Energieeinsparverordnung 2002 (EnEV) Methodik Erfüllung der Anforderungen Wärmeerzeugung

Unterschiedliche Bilanzierung des Energiebedarfs nach Wärmeschutzverordnung ’95 und EnEV Die WSchV begrenzt den Jahres-Heizwärmebedarf (Wärme, die von den Heizkörpern abgegeben werden muss) Die EnEV begrenzt den zulässigen Jahres-Primärenergieverbrauch für Heizung und Warmwasserbereitung (Jahres-Heizwärmebedarf plus Verluste der Anlagentechnik plus Verluste bei Energieumwandlung und -transport)

Die wichtigsten Punkte der EnEV: Bewertung der primärenergetischen Effizienz Je nach Energieträger muss unterschiedlich viel Primärenergie aufgewendet werden, um 100 % Heiz- energie zu liefern. Über den Primärenergiefaktor berücksichtigt die EnEV auch Energieverluste, die außer- halb des Gebäudes entstehen (Transport, Umwandlung).

Die wichtigsten Punkte der EnEV: Verknüpfung von Gebäude- und Anlagentechnik Die EnEV gibt nur maximal zulässige Primärenergieverbrauchswerte vor. Planer und Bauherr können entscheiden, wie sie die Grenzwerte einhalten wollen. Verbesserter Wärmeschutz und effiziente Anlagentechnik sind nach der EnEV gleichberechtigte Energie- sparmaßnahmen.

Die wichtigsten Punkte der EnEV: Vorschriften für den Gebäudebestand Die Nachrüstverpflichtungen der EnEV ( § 9, 10 ) gelten für Gebäude mit mehr als 2 Wohnungen generell, bei Einfamilienhäusern ( max. 2 Wohnungen, der Eigentümer bewohnt eine davon) nur bei Eigentümerwechsel. Erforderliche Maßnahmen bis Ende 2006 Austausch von Heizkesseln, die vor Oktober 1978 in Betrieb gegangen sind (wenn Brenner nach Oktober 1996 ausgetauscht wurde: Kesselaustausch bis Ende 2008) Dämmung von nicht begehbaren, aber zugänglichen Geschossdecken (Wärmedurchgangskoeffizient  0,3 W/m2K) Dämmung von Wärmeverteilungs- und Warmwasserleitungen sowie Armaturen in nicht beheizten Räumen

In sieben Schritten zur Erfüllung der Primärenergieanforderung Methodik der EnEV: In sieben Schritten zur Erfüllung der Primärenergieanforderung 1. Ermittlung des A/V-Verhältnisses 2. Berechnung des maximal zulässigen Jahres-Primärenergiebedarfs 3. Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs für den ausgewählten Wärmedämmstandard 4. Ermittlung des Jahres-Trinkwasserwärmebedarfs 5. Ermittlung der Anlagen-Aufwandszahl für die ausgewählte Heizsystemtechnik 6. Ermittlung des tatsächlichen Jahres-Primärenergiebedarfs (aus Jahres-Heizwärmebedarf, Trinkwasserwärmebedarf und Anlagen-Aufwandszahl) 7. Überprüfung, ob der tatsächliche Primärenergiebedarf geringer ist als der maximal zulässige (vgl. Schritt 2)

Methodik der EnEV

Ermittlung des A/V-Verhältnisses 1. Schritt: Ermittlung des A/V-Verhältnisses Festlegung des Haustyps und seiner geometrischen Daten Ermittlung des Verhältnisses zwischen wärmeübertragender Umfassungsfläche A und beheiztem Bauwerksvolumen V Beispiel: Einfamilienhaus A = 457 m2, V = 609 m3 A/V = 0,75 m-1

2. Schritt: Ermittlung des maximal zulässigen Jahres-Primärenergiebedarfs für Gebäude mit zentraler Wassererwärmung (z.B. mit Erdgas, Heizöl, Solarenergie): Qpmax,EnEV = 50,94 + 75,29  A/V + 2.600/(100 + AN) in kWh/m2a für Gebäude mit überwiegender Warmwasserbereitung aus Strom: Qpmax,EnEV = 72,94 + 75,29  A/V in kWh/m2a Die Gebäudenutzfläche AN wird über das beheizte Bauvolumen ermittelt: AN = V  0,32 (in m2) Beispiel: Einfamilienhaus mit zentraler Warmwasserbereitung, V = 609 m2 AN = 0,32 m-1 x 609 m3 AN = 195 m2 Qpmax,EnEV = 50,94 + 75,29 x 0,75 + 2.600 / (100 + 195) kWh/m2a = 50,94 + 56,47 + 8,8 kWh/m2a Qpmax,EnEV = 116 kWh/m2a

Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs Qh 3. Schritt: Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs Qh für den ausgewählten Wärmedämmstandard Berechnung nach DIN V 4108-6 Zwei Berechnungsverfahren: detailliertes Monats-Bilanzverfahren einfacheres Heizperioden-Bilanzverfahren Beispiel: Einfamilienhaus, Gebäudenutzfläche AN = 195 m2 Zur vereinfachten Betrachtung werden die Anforderungen der WSchV ’95 für Niedrigenergiehäuser herangezogen: Qh = 70 kWh/m2a

Berechnung des Trinkwasserwärmebedarfs Qtw 4. Schritt: Berechnung des Trinkwasserwärmebedarfs Qtw Die EnEV gibt für alle Haustypen einen einheitlichen Wert vor: Qtw = 12,5 kWh/m2a

5. Schritt: Bestimmung der Anlagen-Aufwandszahl ep für die ausgewählte Heizsystemtechnik ep bewertet die Effizienz der Wärmeerzeugung und -verteilung. Je niedriger die Anlagen- Aufwandszahl, desto effizienter arbeitet das System. In DIN V 4701-10 ist festgelegt, wie ep bestimmt wird. Die Norm gibt Standard- Kennwerte für die einzelnen Komponenten an. Günstiger sind die Produkt- Kennwerte der Hersteller.

Bestimmung der Anlagen-Aufwandszahl ep 5. Schritt: Bestimmung der Anlagen-Aufwandszahl ep Nach DIN V 4701-10 sind mehrere Verfahren möglich. Einfachste Methode ist das Diagrammverfahren. Diagramme werden in der Norm und von den Geräte- herstellern bereitgestellt. Beispiel: Für das gewählte Gebäude (AN = 195 m2, Qh = 70 kWh/m2a) und die ausgewählte Heiz- systemtechnik ergibt sich aus dem Diagramm die Anlagen-Aufwandszahl ep = 1,40.

Einflussfaktoren für ep: Aufwandszahl des Wärmeerzeugungssystems Das System umfasst Wärmeerzeuger, Warmwasserspeicher und Verteilsystem. Zur Bestimmung der Aufwandszahl des Systems müssen alle Komponenten erfasst werden.

Einflussfaktoren für ep: Aufstellung des Wärmeerzeugungssystems Der Aufstellort beeinflusst die Wärmeverluste. Systeme mit Geräten und Verteilung innerhalb der beheizten Hülle haben niedrigere Anlagen-Auf- wandszahlen. Mit Produkt-Kennwerten kommt man zu günstigeren Aufwandszahlen als mit Standard-Kennwerten.

Einfluss des Aufstellortes auf die Investitionen Bei Aufstellung innerhalb der beheizten Hülle sind die Anforderungen an den Wärmeschutz niedriger. Deshalb lassen sich die EnEV-Anforderungen dann mit weniger Kostenaufwand erfüllen. Bezugsbasis: Einfamilienhaus, AN = 195 m2, A/V = 0,75; Gas-Brennwertkessel 70/55, Speicher; Geräte und Verteilung innerhalb der beheizten Hülle

Einfluss des Primärenergiefaktor der eingesetzten Energieart Je höher der Primärenergiefaktor, desto höher die EnEV-Anforderungen an den baulichen Wärmeschutz. Erdgassysteme haben einen niedrigen Primärenergiefaktor (1,1). Elektrosysteme werden mit einem höheren Faktor bewertet. (E-Direktheizung: 3,0; für E-Speichersysteme gilt aus politischen Gründen bis Anfang 2010 der Faktor 2,0)

6. Schritt: Ermittlung des tatsächlichen Jahres-Primärenergie-bedarfs Qp aus Jahres-Heizwärmebedarf, Jahres-Trinkwasserwärmebedarf und Anlagen-Aufwandszahl Qp = ep (Qh + Qtw) Beispiel: Setzt man die in Schritt 3 bis 5 ermittelten Werte ein, ergibt sich: Qp = 1,40 (70 kWh/m2a + 12,5 kWh/m2a) Qp = 1,40 x 82,5 kWh/m2a Qp = 115,5 kWh/m2a

7. Schritt: Überprüfung, ob der berechnete Primärenergiebedarf geringer ist als der zulässige Primärenergiebedarf Qp  Qpmax,EnEV ? Beispiel: Da Qpmax,EnEV = 116 kWh/m2a und Qp = 115,5 kWh/m2a, ist unter den angenommenen Rahmenbedingungen Qp  Qpmax,EnEV Mit dem gewählten Wärmedämmstandard und Heizsystem werden die Anforderungen der EnEV also erfüllt.

Verrechnung von Anlagentechnik und Wärmeschutz Je niedriger die Anlagen- Aufwandszahl, desto höher ist der maximal zulässige Jahres-Heizwärmebedarf. Die EnEV belohnt also effiziente Heizsysteme (z.B. Erdgasheizungen) mit geringeren Anforderungen an die Wärmedämmung. Bei Anlagen mit hoher Auf- wandszahl steigen die An- forderungen an den Wärmeschutz. (Gebäude mit AN = 195 m2, A/V = 0,75; Geräte und Wärmeverteilung innerhalb der beheizten Hülle)

Hinweise für die Auswahl der Anlagentechnik Die EnEV honoriert Heizsysteme mit hohem Wirkungsgrad und niedrigem Primärenergiefaktor (z.B. moderne Erdgasheizungen). Vielfach lassen sich die EnEV-Auflagen durch die Kombination von Gas-Brennwerttechnik, Fensterlüftung und Wärmedämmung gemäß WSchV ’95 erfüllen. Elektro-Direktheizungen werden mit dem hohen Primärenergiefaktor 3,0 bewertet. Die EnEV verpflichtet nicht zum Einsatz von Lüftungsanlagen.

Erfüllung der EnEV-Primärenergieanforderung: Kostenvergleich verschiedener Heizsysteme Der Lehrstuhl für Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik und Regenerative Energien der Hochschule Bremen hat die Kosten verschiedener Heizsysteme verglichen. Betrachtet wurden die Kapital-, Betriebs- und Verbrauchskosten der Heizanlage sowie die Kapitalkosten für Gebäude-mehrinvestitionen (Dämmung). Heizsysteme mit ungünstiger Anlagen-Aufwandszahl erfordern kostenintensive Dämm-Maßnahmen. Wärmepumpensysteme haben niedrige Anlagen-Aufwandszahlen, aber hohe Anlagenkosten. Bei Betrachtung aller Kosten schneiden Gas-Heizsysteme mit Speicher und Fensterlüftung am besten ab.

Umsetzung der EnEV Die EnEV ist am 1. Februar 2002 in Kraft getreten. Für den Vollzug sind die Bundesländer zuständig. (Bauvorlageberechtigung, Berechtigung zur Anfertigung des Wärmeschutznachweises) Entsprechende Verwaltungsvorschriften werden erst im Laufe des Jahres 2002 zur Verfügung stehen. Die EnEV macht schon im Vorfeld der Planung die enge Zusammenarbeit zwischen Architekt, Statiker, Fachplaner/SHK-Betrieb unabdingbar. Gemeinsam müssen sie die Möglichkeiten nutzen, Wärmeschutz und Anlagentechnik optimal zu kombinieren.