1 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel EnEV – EEWärmeG – 2016 Was kommt da auf uns zu? Mit dem Primärenergiefaktor 1,8 zum stromsparsamen Gebäude? Prof. Dr.- Ing. Dieter WolffOstfalia - Hochschule Wolfenbüttel

2 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Peter Meier wohnt mit seiner 4-köpfigen Durchschnittsfamilie in einem nach der neuen EnEV fertiggestellten „Niedrigenergie- haus” mit 130 m 2 beheizter Wohnfläche (Technik: Gasbrenn- wertkessel mit Warmwasserspeicher, alle Komponenten in der thermischen Hülle). Die Gasrechnung von 2003 (Jahr mit durchschnittlichem Klima) zeigt einen Gesamtendenergieverbrauch von knapp kWh bezogen auf den Brennwert. Er soll 1023 € bezahlen. Gerechnet hatte er mit einem Verbrauch von 9750 kWh/a und einer Rechnung von 563 €, denn der nach EnEV 2002 vorgeschriebene „Energiebedarfsausweis” wies einen durchschnittlichen Endenergiebedarf von 75 kWh/(m²∙a) aus Bereits vor 10 Jahren in 2004: Peter Meiers Rückblick auf die EnEV 2002

3 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Im Jahr 2004: Peter Meiers Rückblick auf die EnEV 2002

4 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Dieses Problem speist mittlerweile ganze Pressekampagnen

5 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Man sollte sich vom Bilanzierungsprinzip für den End--- bzw. Primärenergienachweis nach der EnEV verabschieden. Die EnEV sollte v. a. die Möglichkeit bieten, zwischen baulichen und anlagentechnischen Alternativen Kompensationsmöglichkeiten zu schaffen. Das war eine falsche Strategie! Die drastisch gestiegenen Energiepreise und der nicht mehr in Frage gestellte Klimawandel erfordern ein viel höheres Anforderungsniveau in einer zukünftigen EnEV, der sich am technisch und selbstverständlich auch wirtschaftlich bestmöglichen Standard für Gebäude und Anlagentechnik orientieren muss. 1. Abschied vom Kompensationsprinzip der EnEV Nötig: Höchst-Anforderungen an Bauteile und Komponenten -

6 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Beste Qualität von Haus und Heizung statt Gegenrechnung

7 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Bisherige Ziele: 20 – 20 – 20 haben nicht den gewünschten Effekt erzielt Besser ersetzen durch alleiniges Ziel: CO 2 – Budget bis 2050 einhalten Strom Gas, Öl, Braunkohle Holz Förderung, Umwandlung (Kraftwerk), Verteilung Aufbereitung Transport Förderung, Raffinerie Transport f P = 3,0 (EnEV 02) f P = 2,4 (EnEV 14) f P = 1,8 (EnEV 16) f P = 1,1 (EnEV) f P = 0,2 (EnEV) auch KWK f P = 1,2 = nicht erneuerbarer Anteil Hier liegt das Problem!

8 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel 2002 war ein Brennwertkessel mit 90% Nutzungsgrad primärenergetisch günstiger als eine Elektrowärmepumpe mit einer Arbeitszahl von 3! 2016 wird für die Elektrowärmepumpe schon eine Arbeitszahl von 1,8 ausreichen, um primärenergetisch besser als der Brennwertkessel abzuschneiden! Nicht berücksichtigt werden dabei aber höhere CO 2 - Emissionen und beim heutigen (Wärmepumpen-)Strom- Tarif wesentlich höhere Energiekosten! Beim CO 2 -Vergleich müsste die Wärmepumpe eine Arbeitszahl von 2,7 aufweisen! Ist das sinnvolle Energiepolitik in der Energiewende?

9 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Wirtschaftlich und zur Ressourcenschonung sinnvoll ist heute im Neubau und bei der energetischen Modernisierung: Sehr guter Wärmeschutz H T `: 0,25 – 0,3 W/(m²K) und eine einfache und effiziente, aber qualitätsgesicherte Anlagentechnik Dazu gehören: sinnvolle nicht zu hohe Fensterflächenanteile, optimierter Kompaktheitsgrad und eine vernünftige Ausrichtung Regenerativ ist derzeit nur PV am Gebäude und effiziente Wärmepumpentechnik im Wettbewerb mit Gas-/Ölbrennwert- technik in kleineren Gebäuden sinnvoll. In größeren Wohn- und Nichtwohngebäuden gewinnen Klein-BHKWs an Bedeutung Ist das sinnvoll? Holz und Biomasse werden wegen begrenzter Verfügbarkeit an Bedeutung verlieren (BMU – Erfahrungsbericht - EEWärmeG) These

10 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Qualität der Außenbauteile als Mindestwerte beschreiben Weitergehende Standards durch Förderpolitik setzen U-Werte Wand < 0,2 W/(m²K) Dach < 0,15 W/(m²K) Keller < 0,3 W/(m²K) Fenster < 1,2 W/(m²K) Standard von NEH, Passivhaus durch staatliche Werbung bekannt machen. Die Standards gibt es ja schon.

11 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Erzeugersysteme Gas-Öl-Kessel:Brennwerttechnik – Brennstoffpreise - niedrige Investitionen Pelletheizung:Preisentwicklung – Holz begrenzt – mittlere Investitionen Wärmepumpe:Wärmequelle – Effizienz in Praxis – hohe Investitionen Solarthermie:Gratisenergie – Einbindung – mittlere Investitionen Mini-BHKW:Systemgröße – Brennstoffpreise – hohe Investitionen Fernwärme:Anschlussdichte – Preise – Investitionen unterschiedlich Verteilsysteme Bewährte Zweirohrheizung mit Heizkörpern in gut gedämmten Gebäuden Gedämmt auch im beheizten Bereich - Hydraulischer Abgleich Im wahren Passivhaus: nur Luftheizung mit KWL und evtl. Notheizkörper Wärmeabgabesysteme „Schnelle Systeme“ – NT-Betrieb – Plattenheizkörper – Lüftungsheizung Gesamtsystem: Einfach – Kompakt – Effizient – Gut gedämmt Systemfragen für Raumheizung (RH) und Trinkwarmwasser (TWW) Klare Beschreibungen wählbarer Haustechnikkomponenten in EnEV

12 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Praxis: EAV Energieanalyse aus dem Verbrauch: Bewertung von Gebäude und Anlagentechnik DBU-Projekte: Brennwertkessel, OPTIMUS und Solar-Kessel, Neuerkerode 2015

13 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Jahresenergiemenge: 363 MWh/a 34,9 kW · 251 d/a · 24 h/d = 210 MWh/a (58%) + 17,5 kW · 365 d/a · 24 h/d = 153 MWh/a (42%) Monatliche Verbrauchserfassung und Messungen: Datenauswertung als neues Dienstleistungsangebot – Transparenz - Erfolgskontrolle Schwankungen bei gleicher Außentemperatur belegen: Notwendigkeit von Messungen über längere Zeiträume für Gebäude- und Kesseleffizienz (kein kurzer Heizungscheck) Beispiel: DBU – Neuerkerode

14 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Quellen für Verbrauchsdaten Zähler elektrische Hilfsenergie Gaszähler Wärmemengenzähler 1.Abrechnungen mit dem Versorger bei leitungsgebundenen Energien 2.Einkaufsbelege bei nicht leitungsgebundenen Energien 3.Unterzähler (Wärmemengen-, Strom-, Wasserzähler) Quelle: Optimus, Wolfenbüttel

15 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel 2. Wechselwirkungen zwischen Gebäude- und Anlagentechnik Mehrverbrauch trotz gleich guter Hülle (DBU-Projekte: Kennwerte) In modernisierten Plattenbauten: bei gleicher Qualität der Außenfassade und gleicher Erzeugung sehr unterschiedliche Heizenergieverbräuche 11- und 14-Geschosser Einrohrheizung 5-Geschosser Zweirohrheizung 94 kWh/(m²a) 120 kWh/(m²a)

16 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel 3. Reale Effizienz von Brennwertkesseln (DBU-Projekt) SYMPTOM In "unbegleiteten" Niedrigenergie-Ein- und Mehrfamilienhäusern werden im Durchschnitt nur Jahresnutzungsgrade von ca. 95% bezogen auf den unteren Heizwert gemessen. Werte liegen um ca. 10 – 15% unter Normnutzungsgraden!

17 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel 4. Optimierung Regelung und Hydraulik (DBU-Projekt: EXPO Kronsberg) SYMPTOM In einem fünfgeschossigen NEH-Mehrfamilienhaus (Zentrale Abluftanlage) werden folgende Beobachtungen gemacht: In der Heizzeit tritt in den Erdgeschosswohnungen erhöhte Fensterkipplüftung auf, in den Wohnungen im Obergeschoss beschweren sich die Bewohner über unzureichende Raumtemperaturen und Zugerscheinungen. mögliche Überversorgung mögliche Unterversorgung DIAGNOSE Es wurden weder das Heizrohrsystem noch das zentrale Abluftkanalsystem hydraulisch abgeglichen. EINSPARPOTENZIAL: 15…30 kWh/(m²a) n eff = 0,4..1,2 h -1 uneinheitlich t i = 20…23 °C uneinheitlich

18 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel 5. Verteilverluste im Haus (DBU-Projekt: EXPO-Kronsberg) SYMPTOM In Niedrigenergie-Mehrfamilien- häusern werden in den Innen- fluren erhöhte Raumtemperaturen festgestellt. DIAGNOSE Erhöhte Wärmeabgabe der im Estrich verlegten ungedämmten Kunststoffleitungen für die Einzelanbindung aller Heizkörper von einem Wohnungsverteiler („Spaghetti – Verteilung“). Gleichzeitig Abfuhr der Überschusswärme über die Abluftabsaugung in den benachbarten Sanitärräumen. EINSPARPOTENZIAL10…20 kWh/(m²a) lokal: t i = 24…25 °C

19 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel 6. Optimierung von Heizungsanlagen Optimierung zur Verminderung des Verschwendungs- potentials für Wärme, der elektrischen Hilfs- energie für die Pumpe und zur Komfortverbesserung DBU-PROJEKT: OPTIMUS Die Optimierung in der Planung und Ausführung umfasst: 1.den hydraulischen Abgleich mit Voreinstellung von Thermostatventilen, 2.die Einstellung der ausreichenden Förderhöhe an der Pumpe 3.die Einstellung der Vorlauftemperatur am zentralen Regler.

20 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Verringerung des Verbrauchs thermischer Energie durch Optimierung von 99 auf 78 kWh/(m²a)  21 % Optimierungsmaßnahmen ohne Investitionen in Komponenten: Voreinstellung der Thermostatventile Einstellung der optimalen Pumpenförderhöhe Optimale Einstellung der Regelung DBU-OPTIMUS: Einzelbetrachtung - neues MFH in Braunschweig Mehrfamilienhaus mit 18 Wohneinheiten, Baujahr 1998, 1250 m² Wohnfläche

21 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel 7. Heizkörper und Komfortlüftung Faktor-10-Häuser (proklima) Komfortlüftung unter Beibehaltung der alten Heizkörper sinnvoll? Nein! Bezogene Energiekennwerte des Jahresenergieverbrauchs der 12 Wohnungen eines auf Passivhausniveau sanierten MFH 46,51,6 78,1 7,8 17,317,5 18,1 20,3 50,1 65,2 95,499,7

22 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Sind beibehaltene träge Heizkörper oder Fußbodenheizungen bei den geringen Heizlasten überhaupt noch vernünftig stetig regelbar? Nein! Unter 30 W/m² keine konventionelle Fußbodenheizung Von 10 – 30 W/m² einfache Plattenheizkörper Unter 10 W/m² nur noch Luftheizung aus Komfortlüftung mit WRG 8. Regelbarkeit der Wärmeübergabe (proklima): Fazit: Komfortlüftung mit WRG ohne Heizkörper oder Heizkörper mit Fensterlüftung/(KWL auf Wunsch)

23 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Einige weitere Zusammenhänge aus verschiedenen Studien: Fußbodenheizungen sind gut für die Effizienz von Brennwertkesseln und Wärmepumpen: Effekt: Einsparung: 5 – 10 kWh/(m² a) gegenüber Heizkörpern Aber: in gut gedämmten Gebäuden (Heizlast < 30 W/m²) nicht oder nur noch schlecht regelbar: Effekt: Mehrverbrauch: 20 – 30 kWh/(m² a) - Optimierung sinnvoll? Summeneffekt: 10 – 25 kWh/(m² a) Mehrverbrauch! Brennwertkessel mit Überströmventil verschlechtern ihre Effizienz, Brennwertkessel ohne Überströmventil verbessern ihre Effizienz nach Durchführung einer Optimierung / Hydraulischer Abgleich

24 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel 9. DBU - Projekte zur Solarthermischen Nutzung für Wamwasser und Heizungsunterstützung Ziel: Bestimmung der realen Gewinne und Verluste von Solaranlagen in Ein- und Mehrfamilienhäusern Mehr als 15 Heizungsanlagen mit Solarthermie wurden mit zusätzlichen Wärmemengenzählern ausgestattet und z. T. über drei Jahre begleitet. Die Auswertung des Messprogramms sollte die Frage beantworten, in welcher Größenordnung die Gewinne und Verluste von typischen Solarthermieanlagen zur Trinkwarmwasserbereitung und zur Heizungsunter- stützung liegen: typisch: Nutzen: 7 – 20 kWh/(m² a) Verluste: bis 30 kWh/(m² a)

25 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Energiebilanz Mehrfamilienhäuser – BMU – Projekt Solarertrag 8 – Endenergie minus 7 kWh/(m² a)

26 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel (80) /95=0,16 EEWärmeG mit „Nullsummenspiel“ alle Angaben in kWh/(m²a) für ein EFH mit 130 m²

27 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel 550 m² Kollektorfläche und 100 m³ Speicher mit Nahwärme für 61 Einfamilienhäuser Solare Nahwärme - Macht das Sinn?

28 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Ein Beispiel für Fehlentwicklung solare Nahwärme "Alter Schlachthof" – BMU-Projekt: "Solar – Kessel"

29 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Feldanlage Speyer "Alter Schlachthof" Jahresbilanz

30 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Status: Verbrauchsanalyse für Netz und Erzeugung einer größeren Liegenschaft

31 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel TGA – Fachplaner 09/2011 – Erfolgsnachweis

32 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Problem: Anschlussdichte - DBU-Projekt: Neuerkerode Fehlentscheidung 1973 Neues Nahwärmenetz Verlust: 40 kWh/(m²a)! Teilweiser Rückbau 2014 Beispiel: Evangelische Stiftung Neuerkerode Wohnort für 850 Menschen mit Behinderungen

33 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Energiebilanz des Bestandes – Dorf – 55 Gebäude – ca m² Mittelwert 222 kWh/(m²a)

34 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Energiebilanz langfristig Mittelwert 103 kWh/(m²a)

35 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Studie: Fernwärme  Neuplanungen/Vollsanierungen: kritische Anschlussdichte beachten  Netzanschlüsse sind immer als Einzelfälle zu bewerten  Ziel sind Netzverluste ≤ 10 … 15 kWh/(m²a) Hinweise

36 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel TGA – Fachplaner 06/2012 – Erfolgsnachweis

37 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Es ist zukünftig eine mindestens einjährige Verbrauchmessung von unterjährigen Messdaten mit Gas- und Wärmemengenzählern vor der Umsetzung einer energetischen Modernisierung durchzuführen. Zusätzlich sind Daten zur Gebäudesubstanz und Anlagentechnik aufzunehmen. Mit den Verbrauchswerten ist eine EAV zu erstellen, um reale Daten zur Gebäudequalität, zur Heizlast, zu den Anlagenverlusten und zur Grundlast aus der Warmwasserbereitung zu erhalten. Auf dieser Grundlage können anschließend Berechnungen zur Modernisierung von Gebäudehülle und Anlagentechnik stattfinden. Erfolgt vorher allein die Sanierung der Gebäudehülle, ist eine Verbrauchsmessung spätestens nach Abschluss der Modernisierung durchzuführen. Vorschläge für eine Bestandsaufnahme auf Basis einer E – A – V

38 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Fazit Fazit: das wirtschaftlichste Anlagensystem gibt es nicht, sondern jeweils eine Individuallösung! Beratung erforderlich! generell: bauliche und anlagentechnische Maßnahmen sollten nicht gegenseitig aufgerechnet werden, sondern sich im Sinne des Klimaschutzes geeignet ergänzen! hinsichtlich EnEV und EEWärmeG sollte eine Vereinheitlichung unter einem Dach angestrebt werden! Die derzeitige Bewertung von Biomasse sollte revidiert werden: Einführung eines „Biomassebudgets“: 30 – 35 kWh/(m² a) Zukünftig: Baubegleitung mit Qualitätssicherung und mindestens einjährige monatliche Verbrauchsmessung vorher – nachher als Erfolgsnachweis bei Bestandssanierungen

39 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Weitere Informationen: (Energiesparkonto) Jagnow, Fundort Wismar, 2008

40 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel EEWärmeG -

41 Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff ♦ Wolfenbüttel Die Definition im ursprünglichen Entwurf war sinnvoller! Widersprüchlichkeiten des EEWärmeG und der EnEV 2009