Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung

Effiziente Wärmeversorgung Ratgeber für Eigentümer von Wohngebäuden

Das 10-Liter-Haus in Hessen –

aus Altbauten werden

behagliche Energiesparhäuser.

Der Hessen-Standard:

Hessisches Ministerium

für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung

Abteilung VI – Bauwesen, Städtebau, Wohnungswesen

Kaiser-Friedrich-Ring 7565185 Wiesbadeninfo@hmwvl.hessen.de www.wirtschaft.hessen.de

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Energiesparmaßnahmen von der Planung bis zur Umsetzun

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I n h a l t

Vorwort des Hessischen Ministersfür Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung Dr. Alois Rhiel 5

Ökologische und politische Hintergründe

Wer Energie spart, leistet einen Beitrag zum Klimaschutz 6

Einsparpotentiale im Bereich Wohngebäude

Energiesparen erhöht den Wohnkomfort und schont den Geldbeutel 8

Hessischer Landeswettbewerb

„Innovative Wärmeversorgung von Wohngebäuden“ 10

Die Preisträger

Ein- und Zweifamilienhäuser■ 1. Preis 12■ 2. Preis 14■ 3. Preis 16■ Geteilter 4. Preis 18■ Geteilter 4. Preis 20

Mehrfamilienhäuser■ 2. Preis 22■ 3. Preis 24■ Lobende Erwähnung 26

Die Energieeinsparverordnung(EnEV)

Was Sie über die Energieeinsparverordnung wissen sollten! 28

Die wichtigsten Eckpunkte der Energieeinsparverordnungfür den Neubau 34

Die wichtigsten Eckpunkte der Energieeinsparverordnungfür den Altbau 35

Hinweise zur Anlagenperipherie:

■ Wie kommt die Wärmegünstig in den Raum? 36

■ Versorgung mit Warmwasser 37

Wärmeerzeugung im Gebäudekontext

Welche Lösung ist für Sie die richtige? 38

Wärme durch Verfeuerung fossiler Brennstoffe

■ Der Niedertemperatur-kessel 39

■ Der Brennwertkessel 40

Wärme durch Verfeuerung erneuerbarerBrennstoffe

■ Die Stückholzheizung 42■ Die Pelletheizung 44

Energiesparmaßnahmen von der Planung bis zur Umsetzung

Effiziente Brennstoffnutzung Kraft-Wärme-Kopplung 46

Nutzung von Umweltwärme■ Solare Trinkwasser-

erwärmung und Heizungsunterstützung 48

■ Die Wärmepumpe 52

Chancen und Perspektiven von Nahwärmesystemen im Wärmemarkt 54

Innovative Heizsysteme für die Zukunft 55

Frischluftversorgungin Wohngebäuden

Lüftungsbedarfin Wohnräumen 56

Lüftung über raumlufttechnische Anlagen 58

Lüftungsanlagen mitWärmerückgewinnung undZusatzheizung 60

Service

Ratschläge für dieUmsetzung 62

Literatur zum Thema 63

Adressen 64

Impressum 66

Als Anlage beigefügt:Checklisten und Kosten-vergleiche für Ihren persönlichen Gebrauch

Glossar:

Die wichtigsten Begriffe und ihre Bedeutung 33

Effiziente

Wärmeversorgung

R a t g e b e r f ü r E i g e n t ü m e r v o n W o h n g e b ä u d e n

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Die Preisträger des Landeswettbewerbs 2003

Energiesparmaßnahmen von der Planung bis zur Umsetzung

Praktische Tippsund AdressenHerausgeber:

Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung

Abteilung VI – Bauwesen, Städtebau, Wohnungswesen

Kaiser-Friedrich-Ring 7565185 WiesbadenTelefon: 06 11 – 815-20 26info@hmwvl.hessen.de www.wirtschaft.hessen.de

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e. V., Kassel

In Zusammenarbeit mit

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Diese Broschüre soll Sie übereine moderne und effiziente

Wärmeversorgung von Wohngebäu-den informieren. Lassen Sie sich vonihr als Ratgeber in Sachen Wärmever-sorgung überzeugen, dass die Inves-titionen in eine Energie sparendeTechnik sich langfristig für Sie und dieUmwelt lohnen. Tragen Sie zu unsereraller Zukunftssicherung bei. DenkenSie daran, dass Heizkosten ohne Energie sparende Investitionen Jahrfür Jahr in wachsender Höhe weitergezahlt werden müssen. Energieein-sparungen durch eine innovative Wärmeversorgung senken dagegennicht nur nachhaltig die laufenden Ko-sten und schaffen Komfort, son-dern steigern auch den Wert und dieAttraktivität Ihrer Immobilie. Außer-dem liegt gerade in Zeiten gestiege-ner Energiekosten und unsicherer po-litischer Entwicklungen in den Energieliefernden Ländern der Gedanke an den Einsatz von regenerativenEnergien oder Energieträgern nahe,die frei verfügbar oder vom Welt-marktpreis weitgehend unabhängigsind. Sie ermöglichen auch für die Zukunft kalkulierbare Kosten für dieVersorgung mit Heizwärme undWarmwasser. Die Wertschöpfung er-folgt in Deutschland und kommt derheimischen Wirtschaft zugute. Darü-ber hinaus werden Arbeitsplätze imHandwerk, bei den planenden undberatenden Büros und in Industrie-und Gewerbebetrieben geschaffen.

Der Ratgeber bietet Ihnen auf denfolgenden Seiten einen anschaulichen und nachvollziehbaren Einstiegin das komplexe Thema der Wärme-versorgung. Der Ratgeber verschafftIhnen einen Überblick über die Anla-genkonzeptionen und die notwendi-gen technischen Details für das Ver-ständnis der Anlagentechnik. Er ist fürLaien konzipiert, aber auch für Fach-

der Broschürenrückseite dargestellt.Am besten, Sie nehmen eine Energie-beratung in Anspruch und lassen sichfür Ihr Gebäude die Einsparpotentialeund Kosten von Energiesparmaß-nahmen aufzeigen und ein Konzeptfür die Durchführung der Maßnah-men erstellen. Bei bestehenden Ge-bäuden ist es wichtig, diese an ohne-hin fällige Instandsetzungsmaßnah-men zu koppeln. Vielfach könnendurch einen niedrigen Heizwärmebe-darf nicht nur kleiner dimensionierteHeizungsanlagen, sondern auch an-dere Anlagenkonzepte verwirklichtwerden, die vorher nicht in Frage kamen. Zu weiteren diesbezüglichenInformationen möchte ich Sie aufdas von meinem Haus durchgeführteIMPULS-Programm im Rahmen derHessischen Energiespar-Aktion(www.hessische-energiesparaktion.de) verweisen.

Die in diesen Ratgeber aufgenom-mene Dokumentation des Landes-wettbewerbes „Innovative Wärmever-sorgung von Wohngebäuden“ zeigtIhnen, welche Anlagenkonzeptionenandere umgesetzt haben. Lassen Siesich inspirieren und vielleicht findenSie sogar noch bessere und energie-effizientere Lösungen für die Wärme-versorgung Ihres Gebäudes.

Dr. Alois Rhiel Hessischer Ministerfür Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung

leute sind neue wissenswerte Informa-tionen aufgeführt.

Mit diesem Ratgeber möchte ichSie in die Lage versetzen, erste Vor-entscheidungen bei der Wahl vonAnlagenkonzeptionen zur Wärmever-sorgung zu treffen, die für ihr Gebäu-de optimal sind. Der Ratgeber soll Ih-nen genügend Kenntnisse vermitteln,damit Sie die weiteren Vorschlägeund Planungen Ihres Fachberatersbeziehungsweise eines Heizungs-und Sanitärfachunternehmens ausrei-chend bewerten können, um für IhrGebäude die beste und effizientesteWärmeversorgung zu finden und um-zusetzen.

Bedenken sollten Sie bei Energie-sparmaßnahmen, dass es nicht aus-reicht, nur bei der Wahl der neuenHeizungs- und Warmwasserberei-tungsanlage auf möglichst geringenEnergieverbrauch zu setzen. EinGebäude verliert die meiste Energiedurch die Gebäudehülle. Es lohntsich daher, über weitere Energie

sparende Maßnahmen nachzuden-ken. Das Einsparziel im Rahmen derHessischen Energiespar-Aktion ist auf

Moderne und

Energie sparende Wärmeversorgung

sichert unsere Zukunft

V o r w o r t

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6

Wer Energie spart,

leistet einen Beitrag

zum Klimaschutz

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Ö k o l o g i s c h e u n d p o l i t i s c h e H i n t e r g r ü n d e

Bezogen auf die Gesamtbilanzder Erde hat der vom Men-

schen durch die Verbrennung fossilerEnergieträger hervorgerufene CO2-Ausstoß von jährlich etwa fünf Milliar-den Tonnen lediglich einen geringenAnteil. Aber dieser Anteil, der durchMenschen verursacht wird, ist entschei-dend, denn er bewirkt den Jahresüber-schuss von etwa drei Milliarden Tonnenpro Jahr, der wiederum einen allmäh-lichen Anstieg der CO2-Konzentrationin der Atmosphäre zur Folge hat. Dievom Menschen hervorgerufenen Emis-sionen rufen, quasi als „Zünglein ander Waage“, das Ungleichgewicht der

entsteht bei der Verbrennung – vor allem fossiler – Energieträgerentsteht bei der Verbrennung – vor allem fossiler – Energieträgerwie zum Beispiel Kohle, Erdgas und Erdöl. Der Kohlenwasserstoffwie zum Beispiel Kohle, Erdgas und Erdöl. Der KohlenwasserstoffMethan ist unter anderem in Biogas und Erdgas enthalten. Es gibtMethan ist unter anderem in Biogas und Erdgas enthalten. Es gibt

noch weitere Faktoren, die der Erde einheizen: undichte Pipelines und sich zernoch weitere Faktoren, die der Erde einheizen: undichte Pipelines und sich zer --setzender Tierdung zum Beispiel – oder Wasserdampf, den der Flugverkehr insetzender Tierdung zum Beispiel – oder Wasserdampf, den der Flugverkehr indie Atmosphäre trägt.die Atmosphäre trägt.

Es gibt viele gute Gründe, Energie zu sparen. Einer der besten ist der Klimaschutz. Der weltweit

steigende Verbrauch an Energie gilt als eine der Hauptursachen für klimatische Veränderungen.

Wesentlicher Auslöser der Klimaveränderungen ist der „Treibhauseffekt“. Gasmoleküle reichern

sich in der Atmosphäre an und verringern die Wärmeabgabe der Erde an den Weltraum. Die Folge:

Die Erdoberfläche erwärmt sich und die sie umgebende Troposhäre. Gesichert ist, dass Methan (CH4)

und vor allem Kohlendioxyd (CO2) zu den Treibhausgasen gehören. Ausmaß und Geschwindigkeit

der klimatischen Veränderungen können noch nicht in vollem Umfang abgeschätzt werden. Sicher ist,

dass das Klima auf dem gesamten Globus betroffen ist, mit möglicherweise ernsten Folgen für

die Lebensbedingungen auf der Erde. Aus diesem Grunde sind große Anstrengungen notwendig,

um die Veränderungen und ihre Folgen für Mensch und Natur so gering wie möglich zu halten.

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7

CO2-Bilanz hervor. Als Folge des stetigsteigenden Primärenergieverbrauchssind in den vergangenen Jahren dieCO2-Emissionen erheblich angestie-gen. Wesentlicher Schritt zu ihrer Ein-dämmung ist die Minderung des Ver-brauchs an fossilen Energieträgern.

Energieeinsparung ist nicht nur Klimaschutz, sondern auch aktiver Umweltschutz

Deutschland ist, gemessen an seinerBevölkerungszahl, überproportional anden weltweiten CO2-Emissionen betei-ligt. Deshalb sind gerade hier erheblicheBemühungen um eine Verringerung vonKohlendioxyd Emissionen notwendig, dieim Wesentlichen über die Einsparungvon Energie erfolgen muss. Andererseitsgilt Deutschland als einer der Vorreitervon Bemühungen um den Klimaschutzund hat sich zum Ziel gesetzt, eine Emis-sionsminderung von 21 Prozent bei sechsTreibhausgasen im Zeitraum 2008 bis2012 zu erreichen. Dies scheint erreich-bar, da im Zeitraum 1990 bis 2004 dieTreibhausgasemissionen bereits um 19 Prozent verringert werden konnten.

Energieeinsparung trägt aber nichtnur zur Verringerung des Kohlendi-

oxyd-Ausstoßes, sondern auch zur Ver-meidung zahlreicher anderer Schad-stoffe bei, die zu erheblichen Schädenin der Natur und an Bauwerken führenkönnen. Besonders wichtig ist die Ver-ringerung des Ausstoßes an Schwefel-dioxyd (SO2) und Stickoxyden (NOx).Sie werden bei Verbrennungsprozes-sen frei.

Ein weiterer Faktor: Der weltweitsteigende individuelle Energiever-brauch wird überlagert von einer star-ken Zunahme der Weltbevölkerung.Die Vorräte an fossilen Energieträgernsind indes begrenzt.

Angesichts des Wachstums der Erd-bevölkerung und der daran gekoppel-ten Entwicklung des Energiever-

brauchs ist es wahrscheinlich, dass diesicher gewinnbaren Energievorrätedieser Erde vorzeitig erschöpft sind.

So ist schon jetzt vorauszusehen,dass künftig auch schwer erschließbareVorräte mit hohem Aufwand abgebautwerden müssen.

Energieeinsparung ist Daseinsvorsorge

Energieeinsparung und Nutzung er-neuerbarer Energiequellen ermög-lichen es, den Einsatz fossiler Energie-träger zu verringern. Das schont dievorhandenen Ressourcen. Klar, diesesVorgehen verhindert natürlich nicht,dass die Vorräte zur Neige gehen.Aber klar ist auch: Je frühzeitiger undstärker hier und heute Energie einge-spart wird, desto länger reichen dieVorräte und umso unproblematischergestaltet sich der Ablösungsprozessvon den fossilen Energieträgern.

Fazit: Klimaschutz, Umweltschutzund verantwortlicher Umgang mit denbegrenzten Energievorräten sind sehrgute Gründe, Energie sparsam und ef-fizient zu nutzen und nach Möglichkeitfossile durch regenerative Energieträ-ger zu ersetzen.

Die sicher gewinnbaren Energie-vorräte betragen nach Schätzungdes Bundesministeriums für Wirt-schaft bei■ Erdöl circa 45 Jahre■ Erdgas circa 65 Jahre■ Kohle circa 200 Jahre

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MilliardenMenschen

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2000

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1930

1975

1994

Jahre n. Chr.

250 Millionenin 1650 Jahren

500 Millionenin 200 Jahren

2 Milliarden in 45 Jahren

4 Milliarden in 39 Jahren

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Milliarden t Öl-Äquivalent Milliarden t Steinkohleeinheiten

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1960 1970 1980 1990 2000

Wasserkraft

Kernenergie

Erdgas

Kohle

Erdöl

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Entwicklung des Primärenergieverbrauchs weltweit Wachstum der Weltbevölkerung

»

E i n s p a r p o t e n t i a l e i m B e r e i c h W o h n g e b ä u d e

8

Energiesparen erhöht

den Wohnkomfort und

schont den Geldbeutel

Hausgeräte 6 %Licht 1 %

Heizung 49 %

Warmwasser 8 %

Auto 36 %

Prozentuale Verteilung des durchschnittlichen Energieverbrauchs in privaten Haushalten.

Energieeinsparung und

effizienter Umgang mit Energie

sind nicht nur Sache der Politik oder

der Großverbraucher

in der Industrie.

Bei der Betrachtung, für was und in

welcher Menge Energie in den

privaten Haushalten

verbraucht wird, wird klar,

dass jeder Einzelne gefordert ist,

mit seinem Verhalten den

Energieverbrauch zu senken.Fo

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Für den Eigentümer oder Bewohnerkann Energiesparen doppelt lohnendsein: Komfortgewinn und oft zusätzlichVerbesserung der Bausubstanz beigleichzeitiger Entlastung des Geldbeu-tels. Voraussetzung fürdie Wirtschaftlichkeitist, dass die „richtige“Maßnahme zum rich-tigen Zeitpunkt um-gesetzt wird: Ein sa-nierungsbedürftigerAußenputz gibt zumBeispiel die Gelegen-heit, die Qualität derWände mit einemWärmedämmver-bundsystem zu ver-bessern.

Energieeinsparungim Gebäudebestandhat darüber hinauspositive volkswirt-schaftliche Effekte.Nach einer Studiedes Forschungszent-rums Jülich sichern sie bundesweitdauerhaft rund 300.000 Arbeitsplätze.

Umwelt- und Klimaschutz sowieÖkonomie müssen sich also keines-wegs widersprechen. Sie können sinn-voll miteinander verbunden werden.

Mit dem Wettbewerb „InnovativeWärmeversorgung von Wohngebäu-den“ fördert das Land Hessen energe-tisch vorbildliche Lösungen zur Versor-gung von Wohngebäuden mit Wärmefür Heizung und Warmwasser. 57 Ge-bäude wurden im Jahr 2003 bewertet.Welche prämiert wurden, lesen Sie aufden folgenden Seiten.

Der Energieausweis für bestehende Gebäude

Eine neue EU-Richtlinie fordert europaweiteinen „Ausweis über die Gesamtenergie-effizienz von Gebäuden“: den Energieausweis.Er dokumentiert alle wichtigen Kenndaten ei-nes Gebäudes, die Einfluss auf den Energiever-brauch haben. Neben allgemeinen Gebäude-daten wie Größe, Form und Ausrichtung doku-mentiert der Energieausweis die bauliche Qua-lität (Heizwärmebedarf, siehe Seite 33) und dieEffizienz der Anlagentechnik (Anlagenauf-wandszahl, siehe Seite 30).Je kleiner beide sind, desto besser. Damit zeigtder Energieausweis zugleich an, wo ein Ge-bäude verbessert werden kann, damit seineNutzer nicht durch hohe Energiekosten als„zweite Miete“ belastet werden.

Noch wichtiger ist der Primärenergiebedarf(siehe Seite 33) eines Gebäudes, der die Auswir-kungen des Gebäudebetriebes auf die Umweltdarlegt. Er fasst beide Aspekte, bauliche Qua-lität und Effizienz der Anlagentechnik, zusam-men. Somit lassen sich die Auswirkungen desGebäudebetriebes auf die Umwelt bewerten.

Anders als bei Autosoder Haushaltsgerätenwissen Käufer oder Mie-ter von Wohnungen undHäusern nur wenig überderen Energiebedarf.Objektive Informationensind Mangelware, Ver-gleichsmaßstäbe fehlen.Die Darstellung desEndenergiebedarfs unddes Primärenergiebe-darfs eines Gebäudesauf einer Skala mitnebenstehenden Anga-ben der Endenergiebe-darfwerte von Gebäu-den mit unterschiedli-chem Standard, ermög-

licht eine schnelle Information über die Qua-lität eines Gebäudes.

Neben der Skala zum schnellen Ablesen derGebäudequalität soll der Energieausweis nochweitergehende Hinweise geben, beispiels-weise auf Schwachstellen der Gebäudehülle,über die viel Wärme verloren geht. So wird er-kennbar, wo Verbesserungen vorgenommenwerden sollten und besonders wirtschaftlichvorgenommen werden können.

Ab 2008 muss in Deutschland bei Mieter-oder Eigentümerwechsel einer Immobilie einEnergieausweis vorgelegt werden. DerEnergieausweis ist 10 Jahre gültig.

Mit Blick auf den Klimaschutzist der Gebäudebereich aber

nicht nur wegen seines großen Energie-verbrauchs, sondern vor allem wegenseiner erheblichen und noch weitge-hend ungenutzten Einsparmöglichkei-ten interessant. Der CO2-Ausstoß derprivaten Haushalte verharrt bisher etwaauf dem Niveau von 1990. Zwar habendie Wärmeschutzverordnung von 1995(WSVO 95) und später die Energieein-sparverordnung (EnEV) dazu geführt,dass für Neubauten ein guter energeti-scher Standard sichergestellt ist. Aller-dings: Rund 75 Prozent des heutigenBaubestands wurden bereits vor derzweiten Wärmeschutzverordnung von1984 erbaut. Sie entsprechen bei wei-tem nicht den aktuellen Erfordernissen.

Energiesparen ist ökonomisch sinnvoll, für jeden Einzelnen und diegesamte Volkswirtschaft

Das jährliche Einsparpotenzial, dasallein im Gebäudebestand langfristigmit Heizungserneuerung und verbes-serter Wärmedämmung erreicht wür-de, wird auf mehr als 50 Millionen Ton-nen CO2 geschätzt – fast die Hälfte desGesamtausstoßes der Haushalte. DieInvestitionen zur Energieeinsparungsind häufig auch unter wirtschaftlichenGesichtspunkten lohnend. In der Regel– und im Gegensatz zu anderen Ener-gieverbrauchssektoren – sind sie kei-neswegs mit Nachteilen oder Komfort-einbußen verbunden. Im Gegenteil: Wärmedämmung kann die Behaglich-keit im Winter wie im Sommer spürbarverbessern.

Struktur des Energieverbrauchs in Deutschland 2005

Sektor Energieverbrauch (PJ) Energieverbrauch (%)

Primärenergieverbrauch 14 210 100

Anteile am Primärenergieverbrauch

Verbrauch und Verluste im Energiesektor,

Statistische Differenzen 3 941 27,7

Nichtenergetischer Verbrauch 1 096 7,7

Endenergieverbrauch 9 173 64,6

Anteile am Endenergieverbrauch

Industrie 2 460 26,8

Verkehr 2 628 28,6

Haushalte 2 640 28,8

Gewerbe, Handel, Dienstleistungen (GHD) 1 445 15,8

Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanz, Stand: August 2006

9

»

H e s s i s c h e r L a n d e s w e t t b e w e r b 2 0 0 3

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Innovative

Wärmeversorgung von

Wohngebäuden

Mit dem Wettbewerb

„Innovative Wärmeversorgung

von Wohngebäuden„ und der daraus

hervorgegangenen Broschüre

„Effiziente Wärmeversortung“ will das

Land Hessen einen Beitrag

dazu leisten, den Verbrauch fossiler

Energien in Hessen zu senken.

Besonderes Anliegen ist, das

Einsparpotential neuer technischer

Lösungen zur Wärmeversorgung von

Wohngebäuden zu erschließen.

Angesprochen waren alle

Eigentümerinnen und Eigentümer,

Planerinnen und Planer sowie

Ausführende von Wärmeversorgungs-

einrichtungen in Hessen, Beiträge

einzureichen, die darin als Beispiel und

Anregung für andere dienen

können.

Der Wettbewerb begann imHerbst 2002. Einsendeschluss

war der 20. März 2003. Bewertet wur-den energetisch vorbildliche Lösungenzur Versorgung von Wohngebäuden,alten wie neuen, mit Wärme für Hei-zung und Warmwasser.

Hauptbewertungskriterium war dieerreichte Anlagenaufwandszahl, alsodie Effizienz, mit der eine Anlage Pri-märenergie in nutzbare Wärme um-wandelt.

Das Anlagenkonzept wurde abernicht isoliert betrachtet, sondern sollteTeil eines überzeugenden wirtschaft-lichen und gestalterischen Gesamt-konzeptes sein.

Die Auswertung erfolgte auf derGrundlage der von den Teilnehmerin-nen und Teilnehmern eingereichtenAngaben.

Der Wettbewerb war in zwei Klassen gegliedert:

Die erste Klasse umfasste Ein- undZweifamilienhäuser, die zweite KlasseMehrfamilienhäuser oder Wohnan-lagen, die zentral mit Wärme versorgtwerden.

Insgesamt wurden 57 Wettbewerbs-beiträge eingereicht, der größere Teildavon, nämlich 44, entfiel auf die Ein-und Zweifamilienhäuser.

1. Preis Einfamilienhäuser, Seite 12 2. Preis Einfamilienhäuser, Seite 14

Wirtschaftsminister Dr. Alois Rhiel am 28. November 2003 bei der Preisverleihung.

11

Herr Prof. Dr.-Ing. G. Hauser, Universität Kassel und Vorstand desZentrums für Umweltbewusstes Bauene.V. (ZUB) (Vorsitz)

Frau B. Ettinger- Brinckmann, Architektenkammer Hessen

Herr Dr. E. Daum, Fachverband Sanitär, Heizungs- undKlimatechnik Hessen

Herr G. Dunschen, AG der Hessischen Handwerkskammern

Herr R. Kolb, Deutsches Energieberater Netzwerk

Herr Dr. H. Meixner, hessenEnergie GmbH

Herr A. Wimmer, Universität Kassel

Herr Dr.-Ing. J. Burkert, Vorstand der ESWE Versorgungs AG

Herr H. Kieper und Herr H. W. Schech Schornsteinfeger-Innung Kassel

Die endgültige Entscheidung fielgemäß dem Beschluss der Jury nachder örtlichen Begehung der Gebäudedurch eine Bewertungskommission.

Am 28. November 2003 fand imHause des Hessischen Ministeriumsfür Wirtschaft, Verkehr und Landesent-wicklung die Preisverleihung statt.

Herr Minister Dr. Rhiel prämiertesechs Wettbewerbsbeiträge mit Preis-geldern in Höhe von insgesamt12.000 Euro.

Die Bewertung zur Preisvergabefand am 27. Mai 2003 statt. Die neunköpfige Jury setze sichaus Vertretern unterschiedlicherFachrichtungen zusammen:

3. Preis Einfamilienhäuser, Seite 16 4. Preis Einfamilienhäuser, Seite 18

2. Preis Mehrfamilienhäuser, Seite 22 Lobende Erwähnung, Seite 26

4. Preis Einfamilienhäuser, Seite 20

3. Preis Mehrfamilienhäuser, Seite 24

D i e P r e i s t r ä g e r

12

Familie Kreutz:

Vorbildlich verwirklichtes

Wärmeversorgungskonzept

Konzeption der Wärmeversorgung: Ingenieurbüro für Energie- und Umwelttechnik Kolb und Müller,SchlüchternArchitekt: Dipl.-Ing. Arne Gieler, SchlüchternAusführung der Heizungs- und Lüftungsanlage: in Eigenleistung

1. Preis

Das Gebäude

Das Einfamilienhaus in Hilders/ Rhön weist einen Heizwärme-

bedarf (siehe Seite 33) von weniger als28 kWh pro Quadratmeter und Jahrauf. Dieser Wert ist herausragend nied-rig und entspricht dem Passivhaus-standard. Die Architektur des Hauseswird stark von dem Bemühen um eineenergetische Optimierung bestimmt.Ergebnis ist ein einfacher zweigeschos-siger Baukörper mit flach geneigtemPultdach, dessen Fassaden und Dach-flächen nicht durch unnötige Vor- undRücksprünge gestört werden. Die soerzielte gute Kompaktheit, also dasgünstige Verhältnis von Oberflächenzu dem beheizten Gebäudevolumen,trägt wesentlich dazu bei, Wärmever-luste durch die Bauteile und vor allemüber Wärmebrücken gering zu halten.Das Gebäude kann auch in gestalteri-scher Hinsicht überzeugen. Gebäude-proportionen und Fassadengliederun-gen sind ruhig und harmonisch,ohne langweilig zu wirken.

Das Grundstück erlaubte eine opti-male Südausrichtung des Gebäudes,die sowohl den aktiven als auch denpassiven Solarenergiegewinnen zu-gute kommt in Verbindung mit dersinnvollen Fensterflächendimensio-nierung und -verteilung, die sommer-liche Überhitzungsprobleme vermei-det.

Die Haustechnik tritt äußerlich, zu-mindest von den Hauptansichtseitenher, kaum in Erscheinung. Die Solar-kollektoren zur Wärme- wie zur Strom-erzeugung sind auf dem Dach für Be-sucher unsichtbar platziert. Der Edel-stahl-Abgaszug bewirkt eine guteGliederung der Westfassade.

Die Anlagentechnik

Der Abgaszug als nach außen sicht-barer Teil der Anlagentechnik gibt ei-nen ersten Hinweis darauf, dass imGebäude eine Anlagenkonzeption mitaktivem Wärmeerzeuger realisiertwurde.

Bei diesem Wärmeerzeuger handeltes sich um einen Pelletofen mit einerGesamtleistung von 10 Kilowatt. DerOfen steht im Wohnraum, der durch20 Prozent des Leistungsanteils direkt

Ein- und Zweifamilienhäuser

■ Einfamilienhaus in Hilders/Rhön■ Baujahr: 2001■ Heizwärmebedarf: 28 kWh/(m 2a)■ Anlagentechnik: Pelletofen,

Solaranlage, Lüftungsanlage■ Anlagenaufwandszahl: 0,6■ Primärenergiebedarf: 24 kWh/(m 2a)

13

mit Wärme versorgt wird. Die übrigen80 Prozent der erzeugten Wärme wer-den einem Schichtenspeicher von950 Liter Fassungsvermögen im Kellerzugeführt. Dass dieser Speicher nichtinnerhalb der gedämmten Gebäude-hülle untergebracht ist, hat gewisseNachteile, da seine Wärmeverlusteungenutzt bleiben. Die Nachteilewiegen in diesem Falle allerdingsangesichts des guten Dämmstandardsvon Speicher und Rohrleitungen sowieder sehr kurzen horizontalen Verteillei-tungen nicht schwer. Eine Solaranlagemit insgesamt 12,5 QuadratmeterFlachkollektoren unterstützt den Pellet-ofen im Heizungsbetrieb und vor allemin der Trinkwassererwärmung. DieDimensionierung ist angemessen undstellt sicher, dass der Ofen im Sommernicht in Betrieb gehen muss. Zusätz-lich, mit eher psychologischer dennpraktischer Bedeutung, ist im Warm-wasserspeicher noch ein elektrischerHeizstab als Notsystem installiert. EineZirkulationsleitung für die Warmwas-serversorgung war angesichts der kur-zen Leitungswege nicht erforderlich.

Abgesehen von der regenerativenWärmeerzeugung über eine Pellet-Solar-Kombination, die wesentlich zumniedrigen Primärenergiebedarf bei-trägt, bietet das Haus ein weitgehendkonventionelles Wärmeversorgungs-system. Vom Speicher aus wird dieWärme über ein Rohrnetz an kleine,mit Thermostatventilen verseheneHeizkörper abgegeben. Das Anlagen-konzept zur Wärmeversorgung desGebäudes wird durch die mechani-sche Zu- und Abluftanlage mit Erdwär-metauscher vervollständigt. Positiv her-vorzuheben sind der hohe Wärme-rückgewinnungsgrad der Lüftungsan-lage von circa 90 Prozent sowie insbe-sondere die niedrige maximale Leis-tungsaufnahme der Ventilatoren von je33 Watt für die Zuluft und die Abluft.

Das Ergebnis

Insgesamt wird eine Anlagenauf-wandszahl nach DIN EN 4701-10 von0,6 erreicht, die – zumal für ein Gebäu-de mit Passivhausstandard – herausra-gend ist.

In Kombination mit dem bereits er-wähnten extrem niedrigen Heizwärme-bedarf ergibt diese Anlagenaufwands-zahl einen Primärenergiebedarf desGebäudes von 24 kWh/(m2a), mit demder größte Teil der bisher errichtetenPassivhäuser deutlich unterboten wird.

Die Familie Kreutz hat mit ihrem An-lagenkonzept eine gute Lösung für einDilemma gefunden, das sich mit demextrem niedrigen Heizwärmebedarfeines Passivhauses ergibt, bei dem dieWärme allein über die Lüftungsanlageverteilt werden kann (siehe Seite 65).Ein weiteres Wärmeverteilsystem ist al-so verzichtbar und kompensiert zumin-dest teilweise die Kosten für den er-höhten Wärmeschutz. Die Pointe desPassivhauses ist somit eine wirtschaftli-che. Lässt sich vor diesem Hintergrunddie primärenergetisch besondershochwertige Anlagentechnik der Bau-familie Kreutz wirtschaftlich rechtferti-gen?

Die Baufamilie Kreutz entschied sichnicht für das wirtschaftliche Optimie-rungspotential des Passivhausstan-dards, sondern für das primärenergeti-sche Optimierungspotential, das durchdie Pellettechnologie in Verbindungmit der Solarenergienutzung gegebenist. Die Investitionskosten von etwa19.000 Euro für die gesamte Anlagen-technik blieben dennoch in vertretba-rem Rahmen. Zugleich wurde durchsinnvollen Verzicht an anderer Stelledie Wirtschaftlichkeit verbessert. Ange-sichts größzügiger Leistungsreservendes Pelletofens bestand kein Bedarf ander besonders preistreibenden Kom-ponente der Passivhausfenster. Eben-falls verzichtet wurde auf eine automa-tische Beschickung des Pelletofens mitBrennstoff. Die Komforteinbuße, demOfen während der Heizperiode einigeKilo Pellets per Hand zuführen zu müs-sen, war nach Auffassung der Jury un-erheblich und beeinträchtigt in keinerWeise den Vorbildcharakter des ver-wirklichten Wärmeversorgungskonzep-tes.

Neben dem Wärmeversorgungskon-zept sind die Bemühungen der Baufa-milie hervorzuheben,durch die Verwendungvon Recyclingbaustof-fen und den generel-len Verzicht auf Ver-bundmaterialien dieGesamtökobilanz desGebäudes zu verbes-sern. Auch die Regen-wassernutzungsanlageund die Verwendungsparsamer Haushalts-geräte, zum Teil mitAnschluss an den Spei-cher, sind ein wichtiger Beitrag zurRessourcenschonung. Die installiertePhotovotaik-Anlage mit 1,02 kWprundet das Bild eines vorbildlichenGesamtkonzeptes ab.

Geschickt platziert und für Besucher unsichtbar: Die Solarkollektoren auf dem Pultdach.

Der Pelletofen imWohnraum.

Pufferspeicher mit integriertem Warmwasser-speicher (Kombispeicher) und Wärmeverteilungim Keller.

Das „Herzstück“ der Lüftungsanlage:Der Wärmetauscher.

D i e P r e i s t r ä g e r

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Dipl. phys. Konrad Maydorn:

Stimmiges Gesamtkonzept und

hohe Ausführungsqualität

Das Gebäude

Das eineinhalbgeschossige Ein-familienhaus in Frankenau mit

Satteldach und Putzfassade hebt sichäußerlich kaum von den umliegendenWohngebäuden ab. Es bietet insofernein gutes Beispiel dafür, dass sichenergetisch vorbildliche Häuser auchmit konventioneller Formenspracheverwirklichen lassen. Die Kompaktheitdes Gebäudes wird ein wenig durchden zweigeschossigen Erker beein-trächtigt. Ansonsten übertrifft der bau-liche Standard des Gebäudes mit ei-nem Heizwärmebedarf von etwasmehr als 50 kWh/(m2a) durchschnittli-che Neubauten der vergangenen Jah-re deutlich. Der gehobene Anspruchan die Anlagentechnik wird nach au-ßen durch die 7,5 m Röhrenkollekto-ren dokumentiert.

Die Anlagentechnik

Neben der thermischen Solaranlage,die zur Warmwasserbereitung sowie ingeringem Umfang zur Heizungsunter-stützung dient, steht auch bei diesemWettbewerbsbeitrag ein Pelletofen imMittelpunkt des Wärmeversorgungs-konzeptes. Die Gesamtleistung von10 Kilowatt verteilt sich im Verhältnisvier zu eins auf den Wasserkreislaufund die direkte Wärmeabgabe an denRaum, die dem Wohnzimmer zugutekommt. Ein Schichtenspeicher von500 Liter verbindet Pelletofen undSolaranlage. Der Speicher ist mit ei-nem elektrischen Heizstab zur Unter-stützung der Solaranlage an bedeck-ten Sommertagen ausgestattet. Dieoptimale Ausrichtung und sinnvolleDimensionierung der Solaranlage lässtallerdings die Einschätzung zu, dass

dieses Element kaum je zum Einsatzkommen muss. Die Unterbringung desSpeichers innerhalb der thermischenGebäudehülle im Erdgeschoss führtnicht nur dazu, dass die Wärmeverlus-te der Leitungen und des Speichersteilweise genutzt werden können,sondern auch zu kurzen Wegen zu denVerbrauchsstellen des warmenWassers. Auf eine Zirkulationsleitungkonnte daher auch hier verzichtetwerden. Die Wärmeübergabe an denRaum erfolgt über Wandflächenhei-zungen, die schon mit niedrigen Vor-lauftemperaturen betrieben werdenkönnen und mit einem hohen Strah-lungswärmeanteil zu einem angeneh-men Raumklima beitragen. Die Frisch-luftversorgung verbunden mit gerin-gen Wärmeverlusten wird durch einemechanische Zu- und Abluftanlage mitWärmerückgewinnung und Erdwärme-tauscher (Gesamtwirkungsgrad circa90 Prozent) sichergestellt.

2. PreisEin- und Zweifamilienhäuser

Konzeption der Wärmeversorgung: Planungsbüro Dipl. phys. Konrad Maydorn,Korbach (Preisträger)Architekt: Dipl.-Ing. Peter Plett, KorbachAusführung der Heizungs- und Lüftungsanlage: Fa. Volker Zarges, Heizung, Sanitär und Solar, Vöhl

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Das Ergebnis

Der Primärenergiebedarf des Ge-bäudes ist mit 32 kWh/(m2a) nur unwe-sentlich schlechter als beim Einfamili-enhaus der Familie Kreutz. Die Anla-genaufwandszahl ist mit einem Wertvon 0,5 auf Grund des höheren Heiz-wärmbedarfs des Gebäudes und auf

Grund der besseren Speicheranord-nung sogar geringfügig besser.

Umgekehrt ergibt sich ein deutlichgrößerer Bedarf an Pellets von etwa2 Tonnen im Jahr. Der unauffällig imObergeschoss des Gebäudes unterge-brachte Brennstoffspeicher ist aus die-sem Grunde sinnvoll. Die Anordnungoberhalb des Ofens erlaubt eine Ver-sorgung allein durch Schwerkraft. DiePellets rutschen durch ein Rohr in ei-

nen Zwischenspeicher im Ofen. Hohenzeitgemäßen Komfort bietet die Mög-lichkeit, den Brennstoffspeicher übereinen Schlauch von außen befüllen zulassen. Die Funktionsfähigkeit diesesSystems hat sich bereits in der Praxisbewährt. Abzuwarten bleibt hingegen,ob die relative Unzugänglichkeit desVorratsbehälters zu Problemen führenwird.

Im Mittelpunkt des Wärmeversorgungs-konzeptes: Der Pelletofen.

Innovative Wärmetechnik lässt sich auch mitkonventioneller Formensprache realisieren.

■ Einfamilienhaus in Frankenberg■ Baujahr: 2001■ Heizwärmebedarf: 50 kWh/(m 2a)■ Anlagentechnik: Pelletofen,

Solaranlage, Lüftungsanlage■ Anlagenaufwandszahl: 0,5■ Primärenergiebedarf: 32 kWh/(m 2a)

Flachkollektor Heizkörper

Heizkreis

Pelletsvorratsraum(Schwerkraftsystem)

Absperrschieber

Einzelofen

EinzelofenregelungPufferspeicher

Kaltwasser

Warmwasser

Solarregelung

Beispiel für die Kombination von Pelletofen und Solaranlage mit Kombispeicher

Der Wettbewerbsbeitrag konntesowohl durch sein Gesamtkonzept,besonders aber auch durch dieAusführungsqualität überzeugen.Die Investitionskosten für die Wärme-versorgungsanlagen mit etwasweniger als 26.000 Euro bewegensich in noch vertretbarem Rahmen.Eine Regenwassernutzungsanlagefür die Toilettenspülung und Garten-bewässerung sind als zusätzliche,ökologisch sinnvolle Investitionenlobend zu erwähnen.

D i e P r e i s t r ä g e r

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Stefan Mölig, Architekt:

Beeindruckende Architektur

und überzeugendes

Anlagenkonzept

Das Gebäude

Auch der dritte Preis des Landeswettbewerbs wurde ei-

nem Beitrag zugesprochen, dessenAnlagenkonzept durch einen Pellet-ofen in Kombination mit der Solar-anlage als zentrale Komponenten ge-kennzeichnet ist. Beeindruckend ist dieArchitektur des Gebäudes. Das mit248 Quadratmetern überdurchschnitt-lich große Einfamilienhaus in Lauter-bach wurde erst im Jahre 2003 fertig-gestellt und von der vierköpfigen Bau-familie Wahl bezogen. Die bekanntenMerkmale ökologischer Architektur wie

chentemperaturen einstellen, da hierdie Fensterflächen in einem Holzträgerzusammenlaufen, dessen U-Wert deut-lich schlechter ist als der der übrigenopaken Wandflächen. Als Folge könn-ten sich Einschränkungen der Behag-lichkeit oder technische Probleme er-geben. Die Gefahr möglicher sommer-licher Überhitzungen wurde dagegenmit einem flexiblen Sonnenschutz anSüd- und Westseite des Gebäudes er-heblich gemindert. Der bauliche Stan-dard ist mit einem Heizwärmebedarfvon etwa 50 kWh/(m2a) von deutlichüberdurchschnittlicher Qualität.

3. PreisEin- und Zweifamilienhäuser

Kompaktheit und Südorientierung ver-binden sich zu einem ausgesprochenattraktiven Baukörper. Die Fassadensind mit einfachen Mitteln gut geglie-dert. Das Dach ist in seinem Hauptteilals Satteldach ausgeführt, das mit 45Grad Neigung optimalen Platz für diegroßzügige Solaranlage bietet. Diehier verwirklichte Integration der Kol-lektoren in die Dachfläche kann alsvorbildlich gelten.

Die großzügige Verglasung desGebäudes hat ebenfalls besonderenReiz, könnte aber auch Probleme mitsich bringen. An der Südostecke könn-ten sich im Winter geringe Oberflä-

Konzeption der Wärmeversorgung: Büro1plus, Lauterbach (Preisträger)Architekt: Preisträger – Ausführung der Solaranlage:Solaraktiv Ingenieurbüro für Energiekonzepte, Jürgen Zobel und Rolf Kress, FriedbergAusführung der Heizungs- und Lüftungsanlage: zum Teil in Eigenleistung und Fa Frischkorn-Roth GmbH & CoKG,Lauterbach

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Der mächtige Pufferspeicher kam schon früh anseinen Platz.

Kompaktheit und Südorientierung verbinden sich zu einem ausgesprochen attraktiven Baukörper.

Die Anlagentechnik

Der Pelletofen entspricht mit seinerGesamtleistung und Leistungsvertei-lung den schon zuvor besprochenenWettbewerbsbeiträgen. Auch hier istder Ofen im Hauptwohnraum unterge-bracht, um einen Teil seiner Wärme di-rekt zur Verfügung zu stellen, in denübrigen Räumen wird die Wärme überFußbodenheizungen mit niedrigenVorlauftemperaturen abgegeben. Einemechanische Zu- und Abluftanlage mitWärmerückgewinnung und Erdreich-wärmetauscher mindert die Lüftungs-wärmeverluste um circa 90 Prozent. Indeutlichem Unterschied zu den erst-platzierten Wettbewerbsbeiträgensteht die Dimensionierung der Solar-anlage zur Warmwasserbereitung undHeizungsunterstützung. Die Flach-kollektoren nehmen eine Fläche von36 Quadratmeter ein. Die Wärme wirdin einem Schichtenspeicher mit einemVolumen von 5300 Liter gespeichert.Der Deckungsgrad dieser Anlage von53 Prozent für Heizung und Warm-wasser ist beeindruckend, dennochstellt sich die Frage, ob der hohetechnische und finanzielle Aufwandangesichts des niedrigen Heizwärme-bedarfs und der hohen Qualität desPelletkessels angemessen ist. Mit Blickauf diesen geringen Heizwärmebedarferscheint es dagegen durchaus ver-nünftig, dass die Baufamilie den Pellet-ofen per Hand beschicken wird.

Das Ergebnis

Obwohl die Anlagentechnik zumgroßen Teil in Eigenleistung montiertwurde, ergaben sich für das gesamteWärmeversorgungskonzept Investi-tionskosten von mindestens 28.000 Eu-ro. Eine Vollkostenrechnung ohne Ei-genleistungsanteil würde wohl kaumeinen Betrag von weniger als 35.000Euro zum Ergebnis haben. Vielleicht

wären aus wirtschaftlicher und ökologi-scher Sicht Investitionen in anderenBereichen noch wirksamer gewesen.Unbeschadet davon bleiben die er-reichte Anlagenaufwandszahl von klei-

ner als 0,5 und ein Primärenergiebe-darf von etwa 27 kWh/(m2a) als ausge-zeichnetes Ergebnis zu vermerken.Zusätzlich hervorzuheben sind die An-bindung der Spül- und Waschmaschi-ne an den Warmwasserspeicher sowiedie installierte Regenwassernutzungs-anlage.

■ Einfamilienhaus in Lauterbach■ Baujahr: 2002-2003■ Heizwärmebedarf: 48 kWh/(m 2a)■ Anlagentechnik: Pelletofen,

Solaranlage, Lüftungsanlage■ Anlagenaufwandszahl: 0,45■ Primärenergiebedarf: 27 kWh/(m 2a)

D i e P r e i s t r ä g e r

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Familie Viebrock und

Michael Horstmannshoff:

Vorbildlich verwirklichtes

Wärmeversorgungskonzept

Das Gebäude

Einer der beiden vierten Prei-se wurde dem Anlagenkonzept

einer Reihenhausanlage in Fulda zu-gesprochen. Die Anlage besteht ausdrei Einheiten, von denen allerdingsnur das mittlere und das südöstlicheReihenendhaus Thema des Wettbe-werbsbeitrages sind. Der baulicheStandard der Gebäudehülle ist sehrgut. Für das Reihenendhaus wurdeein Heizwärmebedarf von lediglich45 kWh/(m2a) ermittelt. Das Bemühender Bauherrschaften um ein energie-

effizientes Hauskonzept spiegelt sichbereits in der Gestaltung der Gebäudewider. Die zweigeschossigen, mit ei-nem Pultdach versehenen Baukörpererreichen einen hervorragenden Kom-paktheitsgrad, ohne langweilig zu wir-ken. Der hohe Fensterflächenanteil ander Südwestseite führt zu großen sola-ren Wärmegewinnen sowie einer sehrguten Belichtung der dahinter liegen-den Wohnräume. Ungünstig wirkensich die Fensterflächen in Kombinationmit der Orientierung allerdings auf dassommerliche Wärmeverhalten der Ge-bäude aus, zumal bisher keine hinrei-chenden Verschattungseinrichtungenvorhanden sind.

Die Anlagentechnik

Eine Wärmepumpe versorgt die Rei-henhäuser mit Heizwärme. Die Wärmewird über zwei 150 Meter tiefe Bohrun-gen aus der Erde gewonnen und in ei-nem Pufferspeicher zwischengelagert.Die Jahresarbeitszahl erreicht einenWert von etwa 3,5. Dies bedeutet, eswerden für jede Kilowattstunde anStrom, mit dem die Anlage betriebenwird, etwa 3,5 kWh Wärme gewonnen(siehe Seite 53). Viele Herstelleranga-ben moderner Wärmepumpenanlagenliegen zwar noch höher. Sie lassen sichallerdings in der Praxis häufig nicht rea-lisieren. Der hier erreichte Messwert istdaher positiv zu beurteilen. Das niedri-ge Temperaturniveau der Fußboden-heizungen liefert dazu einen nicht un-

Geteilter 4. PreisEin- und Zweifamilienhäuser

Konzeption der Wärmeversorgung; Gestaltung und Planung: PreisträgerAusführung der Solaranlage:Ingenieurbüro für Energie- und Umwelttechnik Kolb und Müller, Schlüchtern

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wesentlichen Beitrag. Allerdings zeigtdie Abweichung der Jahresarbeitszahlin der zurückliegenden Heizperiodedeutlich die Abhängigkeit von korrek-ten Anlageneinstellungen. Die horizon-talen Verteilleitungen liegen im unbe-heizten Bereich. Dort auftretende Wär-meverluste kommen daher nicht derRaumheizung zugute. Die übrigenKomponenten der Anlagentechniksind auf die einzelnen Wohneinheitenverteilt. Jede Einheit verfügt übereine zentrale Lüftungsanlage mitWärmerückgewinnung und Erdwärme-tauscher, die etwa 90 Prozent derLüftungswärmeverluste einsparen.Ebenfalls wohnungszentral sind dieSolaranlagen zur Warmwasserbereit-stellung. Jeweils 7,6 QuadratmeterFlachkollektoren stehen zur Verfügung.Die Speicher sind günstig innerhalbder thermischen Gebäudehülle unter-gebracht. Insbesondere die geschickteIntegration ins Badezimmer des Mittel-hauses kann sehr zur Nachahmungempfohlen werden. Kurze Leitungswe-ge und die Nutzbarkeit der Wärmever-luste des Speichers sind die Folge undkönnen spürbar zur Energieeinsparung

Das Ergebnis

Der Primärenergiebedarf (bezogenauf das Endreihenhaus) liegt mitknapp 53 kWh/(m2a) 55 Prozent unter-halb des nach EnEV zulässigen Höchst-wertes. Die Anlagenaufwandszahl von0,92 ist für ein Gebäude dieser Größevon sehr guter Qualität, zumal sichdie Investitionskosten von etwa18.000 Euro pro Wohneinheit inGrenzen halten. Eine weitere Absen-kung der Anlagenaufwandszahl, viel-leicht sogar unter einen Wert von0,8 wäre möglich, wenn ein Ersatz fürden elektrischen Heizstab gefundenwerden könnte, der immerhin fast40 Prozent der jährlichen Arbeit zurTrinkwassererwärmung erbringenmuss.

Unsichtbar hinter Glas bevorratet der Solarspeicher warmes Wasser und stellt es über kurze Leitungswege zur Verfügung.

Wärmepumpenanlage und Pufferspeicher imgemeinsamen „Heizungskeller“.

Prinzipskizze des verwirklichten Wärmepumpenkonzeptes.

■ Einfamilienhaus in Fulda■ Baujahr: 1998■ Heizwärmebedarf: 45 kWh/(m 2a)■ Anlagentechnik: Erdsonden Wärme-

pumpe, Solaranlage, Lüftungsanlage■ Anlagenaufwandszahl: 0,92■ Primärenergiebedarf: 53 kWh/(m2a)

beitragen. Leider führt die räumlicheTrennung der Solarspeicher vom Puf-ferspeicher der Wärmepumpe dazu,dass ein elektrischer Heizstab zur Trink-wassererwärmung benötigt wird, wennder solare Wärmeertrag zu gering ist.

D i e P r e i s t r ä g e r

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Professor Winzer:

Kreative Planung führte zu

ungewöhnlicher Lösung

Das Gebäude

Bei dem zweiten Wettbewerbs-beitrag, der mit dem geteilten

vierten Preis ausgezeichnet wurde,handelt es sich um ein Bestandsge-bäude des Baujahrs 1926. Das Haus in

Der U-Wert der Außenwand wurde durchein Wärmedämmverbundsystem auf ausgezeichnete 0,14 bis 0,21 W/(m2K)verbessert, im Dach wurde sogar ein Wert von 0,12 W/(m2K) erzielt. Die Fensterqualität ist ebenfalls sehr gut (U-Werte Fensterverglasungen 1,1 bis1,3 W/(m2K)). Noch immer ungewöhn-lich für bauliche Sanierungsmaßnah-men ist die hier gezeigte Aufmerksam-keit für eine möglichst wärmebrücken-

Geteilter 4. PreisEin- und Zweifamilienhäuser

Eppstein wurde ab 2002 umfang-reichen Umbau- und Sanierungs-maßnahmen unterzogen. Die Wohn-fläche wurde auf 256 Quadratmetervergrößert und bietet den drei Bewoh-nern großzügige Platzverhältnisse.

Bei den Sanierungsmaßnahmenlegte die Baufamilie großen Wert aufMaßnahmen zur Energieeinsparung.

Konzeption der Wärmeversorgung und Umgestaltungdes Gebäudes:Herr Prof. Reinhard Winzer, Eppstein (Preisträger)Ausführung der Solaranlage:Fa. Atrium, WiesbadenAusführung der Heizungs- und Lüftungsanlage: Fa. Atrium

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freie und luftdichte Ausführung derGebäudehülle. In dieser Hinsicht sinddie Arbeiten allerdings noch nicht ab-geschlossen.

Die Anstrengungen haben zu einemHeizwärmebedarf von 49 kWh/(m2a)geführt, der für ein Gebäude diesesAlters herausragend ist.

Die Anlagentechnik

Dieser sehr niedrige Heizwärmebe-darf war Anlass, nach einem Wärme-versorgungssystem zu suchen, dasnicht nur ökologisch hochwertig, son-dern auch wirtschaftlich günstig ist. Beidem Wettbewerbsbeitrag der FamilieWinzer fiel die Entscheidung auf dieKombination aus Pelletofen und elektri-schen Wärmestrahlern. Der Pelletofen,wiederum im größten Wohnraum auf-gestellt, ist ein Luftgerät, das heißt, erist nicht wie bei den drei ersten Preis-trägern an einen Wasserkreislauf an-geschlossen. Auf das kostenintensiveWärmeverteilsystem wurde also ver-zichtet. Der Ofen deckt dennoch nichtnur den Wärmebedarf des Wohnrau-mes ab, sondern sorgt auf Grund deshohen Dämmstandards des Gebäudesdafür, dass eine Grundwärme im gan-zen Haus vorhanden ist. Dem übermWohnraum gelegenen Schlafzimmerwird zusätzlich über einen LuftschachtWärme zugeführt, die für die Funktiondes Raumes ausreichend ist. Ein Wohn-raum im Untergeschoss wird durch ei-nen keramischen Abgaszug mit Wärmeversorgt. Dieser Abgaszug wird übereinige Meter horizontal durch denRaum geführt. So werden die Abgaseabgekühlt, der Zug wirkt wie ein Heiz-körper, der für die Beheizung des Kel-lerraumes ausreicht. Eine Zu- und Ab-luftanlage mit Wärmerückgewinnungund Erdwärmetauscher (90 ProzentWärmerückgewinnung) unterstützt zu-sätzlich die Wärmeverteilung im Haus.Für den restlichen Wärmebedarf, derin entfernteren Räumen, beispielsweisein den Badezimmern entsteht, stehenpreiswerte Wärmewellengeräte zurVerfügung.

Da dieser Restbedarf rechnerischnur etwa 13 Prozent des Gesamtwär-mebedarfes ausmacht, scheint es ver-

tretbar, hier auf Strom als Wärmequellezurückzugreifen, zumal im Gegenzugder Strombedarf für eine Umwälzpum-pe entfällt. Ein Nachteil des Konzeptesbesteht darin, dass der Pelletofen nichtzur Erzeugung von Trinkwarmwasserherangezogen werden kann. Die Solar-anlage mit 6,4 Quadratmeter Kollektor-fläche deckt zwar mehr als die Hälftedieses Bedarfs ab, für den Rest stehtaber nur ein elektrischer Heizstab zurVerfügung.

Das Ergebnis

Mit dem ungewöhnlichen Wärme-versorgungskonzept wird eine ausge-zeichnete Anlagenaufwandszahl von0,86 erreicht. In Kombination mit demgeringen Heizwärmebedarf ergibt sichdaraus ein Primärenergiebedarf von53 kWh/(m2a), ein – zumal für ein Be-standsgebäude – herausragenderWert. Die Investitionskosten für dieWärmeversorgungsanlagen liegen mitetwa 15.000 Euro in einem sehr günsti-gen Bereich. Allerdings muss sich dasAnlagenkonzept in der Praxis erst nochbewähren. Die Wechselwirkungen vonLüftungsanlage und Lüftungsschachtzum Schlafzimmer könnten beispiels-weise problematisch sein, Rußablage-rungen im keramischen Zug könntendie Alltagstauglichkeit einschränken.Das Anlagenkonzept lässt sich nichteinfach auf andere Objekte übertra-gen. Umso mehr kann die Kreativitätzur Nachahmung empfohlen werden,ein auf die individuelle Situation zu-geschnittenes Anlagenkonzept zu ent-wickeln, das hohen ökologischen Wertmit guter Wirtschaftlichkeit verbindet.

Noch ist die Technik des Pelletofens und derLüftung sichtbar.

Originelle Lösung: Ein keramischer Zug liefert Wärme für das Untergeschoss.

■ Einfamilienhaus in Eppstein/Taunus■ Baujahr: 1926, Sanierung: 2002■ Heizwärmebedarf 49 kWh/(m 2a)■ Anlagentechnik: Pelletofen mit

keramischem Zug, Wärmewellengeräte, Solaranlage, Lüftungsanlage

■ Anlagenaufwandszahl: 0,86■ Primärenergiebedarf 53 kWh/(m 2a)

D i e P r e i s t r ä g e r

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Wohnheim GmbH:

Grundlegende Sanierung

schaffte hervorragende Werte

Die Jury hatte den Beschluss gefasst, im Bereich der

Mehrfamilienhäuser insgesamt nur zwei Preise zu vergeben.

Hintergrund dafür war einerseits die deutlich geringere

Anzahl an Wettbewerbsbeiträgen in diesem Bereich.

Andererseits war die Qualität der Anlagenkonzepte hinsichtlich der

Anlagenaufwandszahl im Bereich der Einfamilienhäuser höher,

so dass die Jury von der Vergabe eines ersten Preises absah.

Verwunderlich ist dieser Unterschied natürlich nicht.

Denn für Investitionen im Bereich der Mehrfamilienhäuser gilt

selbstverständlich ein sehr viel stärkerer Wirtschaftlichkeitsvorbehalt

als im Bereich der Ein- bis Zweifamilienhäuser.

Bei der Gestaltung des eigenen Heimes können dagegen Idealismus und

Experimentierfreude sehr viel mehr in den Vordergrund rücken.

Es ist umso erfreulicher, dass die zweiten und dritten Preise

zwei Sanierungsprojekten aus dem Bereich des sozialen

Wohnungsbaus zugesprochen werden konnten.

Die Gebäude

Bei den Gebäuden der Wohn-heim GmbH in Frankfurt, die im

Jahre 1963 errichtet wurden, handeltes sich um vier Gebäude mit je 1429Quadratmeter Wohnfläche, also uminsgesamt 5716 Quadratmeter. Etwa240 Bewohner leben in den 112 Miet-wohnungen.

Die Mehrfamilienhäuser wurden ab2001 zunächst einer sehr gründlichenbaulichen Sanierung unterzogen. Wär-medämmung des Daches mit 12 Zenti-meter Dämmung, Wärmedämmver-bundsystem in gleicher Stärke an derAußenwand sowie Dämmung derKellerdecke führten in Verbindung mitdem Einbau neuer hochwertiger Fens-ter zu einem Heizwärmebedarf vonknapp über 60 kWh/(m2a). Schon mitdiesem Wert erreichen die Gebäudeder Wohnheim GmbH Neubauniveau.

2. PreisMehrfamilienhäuser

Konzeption der Wärmeversorgung: Stadt Frankfurt am Main, Energiereferat - Energiekonzepte/Versorgungstechniken, Frankfurt am MainAllgemeine Planung: Wohnheim GmbH, Frankfurt am MainAusführung der Solaranlage: Wagner & Co Solartechnik, GmbH CölbeAusführung der Heizungs- und Lüftungsanlage: Heinrich Bechtold GmbH & Co. KG, Seligenstadt

23

Die Anlagentechnik

Im Zentrum des Anlagenkonzeptessteht ein Brennwertkessel. Er ist im Kel-ler eines der Gebäude untergebracht,steht aber mit einer Leistung von 345kW über Fernwärmeleitung für die ge-samte Anlage zur Verfügung. Für dieWarmwasserbereitung stehen zusätz-lich in jedem der vier Gebäude Solar-anlagen bereit. Immerhin 51 Quadrat-meter Flachkollektoren pro Haus sor-gen für einen solaren Deckungsgradvon stattlichen 42 Prozent. Die Dezen-tralität der Solaranlagen bietet denVorteil kurzer Leitungswege bei dersommerlichen Versorgung mit Warm-wasser, gegebenfalls sogar die Mög-lichkeit, die Heizzentrale im Sommerzeitweise abzuschalten. Umgekehrthat die zentrale Anordnung des Heiz-kessels niedrige Betriebskosten zurFolge, Wartungskosten und Fegege-bühren beispielsweise sind auf etwaein Viertel reduziert. Der wesentlichsteVorteil, der sich durch den Zusammen-schluss der einzelnen Gebäude überdie Wärmeleitungen ergibt, soll in ei-ner zweiten Stufe genutzt werden: Esist vorgesehen, auf der Basis gewonne-ner Messwerte die Heizzentrale um einKraft-Wärme-Kopplungs-Aggregat zuergänzen (siehe Seite 46 folgende). Ei-ne solche Anlage, die Strom erzeugtund deren Abwärme vor Ort zur Wär-meversorgung genutzt wird, gewähr-leistet eine besonders effiziente Nut-zung des eingesetzten Brennstoffesund ist aus ökologischen Gründen sehrzu empfehlen. Die Wirtschaftlichkeit ih-res Einsatzes hängt – zumal unter denderzeit schwierigen Rahmenbedingun-gen – von einer gründlichen Vorpla-nung ab. Dies gilt bei dieser Wohnan-lage der Wohnheim GmbH umsomehr, als sich die erreichbaren Lauf-zeiten gegebenfalls durch den Einsatzder Solaranlagen verringern.

Das Ergebnis

In der bestehenden Form wird mitdem Anlagenkonzept der WohnheimGmbH eine Anlagenaufwandszahl von1,16 erreicht. Dies ist schon ein sehrguter Wert, der in Verbindung mitdem niedrigen Heizwärmebedarf zu ei-nem Primärenergiekennwert von 82kWh/(m2a) führt. Damit werden sogardie Anforderungen an Neubautennach EnEV unterschritten. Zugleichwird das Niveau „Niedrigenergiehausim Gebäudebestand“ gemäß denRichtlinien der KfW Foerderbank er-reicht, ein Niveau das für vergleichbareVorhaben besonders günstige Finan-zierungen in Kombination mit einemTeilschuldenerlass bietet. Doch damitnicht genug: Mit der geplanten Einbin-dung einer Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage wäre sogar eine deutlichereUnterschreitung des Neubau-Höchst-wertes nach EnEV zu erreichen. Es wä-re schön, wenn diese Auszeichnungnicht nur als Anerkennung für die be-reits geleistete Arbeit aufgenommenwürde, sondern auch als Ermutigungund Ansporn, die bestehenden Pla-nungen auch unter den derzeit weniggünstigen rechtlichen und wirtschaft-lichen Rahmenbedingungen umzuset-zen.

Die Heizzentrale mit mächtigen Brennwertkesseln.

Wärmeübergabetechnik in den einzelnen Gebäuden.

■ Mehrfamilienhausanlage in Frankfurt

■ Baujahr: 1963, Sanierung: 2001■ Heizwärmebedarf: 60 kWh/(m 2a)■ Anlagentechnik: Brennwertkessel

mit Solaranlage■ Anlagenaufwandszahl: 1,16■ Primärenergiebedarf: 84 kWh/(m 2a)

D i e P r e i s t r ä g e r

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Wohnbau Mainz:

Gelungene bauliche und

technische Sanierung

Das Gebäude

Das Gebäude der Wohnbau Mainz in der Passauer Straße

65 – 69 in Wiesbaden wurde im Jahre1961 errichtet und ist Teil eines groß-flächigen Sanierungsprojektes vonmehreren tausend Quadratmetern.

Der Gebäudeblock, der hier prä-miert wird, hat 759 QuadratmeterWohnfläche. Der schlechte Wärme-schutz des Gebäudebestandes wurdeerheblich verbessert. Mit Wärme-dämmverbundsystem (100 MillimeterDämmstärke), 220 Millimeter Voll-

sparrendämmung und neuen Fensternmit einem Gesamt U-Wert von durch-schnittlich 1,4 W/m2 konnte der Heiz-wärmebedarf um zwei Drittel auf etwa61 kWh/(m2a), also Neubauniveau,gesenkt werden.

Neben den energetischen Verbesse-rungen, die das Gebäude durch dieSanierung erfahren hat, sind auch diegestalterischen Aufwertungen hervor-zuheben. Die dezente Einbindung mo-

derner Stilelemente sowie das wohlabgestimmte Farbkonzept tragen zueinem angenehmen Wohnumfeld bei.Einige der neu zugeschnittenen Woh-nungen sind geeignet, von behinder-ten Menschen bewohnt zu werden.

■ Mehrfamilienhausanlage in Wiesbaden■ Baujahr 1963, Sanierung 2001■ Heizwärmebedarf: 61 kWh/(m 2a)■ Anlagentechnik: Brennwertkessel

mit Solaranlage, Lüftungsanlage■ Anlagenaufwandszahl: 1,18■ Primärenergiebedarf: 87 kWh/(m 2a)

3. PreisMehrfamilienhäuser

Konzeption der Wärmeversorgung: GWS AG, Aktiengesellschaft für Wärme und Strom, WendlingenArchitekt: Planer Gruppe GmbH, FlörsheimAusführung der Solar-, Heizungs- und Lüftungsanlage: BHS Bau-Betriebs GmbH, Mainz

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Die Anlagentechnik

Obwohl sich die Anlagentechnik zurWärmeversorgung wiederum ausBrennwertkessel und Solaranlage alsHauptkomponenten zusammensetzt,gibt es Abweichungen zu dem zuvorbesprochenen Projekt. Der Kessel istnicht darauf ausgelegt, die benach-barten Gebäudeeinheiten, deren Sa-nierung erst in den nächsten Jahrenansteht, mit zu versorgen. Auch derDeckungsgrad der Solaranlage istbei einer Kollektorfläche von 14 m2

niedriger. Dafür versorgt in der Passauer Straße

– ungewöhnlich für ein Gebäude die-ser Art – eine mechanische Zu- und Ab-luftanlage mit Wärmerückgewinnungdie Bewohner mit Frischluft bei gerin-gen Wärmeverlusten (80 Prozent Wir-kungsgrad). Obwohl hier bisher ein de-zentrales Versorgungskonzept vor-liegt, ist ebenfalls die Einbindung eineskleinen Blockheizkraftwerkes zurWarmwasserversorgung und Hei-zungsunterstützung vorgesehen. DieWärmeleitungen in die Nachbargebäu-de sind bereits gelegt, werden abererst zum Einsatz gebracht werden kön-nen, wenn auch hier die Sanierung vor-genommen wird.

Das Ergebnis

Bei dem Projekt Passauer Straße derWohnbau Mainz wurden ein hochwer-tiger baulicher Wärmeschutz und einesehr gute Anlagentechnik mit einerAnlagenaufwandszahl von 1,18zusammengeführt. Das Ergebnis istein Primärenergiebedarf von etwa87 kWh/(m2a), guter Neubaustandard,beziehungsweise ein vorbildlichesNiedrigenergiehaus im Bestand.Weitere Verbesserungsmöglichkeitendurch das geplante Blockheizkraftwerksind gegeben. Doch dürften hier dieMöglichkeiten eingeschränkt sein, danicht von vornherein ein zentrales Wär-meversorgungskonzept angelegt wur-de. Das Problem, nicht alle Gebäude-blöcke zeitgleich sanieren zu können,setzt hier engere Grenzen.

Für das gesamte Sanierungsgebietist vorgesehen, die Energieversorgungvon einzelnen Straßenblöcken je nachSanierungsfortschritt zu Versorgungs-inseln zusammenzufassen, die in weite-ren Stufen zu größeren Einheiten aus-gebaut werden sollen. Dabei scheintunter derzeitigen Rahmenbedingun-

gen lediglich das Erreichen von Versor-gungsinseln realistisch zu sein, dienicht den öffentlichen Raum berühren.Abzuwarten bleibt außerdem, ob sichdie Lüftungsanlage bewährt. IntensiveMieterbeteiligung und –schulungensind dafür in jedem Fall Bedingung.

Diese Fragen ändern allerdingsnichts daran, dass in der Passauer Stra-ße eine vorbildliche bauliche und anla-gentechnische Sanierung gelungen ist.Und es bleibt zu wünschen, dass auchdie nächsten Abschnitte gleicherma-ßen sorgfältig umgesetzt werden undder Zusammenschluss zu Versorgungs-inseln glückt, vielleicht sogar unter Ein-satz erneuerbarer Energiequellen.

Der Wärmeerzeuger ist kaum größer als … … der mächtige Kreuzstromwärmetauscher der Lüftungsanlage.

Moderne Stilelemente und ein gut abgestimmtes Farbkonzept tragen zu einem angenehmen Wohnumfeld bei.

D i e P r e i s t r ä g e r

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Wohnstadt Kassel:

Solarenergie

in Bestform

Last but not least soll dieWohnstadt Kassel als Eigen-

tümerin eines Mehrfamilienhauses inEschwege lobend erwähnt werden.Für einen Preis im Rahmen desLandeswettbewerbes kam dieserBeitrag zwar nicht Betracht, da fürdieses Gebäude, das im Jahre 1968erbaut wurde, kein energetisch vor-bildliches Gesamtkonzept im Sinnedes Wettbewerbes vorlag.

Als Vorbild kann und sollte diesesGebäude dennoch wirken und mög-lichst viele Nachahmer finden. Die Ein-bindung der solarthermischen Kollek-torflächen in die Südfassade des Ge-

bäudes ist technisch und architekto-nisch als außerordentlich gelungen zubewerten. Sie sollte auch für andereFälle dazu ermuntern, die Fassade alsmöglichen Kollektorträger „zu entde-cken“. Schließlich lässt sich in FällenSüd-Nord gerichteter Dächer nur mitFassadenkollektoren die „richtigeOrientierung“ finden. Doch selbst oh-ne technische Notwendigkeit sprichteiniges für Fassadenkollektoren in derhier gezeigten Form. Noch immer wir-ken viele Dachkollektoren als Fremd-körper und positiv wird schon bewer-tet, wenn sie – wie auch bei einigender übrigen Wettbewerbsbeiträge –

optisch kaum in Erscheinung treten. Inder von der Wohnstadt realisiertenWeise wünscht man sich dagegen mehrSichtbarkeit der Solartechnik. Sie wertetdie Architektur des Gebäudes auf. Siekann dazu beitragen, die Identifikationder Bewohner mit ihrem Haus zu stei-gern, auch die Identifikation mit ihrerSolaranlage. Dazu trägt sicherlich dieMöglichkeit bei, sich über die Anlageund die aktuellen Wärmegewinne je-derzeit zu informieren. Vielleicht ist eszu optimistisch, daraus sogar Bewusst-seinsgewinn für den Umgang mit Ener-gie zu erhoffen, eine Werbung für dieSolarenergie aber ist es in jedem Fall.

Lobende ErwähnungMehrfamilienhäuser

Diese Anzeigetafel informiert die Bewohner und Besucher jederzeit über die aktuelle Leistung der Fassadenkollektoranlage.

Konzeption der Wärmeversorgung: Wärmebüro Klaft GmbH, KasselArchitekt: Wohnstadt, Stadtentwicklungs- und Wohnungsbaugesellschaft Hessen mbH, KasselAusführung der Solaranlage: Wagner & Co Solartechnik GmbH, Cölbein Zusammenarbeit mit Firma Caparol, Ober-Ramstadt

■ Was Sie über die Energieeinsparverordnung (EnEV) wissen sollten! ab Seite 28

■ Die wichtigsten Eckpunkte der Energieeinsparverordnung (EnEV) ab Seite 34

■ Wissenswertes über Heizflächen sowie die Versorgung mit Trinkwarmwasser ab Seite 36

■ Wärmeerzeugung im Gebäudekontext: Welche Lösung ist für Sie die richtige? ab Seite 38

■ Frischluftversorgung in Wohngebäuden Seite 56

■ Lösungen für eine effektive Gebäudelüftung Seite 58

■ Serviceteil mit Literaturverzeichnis und Adressen ab Seite 62

■ Checkliste für Ihren individuellen Bedarf als Anlage

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Energiesparmaßnahmen

Von der Planung bis zur Umsetzung

Die wichtigsten Fachbegriffe und ihre Bedeutung Seite 33

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D i e E n e r g i e e i n s p a r v e r o r d n u n g ( E n E V )

28

Was Sie über

die Energieeinsparverordnung

wissen sollten!

Die EnEV ersetzte 2002 nicht nurdie bisher gültige Wärmeschutz-,

sondern auch die Heizungsanlagen-verordnung. Erstmals wird Gebäude-und Anlagentechnik gemeinsam er-fasst. Durch die Einbeziehung desEnergiebedarfs für die Trinkwasserer-wärmung wird außerdem eine umfas-sendere Betrachtung des Energiebe-darfs von Gebäuden erreicht.

Die EnEV gibt den maximal zulässigenPrimärenergiebedarf für Heizung undTrinkwassererwärmung vor

Für den Neubaubereich wird eine Sen-kung des Energiebedarfs um 25 bis 30Prozent gegenüber den Anforderun-gen nach Wärmeschutzverordnung bewirkt und so der Niedrigenergie-haus-standard gesetzlich vorgeschrie-ben.

Die wesentliche Anforderungsgrößeund der Gradmesser der Umweltbelas-tung ist der Primärenergiebedarf. Ersetzt sich zusammen aus dem Wärme-bedarf für Heizung und Warmwasser-bereitung sowie die Verluste der Anla-gentechnik einschließlich der Verlustedes Heizsystems und der vorgeschalte-ten Prozesskette bei der Gewinnung,dem Transport und der Umwandlungder Energie (siehe Seite 33 „Primär-energiebedarf”).

Das bedeutet:

Für jeden Neubau muss eine umfassende Energiebilanz erarbeitet werden. Sie wird in einemEnergiebedarfsausweis zusammen-gefasst, der Teil der bautechnischenNachweise ist. Er wird von dafür qualifizierten Fachleuten erstellt.

Die Verordnung gewährleistet ein Höchstmaß an Planungsfreiheit

Die Energieeinsparverordnung bie-tet große Chancen und eine hohe Fle-xibilität bei der praktischen Umsetzungdes Energie sparenden Bauens. ImGrundsatz wird nur ein Zielwert, dermaximale Primärenergiebedarf, vorge-geben, nicht jedoch der Weg, wie die-ser Wert erreicht werden kann. Somithaben Planer und Ausführende dieMöglichkeit, alle Maßnahmen gegen-einander abzuwägen, um den gefor-derten Zielwert einzuhalten. So kannzum Beispiel ein nur durchschnittlicherWärmeschutzstandard durch eine gute Anlagentechnik kompensiertoder bei einem hochwertigen bau-lichen Wärmeschutz auf eine aufwändi-ge Anlagentechnik verzichtet wer-den.

Als Nebenanforderung ist ein baulicher Mindeststandard festgelegt

Durch Verbesserungen der Anlagen-technik lässt sich häufig leichter eineReduktion des Primärenergiebedarfserzielen als durch bauliche Verbesse-rungen. Es sollte bei der Planung je-doch berücksichtigt werden, dass bau-liche Maßnahmen meist langlebigersind als anlagentechnische und dasssich im Nachhinein bauliche Verände-rungen wesentlich aufwändiger dar-stellen. Um einen Mindeststandardbeim baulichen Wärmeschutz sicher-zustellen, verlangt die Verordnung ei-nen maximal zulässigen Transmissions-wärmeverlust als Nebenanforderung.

In den meisten Fällen dürfte eineausgewogene Qualität in beiden Be-reichen zu den wirtschaftlichsten Er-gebnissen führen.

Die Spielräume, die durch den Ver-zicht der EnEV auf Einzelnachweise

Die Energieeinsparverordnung (EnEV) ist seit dem 1. Februar 2002 in Kraft.

Sie regelt die Anforderungen an die energetische Qualität

für Neubauten und Bestandsgebäude (siehe Seiten 34 und 35).

Falls Sie einen Neubau planen oder die Sanierung Ihres Altbaus ansteht,

stellt die EnEV die wesentliche rechtliche und

planerische Grundlage für Ihr Vorhaben dar.

Über die Bedeutung der wichtigsten Fachbegriffe lesen Sie auf Seite 33.

Primärenergiebewertungsfaktoren nach DIN V 4701-10 und EnEV

Energieträger Primärenergie-Faktoren

Brennstoffe1 Heizöl EL 1,1Erdgas H 1,1Flüssiggas 1,1Steinkohle 1,1Braunkohle 1,2Holz 0,2

Nah-/Fernwärme aus KWK2 fossiler Brennstoff 0,7erneuerbarer Brennstoff 0

Nah-/Fernwärme aus Heizwerken fossiler Brennstoff 1,3erneuerbarer Brennstoff 0,1

Strom3 Strom-Mix 3,0

1 Bezugsgröße: unterer Heizwert Hu2 Angaben sind typisch für durchschnittliche Nah-/Fernwärme3 Bei Einsatz von Speicherheizsystemen beträgt der Wert 2,0.

29

k-Wert und U-Wert:

Aus dem Wärmedurchgangs-koeffizienten, der als „k-Wert“ inden letzten Jahren über Fachkreisehinaus zu einem Begriff gewordenist, wurde aus Gründen der euro-päischen Begriffsharmonisierungder „U-Wert“. Er wird in Watt proQuadratmeter und Kelvin (ent-spricht einem Grad Celsius)Temperaturunterschied (W/(m2K))angegeben. Aufgrund neuerRegeln ergibt eine U-Wert-Berech-nung bei einigen Bauteilen wiegedämmten Holzständerwänden,Dachflächen, Fenstern oderVorhangfassaden höhereErgebnisse als eine herkömmlichek-Wert-Berechnung. Alte Wertesind insofern nicht ohne weiteresübertragbar.

Gebäudeplanung nach EnEV fördert kompakte Bauweise und umweltverträgliche Gebäudetechnik gleichermaßen.

entstanden sind, lassen sich am bestennutzen, wenn die Verordnung ihrerseitsvor allem als Planungshilfe aufgefasstwird, um wirtschaftliche und/oder öko-logische Optimierungen für eine kon-krete Planungssituation zu entwickeln.

Die EnEV stellt Anforderungen an den Planungsaufwand und -ablauf

Die komplexe Gesamtbilanzierung ei-nes Gebäudes schafft einerseits Ge-staltungsspielräume, lässt andererseitsaber Umfang und Aufwand der Ge-bäudeplanung deutlich ansteigen, dieohne Softwareunterstützung kaum be-wältigt werden können. Vor allem ha-ben sich – insbesondere durch die Ein-bindung der Anlagentechnik – wesent-liche Änderungen für den Planungs-prozess ergeben. In der Regel setzt dies voraus, dass Pla-ner und Handwerksbetriebe sich be-reits in einer frühen Planungsphase ab-stimmen. Es läuft immer noch nicht al-les optimal, aber die Planungsprozessesind weitgehend zur Selbstverständ-lichkeit geworden. Außerdem ist da-von über die EnEV-Anforderungen hin-aus nicht nur eine Verringerung derReibungsverluste zwischen den Ge-werken in der Bauphase, sondern invielen Fällen eine verbesserte Ausfüh-rungsqualität eingetreten.

Bonusregelungen für Wärmebrückenreduzierung und nachgewiesene Luftdichtheit

Gegenüber den vorangegangenenVerordnungen erweitert die EnEVwesentlich die Möglichkeiten, schonin der Planungsphase Details der Bau-technik zu berücksichtigen. Besonde-res Augenmerk wird auf die Verringe-rung von Wärmebrücken und auf dieLuftdichtheit der Gebäudehülle gelegt.Zwar wurden die Anforderungen andie luftdichte Ausführung der Gebäu-dehülle gegenüber der Wärmeschutz-verordnung nicht angehoben und einNachweis ist nicht verpflichtend vorge-schrieben. Wenn aber ein Luftdicht-heitsnachweis erfolgreich geführt wird,ermöglicht die EnEV durch Bonus-regelungen Einsparungen in anderenBereichen des baulichen Wärme-schutzes oder der Anlagentechnik.Deshalb dürfte dieser Nachweis fastimmer ausgesprochen wirtschaftlichsein. Ähnlich verhält es sich bei derBeurteilung von Wärmebrücken. Einemöglichst weitgehende Vermeidungvon Wärmebrücken ist ebenfalls Pflicht,ohne dass ein detaillierter Nachweisdarüber geführt werden muss. Aller-dings „bestraft“ die EnEV einen sol-chen Verzicht mit einem Aufschlag von0,1 Watt/Kelvin pro Quadratmeter der

Gebäudehülle. Bei einem Gebäudemit einem durchschnittlichen U-Wertvon 0,3 W/(m2K) ergäbe sich so einerechnerische Verschlechterung um einDrittel. Bei Verwendung von Konstruk-tionen nach DIN 4108 Beiblatt 2 sinktdieser Aufschlag auf die Hälfte. Wennman aber bedenkt, dass bei günstigenKonstruktionen die zusätzlichenWärmebrückenverluste durchaus naheNull liegen können, wird deutlich, wiegünstig es sein kann, die Wirkung ein-zelner Bauteilanschlüsse im Detail zuerfassen. Denn um beispielsweise ei-nen U-Wert von 0,25 auf 0,20 W/(m2K)zu senken, bedürfte es immerhin eineszusätzlichen Dämmstoffeinsatzes von4 Zentimeter Dicke (WLG 040) für diekomplette Gebäudehülle.

30

D i e E n e r g i e e i n s p a r v e r o r d n u n g ( E n E V )

Technische Hilfsmittel zur planerischen Optimierung von Bau- und Anlagentechnik

Für die Überprüfung der Luftdicht-heit einer Gebäudehülle stehen Mess-geräte und -verfahren (bekannt als„Blower-Door-Messungen“) ausgereiftzur Verfügung. Auch für die detaillierte

Je früher das energetische Verhalten von Gebäuden, einschließlich ihrer anlagen-technischen Ausstattung in die Planung einbezogen wird, desto besser lassen sich Energieverluste, Schadstoffemissionen und auch in erheblichem Umfange Investitionskosten einsparen.

Die wichtigste Neuerung ist die Einbeziehung der Anlagentechnik indie energetische Gebäudebilanz

Eine Gebäudeplanung ohne frühzei-tige Berücksichtigung der Anlagen-technik ist nicht mehr sinnvoll. Das giltvor allem wegen der Dimension, mitder die Anlagenaufwandszahl Einflussauf den Primärenergiebedarf eines Ge-bäudes hat. Sie kann bereits bei ge-bräuchlichen Anlagen, die auf den er-sten Blick durchaus ähnlich sind, um 50 Prozent auseinander liegen, wohl-gemerkt bei ansonsten vergleichbarenHäusern. Im Extremfall können sich –zum Beispiel bei einer rein solarengegenüber einer vollständig elektri-schen Wärmeerzeugung – Anlagen-aufwandszahlen bei Gebäuden glei-chen Heizwärmebedarfs sogar um denFaktor 10 unterscheiden.

Anlagenaufwandszahlen können sich im Extremfall um den Faktor 10 unterscheiden

Dieser Umstand bietet Chancen undMissbrauchsmöglichkeiten: So könntesich ein Planer dazu verleiten lassen,dem baulichen Wärmeschutz nur ge-ringe Aufmerksamkeit zu widmen undnur durch die entsprechende Anlagen-technik einen hervorragenden Wert fürden Primärenergiebedarf zu erzielen.Es liegt auf der Hand, dass ein solcherWeg weder wirtschaftlich noch im Sin-ne der Verordnung ist. Aus diesem

Die Anlagenaufwandszahl (eP) eines Wärmeversorgungssystems ist abhängig von Größe und energetischemStandard eines Gebäudes. Bei den meisten Anlagenkonzepten kommt es fürgrößere Gebäude sowie für solche mit schlechterem Dämmstandard zu besse-ren Anlagenaufwandszahlen. Dieser Effekt ist darauf zurückzuführen, dass eingewisser technischer Grundaufwand relativ konstant ist und bei kleinen undbei gut gedämmten Häusern stärker ins Gewicht fällt.

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2

2,1

2,2

2,3

beheizte Nutzfläche in m2

Anlagenaufwandszahl (eP)

100 200 300 400 600 1.000 2.000 3.000 4.000 6.000800 10.000

90

40

QH

= 40 kWh/(m2a)

QH

= 50 kWh/(m2a)

QH

= 60 kWh/(m2a)

QH

= 80 kWh/(m2a)

QH

= 90 kWh/(m2a)

QH

= 70 kWh/(m2a)

Überprüfung und Optimierung derWärmebrücken sind mit Wärme-brückenatlanten oder -programmenbewährte Hilfen ausreichend verfüg-bar. EDV-Programme ermöglichenzudem eine differenzierte Aufnahme

und Abstimmung verschiedenster An-lagenkomponenten, so dass beliebigeAnlagenkonfigurationen erfassbar sind.

Beispielhafte Auftragung der Anlagenaufwandszahl eP in Abhängigkeit von der beheizten Gebäudenutzfläche und dem Jahresheizwärmebedarf QH.

31

Grunde ist in der EnEV die Nebenan-forderung an einen maximalen Trans-missionswärmeverlust formuliert (sieheSeite 33 „Heizwärmbedarf”).

Dieser Grenzwert ist besondersdann von Bedeutung, wenn in einemGebäude ein großer Teil (mehr als 70Prozent) der benötigten Wärme überregenerative Energien oder Kraft-Wärme-Kopplung bereitgestellt wird.Für diesen Fall hat der Gesetzgebersogar die Möglichkeit vorgesehen, aufdie Ermittlung einer Anlagenaufwands-zahl und damit auf den Primärenergie-nachweis vollständig verzichten zukönnen, sofern der höchst zulässigeTransmissionswärmeverlust eingehal-ten wird. Auch bei Anlagen, für die austechnischen Gründen eine Anlagen-aufwandszahl sowie bei Einzelfeuer-stätten nicht ermittelt werden kann,greift diese wichtige Nebenanforde-rung, in diesem Falle allerdings um25 Prozent verschärft.

Die erheblichen Unterschiede, diezwischen Anlagenaufwandszahlen lie-gen können, sind natürlich auch einHinweis darauf, dass die Optimierungder Anlagentechnik ein äußerst wirksa-mer Hebel ist, die energetische Qua-lität eines Gebäudes zu verbessern.Die „energetische Qualität“ ist häufig,allerdings nicht immer gleichbedeu-tend mit niedrigen Verbrauchskosten.Sie spiegelt in erster Linie die Belas-tung für die Umwelt wider, die sich ausder Wärmebereitstellung durch die je-weilige Anlagenkombination ergibt.

Die Berechnung der Anlagenaufwandszahl ist in einer Norm geregelt

Die Ermittlung der Anlagenauf-wandszahl für den EnEV-Nachweis er-folgt auf der Basis der Norm DIN EN4701 Teil 10. Darin werden systema-tisch alle Anlagenaspekte, die mit der

aktiven Wärmeversorgung einesGebäudes zusammenhängen, erfasst.Diese Erfassung erfolgt in den Berei-chen Lüftung, Heizung und Trinkwas-sererwärmung, die unter Berücksichti-gung der Wechselwirkungen unterein-ander zusammengeführt werden.

Für die Altanlagen des Gebäude-bestandes wurden mit Teil 12 deroben genannten Norm sehr ähnlicheBerechnungsgrundlagen geschaffen,um in Zukunft auch für Altbauten einenEnergieausweis erarbeiten zu können(siehe Seite 9).

Wärmeschutzstandard und Anlagen-technik müssen im Planungsprozess aufeinander abgestimmt werden

Anhand eines Beispielgebäudes las-sen sich das Zusammenspiel zwischenWärmeschutzstandard und Anlagen-technik und die Möglichkeiten, Ver-besserungen herbeizuführen, etwas

eP = 1,61Anlagentechnik (vergleiche Beispiele auf den Seiten 41,49, 53 und 59):■ Niedertemperaturkessel 55/45°C mit kombinierter Trinkwassererwärmung,■ Aufstellung der Heizung und des indirekt beheizten Speichers im unbeheizten Keller.■ Die horizontale Verteilung des Trinkwarmwassers (mit Zirkulation) und des Warmwassers für die Raumwärme erfolgt

außerhalb der thermischen Hülle, die vertikalen Verteilstränge sind innen liegend. ■ Die Heizflächen sind mit Thermostatventilen (Auslegungsproportionalbereich 1 Kelvin) ausgestattet.

Anforderungen gemäß EnEV: HT’ = 0,48 W/(m2a) Qpmax = 125,3 kWh/(m2a)

Gebäudedaten:■ Frei stehendes Einfamilienhaus, Firstrichtung Nord-Süd■ Fensterflächenanteil Fassade Nord 15 Prozent, Süd 35 Prozent,

Ost/West 20 Prozent■ Unterkellert (Keller unbeheizt)■ Natürliche Lüftung (Fensterlüftung) mit Nachweis der Dichtheit■ Ausführung der Wärmebrücken gemäß DIN 4108, Beiblatt 2■ U-Werte: Außenwand (jeweils in W/(m2K)) 0,23; Dach 0,21;

Fenster 1,4, bei einem g-Wert von 0,58

Gebäudegeometrie:■ Kompaktheit = 0,85 m-1, Wohnfläche nach EnEV = 147 m2

N

EG

KG

2,50 m

2,75 m

8,0 m

12,0 m

2,50 m

45O

DG

G e b ä u d e s t e c k b r i e f

D i e E n e r g i e e i n s p a r v e r o r d n u n g ( E n E V )

32

verdeutlichen. Für dieses Gebäude(siehe Seite 31) wurde beim baulichenWärmeschutz (überdurchschnittlicheU-Werte) bereits ein recht hoherStandard vorgesehen. Der Transmis-sionswärmeverlust liegt bei günstigen0,38 W/(m2K), der Heizwärmebedarfbei 65,3 kWh/(m2a). Dennoch erfülltdas Gebäude mit der beschriebenenAnlagentechnik die Vorgaben derEnEV (maximaler Primärenergiebedarfmit 125,3 kWh/(m2a)) nur knapp. Denndie Anlagenaufwandszahl liegt beiungünstigen eP=1,61.

Hier könnte man sich mit einer un-scheinbaren Optimierung bei der Ver-sorgung mit warmem Wasser schon

spürbare planerische Freiheiten oderEinsparungen bei der Gebäudehülle„einkaufen“:

Allein die Verlegung der Trinkwarm-wasserleitungen in die beheizte Ge-bäudehülle bei gleichzeitigem Verzichtauf eine Zirkulation verringert denWärmebedarf um 7,6 kWh/(m2a).Primärenergetisch bewertet und unterBerücksichtigung der eingespartenelektrischen Energie für die Zirkulationergibt sich eine Einsparung von fast11 kWh pro Quadratmeter und Jahr.

Mit geringem Aufwand lässt sich oft großer ökonomischer und ökologischer Nutzen bewirken

Dieses Ergebnis bedarf keiner zu-sätzlichen Investition, im Gegenteil.Mit dem Verzicht auf die Zirkulations-pumpe wird unmittelbar Geld gespart,mit – zumindest im Ein- bis Zweifami-lienhaus – kaum spürbaren Komfort-einbußen.

Die Verbesserung der Anlagentechnik ermöglicht Einsparungen bei der Gebäudehülleoder im Gebäudebetrieb

Der U-Wert der Außenwandflächekönnte nun auf einen Wert von 0,35W/(m2K) angehoben werden. Das ent-spräche einem Einsparpotential vonfast 8 Zentimeter Dämmung für diegesamte Außenwandfläche, einedurchaus spürbare Investitionssumme.Besser wäre es natürlich, den gutenWärmeschutz der Gebäudehülle nichtabzusenken und sich an den einge-sparten Energiekosten zu erfreuen, be-ziehungsweise nach weiteren Verbes-serungsmöglichkeiten zu suchen. Viel-leicht gelingt es, durch eine Summevon Maßnahmen gegebenenfalls so-gar ein so genanntes „KfW 60-“ oder„KfW 40-Haus“ zu realisieren verbun-

Umsetzungsstrategien:

Bei der Realisierung einer be-sonders günstigen Anlagentechnik können drei strategische Schwer-punkte unterschieden werden: 1. effiziente Wärmebereitstellung

durch optimierte Speicherung,Verteilung, Übergabe etc.

2. effiziente Wärmeerzeugung3. sinnvoller Einsatz regenerativer

Energieträger.

Dabei ist die effiziente Bereitstel-lung von Wärme deutlich wenigerspektakulär als beispielsweise einegroß dimensionierte Solaranlageauf dem Dach. Aber die in diesemBereich umgesetzten Verbesserun-gen kommen in der Regel nicht nurder Umwelt, sondern auch un-mittelbar dem Geldbeutel zugute,denn hier lässt sich häufig mit mini-malem Aufwand erhebliches Ein-sparpotential erschließen.

den mit der Möglichkeit einer be-sonders günstigen Finanzierung IhresBauvorhabens (siehe Förderprogram-me unter www.kfw-foerderbank.de).

Gute Planung der Anlagenperipherie bietet zahlreiche Einsparpotentiale

Es gibt etliche, häufig kostengünsti-ge Möglichkeiten, die Anlagenperi-pherie zu optimieren. Rohrleitungs-und Speicherdämmung, kurze Lei-tungswege durch geschickte Planung,verbesserte Regelungseinrichtungensind nur einige der möglichen Ansätze,den Primärenergiebedarf eines Ge-bäudes abzusenken.

Vor allem die Bedeutung der elektri-schen Hilfsenergie, die zum BeispielPumpenantriebe benötigt, wird vonvielen, selbst erfahrenen Planern unter-schätzt. So finden sich beispielsweisenoch in neu gebauten Einfamilienhäu-sern Umwälzpumpen mit mehr als60 Watt Leistungsaufnahme. Sie sindhäufig durchgehend während derHeizperiode in Betrieb und benötigenso mehr als 800 kWh Primärenergiepro Jahr. Bis zu 80 Prozent davon kön-nen sich vermeiden lassen.

Beispiele für herausragendeAnlagenkonzepte: Die Preisträger des hessischen Landeswettbewerbs

Auf den folgenden Seiten werdenSie anhand einiger Beispiele einen Ein-druck davon gewinnen können, wiesich verschiedene Anlagenkonzepteauf die Anlagenaufwandszahl des be-schriebenen Einfamilienhauses auswir-ken. Als Beispiele für besonders her-ausragende Anlagenkonzepte könnenIhnen zusätzlich die Preisträger deshessischen Landeswettbewerbs dienen(siehe Seiten 12 bis 26).

Die wichtigsten Fachbegriffe

und ihre Bedeutung

G l o s s a r

33

«

Was ist Energieverbrauch,was ist Energiebedarf?

Immer, wenn von „Energiever-brauch“ gesprochen wird, geht es umgemessene Energiemengen. Dagegenversteht man unter „Energiebedarf“Energiemengen, die unter genormtenBedingungen (zum Beispiel: festeKlimaannahmen, definiertes Nutzer-verhalten, festgelegte Innentempera-tur) zu erwarten sind.

Die EnEV befasst sich mit berechne-ten Werten, also dem Energiebedarf.Er ist geeignet, als Grundlage für dieAuslegung des baulichen Wärme-schutzes und der technischen Gebäu-deausrüstung für Heizung, Lüftung undWarmwasserbereitung zu dienen undeinen Vergleich der energetischenQualität von Gebäuden zu ermög-lichen.

Je nach Klimabedingungen oderNutzerverhalten kann der in einem Ge-bäude gemessene Verbrauch von die-sem Wert mehr oder weniger deutlichabweichen.

Was ist Heizwärmebedarf,was ist Heizenergiebedarf?

Unter Heizwärmebedarf QH wirddie Energiemenge verstanden, die(unter Normbedingungen) zur Auf-rechterhaltung der benötigten Raum-temperatur erforderlich ist. Angabenzum Heizwärmebedarf werden in derRegel auf ein Jahr bezogen und inkWh ausgedrückt. Etwa zehn Kilowatt-stunden sind beispielsweise in einemLiter Erdöl oder einem KubikmeterErdgas enthalten.

Der Heizwärmebedarf ergibt sichaus einer Bilanz von Verlusten überdie Hüllflächen (Wände, Dächer,Sohlplatten, Fenster) eines Gebäudes(Transmissionswärmeverluste HT)sowie den Lüftungswärmeverlusten

(HV) mit den Wärmegewinnen aussolarer Einstrahlung (QS) und ausinneren Wärmequellen (Qi), sieheGrafik oben. Demgegenüber umfasstder Heizenergiebedarf zusätzlich dieEnergie, die durch die Wärmeerzeu-gung verloren geht (Abgas- undStrahlungsverluste der Wärmeerzeu-ger, Verluste für die Wärmeverteilungetc.)

Was ist die Anlagenaufwandszahl oder Primärenergieaufwandszahl?

Die Anlagenaufwandszahl (eP),manchmal auch als Primärenergie-aufwandszahl bezeichnet, ist der ent-scheidende Maßstab für die ökologi-sche Gesamteffizienz eines Anlagen-systems.

Sie umfasst alle anlagentechnischenVerluste eines Wärmeerzeugungs-systems einschließlich der benötigtenHilfsenergie und des „ökologischenRucksacks“ der eingesetzten Energie-träger.

Durch den Einsatz erneuerbarerEnergieträger, die die Umwelt nurwenig belasten und daher mit kleinenPrimärenergiefaktoren (siehe TabelleSeite 28) versehen sind, kann dieAnlagenaufwandszahl deutlich kleinersein als 1 (sehr gut). Sehr schlechtePrimärenergieaufwandszahlen könnenaber auch deutlich über 3 liegen.

Was ist Endenergiebedarf,was ist Primärenergiebedarf?

Der Endenergiebedarf ist noch um-fassender als der Heizenergiebedarf,da er zusätzlich die für die Bereitungdes warmen Wassers (QW) benötigteEnergie umfasst. In der EnEV werdenals Wärmebedarf für Trinkwasser pau-schal 12,5 kWh pro Quadratmeter undJahr angesetzt, zuzüglich der anlagen-technischen Verluste. Darüber hinausbeinhaltet der Endenergiebedarf dieHilfsenergie, die insgesamt zur Wär-meerzeugung in einem Gebäude er-forderlich ist. Bei der Endenergie han-delt es sich somit um einen vor allemökonomisch wichtigen Wert, der Auf-schluss darüber geben kann, was eskostet, die festgelegte Raumtempera-tur und die Erwärmung des Trinkwas-sers über das Jahr sicherzustellen. Ausökologischer Sicht ist demgegenüberder Primärenergiebedarf (QP) von Be-deutung, der zusätzlich zur Endenergieden „ökologischen Rucksack“ für Ge-winnung, Umwandlung und Transportder verschiedenen Energieträger ein-bezieht. Der Primärenergiebedarf er-gibt sich also als Produkt aus demWärmebedarf (für Heizung und Warm-wasser) eines Gebäudes und derAnlagenaufwandszahl und ist der fürdie EnEV entscheidende Größe.(QW + QH) x eP = QP

Schematische Darstellung der Einflussgrößen auf die Bilanzierung des Primärenergiebedarfs.

Endenergie Primärenergie

Nutzung

HT

HV

QI

QS QWQH

Transport GewinnungUmwandlung

StromStrom

FossilFossil

34

Die wichtigsten

Eckpunkte

im Überblick (Stand Ende 2006)

»

D i e E n e r g i e e i n s p a r v e r o r d n u n g ( E n E V )

Primärenergiebedarf■ Die EnEV schreibt einen maximalenPrimärenergiebedarf vor, den ein Ge-bäude für Heizung und Warmwasser-bereitung aufweisen darf. Dieser Wertrichtet sich nach der Kompaktheiteines Gebäudes (Verhältnis von Ober-fläche zu Volumen). Häuser, die zumüberwiegenden Teil (mindestens70 Prozent) ihres Energiebedarfs durchregenerative Energieträger oder Kraft-Wärme-Kopplung abdecken, sind vondieser Vorschrift ausgenommen.

Baulicher Wärmeschutz■ Ebenfalls in Abhängigkeit von derKompaktheit eines Gebäudes darf einbestimmter Transmissionswärme-verlust (siehe Seite 33 „Heizwärme-bedarf“) nicht überschritten werden.

Luftdichtigkeit und Wärmebrücken■ Die EnEV fordert eine fachgerechteAusführung der Gebäudehülle, alsoLuftdichtheit und Vermeidung vonWärmebrücken (an Bauteilübergän-gen, Außenecken der Wände, desDaches usw. kann besonders vielWärme entweichen). Gebäude, für die

kein Nachweis über die Einhaltungdieser Forderungen (zum Beispieldurch Luftdichtheitsprüfungen wie„Blower-Door-Messungen“) geführtwird, werden durch pauschale Auf-schläge rechnerisch schlechter gestellt.

Heizung und Warmwasserbereitung■ Nach EnEV ist eine Bewertung derHeizungs- und Warmwasserbereitungs-anlagen erforderlich. Neben dem reinenBrennstoffbedarf wird auch der notwen-dige Hilfsstrom (etwa für Ventilatorenund Pumpen) berücksichtigt.

Sommerlicher Wärmeschutz■ Die EnEV gibt bauliche Maßnahmenzum sommerlichen Wärmeschutz vor.Diese sollen eine zu starke Überhitzung,meist als Folge einer großzügigen Ver-glasung, vermeiden, behagliche Raum-luftverhältnisse sicherstellen und denEinsatz von Klimaanlagen überflüssigmachen.

Energiebedarfsausweis■ Die Berechnungsergebnisse werden ineinem Energieausweis zusammengefasst,der für alle Neubauten verbindlich und Teilder bautechnischen Nachweise ist.

Die Anforderungsgröße „Primärenergiebedarf“ für Wohngebäude mit unterschiedlicher Warmwasserbereitung in Abhängigkeit vom A/V-Verhältnis(A = Wärme übertragende Umfassungsfläche, V = beheiztes Gebäudevolumen).

KS-Mauerwerk

Innenputz

Anpresslatte

Holzlattung

Luftdichtheits-schicht

Wärmedämmung

Sparren

Vorkomprimiertes Dichtungsband/Klebemasse

Raumseitige Bekleidung

Beispiel für einen Anschluss der Luftdichtheitsschicht an eine mit Dünnlagenputz verputzte Wandnach Beiblatt 2 zu DIN 4108.

Primärenergiebedarf[kWh/(m2a)]

20

40

60

80

100

120

140

160

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

kleine Reihenmittel- und endhäuser

frei stehende Einfamilienhäuser

Mehrfamilienhäuser und große Reihenmittel- und endhäuser

große Mehrfamilienhäuser

überwiegend elektrische Warmwasserbereitung

D i e s g i t f ü r d e n N e u b a u :

35

Nachrüstpflichten gelten unabhängig von baulichen oder anlagentechnischenSanierungsvorhaben

■ Eine Sonderregelung gilt für Gebäude mit bis zu zweiWohnungen, von denen eine vom Eigentümer bewohntwird. Hier greifen die Nachrüstpflichten nur bei einemEigentümerwechsel. Der neue Eigentümer hat zwei JahreZeit, die Nachrüstungen umzusetzen. Die Fristen endenjedoch nicht früher als die im nachfolgenden aufgeführtenDaten, das heißt nicht vor dem 31. Dezember 2006beziehungsweise nicht vor dem 31. Dezember 2008.

■ Öl- und Gasheizkessel im Leistungsbereich von 4 bis400 kW, die keine Niedertemperatur- oder Brennwertkesselsind und vor dem 1. Oktober 1978 eingebaut wurden, müs-sen bis zum 31. Dezember 2006 außer Betrieb genommenwerden. Die Frist verlängert sich um zwei Jahre, wenn derBrenner nach dem 1. November 1996 erneuert wurde unddie geltenden Abgasgrenzwerte eingehalten werden.

■ Für Zentralheizungen, die nicht ersetzt werden müssen,ist die Nachrüstung mit Einrichtungen vorgeschrieben, dieeine bedarfsgerechte Ein- und Abschaltung der Wärme-zufuhr sowie der elektrischen Antriebe ermöglichen (gesteu-ert über eine geeignete Führungsgröße, meist die Außen-temperatur, und über die Zeit). Die Möglichkeit zu einerraumweisen Temperaturregelung bei Heizungsanlagen mitWasser als Wärmeträgermedium muss ebenfalls geschaffenwerden. Weitergehende Anforderungen gelten bei ohnehinanstehenden Teilerneuerungen der Wärmeversorgungs-anlagen, über die Ihr Heizungsfachmann informiert ist.

■ Ebenfalls bis zum 31. Dezember 2006 müssen nicht ge-dämmte Wärmeverteilungs- und Warmwasserleitungen, diezugänglich sind und in unbeheizten Räumen (zum BeispielKeller) liegen, gedämmt werden. Abhängig vom Innen-durchmesser des Rohres staffelt sich die Mindest-dicke des Dämmstoffs (bei einer Wärmeleitfähig-keit = 0,035 W/(m2K)) folgendermaßen:

bei Innendurchmesser bis 22 mm: 20 mmbei Innendurchmesser bis 35 mm : 30 mmbei Innendurchmesser bis 100 mm: Dämmstoffdicke gleich dem Innendurchmesserbei Innendurchmesser über 100 mm : 100 mm

■ Oberste Geschossdecken über beheizten Räumen – diezugänglich, aber nicht begehbar sind – müssen bis zum31. Dezember 2006 so gedämmt werden, dass der Wärme-durchgangskoeffizient danach nicht größer als 0,30 W/(m2K)ist. Je nach vorhandenem Aufbau kann dies mit einer Dämm-stoffschicht von 10 bis 12 Zentimeter Dicke erreicht werden.

Bedingte Anforderungen zur Verbesserung des Wärmeschutzes gelten bei Sanierungoder Erweiterung von Gebäuden

■ Wenn Außenbauteile eines Gebäudes um mehr als 20Prozent Flächenanteil geändert werden (bei Außenwändenund Fenstern um mehr als 20 Prozent Flächenanteil gleicherOrientierung, wenn zum Beispiel ein neuer Außenputz odereine neue Dacheindeckung erforderlich ist), muss der Wär-medurchgangskoeffizient (U-Wert) auf ein festgelegtes Min-destmaß verbessert werden (siehe Tabelle unten).

■ Alternativ dazu kann ein EnEV- Nachweis wie für Neubau-ten geführt werden, wobei der Jahresprimärenergiebedarfden eines vergleichbaren Neubaus um maximal 40 Prozentüberschreiten darf.

■ Wenn das beheizte Gebäudevolumen um zusammenhän-gend mindestens 30 m2 erweitert wird, gelten für den neuenGebäudeteil die gleichen Anforderungen wie für Neubauten.

Eine Umwälzpumpe, deren elektrische Leistungsaufnahmesich selbsttätig in mindestens drei Stufen dem Bedarfanpasst, wird von der EnEV nur bei erstmaligem Einbauoder vorgesehenem Ersatz einer vorhandenen Umwälz-pumpe für Zentralheizung mit mehr als 25 Kilowatt Nenn-wärmeleistung gefordert. Aus wirtschaftlichen undökologischen Gründen sollten aber – auch bei kleinerenHeizungsanlagen – alte Umwälzpumpen durch moderneGeräte ersetzt werden.

Anforderungen an den Wärmedurchgangskoeffizienten der Außenbauteile bei Änderungen im Gebäudebestand

Bauteil Gebäude mit normalen Gebäude mit niedrigen Innentemperaturen InnentemperaturenUmax in W/(m2K) Umax in W/(m2K)

Außenwände UAW <_ 0,35 bis 0,45 UAW <_ 0,75

Fenster UW <_ 1,7 UW <_ 2,8Verglasungen Ug <_ 1,5

Außentüren UT <_ 2,9 UT <_ 2,9

Decken, Dächer UD <_ 0,25 bis 0,30 UD <_ 0,40

Decken und Wände gegen unbeheizte Räume oder Erdreich Uu bzw. UG <_ 0,40 bis 0,50 keine Anforderungen

D i e s g i t f ü r d e n A l t b a u :

Eine energetische Gebäudesanierung kann zugleich zu einer optischen Aufwertung beitragen.

Die Energieeinsparverordnung hat auch Auswirkungen auf den

Gebäudebestand. Für den Fall baulicher Veränderungen werden durch

die EnEV sogenannte „bedingte Anforderungen“ gestellt. Aber selbst

dann, wenn keine baulichen Veränderungen oder Sanierungsmaßnahmen

an einem Altbau geplant sind, schreibt die EnEV gewisse Maßnahmen zur

Verringerung des Energieverbrauchs als „Nachrüstpflichten“ vor.

36

Wie kommt Wärme

günstig in den Raum?»

H i n w e i s e z u r A n l a g e n p e r i p h e r i e

Die Heizwärmeverteilung er-folgt in neuen und bestehenden

Wohngebäuden – außer Passivhäusern(siehe Seite 61) – in der Regel über einHeizsystem mit Wasser als Wärmeträ-germedium. Mit verbessertem Wärme-schutz eines Gebäudes sinken die An-forderungen an die Leistung der Heiz-flächen und die erforderlichen Vorlauf-temperaturen. Für Niedrigenergiehäu-ser oder Häuser nach EnEV-Standardbieten sich daher verstärkt Flächenheiz-systeme zur Wärmeübertragung an.

Flächenheizsysteme, von denen dieFußbodenheizung das bekannteste ist,haben den Vorteil, dass sie einenStrahlungsaustausch mit dem mensch-lichen Körper bewirken, der als ange-nehm wahrgenommen wird und dieempfundene Temperatur heraufsetzt.Im Gegenzug kann die Raumtempera-tur vergleichsweise niedrig bleiben.Das ist nicht nur angenehm, sondernes trägt dazu bei, Wärmeverluste undEnergieverbrauch zu reduzieren. Dieniedrigen Vorlauftemperaturen von 30bis 40 Grad Celsius führen zudem zueinem verbesserten Wirkungsgrad derWärmeerzeuger, vor allem von Brenn-wertkesseln und Wärmepumpen.

Flächenheizsysteme können zur Energieeinsparung beitragen

Trotz der niedrigen Vorlauftempera-turen reicht es bei Niedrigenergiehäu-sern, etwa 50 Prozent der Raumflächenmit Fußbodenheizungen auszustatten.Die Kunststoff- oder Metallohre einerFußbodenheizung werden üblicher-weise im Estrich verlegt. Das hat denVorteil, dass viel Speichermasseaktiviert wird und daher die Vorlauf-temperaturen besonders niedrig seinkönnen. Andererseits arbeitet dasSystem sehr träge und ist daher nurfür Räume mit relativ gleichmäßigerNutzung geeignet.

Plattenheizkörper sind eine kostengünstige Möglichkeit der Wärmeübergabe

In dieser Hinsicht bieten Flächen-oder Plattenheizkörper aus glattemoder profiliertem Stahlblech Vorteile.Sie reagieren schneller und sind zu-dem deutlich günstiger in Anschaffungund Montage. Allerdings sind die Vor-lauftemperaturen etwas höher und essinkt der Anteil an Strahlungswärme.Plattenheizkörper werden zudem alssichtbare technische Elemente imRaum oft als störend empfunden. Beidem niedrigen Heizleistungsbedarfeines Niedrigenergiehauses könnenPlattenheizkörper durchaus an Innen-wänden angeordnet werden. Das hatden Vorteil geringer Investitionskostendank kurzer Leitungswege. Aus ener-getischer Sicht und hinsichtlich derWärmeverteilung im Raum bleibt aller-dings die Anordnung an der Außen-wand zu bevorzugen.

Eine Alternative zur Fußbodenheizung: Die Wandheizung

Ein Flächenheizsystem, das zuneh-mend an Verbreitung gewinnt, ist dieWandheizung. Technisch ist sie einerFußbodenheizung sehr ähnlich. Durchetwas höhere Vorlauftemperaturen istihr Flächenbedarf allerdings niedriger.Für einen 20 m2 großen Raum benötigtman zwischen fünf und zehn Quadrat-meter Wandfläche. Die seitlicheWärmestrahlung wird von vielen alsbesonders angenehm empfunden unddie Technik bleibt wie bei einer Fuß-bodenheizung „unsichtbar“. Für dieEinrichtung eines Raumes bringtdie Wandheizung dennoch gewisseProbleme mit sich, denn sie darf natür-lich nicht durch Möbel verstellt wer-den. Auch bei der Montage von

Dübeln und Nägeln ist besondereVorsicht geboten, um die durch-strömten Kunststoff- oder Metallrohrenicht zu beschädigen.

Die Sockelleistenheizung wirkt wie eine Wandflächenheizung

Von der Wirkung her einer Wand-heizung vergleichbar arbeitet dieSockelleistenheizung mit einemwasserdurchströmten Konvektor, derim Sockelbereich einer Wand montiertist. Der Konvektor erwärmt die auf-steigende Luft, die die Wärme groß-flächig auf die Wand überträgt. DasSystem bietet einen hohen Anteil anStrahlungswärme, ist relativ schnellund optisch wenig störend. Allerdingsist auch bei einem Niedrigenergiehausnoch 0,25 bis 0,5 Meter Sockelleistungpro Quadratmeter Wohnfläche erfor-derlich. Daher ist die Nutzungsmög-lichkeit der Wand als Stellflächen beidiesem System noch stärker beein-trächtigt.

Die Regelung aller beschriebenenSysteme erfolgt am besten raumweiseüber Einzelthermostate mit möglichstfeiner Abstufung.

Für Nachrüstungen im Altbau wie für das Niedrigenergiehaus geeignet:Plattenheizkörper mit fein abgestuftem Thermostatventil.

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Versorgung mit

Warmwasser

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Nach der Heizung hat dieWarmwasserversorgung mit

circa zehn bis 15 Prozent den größtenAnteil am Energieverbrauch in Haus-halten.

Gegenüber einer EnEV-Berechnungdes Trinkwarmwasserbedarfs, der sichan der Wohnfläche orientiert (12,5kWh pro Quadratmeter und Jahr), isteine Bedarfsabschätzung nach Perso-nenanzahl, sofern sie bekannt ist, ge-nauer. Man rechnet mit einem Bedarfan Warmwasser von etwa 50 Liter proPerson und Tag. Aufs Jahr gerechnetergibt sich pro Person daraus einWärmebedarf von 500 kWh, wobeidas Nutzerverhalten erhebliche Abwei-chungen nach oben oder nach untenbewirken kann.

Auch in der Anlagentechnik fürdie Versorgung mit Warmwasserstecken erhebliche Einsparpotentiale.Ineffektive und – beispielsweise unterEinbeziehung von Solarenergie –optimierte Systeme können sich umden Faktor 10 unterscheiden.

Einsparmaßnahmenbeziehungsweise eine sorgfältige Planung der Versorgung mit Warmwasser sind daher von hoher Bedeutung

Wärmeverluste entstehen bei der ■ Wärmeerzeugung ■ Warmwasserspeicherung (abhängig

vor allem vom Dämmstandard und Aufstellungsort des Speichers)

■ Warmwasserverteilung (abhängig von der Wassertemperatur, von Leitungslänge und Leitungsquer-schnitten sowie vor allem vom Standard der Leitungsdämmung. Die Lage der Leitungen im unbe-heizten oder beheizten Bereich, so dass ein Teil der Verluste für die Gebäudeheizung nutzbar sind, spielt ebenfalls eine Rolle).

Um die Verluste möglichst geringzu halten, ist eine bedarfsorientierteAuslegung der Systeme einschließlichder Speichermengen wesentlich. Ne-ben der notwendigen und gesetzlichvorgeschriebenen Qualität der Rohrlei-tungsdämmung (siehe Seite 35, „Eck-punkte der EnEV für den Altbau“) lohntsich der Aufwand, die Lage der Ver-teilleitungen zu planen und möglichstkurze Leitungswege zu realisieren.

Im Gebäudebestand sind die Mög-lichkeiten für eine Optimierung natür-lich begrenzt. In der Regel sind bereitsGeräte zur Trinkwassererwärmung vor-handen und die räumliche Verteilungder Verbrauchsstellen liegt fest.

Bei der Erzeugung wird zwischen zentraler und dezentraler Versorgungmit Warmwasser unterschieden

Bei der dezentralen Versorgung wirddie Wärme in unmittelbarer Nähe derEntnahmestellen erzeugt, sei es inKleinspeichergeräten oder in Durch-lauferhitzern. Letztere erwärmen dasWasser im Durchfluss, halten nur sehrkleine Mengen warmen Wassers vorund weisen daher noch geringereWärmeverluste als Kleinspeichergeräteauf. Bei der dezentralen Versorgungentstehen nur kurze Wartezeiten beimZapfen, es gehen weniger Wasser unddurch die kurzen Leitungswege weni-ger Wärme bei der Verteilung verloren.Andererseits werden die Geräte meistelektrisch betrieben, mit entsprechend

hohem Primärenergiebedarf. Dies istbei Gasgeräten wesentlich günstiger.Zu beachten ist aber der Installations-aufwand für die Gasleitungen und dieVersorgung mit Verbrennungsluft undvor allem eine zuverlässige Abgasab-fuhr sind zu gewährleisten.

Bei einem zentralen Versorgungs-konzept können sehr verschiedeneTechnologien der Wärmeerzeugung(siehe Seite 38 bis Seite 55) zum Ein-satz kommen, meist in Verbindung miteinem Speicher). Die Einbindung er-neuerbarer Energiequellen, insbeson-dere der Solarenergie, ist bei zentralerVersorgung mit Warmwasser leichter.Allerdings führt eine zentrale Versor-gung zu längeren Leitungswegen.Deshalb wird aus Komfortgründen ofteine Zirkulationsleitung vorgesehen.Da eine solche Zirkulationsleitung zuWärmeverlusten und hohem Bedarf anPumpenstrom führt, sollte eine be-darfsorientierte Steuerung (zum Bei-spiel über eine Zeitschaltuhr oder eineAnforderungstaste) vorgesehen wer-den; oder es sollte bei Leitungswegenvon weniger als zehn Meter Längeganz auf eine Zirkulationsleitung ver-zichtet werden.

Warmwasserspeicher sollten denBedarf von einem Tag bevorraten

können (bei einem Vierpersonenhaus-halt also etwa 200 Liter Inhalt haben). Bei solarer Trinkwassererwärmunghängt die Speichergröße von der Größe der Kollektorfläche ab (sieheSeite 49).

Nach Möglichkeit, also bei nicht zulangen Leitungswegen, sollten Wasch-und Spülmaschinen an den Warmwas-serspeicher angeschlossen werden.Dies spart erheblich Primärenergie ein,da die Geräte das Wasser sonst mitelektrischer Energie aufheizen. DieEinsparungen sind natürlich umsogrößer, wenn eine Solaranlage an denSpeicher angeschlossen ist.

Auch das spart Primärenergie: Wenn die Waschmaschine direkt an den Warmwasserspeicher angeschlossen wird.

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Welche Lösung

ist für Sie

die richtige?

Wirkungsgrad-Nutzungsgrad

Die Effizienz der Energieaus-nutzung von Heizkesseln wirddurch drei unterschiedlicheKenngrössen beschrieben.

■ Der Abgasverlust (Prozent) enthält die im Abgas mitge-führte Wärmemenge, er wird vom Schornsteinfeger gemessen und dient unter anderem auch als Grundlage für die Bewertung und Einstufung von Heizkesseln bezüglich gesetzlicher Austauschpflichten.

■ Der Kesselwirkungsgrad(Prozent), auch feuerungs-technischer Wirkungsgrad genannt, berücksichtigt die Abgasverluste und Ober-flächenverluste des Kessels,die während des Brenner-betriebs auftreten.

■ Der Jahres-Nutzungsgrad (Prozent) berücksichtigt ne-ben den Abgasverlusten und Strahlungsverlusten während des Brennerbetriebs zusätzlich die Bereitschaftsverluste während der Brennerstill-standszeiten über ein Jahr.Die hohen Bereitschaftsverlus-te alter Heizkessel verringern den Jahres-Nutzungsgrad erheblich.

Zur Beurteilung der energeti-schen Effizienz eines Heizkesselsdarf daher nicht allein der imSchornsteinfegerprotokoll enthal-tene Abgasverlust herangezogenwerden. Entscheidend ist die Bi-lanz der Verluste über ein ganzesBetriebsjahr, diese wird durchden Jahres-Nutzungsgrad be-schrieben.

Obwohl viele alte Kessel nochknapp die zulässigen Abgas-verluste einhalten, können siedennoch mit einem Jahres-Nutzungsgrad von deutlich unter70 Prozent eine enorm schlechteEnergieeffizienz aufweisen.

Der wichtigste und effektivste Ansatz zur Verbesserung der

Anlagenaufwandszahl und damit zur Verringerung der Umwelt-

belastung, die der Betrieb eines Wohngebäudes mit sich bringt,

ist natürlich die Auswahl des Wärmeerzeugers und des Energieträgers.

Man kann es bedauern, dass es dabei keinen „Königsweg“,

keine Möglichkeit einer überall gültigen Empfehlung gibt.

Je nach Gebäudetyp, je nach Region, je nach wirtschaftlichen

Spielräumen des Investors kann eine Lösung gut oder weniger gut,

gegebenenfalls auch nicht realisierbar sein. Raumbedarf und

Siedlungsstruktur spielen ebenfalls eine erhebliche Rolle.

So kann Biomasseverfeuerung im großen Stil durchaus eine Belastung

darstellen. Auch der Denkmalschutz setzt dem

Einsatz mancher Technologien unter Umständen Grenzen.

Angesichts der Vielfalt der Anforderungen besteht die Notwendigkeit,

eine Vielzahl von technischen Alternativen zu entwickeln.

Je vielfältiger die Möglichkeiten sind,

desto größer sind die Chancen, Umweltbelastungen und Kosten

der Wärmeversorgung in Wohngebäuden zu senken.

Konventionelle Verbrennung fossiler Energieträger

Der Heizkessel ist die gebräuch-lichste Methode zur Wärmeer-

zeugung. In einem Heizkessel werdenin den meisten deutschen Haushaltendie fossilen Energieträger Gas oder Ölverbrannt, um Wärme für die Raumhei-zung und die Warmwasserversorgungzu gewinnen. Die frei werdende Wär-me wird über einen Wärmetauscher andas Wärmeübertragungsmedium – inder Regel Wasser – abgegeben. Jeniedriger dabei die Abgastemperatu-ren sind, umso weniger Wärme gehtüber die Abgasanlage verloren undumso höher ist der feuerungstech-nische Wirkungsgrad.

Der so genannte Konstanttempera-turheizkessel, der lange Zeit der Stan-dardkessel war, darf bereits seit dem

Thermostatventil

Heizkörper

Heizkörper

Heizkessel

Regeleinheit

Pumpe

Mischventil

Druck-ausgleichs-gefäß

Vorlauf

Rücklauf

Gasleitung

Außen-temperatur-

fühler

Schema einer Heizungsanlage am Beispiel einer Gasheizung.

Wärme durch Verfeuerung

fossiler Brennstoffe:

Der Niedertemperaturkessel

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1.1.1998 gemäß der damals gültigenHeizanlagenverordnung in Ein- undZweifamilienhäusern nicht mehr einge-baut werden, da er mit einem sehrschlechten Jahres-Nutzungsgrad arbei-tet. Ein Grund für den schlechten Jah-res-Nutzungsgrad ist die hohe Kessel-temperatur, die zu großen Wärmever-

lusten über das Abgas und durch Ab-strahlung führt (insbesondere wennder Kessel noch schlecht gedämmt ist).Ein anderer Grund ist die mangelndeAnpassungsfähigkeit des Kessels anunterschiedliche Außentemperaturen.Er arbeitet immer mit der gleichenKesseltemperatur und muss daherhäufig an- und abgeschaltet werden.Dieses Problem wird dadurch ver-schärft, dass die Heizkessel früher fastimmer mit großer Leistungsreserve ge-plant wurden, also überdimensioniertwaren und daher umso öfter im un-günstigen Teillastbereich (siehe Grafik)arbeiten müssen. Jahres- Nutzungs-grade von deutlich unterhalb von70 Prozent sind bei solchen Heiz-systemen keine Seltenheit.

Der Niedertemperaturkessel ist heute die gängigste, aber noch nicht die beste Heizungstechnik

Anders als der Konstanttemperatur-kessel arbeitet der Niedertemperatur-kessel mit niedrigeren Kesseltempera-turen. Er wird entsprechend der

Außentemperatur geregelt und liegtzwischen 75 Grad Celsius (kältesteTage) und 45 Grad Celsius (kühle/milde Tage). Nachts kann der Kesselabgeschaltet werden. Dies reduziertdie Bereitschaftsverluste und somitauch die Betriebskosten.

Der Niedertemperaturkessel kanndauerhaft mit Rücklauftemperaturenvon 35 bis 40 Grad Celsius betriebenwerden, ohne dass Korrosionsschädendurch eventuell ausfallendes Konden-sat entstehen. Außerdem ist die Tem-peratur der Abgase geringer. So wer-den weniger Schadstoffe freigesetzt alsbei einem Konstanttemperaturkessel,und es geht weniger Wärme verloren.Dadurch sind Jahres-Nutzungsgradevon bis zu 94 Prozent erreichbar. Dasbedeutet, dass bis zu 94 Prozent deseingesetzten Öls oder Gases übersJahr gesehen in nutzbare Wärme ver-wandelt werden.

Der Niedertemperaturkessel ist, ins-besondere bei Mehrfamilienhäusern,die derzeit übliche und geeigneteTechnik. Vor allem in Ein- und Zweifa-milienhäusern wird er allerdings zu-nehmend vom Brennwertkessel ver-drängt.

Konstanttemperaturkessel Niedertemperaturkessel

Oberflächenverlust:18 Prozent

Oberflächenverlust:1 Prozent

Abgasverlust:14 Prozent

Abgasverlust:4 Prozent

Nutzungsgrad:68 Prozent

Nutzungsgrad:94 Prozent

Teillast-Nutzungsgrad (Prozent)110

100

90

80

70

60

50

0 10 20 30 40 50Auslastung des Heizkessels (Prozent)

Typische Nutzungsgrade von Heizkesseln:

Brennwertkessel

Niedertemperaturkessel

Konstanttemperaturkessel Baujahr 1975

Jahres-Nutzungsgrad 70 Prozent

Jahres-Nutzungsgrad 92 Prozent

Jahres-Nutzungsgrad 100 Prozent

Insbesondere durch einen verbesserten Teillast-betrieb werden die Jahres-Nutzungsgrade alterKonstanttemperaturkessel von modernen Anla-gen deutlich übertroffen.

Nicht nur Abgasverlust, der vom Schornstein-feger gemessen wird, ist für die Beurteilung desKessels von Bedeutung. Deshalb ist der Aus-tausch eines Konstanttemperaturkessels auchdann sinnvoll, wenn im Schornsteinfegerproto-koll beispielsweise nur ein Abgasverlust vonweniger als zehn Prozent vermerkt ist.

Heute noch eine der am häufigsten eingesetzten Technologien: der Niedertemperaturkessel

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Wärme durch Verfeuerung

fossiler Brennstoffe:

Der Brennwertkessel

Der Brennwertkessel nutzt den eingesetzten Brennstoffam effektivsten

Die Technologie des Brennwert-kessels geht hinsichtlich der Ab-

kühlung der Abgase noch deutlichweiter als die Niedertemperaturtech-nik. Damit wird nicht nur die Wärme-menge abgesenkt, die mit den Abga-sen verloren geht, sondern es wird zu-

sätzlich der „Brennwerteffekt“, demdiese Technologie den Namen ver-dankt, ermöglicht. Wenn nämlich Was-serdampf zu Wasser kondensiert, wirdeine relativ große Energiemenge als„latente Wärme“ frei. Im Brennwertkes-sel werden die heißen Abgase in ei-nem speziellen Wärmetauscher so weitabgekühlt, dass das im Abgas enthal-tene Wasser kondensiert. Die hier-durch gewonnene Wärme wird aufdas Rücklaufwasser übertragen undwärmt dieses vor. Voraussetzung fürdie Nutzung des Brennwerteffekts istsomit eine Rücklauftemperatur, dieunterhalb des Taupunktes von Wasser-dampf liegt. Dieser kann abhängig vondem CO2-Gehalt des Abgases zwi-schen 45 und 57 Grad Celsius liegen.

Mit der Brennwerttechnik lassen sichsehr gute Kesselwirkungsgrade erzie-len. Sie können bei dem BrennstoffGas bei bis zu 110 Prozent des Heiz-wertes liegen, bei Öl sind es nur etwa106 Prozent, da weniger Wasserdampfim Abgas enthalten ist. Im Gegensatzzu Konstanttemperaturkesseln arbeitenNiedertemperatur- und vor allemBrennwertkessel mit einem höherenNutzungsgrad im Teillastbereich alsmit Volllast. Im praktischen Betriebwird mit Brennwertgeräten ein Jahres-Nutzungsgrad von fast 100 Prozent er-reicht. Als Brennstoff kommt vor allemGas in Frage, da bei der Verbrennungvon Gas deutlich mehr Wasserdampfentsteht als bei der Ölverbrennung.Da die Abgase bei der Ölverbrennungfrüher Schwefeldioxyd enthielten,bestand die Gefahr der Säurebildungim Kondensat, ein Problem, das durchden Einsatz schwefelarmen Heizölsinzwischen ausgeräumt ist.

Der Einsatz von Brennwerttechnik stellt den heute aktuellen Stand der Technik dar

Die Abgase verlassen den Brenn-wertkessel mit so niedrigen Tempera-turen, dass der thermische Auftrieb inder Abgasanlage durch ein Gebläseunterstützt werden muss. Die Abgaslei-tung muss aus gasdichten kondensat-beständigen Baustoffen bestehen.Hierfür eignen sich Edelstahl, Glas

Abstrahlverluste: 1 Prozent

Energieeinsatz:100 Prozent

= fühlbare Wärme

Nutzbare Wärme:104 Prozent

Kondensationswärme: + 11 Prozent= versteckte Wärme

Abgasverluste: – 6 Prozent

So schafft ein Ergas-Brennwertkessel mehr als 100 Prozent.

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Abgas

Abgas

Vorlauf

RücklaufKondensatablauf

Gaszufuhr

Luft

Prinzipskizze eines Brennwertkessels

oder Keramik. Auch Abgassysteme mitKunststoffrohren sind bauaufsichtlichzugelassen.

Für den Einfamilienhaussektor sindinzwischen platzsparende, kompakteGeräte auf dem Markt, die an derWand aufgehängt werden können. Beikleineren Wohngebäuden kann dasKondensat sogar direkt in das Abwas-ser geleitet werden. Gute Geräte pas-sen sich dem Leistungsbedarf in einemGebäude präzise an und können nichtnur in Niedrigenergiehäusern sinnvolleingesetzt werden. Aber hier kommennatürlich auf Grund der niedrigen Vor-lauftemperaturen die Vorteile derBrennwerttechnik besonders gut zurGeltung. Aber auch in Altbauten kön-nen Brennwertgeräte spürbare Brenn-

Moderne Heiztechnik in Verbindung mit gutem baulichen Wärmeschutzsteigert den Wohnkomfort.

Heizwert – Brennwert

Die Begriffe Brennwert (umgangssprachlich auch „oberer Heizwert“ genannt) und Heizwert (umgangssprachlich„unterer Heizwert“) bezeichnen den Energieinhalt eines Brennstoffs. Dabei wird mit dem Heizwert nur das Wärme-potential angesprochen, das allein durch die Verfeuerung des Brennstoffs freigesetzt wird. In den Abgasen ist aber,je nach Wasserstoffgehalt des Brennstoffs, mehr oder weniger viel Wasserdampf enthalten. Bei der Kondensationdieses Wasserdampfes wird Wärme freigesetzt.Früher konnte dieses Potential in einer Heizungsanlage nicht genutzt werden. Daher bezog man den Wirkungs- undNutzungsgrad von Kesseln auf den Heizwert. Mit heutiger Technik ist es allerdings möglich, einen großen Teil dieserWärme durch Abkühlung der Abgase als „Brennwerteffekt“ nutzbar zu machen. Die Angaben zu Wirkungs- undNutzungsgrad moderner Kessel werden aber weiter auf den Heizwert bezogen und können aus diesem Grunde beiBrennwertnutzung größer sein als 100 Prozent. 41

stoffeinsparungen gegenüber Nieder-temperaturkesseln erwirtschaften.

Zieht man nur die effiziente Verwer-tung des Energieträgers während derVerbrennung in Betracht, ist die Brenn-werttechnik nicht zu übertreffen. MitBlick auf den kompletten Prozess derWärmebereitstellung sind dennoch,vor allem unter ökologischen Gesichts-punkten, andere Technologien nochhöher einzuschätzen.

Tatsächlich lässt sich, gegenüber derauf Seite 35 beschriebenen Anlage, für

das gleiche Beispielgebäude schon ei-ne deutliche Verbesserung der Brenn-stoffnutzung erreichen. Durch den Ein-satz eines Brennwertkessels in Verbin-dung mit Fußbodenheizung sowie Ver-legung von Wärmespeicherung und-verteilung in den beheizten Bereich,ergibt sich eine Anlagenaufwandszahlvon eP = 1,38 (siehe Systembeschrei-bung mit erreichter Anlagenaufwands-zahl). Mit den im Folgenden aufgeführ-ten Technologien, lassen sich – bezo-gen auf das Beispielgebäude – sogarAnlagenaufwandszahlen realisieren,die kleiner sind als 1. Für den notwen-digen baulichen Wärmeschutz bedeu-tet dies häufig, dass er bis an dieunterste zulässige Grenze abgesenktwerden könnte.

Brennwertkessel sind deutlich effektiver als Niedertemperaturkessel,aber nur wenig teurer

Doch ist dies in der Regel weder ausökologischer noch aus wirtschaftlicherSicht empfehlenswert. Es zeigt aller-dings, wie groß die planerischen Spiel-räume sind, die durch die Verwendunginnovativer Anlagentechnik gewonnenwerden können.

eP = 1,38

Systembeschreibung:Warmwasserbereitung:■ gebäudezentrale Versorgung ■ ohne Zirkulation■ Verteilung innerhalb der

thermischen Hülle■ indirekt beheizter Speicher■ Aufstellung innerhalb der

thermischen Hülle■ Brennwertkessel mit

Erdgas/Heizöl betrieben.

Lüftung:■ keine mechanische

Lüftungsanlage.

Heizung:■ integrierte Heizflächen

(zum Beispiel Fußbodenheizung)■ Einzelraumregelung mit

Zweipunktregler SchaltdifferenzXp=2K; 35/28°C-Auslegung

■ zentrales System■ horizontale Verteilung innerhalb

der thermischen Hülle■ Strangleitungen innen liegend ■ geregelte Pumpe■ Brennwertkessel (Aufstellung in

der thermischen Hülle) ■ mit Erdgas/Heizöl betrieben.

B e i s p i e l

Bezug: Beispielgebäude Seite 31

Als Biomasse wird die gesamte durch Pflanzen oder Tiere erzeugte

organische Substanz bezeichnet. Beim Einsatz von Biomasse zu

energetischen Zwecken – also zur Strom-, Wärme- oder Treibstofferzeugung – ist

zwischen nachwachsenden Rohstoffen oder Energiepflanzen und organischem

Abfall zu unterscheiden.

Das Heizen mit Biomasse galt lange als rückständig und umweltbelastend.

Diese Einschätzung ist aber nicht mehr zeitgemäß, da man mit Biomasse,

insbesondere Holz, einen heimischen, regenerativen und krisensicheren

Brennstoff mit neutraler CO2-Bilanz einsetzt und die zur Verbrennung

angebotenen Holzheizkessel mittlerweile hohe Wirkungsgrade und geringe

Emissionswerte aufweisen.

Wärme durch Verfeuerung

erneuerbarer Brennstoffe:

Die Stückholzheizung

entzogen wurde. Die Verbrennung vonBiomasse ist insofern klimaschonend,vorausgesetzt natürlich, dass die Bio-masse nachhaltig erzeugt, also keinRaubbau betrieben wird. Insbesonderebei der mengenmäßig wichtigsten Bio-masse, dem Holz, ist dies in Deutsch-land sichergestellt, denn derzeitwächst deutlich mehr Holz nach alsverbraucht wird.

Vor diesem Hintergrund erfährt dieStückholzheizung als Heizungssystemderzeit geradezu eine Renaissance,wenn auch noch in den meisten Fällenals Ergänzung zur konventionellen Hei-zung. Das beruhigende Flammenbildeines Kaminofens oder die angeneh-me Strahlungswärme eines Kachel-ofens sind dabei wesentliche Argu-mente. Aber auch die ge-wonnene relativeUnabhängig-keit von denfossilenEnergieträ-gern spieltzunehmendeine Rolle.

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Die Wirkungsgrade alter Holz-öfen oder Holzkessel waren meist

sehr gering ,wenn dann noch schlechtabgelagertes, feuchtes Holz verfeuertwurde, entstanden Abgase mit hohenSchadstoffanteilen. Die damit verbun-denen Geruchsbelästigungen tolerier-te man fast ausschließlich in der Land-wirtschaft oder in dünn besiedeltenGebieten. Insbesondere in den Städ-ten wandte man sich Mitte des letztenJahrhunderts den „modernen“ Ener-gieträgern Öl und Gas zu, für die eine„saubere Verbrennung“ technischleichter zu realisieren war. Aufgrundder „sanften technischen Revolution“,

die moderne Holzheizungen in denletzten Jahren mitgemacht haben, undder damit einhergehenden Verbesse-rungen in Bezug auf Komfort, Brenn-stoffeffizienz und Emissionswerte, hatder Einsatz von Biomasse zu Heizzwe-cken auch im städtischen Wohnhaus-bereich inzwischen wieder begonnen.

Die Nutzung von Biomasse alsEnergieträger ist CO2-neutral

CO2-neutral bedeutet, dass bei derVerbrennung nicht mehr CO2 ausge-stoßen wird, als der Atmosphäre zuvorwährend des Wachstums der Biomasse

Hinweise zu Holz als Brennstoff

■ Holz ist ein CO2-neutraler Brenn-stoff. Das heißt, es wird bei der Verbrennung nur soviel Kohlendioxidfreigesetzt, wie der Atmosphäre wäh-rend des Holzwachstums entzogen wurde.■ Holz ist einer der schwefelärmstenBrennstoffe. Seine Verbrennung setztfast kein Schwefeldioxid frei. Schwefel-dioxid gilt als Hauptverursacher für denso genannten „sauren Regen“.■ Damit die ökologischen Vorzüge desBrennstoffs möglichst uneingeschränkt

zum Tragen kommen können, sollte derNutzer Folgendes berücksichtigen:1. Brennholz sollte bis zum Zeitpunktder Verbrennung mindestens zwei Jahregetrocknet worden sein, damit nicht un-nötig viel Energieinhalt für die Verdamp-fung der im Holz gespeicherten Rest-feuchte verloren geht. Auch lässt sich soder Ausstoß umweltbelastender Abgaseverringern.Abhängig vom Trocknungszustand vari-iert der Heizwert von Holz. Gut getrok-knetes Scheitholz hat eine Restfeuchtevon etwa 20 Prozent. Ein KubikmeterHolz hat dann einen Heizwert wie etwa

Schnitt durch einen Stückholzkessel.

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200 Liter Heizöl oder 200 Kubikmeter Erd-gas. Pellets werden im Herstellungspro-zess weitere Feuchtigkeit entzogen. Dadas feine Material auch dichter geschüttetwerden kann, liegt hier der Heizwert eines Kubikmeters um etwa 60 Prozenthöher.2. Häufig steht Holz, insbesondere alsScheitholz und als Holzhackschnitzel, aberauch in Form von Pellets, in näherer Um-gebung zur Verfügung. Indem das regio-nale Angebot genutzt wird, lassen sichKosten und Umweltverschmutzungen ver-meiden, die mit langen Transportwegeneinhergehen.

Neben dem Einsatz als zusätzlicheHeizeinrichtung in einem Einzelraumlässt sich eine Stückholzheizung auchals alleiniges Heizungssystem betrei-ben, das wie eine Öl- oder Gasheizungüber einen Wasserkreislauf die Wärmean die verschiedenen Wohnräumeüberträgt. Die Heizkessel sind dannüberwiegend zur Aufstellung im Heiz-raum konzipiert. Es gibt jedoch auchSysteme, die in einen Kachelofen inte-griert oder direkt im Wohnbereich auf-gestellt werden können

Stückholzkessel lassen sich effektiv mit solarthermischen Anlagenkombinieren

Die fachgerechte Dimensionierungder Stückholzheizung muss von einemFachmann durchgeführt werden. Ein-zuplanen ist ein Pufferspeicher, welcherder Zwischenspeicherung in Zeiten

Vergleich der Holzzentralheizsysteme für ein Wohngebäude

Stückholzfeuerung teilweise Hackschnitzelfeuerung Pelletfeuerung

Brennstoffraumbedarf (relativ) hoch sehr hoch relativ gering

Brennstoffkosten (relativ) gering mittel hoch

Bedienungsaufwand hoch gering sehr gering

Automatisierungsgrad Lagerhaltung, 1- bis 2-mal jährlich befüllen, Befüllung und Heizbetrieb1- bis 3-mal täglich nachlegen vollautomatischer Betrieb vollautomatisch

Entaschung manuell vollautomatisch vollautomatisch (auf Wunsch möglich), (auf Wunsch möglich),halbautomatisch halbautomatisch(1- bis 2-mal/Woche) (1- bis 2-mal/Woche)

Wartung/Reinigung/Schorn-steinfeger/Instandhaltung mäßiger Wartungsaufwand mäßiger Wartungsaufwand geringer Wartungsaufwand

fehlender Wärmeabnahme dient, dadie Wärmebereitstellung durch denStückholzkessel nicht kurzfristig abge-schaltet werden kann.

Als Ergänzung für die Warmwasser-bereitung in den Sommer-monaten und in der Über-gangszeit empfiehlt sich diezusätzliche Installation einerSolaranlage.

Eine etwas andere, moder-ne Variante des Heizens mitBiomasse ist der Einsatz vonHackschnitzeln, zu Schnip-seln zerkleinertes Holz, daszum Beispiel bei der Wald-durchforstung anfällt. Größe-re Gebäudekomplexe undWohnanlagen können mitHackschnitzelfeuerungsanla-gen sehr gut beheizt werden. DieHackschnitzel werden in einem Lager-raum zwischengelagert und über einAustragsystem in Verbindung mit einer

Förderschnecke in den Brennraum desHackschnitzelkessels transportiert. Esgibt inzwischen auch Versionen, die fürdas Einfamilienhaus geeignet sind. Fürden Lagerraum muss ausreichend Platz

eingeplant werden, da Hackschnitzelgegenüber Heizöl für den gleichenEnergiegehalt etwa den dreifachenLagerraum benötigen.

Holzheizungen für private Wohngebäude

Quelle: BINE Informationsdienst

Zusatzheizungen

■ Geschlossener Kamin■ Kaminofen■ Warmluft- kachelofen■ Pelleteinzelofen

Zentralheizungenfür Ein- und

Zweifamilienhäuser

■ Scheitholz- zentralheizung■ Pellet- zentralheizung■ Kombikessel (z.B. Scheitholz- und Pellets)

Holzheizungenfür

Mehrfamilienhäuser

■ Hackschnitzel- feuerung* Auch Pelletheiz- kessel bis zu einer Größe von bis zu 400 kW und Scheitholz- kessel bis zu 250 kW werden angeboten

Überblick über verschiedene Systeme der Holzheizung für private Wohngebäude.

43

3. Insbesondere bei der Verwendungvon Pellets ist die Brennstoffqualität füreinen reibungslosen Betrieb von großerBedeutung. Um Probleme im Heizbe-trieb zu vermeiden, sollten ausschließlichqualitätsgeprüfte „DIN plus Pellets“ ein-gesetzt werden.4. Es gibt eine Vielzahl von Verbren-nungstechniken, die aufgrund stark di-vergierender Wirkungsgrade erheblichenEinfluss auf die Ökobilanz der Holzheiz-anlage haben. Ein Vergleich der Kessel-wirkungsgrade (z.B. in den Marktüber-sichten der Fachagentur NachwachsendeRohstoffe e.V. – www.fnr.de) gibt die not-

wendige Auskunft über die Qualität vonKessel oder Ofen.5. Die Abgasanlage muss für den einge-setzten Brennstoff geeignet und für dengewählten Heizkessel bemessen sein.Die notwendigen Berechnungen werdendurch den zuständigen Bezirksschornst-einfegermeister durchgeführt. Natürlichsollte dem Abgas möglichst viel Wärmeentzogen werden, was zu hohen Kessel-wirkungsgraden und niedrigen Abga-stemperaturen führt. Allerdings muss da-bei ausgeschlossen werden, dass durchUnterschreitung der Taupunkttempera-tur eine Versottung im Schornstein auf-

tritt. Alternativ können auch kondensa-tresistente Abgasanlagen eingesetztwerden. Bei der Abgasführung sind –wie bei allen brennstoffbetriebenen Systemen – brandschutztechnische Be-lange, zum Beispiel bei der Durchdrin-gung von Bauteilen, zu beachten (spre-chen Sie mit Ihrem zuständigen Bezirks-schornsteinfeger).6. Die Holzasche enthält eine Vielzahlvon Mineralstoffen, die als Gartendün-ger dem Kreislauf der Natur zurückge-geben werden können.

Quelle: „Heizen mit Holz“ Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe e.V. (Hrsg) Güstrow 2001

Wärme durch Verfeuerung

erneuerbarer Brennstoffe:

Die Pelletheizung

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W ä r m e e r z e u g u n g i m G e b ä u d e k o n t e x t

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Eine noch recht neue Art der Bio-masseverfeuerung, die rapide Markt

anteile gewinnt, ist die Pelletheizung. Pelletssind kleine Presslinge, die unter hohemDruck aus reinem Holzmehl ohne Zugabevon Bindemitteln erzeugt werden. Durchdie hohe Pressung entsteht ein homogenesund dichtes Brennmaterial mit sehr gerin-gem Wasseranteil. Die hohe Energiedichteder Pellets führt gegenüber Stückholz undHolzhackschnitzeln zu Vorteilen bei Trans-port und Lagerung. Der Energieinhalt vonPellets liegt bei rund 5,0 kWh/kg, das ent-spricht etwa dem eines halben Liters Heiz-öl. Nach Größe, Gewicht und anderen fürdie Nutzung als Brennstoff wichtigen Eigen-schaften genormt, stellen sie mittlerweileeine echte Alternative zu den BrennstoffenGas und Heizöl dar. Pellets werden als klei-nere Verpackungseinheiten in Säcken undBig-Bags angeboten oder in größeren Ein-heiten als lose Ware durch einen Tankwa-gen – ähnlich der Lieferung von Heizöl – inden Lagerraum eingeblasen.

Die Pelletproduktion wird zur Zeit erheb-lich ausgeweitet, so dass zukünftig mit kur-zen Transportwegen, hoher Versorgungs-sicherheit und – im Verhältnis zu Erdgasund Heizöl – mit relativ günstigen Preisengerechnet werden kann. Bezogen auf denHeizwert kosten die „Holzwürmer“ derzeitweniger als Heizöl oder Erdgas (jeweils ak-tuelle Marktpreise unter www.depv.de).

Eine vergleichende Analyse von Um-welteffekten der Energiebereitstellungund -nutzung zeigt, dass sich mit demEinsatz von Pellets die CO2-Emissionenim Vergleich zu Erdgas oder Heizöl umetwa 80 bis 90 % reduzieren lassen. DennPellet setzen bei der Verbrennung nurdas CO2 frei, welches das Holz vorheraus der Atmosphäre aufgenommen hat.

Ein Primärenergiefaktor von 0,2 zur Be-wertung von Pelletheizanlagen im Rahmender EnEV berücksichtigt, dass für Transportund Herstellung von Pellets ebenfalls nichterneu-erbare Energie aufgewendet werdenmuss. Bei Einsatz von Heizöl oder Erdgas

beträgt der Primärenergiefaktor 1,1. Sokann bei Nutzung von Pellets ein Primären-ergienachweis nach EnEV in der Regelleicht geführt werden. Außerdem lassensich mit Pelletheizanlagen auch verschärfteAnforderungen, die beispielsweise im Rah-men von Förderprogrammen formuliertsind, recht einfach erfüllen.

Weitere Fördergelder, die gewährt wer-den, verbessern darüber hinaus die Wirt-schaftlichkeit (siehe Internetseite des Bun-

Kesselschaltfeld mit automatischer Funktionskontrolle

Heißluftgebläse fürautomatische Zündung

Taktende Pelletsdosierschnecke zur dosierten Brennstoffzuführung

Stufenlos drehzahlgeregeltes Saugzuggebläsefür modulierenden Betrieb

Vollautomatische Brennerschalenentaschung

Pelletsbehälter(150 Liter) für circa 95 kg Pellets

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Mikroprozessorgesteuerte Verbrennungsregelungmit Brennkammer-Temperaturfühler

Brennerschale aus hoch hitzebeständigemEdelstahl

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desamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkon-trolle - kurz bafa unter www.bafa.de Rubrik'Energie - Erneuerbare Energien').

Der Komfort von Pelletheizungen entspricht annähernddem einer Ölheizung

Es muss lediglich der Aschekasten desPelletkessels in größeren Zeitabständenentleert werden. Da aufgrund der extrem

guten Verbrennung nur wenig Ascheentsteht, ist die Jahresmenge gering. DieEntsorgung der Asche stellt meist keinProblem dar. Sie kann als Gartendüngerfast überall sinnvoll untergebracht wer-den.

Bei Pellet-Einzelöfen überwiegen halb-automatische Anlagen. Sie verfügen übereinen per Hand zu befüllenden Vorrats-behälter. In Niedrigenergie- oder Passiv-häusern können Einzelöfen aber auch alsalleinige Wärmeerzeuger eingesetzt wer-den. Im Ofen sind dann Wassertascheneingebaut, so dass ein Teil – bis zu 80 % –der entstehenden Wärme an einen Wär-meträger abgegeben und so dem zen-tralen Heizungs- bzw. Warmwassersys-tem zugeführt wird. Die restliche Wärmewird dem Raum über Strahlung und Kon-vektion zugeführt. Da dieser Anteil aberauch in den Sommermonaten, in denennur Warmwasser benötigt wid, vom Ein-zelofen an den Raum abgegeben wird,bietet sich dort die Kombination mit einerSolaranlage an. Beim Einsatz einer kontol-

lierten Wohnungslüftung ist darauf zu ach-ten, dass der Pelletkessel raumluftunabhän-gig betrieben wird.

Zentrale Pelletkessel für die Aufstellungim Heizraum werden als vollautomatischeModelle ausgeführt, bei denen per elek-trisch betriebener Förderschnecke oderSaugleitung der Kessel aus einem Tank,Silo oder Lagerraum mit Pellets versorgtwird. Die Kessel verfügen zusätzlich übereine elektrische Zündung sowie eine Steu-erung der Zuführung der Holzpellets undder Verbrennungsluft. Die Regelung bietetden gewohnt hohen Komfort einer Erdgas-oder Heizölheizanlage.

In der Kostenvergleichsrechnung (Anla-ge zur Broschüre) zeigt sich noch, dass diehöheren Investitionskosten von Pelletheiz-anlagen nicht ganz durch die geringerenBrennstoffkosten kompensiert werden können. Die jährlichen Gesamtkosten für dieHeiz- und Warmwasserversorgung liegennoch etwas höher, als für Erdgas- undHeizölheizanlagen. Kann das Förderpro-gramm des BAFA in Anspruch genommenwerden und liegen die spezifischen Brenn-stoffkosten für Pellets auch weiter deutlichunter denen für Erdgas und Heizöl, stellenzentrale Pelletheizanlagen auch wirtschaft-lich eine echte Alternative zu Erdgas- undHeizölheizanlagen dar. Ein weiterhin stetigsteigender Preis für die fossilen BrennstoffeHeizöl und Gas kann unterstellt werden,dies wird voraussichtlich in den kommen-den Jahren zu einem stark verbessertenökonomischen Ergebnis für die Pelletheiz-anlage führen.

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CO2-Emissionen (g/kWh) beim Heizen mit …

Quelle: BINE Informationsdienst

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Effiziente Brennstoffnutzung

durch Kraft-Wärme-Kopplung»

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In den gängigen thermischen Großkraftwerken werden nur ca.

40 Prozent der Brennstoffenergie in elektrische Energie umgewandelt. Dieanderen 60 Prozent werden entwederüber das Kühlwasser in ein Gewässergeleitet oder über Kühltürme abge-kühlt.

So werden nutzlos und umwelt-schädlich Gewässer und Atmosphäreaufgeheizt; vor allem aber bleiben gro-ße Mengen wertvoller Primärenergieungenutzt. Bezieht man den Energie-bedarf für die Bereitstellung desBrennstoffs und die Netzverluste mitein, kann sogar nur etwa ein Drittel dereingesetzten Primärenergie als elektri-sche Energie genutzt werden. Hierliegt der Grund für den hohen Primär-energiefaktor 3, mit dem der „vor Ort“saubere Energieträger Strom gemäßEnEV bewertet wird. Neue Technolo-gien lassen zwar eine Verbesserungdes Wirkungsgrades in den Kraftwer-ken erhoffen, beheben aber nicht dasgrundsätzliche Problem großer Men-gen von „Wärmeabfall“, der nur mit –wenn überhaupt – sehr großem Auf-wand nutzbar gemacht werden kann.

Dezentrale Stromerzeugung bietet ein immenses Potential zur CO2-Einsparung

Die Idee bei der Kraft-Wärme-Kopp-lung besteht vor diesem Hintergrunddarin, die elektrische Energie dezentral,also dort zu erzeugen, wo sie gebrauchtwird, und die gleichzeitig anfallendeWärme an diesem Ort ebenfalls sinnvollzu nutzen. Statt eines Großkraftwerkesarbeiten bei der Kraft-Wärme-Kopplungviele kleine oder kleinste „Kraftwerke“.

Das Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz(KWKModG)

Mit dem so genannte KWK-Gesetzfördert der Gesetzgeber eine Technolo-gie, die mit gekoppelter Strom- undWärmeerzeugung zu einer Energieein-sparung und einer Umweltentlastunggegenüber konventioneller Strom- undWärmeversorgung aus Kraftwerken undHeizkesseln beiträgt. Einsatzgebiet fürKWK-Anlagen sind größere Gebäude-komplexe oder ein Zusammenschluss vonGebäuden über Nahwärmenetze (sieheSeite 58). Durch das KWK-Gesetz werdendie Betreiber von Netzen der allgemei-nen Versorgung verpflichtet, KWK-Anla-gen an ihr Netz anzuschließen, den indiesen Anlagen erzeugten KWK-Stromabzunehmen und zu vergüten. Für denaufgenommenen KWK-Strom sind derPreis, den der Betreiber der KWK-Anlageund der Netzbetreiber vereinbaren undein Zuschlag zu entrichten. Die Höhe desZuschlags wird nach Alter, Leistungsgrößeder Anlagen und technischem Zustanddifferenziert geregelt und ist in der Höhegesetzlich garantiert. Der zu vereinbarendePreis setzt sich üblicher Weise aus einemBörsenpreis und den vermiedenen Netz-nutzungsentgelten zusammen. Zusätzlichgefördert werden KWK-Anlagen dadurch,dass sie von der so genannten Öko- undMineralölsteuer befreit sind. Das KWK-Gesetz wurde am 25. Januar 2002 ineiner Neufassung vom Bundestag verab-schiedet und ist bis auf weiteres gültig bisEnde 2010.

Ein Verfahren, mit hoher Effizienz Wärme für

Wohngebäude zu gewinnen, ist die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK).

Sie trägt „als gleichzeitige Erzeugung von Wärme und Elektrizität ...

zur Senkung der Energiekosten beim Anwender bei,

verringert aber auch die spezifischen klimarelevanten Emissionen

und schont die Energieressourcen“.

Hintergrund dieser Einschätzung der Enquetekommsion „Vorsorge zum

Schutz der Erdatmosphäre“ des Deutschen Bundestages ist die geringe

Effizienz der Stromerzeugung in den gängigen thermischen Großkraftwerken.

Einbindung einer Blockheizkraftwerk-Anlage in einem kleinen Wohngebäude.

Effiziente Brennstoffnutzung

durch Kraft-Wärme-Kopplung

mit Verbrennungsmotoren

W ä r m e e r z e u g u n g i m G e b ä u d e k o n t e x t

47

«

vergütung für den im BHKW erzeugtenStrom trägt, neben der Mineralölsteuerbe-freiung für den im BHKW eingesetztenBrennstoff, ebenfalls positiv zur Rentabilitätdes BHKW bei.

Gegenüber der getrennten Erzeugungvon Strom (im deutschen Kraftwerkspark)und Wärme (in einem Heizkessel) lassen sichdurch den Einsatz eines BHKW – je nach An-wendungsfall – im Schnitt Primärenergieein-sparungen zwischen 20 und 40 % erzielen.Die in der EnEV für Nah- und Fernwärmeaus KWK-Anlagen anzusetzenden Primären-ergiefaktoren betragen 0,7 bei Verwendungfossiler und 0,0 bei Verwendung erneuerba-rer Brennstoffe.

Das Blockheizkraftwerk ist eine ökonomischund ökologisch sehr sinnvolle Technik, diebesonders in größeren Gebäudekomplexen wirtschaftlich betrieben werden kann.

Heute gibt es marktgängige Klein-BHKW abeiner thermischen Leistung von etwa 10 kW,die auf die Verwendung in größeren Wohnge-bäuden zugeschnitten sind und auch unter be-sonderen Voraussetzungen in Einfamilienhäu-sern sinnvoll eingesetzt werden können. Wennman die Optimierungsmöglichkeiten bei derTrinkwassererwärmung und Wärmeverteilungnutzt, können damit Anla-genaufwandszahlen unter-halb 1 erreicht werden.

Noch besser fällt die rechnerische ökolo-gische Bilanz der Kraft-Wärme-Kopplungaus, wenn statt der fossilen Energieträger er-neuerbare Brennstoffe wie z. B. Biogas,Rapsöl o. ä. eingesetzt würden, was aller-dings im Wohngebäudebereich derzeit aus-scheidet. Dann käme der Primärenergiefak-tor erneuerbare Brennstoffe von 0 zum Tra-gen, mit der Folge, dass in die Anlagenauf-wandszahl nur der Hilfsstrombedarf Eingangfände. Eine solche Kombination der obengenannten Strategien „effiziente Wär-meerzeugung“ und „sinnvoller Einsatz re-generativer Energien“ ergibt rechnerischeine Anlagenaufwandszahl zwischen

In den meisten Fällen besteht dasHerzstück einer KWK-Anlage aus

einem erdgas- oder dieselbetriebenen Ver-brennungsmotor, der einen Generator an-treibt. Man spricht dann von einem Blockheiz-kraftwerk oder BHKW, im Leistungsbereich un-ter 50 kW elektrisch auch von Klein-BHKW. Beieinem sehr hohen Gesamtwirkungsgrad vonmeist über 90 % entsteht bei dieser Technolo-gie neben Strom aus dem Generator auch Ab-wärme im Verbrennungsmotor, die durchWärmeüberträger im Kühlwasser-, Schmieröl-und Abgasstrom (zum Teil auch im wasserge-kühlten Generator) nutzbar gemacht wird. Die-se Abwärme wird zur Gebäudeheizung oderzur Warmwasserbereitung genutzt.

Im Gegensatz zu stromgeführten Groß-und Industrieanlagen werden BHKW undKlein-BHKW fast ausschließlich wärmege-führt betrieben. Das heißt, sie arbeiten nurdann, wenn die sinnvolle Nutzung der anfal-lenden Wärme gewährleistet ist. Da einemöglichst lange Laufzeit des BHKW überdas Jahr in den meisten Anwendungsfällenentscheidend für die ökonomische Rentabi-lität ist, werden zum Teil Pufferspeicher vor-gesehen. Dadurch können auch in Zeitengeringer Wärmeabnahme des Objekts lan-ge Laufzeiten des BHKW und eine bessereAnpassung an den aktuellen Strombedarferzielt werden. Die durch das KWKModG(siehe links) gesetzlich geregelte Einspeise-

0 und 0,2 und stellt – nach den Kriterien derDIN V 4701-10 – eine ökologisch optimaleAnlagentechnik dar.

Die Verwendung erneuerbarer Brennstoffein einem BHKW wird zum Teil bereits erfolg-reich im Bereich der Landwirtschaft praktiziert(als positives Beispiel sei hier Biogas genannt),steckt aber für andere erneuerbare Brennstoffewie Holzgas noch in der Forschungs- und Ent-wicklungsphase. Der erfolgreiche Einsatz schei-tert meist an technischen und vor allem an wirt-schaftlichen Hemmnissen. Im Bereich derWohngebäude stellen erneuerbare Brennstoffefür den Einsatz in einem BHKW bisher noch kei-ne Alternative zu fossilen Brennstoffen dar.

Von Ende 1997 bis Ende 2001 hat das LandHessen Klein-BHKW bis zu einer elektrischenLeistung von 30 kW je Objekt gefördert. EineAuswertung sowie „Best-Practice-Beispiele”finden sich unter www.energieland-hessen.de.

Aus dem Brennstoff werden Strom und Wärmegleichzeitig gewonnen.

Abgasführung

Abgaswärme-tauscher

Gas

Motor

Generator

Öffentliches Stromnetz

Schalldämpfer

Heizungs-wärme-tauscher

Regler- und Überwachungseinheit

Abgaswärme-tauscher mit Oxydationskatalysator

Wassergekühlter Asynchron-Generator

Liegender Einzylinder-Viertaktmotor mit 579 m3 Hubraum

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Wärmeträgeraustritt

Wärmeträgereintritt

Sonnenstrahlungsdurchlässige Abdeckung

Absorber mit Wärmeträgerkanälen

Wärmedämmung

Nutzung von Umweltwärme:

Solare Trinkwassererwärmung und

Heizungsunterstützung

»

W ä r m e e r z e u g u n g i m G e b ä u d e k o n t e x t

48

melt“. Die Absorberbleche im Kollek-tor (aus Kupfer oder Aluminium) wan-deln die solare Strahlung in Wärme umund übertragen sie an ein Wärmeträ-germedium im Kollektorkreislauf. Hierkommen vorwiegend Wasser-Glykol-Gemische zum Einsatz, seltener auchLuft (Luftkollektor). Neuere Systeme ar-beiten nur mit Wasser als Wärmeträ-

Thermische Solaranlagen sindauch in Deutschland inzwischen

gängige und erprobte Technik. Sinn-vollerweise kommen sie vornehmlichfür die Warmwasserbereitung zur An-wendung und in Neubauten sowie ingut gedämmten Altbauten auch zurHeizungsunterstützung. Bei der Pla-nung einer solarthermischen Anlage istes wichtig, dass sie nicht als separateEinzelmaßnahme betrachtet wird son-dern im Zusammenspiel mit dem „Ge-samtsystem Gebäude“. Wenn man sichan dem Motto orientiert „Erst den Be-darf senken und dann den verbleiben-den Bedarf sinnvoll decken“, dannkann man auch mit kleineren bzw. we-nig aufwendigen Solaranlagen großeWirkungen erzielen und wird damit dieSchwelle zur Wirtschaftlichkeit eherüberschreiten.

In thermischen Solaranlagen wird dieSonneneinstrahlung in Wärme umge-wandelt. Im Laufe eines Jahres treffen imMittel 1.367 Watt/m2 (Solarkonstante) aufdie Erdatmosphäre. Die darin enthalteneEnergiemenge an der Erdoberfläche beträgt in Deutschland je nach Regionzwischen 900 und 1.200 kWh/(m2a). ImJahresmittel setzt sich diese Globalstrah-lung in Deutschland aus ca. 40 % direk-ter und 60 % diffuser Strahlung zusam-men. Diese Energie kann aktiv mittelsthermischer Solaranlagen genutzt wer-den (z. B. zur Trinkwassererwärmung,Raumheizung, Schwimmbeckenwasser-erwärmung).

Technik

Am Markt sind eine Vielzahl ausge-reifter technischer Systeme aber auch

innovative, noch im Beginn der Markt-einführung stehende Konzepte ver-fügbar. Welches der angebotenen Sy-steme und in welcher Dimensionie-rung (Kollektortyp und -fläche, Spei-chervolumen) das geeignete ist, mussim Einzelfall geprüft werden. Es zeigtsich jedoch, dass mit technisch einfa-chen Konzepten und kleineren Dimen-sionierungen eine zuverlässige Wär-meversorgung und wirtschaftliche Er-gebnisse zu erzielen sind.

Im Solarkollektor wird die auftreffen-de Sonneneinstrahlung „eingesam-

- sichere und ausgereifte Systeme am Markt

- Förderung durch den Bund

- einfache Konzepte empfehlenswert

- Heizungsunterstützung für Neubauten und gut gedämmte Altbauten.

Absorber:• kostengünstigste Bauart• zur Erwärmung von Schwimmbeckenwas-

ser, niedrigeres Temperaturniveau• bauliche Mindestvoraussetzung: leicht

geneigte Ebene• Absorbermatten (schwarze, nebenein-

anderliegende Kunststoffröhren)

(Flach-)Kollektor:• gebräuchlichste Bauart• meist zur Erwärmung von Brauchwasser

und/oder zur Heizungsunterstützung• bauliche Voraussetzung: Orientierung

nach Süden ± 90 °; Neigung zur Waage-rechten bei Trinkwasserbereitung mög-lichst ca. 30 – 60 °, bei Heizungsunterstüt-zung möglichst ? 35 °

• Absorberbleche in einem wärmege-dämmten Gehäuse mit Frontabdeckungaus Solarsicherheitsglas (entspiegelt,hochtransparent) zum Schutz vor Witte-rungseinflüssen und zur Nutzung desTreibhauseffektes (Gewächshaus)

Vakuum-Röhrenkollektor bzw. Vakuum-Flachkollektor:• teuerste Bauart mit besten Wirkungsgra-

den und hohemTemperaturniveau (auchin der kälteren Jahreszeit)

• besonders zur Heizungsunterstützungaber auch zur Erwärmung von Trinkwasser

• bauliche Voraussetzung: Flach- oderSchrägdach, zur Optimierung der Orien-tierung (Neigung und/oder Ausrichtung)des Vakuum-Röhrenkollektors könnenbei manchen Ausführungen die Röhrenentlang ihrer Längsachse gedreht werden.

• Absorberbleche in evakuierten Glasröh-ren oder evakuiertem Flachkollektor (ca.700 mbar Unterdruck; Vakuum besitzt na-hezu ideale Wärmedämmeigenschaften)

• Zwei unterschiedliche Prinzipien beiVakuum-Röhrenkollektoren:

„Heat Pipe“: In geschlossenen, aufsteigendangebrachten Glasrohren (Wärmerohr) ver-dampft durch die auftreffende Sonnenener-gie Primärflüssigkeit (z.B. Alkohol). Derleichte Dampf steigt in das obere Rohrendeund gibt dort über eine Tauscherfläche sei-ne Energie an die Solarflüssigkeit des Kol-lektorkreislaufs ab. Die Primärflüssigkeitkondensiert und fließt innerhalb des Glas-rohres nach unten, wo sie durch Wärmezu-gabe erneut verdampft. Der Prozess be-ginnt von vorne.

„Direkt durchflossene Röhre“:Im Gegensatz zum Heat-Pipe System, fließthier das Wärmeträgermedium des Kollek-torkreislaufs direkt durch eine als Doppel-rohr ausgeführte Absorberröhre. Dieses hatden Vorteil, dass auch ein waagerechterEinbau der Röhren möglich ist.

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Bauarten am Markt:

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Flachkollektor

Brennwertkessel

bivalenter Warmwasserspeicher

Wärmetauscherim Kesselkreis

Wärmetauscherim Solarkreis

Warmwasser

Pumpe in Solarkreis und Regelgerät

Pumpe im Kesselkreis

Prinzipschaltbild einer Kollektoranlage zur Warmwasserbereitung.

eP = 1,18

Systembeschreibung:Durch die Einbindung der Solaranla-ge verbessert sich die Anlagenauf-wandszahl für das Beispielgebäude(vergleiche Seiten 31, 41, 53 und 59).

Warmwasserbereitung:■ gebäudezentrale Versorgung■ ohne Zirkulation■ Verteilung innerhalb der

thermischen Hülle■ bivalenter Solarspeicher;■ Aufstellung innerhalb der

thermischen Hülle■ Brennwert-Kessel mit

Erdgas/Heizöl betrieben■ mit solarer Warmwasser-

bereitung.

Lüftung:■ keine mechanische

Lüftungsanlage.

Heizung:■ integrierte Heizflächen

(zum Beispiel Fußbodenheizung)■ Einzelraumregelung mit

Zweipunktregler SchaltdifferenzXp=2K; 35/28°C-Auslegung

■ zentrales System■ horizontale Verteilung innerhalb

der thermischen Hülle■ Strangleitungen innenliegend ■ geregelte Pumpe■ Brennwertkessel (Aufstellung in

der thermischen Hülle) ■ mit Erdgas/Heizöl betrieben.

Bezug: Beispielgebäude Seite 31.

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Grafik: Viessmann

germedium und mit innovativen Tech-niken zur Frostfreihaltung.

Mit Hilfe einer Pumpe (bei manchenSystemen allein durch thermische Strö-mung) wird die Solarwärme über Rohr-leitungen (bzw. Luftkanäle) und in derRegel über einen Wärmetauscher aneinen Speicher abgegeben. Die dortzu speichernde Sonnenenergie kanndann bei Bedarf entnommen werden.Die Speicherung ist dort sinnvoll, woAngebot (Sonnenenergie) und Nach-frage (Wärmebedarf) zeitlich nichtübereinstimmen. In den Fällen, in de-nen die von der Solaranlage gewonne-ne Wärme nicht ausreicht oder ausfällt,heizt die konventionelle Heizungsanla-ge nach. Dadurch ist die Sicherheit derVersorgung mit Wärme gewährleistet(s. Prinzipschaltbild). Die Pumpe(n),Ventile, Armaturen und die Regelungder Solaranlage werden oft in einerbaulichen Einheit als ‚Solarstation‘ ge-liefert.

Wesentlichen Einfluss auf die Effi-zienz eines Kollektors haben dessenoptische und thermische Verluste. Dieersteren sind spezifisch für den jeweili-gen Bautyp und konstant. Die zweitenhingegen sind stark abhängig von derDifferenz zwischen der Absorber- undUmgebungstemperatur und der sola-ren Einstrahlung. Daher ist neben einerguten Wärmeabführung an das Wär-meträgermedium insbesondere ein

wirksamer Wärmeschutz des Kollektorsgegen die Umgebung wichtig.

Die drei wesentlichen Kollektor-Bau-arten, die am Markt angeboten wer-den (s. Info),weisen deutliche Unter-schiede im Wirkungsgrad (Verhältniszwischen nutzbarer zu eingestrahlterSonnenenergie) und im Temperaturni-veau auf. Der technisch effizientereBautyp ist jedoch nicht immer und un-ter allen Umständen der sinnvollere. InAbhängigkeit vom vorgesehenen Ein-satzbereich können technisch wenigereffiziente Kollektorbauarten durchauseinen höheren energetischen und öko-nomischen Nutzen bringen. Deshalbsollte das Augenmerk nicht nur aufden Wirkungsgrad eines Kollektors ge-richtet werden.

Wichtige Aspekte beim Kollektorsind die Art und die Haltbarkeit derAbsorberbeschichtung, die Reparatur-freundlichkeit, die vom Hersteller er-hältlichen Garantien und seine Tempe-

Vakuumröhren aushochtransparentem

Sicherheitsglas

Wärmegedämmter Kasten zum Anschluss der

Vakuumröhren an den Anlagenkreis

Selektiv beschichteter Absorber

Wärmeträgerrohr

50

W ä r m e e r z e u g u n g i m G e b ä u d e k o n t e x t

raturbeständigkeit. Wird der Kollektornicht permanent vom Wärmeträger-medium durchströmt, kann es bei sehrniedrigen oder sehr hohen Außentem-peraturen zu Schäden am Kollektorkommen..

Darüber hinaus ist die Effizienz derGesamtanlage zum einen abhängigvom Zusammenspiel der Komponen-ten der Solaranlage (im WesentlichenKollektor, Wärmetauscher, Speicher,Regelung sowie Pumpe); zum anderenist aber auch die Integration in diekonventionelle Heizung bzw. Warm-wasserbereitungsanlage von Bedeu-tung.Bauarten am Markt:

Trinkwassererwärmung

Planungsziele bei einer solarthermi-schen Anlage zur Trinkwasserberei-tung sind geringe Kosten, hohe Effi-zienz bei einem hohen Deckungsanteilan der Warmwasserbereitung. Je nachPlanung und Zuverlässigkeit der Anla-ge können bis zu 60 Prozent derWarmwasserbereitung durch die So-laranlage übernommen werden.

Der Bedarf an Warmwasser decktsich zeitlich selten mit dem solaren

Auslegung* einer thermischen Solaranlage zur Erwärmung von Brauchwasser:In privaten Haushalten werden proKopf täglich etwa 35-50 Liter war-mes Wasser verbraucht. Bei einem 4 Personen-Haushalt ergibt sichdaraus in Abhängigkeit von den ein-gestellten Temperaturen und ein-schließlich der Wärmeverluste (fürErzeugung, Speicherung, Verteilung,mit/ohne Zirkulation) im Jahr einEnergiebedarf von ungefähr 2.300 -4.200 kWh. Je nach Auslegung* derSolaranlage, Ausrichtung der Kollek-torfläche und geographischer Re-gion ergäbe sich bei Einsatz norma-ler Flachkollektoren ein Flächenbe-darf von etwa 4 – 8 m2. Passend dazu wäre ein Speicher mit z.B. 300 -400 Liter Inhalt. Die Investitionsko-sten für eine solche Anlage liegenim Bereich von ca. 3.500, bis 6.000,EUR.

* Auslegung: Optimierung des Deckungsanteils oder Erhöhung desspezifischen Ertrags oder maximaleWirtschaftlichkeit.

Strahlungsangebot. Deshalb wird dieaus Solarenergie erzeugte Wärme ge-speichert. Meist kommt dabei ein sogenannter 'bivalenter Speicher'(siehe Prinzipschaltbild) zur Bevorra-

tung von warmen Trinkwasser zum Einsatz.

Da dieser Speicher Trinkwasser be-vorratet und vor Korrosion geschütztwerden muss, kommen nur beschich-tete Ausführungen oder Speicher ausEdelstahl in Frage.

Es gibt aber auch zahlreiche, andereSpeicherkonzepte: z. B. Pufferspeicher,die hydraulisch vom Solarkreis undTrinkwasser getrennt sind, mit Wärme-schichtung und/oder separaten, inter-nen Behältern für die Trinkwasserbe-vorratung oder die mit Frischwasser-stationen ausgestattet sind. Da ein sol-cher Pufferspeicher selbst nicht trink-wasserführend ist, kann er kostengün-stig aus einfachem Kesselstahl oderbei drucklosen Speichern auch ausKunststoff gefertigt sein.

Zu einem leistungsfähigen Speichergehört auch eine gute Wärmedäm-mung (Dicke z. B. 100 mm). Die Däm-mung des Speichers darf keine Lückenaufweisen und sollte möglichst ohneDurchbrüche der Wärmedämmungausgeführt sein - insbesondere imoberen Bereich und an den Flanschenbzw. Rohraustritten.

Heizungsunterstützung

Eine solare Heizungsunterstützungbraucht vergrößerte Kollektorflächenund/oder effizientere Kollektoren, vorallem aber auch größere Speicher mitmindestens 750 Liter Volumen. SolcheHeizwärmespeicher werden als Schich-tenspeicher ausgeführt, die es erlau-ben, solare Wärme auf unterschiedli-chem Temperaturniveau einzubringen.Am Markt verfügbar sind dafür zahlrei-che, verschiedene Schichtenspeicher-Systeme.

Die Heizungsunterstützung durch ei-ne solarthermische Anlage ist auf ei-nen guten Wärmeschutz-Standard desGebäudes bzw. der Wohnung ange-wiesen. Denn zum einen wird eine so-larthermische Anlage nur einen spür-baren Beitrag zur Heizungsunterstüt-zung leisten können, wenn der Heiz-wärmebedarf niedrig ist. Zum anderen

Solare Nahwärmeversorgung:

Eine weitere, interessante Möglich-keit der Solarenergienutzung sindAnlagen zur solaren Nahwärmever-sorgung. Die von großen Kollektor-feldern gesammelte Wärme wirdhier für die Nutzung ganzer Siedlun-gen mittels großer Warmwasserspei-cher bis zur Heizperiode aufbewahrt.In Schweden sind seit 1985 mehreresolare Nahwärmenetze in Betrieb. InDeutschland werden seit Mitte der90er Jahre in Demonstrationsprojek-ten solar unterstützte Wärmeversor-gungen mit Saisonalspeicher er-probt.

ermöglicht ein durch wirksame Däm-mung abgesenkter Heizwärmebedarfin unseren Breiten über einen Großteilder Heizperiode niedrige Vorlauftem-peraturen was die Chancen der Solar-energienutzung verbessert.

Bei der Planung einer Solaranlagezur Heizungsunterstützung sollte eineÜberdimensionierung vermieden wer-den, da sonst die im Sommer und evtl.auch schon in der Übergangszeit auf-tretenden Wärmeüberschüsse nichtgenutzt werden können. Diesen Ver-lusten stehen nur vergleichsweise ge-ringe Mehrerträge im Winter und inder Übergangszeit gegenüber.

Bei Gebäuden mit einem hohenWärmeschutz-Standard (in RichtungPassivhaus) kann auch der Einsatz vonLuftkollektoren interessant werden zurUnterstützung der Luftvorerwärmungfür die Lüftungsanlage.

Förderprogramme:

Informationen über Programme zurFörderung von Maßnahmen im so-larthermischen Bereich finden im

Internet Sie u.a. unter:www.denk-mal-solar.dewww.energiefoerderung.infowww.solarfoerderung.de

Weiterführende Informationen:www.solarserver.de

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hohe Kosten für Wärmequellenanlage und -erschließung

Erdreich (Erdsonden, (relativ) konstante Temperatur, teilweise hohe Kosten für die Erschließung,erdberührte Betonbauteile geschlossenes System insbesondere bei Erdsondenund Horizontalkollektoren)

Luft überall ausreichend verfügbar extreme Temperaturschwankungen zwischen Sommer und Winter,daher geringe Effizienz

Nutzung von Umweltwärme:

Die Wärmepumpe»

W ä r m e e r z e u g u n g i m G e b ä u d e k o n t e x t

52

Eine andere Technik zur Nutzung

von Umweltwärme für die

Gebäudeheizung ist der

Einsatz von Wärmepumpen.

Einer Wärmequelle mit möglichst

hohem und konstantem

Temperaturniveau wird die Wärme

entzogen und für die Erwärmung

des Heizungswassers genutzt.

Das Funktionsprinzip einer Wär-mepumpe sieht wie folgt aus: Ein

Verdampfer entzieht Wärme aus der Um-gebung und führt sie mit Hilfe eines so-genannten Arbeits- oder Kältemittelsüber den Kondensator dem Heizsystemzu. Nach Aufnahme der Umweltwärmedient das Kältemittel im gasförmigen Zu-

stand als Wärmespeicher, bei der Verflüs-sigung im Kondensator wird diese Wär-me wieder abgegeben.

Der Kompressor der Wärmepumpe be-nötigt Antriebsenergie, das ist bei kleinerenAnlagen, wie sie z. B. in Einfamilienhäuserneingesetzt werden, in der Regel elektrischeEnergie. Bei Elektrowärmepumpen solltedie Jahresarbeitszahl (siehe Seite 53) unbe-dingt größer als drei sein. Große Wärme-pumpen arbeiten auch mit Gas- oder Die-

selverbrennungsmotoren, kommen aller-dings für den Einfamilienhausbau derzeitnicht in Frage. Wärmepumpen lassen sicham wirksamsten nutzen, wenn die Tempe-raturdifferenz zwischen Wärmequelle undWärmeabnehmer möglichst gering ist. Da-her eignen sich Niedertemperaturheizun-gen mit großen Wärmeübergabeflächen,also zum Beispiel Fußbodenheizungen.

Grundsätzlich gilt, dass Grundwasserals Wärmequelle bevorzugt werden soll-te, da Grundwasser/Wasser-Wärmepum-

flüssig

Dampf Dampf

flüssig

Heizwärme Umweltwärme

Funktionsschema einer (Kompressions-) Wärmepumpe

Wasser/Wasser-Wärmepumpe mit Förder- und SchluckbrunnenLuft/Wasser-Wärmepumpe Sole/Wasser-Wärmepumpe mit Erd-Kollektor

Kondensator

Expansionsventil

Verdampfer

ZirkulierendesArbeitsmedium(Kältemittel)

Kompressor

zu Wärmenutzung

von Wärmequelle

zu Wärmequelle

von Wärmenutzung

53

Die Jahresarbeitszahl von Wärmepumpen

Die Jahresarbeitszahl gibt dasVerhältnis der Menge an nutzba-rer Energie zur Menge der aufge-wendeten Antriebsenergie –meistens elektrische Energie –an. Je höher die Jahresarbeits-zahl einer Wärmepumpe ist, um-so effektiver arbeitet sie. Die Jah-resarbeitszahl hängt stark vonder Temperaturdifferenz zwi-schen erforderlicher Nutzwärmeund der verfügbaren Umweltwär-me ab. Sie sollte möglichst ge-ring sein und kann durch denEinsatz von Niedertemperatur-systemen (zum Beispiel Fußbo-denheizungen) bei gutem bau-lichen Wärmeschutz verbessertwerden. Wichtig ist auch dieWärmequelle: Mit erdgekoppel-ten oder mit Grundwasser-Wärmepumpen sind hoheJahresarbeitszahlen, bei aller-dings höheren Investitionskosten,deutlich einfacher zu realisieren,als wenn die Außenluft als Wär-mequelle herangezogen wird.

In den vergangenen Jahrensind die Arbeitszahlen von Wär-mepumpenanlagen kontinuier-lich verbessert worden. Ein gutesVerhältnis von nutzbarer Wärmezu der eingesetzten elektrischenEnergie ist aber auch erforder-lich, da bei der Stromerzeugungschon viel Energie verloren ge-gangen ist. Gegenüber Hei-zungsanlagen mit Öl- oder Gas-Brennwertkesseln lassen sichdurch den Einsatz von Wärme-pumpen Schadstoffemissionenim Bereich Raumheizung undWarmwasserbereitung nur beiJahresarbeitszahlen > 4 reduzie-ren.

Interessanter sind daher mitGas betriebene Wärmepumpen,die derzeit entwickelt werden.Jahresarbeitszahlen von > 1,5sind für diese Geräten bereits eingutes ökologisches Zeugnis.

pen die höchste Effizienz erreichen. Miteiner Förderpumpe wird der Grundwas-serströmung über einen SaugbrunnenWasser entnommen. Das Wasser gibt biszu 5 Grad seiner Temperatur an das Käl-temittel ab, dann wird es über einenSchluckbrunnen dem Grundwasser wie-der zugeführt. Wegen der möglichenWassergefährdung durch das Wärmeträ-germedium unterliegt die Nutzung desGrundwassers der wasserrechtlichen Er-laubnis. Das daraus resultierende rechtaufwendige Genehmigungsverfahren isteiner der Gründe, weshalb Grundwas-ser/Wasser-Wärmepumpen nur eine ge-ringe Rolle spielen. Ein weiterer Grundsind die Probleme, die sich aus der hydro-chemischen Beschaffenheit des Grund-wassers ergeben können (Korrosion oderZusetzung der Anlagenbauteile).

Eine Alternative zum Grundwasser istdas Erdreich als Wärmequelle. Die im Er-dreich gespeicherte Wärme wird zumeistüber Erdsonden, zum Teil auch über hori-zontal verlegte Wärmetauscher (Erdkol-lektoren), aufgenommen. Kollektorenwerden etwa 20 Zentimeter unter der ört-lichen Frostgrenze verlegt. Die Flächeüber dem Kollektor kann normal be-pflanzt und genutzt, jedoch nicht über-baut werden. Ideal sind lehmige, feuchteBöden, ungünstig dagegen trockeneKiesböden.

Die Nutzung der Außenluft als Wärme-quelle sollte trotz relativ niedriger Investi-tionskosten vermieden werden, da diese

Sole/Wasser-Wärmepumpe mit Erdsonde

Wärmequelle gerade bei hohem Energiebe-darf im Haus besonders kalt ist. Wärmepum-pen mit Luft als Wärmequelle weisen dahereine ungünstige Jahresarbeitszahl auf.

eP = 0,97

Systembeschreibung:Mit gut abgestimmten Komponen-ten lassen sich mit einer Wärmepum-pe für ein Einfamilienhaus Anlagen-aufwandszahlen < 1 erzielen (verglei-che Seiten 31, 41, 49 und 59).

Warmwasserbereitung:■ gebäudezentrale Versorgung;■ ohne Zirkulation■ Verteilung außerhalb der

thermischen Hülle■ indirekt beheizter Speicher■ Aufstellung außerhalb der

thermischen Hülle■ Heizungswärmepumpe

Wasser/Wasser mit Strom betrieben.

Lüftung:■ keine mechanische

Lüftungsanlage.

Heizung:■ integrierte Heizflächen

(zum Beispiel Fußbodenheizung)■ Einzelraumregelung mit

Zweipunktregler SchaltdifferenzXp=2K; 35/28°C-Auslegung

■ zentrales System■ horizontale Verteilung

außerhalb der thermischen Hülle

■ Strangleitungen innen liegend■ geregelte Pumpe■ Pufferspeicher vorhanden■ Aufstellung außerhalb der

thermischen Hülle■ ElektrowärmepumpeWasser/Wasser.

Bezug: Beispielgebäude Seite 35.

B e i s p i e l

Chancen und Perspektiven

von Nahwärmesystemen im

Wärmemarkt

»

W ä r m e e r z e u g u n g i m G e b ä u d e k o n t e x t

54

Nahwärmesysteme stellen bei Vorlie-gen entsprechender Randbedingun-

gen die infrastrukturelle Voraussetzung für denverstärkten und nachhaltigen Einsatz wirtschaft-licher und CO2-armer Energieerzeugung insbe-sondere auf der Basis regenerativer Energienoder durch Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) dar.Derzeit beträgt der Anteil der Nah- und Fernwär-mesysteme am deutschen Wärmemarkt erstknapp 13 %. Eine Umgestaltung des Wärme-marktes für den verstärkten Einsatz von KWKund regenerativer Energien scheint jedoch so-wohl strukturell als auch wirtschaft-lich möglich.Das Vorliegen einer hinreichend hohen Besiede-lungs- und Anschlussdichte stellt wegen derauch bei sehr guter Wärmedämmung nicht ver-meidbaren Netzverluste und des hohen Investi-tionsaufwandes für das Leitungssystem eine un-verzichtbare Randbedingung dar.

Ausbau von Nahwärmesystemen

Neben Wohnungsbaugesellschaften spielenKommunen und ihre Verwaltungen eine Schlüs-selrolle wenn es darum geht, Nahwärmesyste-me im Gebäudebestand oder im Neubaube-reich umzusetzen. Ein bedeutendes kommuna-les Handlungsfeld ist dabei der Bereich der Bau-leitplanung mit seinen Möglichkeiten wie z. B.Bebauungsplänen (Solarsiedlungen), städtebau-lichen Verträgen oder dem Anschluss- und Be-nutzungszwang für Nahwärme. Aber auch beider Bewirtschaftung der öffentlichen Liegen-schaften haben Kommunen häufig die Möglich-keit, diese durch Nahwärmesysteme energieeffi-zienter zu versorgen.

Bereits heute hat sich ein dynamisch entwik-kelndes Geschäftsfeld 'Nahwärme' herausgebil-det, so dass erforderliche Betreibergesell-schaf-ten für Nahwärmesysteme in vielen Fällen be-reits existieren.

Nahwärme weist eine Reihe von Vorteilen auf,wodurch sie zukünftig für eine nachhalti-ge Wär-meversorgung fast unverzichtbar wird. Die tech-nisch-ökonomischen Vorteile von Nahwärmesy-stemen folgen im Wesentlichen aus der Zu-sammenfassung einzelner kleiner Verbraucherzu einem großen Wärmeabnehmer. Dadurchkönnen Effizienztechnologien ihren Einsatz fin-den, die für kleinere Verbraucher entweder un-wirtschaftlich oder technisch kaum realisierbarwären.

Nutzung Kraft-Wärme-Kopplung

Zwar werden KWK-Anlagen mit so kleinenLeistungen angeboten, dass sie sich auch für dieVersorgung einzelner kleinerer Gebäude eignen(s. S. 46), was aber derzeit noch mit hohen spezi-fischen Kosten und einem schlechteren Wir-kungsgrad verbunden ist. Vorteilhafter ist es,wenn mehrere Verbraucher durch eine KWK-An-lage mit größerer Leistung versorgt werden, dieeinen höheren Wirkungsgrad und geringerespezifische Kosten aufweist.

Erneuerbare Energien

Für eine umfassende und nachhaltige Nut-zung der für den Wärmemarkt relevanten erneu-erbaren Energien wie Biomasse, solare Wärmeund Geothermie spielen Nahwärmesysteme ei-ne entscheidende Rolle:

■ Biomasse

Bei der Nutzung von Holz als Brennstoff verfü-gen größere Energieerzeugungsanlagen überden Vorteil, dass hier Holzhackschnitzel an Stellevon Pellets zum Einsatz kommen können. Siesind kostengünstiger, da der Aufwand für dieAufbereitung im Vergleich zu Pellets geringerausfällt.

Brennstoffe wie Stroh, Getreide oder Rindekönnen heute nur in großen Anlagen mit wirt-schaftlich vertretbarem Aufwand für die Abgas-reinigung genutzt werden.

Mit dem Begriff Nahwärme wird die Über-

tragung von Wärme zwischen mehreren Ge-

bäuden und einer zentralen, meist in deren

unmittelbarer Nähe befindlichen

Energieerzeugungsanlage beschrieben, bei

der meist kleinere Energieerzeugungseinhei-

ten im Bereich einer thermischen Leistung

von mehreren hundert Kilowatt (kW) bis zu

mehreren Megawatt (MW) zum

Einsatz kommen.

Auch der Einsatz von KWK-Technologien zurNutzung von Biomasse ist technisch möglich.Anders als bei Biogas ist nach heutigem Standder Technik ein wirtschaftlicher Betrieb mit fest-en Brennstoffen nur in sehr großen Anla-gen miteinigen MW elektrischer Leistung möglich. Anla-gen kleinerer Leistung haben die Schwelle zurMarkteinführung noch nicht überschritten.

■ Solare Wärme

Solarthermische Anlagen zur Erzeug vonWarmwasser und teilweise auch zur Heizungs-unterstützung finden heute vorrangig in einzel-nen Gebäuden Anwendung (s. S. 48). Einen grö-ßeren Beitrag am deutschen Wärmemarkt kannSolarenergie dann liefern, wenn im Sommer an-fallende solare Wärme gesammelt und bis inden Winter gespeichert wird und dann zur Be-darfsdeckung zur Verfügung steht. Die Schwellezur Wirtschaftlichkeit kann nur mit einem großen,saisonalen Langzeit-Wärmespeicher erreichtwerden, der in ein Nahwärmesys-tem einspeist,welches ein größeres Siedlungsgebiet mit Wär-me versorgt.

■ Geothermie

Erdwärme wird derzeit vorrangig oberflächen-nah durch den Einsatz von Wärmepumpen fürdie Beheizung von Niedrigenergie- und Passiv-häusern oder im modernisierten Gebäudebe-stand genutzt (s. S. 52). Eine Erschließung tief lie-gender Erdwärme zur Wärmeversorgung undzur Stromerzeugung erfordert in DeutschlandBohrungen bis in eine Tiefe von mehr als 2.000m. Die Nutzung der Tiefen-Geothermie führt zuKosten, die neben den Erlösen für die Stromer-zeugung einen hinreichend großen Wärmeab-satz erfordern, der beispielsweise über ein Nah-wärmesystem möglich wird.

Abwärme

Ein Nahwärmesystem kann auch die Voraus-setzung schaffen, größere Abwärmemengen ausindustriellen Prozessen betrieblich oder zur Wär-meversorgung angrenzender Abnehmer zu nut-zen.

Anpassung an Rahmenbedingungen

Nahwärmesysteme bieten eine Flexibilität beider Auswahl der Technik und der einzuset-zen-den Brennstoffe vor und nach Errichtung der An-lage. Kostengünstiger als bei einer Einzelheizungkann die Wärmeerzeugungsanlage eines Nah-wärmesystems an veränderte Rahmenbedingun-gen angepasst werden. Veränderte Brennstoff-kosten oder steuerliche Regelungen geben dieRandbedingen vor, die zu einer wirtschaftlichenÄnderung durch z. B. eine Erweiterung um einBHKW oder bei der Wahl des Brennstoffes wie z.B. dem Wechsel zwischen Heizöl auf Erdgas füh-ren können.

Während der Wirkungsgradbei der Wärmeerzeugung in

modernen Heizkesseln technisch nurnoch in geringem Umfang gesteigertwerden kann, ist prinzipiell im Be-reich der Heizungsanlagen für kleineWohngebäude durch den Einsatz derKraft-Wärme-Kopplung eine weitereVerrin-gerung des Primärenergiever-brauchs und eine Reduktion derCO2- und Schadstoffemissionenmöglich. Hierfür werden aktuell inno-vative Anlagenkonzepte entwickeltund in Feldtests erprobt. Erste Ent-wicklungen von Stirlingmotoren ste-hen vor der Marktreife.

Kraft-Wärme-Kopplung mitStirlingmotoren

Im Stirlingmotor wird ein bereits lan-ge bekanntes Prinzip einer Wärme-kraftmaschine realisiert, bei dem einArbeitsgas in einem abgeschlosse-nen Arbeitsraum zyklisch erhitzt undabgekühlt wird. Im Gegensatz zu her-kömmlichen Verbrennungsmotorenwird dabei die Wärme nicht durch ei-ne Verbrennung im Motor erzeugt,sondern extern zugeführt. Dadurchkönnen unterschiedliche Brennstoffebzw. Wärmequellen eingesetzt wer-den.

Derzeit konzentriert sich die Ent-wicklung auf die Nutzung von Erd-

gas, möglich wäre aber auch die Ver-wendung regenerativer Brennstoffe.Durch die kontinuierliche, externeVerbrennung läßt sich eine Vermin-derung der Schadstoffemissionenund eine Verringerung der Betriebs-geräusche des Motors erreichen. Ak-tuell werden erfolgversprechendeFeldtests mit kleinen Stirlingmotorenmit einer elektrischen Leistung vonetwa 1 kW und einer thermischen Lei-stung im Bereich von 5-10 kW durch-geführt. Entwicklungsbedarf bestehtzur Zeit noch bei der Integration desStirlingmotors in ein Komplettaggre-gat, das die gesamte Wärmeversor-gung des Hauses übernehmen kannund gleichzeitig die Grundlast beider Stromversorgung abdeckt. ZurZeit ist ein solches Gerät in Deutsch-land noch nicht am Markt verfügbar.

Kraft-Wärme-Kopplung mitBrennstoffzellen

In Brennstoffzellen werden Wasser-stoff und Sauerstoff in einer elektro-chemischen Zelle zusammenge-bracht, in der die Elektroden durcheine Elektrolytschicht getrennt sind.Diese trennt die beiden Reaktionsga-se, ist aber für Ionen durchlässig. In-folge des Ionentransports durch dieElektrolytschicht bildet sich zwischenden Elektroden eine elektrischeGleichspannung, die zur Stromerzeu-gung genutzt werden kann. Durchdie Verbindung mehrerer Zellen zueinem Zellstapel (Stack) wird eine hö-here Ausgangsspannung erzeugt, dieanschließend elektronisch in eineWechselspannung transformiert wer-den kann. Je nach eingesetztemElektrolytmaterial werden unter-schiedliche Typen von Brennstoffzel-len unterschieden, die für verschiede-ne Einsatzgebiete geeignet sind.Während die Reaktion von Wasser-

stoff und Sauerstoff zu Wasser dieElementarreaktion in der Brennstoff-zelle darstellt, können als Brennstoffeauch Kohlenwasserstoffe eingesetztwerden, die je nach Zelltyp gegebe-nenfalls in einem vorgeschalteten Re-former aufbereitet werden müssen.

Für den Bereich der häuslichen Ener-gieversorgung werden zur Zeit vor al-lem Brennstoffzellen mit Polymer-Elektrolyt-Membranen (PEMFC) undoxydkeramische Brennstoffzellen(SOFC) und mit einer elektrischenLeistung im Bereich von 1-5 kW ent-wickelt, die jeweils mit Erdgas betrie-ben werden. Prinzipiell könnten abernach einer entsprechenden Aufberei-tung auch andere Brennstoffe wieBiogas oder Heizöl zum Betrieb vonBrennstoffzellen eingesetzt werden.Technischer Entwicklungsbedarf be-steht zur Zeit vor allem noch bei derVerlängerung der Standzeit derBrennstoffzellenstacks. Außerdemsind die heute in den Feldtests einge-setzten Vorserienanlagen aufgrundihrer hohen Kosten zu den am Marktverfügbaren konventionellen Hei-zungsanlagen noch nicht konkurrenz-fähig.

55

Innovative Heizsysteme

für die Zukunft:

Stirlingmotor und Brennstoffzelle

»

W ä r m e e r z e u g u n g i m G e b ä u d e k o n t e x t

Funktionsschema eines Stirlingmotors

Prinzipschema einer Brennstoffzelle

Lüftungsbedarf

in Wohnräumen»

F r i s c h l u f t v e r s o r g u n g i n W o h n g e b ä u d e n

56

Die Lüftung von Gebäuden sollte kontrolliert und regelmäßig stattfinden.

Die Rahmenbedingungen im Niedrigenergiehaus mit luftdichter

Gebäudehülle sind dabei ganz andere als im Gebäudebestand.

Aus hygienischen und bauphysikalischen Gründen ist es erforderlich, die mit

Gerüchen, Wasserdampf und Kohlendioxyd

belastete Innenraumluft regelmäßig auszutauschen.

Andererseits kann nicht unberücksichtigt bleiben, dass über die Lüftung im

Winter viel Energie verloren geht und daher der Luftwechsel

auf das hygienisch notwendige Maß beschränkt werden sollte.

Die meisten Menschen halten sich zwar den größten Teil des Tages

in geschlossenen Räumen auf, zu den Belastungen,

denen man dabei ausgesetzt ist, sind jedoch erst

in den letzten Jahren Untersuchungen durchgeführt worden.

Im Gegensatz zur Belastung der Außenluft, für die der

Gesetzgeber Grenzwerte für verschiedene Arten der Verschmutzung

formuliert hat, gibt es solche verbindlichen Grenzwerte für die Luft

von Innenräumen von Wohngebäuden bisher nicht.

Die Raumluftqualität wird durchetliche Faktoren beeinflusst. Die

Anzahl der Personen, ihre Ausdünstun-gen (durch Rauchen oder Sport), dieEmissionen aus Baustoffen und Einrich-tungsgegenständen, Lacken und Far-ben, die Luftfeuchtigkeit, Gase undStäube, Bakterien, Viren und Pilzsporensind zu bewerten. Ein Richtwert, derhäufig als geeignet angesehen wird,eine gesundheitliche Beeinträchtigung

raten für erforderlich. Das gilt insbe-sonders bei erhöhtem Schadstoff-eintrag, beispielsweise durch Rauchenim Wohnbereich. Gerade dann ist esnicht einfach, den hygienisch erforder-lichen Luftwechsel und Belange derEnergieeinsparung verantwortungsvollgegeneinander abzuwägen.

Passive und aktive natürliche Lüftung

Unter natürlicher Lüftung wird nichtnur die Fensterlüftung (aktive Lüftung)verstanden, sondern auch die „passiveLüftung“ über Undichtigkeiten in derGebäudehülle, beziehungsweise überzusätzliche Öffnungen im Gebäude.

Diese Undichtheiten treten zum Bei-spiel bei Fensterfugen, schlecht ausge-führten Bauteilanschlüssen, Rollladen-kästen, offenen Kaminen, Schächten,Zuluftöffnungen für Küchen undSpeisekammern sowie Dachluken auf.Der natürliche Luftwechsel wird durchDruckdifferenzen zwischen dem Ge-bäudeinneren und der Umgebunginfolge von Wind und Temperatur-unterschieden verursacht. Er ist somitwitterungsbedingten Schwankungenunterworfen.

Es liegt auf der Hand, dass diese Artder „passiven natürlichen Lüftung“ kei-nen effektiven Beitrag zur Regulierungder Raumluftfeuchte und der Frischluft-versorgung leisten kann. Entwedersind die Undichtheiten so groß, dassein erheblicher ständiger Wärmever-lust erfolgt und darüber hinaus derWohnkomfort durch Zugerscheinun-gen beeinträchtigt wird, oder dieserpassive Luftwechsel ist aus hygieni-scher Sicht absolut unzureichend. Alsdritte Möglichkeit bleibt, dass sich die-se Missstände je nach witterungsbe-dingten Druckdifferenzen abwechseln(siehe Seite 60). An einem kalkulierba-ren Luftwechsel führt also kein Wegvorbei. Die Sicherstellung einer dich-

des Menschen auszuschließen und einbehagliches Raumklima zu schaffen,liegt bei ca. 30 m3/h pro Person undmittlerer Aktivität. Als „Daumenwert“ergibt sich daraus eine notwendigestündliche Luftwechselrate bei Woh-nungen von 0,3 bis 0,8 und bei Bürosvon 1 bis 2. Ein Mindestluftwechsel von0,3 pro Stunde ist in der DIN 1946-6vorgeschrieben. Viele Fachleute haltenallerdings deutlich höhere Luftwechsel-

Luftwechselrate, das heißt. die stündliche Erneuerung der Raumluft bei Fensterlüftung.

Fensterstellung Luftwechsel je Stunde

Fenster und Tür geschlossen 0,1 bis 0,3

Fenster gekippt,Rollladen geschlossen 0,3 bis 1,5

Fenster gekippt, Rollladen geöffnet 0,8 bis 4,0

Fenster halb geöffnet 5,0 bis 10,0

Fenster ganz geöffnet 9,0 bis 15,0

Querlüftung: gegenüberliegende Fenster und Zwischentüren geöffnet 10 bis 40

Quelle: RWE 98

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57

ten Gebäudehülle ist deshalb unbe-dingt anzustreben, damit die „passive“natürliche Lüftung möglichst niedriggehalten und unkalkulierbare Luft-wechsel vermieden werden.

Bei der Fensterlüftung (aktive natürli-che Lüftung) ist die ausgetauschteLuftmenge stark von den Wetterver-hältnissen abhängig, vor allem abervom Lüftungsverhalten der Bewohner.

In der Praxis zeigt sich, dass einLüftungsverhalten, das gut genugdo-siert ist, um unnötige Wärmeverlustezu vermeiden, und trotzdem den not-wendigen Luftaustausch sicherzustel-len, ein ausgeprägtes Problembe-wusstsein und ein hohes Maß an Diszi-plin voraussetzt. Nur dann kann eineFensterlüftung bedarfsgerechte undeffektive Frischluftversorgung sicher-stellen.

Lüftungsanlagen versorgen zuverlässig mit dem Lebensmittel Luft und bieten ein hohes Maß an Komfort

Lüftungsanlagen können dem-gegenüber häufig weniger flexibel aufaktuelle Situationsänderungen rea-gieren. Sie bieten aber neben einerzuverlässigen Grundversorgung für diemeisten Fälle die „richtigen“ Program-me und somit ein hohes Maß an Kom-fort für die Wohnungsnutzer.

Aus diesem Grunde spielen auch imBereich von Wohngebäuden techni-sche Anlagen zur Sicherstellung deserforderlichen Luftwechsels eine im-mer größere Rolle. Im Vordergrundstehen dabei hygienische Aspekte.Dass sich über Lüftungsanlagen hinausauch spürbare Energieeinsparungenrealisieren lassen, ist natürlich ein will-kommener Nebeneffekt. Niedrigst-energiehäuser und vor allem Passiv-häuser lassen sich sogar ohne raumluft-technische Anlagen nicht realisieren.

Gebäudedichtheit und Schimmelpilzbildung:

Mangelhafte Lüftung ist nicht nur ein Problem für den unmittelbarenFrischluftbedarf des Menschen, sondern birgt – vor allem im Altbau – dasRisiko der Schimmelpilzbildung. Denn bei schlecht gedämmten Außenbau-teilen und somit kalten Oberflächentemperaturen stellen sich leicht hoheWerte relativer Luftfeuchte ein, insbesondere im Bereich von Wärmebrü-cken. Wenn sich nun über einen längeren Zeitraum in der Nähe von Bau-teiloberflächen mehr als 80 Prozent Luftfeuchtigkeit einstellen, ist die Basisfür Schimmelpilzbildung geschaffen.

Tatsächlich haben aus diesem Grunde schon zahlreiche Altbaubewohnerschlechte Erfahrung mit der energetischen Verbesserung ihres Wohnraumsmachen müssen. So stellte sich nach Austausch alter undichter Fenstergegen Fenster mit verbessertem Wärmeschutz, nicht selten auf der Innen-seite der Bauteiloberflächen Schimmelpilz ein. Es wird nach der Sanierungalso zu wenig der im Gebäude anfallenden Feuchtigkeit – immerhin„produziert“ jeder Mensch etwa 1,5 Liter Feuchtigkeit pro Tag – durchLüftung abtransportiert.

Bauliche Sanierungsmaßnahmen und insbesondere auch die Forderungnach einer möglichst guten Gebäudedichtheit, stoßen daher verständli-cherweise häufig auf Skepsis. So selbstverständlich die Beachtung derRaumlufthygiene im Zuge von Sanierungsmaßnahmen sein sollte – undich-te Gebäudehüllen sind nur scheinbar eine Lösung. Besser wäre es schon,durch eine gleichzeitige Dämmung der Außenbauteile die inneren Ober-flächentemperaturen so weit anzuheben, dass die relative Luftfeuchtigkeitkeine kritischen Auswirkungen annehmen kann. Vor allem aber sollte mansich verdeutlichen, dass Schimmelpilzbildung meist nur der drastischste, dasichtbare Hinweis auf eine mangelhafte Luftqualität ist. Gute Luft sollteman nicht dem Zufall, also schlechten Fenstern oder mangelhaften Bauteil-anschlüssen überlassen. Nur verantwortungsvolles Lüftungsverhalten si-chert die Qualität des Lebensmittels Luft , gegebenfalls mit Unterstützungvon raumlufttechnischen Anlagen. Für deren Funktionsfähigkeit ist wieder-um eine luftdichte Gebäudehülle unverzichtbare Voraussetzung.

Beispiele für durchschnittliche tägliche Wasserdampfabgabe (Feuchtelast) in Drei-Personen-Haushalten

Raum Quellen Wassermenge in g/dBeispiel 1 Beispiel 2

Küche Kochen und Feuchtreinigung 3.000 800

Bad/WC-Raum Waschmaschinenlauf 150 0

Duschbad 650 800

Wäschetrocknen nicht untersucht 1.250

Andere Räume ruhende Person 960 2.550

aktive Person 2.430

Topfpflanzen 3.600 720

Sonstiges, z. B. nasse Kleidung 200 700

freie Wasserflächen 480

Wohnung alle 11.470 6.820

Quelle: Heinz, E. (2000): Kontrollierte Wohnungslüftung, Verlag Bauwesen, Berlin

Lüftung über

raumlufttechnische

Anlagen

»

F r i s c h l u f t v e r s o r g u n g i n W o h n g e b ä u d e n

58

Zentrale Abluftanlagen mit dezentraler Zuluft

Bei diesen Anlagen wird die Luft aus Räumen mit hoher

Schadstoffbelastung und Feuchtigkeit(Bad, Küche, WC) abgesaugt und nachaußen abgeführt. Über regelbare Ven-tile in der Außenfassade oder überVentile in Fenstern beziehungsweiseRollladenkästen strömt frische Luftnach und wird den Aufenthaltsräumen(Wohnen, Schlafen) zugfrei zugeführt.Bei dieser Variante entsteht nur eingeringer Installationsaufwand, dieKosten sind niedrig und Wartung undKontrolle sind unkompliziert. GuteAbluftventilatoren haben geringeSchallemissionen und weisen meisteinen niedrigen Stromverbrauch auf.

Die zentrale Abluftanlage wird imNiedrigenergiehausbereich häufig miteiner Wärmerückgewinnungsanlagekombiniert. Dabei wird mit einer Ab-

luftwärmepumpe der Abluft Wärmeentzogen und einem Wasserspeicherzugeführt, der die Wärme für dieWarmwasserbereitung und/oder dieRaumheizung zur Verfügung stellt.

Lüftungsanlagen mit zentraler Zu- und Abluft

Hierbei werden Zu- und Abluft überein jeweils eigenes Leitungsnetz trans-portiert. Die Aufteilung des Gebäudesin Zu- und Abluftzonen, die durchÜberstromzonen verbunden werden,besteht auch hier. Das Verfahren ist imVergleich zu den zentralen Abluftanla-gen mit dezentraler Zuluft aufwändi-ger, hat jedoch folgende Vorteile: Esbesteht die Möglichkeit der Luft-Luft-Wärmerückgewinnung zur Energiege-winnung, im Vorwärmen der Frischluft,in dem dadurch reduzierten Heizleis-tungsbedarf des Gebäudes, in der ge-ringeren Zahl der Öffnungen der Haus-

wand (eine Öffnung für Abluft, eine fürZuluft), in der zentralen und somit ein-fach zu kontrollierenden Filtertechnikund nicht zuletzt in der Möglichkeitdes Einsatzes eines Erdreichwärmetau-schers zum Vorwärmen der frischenAußenluft. Aus diesen Gründen wer-den Lüftungsanlagen mit Zu- und Ab-luft fast ausschließlich in Verbindungmit einem Wärmetauscher zur Wärme-rückgewinnung konzipiert. Dabei wer-den der Abluft 70 bis über 90 Prozentder Abluftwärme entzogen und zur Er-wärmung der Zuluft eingesetzt. Damitdieses energetisch interessante Sys-tem auch primärenergetisch effektivist, sollte auf einen guten elektrischenWirkungsgrad der Ventilatorenantrie-be geachtet werden. Gute Ventilato-ren verbrauchen in Abluftanlagen we-niger als 30 Watt (Jahresstrombedarf120 bis 200 kWh) und in Anlagen mitWärmerückgewinnung weniger als100 Watt (Jahresstrombedarf 300 bis450 kWh). Für jede verbrauchte kWhStrom für die Ventilatoren müssen Lüf-tungsanlagen mindestens 5 kWh Wär-me gewinnen. Gute Anlagen schaffenein Verhältnis von 8 bis 14 kWh Wär-me je eingesetzter KilowattstundeStrom und tragen damit zum Einspa-ren von Primärenergie bei.

Zentrale Abluftanlage ohne Wärmerückgewinnung Zentrale Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung über Elektrowärmepumpe

Beim energiebewussten Bauen ist die

eingesetzte Lüftungstechnik ein zentraler Aspekt.

Um die hygienischen und energetischen Anforderungen an eine gute Lüftung

zu erfüllen, haben sich folgende Anlagen bewährt.

59

Im Sommer bietet es sich bei höhe-ren Außentemperaturen an, durch ei-ne Bypasslösung den Wärmetauscherzu umgehen. In vielen Fällen empfiehltes sich allerdings auch, im Sommer aufden Betrieb der Lüftungsanlage gänz-lich zu verzichten, um die Antriebs-energie und damit wertvolle Primär-energie einzusparen.

Auf folgende Qualitätsmerkmale ist bei Lüftungssystemen unbedingt zu achten:

■ fachkundige Projektierung der nötigen Luftvolumenströme, Schalldämpfer und Filtertüten (besonders bei Allergikern)

■ Kanalnetz mit ausreichenden Quer-schnitten, um Geräusche und hohenStromverbrauch zu vermeiden

■ Verwendung von geeigneten Materialien für das Kanalnetz (zum Beispiel Wickelfalzrohre aus verzinktem Stahl)

■ Einsatz von Strom sparenden Zentralgeräten

■ Einmessen der Anlage nach den projektierten Werten

■ regelmäßige Wartung der Anlage, insbesondere Wechsel der eingesetzten Filter

■ Reinigungsmöglichkeiten für das Kanalnetz vorsehen

■ eine Lüftungsanlage ist kein Ersatz für eine Dunstabzugshaube, die im Umluftverfahren betrieben werden sollte.

Auch im Gebäudebestand können Lüftungsanlagen eingesetzt werden

Der Einbau von reinen Abluftanla-gen ist auch im Gebäudebestandmeist recht unkompliziert. Gegeben-falls können die vorhandenen Abluft-schächte der Bäder und Küchen ge-nutzt werden.

Sollten bei Modernisierungsmaßnah-men auch die Fenster erneuert wer-den, dann bietet es sich an, Außenluft-öffnungen in die Fensteröffnungen zuintegrieren, Durchbrüche in derAußenwand sind dann nicht erforder-lich.

Der Einbau von Zu-/Abluftanlagenmit Wärmerückgewinnung ist dagegenetwas aufwändiger. Zu Problemenkann einerseits der Platzbedarf desZentralaggregates führen, vor allemaber ist die Unterbringung der für dieZuluft erforderlichen Rohre in der Pra-xis häufig mit Schwierigkeiten verbun-den. Die Zonierung und Abstimmungder Zu- und Abluftbereiche mit denentsprechenden Überströmzonen er-fordert ebenfalls erhöhten Planungs-aufwand, zumal die Sicherstellung desgewünschten Schallschutzes häufignicht unproblematisch ist.

Dezentrale Lüftungsgeräte weisen in-zwischen einen gute Energiebilanz auf und sind recht preiswert in Anschaffung und Montage

Wenn im Gebäudebestand Lüf-tungssysteme mit Wärmerückgewin-nung zur Anwendung kommen sol-len, sind dezentrale Systeme häufigeine gute Alternative. Die Gerätewerden einfach innenseitig auf derAußenwand montiert. Dezentrale Lüf-tungsgeräte gewährleisten für jeweilseinen Raum den notwendigen Luft-wechsel. Auch diese Geräte weiseninzwischen einen gute Energiebilanzauf und sind recht preiswert in An-schaffung und Montage, zumal sichihr Einsatz gegebenfalls nur auf ein-zelne problematische Räume be-schränkt. Allerdings sollte insbe-sondere bei einer Verwendung inSchlafräumen bedacht werden, dassvon den Geräten gewisse Geräusch-emissionen ausgehen.

eP = 1,04

Systembeschreibung:Lüftungsanlagen können auch die Effizienz der Wärmeversorgungverbessern (vergleiche Seiten 31, 41,49 und 53).

Warmwasserbereitung:■ gebäudezentrale Versorgung;■ ohne Zirkulation■ Verteilung innerhalb der

thermischen Hülle■ bivalenter Solarspeicher;■ Aufstellung innerhalb der

thermischen Hülle■ Brennwert-Kessel mit

Erdgas/Heizöl betrieben■ mit solarer

Trinkwassererwärmung.

Lüftung:■ zentrale Zu/Abluftanlage mit

Verlegung der Verteilleitungeninnerhalb der thermischen Hülle

■ Anlagenluftwechsel n=0,4 h-1■ Gleichstromventilator (DC)■ mit Wärmerückgewinnung

durch Wärmeübertrager (Wärmebereitstellungsgrad 80 Prozent).

Heizung:■ integrierte Heizflächen

(zum Beispiel Fußbodenheizung)■ Einzelraumregelung

mit Zweipunktregler SchaltdifferenzXp=2K; 35/28°C-Auslegung;

■ zentrales System■ horizontale Verteilung

innerhalb der thermischen Hülle■ Strangleitungen innen liegend ■ geregelte Pumpe■ Brennwertkessel

(Aufstellung in der thermischen Hülle) mit Erdgas/Heizöl betrieben.

Bezug: Beispielgebäude Seite 31.

B e i s p i e l

Luftdichtheit:

Eine höhere Gebäudedichtheit führt zu geringeren Lüftungswärmeverlusten. Die EnEV schreibt vor, dass alle Gebäude„luftdicht“ zu bauen sind. Dafür wurden konkrete, messbare Werte festgelegt. Bei einem Luftdichtheitstest (bekannt istder so genannte „Blower-Door-Test“) wird ein künstliches Druckgefälle zwischen einem Gebäude und seiner Umgebungvon 50 Pascal erzeugt. Unter diesen Bedingungen darf bei einem Wohngebäude ein dreifacher Luftwechsel pro Stunde(n<3,0h-1) nicht überschritten werden. Für Gebäude, die den Blower-Door-Test bestehen, kann beim Primärenergie-nachweis nach EnEV ein Bonus angesetzt werden. Bei einem gängigen Einfamilienhaus führt dies zu einer Reduktiondes angesetzten Primärenergiebedarfs von etwa 5 bis 7 kWh/(m2a). Bei der Verwendung einer Wohnungslüftungs-anlage ist der Blower-Door-Test sogar verpflichtend. Um die Energieeinsparung einer Lüftung mit Wärmerückgewinnungansetzen zu können, darf ein 1,5facher Luftwechsel bei 50 Pascal Druckdifferenz (n50-Wert n =1,5h–1) nicht überschrittenwerden.

Lüftungsanlagen mit

Wärmerückgewinnung und

Zusatzheizung

»

F r i s c h l u f t v e r s o r g u n g i n W o h n g e b ä u d e n

60

Zentrale Lüftungsanlagen haben über die Möglichkeit der

Wärmerückgewinnung hinaus einen weiteren Vorteil,

welcher im Zentrum der Passivhausidee steht. Da zur Verringerung der

Lüftungswärmeverluste in Niedrigstenergiehäusern auf eine

Lüftungsanlage ohnehin nicht verzichtet werden kann und da eine zentrale

Lüftungsanlage geeignet ist, die im Wärmetauscher der Abluft entzogene

Wärme wieder den Räumen zuzuführen, liegt der Gedanke nahe, über dieses

Gerät auch die Verteilung der zusätzlich benötigten Heizwärme vorzunehmen.

Dann könnte auf eine konventionelle Heizung vollständig verzichtet werden

und die eingesparten Kosten könnten dem Wärmeschutz zugute kommen.

Dem Passivhauskonzept liegt also eine wirtschaftliche Grundidee zugrunde.

Interessant ist eine Luftheizungnoch aus anderen Gründen:

Sie weist zum Beispiel nicht die tech-nischen Risiken eines Heizungssystemsmit Wasser als Wärmeträger auf.Leckagen sind weniger problematisch,Korrosionsschäden sind ebenso wenigzu befürchten wie Schäden durch Ab-lagerungen in den Rohren. Deckenund Wände können ohne Heizungs-rohre einfacher aufgebaut sein undHeizkörper stören nicht bei der Einrich-tung der Räumlichkeiten.

Bei einer solchen Wohnungslüf-tungsanlage mit Wärmerückgewin-nung und Erwärmung der Zuluft han-

die nicht nur unangenehm, sondernwegen der möglichen Verschwelungvon Staubpartikeln auch hygienischproblematisch ist, setzt diese Art derLuftheizung einen extrem niedrigenHeizleistungsbedarf voraus. Das be-deutet, dass die Räume eines extremguten Wärmeschutzes bedürfen, damiteine sehr geringe Leistung zur Behei-zung ausreicht. Die Heizleistung in Pas-sivhäusern beträgt maximal 10 W/m2,die zu dem für Passivhäuser typischenHeizwärmebedarf von weniger als 15kWh pro Quadratmeter und Jahr füh-ren. Die Einsparungen bei der Hei-zungsanlage müssen daher vollständig

delt es sich nicht um eine Umlufthei-zung oder eine Klimaanlage. Es wirdals Zuluft ausschließlich Außenluft zurVerfügung gestellt, die lediglich aufdie gewünschte Temperatur aufge-heizt wird. Daher wird in diesem Zu-sammenhang häufig auch von „Frisch-luftheizung“ gesprochen.

Allerdings hat Luft als Wärmeträgereinen erheblichen Nachteil: Gegen-über Wasser kann Luft erheblich weni-ger Wärme aufnehmen (0,34Wh/(m3K) gegenüber 1163 Wh/(m3K).Um unangenehm hohe Luftgeschwin-digkeiten und eine zu große Tempera-turanhebung der Zuluft zu vermeiden,

Anlageschema einer zentralen Be- und Entlüftungsanlage.

61

der Verbesserung des baulichen Wär-meschutzes zufließen. In der Praxissind Passivhäuser aufgrund der not-wendigen hohen baulichen Standards(einschließlich der extremen Luftdicht-heit) geringfügig teurer (etwa fünf biszehn Prozent) als vergleichbare Ge-bäude mit EnEV-Standard. Allerdingsbestehen angesichts steigenderEnergiekosten gute Aussichten, dasssich diese Mehrinvestitionen währendder Betriebszeit des Gebäudesamortisieren. Umso mehr sollte ausökologischer Sicht Sorgfalt bei derAuswahl der Anlagentechnik für die

Trinkwassererwärmung und die Rest-heizwärme aufgebracht werden. Vieleder gängigen Wärmeerzeuger, die na-türlich auch im Passivhaus eingesetztwerden können sind – vor allem im Ein-familienhausbereich – überdimensio-niert. Die verlockende Möglichkeit, esbei preiswerten elektrischen Wärmeer-zeugern zu belassen, kann – primären-ergetisch betrachtet – das Gesamtkon-zept erheblich beeinträchtigen. Umge-kehrt wirken die hohen Investitionenfür regenerative Heizsysteme wieSolaranlagen zur Trinkwassererwär-mung und Pelletöfen angesichts desgeringen Energiebedarfs von Passiv-häusern unverhältnismäßig. Die wirt-schaftliche Pointe des Konzeptes istdann nicht mehr gegeben und auch

der ökologische Vorteil gegen-über Niedrigenergiehäusern,die mit der gleichen Anla-gentechnik versorgt werdenkönnen, schwindet. Ansatz-punkte zur Lösung diesesProblem gibt es aber: Dieso genannten Kompakt-aggregate mit integriertenKleinstwärmepumpen weisenbereits gute Effizienzwerteauf. Die Entwicklung kleinergasbefeuerter Wärmeerzeu-

Auch wenn eine Lüftungsanlage zum Einsatz kommt, bedarf es einer Dunstabzugshaube,um die Kochdünste und insbesondere Fett aus der Luft herauszufiltern.

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ger wird vorangetrieben und könnte –zum Beispiel bei Nutzung von Biogas –die Primärenergiebilanz von Passiv-häusern bei guter Wirtschaftlichkeitweiter verbessern. Angesichts der vie-len Innovationsimpulse, die schon vonder Passivhausidee ausgingen, ist hierin Zukunft noch einiges zu erwarten.

Das Herzstück einer zentralen Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnungist der Wärmetauscher

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Passivhäuser

■ Auf Grund des niedrigen Heizwärmebedarfs kann in der Regel auf ein wasser-geführtes Heizsystem verzichtet werden.

■ Die Lüftung erfolgt über eine zentrale Zu- und Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung.

■ Der Restwärmebedarf wird über die Lüftungsanlage abgedeckt (zentrale Zuluft-erwärmung, seltener dezentral,über eine Kleinstwärmepumpe).

■ Zuluftführung in Aufenthalts-räumen (Wohn- und Schlaf-räume), Abluft aus Küche und Bädern.

■ Warmwasserbereitung zentral über eine Kleinst-wärmepumpe, evt. zusätzlich thermische Solaranlage.

Merkmale eines Passivhauses

■ Guter Wärmeschutz und Kompaktheit

■ Südorientierung und Verschattungsfreiheit

■ Superverglasung und Superfensterrahmen

■ Luftdichtigkeit des Gebäudes■ Passive Vorerwärmung der

Frischluft■ Hochwirksame Rückgewin-

nung der Wärme aus der Abluft

■ Erwärmung des Trink-wassers mit teilweise regenerativen Energien.

Anlageschema eines Passivhauses

62

Ratschläge für

die Umsetzung»

S e r v i c e

Geeignete Ansprechpartner ■ Wählen Sie Ihren Ansprechpartner

sorgfältig aus, holen Sie Referenzen ein!

■ Nutzen Sie auch die zum Teil regional vorhandenen, neutralen Beratungsangebote von Städten und Kommunen.

Kompetente PlanungDie Kompetenz und Bereitschaft IhresPlanungspartners, die Entwicklung ei-nes Energiekonzeptes schon in einemfrühen Stadium als wesentlichen Pla-nungsaspekt im Auge zu haben, kanneine erhebliche Kostenersparnis bewir-ken. Oftmals werden bei Altbaumodernisie-rung nicht alle Modernisierungsmaß-nahmen zeitgleich umgesetzt. Eineumfassende und detaillierte Beratungund die Erstellung eines Gesamtkon-zeptes mit der Planung der zeitlichenUmsetzung einzelner Maßnahmen sindin diesem Falle von besonderer Be-deutung. Wichtig ist zum Beispiel, dassInstandsetzungszyklen beachtet wer-den und spätere Maßnahmen pro-blemlos und ohne Zusatzkostenumgesetzt werden können.

EnergiepassWichtige Informationen und Entschei-dungshilfen für die Gebäudemoder-nisierung bietet Ihnen der EnergiepassHessen. Dieser Service wird für 75 Eu-ro von der Hessischen Energiespar-Ak-tion angeboten. Mit Hilfe eines Frage-bogens, den Sie unter www.hessische-energiespar-aktion.de aus dem Inter-net herunterladen können, lassen sichdie Einsparmöglichkeiten in IhremHaus ermitteln. Die benötigten DatenIhres Gebäudes tragen Sie selbst ein.Das Ausfüllen des Fragebogens dauertetwa ein bis zwei Stunden, eine Eigen-leistung, die sich lohnt, denn der„Energiepass Hessen“ ist eine gute und

verlässliche Entscheidungsgrundlagefür Ihre anstehende Gebäudemoderni-sierung.

Der „Energiepass Hessen“ beantwortetfolgende Fragen: ■ Welche Energiespartechniken sind

für mein Haus geeignet? ■ Wie hoch könnte die Einsparung

bei meinem Haus sein? ■ Welche Kosten würden durch die

Maßnahmen entstehen? ■ Wie hoch könnte mein

wirtschaftlicher Nutzen sein? ■ Welche Förderungen gibt es

für mich?

Vor-Ort-EnergieberatungVon noch höherer Qualität als derEnergiepass Hessen ist eine „Vor-Ort-Energieberatung“. Die „Vor-Ort-Ener-gieberatung“ durch qualifizierte Fach-leute führt zu einer differenzierten Be-standsaufnahme des Gebäudes, liefertwertvolle Hinweise über gesetzlicheGrundlagen, über bauphysikalischeNotwendigkeiten und über wirtschaftli-che Auswirkungen der verschiedenenSanierungsmaßnahmen. Die „Vor-Ort-Energieberatung“ wird vom Bundes-amt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrol-le (BAFA, siehe Adressenliste, Seite 64)gefördert.

Fördergelder beantragenDas Ergebnis der vom BAFA geförder-ten „Vor-Ort-Energieberatung“ zeigtzusätzlich auch Fördermöglichkeitenauf und dient häufig als Grundlage derBeantragung von Fördermitteln, zumBeispiel Förderkredite der KfW Förder-bank.Es existieren zahlreiche Förderpro-gramme für energetische Modernisie-rungen. In der Regel wird die Förde-rung aber nur gewährt, wenn mit demVorhaben noch nicht begonnen wur-de. Deshalb sollten Sie frühzeitig prü-

Im vorangegangenen Teil der

Broschüre wurden Ihnen vielfältige

Beispiele vorgestellt, die belegen,

dass sich durch eine gute Planung

Gebäude realisieren lassen, die

die Umwelt nur wenig belasten und

zugleich wirtschaftlich vernünftig sind.

Das gilt für Neubauten wie

für Gebäude aus dem Bestand.

Es wurde eine Vielzahl von

Möglichkeiten aufgezeigt,

wie die Wärmeversorgung von

Wohngebäuden in unscheinbaren

Details verbessert werden kann

und welche Möglichkeiten

der Wärmeerzeugung

für Wohngebäude

grundsätzlich gegeben sind.

Sie haben aber auch feststellen

können, dass mit der

Energieeinsparverordnung

als der wesentlichen

gesetzlichen Grundlage für den

energetischen Gebäudeentwurf

hohe Anforderungen an

eine verantwortungsvolle

integrale Planung gestellt sind.

Deshalb sollten Sie bei der

Sanierung von Altgebäuden oder

dem Bau eines neuen Hauses

folgende Ratschläge und

Vorgehensweise beachten:

63

fen, ob Fördermittel in Anspruch ge-nommen werden können.Eine Zusammenstellung der Bundes-und Landesprogramme finden Sie imInternet unter den Adressen www.energielandhessen.de sowiewww.energiefoerderung.info

Der Bürgerinformationsdienst BINE imFachinformationszentrum Karlsruhebietet eine Förderdatenbank mitNamen FISKUS als CD-ROM an. ZumTeil gewähren auch die Kommunenoder die örtlichen beziehungsweiseregionalen Energieversorgungsunter-nehmen Fördermittel. Erkundigen Siesich nach solchen Programmen bei Ih-rer Kommune.

Planungsinstrumente nutzenNoch immer erfolgen Entwurfsplanungund die Entwicklung eines Wärmever-sorgungskonzeptes für einen Neubauviel zu oft unabhängig von einander,oder der EnEV-Nachweis wird als lästi-ge Pflicht „im Vorübergehen erledigt“.Ein solcher „konventioneller“ Planungs-ablauf geht auf Ihre Kosten, lässt großeMöglichkeiten zur Einsparungen unge-nutzt bei den Investitionen selbst, abernatürlich auch bei den Folgekosten.Ein besonders energiesparendes Ge-bäude wie das KfW 60–Haus (Infoshierzu bei der dena) muss beispiels-weise keineswegs mehr kosten als einGebäude nach EnEV-Standard; eskann – bei intelligenter Planung – sogarweniger kosten, und es lässt sich deut-lich günstiger finanzieren und senktdie Betriebskosten.

ChecklistenBevor Sie kompetente Fachleute hinzu-ziehen, können Sie selbst in einem ers-ten Schritt ermitteln, wie Sie Ihr Sanie-rungs- oder Neubauvorhaben energe-tisch aufwerten und insbesondere einökologisch hochwertiges und wirt-

schaftlich günstiges Anlagenkonzeptverwirklichen können.Die beiliegende Checkliste ermöglicht Ih-nen festzustellen, was für Ihr Projekt gesetz-lich vorgeschrieben, technisch erforderlichund energetisch wünschenswert ist.

Informationen nutzenBitte machen Sie von den in diesem

Ratgeber zusammengetragenen An-schriften Gebrauch, etwa um techni-sche Fragen zu klären oder um IhreKenntnisse zu Finanzierung- und För-derungsmöglichkeiten zu aktualisieren,damit die notwendigen und wün-schenswerten Investitionen zurEnergieeinsparung auch kostengün-stig realisiert werden können.

Literatur zum Thema

Zu den Themen Wärmeversorgung und energetische Modernisierungstehen Ihnen zahlreiche Broschüren und Bücher zur Verfügung.Im Folgenden sollen einige Informationsquellen genannt werden.Diese Liste stellt selbstverständlich nur eine sehr kleine Auswahl dar.

Informationsblätter und Bücher zum Thema Wärmeversorgung, wie„Blockheizkraftwerke“, „Solare Wärme“, „Energieeffiziente Wohngebäude“Hrsg.: Fachinformationszentrum Karlsruhe,Gesellschaft für wissenschaftlich-technische Informationen mbH (BINE-Informationsdienst)Telefon: 02 28 – 92 37 90 Download unter: www.bine.info

„Energie sparen, Heizkosten senken - Ratgeber zur EnergetischenGebäudemodernisierung“ Hrsg.: Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und LandesentwicklungTelefon: 06 11 – 815-26 08Download unter: www.wirtschaft.hessen.de

„Ratgeber zur energetischen Gebäudemodernisierung“ Hrsg.: Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und LandesentwicklungTelefon: 06 11 – 815-29 54Download unter: www.wirtschaft.hessen.de siehe Veröffentlichungen/Broschüren

Broschüren wie Ratgeber: „Wärmeversorgung im Neubau“,„Energieverbrauch und CO2-Emmission: Heizsysteme im Niedrigenergiehaus“, „Kostenvergleich Warmwasserbereitung“Hrsg.: Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e. V. (ASUE), KaiserslauternTelefon: 06 31 – 3 60 90 70Download unter: www.asue.de

Broschüren wie „Gesundes Wohnen durch richtiges Lüften und Heizen“oder „Modernisierungsratgeber Energie“Hrsg.: Deutsche Energie Agentur GmbH (dena), BerlinTelefon: 0 30 – 72 61 65 60Download unter: www.deutsche-energie-agentur.de

64

Hier finden Sie eine Auswahl von Stellen, über die Sie

vielfältige weitergehende Informationen zum Thema

Wärmeversorgung und Energieeinsparung erhalten

können.

»

S e r v i c e

Informationen zu Förderungen

■ Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA)Telefon: 0 61 96 – 908-400E-Mail: energiesparberatung@bafa.bund.de, www.bafa.de

■ Förderdatenbank FISKUS und Internetübersicht von BINEwww.bine.info

■ Hessische Energiespar-AktionTelefon: 0 61 51 – 29 04 58www.hessische-energiesparaktion.de

■ KfW FörderbankInfo-Hotline: 0 18 01 – 33 55 77 www.kfw-foerderbank.de

■ Bundesweite Energie Hotline der Deutschen Energie Agentur (dena) kostenfreie Info-Hotline: 0 80 00 – 736-734www.deutsche-energie-agentur.de

■ Förderung des Landes Hessen (nur für Kommunen und Kirchen):LTH Landestreuhandstelle Hessen Herr Schneider, Herr BestTelefon: 0 69 - 91 32-26 52, -27 39

Informationen

■ Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umwelt-freundlichen Energieverbrauch e. V. (ASUE)www.asue.de

■ Handwerk in HessenHandwerkersuche unter: www.hessen.handwerk.de

■ hessenEnergie GmbHAnsprechpartner für Blockheizkraftwerke:Wulf HohmannTelefon: 06 11 – 746 23 22www.hessenENERGIE.de

■ Initiative Solarwärme Pluswww.wasserwaermeluft.de/kampagne4

■ Institut Wohnen und Umwelt, DarmstadtTelefon: 0 61 51 – 29 04 0www.iwu.de

■ Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e. V., KasselTelefon: 05 61 – 804 31 89www.zub-kassel.de

■ Gesellschaft für rationelle Energieverwendung e. V. (GRE),Tel. 030 - 3015644www.gre-online.de

■ Verbraucherzentralen Hessen e. V. Telefon: 069 – 9720100www.verbraucher.de

Verbände, Kammern, Innungen

■ Bundesverband Erneuerbare Energie e. V., PaderbornTelefon: 0 52 52 – 93 98 00 www.bee-ev.de

■ Landesinnungsverband Schornsteinfegerhandwerk Hessen Telefon: 0 66 22 – 60 63E-Mail: livhessen@t-online.dewww.schornsteinfeger-hessen.de

■ Verbraucherzentralen Hessen e. V.Telefon: 0 69 – 97 20 100www.verbraucher.de

■ Fachverband Sanitär-, Heizungs- Klimatechnik HessenTelefon: 06 41 – 9 74 37-0E-Mail: fachverband@shk-hessen.dewww.schornsteinfeger-hessen.de

■ Architektenkammer HessenTelefon: 0611 – 17380E-Mail: info@akh.de, www.AKH.de

■ Ingenieurkammer HessenTelefon: 0611 – 97457-0E-Mail: info@ingkh.de, www.ingkh.de

■ Fachverband Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik HessenTelefon: 0641 - 97437-0E-Mail: fachverband@shk-hessen@de, www.shk-hessen.de

Listen mit Energieberatern

■ Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle BAFATelefon: 06196 - 908-403 E-Mail: solar@bafa.de, www.bafa.de

■ Hessische Energiespar-Aktionwww.hessische-energiesparaktion.de

S e r v i c e

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Notizen

I m p r e s s u m

Herausgeber:

Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung

Abteilung VI – Bauwesen, Städtebau, Wohnungswesen

Kaiser-Friedrich-Ring 7565185 WiesbadenTelefon: 06 11 – 815-20 26info@hmwvl.hessen.de www.wirtschaft.hessen.de

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e. V., Kassel

In Zusammenarbeit mit

RedaktionBrigitte SchneiderGabriele PurperGerhard SkoruppaHessisches Ministerium für Wirtschaft,Verkehr und LandesentwicklungTelefon 06 11 - 815 - 29 54

TextDr. Rolf-Michael Lüking, Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e. V., Kassel;Thomas Pursche, hessenENERGIE GmbH

GestaltungDiplom-Designerin Dorota Wojcicki-Wehnert, Wiesbaden

Fotos und GrafikenKarl Ernst Ambrosch, Purgstall/Österreich; Argus, Bernd Arnold/VISUM; Buderus Heiztechnik GmbH; Preisträger;Referat VI 2; SenerTec; Vaillant; Viessmann Werke GmbH & Co;WERU AG; Peter Widmann

DruckA. Bernecker GmbH & Co. Druckerei

KG,Melsungen

2. überarbeitete Auflage im November 2006

Anmerkungen zur Verwendung

Diese Druckschrift wird im Rahmen derÖffent-

lichkeitsarbeit der Hessischen Landesregierung

herausgegeben. Sie darf weder von Parteien noch

von Wahlbewerbern oder Wahlhelfern während ei-

nes Wahlkampfes zum Zwecke der Wahlwerbung

verwendet werden. Dies gilt für Landtags-, Bundes-

tags- und Kommunalwahlen. Missbräuchlich ist ins-

besondere die Verteilung auf Wahlkampfveranstal-

tungen, an Informationsständen der Parteien sowie

das Einlegen, Aufdrucken oder Aufkleben partei-

politischer Informationen oder Werbemittel.

Untersagt ist gleichfalls die Weitergabe an

Dritte zum Zwecke der Wahlwerbung. Auch

ohne zeitlichen Bezug zu einer bevorstehenden

Wahl darf die Druckschrift nicht in einer Weise

verwendet werden, die als Parteinahme der Lan-

desregierung zu Gunsten einzelner politischer

Gruppen verstanden werden könnte.

Die genannten Beschränkungen gelten unab-

hängig davon, wann, auf welchem Weg und in

welcher Anzahl diese Druckschrift dem Empfän-

ger zugegangen ist. Den Parteien ist es jedoch

gestattet, die Druckschrift zur Unterrichtung ihrer

eigenen Mitglieder zu verwenden.

Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung

Effiziente Wärmeversorgung Ratgeber für Eigentümer von Wohngebäuden

Das 10-Liter-Haus in Hessen –

aus Altbauten werden

behagliche Energiesparhäuser.

Der Hessen-Standard:

Hessisches Ministerium

für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung

Abteilung VI – Bauwesen, Städtebau, Wohnungswesen

Kaiser-Friedrich-Ring 7565185 Wiesbadeninfo@hmwvl.hessen.de www.wirtschaft.hessen.de

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