Hierbei sind vorrangig Messwerte zu verwenden. Alternativ ist der Energieverbrauchsanteil für zentrale Warmwasserbereitung nach einem der in der Heizkostenverordnung beschriebenen Verfahren zu berechnen. Gemäß Heizkostenverordnung kann die auf die zentrale Warmwasserversorgungsanlage entfallende Wärmemenge entweder gemäß Gl. 7.1-2 oder, wenn das Volumen des verbrauchten Warmwassers nicht gemessen werden kann, gemäß Gl. 7.1-3 bestimmt werden. Die Wärmemenge Q gemäß Heizkostenverordnung entspricht dabei dem gesuchten Wert EVWW, 12mth.

Q

2,5 ˜

kWh m3 ˜ K

˜ V ˜  tw  10qC

in kWh

Darin ist: V

= gemessenes Volumen des verbrauchten Warmwassers in m3

tw

= gemessene oder geschätzte mittlere Temperatur des Warmwassers in °C

(7.1-2)

7.1 Regeln für Wohngebäude

Q

32 ˜

kWh m2

˜ AWohn

227

in kWh

(7.1-3)

Darin ist: = die durch die zentrale Anlage mit Warmwasser versorgte Wohn- oder Nutzfläche in m2

AWohn

Die nach den Gleichungen 7.1-2 bzw. 7.1-3 bestimmte Wärmemenge Q ist 1. bei brennwertbezogener Abrechnung von Erdgas mit 1,11 zu multiplizieren und 2. bei eigenständiger gewerblicher Wärmelieferung durch 1,15 zu dividieren. Energieverbrauch für Heizung Der Energieverbrauchsanteil für Heizung EVh,12mth ist für jeden herangezogenen Zeitabschnitt gemäß Gl. 7.1-4 ermitteln. EVh,12mth,i

EVg ,12mth,i  EVWW ,12mth,i

(7.1-4)

Darin ist: i

= Zeitabschnitt (Abrechnungs- oder Kalenderjahr), i = 1 bis n, mit n • 3

EVg,12mth,i

= Energieverbrauch in kWh im Zeitabschnitt i

EVWW,12mth,i = Energieverbrauchsanteil für zentrale Warmwasserbereitung in kWh im Zeitabschnitt i

7.1.2 Ermittlung des Energieverbrauchskennwertes für mehrere Jahreszeiträume Im Rahmen der Berechnung des Energieverbrauchskennwertes ist für den Energieverbrauchsanteil der Heizung eine Witterungsbereinigung vorzunehmen. Hierbei sind sowohl der Einfluss der Witterung in den jeweiligen Zeitabschnitten (Abrechnungs- oder Kalenderjahr) als auch standortbedingte Klimaunterschiede (Rückrechnung auf das Referenzklima „Deutschland“) zu berücksichtigten. Der Energieverbrauchskennwert ist anhand des nachfolgenden Ablaufs zu ermitteln: 1. Feststellung der für die Ermittlung des Energieverbrauchskennwertes relevanten Zeitabschnitte; fallen Beginn oder Ende eines Zeitabschnittes nicht mit dem Beginn bzw. Ende eines Monats zusammen, so darf auf das nächstliegende entsprechende Datum gerundet werden 2. Ermittlung von Klimafaktoren für die Postleitzahl des Gebäudestandortes und für die Zeitabschnitte nach Nr.1 aus einer Tabelle (im Regelfall ist die unter www.dwd.de/klimafaktoren bereitgestellte Tabelle – siehe auch Tabelle 7.1-2 – anzuwenden). Werden andere Klimafaktoren als die vom Deutschen Wetterdienst bekannt gemachten genutzt, so ist sicherzustellen, dass die Ziele der Witterungsbereinigung erreicht werden, dass die Wetterstation die Witterung am Standort des Gebäudes in mit dem Regelverfahren vergleichbarer Genauigkeit abbildet und dass die Klimafaktoren und das gewählte Verfahren zusammenpassen.

228

7 Verbrauchsbasierte Energieausweise

3. Multiplikation der Energieverbrauchsanteile der relevanten Zeitabschnitte für Heizung mit dem zugehörigen Klimafaktor (Witterungsbereinigung); die Energieverbrauchsanteile für zentrale Warmwasserbereitung werden keiner Witterungsbereinigung unterzogen 4. Division der nach Nr.3 witterungsbereinigten Energieverbrauchsanteile für Heizung (siehe Gl. 7.1-5) und der Energieverbrauchsanteile für zentrale Warmwasserbereitung (siehe Gl. 7.1-6) durch die Gebäudenutzfläche AN nach EnEV. EVh,12mth,i ˜ f Klima,12mth,i

eVhb,12mth,i

AN

(7.1-5)

Darin ist: i

= Zeitabschnitt (Abrechnungs- oder Kalenderjahr), i = 1 bis n, mit n • 3

EVh,12mth,i

= Energieverbrauchsanteil für Heizung in kWh im Zeitabschnitt i

fKlima,12mth,i

= Klimafaktor für den Zeitabschnitt i

AN

= Gebäudenutzfläche nach EnEV in m² EVWW ,12mth,i

eVWW ,12mth,i

AN

(7.1-6)

Darin ist: i

= Zeitabschnitt (Abrechnungs- oder Kalenderjahr), i = 1 bis n, mit n • 3

EVWW,12mth,i

= Energieverbrauchsanteil für Warmwasser in kWh im Zeitabschnitt i

AN

= Gebäudenutzfläche nach EnEV in m² Die Gebäudenutzfläche kann gemäß §19, EnEV bei Wohngebäuden mit bis zu zwei Wohneinheiten mit beheiztem Keller pauschal mit dem 1,35-fachen Wert der Wohnfläche, bei sonstigen Wohngebäuden mit dem 1,2-fachen Wert der Wohnfläche angesetzt werden.

5. Addition der beiden nach Nr.4 berechneten Werte zum witterungsbereinigten Energieverbrauchskennwert eVb,12mth,i eVb,12mth,i

eVhb,12mth,i  eVWW ,12mth,i

(7.1-7)

6. Ermittlung des Energieverbrauchskennwertes eVb als Durchschnittswert von mindestens drei nach Nr.5 berechneten Werten aus aufeinander folgenden Zeitabschnitten n

¦ eVb,12mth,i eVb

i 1

n

(7.1-8)

Darin ist: i

= Zeitabschnitt (Abrechnungs- oder Kalenderjahr), i = 1 bis n, mit n • 3

eVb,12mth,i

= witterungsbereinigter Energieverbrauchskennwert in kWh/m² im Zeitabschnitt i

n

= Anzahl der Zeitabschnitte; n • 3

7.1 Regeln für Wohngebäude

229

Tabelle 7.1-2 Klimafaktorentabelle des Deutschen Wetterdienstes (Auszug) 1 1

2

3

4

5

6

7

8

von

01.01.2002

01.02.2002

01.03.2002

01.04.2002

01.05.2002

01.06.2002

bis

31.12.2002

31.01.2003

28.02.2003

31.03.2003

31.04.2003

31.05.2003

2

PLZ

3

44147

1,24

1,22

1,16

1,17

1,19

1,18

4

44149

1,20

1,18

1,13

1,13

1,14

1,14

5

44225

1,19

1,17

1,12

1,12

1,14

1,13

6

44227

1,21

1,19

1,14

1,14

1,15

1,15

7

44229

1,16

1,14

1,09

1,10

1,11

1,11

8

44263

1,21

1,20

1,14

1,15

1,16

1,15

9

44265

1,11

1,10

1,05

1,05

1,06

1,06

10

44267

1,15

1,13

1,08

1,08

1,09

1,09

11

44269

1,23

1,21

1,16

1,16

1,18

1,17

12

44287

1,20

1,18

1,12

1,13

1,14

1,14

7.1.3 Ermittlung des Energieverbrauchskennwertes für einen Gesamtzeitraum Bei dieser Rechenvariante wird ein Energieverbrauchskennwert für einen zusammenhängenden Zeitraum von mindestens 36 Monaten ermittelt. Somit wird auch der Einfluss der Witterung über einen zusammenhängenden Zeitraum von mindestens 36 Monaten betrachtet. Der Energieverbrauchskennwert ist anhand des nachfolgenden Ablaufs zu ermitteln: 1. Feststellung des für die Ermittlung des Energieverbrauchskennwertes maßgeblichen Zeitraums von mindestens 36 Monaten; fallen Beginn und Ende eines Zeitraums nicht mit dem Beginn oder Ende eines Monats zusammen, so darf auf das nächstliegende entsprechende Datum gerundet werden; 2. Ermittlung von mehreren Klimafaktoren für die Postleitzahl des Gebäudestandortes, beginnend vom letzten Tag des maßgeblichen Zeitraums, aus einer Tabelle (im Regelfall ist die unter www.dwd.de/klimafaktoren bereitgestellte Tabelle anzuwenden). Werden andere Klimafaktoren als die vom Deutschen Wetterdienst bekannt gemachten genutzt, so ist sicherzustellen, dass die Ziele der Witterungsbereinigung erreicht werden, dass die Wetterstation die Witterung am Standort des Gebäudes in mit dem Regelverfahren vergleichbarer Genauigkeit abbildet, und dass die Klimafaktoren und das gewählte Verfahren zusammenpassen. Die Anzahl der zu bestimmenden Klimafaktoren ergibt sich wie folgt:

x für einen Verbrauchszeitraum von 36 bis 42 Monaten: drei Klimafaktoren

230

7 Verbrauchsbasierte Energieausweise

x für einen Verbrauchszeitraum von 43 bis 54 Monaten: vier Klimafaktoren x bei noch längeren Zeiträumen: sinngemäß entsprechend mehr Klimafaktoren, d.h. je Zwölfmonatszeitraum ein Klimafaktor. Bei der Bestimmung der Anzahl der Klimafaktoren ist auf ganze Zwölfmonatszeiträume auf- oder abzurunden. Anschließend ist das arithmetische Mittel der Klimafaktoren zu bilden. 3. Multiplikation des Energieverbrauchsanteils für Heizung mit dem zugehörigen Klimafaktor (Witterungsbereinigung); der Energieverbrauchsanteil für zentrale Warmwasserbereitung wird keiner Witterungsbereinigung unterzogen. 4. Division des nach Nr.3 witterungsbereinigten Energieverbrauchsanteils für Heizung (siehe Gl. 7.1-9) und des Energieverbrauchsanteils für zentrale Warmwasserbereitung (siehe Gl. 7.1-10) durch die Gebäudenutzfläche AN gemäß EnEV und zeitliche Bereinigung der Kennwerte auf den Zeitraum eines Jahres EVh,Zeitraum ˜ f Klima,m ˜ 12

eVhb,12mth

AN ˜ nmth

(7.1-9)

Darin ist: EVh,Zeitraum

= Energieverbrauch Heizung in dem maßgeblichen Zeitraum von mindestens 36 Monaten in kWh/a

fKlima,m

= arithmetisches Mittel der Klimafaktoren für den maßgeblichen Zeitraum

AN

= Gebäudenutzfläche nach EnEV in m²

nmth

= Anzahl der Monate des maßgeblichen Zeitraums, mit nmth • 36 eVWW ,12mth

EVWW ,Zeitraum ˜ 12 AN ˜ nmth

(7.1-10)

Darin ist: EVWW,Zeitraum = Energieverbrauch Warmwasser in dem maßgeblichen Zeitraum von mindestens 36 Monaten in kWh/a AN

= Gebäudenutzfläche nach EnEV in m²

nmth

= Anzahl der Monate des maßgeblichen Zeitraums, mit nmth • 36

5. Addition der beiden nach Nr.4 berechneten Werte zum witterungsbereinigten Energieverbrauchskennwert eVb,12mth,i eVb,12mth

eVhb,12mth  eVWW ,12mth

(7.1-11)

Der Wert eVb,12mth,i ist dann identisch mit dem gesuchten witterungsbereinigten Energieverbrauchskennwert eVb des Gebäudes.

7.1.4 Berücksichtigung von längeren Leerständen Für die Berücksichtigung von längeren Leerständen wird in der Bekanntmachung des BMVBS die Verwendung des Verfahrens gemäß Abschnitt 7.1.3 vorausgesetzt. Längere Leerstände sind demnach zu berücksichtigen, wenn der Leerstandsfaktor fleer nach Gl. 7.1-11 größer oder gleich 0,05 ist. Das Verfahren darf für Leerstandsfaktoren fleer d 0,3 angewendet werden. Wie bei größeren Leerstandsfaktoren zu verfahren ist, ist nicht geregelt.

7.2 Regeln für Nichtwohngebäude n

fleer

§ Aleer ,i

¦ ¨© i 1

AN

˜

tleer ,i · ¸ t gesamt ¹

231

(7.1-12)

Darin ist: i

= Anzahl der leer stehenden Teilflächen

Aleer,i

= Fläche der leer stehenden Teilfläche i in m2

AN

= Gebäudenutzfläche nach EnEV in m2

tleer,i

= Dauer des Leerstandes einer Teilfläche i in Monaten

tgesamt

= zusammenhängender Zeitraum zur Ermittlung der Verbrauchskennwerte in Monaten, mit tgesamt • 36 Monate

Bei der Berechnung der Leerstandszeiten für Heizung und Warmwasser ist wie folgt zu unterscheiden:

x x

Für die Leerstandsbereinigung des Energieverbrauchsanteils für Heizung sind nur die Leerstände in den Monaten Oktober bis März zu berücksichtigen Für die Leerstandsbereinigung des Energieverbrauchsanteils für Warmwasser sind alle Leerstände zu berücksichtigen

Die Berechnung der Leerstandszuschläge erfolgt dann gemäß Gl. 7.1-13 (Heizung) und Gl. 7.1-14 (Warmwasser).

' EVh

0,5 ˜ fleer ,h ˜ EVh,leer

(7.1-13)

Darin ist: fleer,h

= Leerstandsfaktor für Heizung

EVh,leer

= Energieverbrauchsanteil für Heizung bei längerem Leerstand in kWh

' EVWW

0,5 ˜ fleer ,WW ˜ EVWW ,leer

(7.1-14)

Darin ist: fleer,WW

= Leerstandsfaktor für Warmwasser

EVWW,leer

= Energieverbrauchsanteil für Warmwasser bei längerem Leerstand in kWh

Die Leerstandszuschläge sind dann auf den jeweils erfassten Energieverbrauchsanteil EVh,leer bzw. EVww,leer aufzuschlagen.

7.2 Regeln für Nichtwohngebäude Das im Folgenden erläuterte Verfahren ist mit der „Bekanntmachung der Regeln für Energieverbrauchskennwerte und der Vergleichswerte im Nichtwohngebäudebestand“ des BMVBS vom 30.07.2009 [3] veröffentlicht worden und im Rahmen der EnEV 2009 für die Erstellung von verbrauchsbasierten Energieausweisen anzuwenden.

232

7 Verbrauchsbasierte Energieausweise

7.2.1 Ermittlung des Energieverbrauchs Allgemeines Vorgehen Der zu ermittelnde Energieverbrauch umfasst Anteile aus Heizung, Warmwasserbereitung, Kühlung, Lüftung und eingebauter Beleuchtung und ist in Kilowattstunden pro Jahr und Quadratmeter Nettogrundfläche anzugeben. Der Verbrauch ist auf zwei Kennwerte aufzuteilen:

x

x

Heizenergieverbrauchskennwert: Der Heizenergieverbrauchskennwert umfasst mindestens den witterungsbereinigten Energieverbrauchsanteil für Heizung – auch dann, wenn als Energieträger dafür Strom eingesetzt wird – sowie ggf. den Energieverbrauchsanteil für Warmwasserbereitung bei verbundenen Anlagen. Auf die Witterungsbereinigung für die Kälteerzeugung durch in Sorptionskälteanlagen eingesetzter Wärme darf verzichtet werden. Stromverbrauchskennwert: Der Stromverbrauchskennwert umfasst mindestens die Stromverbrauchsanteile für Kühlung, Lüftung, eingebaute Beleuchtung und elektrische Hilfsenergie für Heizung und zentrale Warmwasserbereitung. Ferner umfasst er im Falle dezentraler Warmwasserbereitung sowie im Falle von elektrischen Ergänzungsheizungen (z. B. in raumlufttechnischen Anlagen) den darauf jeweils entfallenden Stromverbrauchsanteil. Auf die Witterungsbereinigung des Stromverbrauchs von elektrischen Ergänzungsheizungen darf verzichtet werden.

Wie für Wohngebäude, so darf auch hier entweder eine Berechnung über mindestens drei Jahreszeiträume oder über einen Gesamtzeitraum vom mindestens drei Jahren erfolgen. Liegen brennstoffmengenbezogene Daten vor, so kann eine Umrechnung gemäß Gl. 7.1-1 erfolgen. Der Energieverbrauchsanteil für Warmwasser sollte vorrangig als Messwert ermittelt werden. Ersatzweise ergibt er sich:

x x x

x

aus Rechenwerten nach anerkannten Regeln der Technik; z. B. nutzungs- und flächenbezogene Werte nach Anlage 2 EnEV, sowie nach DIN V 18599-10. nach einem der in der Heizkostenverordnung [24] beschriebenen und für Nichtwohngebäude geeigneten Verfahren. In diesem Sinne ist Gl. 7.1-2 verwendbar, während Gl. 7.1-3 nicht angewendet werden darf. als Pauschalwert von 5 % des gemessenen jährlichen Energieverbrauchs für Heizung und zentrale Warmwasserbereitung eines Gebäudes, sofern keine genaueren Angaben zur Verfügung stehen. Abweichend kann bei Gebäuden, deren Wärmeverbrauch nutzungsbedingt durch den Anteil Warmwasserverbrauch dominiert wird (Schwimmhallen/Hallenbäder, Krankenhäuser und Küchen), ein Pauschalwert von 50 % angenommen werden. über eine monatsweise Erfassung des Wärmeverbrauchs in den Sommermonaten Juni, Juli und August, in denen üblicherweise keine Wärme für die Heizung benötigt wird. Die Berechnung des jährlichen witterungsunabhängigen Anteils des Energieverbrauchs erfolgt dann auf der Grundlage des in VDI 3807-Blatt 1 [96] beschriebenen Verfahrens.

Der Energieverbrauchsanteil für Heizung ergibt sich damit aus Gl. 7.1-4.

Energieverbrauchsermittlung in Sonderfällen

x

Energieverbrauchsermittlung bei Liegenschaften mit gemeinsamer Erfassung:

7.2 Regeln für Nichtwohngebäude

233

Der Energieverbrauch soll im Grundsatz für jedes einzelne Gebäude ermittelt werden. Besteht bei Liegenschaften aus mehreren Gebäuden wegen nicht vorhandener dezentraler Messeinrichtungen keine Möglichkeit, Energieverbrauchswerte für die einzelnen Gebäude zu ermitteln, darf ein Energieausweis auf der Grundlage des Energieverbrauchs abweichend vom vorstehenden Grundsatz auch für mehrere Gebäude gemeinsam ausgestellt werden.

x

Energieverbrauchsermittlung bei gebäudeintegrierter Kraft-Wärme-Kopplung: Wird ein Gebäude durch eine in diesem Gebäude befindliche Anlage zur Kraft-WärmeKopplung mit Wärme und Strom versorgt, dann dürfen bei der Ausstellung eines Energieausweises auf der Grundlage des Energieverbrauchs die Wärme- und Stromlieferungen dieser Anlage für das Gebäude so gewertet werden, als kämen sie von außerhalb des Gebäudes.

x

Energieverbrauchsermittlung für Beleuchtung im Falle nicht zugänglicher Verbrauchsdaten von vermieteten Nutzeinheiten: Liegen bei einem Nichtwohngebäude mit mehreren vermieteten Nutzungseinheiten, bei dem der Energieverbrauch für Beleuchtung über separate Stromzähler für die Nutzungseinheiten jeweils getrennt erfasst wird, dem Eigentümer oder dem Energieausweisaussteller für die Einbeziehung des Stromverbrauchs für die Beleuchtung nicht alle erforderlichen erfassten Daten vor (z. B. aufgrund von Nutzerwechseln), so kann auf der Grundlage von mindestens 70 % der für die Bildung des Stromverbrauchskennwertes insgesamt erforderlichen erfassten Datensätze (Datensatz = erfasster Stromverbrauch von zwölf aufeinander folgenden Monaten bei einer Nutzeinheit) wie folgt vorgegangen werden: a) Die vorliegenden erfassten Verbrauchswerte einer Nutzeinheit für zwölf aufeinander folgende Monate sind auf die Fläche der jeweils zugehörigen Nutzeinheit zu beziehen. b) Aus den nach Buchstabe a ermittelten Einzelwerten ist ein Mittelwert zu bilden. c) Für alle anderen, gemeinschaftlich im Gebäude erfassten Stromverbrauchsanteile (Hilfsenergie, Klimatisierung, Beleuchtung von gemeinschaftlich genutzten Flächen) ist ein Kennwert in sinngemäßer Anwendung von Nummer 3.4 dieser Bekanntmachung zu ermitteln. d) Der Stromverbrauchskennwert des Gebäudes insgesamt ist bei dieser Vorgehensweise die Summe der nach den Buchstaben b und c ermittelten Werte.

x

Energieverbrauchsermittlung bei gelieferter Kälte: Wird für ein Gebäude Kälte (z. B. Kaltwasser zu Kühlzwecken) aus externer Quelle bezogen, so ist die dafür erfasste Energiemenge dem Heizenergieverbrauch zuzurechnen und dabei keiner Witterungsbereinigung zu unterziehen (d. h. dem Energieverbrauchsanteil für zentrale Warmwasserbereitung zuzurechnen).

7.2.2 Ermittlung des Heizenergieverbrauchskennwertes Die Berechnung erfolgt analog zum Vorgehen bei Wohngebäuden. Es wird daher auf die Abschnitte 7.1.2 und 7.1.3 verwiesen. Als Bezugsfläche dient hierbei nicht die Gebäudenutzfläche AN nach EnEV sondern die Energiebezugsfläche ANGF. Diese ist die Summe aller beheizten und gekühlten Nettogrundflächen eines Gebäudes. Liegen für ein Gebäude andere Flächenangaben als die Nettogrundfläche (NGF) vor, wie beispielsweise die Hauptnutzfläche (HNF), die Nutzfläche (NF) oder die Bruttogrundfläche (BGF), kann die NGF näherungsweise mit Hilfe der in Tabelle 7.2-1 angeführten Umrech-

234

7 Verbrauchsbasierte Energieausweise

nungsfaktoren fFläche ermittelt werden. Für Gebäudekategorien, die nicht in Tabelle 7.2-1 aufgeführt sind, kann zur vereinfachten Berechnung der Energiebezugsfläche eine Umrechnung von der Bruttogeschossfläche über den Faktor fFläche = 0,85 erfolgen. Die Nettogrundfläche ANGF ergibt sich dann als Produkt aus der vorhandenen Flächenangabe und dem Umrechnungsfaktor fFläche. Bei Mischnutzungen ist für fFläche die Gebäudekategorie mit dem größten Flächenanteil maßgebend. Ist gemäß §22, EnEV ein Teil eines Wohngebäudes getrennt als Nichtwohngebäude zu behandeln, und für diesen getrennten Teil nur die Gebäudenutzfläche auf Basis der Wohnfläche bekannt ist, darf die Energiebezugsfläche mit dem 1,1-fachen der beheizten Wohnfläche berechnet werden. Tabelle 7.2-1 Flächenumrechnungsfaktoren fFläche zur Berechnung der Energiebezugsfläche 1 1 2

Ziffer nach BWZK

2

Gebäudekategorie

3

4

5

Umrechnungsfaktoren fFläche für AHNF

ANF

ABGF

3

1100

Parlamentsgebäude

1,97

1,54

0,85

4

1200

Gerichtsgebäude

1,68

1,41

0,83

5

1300

Verwaltungsgebäude

1,71

1,40

0,85

6

1312

Ämtergebäude

1,64

1,38

0,84

7

1315

Finanzämter

1,62

1,41

0,85

8

1320

Verwaltungsgebäude mit höherer technischer Ausstattung (Anteil der Kosten für technische Anlagen gegenüber Baukonstruktion > 25%)

1,75

1,33

0,86

9

1340

Polizeidienstgebäude

1,78

1,38

0,84

10

1342

Polizeiinspektionen, Kommissariate, Kriminalämter, Reviere

1,76

1,40

0,83

11

1350

Rechenzentren

1,73

1,54

0,88

12

2000

Gebäude für wissenschaftliche Lehre

1,74

1,56

0,88

13

2100

Hörsaalgebäude

1,91

1,64

0,88

14

2200

Institutsgebäude für Lehre und Forschung

1,70

1,54

0,89

15

2210

Institutsgebäude I (Sprach- und Kulturwissenschaften, Wirtschafts- und Gesellschaftswissenschaften, Mathematik, Bibliotheken, Architektur, Raumplanung)

1,70

1,50

0,88

16

2220

Institutsgebäude II (Sonstige Naturwissenschaften, Agrar-, Forst- und Ernährungswissenschaften, Bauingenieurwesen, Vermessungswesen, sonstige Ingenieurwissenschaften, Informatik, Geographie)

1,66

1,49

0,88

7.2 Regeln für Nichtwohngebäude 1 1 2

Ziffer nach BWZK

235 2

Gebäudekategorie

3

4

5

Umrechnungsfaktoren fFläche für AHNF

ANF

ABGF

17

2230

Institutsgebäude III (Physik, Verfahrenstechnik, Bergbau, Hüttenwesen, Maschinenbau, Elektrotechnik)

1,63

1,49

0,90

18

2240

Institutsgebäude IV (Vorklinische Medizin, Klinischtheoretische Medizin)

1,67

1,53

0,88

19

2250

Institutsgebäude V (Chemie, Pharmazie, Biologie)

1,94

1,75

0,89

20

2300

Institutsgebäude für Forschung und Untersuchung

1,76

1,61

0,87

21

2400

Fachhochschulen

1,76

1,61

0,87

22

3000

Gebäude des Gesundheitswesens

1,78

1,53

0,86

23

3200

Krankenhäuser und Unikliniken für Akutkranke

2,01

1,72

0,86

24

4000

Schulen

1,56

1,36

0,89

25

4100

Allgemeinbildende Schulen

1,54

1,40

0,90

26

4200

Berufsbildende Schulen

1,55

1,39

0,90

27

4300

Sonderschulen

1,56

1,39

0,88

28

4400

Kindertagesstätten

1,60

1,30

0,86

29

4500

Weiterbildungseinrichtungen

1,49

1,32

0,88

30

5000

Sportbauten

1,42

1,19

0,91

31

5100

Hallen (ohne Schwimmhallen)

1,40

1,17

0,91

32

5200

Schwimmhallen

1,72

1,40

0,88

33

6000

Gemeinschaftsstätten

1,58

1,32

0,84

34

6300

Gemeinschaftsunterkünfte

1,69

1,36

0,85

35

6400

Betreuungseinrichtungen

1,53

1,29

0,85

36

6530

Mensen

1,64

1,46

0,91

37

7000

Gebäude für Produktion, Werkstätten, Lagergebäude

1,41

1,16

0,89

38

7100

Land- und forstwirtschaftliche Produktionsstätten

1,20

1,14

0,90

39

7300

Betriebs- und Werkstätten

1,28

1,16

0,91

236

7 Verbrauchsbasierte Energieausweise 1

1 2

2

Ziffer nach BWZK

Gebäudekategorie

3

4

5

Umrechnungsfaktoren fFläche für AHNF

ANF

ABGF

40

7500

Gebäude für Lagerung

1,11

1,06

0,89

41

7700

Gebäude für öffentliche Bereitschaftsdienste

1,53

1,14

0,87

42

7710

Straßenmeistereien

1,44

1,14

0,86

43

7760

Feuerwehren

1,48

1,15

0,86

44

8000

Bauwerke für technische Zwecke

1,95

1,24

0,85

45

9100

Gebäude für kulturelle und musische Zwecke

1,46

1,28

0,88

46

9120

Ausstellungsgebäude

1,46

1,34

0,87

47

9130

Bibliotheksgebäude

1,42

1,33

0,90

48

9150

Gemeinschaftshäuser

1,47

1,25

0,88

49

9600

Justizvollzugsanstalten

1,66

1,45

0,84

7.2.3 Ermittlung des Stromverbrauchskennwertes Erfolgt die Berechnung anhand von mindestens drei Jahreszeiträumen, so ergibt sich der Stromverbrauchskennwert eVs,12mth für jeden einzelnen einbezogenen Zeitabschnitt gemäß Gl. 7.2-1. Der Stromverbrauchskennwert des Gebäudes für den gesamten Zeitraum aus mindestens drei vorhergehenden Zeitabschnitten ergibt sich dann gemäß Gl. 7.2-2. eVs,12mth,i

EVs,12mth,i ANGF

(7.2-1)

Darin ist: i

= Zeitabschnitt (Abrechnungs- oder Kalenderjahr), i = 1 bis n, mit n • 3

EVs,12mth

= Energieverbrauch für Strom im Zeitabschnitt i in kWh/a

ANGF

= Energiebezugsfläche in m2 n

¦ eVs,12mth,i eVs

i 1

n

Darin ist: i

= Zeitabschnitt (Abrechnungs- oder Kalenderjahr), i = 1 bis n, mit n • 3

eVs,12mth

= Stromverbrauchskennwert im Zeitabschnitt i in kWh/(m²a)

(7.2-2)

7.2 Regeln für Nichtwohngebäude n

237

= Anzahl der Zeitabschnitte, n • 3

Für den Fall, dass alternativ die Berechnung für einen Gesamtzeitraum vom mindestens drei Jahren erfolgt, berechnet sich der Stromverbrauchskennwert abweichend gemäß Gl. 7.2-3. eVs,12mth

EVs,Zeitraum ˜ 12 ANGF ˜ nmth

(7.2-3)

Darin ist: EVs,Zeitraum = Energieverbrauch für Strom für einen Zeitraum von mindestens 36 Monaten in kWh ANGF

= Energiebezugsfläche in m2

nmth

= Anzahl der Monate des maßgeblichen Zeitraums, mit nmth • 36

7.2.4 Berücksichtigung von längeren Leerständen Das Vorgehen entspricht auch hier dem in Abschnitt 7.1.4 beschriebenen für Wohngebäude. Es wird jedoch ein gemeinsamer Leerstandsfaktor für Heizung und Warmwasser gebildet, in dem nur Leerständen in den Monaten Oktober bis März erfasst werden. Für den Leerstandsfaktor des Stromverbrauchs sind sämtliche Leerstandszeiten zu berücksichtigen. Die Leerstandszuschläge errechnen sich den für Heizung und Warmwaser gemäß Gl. 7.2-4 und für Strom gemäß Gl. 7.2-5.

' EVg

0,5 ˜ fleer ,g ˜ EVg ,leer

(7.2-4)

Darin ist: fleer,g

= Leerstandsfaktor für Heizung und Warmwasser

EVg,leer

= Energieverbrauchsanteil für Heizung und zentrale Warmwasserbereitung bei längerem Leerstand in kWh

' EVs

0,5 ˜ fleer ,s ˜ EVs,leer

(7.2-5)

Darin ist: fleer,s

= Leerstandsfaktor für Strom

EVs,leer

= Energieverbrauchsanteil für Strom bei längerem Leerstand in kWh

Die Leerstandszuschläge sind dann auf den jeweils erfassten Energieverbrauchsanteil EVg,leer bzw. EVs,leer aufzuschlagen.

238

7 Verbrauchsbasierte Energieausweise

7.2.5 Vergleichswerte für den Heizenergie- und Stromverbrauch Gebäudekategorisierung Ist ein Gebäude nach dem Bauwerkszuordnungskatalog (BWZK) der Arbeitsgemeinschaft der für Städtebau, Bau- und Wohnungswesen zuständigen Minister und Senatoren der Länder (ARGEBAU) kategorisiert, dann sind die Vergleichswerte der Tabelle 7.2-2 zu entnehmen. Ist ein Gebäude nicht nach BWZK kategorisiert (private Gebäude), sind die Vergleichswerte aus Tabelle 7.2-3 abzulesen. Vergleichswerte für Laborgebäude Für Laborgebäude privater Einrichtungen wie z. B. Labore der Pharmaforschung, Biotechnologie und Labore für die Forschung chemischer Produkte ist der nutzungsbedingt hohe Luftwechsel maßgebend für den Energieverbrauch. Als Kenngröße wird hier der mittlere Jahresluftwechsel nm nach Gl. 7.2-6 bestimmt. Der Vergleichswert für Heizung und Warmwasser eVergl,h ergibt sich dann gemäß Gl. 7.2-7, der Vergleichswert für Strom eVergl,s gemäß Gl. 7.2-8. nm

¦ Vnenn,i ˜ tVL ANGF ˜ hGeschoss ˜ 8760h/a

t 2,5 h 1

(7.2-6)

Darin ist: Vnenn,i = Nennvolumenstrom (Abluft) der jeweiligen Lüftungsanlage in m³/h tVL

= jährliche Volllaststunden der jeweiligen Anlage in h/a

hGeschoss

= mittlere Geschosshöhe in m

ANGF

= Energiebezugsfläche in m2

eVergl ,h

§ 223 ˜ nm · 0,85 ˜ ¨  62 ˜ nm ¸ © 0,44  nm ¹

(7.2-7)

eVergl ,s

§ 104 ˜ nm · 0,85 ˜ ¨  30 ˜ nm ¸ © nm  0,42 ¹

(7.2.8)

Vorgehensweise bei mehreren verschiedenen Nutzungen Befinden sich in einem Gebäude mehrere unterschiedliche Nutzungen, so ist der Vergleichswert flächengewichtet zu ermitteln. Der Vergleichswert für Heizung und Warmwasser ergibt sich somit zu: n

¦  eVergl ,h,i ˜ ANGF ,i eVergl ,h

i 1

ANGF

Darin ist:

i

= Nutzung einer Teilfläche

eVergl,h,i

= Vergleichswert für die Nutzung i in kWh/(m²·a)

(7.2-9)

7.2 Regeln für Nichtwohngebäude

239

ANGF,i

= Anteil der Nutzung i an der Energiebezugsfläche in m²

ANGF

= Energiebezugsfläche in m2

Der Vergleichswert für Strom ist entsprechend zu berechnen. Der jeweilige Flächenanteil einer Nutzung muss dabei 10 % der Energiebezugsfläche des einzelnen Gebäudes betragen. Die Differenz der zu interpolierenden Vergleichswerte muss dabei mindestens 10 % des vom Betrage höchsten relevanten Wertes betragen. Die der Ermittlung der Werte zugrunde gelegten Nutzungen sind im Energieausweis nach EnEV 2009 auf Seite 3 in der Rubrik „Gebäudenutzung“ anzugeben. In der Rubrik „Hauptnutzung/Gebäudekategorie“ auf Seite 1 des Energieausweises ist die Nutzung mit dem größten Anteil an der Energiebezugsfläche zu nennen. Ausweisung von Sonderzonen Werden Teilflächen eines Gebäudes in einer Weise genutzt, die in energetischer Hinsicht stark von der Hauptnutzung abweicht, und ist auf diese die vorstehende beschriebene flächenanteilige Gewichtung nicht sinnvoll anzuwenden (zum Beispiel weil diese Nutzungen keinen eigenständigen Charakter haben oder weil die Ausweisung eines Flächenanteils nicht möglich ist), so können diese Nutzungen als Sonderzonen im Energieausweis angegeben werden. Der Vergleichswert für das Gebäude ist dann zwar der für die Hauptnutzung(en) ermittelte Wert, die Angabe der Sonderzone hilft aber bei der Interpretation des Wertes. Tabelle 7.2-2 Vergleichswerte für den Heizenergieverbrauchskennwert eVergl,h und den Stromverbrauchskennwert eVergl,s (beide in kWh/(m²a)) für Gebäude, die nach dem Bauwerkszuordnungskatalog kategorisiert sind 1 1 2 3

2

Ziffer nach Gebäudekategorie BWZK

1100

Parlamentsgebäude

1200

Gerichtsgebäude

4 5 6 1300 7

Verwaltungsgebäude, normale technische Ausstattung (ohne BWZK Nr. 1311, 1320, 1340 und 1350)

3 ANGF

4

5

Vergleichswerte

in m²

eVergl,h

eVergl,s

beliebig

70

40

d 3.500

90

20

> 3.500

70

25

d 3.500

80

20

> 3.500

85

30

8

1311

Ministerien

beliebig

70

30

9

1320

Verwaltungsgebäude mit höherer technischer Ausstattung (Anteil der Kosten für technische Anlagen gegenüber Baukonstruktion > 25%)

beliebig

85

40

10

1340

Polizeidienstgebäude

beliebig

90

30

240

7 Verbrauchsbasierte Energieausweise 1

1 2

2

Ziffer nach Gebäudekategorie BWZK

3 ANGF

4

5

Vergleichswerte

in m²

eVergl,h

eVergl,s

11

1350

Rechenzentren

beliebig

90

155

12

2100

Hörsaalgebäude

beliebig

90

40

13

2200

Institutsgebäude für Lehre und Forschung (ohne BWZK Nr. 2210 bis 2250)

beliebig

105

65

Institutsgebäude I (Sprach- und Kulturwissenschaften, Wirtschafts- und Gesellschaftswissenschaften, Mathematik, Bibliotheken, Architektur, Raumplanung)

d 3.500

105

65

2210

> 3.500

90

25

14 15

16

2220

Institutsgebäude II (Sonstige Naturwissenschaften, Agrar-, Forst- und Ernährungswissenschaften, Bauingenieurwesen, Vermessungswesen, sonstige Ingenieurwissenschaften, Informatik, Geographie)

beliebig

85

35

17

2230

Institutsgebäude III (Physik, Verfahrenstechnik, Bergbau, Hüttenwesen, Maschinenbau, Elektrotechnik)

beliebig

110

55

18

2240

Institutsgebäude IV (Vorklinische Medizin, Klinischtheoretische Medizin)

beliebig

95

65

19

2250

Institutsgebäude V (Chemie, Pharmazie, Biologie)

beliebig

135

75

20

2300

Institutsgebäude für Forschung und Untersuchung

beliebig

135

65

21

2400

Fachhochschulen

beliebig

80

30

22

3000

Gebäude des Gesundheitswesens (ohne BWZK Nr. 3200)

beliebig

135

50

23

3200

Krankenhäuser und Unikliniken für Akutkranke

beliebig

250

125

d 3.500

105

10

4100

Allgemeinbildende Schulen > 3.500

90

10

24 25 26

4200

Berufsbildende Schulen

beliebig

80

20

27

4300

Sonderschulen

beliebig

105

15

28

4400

Kindertagesstätten

beliebig

110

20

29

4500

Weiterbildungseinrichtungen

beliebig

90

20

30

5000

Sportbauten (ohne BWZK Nr. 5100, 5200 und 5300) und Sondersportanlagen (Kegelbahnen, Schießanlagen, Reithallen, Eissporthallen, Tennishallen)

beliebig

120

30

31

5100

Hallen (ohne Schwimmhallen)

beliebig

110

25

7.2 Regeln für Nichtwohngebäude 1 1 2

241 2

3 ANGF

Ziffer nach Gebäudekategorie BWZK

4

5

Vergleichswerte

in m²

eVergl,h

eVergl,s

32

5200

Schwimmhallen

beliebig

425

155

33

5300

Gebäude für Sportplatz- und Freibadeanlagen (Umkleidegebäude, Tribünengebäude, Sportheime, Platzwartgebäude, Sportbetriebsgebäude)

beliebig

135

30

34

6300 bis 6600

Gemeinschaftsunterkünfte, Betreuungseinrichtungen, Verpflegungseinrichtungen, Beherbergungsstätten

beliebig

105

20

Gebäude für Produktion, Werkstätten, Lagergebäude (ohne BWZK Nr. 7700)

d 3.500

110

20

7000

> 3.500

110

65

35 36 37

7700

Gebäude für öffentliche Bereitschaftsdienste

beliebig

100

20

38

8000

Bauwerke für technische Zwecke

beliebig

110

40

39

9100

Gebäude für kulturelle und musische Zwecke (ohne BWZK Nr. 9120 bis 9150)

beliebig

65

20

40

9120

Ausstellungsgebäude

beliebig

75

40

41

9130

Bibliotheksgebäude

beliebig

55

40

42

9140

Veranstaltungsgebäude

beliebig

110

40

43

9150

Gemeinschaftshäuser

beliebig

135

30

44

9600

Justizvollzugsanstalten

beliebig

180

40

Tabelle 7.2-3 Vergleichswerte für den Heizenergieverbrauchskennwert eVergl,h und den Stromverbrauchskennwert eVergl,s (beide in kWh/(m²a)) für Gebäude, die nicht nach dem Bauwerkszuordnungskatalog kategorisiert sind 1 1 2

Nutzungsgruppe

3 4 5

Hotels, Beherbergung

2

Nutzung

4

5

Vergleichswerte eVergl,h

eVergl,s

Hotels ohne Stern, Pensionen, Gasthäuser, Hotels garni

150

50

Hotels mit 1 und 2 Sternen

85

55

Hotels mit 3 Sternen

95

60

242

7 Verbrauchsbasierte Energieausweise 1

1 2

Nutzungsgruppe

2

Nutzung

4

5

Vergleichswerte eVergl,h

eVergl,s

6

Hotels mit 4 und 5 Sternen

105

65

7

Jugendherberge, Gästehäuser, Ferien-, Schulland-, Vereinsheime

90

20

8

Ausschankwirtschaft

240

70

Speisegaststätte/Restaurant

205

95

10

Kantinen/Mensen

120

75

11

Kino

55

80

Opernhäuser, Theatergebäude

110

40

Saalbauten, Stadthallen

110

40

14

Freizeitzentren, Jugendhäuser, Gemeindehäuser

105

20

15

Sporthallen

120

35

16

Mehrzweckhallen

240

40

17 Sportanlagen

Schwimmhallen, Hallenbäder

385

105

18

Sportheim (Vereinsheim)

80

20

19

Fitnessstudios

100

120

20

Handel Non-Food, sonstige persönliche Dienstleistungen bis 300 m²

135

45

21

Handel Non-Food über 300 m²

75

60

22

Handel Food bis 300 m²

125

75

Handel Food über 300 m² sowie Metzgerei mit Produktion

95

265

24

Kaufhäuser, Warenhäuser, Einkaufszentren (Food und Non-Food)

70

85

25

Geschlossene Lagerhäuser, Speditionen

30

35

26

Kosmetik/Friseur

155

65

Krankenhäuser bis 250 Betten

145

84

Krankenhäuser von 251 bis 1000 Betten

175

80

9

12 13

23

27 28

Gaststätten

Veranstaltungsgebäude

Handel/ Dienstleistung

Gesundheitswesen

7.2 Regeln für Nichtwohngebäude 1 1 2

Nutzungsgruppe

243 2

Nutzung

4

5

Vergleichswerte eVergl,h

eVergl,s

29

Krankenhäuser mit über 1000 Betten

200

80

30

Freiberufliches Gesundheitswesen, Praxen

200

35

31

Flughafen, Terminal

135

205

32

Flughafen, Frachthallen

120

70

Flughafen, Wartung/Hangar

270

65

Flughafen, Werkstätten

155

150

35

Bahnhof (inkl. Vermarktungsbereich) < 5000 m²

120

30

36

Bahnhof (inkl. Vermarktungsbereich) • 5000 m²

115

100

37

Bürogebäude, nur beheizt

105

35

38 Bürogebäude

Bürogebäude, temperiert und belüftet

110

85

39

Bürogebäude mit Vollklimaanlage, Konditionierung unabhängig von der Außentemperatur

135

105

33 34

Verkehrsinfrastruktur

245

8 Beispiele 8.1 Wohngebäude Neubau – Bedarfsausweis Bei dem im Folgenden vorgestellten Beispiel handelt es sich um ein Wohngebäude, welches entsprechend der EnEV 2009 [31] gemäß x DIN V 18599 [63 bis 72] oder x DIN EN 832 [79] in Verbindung mit DIN V 4108-6 [54] und DIN 4701-10 [57] bilanziert werden muss. Die EnEV 2009 [31] stellt Anforderungen an den Jahres-Primärenergiebedarf (QP) und den spezifischen, auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche bezogenen Transmissionswärmeverlust H‘T. Weiter müssen die Anforderungen des Erneuerbare-Energien-Wärmegesetzes (EEWärmeG) [10] eingehalten werden, welches für Neubauten fordert, dass der Wärmeenergiebedarf durch die anteilige Nutzung von Erneuerbaren Energien gedeckt werden muss. Im Abschnitt 8.1 wird das Wohngebäude vorgestellt, die Energiebilanzierung mit Zwischenergebnissen für die Grundvariante mit dem Rechenverfahren nach DIN EN 832 [79] in Verbindung mit DIN V 4108-6 [54] und DIN 4701-10 [57] gezeigt, der EnEV 2009-Nachweis geführt und der erforderliche Energieausweis dargestellt. Weiter werden die Ergebnisse verschiedener Varianten aufgezeigt, um die Einflussmöglichkeiten der verschiedenen Ausführungen von Bau- und Anlagentechnik und weiteren Stellschrauben zu verdeutlichen. Die Ergebnisse der Grundvariante nach dem Rechenverfahren der DIN V 18599 [63 bis 72] werden ebenfalls vorgestellt. Die Energiebilanzierung nach DIN V 18599 [63 bis 72] erfolgte mit einer EnEV-Software welche den Rechenkern des Fraunhofer Instituts für Bauphysik in der Version 3.0.18.0 verwendet.

8.1.1 Vorstellung Wohngebäude Beschreibung des Wohngebäudes Bei dem Wohngebäude handelt es sich um ein zweigeschossiges Einfamilienhaus (Erd- und Dachgeschoss) mit einem Satteldach. Das Wohngebäude ist nicht unterkellert. Das kompakte Wohngebäude ist ein Massivbau mit einer Bodenplatte und Geschossdecken aus Stahlbeton, monolithischen, gemauerten Außenwänden mit zweifarbig abgesetzter Putzbeschichtung und einem Steildach in Holzbauweise. Grundrisse Bei den in Bild 8.1-1 und 8.1-2 dargestellten Grundrissen wird zur besseren Darstellung auf die im Bauwesen übliche detaillierte Vermaßung verzichtet.

246

Bild 8.1-1 Grundriss Erdgeschoss

Bild 8.1-2 Grundriss Obergeschoss

8 Beispiele

8.1 Wohngebäude Neubau – Bedarfsausweis Ansichten

Bild 8.1-3 Ansicht von Norden

Bild 8.1-4 Ansicht von Süden

Bild 8.1-5 Ansicht von Westen

Bild 8.1-6 Ansicht von Osten

247

248

8 Beispiele

Querschnitt Bei dem im Bild 8.1-7 dargestellten Schnitt A-A des Wohngebäudes wird zur besseren Darstellung auf die im Bauwesen übliche detaillierte Vermaßung verzichtet.

Bild 8.1-7 Schnitt A-A

8.1.2 Kenndaten Grundvariante Flächen und Volumina Tabelle 8.1-1 Flächen und Volumina des Wohngebäudes 1

2

3

1

Gebäudenutzfläche

AN

137,18 m²

2

Wärmeübertragende Hüllfläche

A

340,41 m²

3

Verhältnis Wärmeübertragende Hüllfläche / Gebäudevolumen

A/Ve

0,79 1/m

4

Gebäudevolumen

Ve

428,70 m³

8.1 Wohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

249

Zusammenstellung der transparenten Bauteile In Tabelle 8.1-2 sind die verwendeten transparenten Bauteile zusammengestellt. Die Ermittlung der Wärmedurchgangskoeffizienten Uw der Fenster und Fenstertüren erfolgt gemäß DIN EN ISO 10077-1 [88]. Tabelle 8.1-2 Zusammenstellung der transparenten Bauteile 1

2

3

4

5

6

7

gA

g

Rahmen Uf in W/(m²K)

Verglasung Ug in W/(m²K)

Fenster Uw in W/(m²K)

1

Fenster und Fenstertüren

2

Fenster Erdgeschoss Kunststoffrahmen mit 3-fach Verglasung

Rollläden

0,60

0,54

1,40

0,70

1,10

3

Fenster Dachgeschoss Kunststoffrahmen mit 3-fach Verglasung

Rollläden

0,60

0,54

1,40

0,70

1,10

4

Haustür Kunststoffrahmen mit 3-fach Verglasung

nein

0,60

0,54

1,40

0,70

1,10

Sonnenschutz

Zusammenstellung der opaken Bauteile Die Ermittlung der Wärmedurchgangskoeffizienten U der opaken Bauteile erfolgt gemäß DIN EN ISO 6946 [87]. Tabelle 8.1-3 Zusammenstellung der Kennwerte der opaken Bauteile und Überprüfung des Mindest-Wärmeschutzes gemäß DIN 4108-2 1

1

Bauteil

2

3

Summe der Wärmedurch- Mindest-Wärmedurchlasslasswiderstände Ȉ R widerstand Ȉ R gemäß DIN 4108-2 in m²K/W in m²K/W

4 Wärmedurchgangskoeffizient U in W/(m²K)

2

Bodenplatte

2,93

0,90

0,32

3

Außenwände

4,64

1,20

0,21

4

Steildach

5,46

1,00

0,18

5

Kehlbalkendecke

5,66

1,00

0,18

250

8 Beispiele

Tabelle 8.1-4 Aufbau Bauteil Bodenplatte 1

2

3

4

5

1

Nr.

Material

d in mm

O in W/(m²K)

R in m²K/W

2

-

Wärmeübergang innen

-

-

0,170

3

1

Bodenbelag

15,0

1,300

0,012

4

2

Estrich auf Trennlage

40,0

1,400

0,029

5

3

Wärmedämmung

70,0

0,035

2,000

6

4

Trittschalldämmung

30,0

0,035

0,857

7

5

Abdichtung nach DIN 18195

5,0

0,170

0,029

8

6

Stahlbeton

160,0

2,300

-

9

7

Boden / Verfüllmaterial

-

-

-

10

8

Erdreich

-

-

-

11

-

Wärmeübergang außen

-

-

0,000

12

-

Summe der Wärmedurchlasswiderstände Ȉ R

2,93

13

-

Wärmedurchgangswiderstand RT

3,10

14

-

Mindestwert Wärmedurchlasswiderstand Ȉ R gemäß DIN 4108-2 Tabelle 3

0,90

15

-

16

-

Wärmedurchgangskoeffizient U

0,32 W/(m²K)

8.1 Wohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

251

Tabelle 8.1-5 Aufbau Bauteil Außenwand 1

2

3

4

5

1

Nr.

Material

d in mm

O in W/(m²K)

R / RT in m²K/W

2

-

Wärmeübergang innen

-

-

0,130

3

1

Innenputz

15,0

0,700

0,021

4

2

Mauerwerk

365,0

0,080

4,562

5

4

Außenputzsystem

20,0

0,380

0,053

6

-

Wärmeübergang außen

-

-

0,040

7

-

Summe der Wärmedurchlasswiderstände Ȉ R

4,64

8

-

Wärmedurchgangswiderstand RT

4,81

9

-

Mindestwert Wärmedurchlasswiderstand Ȉ R gemäß DIN 4108-2 Tabelle 3

1,20

10

-

11

-

Wärmedurchgangskoeffizient U

0,21 W/(m²K)

252

8 Beispiele

Tabelle 8.1-6 Aufbau Steildach homogener Bereich 1 – Gefach 1

2

3

4

5

1

Nr.

Material

d in mm

O in W/(m²K)

R / RT in m²K/W

2

-

Wärmeübergang außen

-

-

0,100

3

1

Dacheindeckung

-

-

-

4

2

Traglattung

-

-

-

5

3

Konterlattung

-

-

-

6

4

Unterspannbahn

0,15

-

-

7

5

Wärmedämmung als Zwischensparrendämmung

180,00

0,035

5,143

8

6

Dampfsperre

0,15

-

-

9

7

Wärmedämmung als Untersparrendämmung

48,00

0,035

1,371

10

8

Gipskartonplatten

12,5

0,250

0,050

11

-

Wärmeübergang innen

-

-

0,100

12

-

Summe der Wärmedurchlasswiderstände Ȉ R

6,56

13

-

Wärmedurchgangswiderstand RT

6,76

14

-

Mindestwert Wärmedurchlasswiderstand Ȉ R gemäß DIN 4108-2 Abs. 5.2.2

1,75

15

-

16

-

Wärmedurchgangskoeffizient U

0,15 W/(m²K)

8.1 Wohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

253

Tabelle 8.1-7 Aufbau Steildach homogener Bereich 2 – Sparren und Lattung 1

2

3

4

5

1

Nr.

Material

d in mm

O in W/(m²K)

R / RT in m²K/W

2

-

Wärmeübergang außen

-

-

0,100

3

1

Dacheindeckung

-

-

-

4

2

Traglattung

-

-

-

5

3

Konterlattung

-

-

-

6

4

Unterspannbahn

0,15

-

-

7

5

Sparren aus Holz b = 80 mm, Achsabstand e = 625 mm

180,00

0,130

1,385

9

6

Dampfsperre

0,15

-

-

10

7

Lattung aus Holz b = 48 mm, Achsabstand e = 625 mm

48,00

0,130

0,369

11

8

Gipskartonplatten

12,5

0,250

0,050

12

-

Wärmeübergang innen

-

-

0,100

13

-

Summe der Wärmedurchlasswiderstände Ȉ R

1,80

14

-

Wärmedurchgangswiderstand RT

2,00

15

-

Mindestwert Wärmedurchlasswiderstand Ȉ R gemäß DIN 4108-2 Abs. 5.2.2

16

-

17

-

Wärmedurchgangskoeffizient U

-

0,50 W/(m²K)

254

8 Beispiele

Tabelle 8.1-8 Steildach U-Wert Ermittlung inhomogener Gesamtaufbau 1 1

2

Teilflächen und Schichten Teilfläche a: Sparrendämmung + Untersparrendämmung + Gipskartonplatte Teilfläche b: Sparren + Untersparrendämmung + Gipskartonplatte Teilfläche c: Sparrendämmung + Lattung + Gipskartonplatte Teilfläche d: Sparrendämmung + Untersparrendämmung + Gipskartonplatte Schicht 1: Kehlbalken aus Holz und Dämmung Schicht 2: Lattung aus Holz und Dämmung Schicht 3: Gipskartonplatten

3

4

Teilflächen a bis d fa

4 ˜ 0,4360 ˜ 0,4616

0,8050m²

fb

2 ˜ 0,1280 ˜ 0,4616

0,1182m²

fc

2 ˜ 0,4360 ˜ 0,0768

0,0670m²

fd

1 ˜ 0,1280 ˜ 0,0768

0,0098m²

¦f 5

0,8050  0,1182  0,0670  0,0098

Wärmedurchgangswiderstände RT in den Bereichen a bis d RTa

0,100 

0,180 0,048 0,0125    0,100 0,035 0,035 0,250

6,764

m² K W

RTb

0,100 

0,180 0,048 0,0125    0,100 0,130 0,035 0,250

3,006

m² K W

RTc

0,100 

0,180 0,048 0,0125    0,100 0,035 0,130 0,250

5,762

m² K W

RTd

0,100 

0,180 0,048 0,0125    0,100 0,130 0,130 0,250

2,004

m² K W

6

7

1,000m²

Wärmedurchlasswiderstände Rj der Schichten 1, 2 und 3

R1

R2 8

R3

1 0,8050 0,1182 0,0670 0,0098    0,18 0,18 0,18 0,18 0,035 0,13 0,035 0,13

1 0,8720 0,1280  0,18 0,18 0,035 0,13

1 0,8050 0,1182 0,0670 0,0098    0,048 0,048 0,048 0,048 0,035 0,035 0,13 0,13

1 0,9232 0,0768  0,048 0,048 0,035 0,13

1 0,8050 0,1182 0,0670 0,0098    0,0125 0,0125 0,0125 0,0125 0,250 0,250 0,250 0,250

1 1,000 0,0125 0,250

0,050

3,817

m²K W

1,135

m²K W

m²K W

8.1 Wohngebäude Neubau – Bedarfsausweis 9

10

255

oberer Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes RT‘

RT '

1 0,8050 0,1182 0,0670 0,0098    6,764 3,006 5,762 2,004

5,719

m²K W

11

unterer Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes RT‘‘

12

RT ''

13

Wärmedurchgangswiderstand RT des Bauteils

14

RT

15

Mindestwert Wärmedurchlasswiderstand R gemäß DIN 4108-2 [52] Abs. 5.2.2 m²K RT ,min 1,00 W

16

Wärmedurchgangskoeffizient U des Bauteils

17

U

0,10  3,817  1,135  0,050  0,10

5,719  5,202 2

1 5,461

0,18

W m² K

5,46

5,202

m²K W

m² K W

256

8 Beispiele

Tabelle 8.1-9 Aufbau Kehlbalkendecke homogener Bereich 1 – Gefach 1

2

3

4

5

1

Nr.

Material

d in mm

O in W/(m²K)

R / RT in m²K/W

2

-

Wärmeübergang außen

-

-

0,100

3

1

Holzschalung

24,0

0,130

0,185

4

2

Wärmedämmung als Zwischenbalkendämmung

180,00

0,035

5,143

5

3

Dampfsperre

0,15

-

-

6

4

Wärmedämmung als Unterbalkendämmung

48,00

0,035

1,371

7

5

Gipskartonplatten

12,5

0,250

0,050

8

-

Wärmeübergang innen

-

-

0,100

9

-

Summe der Wärmedurchlasswiderstände Ȉ R

6,75

10

-

Wärmedurchgangswiderstand RT

6,95

11

-

Mindestwert Wärmedurchlasswiderstand Ȉ R gemäß DIN 4108-2 Abs. 5.2.2

1,75

12

-

13

-

Wärmedurchgangskoeffizient U

0,14 W/(m²K)

8.1 Wohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

257

Tabelle 8.1-10 Aufbau Kehlbalkendecke homogener Bereich 2 – Balken und Lattung 1

2

3

4

5

1

Nr.

Material

d in mm

O in W/(m²K)

R / RT in m²K/W

2

-

Wärmeübergang außen

-

-

0,100

3

1

Holzschalung

24,0

0,130

0,185

4

2

Kehlbalken aus Holz b = 80 mm, Achsabstand e = 625 mm

180,00

0,130

1,385

5

3

Dampfsperre

0,15

-

-

6

4

Lattung aus Holz b = 48 mm, Achsabstand e = 625 mm

48,00

0,130

0,369

7

5

Gipskartonplatten

12,5

0,250

0,050

8

-

Wärmeübergang innen

-

-

0,100

9

-

Summe der Wärmedurchlasswiderstände Ȉ R

1,99

10

-

Wärmedurchgangswiderstand RT

2,19

11

-

Mindestwert Wärmedurchlasswiderstand Ȉ R gemäß DIN 4108-2 Abs. 5.2.2

12

-

13

-

Wärmedurchgangskoeffizient U

-

0,46 W/(m²K)

258

8 Beispiele

Tabelle 8.1-11 Kehlbalkendecke U-Wert Ermittlung inhomogener Gesamtaufbau 1 1

Teilflächen und Schichten Teilfläche a: Holzschalung + Balkendämmung + Untersparrendämmung + Gipskartonplatte Teilfläche b: Holzschalung + Kehlbalken + Unterbalkendämmung + Gipskartonplatte Teilfläche c: Holzschalung + Balkendämmung + Lattung + Gipskartonplatte Teilfläche d: Holzschalung + Balkendämmung + Unterbalkendämmung + Gipskartonplatte

2 Schicht 1: Holzschalung Schicht 2: Kehlbalken aus Holz und Dämmung Schicht 3: Lattung aus Holz und Dämmung Schicht 4: Gipskartonplatten 3

4

Teilflächen a bis d fa

4 ˜ 0,4360 ˜ 0,4616

0,8050m²

fb

2 ˜ 0,1280 ˜ 0,4616

0,1182m²

fc

2 ˜ 0,4360 ˜ 0,0768

0,0670m²

fd

1 ˜ 0,1280 ˜ 0,0768

0,0098m²

¦f 5

0,8050  0,1182  0,0670  0,0098

1,000m²

Wärmedurchgangswiderstände RT in den Bereichen a bis d RTa

0,100 

0,024 0,180 0,048 0,0125     0,100 0,130 0,035 0,035 0,250

6,949

m² K W

RTb

0,100 

0,024 0,180 0,048 0,0125     0,100 0,130 0,130 0,035 0,250

3,191

m² K W

RTc

0,100 

0,024 0,180 0,048 0,0125     0,100 0,130 0,035 0,130 0,250

5,947

m² K W

RTd

0,100 

0,024 0,180 0,048 0,0125     0,100 0,130 0,130 0,130 0,250

2,188

m² K W

6

8.1 Wohngebäude Neubau – Bedarfsausweis 7

Wärmedurchlasswiderstände Rj der Schichten 1, 2, 3 und 4

R1

R2

8

R3

R4

9

10

259

1 0,8050 0,1182 0,0670 0,0098    0,024 0,024 0,024 0,024 0,130 0,130 0,130 0,1300

1 1,000 0,024 0,130

1 0,8050 0,1182 0,0670 0,0098    0,18 0,18 0,18 0,18 0,035 0,13 0,035 0,13

1 0,8720 0,1280  0,18 0,18 0,035 0,13

1 0,8050 0,1182 0,0670 0,0098    0,048 0,048 0,048 0,048 0,035 0,035 0,13 0,13

1 0,9232 0,0768  0,048 0,048 0,035 0,13

1 0,8050 0,1182 0,0670 0,0098    0,0125 0,0125 0,0125 0,0125 0,250 0,250 0,250 0,250

0,185

1 1,000 0,0125 0,250

m²K W

0,050

3,817

m²K W

1,135

m²K W

m²K W

oberer Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes RT‘

RT '

1 0,8050 0,1182 0,0670 0,0098    6,949 3,191 5,947 2,188

5,930

m²K W

11

unterer Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes RT‘‘

12

RT ''

13

Wärmedurchgangswiderstand RT des Bauteils

14

RT

15

Mindestwert Wärmedurchlasswiderstand R gemäß DIN 4108-2 [52] Abs. 5.2.2 m² K 1,00 min RT W

16

Wärmedurchgangskoeffizient U des Bauteils

17

U

0,10  0,185  3,817  1,135  0,050  0,10

5,930  5,387 2

1 5 ,659

0,18

5,66

5,387

m² K W

m² K W

W m² K

Klimabedingter Feuchteschutz Der Nachweis des klimabedingten Feuchteschutzes muss gemäß DIN 4108-3 [53] geführt werden. Für die in Abschnitt 4.3.2 und 4.3.3 der DIN 4108-3 [53] aufgeführten Bauteile mit ausreichendem Wärmeschutz nach DIN 4108-2 [52] und luftdichter Ausführung nach DIN V 4108-7 [55] ist kein rechnerischer Nachweis des Tauwasserausfalls infolge Wasserdampfdiffusion erforderlich. Da die Fenster und Fenstertüren ausschließlich aus wasserdampfdiffusionsdichten Elementen gefertigt werden, ist gemäß DIN 4108-3 [53] Abs. 4.3.4 für diese ebenfalls kein Tauwassernachweis erforderlich.

260

8 Beispiele

Tabelle 8.1-12 Nachweis des klimabedingten Feuchteschutzes 1

2

3

4

1

Bauteil

Aufbau

Ausführung gemäß DIN 4108-3

Nachweis gemäß DIN 4108-3

2

Außenwände

einschaliges Mauerwerk nach DIN 1053-1 mit Putzbeschichtung

Abschnitt 4.3.2

kein Nachweis erforderlich

3

Steildach

belüftetes Dach mit einer Dachneigung • 5° und einer diffusionshemmenden Schicht mit sd,i • 100 m unterhalb der Wärmedämmschicht

Abschnitt 4.3.3

kein Nachweis erforderlich

4

Fenster und Fenstertüren

Ausführung aus wasserdampfdiffusionsdichten Elementen

Abschnitt 4.3.4

kein Nachweis erforderlich

Wärmebrücken Die Berücksichtigung des Wärmebrückeneinflusses bei der Ermittlung der Transmissionswärmeverluste (DIN V 4108-6 [54]) bzw. des Transmissionswärmetransferkoeffizienten (DIN V 18599-2 [64]) erfolgt pauschal mit ǻUWB = 0,10 W/(m²K), d. h. ohne Berücksichtigung der Planungs- und Ausführungsbeispiele von DIN 4108 Beiblatt 2 [56]. Luftdichtheit Der Infiltrationsluftwechsel des Wohngebäudes ohne mechanische Lüftung wird in Abhängigkeit von der Gebäudedichtheit bestimmt. Als Maß für die Gebäudedichtheit gilt dabei der gemessene Luftwechsel bei 50 Pa Druckdifferenz (n50-Wert). Für das Wohngebäude wird die Einhaltung der Anforderung an die Gebäudedichtheit nach DIN 4108-7 [55] nach Fertigstellung durch eine Dichtheitsprüfung (z. B. Blower-Door Messung) nachgewiesen. Diese Anforderung liegt bei Gebäuden ohne raumlufttechnische Anlagen bei n50 ” 3 h-1. Lüftung Der nutzungsbedingte Mindestaußenluftwechsel des Wohngebäudes wird in sämtlichen Räumen über freie Lüftung erbracht. Eine raumlufttechnische Anlage wird somit nicht eingesetzt. Sommerlicher Wärmeschutz Das Wohngebäude ist gemäß EnEV 2009 § 3 Abs. 4 so auszuführen, dass die Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz eingehalten werden. Der Nachweis wird durch die Einhaltung der höchstzulässigen Sonneneintragskennwerte gemäß DIN 4108-2 [52] geführt. Gemäß DIN 4108-2 Abs. 8.3 [52] kann auf den Nachweis verzichtet werden, wenn die Fenster in Ost-, Süd,- oder Westorientierung mit außenliegenden Sonnenschutzeinrichtungen mit einem Abminderungsfaktor Fc ” 0,30 ausgestattet sind. Die vorhandenen Rollläden werden gemäß Tabelle 8 der DIN 4108-2 [52] mit Fc = 0,30 angesetzt. Somit kann auf einen Nachweis verzichtet werden.

8.1 Wohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

261

Heizsystem Das verwendete Heizsystem (H) wird über die Prozessschritte Erzeugung (g), Speicherung (s), Verteilung (d) und Übergabe (ce) definiert. Tabelle 8.1-13 Prozessschritte Heizsystem (H) 1

2

3

1

Erzeugung

H,g

x x x x

2

Speicherung

H,s

x keine Speicherung für das Heizsystem vorhanden

Brennwertkessel verbessert raumluftunabhängiger Wärmeerzeuger Energieträger: Erdgas Aufstellung innerhalb der thermischen Hülle

3

Verteilung

H,d

x x x x x

4

Übergabe

H,ce

x freie Heizflächen x überwiegende Anordnung der Heizflächen im Außenwandbereich x P-Regler mit Auslegungsproportionalbereich: 2 K

Vorlauftemperatur: 55,0 °C Rücklauftemperatur: 45,0 °C horizontale Verteilung innerhalb der thermischen Hülle Verteilungsstränge innenliegend geregelte Pumpe

Trinkwarmwasserversorgung Das verwendete System zur Erzeugung des Trinkwarmwassers (TW) wird über die Prozessschritte Erzeugung (g), Speicherung (s), Verteilung (d) und Übergabe (ce) definiert. Tabelle 8.1-14 Prozessschritte Trinkwarmwasser (w) 1

2

3

1

Erzeugung

TW,g

x x x x x

2

Speicherung

TW,s

x Solarspeicher x Aufstellung innerhalb der thermischen Hülle

3

Verteilung

TW,d

x ohne Zirkulation x Verteilung innerhalb der thermischen Hülle

4

Übergabe

TW,ce

x keine Übergabeverluste

Brennwertkessel verbessert Energieträger: Erdgas Aufstellung innerhalb der thermischen Hülle solare Trinkwarmwassererwärmung vorhanden mindestens 0,04 m² Aperturfläche je m² Gebäudenutzfläche

262

8 Beispiele

8.1.3 Ergebnisse der Grundvariante (Rechenverfahren gemäß DIN V 4108-6 und DIN V 4701-10) In diesem Abschnitt werden die Ergebnisse der Energiebilanzierung des Wohngebäudes nach DIN EN 832 [79] in Verbindung mit DIN V 4108-6 [54] und DIN 4701-10 [58] zusammengefasst. Tabelle 8.1-15 Transmissionswärmeverlust der Bauteile und Wärmebrücken 1

2

3

Wärmeverlust HT in W/K

Anteil in %

1

Bauteil

2

Außenwände

29,4

24,4

3

Fenster und Fenstertüren

29,1

24,1

4

Dach und Kehlbalkendecke

14,9

12,4

5

Grundfläche

13,1

10,9

6

Wärmebrücken

34,0

28,2

7

Summe

120,5

100,0

Tabelle 8.1-16 Heizwärmebedarf 1

2

3

Zeichen

Q in kWh/a

1

Wärmeverluste / -gewinne

2

Transmissionswärmeverluste

QHT

10571

3

Lüftungswärmeverluste

QHV

5830

4

Nachtabschaltung

'Qil

-618

5

nutzbare interne Wärmegewinne

Qi

-4082

6

Solare Wärmegewinne opaker Bauteile

QS,op

-545

7

nutzbare solare Wärmegewinne

QS

-3091

8

Jahres-Heizwärmebedarf

QH

8065

9

spezifischer Jahres-Heizwärmebedarf

qH

58,79 kWh/(m²a)

8.1 Wohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

263

Tabelle 8.1-17 Monatsbilanzen Wärmeverluste und Wärmegewinne 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Okt.

Nov.

Dez.

Wärmeverluste und Wärmegewinne je Monat in kWh/(m²mth) 1

Jan.

Feb.

März

April

Mai

Juni

Juli

Aug. Sept.

2

Transmissonswärmeverluste

1820 1490 1336

824

547

286

90

63

399

888

1241 1587

3

Lüftungswärmeverluste

1004

822

737

455

302

158

50

35

220

490

684

875

4

Summe Wärme- -825 gewinne

-796

-978 -1182 -846

-444

-139

-97

-618

-932

-769

-709

5

Summen

0

0

0

1

446

1157 1753

1999 1516 1095

97

3

Bild 8.1-8 Monatsbilanz der Wärmeverluste und Wärmegewinne

Bild 8.1-9 Endenergiebedarf und Primärenergiebedarf an dem Label (Bandtachometer)

264

Bild 8.1-10 Anlagenbewertung nach DIN V 4701-10 [57] - Zusammenfassung

8 Beispiele

8.1 Wohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

Bild 8.1-11 Anlagenbewertung nach DIN V 4701-10 [57] - Trinkwarmwassererwärmung

265

266

8 Beispiele

Bild 8.1-12 Anlagenbewertung nach DIN V 4701-10 [57] - Heizung

Ergebnisse Grundvariante Tabelle 8.1-18 Ergebnisse Grundvariante nach DIN V 4108-6 [54] und DIN 4701-10 [58] 1 1 2

Ergebnisse nach DIN V 4108-6 und DIN V 4701-10

2

3

Jahres-Primärenergiebedarf QP

spezifischer Transmissionswärmeverlust H‘T

80,79 kWh/(m²a)

0,35 W/(m²K)

8.1 Wohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

267

8.1.4 Ergebnisse der Grundvariante Rechenverfahren DIN V 18599 In Tabelle 8-1-19 sind die Ergebnisse nach DIN 18599 [63 bis 72] zusammengestellt. Tabelle 8.1-19 Ergebnisse Grundvariante nach DIN V 18599 [63 bis 72] 1 1 2

Ergebnisse nach DIN V 18599

2

3

Jahres-Primärenergiebedarf QP

spezifischer Transmissionswärmeverlust H‘T

101,96 kWh/(m²a)

0,35 W/(m²K)

8.1.5 Energieeinsparnachweis gemäß EnEV 2009 Umfang des EnEV-Nachweises Gemäß Energieeinsparverordnung und der direkt in Bezug genommenen Regelwerke müssen für den öffentlich-rechtlichen Energieeinsparnachweis die folgenden Nachweise erbracht werden: x Einhaltung des zulässigen Jahres-Primärenergiebedarfs (EnEV 2009 [31] § 3 Abs. 1) x Einhaltung des Höchstwertes des spezifischen, auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche bezogenen Transmissionswärmeverlustes (EnEV 2009 [31] § 2 Abs. 2) x Einhaltung der Anforderungen des Mindestwärmeschutzes nach den anerkannten Regeln der Technik (EnEV 2009 [31] § 7 Abs. 1) – als anerkannte Regel der Technik für den Mindestwärmeschutz ist zur Zeit DIN 4108-2 [52] anzusehen x Einhaltung der Anforderungen zum klimabedingten Feuchteschutz gemäß DIN 4108-3 [53], welche in DIN 4108-2 [52] Abs. 4.2.2 in Bezug genommen wird x Gleichwertigkeitsnachweise für die Ausführung der Wärmebrücken bei der Berücksichtigung des Wärmebrückeneinflusses mit Überprüfung der Gleichwertigkeit nach DIN 4108 Beiblatt 2 [56] (EnEV 2009 [31] § 7 Abs. 2) x Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes (EnEV 2009 [31] § 4 Abs. 4) durch die Einhaltung der zulässigen Sonneneintragskennwerte gemäß DIN 4108-2 [52] Weiter sind bei der Planung des Gebäudes die Anforderungen gemäß EnEV 2009 [31] Abschnitt 4 einzuhalten für: x die Inbetriebnahme von Heizkesseln und sonstigen Wärmeerzeugern (EnEV 2009 [31] Abs. 4 § 13) x Verteilungseinrichtungen und Warmwasseranlagen (EnEV 2009 [31] Abschnitt 4 § 14) x Klimaanlagen und sonstige Anlagen der Raumlufttechnik (EnEV 2009 [31] Abschnitt 4 § 15) Dokumentation des EnEV-Nachweises In der EnEV 2009 [31] werden zwar die nachzuweisenden Punkte definiert (siehe vorheriger Absatz), aber keine Angaben über Art und Umfang der Dokumentation gemacht. Nach Meinung der Autoren sollte ein Energieeinsparnachweis gemäß EnEV prüf- und nachvollziehbar

268

8 Beispiele

sein, was z. B. bei der Tragwerksplanung (Statik) selbstverständlich ist, und daher die folgenden Bestandteile enthalten: x Deckblatt mit den wichtigsten Informationen über Objekt, Bauherr, Architekt und Aufsteller des EnEV-Nachweises x Vorbemerkungen zum EnEV-Nachweis x Dokumentation der Eingabedaten: Flächen und Volumina des Gebäudes, Bauteile mit U-Wert Ermittlung, Wärmebrückenansatz, Dokumentation der gewählten technischen Gebäudeausrüstung (TGA), Anlagenbewertung gemäß DIN V 4701-10 [57] usw. x Zusammenstellung der Zwischen- und Endergebnisse x ggf. Positionsplan für die Bauteile zur eindeutigen Zuordnung zum Gebäude x Nachweis der Einhaltung des zulässigen Jahres-Primärenergiebedarfs (auch im Energieausweis enthalten) x Nachweis der Einhaltung des Höchstwertes des spezifischen, auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche bezogenen Transmissionswärmeverlustes x Nachweis der Anforderungen des Mindestwärmeschutzes x Nachweis der Anforderungen zum klimabedingter Feuchteschutz x ggf. Gleichwertigkeitsnachweise für die Ausführung der Wärmebrücken bzw. detaillierter Nachweis der Wärmebrücken x Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es sich bei dieser Auflistung lediglich um eine Empfehlung der Autoren handelt! Tabelle 8.1-20 Nachweis nach der EnEV 2009 [31] für die Grundvariante 1 1

2

3

Rechenverfahren nach DIN V 4108-6 und DIN V 4701-10

Rechenverfahren nach DIN V 18599

2

EnEV 2009 Anforderung Jahres-Primärenergiebedarf QP

81,04 kWh/(m²a)

109,54 kWh/(m²a)

3

Wohngebäude Grundvariante Jahres-Primärenergiebedarf QP

80,79 kWh/(m²a)

101,96 kWh/(m²a)

4

EnEV 2009 Anforderung spezifischer Transmissionswärmeverlustes H‘T

0,40 W/(m²K)

0,40 W/(m²K)

5

Wohngebäude Grundvariante spezifischer Transmissionswärmeverlustes H‘T

0,35 W/(m²K)

0,35 W/(m²K)

8.1 Wohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

269

Tabelle 8.1-21 Zusammenstellung Einzelnachweise für die Grundvariante

1

1

2

3

Nachweis

Anforderungen eingehalten

Anmerkungen

2

Jahres-Primärenergiebedarf

ja

siehe Tabelle 8.1-19

3

spezifischer Transmissionswärmeverlustes H‘T

ja

siehe Tabelle 8.1-19

4

Mindestwärmeschutz

ja

siehe Tabelle 8.1-3

5

klimabedingter Feuchteschutz

ja

siehe Tabelle 8.1-12

6

Wärmebrücken

ja

siehe Abschnitt 8.1.2 Wärmebrücken

7

sommerlichen Wärmeschutz

ja

siehe Abschnitt 8.1.2 Sommerlicher Wärmeschutz

8.1.6 Nachweis gemäß EEWärmeG Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) [10] fordert bei Neubauten mit einer Nutzfläche von mehr als 50 m² und somit auch für das Beispiel-Wohngebäude, dass der Wärmeenergiebedarf durch die anteilige Nutzung von Erneuerbaren Energien gedeckt werden muss. Bei der Grundvariante des Wohngebäudes wird diese Forderungen durch die Nutzung von solarer Strahlungsenergie über die Solaranlage erfüllt. Der Nachweis erfolgt gemäß Nummer I der Anlage EEWärmeG [10] über die Mindestfläche der Solarkollektoren, welche bei Wohngebäuden mit höchstens zwei Wohnungen mindestens 0,04 m² Aperturfläche je m² Nutzfläche betragen muss.

8.1.7 Ergebnisse der Variantenrechnungen Um die verschiedenen Stellschrauben und Kompensationsmöglichkeiten zum Erreichen der durch die EnEV 2009 [31] gestellten Anforderungen zu verdeutlichen, werden in diesem Abschnitt verschiedene Ausführungen des Wohngebäudes gegenübergestellt. Die Varianten sollen die Einflüsse unterschiedlicher Heiztechniken, einer detaillierten Berechnung der Wärmebrücken und die Berücksichtigung einer Dichtheitsprüfung verdeutlichen. Alle Varianten basieren auf der Grundvariante und werden wie folgt verändert: x x x x x

Variante 1: keine Dichtheitsprüfung Variante 2: Wärmebrücken detailliert berechnet Variante 3: Holz-Pellets Heizung Variante 4: Sole-Wasser Wärmepumpe Variante 5: Luft-Wasser Wärmepumpe

270

8 Beispiele

Tabelle 8.1-22 Varianten – Änderungen gegenüber der Grundvariante 1

2

3

4

5

6

Heizung

Trinkwarmwasser

Wärmebrücken

Dichtheitsprüfung

1

Variante Erfüllung des Nr. EEwärmeG durch

2

Grundvariante

min. 15% solare Strahlungsenergie

ErdgasBrennwertkessel verbessert

ErdgasBrennwertkessel Verbessert + Solaranlage

pauschal 'UWB = 0,10

ja

1

min. 15% solare Strahlungsenergie

ErdgasBrennwertkessel verbessert

ErdgasBrennwertkessel Verbessert + Solaranlage

pauschal 'UWB = 0,10

nein

4

2

min. 15% solare Strahlungsenergie

ErdgasBrennwertkessel verbessert

ErdgasBrennwertkessel Verbessert + Solaranlage

detaillierte Berechnung 'UWB = 0,01

ja

5

3

min. 50% feste Biomasse

Pellet-Kessel

Holz-Pellets

pauschal 'UWB = 0,10

ja

6

4

min. 50% Geothermie

Sole-Wasser Wärmepumpe

Sole-Wasser Wärmepumpe

pauschal 'UWB = 0,10

ja

5

min. 15% solare Strahlungsenergie

Luft-Wasser Wärmepumpe

Luft-Wasser Wärmepumpe + Solaranlage

pauschal 'UWB = 0,10

ja

3

7

Tabelle 8.1-23 Varianten – Ergebnisse EnEV-Nachweis 1

2

3

4

5

6

7

1

Variante Nr.

Anforderung EnEV 2009 QP in kWh/(m²a)

Anforderung EnEV 2009 H‘T in W/(m²K)

Anlagenaufwandszahl eP

Ergebnis Wohngebäude QP in kWh/(m²a)

Ergebnis Wohngebäude H‘T in W/(m²K)

EnEV 2009 eingehalten

2

Grundvariante

1,13

80,79

0,35

ja

3

1

1,13

86,53

0,35

nein

4

2

1,15

64,97

0,26

ja

5

3

0,51

36,58

0,35

ja

6

4

0,91

65,03

0,35

ja

7

5

0,98

69,64

0,35

ja

81,04

0,40

8.1 Wohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

8.1.8 Energieausweis Grundvariante

Bild 8.1-13 Energieausweis Seite 1 - Grundvariante Wohngebäude

271

272

Bild 8.1-14 Energieausweis Seite 2 - Grundvariante Wohngebäude

8 Beispiele

8.1 Wohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

Bild 8.1-15 Energieausweis Seite 3 - Grundvariante Wohngebäude

273

274

Bild 8.1-16 Energieausweis Seite 4 - Grundvariante Wohngebäude

8 Beispiele

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

275

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis Bei dem im Folgenden vorgestellten Beispiel handelt es sich um ein Bürogebäude, welches entsprechend der EnEV 2009 [31] als Nichtwohngebäude gemäß DIN V 18599 [63 bis 72] bilanziert werden muss. Die EnEV 2009 [31] stellt Anforderungen an den JahresPrimärenergiebedarf (QP) und die mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Werte) der wärmeübertragenden Umfassungsfläche. Weiter müssen die Anforderungen des ErneuerbareEnergien-Wärmegesetz (EEWärmeG) [10] eingehalten werden, sodass der Wärmeenergiebedarf durch die anteilige Nutzung von Erneuerbaren Energien gedeckt werden muss. Im Abschnitt 8.2 wird das Bürogebäude vorgestellt, die Energiebilanzierung mit Zwischenergebnissen für die Grundvariante angegeben, der EnEV Nachweis geführt und der erforderliche Energieausweis dargestellt. Weiter werden die Ergebnisse verschiedener Varianten aufgezeigt, um die Einflussmöglichkeiten der verschiedenen Ausführungen von Bau- und Anlagentechnik und weiteren Stellschrauben zu verdeutlichen. Die Energiebilanzierung des Nichtwohngebäudes nach DIN V 18599 [63 bis 72] erfolgte mit einer EnEV-Software welche den Rechenkern des Fraunhofer Instituts für Bauphysik in der Version 3.0.18.0 verwendet.

8.2.1 Vorstellung Nichtwohngebäude Beschreibung des Nichtwohngebäudes Bei dem Nichtwohngebäude handelt es sich um ein zweigeschossiges Bürogebäude. Im Erdgeschoss befinden sich der Eingangsbereich (Windfang und Foyer), die Sanitärräume, der Pausenraum sowie die Technik- und Lagerräume. Im Obergeschoss sind Großraumbüros angeordnet, welche über nicht raumhohe Glastrennwände voneinander getrennt sind und somit ein Raumverbund gegeben ist. Weiter befinden sich im Obergeschoss ein Besprechungsraum und zwei Einzelbüros. Das Bürogebäude ist ein Massivbau mit einer Bodenplatte und Geschossdecken aus Stahlbeton sowie massiven Außenwänden mit einem Wärmedämmverbundsystem. Die Geschossdecke über dem Obergeschoss wird als Flachdach ausgeführt. Grundrisse Bei den in Bild 8.2-1 und 8.2-2 dargestellten Grundrissen wird zur besseren Darstellung auf die im Bauwesen übliche detaillierte Vermassung verzichtet. Die für den Lastabtrag der Stahlbetondecke über dem Obergeschoss notwendigen Stahlrahmen werden in den Grundrissen nicht dargestellt.

276

Bild 8.2-1 Grundriss Erdgeschoss

8 Beispiele

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

Bild 8.2-2 Grundriss Obergeschoss

277

278 Ansichten

Bild 8.2-3 Ansicht von Norden

Bild 8.2-4 Ansicht von Süden

Bild 8.2-5 Ansicht von Westen

Bild 8.2-6 Ansicht von Osten

8 Beispiele

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

279

Querschnitt Bei dem im Bild 8.2-7 dargestellten Querschnitt des Bürogebäudes wird zur besseren Darstellung auf die im Bauwesen übliche detaillierte Vermassung verzichtet.

Bild 8.2-7 Querschnitt durch das Bürogebäude

Zonierung Gemäß DIN V 18599 werden Nichtwohngebäude in Abhängigkeit ihrer Nutzung, Konditionierung und zusätzlicher Zonierungskriterien in einzelne Zonen unterteilt. Das Beispielgebäude wird in die folgenden sieben Zonen unterteilt: x Zone 1: Verkehrsfläche

– Nutzungsprofil 19 der DIN V 18599-10 [72]

x Zone 2: Sonstige Aufenthaltsräume

– Nutzungsprofil 17 der DIN V 18599-10 [72]

x Zone 3: WC und Sanitärräume

– Nutzungsprofil 16 der DIN V 18599-10 [72]

x Zone 4: Lager, Technik, Archiv

– Nutzungsprofil 20 der DIN V 18599-10 [72]

x Zone 5: Besprechung, Sitzung, Seminar

– Nutzungsprofil 4 der DIN V 18599-10 [72]

x Zone 6: Großraumbüro

– Nutzungsprofil 3 der DIN V 18599-10 [72]

x Zone 7: Einzelbüro

– Nutzungsprofil 1 der DIN V 18599-10 [72]

Die Zonierung des Bürogebäudes mit Flächen und Volumina ist in Tabelle 8.2-1 zusammengestellt.

280

8 Beispiele

Tabelle 8.2-1 Zonierung des Bürogebäudes mit Flächen und Volumina 1

1

Zone Nr.

2

Zone Bezeichnung

3

4

5

6

7

8

Nutzungsprofil DIN V 18599 Teil 10

Nettogrundfläche ANGF in m²

Bruttogrundfläche ABGF in m²

BruttoVolumen V

Nettovolumen Ve

Perimeter Umfang U

in m³

in m³

in m

2

1

Verkehrsfläche

19

51,19

56,40

214,3

173,3

7,52

3

2

Sonstige Aufenthaltsräume

17

63,15

71,10

270,2

213,8

17,18

4

3

WC und Sanitärräume

16

26,86

33,14

125,9

90,9

11,72

5

4

Lager, Technik, Archiv

20

193,04

214,35

798,2

640,8

43,59

6

5

Besprechung, Sitzung, Seminar

4

38,60

44,52

169,2

129,7

-

7

6

Großraumbüro

3

230,83

249,80

932,9

763,2

-

8

7

Einzelbüro

1

78,77

89,30

339,3

264,7

-

682,44

758,61

2850,00

2276,32

80,00

9

Summe Gebäude

Bild 8.2-8 Zonierung Erdgeschoss

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

281

Bild 8.2-9 Zonierung Obergeschoss

8.2.2 Kenndaten Grundvariante Geometrie In Tabelle 8.2-2 sind die relevanten Flächen und Volumina sowie die Gebäudedimensionen zusammengestellt. Die Gebäudedimensionen werden gemäß DIN V 18599-5 [67] Anhang B durch die char. Länge, die char. Breite sowie Anzahl und Höhe der Geschosse beschrieben. Die Werte werden für die Nutzung von Standardwerten benötigt. Tabelle 8.2-2 Flächen, Volumina und Gebäudedimensionierung des Bürogebäudes 1

2

3

ANGF

682,44 m²

1

Nettogrundfläche

2

Wärmeübertragende Hüllfläche

A

1358,00 m²

3

Bruttovolumen

V

2850,00 m³

4

Nettovolumen

Ve

2276,32 m³

5

Anzahl der Geschosse

nG

2

6

Geschosshöhe

hG

3,80 m

7

charakteristische Länge

LG

25,00 m

8

charakteristische Breite

BG

15,00 m

282

8 Beispiele

Zusammenstellung der transparenten Bauteile In Tabelle 8.2-3 sind die verwendeten transparenten Bauteile zusammengestellt. Die Ermittlung der Wärmedurchgangskoeffizienten Uw der Fenster und Fenstertüren erfolgt gemäß DIN EN ISO 10077-1 [88]. Der Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung gA und der Gesamtenergiedurchlassgrad einschließlich Sonnenschutz gtot werden DIN V 18599-2 [64], Tabelle 5 entnommen. Tabelle 8.2-3 Zusammenstellung der transparenten Bauteile 1

2

3

4

5

6

7

gA

gtot

Rahmen Uf in W/(m²K)

Verglasung Ug in W/(m²K)

Fenster Uw in W/(m²K)

nein

0,50

0,50

1,80

0,60

1,10

1

Fenster und Fenstertüren

Sonnenschutz

2

Fenster Erdgeschoss Nord, Süd, West und Ost Aluminiumrahmen mit 3-fach Verglasung

3

Fenster Obergeschoss Süd, West und Ost Aluminiumrahmen mit 3-fach Verglasung

Außenjalousie, 45°-Stellung, dunkel-grau

0,50

0,03

1,80

0,60

1,10

4

Fenster Obergeschoss Nord Aluminiumrahmen mit 3-fach Verglasung

nein

0,50

0,50

1,80

0,60

1,10

5

Haustüren Aluminiumrahmen mit 3-fach Verglasung

nein

0,50

0,50

1,80

0,60

1,10

Zusammenstellung der opaken Bauteile Tabelle 8.2-4 Zusammenstellung der Kennwerte der opaken Bauteile und Überprüfung des Mindest-Wärmeschutzes gemäß DIN 4108-2 1

1

Bauteil

3

3

4

Summe der Wärmedurchlasswiderstände Ȉ R

Wärmedurchgangskoeffizient U

in m²K/W

Mindest-Wärmedurchlasswiderstand Ȉ R gemäß DIN 4108-2 in m²K/W

in W/(m²K)

2

Bodenplatte

2,37

0,90

0,39

3

Außenwände

4,34

1,20

0,22

4

Flachdach

4,12

1,20

0,23

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

283

Tabelle 8.2-5 Aufbau Bauteil Bodenplatte 1

2

3

4

5

1

Nr.

Material

d in mm

O in W/(m²K)

R in m²K/W

2

-

Wärmeübergang innen

-

-

0,170

3

1

Bodenbelag

15,0

1,300

0,012

4

2

Estrich auf Trennlage

60,0

1,400

0,043

5

3

Wärmedämmung

50,0

0,035

1,429

6

4

Trittschalldämmung

30,0

0,035

0,857

7

5

Abdichtung nach DIN 18195

5,0

0,170

0,029

8

6

Stahlbeton

160,0

2,300

-

9

7

Boden / Verfüllmaterial

-

-

-

10

8

Erdreich

-

-

-

11

-

Wärmeübergang außen

-

-

0,000

12

-

Summe der Wärmedurchlasswiderstände Ȉ R

2,37

13

-

Wärmedurchgangswiderstand RT

2,54

14

-

Mindestwert Wärmedurchlasswiderstand Ȉ R gemäß DIN 4108-2

0,90

15

-

16

-

Wärmedurchgangskoeffizient U

0,39 W/(m²K)

284

8 Beispiele

Tabelle 8.2-6 Aufbau Bauteil Außenwand 1

2

3

4

5

1

Nr.

Material

d in mm

O in W/(m²K)

R / RT in m²K/W

2

-

Wärmeübergang innen

-

-

0,130

3

1

Innenputz

15,0

0,700

0,021

4

2

Mauerwerk

240,0

0,790

0,304

5

3

Wärmedämmung

140,0

0,035

4,000

6

4

Außenputzsystem

10,0

0,700

0,014

7

-

Wärmeübergang außen

-

-

0,040

8

-

Summe der Wärmedurchlasswiderstände Ȉ R

4,34

9

-

Wärmedurchgangswiderstand RT

4,51

10

-

Mindestwert Wärmedurchlasswiderstand Ȉ R gemäß DIN 4108-2

1,20

11

-

12

-

Wärmedurchgangskoeffizient U

0,22 W/(m²K)

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

285

Tabelle 8.2-7 Aufbau Bauteil Flachdach 1

2

3

4

5

1

Nr.

Material

d in mm

O in W/(m²K)

R in m²K/W

2

-

Wärmeübergang außen

-

-

0,040

3

1

Dachabdichtung nach Flachdachrichtlinie

8,0

0,170

0,047

4

2

Wärmedämmung

140,0

0,035

4,000

5

3

Dampfsperre auf Trennschicht

0,15

-

-

6

4

Stahlbeton

160,0

2,300

0,070

7

-

Wärmeübergang innen

-

-

0,100

8

-

Summe der Wärmedurchlasswiderstände Ȉ R

4,12

9

-

Wärmedurchgangswiderstand RT

4,26

9

-

Mindestwert Wärmedurchlasswiderstand Ȉ R gemäß DIN 4108-2

1,20

10

-

11

-

Wärmedurchgangskoeffizient U

0,23 W/(m²K)

Klimabedingter Feuchteschutz Der Nachweis des klimabedingten Feuchteschutzes muss gemäß DIN 4108-3 [53] geführt werden. Für die in Abschnitt 4.3.2 und 4.3.3 der DIN 4108-3 [53] aufgeführten Bauteile mit ausreichendem Wärmeschutz nach DIN 4108-2 [52] und luftdichter Ausführung nach DIN V 4108-7 [55] ist kein rechnerischer Nachweis des Tauwasserausfalls infolge Wasserdampfdiffusion erforderlich. Da die Fenster und Fenstertüren ausschließlich aus wasserdampfdiffusionsdichten Elementen gefertigt werden, ist gemäß DIN 4108-3 [53] Abs. 4.3.4 hier ebenfalls kein Tauwassernachweis erforderlich.

286

8 Beispiele

Tabelle 8.2-8 Nachweis des klimabedingten Feuchteschutzes 1

2

3

4

1

Bauteil

Aufbau

Ausführung gemäß DIN 4108-3

Nachweis gemäß DIN 4108-3

2

Außenwände

einschaliges Mauerwerk nach DIN 1053-1 mit zugelassenem Wärmedämmverbundsystem

Abschnitt 4.3.2

kein Nachweis erforderlich

3

Flachdach

nicht belüftete Dächer mit einer diffusionshemmenden Schicht mit sd,i • 100m unterhalb der Wärmedämmschicht

Abschnitt 4.3.3

kein Nachweis erforderlich

4

Fenster und Fenstertüren

Ausführung aus wasserdampfdiffusionsdichten Elementen

Abschnitt 4.3.4

kein Nachweis erforderlich

Wärmebrücken Die Berücksichtigung des Wärmebrückeneinflusses erfolgt durch genaue Ermittlung des Wärmebrückenzuschlages ¨UWB. Die längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten Ȍ werden detailliert nach DIN EN ISO 10211 [89] berechnet und sind für alle Wärmebrücken in Tabelle 8.2-9 zusammengestellt. In den Bildern 8.2-10 bis 8.2-15 sind exemplarisch drei Wärmebrücken dargestellt. Die positive Auswirkung der detaillierten Wärmebrückenberechnung wird bei den im Abschnitt 8.2.6 gegenübergestellten Varianten deutlich. Tabelle 8.2-9 Zusammenstellung der Wärmebrücken 1

2

2

3

4

1

Nr.

Wärmebrücken Anschluss- bzw. Fehlstellen-Bezeichnung

Länge l in m

\ in W/(mK)

\·l in W/K

2

01

Fundamentanschluss

3

02

4

75,980

0,048

3,647

Fundamentanschluss mit Tür

4,020

-0,311

-1,250

03

Innenwand über Bodenplatte

35,425

0,138

4,889

5

04

Außenecke

29,760

-0,077

-2,292

6

05

Geschossdecke

28,940

0,004

0,116

7

06

Geschossdecke mit Fenster oben und Fenstersturz unten

10,050

-0,026

-0,261

8

07

Geschossdecke mit Fenster oben

33,950

-0,070

-2,377

9

08

Fensterbrüstung

12,090

0,021

0,254

10

09

Fensterlaibung

46,120

0,021

0,969

11

10

Geschossdecke mit Fenster oben und Türsturz unten

4,020

-0,179

-0,720

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

287

1

2

2

3

4

1

Nr.

Wärmebrücken Anschluss- bzw. Fehlstellen-Bezeichnung

Länge l in m

\ in W/(mK)

\·l in W/K

12

11

Türlaibung

10,640

0,005

0,053

13

12

Attikaanschluss

31,980

0,037

1,183

14

13

Attikaanschluss mit Fenstersturz unten

48,020

0,083

3,986

15

14

Geschossdecke mit Fenstersturz unten

2,040

0,048

0,098

16

Zusätzlicher Transmissionsverlust über Wärmebrücken HWB in W/K

17

Wärmeübertragende Umfassungsfläche A in m²

18

resultierender Wärmebrückenzuschlag 'UWB in W/(m²K)

8,295 1345,200 0,006

288

Bild 8.2-10 Wärmebrücke 02: Fundamentanschluss mit Tür – Zeichnung

Bild 8.2-11 Wärmebrücke 02: Fundamentanschluss mit Tür – Temperaturbild

8 Beispiele

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

289

Bild 8.2-12 Wärmebrücke 10: Geschossdecke, Fenster oben, Türsturz unten – Zeichnung

Bild 8.2-13 Wärmebrücke 10: Geschossdecke, Fenster oben, Türsturz unten – Temperaturbild

290

8 Beispiele

Bild 8.2-14 Wärmebrücke 13: Attikaanschluss mit Fenstersturz unten – Zeichnung

Bild 8.2-15 Wärmebrücke 13: Attikaanschluss mit Fenstersturz unten – Temperaturbild

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

291

Luftdichtheit Der Infiltrationsluftwechsel des Bürogebäudes ohne mechanische Lüftung wird in Abhängigkeit von der Gebäudedichtheit als Tagesmittelwert bestimmt. Als Maß für die Gebäudedichtheit gilt dabei der gemessene Luftwechsel bei 50 Pa Druckdifferenz (n50-Wert). Für das Bürogebäude wird die Einhaltung der Anforderung an die Gebäudedichtheit nach DIN 4108-7 [55] nach Fertigstellung durch eine Dichtheitsprüfung (z. B. Blower-Door Messung) nachgewiesen. Die dabei zu erfüllende Anforderung liegt bei Gebäuden ohne raumlufttechnische Anlagen bei n50 ” 3 h-1. Gemäß DIN V 18599-2 [64] Tabelle 4 entspricht das Kategorie I und somit wird in der Energiebilanzierung mit dem n50-Bemessungwert von 2 h-1 gerechnet. Die positive Auswirkung der Dichtheitsprüfung wird bei den im Abs. 8.2.6 gegenübergestellten Varianten deutlich. Heizsystem Das verwendete Heizsystem (h) wird über die Prozessschritte Erzeugung (g), Speicherung (s), Verteilung (d) und Übergabe (ce) definiert. Tabelle 8.2-10 Prozessschritte Heizsystem (h) 1

2

3

1

Erzeugung

h,g

x x x x x x x x

2

Speicherung

h,s

x keine Speicherung für das Heizsystem vorhanden

h,d

x x x x x x x x x

indirektes System Zweirohrnetz Alle Verteilleitungen in beheizter Umgebung Verteilleitungen V: Länge = 40,0 m Strangleitungen S: Länge = 30,0 m Anbindeleitung A: Länge = 100,0 m Baualtersklasse/Dämmung Rohrleitung: nach 1995 Pumpe: bedarfsausgelegt und hydraulischer Abgleich Pumpenregelung: 'p variabel

h,ce

x x x x x

alle Zonen Wärmeträgermedium: Wasser System: Flächenheizung (bauteilintegriert) Art der Dämmung: mit Mindestdämmung Regelung: PI-Regler

3

4

Verteilung

Übergabe

Brennwertkessel verbessert Energieträger: Erdgas Vorlauftemperatur: 35,0 °C Rücklauftemperatur: 28,0 °C Gebläsebrenner kein integriertes Pumpenmanagement elektrische Kesselregelung Aufstellung: Zone 4 = Lager, Technik, Archiv

Trinkwarmwasserversorgung Gemäß DIN V 18599-10 [72] Tabelle 6 Anmerkung a darf der Nutzenergiebedarf für Trinkwarmwasser für das Bürogebäude vernachlässigt werden (siehe auch Abschnitt 5.10.2 Trink-

292

8 Beispiele

warmwasser diese Buches). Im Beispiel wird der Nutzenergiebedarf für Trinkwarmwasser für das Bürogebäude zur Anschauung trotzdem berücksichtigt. Das verwendete System zur Erzeugung des Trinkwarmwassers (w) wird über die Prozessschritte Erzeugung (g), Speicherung (s), Verteilung (d) und Übergabe (ce) definiert. Tabelle 8.2-11 Prozessschritte Trinkwarmwasser (w) 1

2

3

1

Erzeugung

w,g

x Brennwertkessel verbessert x Energieträger: Erdgas x Aufstellung: Zone 4 = Lager, Technik, Archiv

2

Speicherung

w,s

x indirekt beheizter Trinkwarmwasserspeicher x Aufstellung: Zone 4 = Lager, Technik, Archiv

3

Verteilung

w,d

x x x x x x x

4

Übergabe

w,ce

x Übergabe in Zone 3 = Sanitärräume x keine Übergabeverluste

Zentrale Verteilung Alle Verteilleitungen in beheizter Umgebung Verteilleitungen V: Länge = 50,0 m Strangleitungen S Länge = 2,0 m Anbindeleitung (Stichleitungen) SL: Länge = 2,5 m Baualtersklasse/Dämmung Rohrleitung: nach 1995 Pumpe: bedarfsausgelegt und geregelt

Lüftung Der nutzungsbedingte Mindestaußenluftwechsel des Bürogebäudes erfolgt in sämtlichen Räumen und somit allen Zonen über freie Lüftung. Eine raumlufttechnische Anlage wird nicht eingesetzt. Beleuchtung Die Beleuchtung wird für jede Zone einzeln definiert. Jede Zone hat nur eine Art von Kunstlicht und somit nur einen Beleuchtungsbereich. Tabelle 8.2-12 Beleuchtung (l) – Kunstlicht 1

2

3

4

5

6

1

Zone Nr.

Zone Bezeichnung

Beleuchtungsart

Leuchtentyp

Präsenzerfassung

Kontrollsystem

2

1

Verkehrsfläche

direkt

kompakte Leuchtstofflampe mit EVG

automatisch

manuell

3

2

Sonstige Aufenthaltsräume

direkt

stabförmige Leuchtstofflampe mit EVG

automatisch

manuell

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

293

1

2

3

4

5

6

4

3

WC und Sanitärräume

direkt

kompakte Leuchtstofflampe mit EVG

automatisch

manuell

5

4

Lager, Technik, Archiv

direkt

stabförmige Leuchtstofflampe mit EVG

automatisch

manuell

6

5

Besprechung, Sitzung, Seminar

direkt

stabförmige Leuchtstofflampe mit EVG

manuell

manuell

7

6

Großraumbüro

direkt

stabförmige Leuchtstofflampe mit EVG

manuell

manuell

8

7

Einzelbüro

direkt

stabförmige Leuchtstofflampe mit EVG

manuell

manuell

Sommerlicher Wärmeschutz Das Bürogebäude ist gemäß EnEV 2009 [31] § 4 Abs. 4 so auszuführen, dass die Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz eingehalten werden. Der Nachweis wird durch die Einhaltung der zulässigen Sonneneintragskennwerte gemäß DIN 4108-2 [52] geführt. Der Sonneneintragskennwert des Nichtwohngebäudes ist für jede Gebäudezone zu bestimmen. In Tabelle 8.2-13 und 8.2-14 werden die Mindestanforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz exemplarisch für das Großraumbüro und das Büro „Geschäftsführung“ nachgewiesen. Tabelle 8.2-13 Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes: Großraumbüro im Obergeschoss 1

2

1

Flächen und Abminderungsfaktor Sonnenschutz

2

Nettogrundfläche AG

223,38 m²

3

Wärmeübertragende Dachfläche gegen Außenluft AD

241,19 m²

4

Außenwandfläche AAW

85,71 m²

5

Fensterflächen AW

82,61 m²

6

Fenster Nord: x Fensterfläche AW,Nord x Abminderungsfaktor Sonnenschutz FC

6,38 m² 1,00

7

Fenster Süd: x Fensterfläche AW,Süd x Abminderungsfaktor Sonnenschutz FC

6,38 m² 0,40

8

Fenster West: x Fensterfläche AW,West x Abminderungsfaktor Sonnenschutz FC

69,85 m² 0,40

294

8 Beispiele 1

2

9

Sonneintragskennwert

10

S

11

Anteilige Sonneintragskennwerte Sx

12

gewichtete Außenflächen bezogen auf die Nettogrundfläche 82,61  0,30 ˜ 85,71  0,1 ˜ 241,19 fgew 0,59 223,38

0,59

13

Gebäude in Klimaregion A, Sx,1

0,040

14

Wirksame Wärmespeicherfähigkeit Cwirk = 138,08 Wh/(m²K) > 130 Wh/(m²K) Gebäude schwerer Bauart S x ,2 0,115 ˜ 0,59 0,068

0,068

15

keine Nachlüftung, Sx,3

-

16

keine Sonnenschutzverglasung, Sx,4

-

17

Fensterneigung, Sx,5

-

18

Anteil nordorientierter Fenster 6,38 S x ,6 0,10 ˜ 0,008 82,61

19

zulässiger Sonneintragskennwert

20

Szul

21

Nachweis

22

S

(6,382 ˜ 0,50 ˜ 1,00 )  (6,382 ˜ 0,50 ˜ 0,40 )  (69,85 ˜ 0,50 ˜ 0,40 ) 223,38

0,040  0,068  0,008

0,083 d Szul

0,083

0,083

0,008

0,116

0,116

0,116

Höchstzulässiger Sonneintragskennwert ist eingehalten

Tabelle 8.2-14 Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes: Büro „Geschäftsführung“ im Obergeschoss 1

2

1

Flächen und Abminderungsfaktor Sonnenschutz

2

Nettogrundfläche AG

40,17 m²

3

Wärmeübertragende Dachfläche gegen Außenluft AD

44,77 m²

4

Außenwandfläche AAW

5,21 m²

5

Fensterflächen AW

26,56 m²

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis 1

295 2

8

Fenster Ost: x Fensterfläche AW,Ost x Abminderungsfaktor Sonnenschutz FC

9

Sonneintragskennwert

10

S

11

Anteilige Sonneintragskennwerte Sx

12

gewichtete Außenflächen bezogen auf die Nettogrundfläche 26,56  0,30 ˜ 5,21  0,1 ˜ 44,77 fgew 0,81 40,17

0,81

13

Gebäude in Klimaregion A, Sx,1

0,040

14

Wirksame Wärmespeicherfähigkeit Cwirk = 138,08 Wh/(m²K) > 130 Wh/(m²K) Gebäude schwerer Bauart S x ,2 0,115 ˜ 0,81 0,093

0,093

15

keine Nachlüftung, Sx,3

-

16

keine Sonnenschutzverglasung, Sx,4

-

17

Fensterneigung, Sx,5

-

18

Anteil nordorientierter Fenster, Sx,6

-

19

zulässiger Sonneintragskennwert

20

Szul

21

Nachweis

22

S

26,56 ˜ 0,50 ˜ 0,40 40,17

0,040  0,093

0,132 d Szul

0,132

0,133

26,56 m² 0,40

0,132

0,133

0,133

Höchstzulässiger Sonneintragskennwert ist eingehalten

8.2.3 Ergebnisse der Grundvariante Im Folgenden sind die Ergebnisse der Energiebilanzierung des Nichtwohngebäudes gemäß DIN V 18599 [63 bis 72] für den Nutz-, End- und Primärenergiebedarf, sowie den Bedarf der einzelnen Energieträger für das gesamte Gebäude – Summe aller Zonenergebnisse – zusammengefasst. Auf die Ergebnisse der einzelnen Zonen wird aufgrund des erheblichen Ausgabeumfanges an dieser Stelle verzichtet. Die einzelnen Energieaufwendungen werden aufgeteilt in die Bereiche Heizung, Trinkwarmwasserversorgung und Beleuchtung. Lüftung und Kühlung sind nicht vorhanden, da in dem Bürogebäude keine Anlagen zur Lüftung und Raumkühlung vorhanden sind.

296

8 Beispiele

Nutzenergiebedarf Grundvariante Die Nutzenergie ist der Oberbegriff für Nutzwärmebedarf, Nutzkältebedarf, Nutzenergiebedarf für Trinkwarmwasser, Beleuchtung und Befeuchtung. Nutzenergie für Lüftung, Kühlung und Befeuchtung wird bei dem Beispielgebäude nicht benötigt, da keine Lüftung, Raumkühlung und Befeuchtung vorhanden ist. Tabelle 8.2-15 Nutzenergiebedarf 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Dez.

Nutzenergiebedarf je Monat in kWh/(m²mth) 1

Jan.

Feb.

März

April

Mai

Juni

Juli

Aug.

Sept.

Okt.

Nov.

2

Heizung

17,72 13,95 11,45

3,90

1,78

0,47

0,12

0,11

1,45

6,83

11,56 15,68

3

Trinkwarmwasser

0,29

0,26

0,29

0,28

0,29

0,28

0,29

0,29

0,28

0,29

0,28

0,29

4

Beleuchtung

1,04

0,90

0,97

0,92

0,93

0,90

0,94

0,95

0,94

1,01

1,02

1,11

5

Summen

19,05 15,11 12,70

5,09

3,00

1,65

1,34

1,35

2,68

8,13

12,86 17,07

Bild 8.2-16 Nutzenergiebedarf

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

297

Endenergiebedarf Grundvariante Der Endenergiebedarf ist die berechnete Energiemenge, die der Anlagentechnik (Heizungsanlage, raumlufttechnische Anlage, Warmwasserbereitungsanlage, Beleuchtungsanlage) zur Verfügung gestellt werden muss, um die festgelegte Rauminnentemperatur, die Erwärmung des Warmwassers und die gewünschte Beleuchtungsqualität über das ganze Jahr sicherzustellen. Tabelle 8.2-16 Endenergiebedarf 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Dez.

Endenergiebedarf je Monat in kWh/(m²mth) 1

Jan.

Feb.

März

April

Mai

Juni

Juli

Aug.

Sept.

Okt.

Nov.

2

Heizung

20,88

16,4

13,43

4,54

2,09

0,58

0,17

0,16

1,71

8,00

13,55 18,44

3

Trinkwarmwasser

0,53

0,48

0,53

0,51

0,53

0,51

0,53

0,53

0,51

0,53

0,51

0,53

4

Beleuchtung

1,04

0,90

0,97

0,92

0,93

0,90

0,94

0,95

0,94

1,01

1,02

1,11

5

Summen

22,45 17,78 14,92

5,97

3,55

1,99

1,63

1,64

3,16

9,54

15,09 20,08

Bild 8.2-17 Endenergiebedarf

298

8 Beispiele

Primärenergiebedarf Grundvariante Der Primärenergiebedarf ist die berechnete Energiemenge, die zusätzlich zum Energieinhalt des notwendigen Brennstoffs und der Hilfsenergien für die Anlagentechnik auch die Energiemengen einbezieht, die durch vorgelagerte Prozessketten außerhalb des Gebäudes bei der Gewinnung, Umwandlung und Verteilung der jeweils eingesetzten Brennstoffe entstehen. Tabelle 8.2-17 Primärenergiebedarf 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Dez.

Primärenergiebedarf je Monat in kWh/(m²mth) 1

Jan.

Feb.

März

April

Mai

Juni

Juli

Aug.

Sept.

Okt.

Nov.

2

Heizung

21,06 16,55 13,56

4,62

2,15

0,62

0,22

0,21

1,77

8,09

13,69 18,61

3

Trinkwarmwasser

0,56

0,50

0,56

0,54

0,56

0,54

0,56

0,56

0,54

0,56

0,54

0,56

4

Beleuchtung

2,71

2,34

2,51

2,38

2,42

2,34

2,43

2,47

2,45

2,62

2,65

2,88

5

Summen

24,32 19,40 16,63

7,53

5,12

3,50

3,20

3,23

4,75

11,27 16,88 22,04

Bild 8.2-18 Primärenergiebedarf

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

299

Energieträgerbedarf Grundvariante Ein Energieträger ist eine Substanz oder ein Phänomen, das verwendet werden kann, um mechanische Arbeit, Strahlung oder Wärme zu erzeugen oder chemische bzw. physikalische Prozesse ablaufen zu lassen. Für die im Zuge des Energieeinsparnachweises für das Beispielgebäude nachgewiesene Primärenergie werden die Energieträger Erdgas und Strom verwendet. Tabelle 8.2-18 Energieträgerbedarf 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Energieträgerbedarf je Monat in kWh/(m²mth) 1

Jan.

Feb.

März

April

Mai

Juni

Juli

Aug.

Sept.

Okt.

Nov.

Dez.

1,10

1,33

2

Strom-Mix

1,29

1,14

1,00

1,00

0,95

0,98

1,00

1,01

1,13

1,20

3

Erdgas H

21,16 16,68 13,78

4,97

2,55

1,04

0,65

0,64

2,16

8,41

13,89 18,74

4

Summen

22,45 17,78 14,92

5,97

3,55

1,99

1,63

1,64

3,17

9,54

15,09 20,07

Bild 8.2-19 Energieträgerbedarf

300

8 Beispiele

Jahreswerte Energiebedarf Grundvariante Tabelle 8.2-19 Jahreswerte Energiebedarf 1 1

2

3

4

JahresNutzenergiebedarf in kWh/(m²a)

JahresEndenergiebedarf in kWh/(m²a)

JahresPrimärenergiebedarf in kWh/(m²a)

2

Heizung

85,03

99,96

101,13

3

Trinkwarmwasser

3,40

6,22

6,55

4

Beleuchtung

11,62

11,62

30,20

5

Summen

100,05

117,79

137,88

Tabelle 8.2-20 Jahreswerte Energieträgerbedarf 1

2

1

Jahres-Energiebedarf

2

Strom-Mix

13,14 kWh/(m²a)

3

Erdgas H

104,65 kWh/(m²a)

4

Summe

117,79 kWh/(m²a)

Jahreswerte Energiebedarf Raumheizung Grundvariante Tabelle 8.2-21 Wärmeenergiebedarf Raumheizung nach Prozessbereichen

1

1

2

3

Art

Formelzeichen

Jahreswert

2

Endenergie Wärme

qh,f

98,66 kWh/(m²a)

3

Verluste der Erzeugung

qh,g

5,30 kWh/(m²a)

4

Erzeugernutzwärmeabgabe

qh,outg

93,37 kWh/(m²a)

5

Verluste der Speicherung

qh,s

0,00 kWh/(m²a)

6

Verluste der Verteilung

qh,d

0,87 kWh/(m²a)

7

Verluste der Übergabe

qh,ce

7,47 kWh/(m²a)

8

Nutzwärmebedarf

qh,b

85,03 kWh/(m²a)

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

301

Tabelle 8.2-22 Hilfsenergiebedarf Raumheizung nach Prozessbereichen

1

1

2

3

Art

Formelzeichen

Jahreswert

2

Hilfsenergie Wärme

qh,aux

1,29 kWh/(m²a)

3

Erzeugung

qh,aux,g

0,74 kWh/(m²a)

4

Speicherung

qh,aux,s

0,00 kWh/(m²a)

5

Verteilung

qh,aux,d

0,55 kWh/(m²a)

6

Übergabe

qh,aux,ce

0,00 kWh/(m²a)

Jahreswerte Energiebedarf Trinkwarmwasser Grundvariante Tabelle 8.2-23 Wärmeenergiebedarf Trinkwarmwasser nach Prozessbereichen

1

1

2

3

Art

Formelzeichen

Jahreswert

2

Endenergie Trinkwarmwasser

qw,f

5,99 kWh/(m²a)

3

Verluste der Erzeugung

qw,g

0,54 kWh/(m²a)

4

Erzeugernutzwärmeabgabe

qw,outg

5,44 kWh/(m²a)

5

Verluste der Speicherung

qw,s

0,28 kWh/(m²a)

6

Verluste der Verteilung

qw,d

1,76 kWh/(m²a)

7

Verluste der Übergabe

qw,ce

0,00 kWh/(m²a)

8

Nutzwärmebedarf

qw,b

3,40 kWh/(m²a)

Tabelle 8.2-24 Hilfsenergiebedarf Trinkwarmwasser nach Prozessbereichen

1

1

2

3

Art

Formelzeichen

Jahreswert

2

Hilfsenergie Trinkwarmwasser

qw,aux

0,24 kWh/(m²a)

3

Erzeugung

qw,aux,g

0,18 kWh/(m²a)

4

Speicherung

qw,aux,s

0,01 kWh/(m²a)

5

Verteilung

qw,aux,d

0,04 kWh/(m²a)

6

Übergabe

qw,aux,ce

0,00 kWh/(m²a)

302

8 Beispiele

Zusammenfassung EnEV-Ergebnisse Tabelle 8.2-25 Jahres-Primärenergiebedarf des Referenzgebäudes und des Bürogebäude in der Grundvariante 1 1

2

Art

2

3

4

5

Bürogebäude

Referenzgebäude

Jahres-Primärenergiebedarf

Jahres-Primärenergiebedarf

in kWh/(m²a)

in kWh/a

in kWh/(m²a)

in kWh/a

101,13

69017,98

122,66

83707,76

3

Heizung

4

Trinkwarmwasser

6,55

4467,46

6,35

4334,14

5

Beleuchtung

30,20

20612,79

35,90

24501,91

6

Belüftung

0,00

0,00

0,00

0,00

7

Kälte

0,00

0,00

0,00

0,00

8

Bonus KWK

0,00

0,00

0,00

0,00

9

Summen

137,88

94098,23

164,91

112543,81

8.2.4 Energieeinsparnachweis gemäß EnEV 2009 Umfang EnEV-Nachweis Gemäß der Energieeinsparverordnung und der direkt in Bezug genommenen Regelwerke müssen für den öffentlich-rechtlichen Energieeinsparnachweis die folgenden Nachweise erbracht werden: x Einhaltung des zulässigen Jahres-Primärenergiebedarfs (EnEV 2009 [31] § 4 Abs. 1) x Einhaltung der Höchstwerte der mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten der wärmeübertragenden Umfassungsfläche (EnEV 2009 [9] § 4 Abs. 2) x Einhaltung der Anforderungen des Mindestwärmeschutzes nach den anerkannten Regeln der Technik (EnEV 2009 [9] § 7 Abs. 1) – die anerkannte Regel der Technik für den Mindestwärmeschutz ist zur Zeit DIN 4108-2 [52] x Anforderungen zum klimabedingten Feuchteschutz gemäß DIN 4108-3 [53], welche in DIN 4108-2 [52] Abs. 4.2.2 in Bezug genommen wird x Gleichwertigkeitsnachweise für die Ausführung der Wärmebrücken bei der Berücksichtigung des Wärmebrückeneinflusses mit Überprüfung der Gleichwertigkeit nach DIN 4108 Beiblatt 2 [56] (EnEV 2009 [31] § 7 Abs. 2 und 3 sowie DIN V 18599-2 [64] Abs. 6.2.1.2) x Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes (EnEV 2009 [31] § 4 Abs. 4) durch die Einhaltung der zulässigen Sonneneintragskennwerte gemäß DIN 4108-2 [52]

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

303

Weiter sind bei der Planung des Gebäudes die Anforderungen gemäß Abschnitt 4 der EnEV 2009 [31] einzuhalten für: x Inbetriebnahme von Heizkesseln und sonstigen Wärmeerzeugern (EnEV 2009 Abs. 4 § 13) x Verteilungseinrichtungen und Warmwasseranlagen (EnEV 2009 Abschnitt 4 § 14) x Klimaanlagen und sonstige Anlagen der Raumlufttechnik (EnEV 2009 Abschnitt 4 § 15) Unterlagen EnEV-Nachweis In der EnEV 2009 [31] werden zwar die nachzuweisenden Punkte definiert (siehe vorherigen Abschnitt), aber keine Angaben über Art und Umfang der Dokumentation gemacht. Nach Meinung der Autoren sollte ein Energieeinsparnachweis gemäß EnEV prüf- und nachvollziehbar sein, was z. B. bei der Tragwerksplanung (Statik) selbstverständlich ist, und daher die folgenden Bestandteile enthalten: x Deckblatt mit den wichtigsten Informationen über Objekt, Bauherr, Architekt und Aufsteller des EnEV-Nachweises x Vorbemerkungen zum EnEV-Nachweis x Dokumentation der Eingabedaten: z. B. Zonierung, Nutzungsprofile, Flächen und Volumina des Gebäudes, Bauteile mit U-Wert Ermittlung, Wärmebrückenansatz, Dokumentation der gewählten technischen Gebäudeausrüstung (TGA) usw. x Zonenplan mit geschossweiser Darstellung der Gebäudegrundrisse inkl. der Gebäudezonierung (farbige Darstellung wird empfohlen) x Positionsplan für die Bauteile zur eindeutigen Zuordnung zum Gebäude x Dokumentation relevanter Zwischen- und Endergebnisse auf Zonen- und Gebäudeebene x Nachweis der Einhaltung des zulässigen Jahres-Primärenergiebedarfs (auch im Energieausweis enthalten) x Nachweis der Einhaltung der Höchstwerte der mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten der wärmeübertragenden Umfassungsfläche x Nachweis der Anforderungen des Mindestwärmeschutzes x Nachweis der Anforderungen zum klimabedingten Feuchteschutz x ggf. Gleichwertigkeitsnachweise für die Ausführung der Wärmebrücken bzw. detaillierter Nachweis der Wärmebrücken x Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es sich bei dieser Auflistung lediglich um eine Empfehlung der Autoren handelt! Tabelle 8.2-26 Nachweis EnEV 2009 [31] für die Grundvariante 1 1

3

4

5

Anforderungswert gemäß EnEV 2009

Bürogebäude

Unterschreitung der EnEV 2009

2

Jahres-Primärenergiebedarf QP

164,91 KWh/(m²a)

137,88 KWh/(m²a)

16,39 %

3

Mittelwert Wärmedurchgangskoeffizienten opake Bauteile

0,35 W/(m²K)

0,22 W/(m²K)

38,51 %

4

Mittelwert Wärmedurchgangskoeffizienten transparente Bauteile

1,90 W/(m²K)

1,10 W/(m²K)

42,11 %

304

8 Beispiele

Bild 8.2-20 Jahres-Primärenergiebedarf an dem Label (Bandtachometer) Tabelle 8.2-27 Zusammenstellung Einzelnachweise für die Grundvariante

1

1

2

3

Nachweis

Anforderungen eingehalten

Anmerkungen

2

Jahres-Primärenergiebedarf

ja

siehe Tabelle 8.2-26

3

Höchstwerte der mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten

ja

siehe Tabelle 8.2-26

4

Mindestwärmeschutz

ja

siehe Tabelle 8.2-4

5

klimabedingter Feuchteschutz

ja

siehe Abschnitt 8.2.2 klimabedingter Feuchteschutz

6

Wärmebrücken

ja

siehe Abschnitt 8.2.2 Wärmebrücken

7

sommerlicher Wärmeschutz

ja

siehe Tabelle 8.2-13 und 8.2-14

8.2.5 Nachweis gemäß EEWärmeG Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) [10] fordert bei Neubauten mit einer Nutzfläche von mehr als 50 m² und somit auch für das Bürogebäude, dass der Wärmeenergiebedarf durch die anteilige Nutzung von Erneuerbaren Energien gedeckt werden muss. Da bei der Grundvariante des Bürogebäudes keine Erneuerbaren Energien genutzt werden, kann die Erfüllung der Pflicht des EEWärmeG [10] nur durch eine Ersatzmaßnahme gemäß EEwärmeG [10] § 7 erfolgen. Als Ersatzmaßnahme werden „Maßnahmen zur Einsparung von Energie“ gemäß Nummer VI der Anlage des EEWärmeG [10] gewählt. Es müssen daher a) der Höchstwert des Jahres-Primärenergiebedarfs und b) die für das Bürogebäude zu erfüllenden Anforderungen an die Wärmedämmung der Gebäudehülle gemäß EnEV 2009 um mindestens 15 Prozent unterschritten werden.

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

305

Tabelle 8.2-28 Nachweis der Anforderungen des EEWärmeG [10] 1 1

2

4

5

Unterschreitung EnEV 2009

notw. Unterschreitung gemäß EEWärmeG

EEWärmeG erfüllt

2

Jahres-Primärenergiebedarf

16,39 %

• 15,00 %

ja

3

Mittelwert Wärmedurchgangskoeffizienten opake Bauteile

38,51 %

• 15,00 %

ja

4

Mittelwert Wärmedurchgangskoeffizienten transparente Bauteile

42,11 %

• 15,00 %

ja

8.2.6 Ergebnisse der Variantenrechnungen Um die verschiedenen Stellschrauben und Kompensationsmöglichkeiten zum Erreichen der durch die EnEV gestellten Anforderungen zu verdeutlichen, werden in diesem Abschnitt verschiedene Ausführungen des Bürogebäudes gegenübergestellt. Die Varianten sollen die Einflüsse unterschiedlicher Heiztechniken, Beleuchtungssysteme, Bauteilausführung, sowie der Berücksichtigung der detaillierten Berechnung der Wärmebrücken und Luftdichtheitsprüfung verdeutlichen. Alle Varianten basieren auf der Grundvariante und werden wie folgt verändert: x x x x x x

Variante 1: keine Dichtheitsprüfung Variante 2: keine Dichtheitsprüfung und Wärmebrücken ohne Nachweis Variante 3: keine Dichtheitsprüfung, Wärmebrücken ohne Nachweis und Halogenleuchten Variante 4: Holz-Pellets Heizung Variante 5: Sole-Wasser Wärmepumpe Variante 6: Luft-Wasser Wärmepumpe

Tabelle 8.2-29 Varianten – Änderungen gegenüber der Grundvariante 1

2

4

5

6

7

1

Variante Nr.

EEwärmeG

Heizung

Beleuchtung

Wärmebrücken

Dichtheitsprüfung

2

Grundvariante

Ersatzmaßnahme: EnEV minus 15 %

ErdgasBrennwertkessel verbessert

stabförmige und kompakte Leuchtstofflampen mit EVG

detaillierte Berechnung 'UWB = 0,006

ja

3

1

Ersatzmaßnahme: EnEV minus 15 %

ErdgasBrennwertkessel verbessert

stabförmige und kompakte Leuchtstofflampen mit EVG

detaillierte Berechnung 'UWB = 0,006

nein

4

2

Ersatzmaßnahme: EnEV minus 15 %

ErdgasBrennwertkessel verbessert

stabförmige und kompakte Leuchtstofflampen mit EVG

ohne Nachweis 'UWB = 0,100

nein

306

8 Beispiele 1

2

4

5

6

7

3

Ersatzmaßnahme: EnEV minus 15 %

ErdgasBrennwertkessel verbessert

Halogenleuchten

ohne Nachweis 'UWB = 0,100

nein

6

4

Deckung über min. 50% feste Biomasse

Pellet-Kessel

stabförmige und kompakte Leuchtstofflampen mit EVG

detaillierte Berechnung 'UWB = 0,006

ja

7

5

Deckung über min. 50% Geothermie

Sole-Wasser Wärmepumpe

stabförmige und kompakte Leuchtstofflampen mit EVG

detaillierte Berechnung 'UWB = 0,006

ja

8

6

Deckung über min. 50% Geothermie

Wasser-Wasser Wärmepumpe

stabförmige und kompakte Leuchtstofflampen mit EVG

detaillierte Berechnung 'UWB = 0,006

ja

5

Tabelle 8.2-30 Varianten – Ergebnisse EnEV-Nachweis

7

1

2

3 Ergebnis Bürogebäude

1

Variante Nr.

Anforderungswert gemäß EnEV 2009 QP in kWh/(m²a)

2

Grundvariante

137,9

-15,0 %

-16,4 %

ja

3

1

150,2

-15,0 %

-8,9 %

nein

4

2

163,7

-15,0 %

-0,7 %

nein

5

3

251,9

-15,0 %

+52,8 %

nein

6

4

68,2

keine

-58,6

ja

7

5

82,8

keine

-49,8

ja

8

6

76,4

keine

-53,7

ja

164,9

QP in kWh/(m²a)

4

5

Anforderung Unterschreitung Unterschreitung der EnEV 2009 der EnEV 2009 gemäß EEWärmeG

6 EnEV 2009 und EEwärmeG eingehalten

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

8.2.7 Energieausweis Grundvariante

Bild 8.2-21 Energieausweis Seite 1 - Grundvariante Bürogebäude

307

308

Bild 8.2-22 Energieausweis Seite 2 - Grundvariante Bürogebäude

8 Beispiele

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

Bild 8.2-23 Energieausweis Seite 3 - Grundvariante Bürogebäude

309

310

Bild 8.2-24 Energieausweis Seite 4 - Grundvariante Bürogebäude

8 Beispiele

8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis

Bild 8.2-25 Energieausweis Anlage - Grundvariante Bürogebäude

311

312

8 Beispiele

Bild 8.2-26 Energieausweis Aushang - Grundvariante Bürogebäude Der Aushang des Energieausweises wird für das Beispiel Bürogebäude gemäß EnEV 2009 nicht gefordert, aber an dieser Stelle exemplarisch gezeigt.

8.3 Wohngebäude Bestand – Verbrauchsausweis

313

8.3 Wohngebäude Bestand – Verbrauchsausweis Im folgenden Abschnitt wird der Energieausweis für ein 3-Liter-Wohnhaus mit zwei Wohneinheiten in Meschede im Hochsauerland (Nordrhein-Westfalen) vorgestellt. Bei dem Wohngebäude handelt es sich um ein Wohnhaus mit einer Wohnfläche (WF) von 289,1 m². Der Energieausweis wurde im November 2009 auf Grundlage des Energieverbrauchs gemäß der EnEV 2009 [31] erstellt. Die Berechnung der Kennwerte erfolgte auf Grundlage der Bekanntmachung der Regeln für Energieverbrauchskennwerte im Wohngebäudebestand [4] des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) vom 30. Juli 2009. Die Bekanntmachung wird im Abschnitt 7.1 dieses Buches vorgestellt. Das Wohngebäude hat eine Erdgas-Brennwertheizung, eine thermische Solaranlage zur Unterstützung der Warmwasserbereitung und eine raumlufttechnische Anlage (Lüftungsanlage mit Zu- und Abluft) mit Wärmerückgewinnung, sowie eine Vorerwärmung der Außenluft durch einen Erdreichwärmetauscher.

Bild 8.3-1 Wohnhaus von der Gartenseite

Bild 8.3-2 Wohnhaus von der Straßenseite

314

8 Beispiele

8.3.1 Ermittlung des Energieverbrauchskennwertes Ermittlung der Bezugsfläche Die für den Energieausweis benötigte Gebäudenutzfläche (AN) kann gemäß EnEV 2009 § 19 Abschnitt 2 für ein Wohngebäude mit bis zu zwei Wohneinheiten mit beheiztem Keller pauschal mit dem 1,35-fachen Wert der Wohnfläche wie folgt berechnet werden: AN

1,35 ˜ Wohnfläche

1,35 ˜ 289,1 390,29m²

Die Ermittlung der Gebäudenutzfläche AN wird im Abschnitt 7.1.2 dieses Buches beschrieben. Energieverbauch Der Energieverbrauch der drei vorangehenden Abrechnungsjahre wird der Heizkostenabrechnung direkt in Kilowattstunden entnommen. Der Energieverbrauchsanteil der Warmwasserbereitung wurde durch Messwerte über installierte Wärmemengenzähler ermittelt. Der Energieverbrauch ist in Tabelle 8.3-1 zusammengestellt. Tabelle 8.3-1 Energieverbrauch gemäß Abrechnung und Messung 1

2

3 Zeitraum

4

5

6

Jahreszeitraum Nr.

von

bis

2

1

22.04.2006

21.04.2007

11.768

1.054

10.714

3

2

22.04.2007

21.04.2008

12.161

1.104

11.057

4

3

22.04.2008

21.04.2009

11.979

1.025

10.954

1

Energieverbrauch Energieverbrauch Energieverbrauch gesamt Warmwasser Heizung in kWh/a in kWh/a in kWh/a

Klimafaktor Die erforderliche Witterungsbereinigung erfolgt über den Klimafaktor fKlima,12mth,i, welcher für die drei aufeinander folgenden Zeitabschnitte 22.04. bis 15.04. der Abrechnungsjahre 2006, 2007 und 2008 der Datenbank des Deutschen Wetterdienstes (DWD) im Internet unter www.dwd.de/klimafaktoren entnommen wird. Tabelle 8.3-2 Klimafaktoren 1

1

Jahreszeitraum Nr.

2

3 Zeitraum

von

bis

4 Klimafaktor Deutscher Wetterdienst

2

1

22.04.2006

21.04.2007

1,31

3

2

22.04.2007

21.04.2008

1,05

4

3

22.04.2008

21.04.2009

1,04

8.3 Wohngebäude Bestand – Verbrauchsausweis

315

Energieverbrauchskennwert Die Ermittlung der Energieverbrauchskennwerte für das Wohnhaus erfolgt für einen Zeitraum von dreimal 12 Monaten (drei einzelne Jahreszeiträume) gemäß der Bekanntmachung des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) [4]. Die Berechnung der Energieverbrauchskennwerte für die Heizung erfolgt durch die Multiplikation des Energieverbrauchs für den jeweiligen Zeitabschnitt mit dem zugehörigen Klimafaktor. Die Energieverbrauchskennwerte für die zentrale Warmwasserbereitung werden keiner Witterungsbereinigung unterzogen und daher direkt übernommen. Die Ermittlung des Energieverbrauchskennwertes für Heizung und Warmwaser ist in Tabelle 8.3-3 zusammengestellt. Tabelle 8.3-3 Energieverbrauchskennwert für Heizung und Warmwasser 1

1

Jahreszeitraum Nr.

2

2

3

4

Energieverbrauch Heizung in kWh/a

Warmwasser in kWh/a

1

10.713

1.054

3

2

11.057

4

3

10.953

Klimafaktor

5

6

7

Energieverbrauchskennwert (zeitlich bereinigt, klimabereinigt) Heizung in kWh/(m²a)

Warmwasser in kWh/(m²a)

Kennwert in kWh/(m²a)

1,31

36,0

2,7

38,7

1.104

1,05

29,7

2,8

32,6

1.025

1,04

29,2

2,6

31,8

5

Energieverbrauchskennwert für Heizung und Warmwasser

6

Gebäudenutzfläche AN

34,4 390.29 m²

316

8.3.2 Energieausweis

Bild 8.3-3 Energieausweis Seite 1

8 Beispiele

8.3 Wohngebäude Bestand – Verbrauchsausweis

Bild 8.3-4 Energieausweis Seite 2

317

318

Bild 8.3-5 Energieausweis Seite 3

8 Beispiele

8.3 Wohngebäude Bestand – Verbrauchsausweis

Bild 8.3-6 Energieausweis Seite 4

319

320

Bild 8.3-7 Energieausweis Modernisierungsempfehlungen

8 Beispiele

8.4 Nichtwohngebäude Bestand –Verbrauchsausweis

321

8.4 Nichtwohngebäude Bestand –Verbrauchsausweis Im folgenden Abschnitt wird der Energieausweis für das Rathaus der Stadt Meschede in Meschede im Hochsauerland (Nordrhein-Westfalen) vorgestellt. Bei dem Nichtwohngebäude handelt es sich um ein Verwaltungsgebäude mit einer Bruttogrundfläche (BGF) von 4.130 m². Der Energieausweis wurde Anfang Oktober 2009 auf Grundlage des Energieverbrauchs gemäß der EnEV 2009 erstellt. Die Berechnung der Kennwerte erfolgte auf Grundlage der Bekanntmachung der Regeln für Energieverbrauchskennwerte und der Vergleichswerte im Nichtwohngebäudebestand des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) [3] vom 30. Juli 2009. Die Bekanntmachung wird im Abschnitt 7.2 dieses Buches vorgestellt.

Bild 8.4-1 Rathaus der Stadt Meschede

8.4.1 Ermittlung des Energieverbrauchskennwertes Ermittlung der Bezugsfläche Die für den Energieausweis benötigte Nettogrundfläche (NGF) wird gemäß Anlage 1 der Bekanntmachung des BMVBS [3] aus der dem Aussteller vorliegenden Bruttogrundfläche (BGF) wie folgt berechnet: ANGF

ABGF ˜ f Fläche

4130 ˜ 0,84

3469,20m²

Energieverbauch Die Heizung des Rathauses wird mit dem Brennstoff „leichtes Heizöl“ befeuert. Da der Energieverbrauch somit nicht in Kilowattstunden vorliegt, erfolgt eine Umrechnung unter Verwendung des Heizwertes Hi (= unterer Heizwert). Gemäß Heizkostenverordnung [24] ist für leich-

322

8 Beispiele

tes Heizöl Hi = 10,0 kWh/l anzusetzen. Die Umrechnung des Energieverbauchs von Liter pro Jahr (BVg,12mth,i) in Kilowattstunden pro Jahr (EVg,12mth,i) erfolgt somit wie folgt:

EVg ,12mth,i

BVg ,12mth,i ˜ Hi

BVg ,12mth,i ˜ 10,0

Die Berechnung des Energieverbrauchs für das Rathaus ist in Tabelle 8.4-1 zusammengestellt. Tabelle 8.4-1 Energieverbrauch gemäß Abrechnung 1

2

3 Zeitraum

4

5

6

Jahreszeitraum Nr.

von

bis

2

1

01.01.2006

31.12.2006

33.557

335.570

124.075

3

2

01.01.2007

31.12.2007

42.200

422.000

129.845

4

3

01.01.2008

31.12.2008

43.993

439.930

131.950

1

Energieverbrauch Energieverbrauch Energieverbrauch Heizöl Heizöl Strom in l/a in kWh/a in kWh/a

In dem Nichtwohngebäude erfolgt die Warmwasserbereitung dezentral über Strom. Der Energieverbrauch muss daher nicht wie bei einer zentralen Warmwasserbereitung aus dem Gesamtverbrauch herausgerechnet werden. Klimafaktor Die erforderliche Witterungsbereinigung erfolgt über den Klimafaktor fKlima,12mth,i, welcher für die drei aufeinander folgenden Zeitabschnitte 01.01. bis 31.12. der Jahre 2006, 2007 und 2008 der Datenbank des Deutschen Wetterdienstes (DWD) im Internet unter www.dwd.de/klimafaktoren entnommen wird. Die Klimafaktoren sind in Tabelle 8.4-2 zusammengestellt. Tabelle 8.4-2 Klimafaktor 1

1

Jahreszeitraum Nr.

2

3 Zeitraum

von

bis

4 Klimafaktor Deutscher Wetterdienst

2

1

01.01.2006

31.12.2006

1,09

3

2

01.01.2007

31.12.2007

1,14

4

3

01.01.2008

31.12.2008

1,07

Heizenergieverbrauchskennwert Die Ermittlung der Energieverbrauchskennwerte für das Rathaus erfolgt für einen Zeitraum von dreimal 12 Monaten (drei einzelne Jahreszeiträume) gemäß der Bekanntmachung des

8.4 Nichtwohngebäude Bestand –Verbrauchsausweis

323

Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) [3]. Die Berechnung der Energieverbrauchskennwerte für die Heizung erfolgt durch die Multiplikation des Energieverbrauchs für den jeweiligen Zeitabschnitt mit dem zugehörigen Klimafaktor. Die Energieverbrauchskennwerte für die zentrale Warmwasserbereitung werden keiner Witterungsbereinigung unterzogen und daher direkt übernommen. Die Ermittlung des Energieverbrauchskennwertes für Heizung und Warmwaser ist in Tabelle 8.4-3, für Strom in Tabelle 8.4-4 zusammengestellt. Tabelle 8.4-3 Energieverbrauchskennwert für Heizung und Warmwasser 1

1

2

Jahres- Energiezeitraum verbrauch Nr. in kWh/a

3

4

Anteil Warmwasser in kWh/a

Klimafaktor

5

6

7

Energieverbrauchskennwert (zeitlich bereinigt, klimabereinigt) Heizung in kWh/a

Warmwasser in kWh/a

Kennwert in kWh/(m²a)

2

1

335.570

0

1,09

365.771

0

105,4

3

2

422.000

0

1,14

481.080

0

138,7

4

3

439.930

0

1,07

470.725

0

135,7

6

Energieverbrauchskennwert für Heizung und Warmwasser

5

Nettogrundfläche NGF Rathaus

126,6 3.469 m²

Tabelle 8.4-4 Energieverbrauchskennwert für Strom 1

1

Jahreszeitraum Nr.

2

3 Zeitraum

von

bis

4 Ablesewert Strom

2

1

01.01.2006

31.12.2006

124.075 kWh/a

3

2

01.01.2007

31.12.2007

129.845 kWh/a

4

3

01.01.2008

31.12.2008

131.950 kWh/a

5

Durchschnittswert der 3 Kennwerte

6

Nettogrundfläche NGF Rathaus

7

Energieverbrauchskennwert für Strom

128.623 kWh/a 3.469 m² 37,1 kWh/(m²a)

324

8.4.2 Energieausweis

Bild 8.4-2 Energieausweis Seite 1

8 Beispiele

8.4 Nichtwohngebäude Bestand –Verbrauchsausweis

Bild 8.4-3 Energieausweis Seite 2

325

326

Bild 8.4-4 Energieausweis Seite 3

8 Beispiele

8.4 Nichtwohngebäude Bestand –Verbrauchsausweis

Bild 8.4-5 Energieausweis Seite 4

327

328

Bild 8.4-6 Energieausweis Modernisierungsempfehlungen

8 Beispiele

8.4 Nichtwohngebäude Bestand –Verbrauchsausweis

Bild 8.4-7 Energieausweis Aushang

329

331

9 Literaturverzeichnis 9.1 Verordnungen, Richtlinien, Veröffentlichungen [1]

Bekanntmachung der Regeln zur Datenaufnahme und Datenverwendung im Nichtwohngebäudebestand vom 30. Juli 2009 (Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung - BMVBS)

[2]

Bekanntmachung der Regeln zur Datenaufnahme und Datenverwendung im Wohngebäudebestand vom 30. Juli 2009 (Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung - BMVBS)

[3]

Bekanntmachung der Regeln für Energieverbrauchskennwerte im Nichtwohngebäudebestand vom 30. Juli 2009 (Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung - BMVBS)

[4]

Bekanntmachung der Regeln für Energieverbrauchskennwerte im Wohngebäudebestand vom 30. Juli 2009 (Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung - BMVBS)

[5]

Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie e.V. – BDH: Diagrammverfahren – Auswahlhilfe zur DIN V 4701-10.

[6]

Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie e.V. – BDH: Informationsblatt Nr. 15 – Anwendung der Energieeinsparverordnung (EnEV) / Typische, aktuelle Produktkennwerte für Wärmeerzeuger als Planungshilfe.

[7]

Drittes Gesetz zur Änderung des Energieeinsparungsgesetzes (3. EnEGÄndG) vom 28.03.2009

[8]

Erste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen (1. BImSchV) vom 26. Januar 2010

[9]

Fachkommission Bautechnik der Bauministerkonferenz, Auslegungsfragen zur Energieeinsparverordnung – Teil 11 vom 09.12.2009 und Fachkommission Bautechnik der Bauministerkonferenz, Auslegungsfragen zur Energieeinsparverordnung – Teil 12 vom 23.02.2010

[10]

Gesetz zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich (ErneuerbareEnergien-Wärmegesetz-EEWärmeG) vom 07.08.2008

[11]

Gesetz über den Handel mit Berechtigungen zur Emission von Treibhausgasen (Treibhausgas-Emissionshandelsgesetz - TEHG) vom 8. Juli 2004 zuletzt geändert durch Artikel 19a Nr. 3 des Gesetzes vom 21. Dezember 2007 (BGBl. I S. 3089)

[12]

Globales Emissions-Modell Integrierter Systeme (GEMIS), Aktuell: Version 4.5. Informationen und kostenfreier Download unter www.gemis.de

[13]

Großklos, M.: Kumulierter Energieaufwand und CO2-Emissionsfaktoren verschiedener Energieträger und –versorgungen. Institut Wohnen und Umwelt GmbH (IWU). Online-Veröffentlichung auf den Seiten des IWU vom 14.01.09

[14]

Hamburgische Klimaschutzverordnung (HmbKliSchVO) vom 11. Dezember 2007

332

9 Literaturverzeichnis

[15]

Klauß, S., Kirchhof, W., Gissel, J.: „Erfassung regionaltypischer Materialien im Gebäudebestand mit Bezug auf die Baualtersklasse und Ableitung typischer Bauteilaufbauten“, ZUB Kassel, April 2009

[16]

Klärschlammverordnung (AbfKlärV) vom 15.04.1992

[17]

Richtlinie 2002/31/EG der Kommission zur Durchführung der Richtlinie 92/75/EWG des Rates betreffend die Energieetikettierung für Raumklimageräte vom 22. März 2002

[18]

Richtlinie 2002/91/EG des europäischen Parlaments und des Rates über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden vom 16. Dezember 2002

[19]

Richtlinie 2004/8/EG des Europäischen Parlaments und des Rates über die Förderung einer am Nutzwärmebedarf orientierten Kraft-Wärme-Kopplung im Energiebinnenmarkt und zur Änderung der Richtlinie 92/42/EWG vom 11. Februar 2004

[20]

Richtlinien für die Ermittlung der Verkehrswerte (Marktwerte) von Grundstücken (Wertermittlungsrichtlinien 2006 - WertR 2006) vom 1. März 2006 (Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung - BMVBS)

[21]

Verordnung über Anforderungen an eine nachhaltige Herstellung von Biokraftstoffen (Biokraftstoff-Nachhaltigkeitsverordnung - Biokraft-NachV) vom 30.09.2009

[22]

Verordnung über den Zugang zu Gasversorgungsnetzen (Gasnetzzugangsverordnung GasNZV) vom 25.07.2005

[23]

Verordnung über die Erzeugung von Strom aus Biomasse (Biomasseverordnung BiomasseV) vom 21.06.2001

[24]

Verordnung über die verbrauchsabhängige Abrechnung der Heiz- und Warmwasserkosten (Verordnung über Heizkostenabrechnung - HeizkostenV) vom 05.10.2009

[25]

Verordnung über einen energiesparenden Wärmeschutz bei Gebäuden (Wärmeschutzverordnung – WärmeschutzV) vom 11.08.1977

[26]

Verordnung über einen energiesparenden Wärmeschutz bei Gebäuden (Wärmeschutzverordnung – WärmeschutzV) vom 24.02.1982

[27]

Verordnung über einen energiesparenden Wärmeschutz bei Gebäuden (Wärmeschutzverordnung – WärmeschutzV) vom 16.08.1994

[28]

Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden (Energieeinsparverordnung - EnEV) vom 16.11.2001

[29]

Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden (Energieeinsparverordnung - EnEV) vom 02.12.2004

[30]

Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden (Energieeinsparverordnung – EnEV) vom 24.07.2007

[31]

Verordnung zur Änderung der Energieeinsparverordnung vom 29.04.2009

[32]

Zweites Gesetz zur Änderung des Energieeinsparungsgesetzes vom 01.09.2005

9.2 Normen

333

9.2 Normen [50]

DIN 1946-1 (10.1988): Raumlufttechnik – Terminologie und graphische Symbole

[51]

DIN 1946-6 (05.2009): Raumlufttechnik – Teil 6: Lüftung von Wohnungen – Allgemeine Anforderungen, Anforderungen zur Bemessung, Ausführung und Kennzeichnung, Übergabe/Übernahme (Abnahme) und Instandhaltung

[52]

DIN 4108-2 (07.2003): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz

[53]

DIN 4108-3 (07.2001): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden - Teil 3: Klimabedingter Feuchteschutz; Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planung und Ausführung

[54]

DIN V 4108-6 (06.2003): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 6: Berechnung des Jahresheizwärme- und des Jahresheizenergiebedarfs

[55]

DIN 4108-7 (08.2001): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 7: Luftdichtheit von Gebäuden, Anforderungen, Planungs- und Ausführungsempfehlungen sowie -beispiele

[56]

DIN 4108 Bbl.2 (03.2006): Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Wärmebrücken – Planungs- und Ausführungsbeispiele

[57]

DIN V 4701-10 (08.2003): Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen - Teil 10: Heizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung

[58]

DIN V 4701-10/A1 (12.2006): Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen – Teil 10: Heizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung. Änderung 1

[59]

DIN V 4701-10 Bbl.1 (02.2007): Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen – Teil 10: Heizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung; Beiblatt 1: Anlagenbeispiele

[60]

DIN V 4701-12 (02.2004): Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen im Bestand – Teil 12: Wärmeerzeuger und Trinkwassererwärmung

[61]

DIN 4719 (07.2009): Lüftung von Wohnungen - Anforderungen, Leistungsprüfungen und Kennzeichnung von Lüftungsgeräten

[62]

DIN 5034-1 bis -6:Tageslicht in Innenräumen

[63]

DIN V 18599-1 (02.2007): Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung – Teil 1: Allgemeine Bilanzierungsverfahren, Begriffe, Zonierung und Bewertung der Energieträger

[64]

DIN V 18599-2 (02.2007): Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung – Teil 2: Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen von Gebäudezonen

[65]

DIN V 18599-3 (02.2007): Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung – Teil 3: Nutzenergiebedarf für die energetische Luftaufbereitung

334

9 Literaturverzeichnis

[66]

DIN V 18599-4 (02.2007): Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung – Teil 4: Nutz- und Endenergiebedarf für Beleuchtung

[67]

DIN V 18599-5 (02.2007): Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung – Teil 5: Endenergiebedarf von Heizsystemen

[68]

DIN V 18599-6 (02.2007): Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung – Teil 6: Endenergiebedarf von Wohnungslüftungsanlagen und Luftheizungsanlagen für den Wohnungsbau

[69]

DIN V 18599-7 (02.2007): Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung – Teil 7: Endenergiebedarf von Raumlufttechnik- und Klimakältesystemen für den Nichtwohnungsbau

[70]

DIN V 18599-8 (02.2007): Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung – Teil 8: Nutz- und Endenergiebedarf von Warmwasserbereitungssystemen

[71]

DIN V 18599-9 (02.2007): Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung – Teil 9: End- und Primärenergiebedarf von Kraft-WärmeKopplungsanlagen

[72]

DIN V 18599-10 (02.2007): Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung – Teil 10: Nutzungsrandbedingungen, Klimadaten

[73]

DIN V 18599-100 (10.2009): Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung – Teil 100: Änderungen zu DIN V 18599-1 bis DIN V 18599-10

[74]

DIN V 18599 Bbl.1 (01.2010): Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung – Beiblatt 1: Bedarfs-/Verbrauchsabgleich

[75]

DIN 51731 (10.1996): Prüfung fester Brennstoffe - Preßlinge aus naturbelassenem Holz - Anforderungen und Prüfung

[76]

DIN EN 255-3 (07.1997):Luftkonditionierer, Flüssigkeitskühlsätze und Wärmepumpen mit elektrisch angetriebenen Verdichtern - Heizen - Teil 3: Prüfungen und Anforderungen an die Kennzeichnung von Geräten zum Erwärmen von Brauchwasser (ein neuerer Normentwurf datiert auf 09.2008)

[77]

DIN EN 303-5 (06.1999): Heizkessel - Teil 5: Heizkessel für feste Brennstoffe, handund automatisch beschickte Feuerungen, Nenn-Wärmeleistung bis 300 kW - Begriffe, Anforderungen, Prüfung und Kennzeichnung

[78]

DIN EN 308 (06.1997): Wärmeaustauscher - Prüfverfahren zur Bestimmung der Leistungskriterien von Luft/Luft- und Luft/Abgas-Wärmerückgewinnungsanlagen

9.2 Normen

335

[79]

DIN EN 832 (12.1998): Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden - Berechnung des Heizenergiebedarfs; Wohngebäude

[80]

DIN EN 1264-4 (12.2001):Fußboden-Heizung – Systeme und Komponenten – Teil 4: Installation

[81]

DIN EN 12207 (06.2000): Fenster und Türen – Luftdurchlässigkeit – Klassifizierung

[82]

DIN EN 12828 (06.2003): Heizungssysteme in Gebäuden - Planung von Warmwasser-Heizungsanlagen

[83]

DIN EN 13053 (11.2007): Lüftung von Gebäuden - Zentrale raumlufttechnische Geräte - Leistungskenndaten für Geräte, Komponenten und Baueinheiten

[84]

DIN EN 13779 (09.2007): Lüftung von Nichtwohngebäuden – Allgemeine Grundlagen und Anforderungen für Lüftungs- und Klimaanlagen und Raumkühlsysteme

[85]

DIN EN 14511-1...4 Entwurf (06.2007) Luftkonditionierer, Flüssigkeitskühlsätze und Wärmepumpen mit elektrisch angetriebenen Verdichtern für die Raumbeheizung und Kühlung (mittlerweile durch die Fassung von 02.2008 ersetzt, ein weiterer Normentwurf datiert auf 09.2009)

[86]

DIN EN 15316-4-6 (07.2009): Heizungsanlagen in Gebäuden - Verfahren zur Berechnung der Energieanforderungen und Nutzungsgrade der Anlagen - Teil 4-6: Wärmeerzeugungssysteme, photovoltaische Systeme

[87]

DIN EN ISO 6946 (04.2008): Bauteile – Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient – Berechnungsverfahren

[88]

DIN EN ISO 10077-1 (05.2010): Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türen und Abschlüssen - Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten - Teil 1: Allge meines

[89]

DIN EN ISO 10211 (04.2008): Wärmebrücken im Hochbau – Wärmeströme und Oberflächentemperaturen – Detaillierte Berechnungen

[90]

DIN EN ISO 13363 (09.2007): Sonnenschutzeinrichtungen in Kombination mit Verglasungen - Berechnung der Solarstrahlung und des Lichttransmissionsgrades Teil 1: Vereinfachtes Verfahren

[91]

DIN EN ISO 13370 (04.2008): Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden Wärmeübertragung über das Erdreich – Berechnungsverfahren

[92]

DIN EN ISO 13786 (04.2008): Wärmetechnisches Verhalten von Bauteilen – Dynamisch-thermische Kenngrößen – Berechnungsverfahren

[93]

DIN EN ISO 13789 (04.2008): Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden – Spezifischer Transmissions- und Lüftungswärmedurchgangskoeffizient – Berechnungsverfahren

[94]

DIN EN ISO 13790 (09.2004): Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden – Berechnung des Heizenergiebedarfs

[95]

PAS 1027 (02.2004): Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen im Bestand – Ergänzung zur DIN 4701-12

[96]

VDI 3807 Blatt 1 (03.2007): Energie- und Wasserverbrauchskennwerte für Gebäude Grundlagen

336

9 Literaturverzeichnis

[97]

VDI 4650 Blatt 1 (01.2003): Berechnungen von Wärmepumpen - Kurzverfahren zur Berechnung der Jahresarbeitszahl von Wärmepumpenanlagen – Elektro-Wärmepumpen zur Raumheizung und Warmwasserbereitung (mittlerweile durch die Fassung von 03.2009 ersetzt)

337

Index

Bagatellgrenze 14 Bandtacho 54, 61 Baualtersklasse 111 ff

10 cm-Regel 85

Bauschwere 86, 162 Bauweise, regionaltypisch 112

Abminderungsfaktor Verschmutzung 203

Bedarfsausweis 43 ff

Abrechnungsjahr 225

Belastungsgrad BHKW 198

Abschirmung 153

Belegungsdichte 206

Absorptions-Wärmepumpe 186

Beleuchtungsart 177

Abstrahlung, nächtliche 82

Beleuchtungskontrollsystem 173

Abwärme 39

Beleuchtungsstärke, Wartungswert 205

Abwesenheit, relative 169, 205

Berechnungsablauf 71, 104, 137

Alternativbetrieb 186

Bereich, nicht konditioniert 135

Änderung 14

Bereich, tageslichtversorgt 169 ff

Anforderungsgrößen 5 ff

Bereitschafts-Wärmeverlust 183, 195

Anlagenaufwandszahl 87

Betrieb, durchgehend 138

Anlagenbewertung 87 ff

Betriebspunkt 183

Anlagenkennlinie 183

Betriebswirkungsgrad 176

Anlagenkonfiguration 90

Betriebszeit 201

Anlagentechnik, im Bestand 112 ff, 128 ff, 216 ff

Betriebszeit, künstliche Beleuchtung 168

Anschlusszwang 42

Bezugsmaß 145

Aperturfläche 37, 187 Arbeitsstättenrichtlinie 22 Aufmaß 110, 211 Ausbau 18 Aushangpflicht 2 Aushangpflicht 48 Auskühlzeitkonstante 161 ff Ausnutzungsgrad 86, 161 ff Außenabmessung 72 Außenluftvolumenstrom 203 Außentemperatur 78 Ausstellungsberechtigung 50 Ausstellungspflicht 47 Azimutwinkel 187

Bewertungsleistung, elektrische 169 Bilanzgrenze 4 Bilanzierungsschema 3 Bilanzzeitraum 138 Biogas 37 Biomasse 33, 37 ff Biomassekessel 185 Biomasseofen 38 Bioöl 38 Bivalenzpunkt 186 Blockheizkraftwerk 197 ff Breite, charakteristische 146 Brennstoffmenge 225 Brennwertkessel 184

338

Index

CO2-Emissionen 30

Ersatzmaßnahme, Nah-/Fernwärme 41

CO2-Emissionsfaktor 31

Erweiterung 18 Erzeugernutzwärmeabgabe 139

Dachoberlicht 172 Dämmqualität, Rohrnetz 182

Fensterfläche 74

Dampferzeugung 194

Ferienzeiten 138

Detailliertes Verfahren 89

Flächenanteil 19

Diagrammverfahren 89

Flächenumrechnungsfaktor 234

Druckgefälle 192

Förderhöhe 183

Druckverlust 192

Fugendurchlässigkeit 22

Druckverlust, im Kanalnetz 166 Durchlässe 153

Gebäudeaufnahme 109, 211 Gebäudekategorie 238 ff

EEWärmeG 32, 53, 59

Gebäudetrennwand 20

Eigentumsübergang 24

Gebäudezone 135

Einsatzgrenze, Wärmepumpe 186

Geltungsbereich 2, 34

Einstrahlwinkelkorrektur 187

Geothermie 32, 39

Ein-Zonen-Modell 144

Gesamtenergiedurchlassgrad 157

Elevationswinkel 187

Gesamt-Wirkungsgrad 166

Endenergie, Kraft-Wärme-Kopplung 197 ff

Geschossdecke, Dämmung der obersten 23

Endenergie, Warmwassersystem 195 ff

Glasvorbau 81, 158

Geschosshöhe 146

Endenergiebedarf 4, 8, 139 Endenergiebedarf, Heizsystem 179 ff

Hackschnitzel 38

Endenergiebedarf, RLT+Klima 188 ff

Heißgasbypassregelung 193

Energieausweis 43 ff

Heizenergieverbrauchskennwert 233

Energieausweis, Nichtwohngebäude 59

Heizkessel, Inbetriebnahme 29

Energieausweis, Wohngebäude 53 ff

Heizkessel, Stilllegung alter 24

Energiebezugsfläche 146, 234

Heizsystem, Erzeugung 184 ff

Energien, Erneuerbare 32

Heizsystem, Speicherung 183

Energieverbrauch 225, 232

Heizsystem, Übergabe 179 ff

Energieverbrauchskennwert 227

Heizsystem, Verteilung 181 ff

Entkopplung, hydraulische 192

Heizungsunterstützung, solare 186

EPBD 1

Heizwert 226

Erheblichkeitsgrenze 19

Holzpellets 38

Ersatzmaßnahme, Energieeffizienz 41

Horizontwinkel 81, 157

Ersatzmaßnahme, KWK 40

339 Hüllfläche 72

Lüftung 77, 151 ff Lüftungsanlage 164

Indizierung 134 Infiltration 152

Lüftungseinrichtungen, sicherheitstechnische 223 Lüftungskonzept 23

Kältemittel 193

Lüftungssystem, Übergabe 190

Kaufvertrag 2

Lüftungssystem, Verteilung 191

Kleine Gebäude 18

Luftdichtheit 22

Klimaanlage 164

Luftdichtheitstest 23

Klimaanlagen, Einbau von 30

Luftförderung 166

Klimaanlagen, Inspektion von 28

Luftvolumen 146

Klimadaten 77, 208 ff

Luftvolumenstrom 166

Klimafaktor 229

Luftwechsel 23, 77

Kombispeicher 187 Kombisystem 186

Mietvertrag 2

Kompressions-Wärmepumpe 185

Minderungsfaktor 205

Kondensationswärme 184

Minderungsfaktor Gebäudebetriebszeit 205

Konditionierung 135 Konstanttemperaturkessel 184 Konstant-Volumenstrom-System 166 Konversionsfaktor 187 Kraft-Wärme-Kopplung 41 Kühlsystem, Erzeugung 193 ff Kühlsystem, Speicherung 193 Kühlsystem, Übergabe 191 Kühlsystem, Verteilung 192 Kunstlicht 176 ff Label 54, 61 Lampenart 177 Länge, charakteristische 146 Leerstand 230, 237 Leistungsaufnahme, elektrische 166 Leistungszahl 40 Leitungsabschnitt 182 Leuchtenebene 178

Mindestdämmung, Flächenheizung 180 Mindestluftwechsel 22 Mindestwärmeschutz 9, 19, 21 Modernisierungsempfehlungen 2, 46, 68 Müllverbrennungsanlage 41 Nachbarbebauung 20 Nachhaltigkeitsverordnung 38 Nachrüstungsverpflichtung 23 Neigungswinkel 187 Niedertemperaturkessel 184 Nullenergiehausstandard 2 Nutzebene 205 Nutzenergie, Warmwasser 207 Nutzenergiebedarf 4, 138 Nutzenergiebedarf, Beleuchtung 168 ff Nutzenergiebedarf, Heizen 147 ff Nutzenergiebedarf, Kühlen 147 ff

340

Index

Nutzenergiebedarf, Luftaufbereitung 163 ff

Raumzellen 18

Nutzung, gemischte 18, 222

RLT-Anlagen, Einbau von 30

Nutzungsgrad BHKW 198

Rohrbegleitheizung 195

Nutzungspflicht 33, 36

Rohrdämmung 24, 25

Nutzungsprofile 199

Rollladenkasten 73

Nutzungsprofile, eigene 208

Rückkühlkreis 190

Nutzungsrandbedingungen, Nichtwohngebäude 199 ff

Rückkühlung 194

Nutzungsrandbedingungen, Wohngebäude 105

Scheitholz 38

Nutzungsstunden, zur Nachtzeit 169

Schraubenverdichter 193

Nutzungsstunden, zur Tagzeit 169

Scroll-Verdichter 193

Nutzungstage 138

Sekundärkreis 190

Nutzungszeit 201

Sekundärseite 186

Referenzgebäude 6 ff, 9 ff

Skalenendwert 54, 61 Ölkrise 1

Solarspeicher, bivalent 196 Sommerlicher Wärmeschutz 21

Parallelbetrieb 186

Sonnenschutzvorrichtung 157

Photovoltaik, Anrechnung von 26 ff

Spaltungsgrundsatz 19

Präsenzkontrolle 169

Speicher, elektrisch beheizt 196

Primärenergiebedarf 4, 8, 140

Speicher, gasbeheizt 196

Primärenergiefaktor 4

Speicherheizsysteme, elektrische 26

Primärkreis 190

Speichervolumen 183, 195

Primärseite 186

Spitzenzapfung 207

Produktionsprozesse 2

Standardkessel 184

Proportional-Integral-Regler 180

Standortklima 21

Proportionalregler 180

Strahlungsabsorptionsgrad 82

Pufferspeicher 183, 186

Strahlungsenergie, solare 32, 37

Pumpenregelung 182

Strahlungsintensität 78 Strahlungsschutz 180

Quartierslösung 35

Stromkennzahl BHKW 198 Stromproduktion KWK 197

Raumindex 178, 205

Stromverbrauchskenwert 236

Raumkonditionen 202

Südabweichung 187

Raumlufttechnik 164

Systemgrenze 72

Raumtiefenindex 171

Systemlichtausbeute 176

341 Systemtrennung 190

Verteilungsleitungen, Dämmung von 24, 25

Tabellenverfahren 89

Volumen 74

Tageslichtquotient 171 ff Tageslichtversorgungsfaktor 174

Wärmebedarfsausweis 50

Teilbeschattungsfaktor 80

Wärmebrücke 20

Teilbetriebsfaktor 169, 173, 176

Wärmebrücke, bei Vorhangfassade 21

Teilfläche, gekühlt 8

Wärmedämmung, transparente 83

Teilfläche, tageslichtversorgt 169 ff

Wärmedurchgangskoeffizient 9, 14, 17

Teilklimaanlage 164

Wärmeeintrag 159

Teilparallelbetrieb 186

Wärmeenergiebedarf 33

Teilzeitnutzung 201

Wärmeerzeuger, Inbetriebnahme 29

Temperatur-Korrekturfaktor 75 ff

Wärmegewinn 136

Testreferenzjahr 21

Wärmegewinne, interne 84

Trägheit, thermische 161

Wärmegewinne, solare 79 ff

Transmission 74 ff, 149 ff

Wärmekapazität 85

Transparenzindex 171

Wärmekapazität, effektive 187

Turboverdichter 193

Wärmepumpe 185 Wärmequelle 136, 148

Übergangsfrist 49

Wärmequellen, interne 159 ff

Überhangwinkel 80, 157

Wärmequellen, solare 156 ff

Überhitzung 22

Wärmerückgewinnung 30, 39, 77

Umfassungsfläche, wärmeübertragende 21, 22, 72

Wärmeschutzverordnung 1977 122

Umrechnungsfaktor Hs/Hi 140

Wärmespeicherfähigkeit 85, 161

Umstellbrandkessel 184

Wärmeverlust 136

Umweltwärme 32, 39

Warmwassersystem, Erzeugung 196

U-Wert-Aufschlag, pauschal 20, 149

Warmwassersystem, Speicherung 195

Wärmesenke 136, 148

Warmwassersystem, Übergabe 195 Variabel-Volumenstrom-System 166

Warmwassersystem, Verteilung 195

Verbauungsindex 171

Wechselbrandkessel 184

Verbrauchsausweis 43 ff, 225 ff

Weiche, hydraulische 186, 192

Verschattung 157

Wirtschaftlichkeitsgebot 24

Verschlechterungsverbot 26

Wochenendzeiten 138

Verschmutzungsfaktor 203 Versorgungsbereich 135

Zirkulationsleitung 195

Verteilnetz, Druckverlust 192

Zone, unbeheizt 150

342 Zonenteilungskriterien 142 ff Zonierung 141, 158, 212 Zweispeichersystem 187

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