Fachreihe - zgrebski.de · 4 1 Einleitung Bild 1: Entwicklung der CO 2-Emission in Deutschland (Quelle: DIW) 1.1 Zielsetzung der Fachreihe Ziel der vorliegenden Fachreihe ist

EnEV

Die Energie-Einsparverordnung

Fachreihe

EnEV

2

Mit Hilfe der Energie-Einsparverord-nung soll der Energiebedarf von Gebäuden und damit auch die CO2-Emission nachhaltig gesenkt werden.

Inhaltsverzeichnis

3

1 Einleitung1.1 Zielsetzung der Fachreihe1.2 Zweck der EnEV1.2.1 CO2-Emission1.2.2 Aufteilung des Endenergieverbrauchs

2 Grundlagen2.1 Primärenergiebedarf als Grundgedanke 2.2 Die wichtigsten Kenngrößen eines Gebäudes2.2.1 Das A/Ve-Verhältnis und die Nutzfläche AN2.2.2 Primärenergiebedarf qP2.2.3 Transmissionswärmeverlust HT´2.3 Zusammenhang von EnEV und den DIN-Normen2.3.1 Heizwärmebedarf qh gemäß DIN V 4108 T 6 für die Bauphysik2.3.2 Anlagenaufwandszahl eP gemäß DIN V 4701 T 10 2.4 Die Berechnung der Anlagenaufwandszahl ep2.4.1 Das Diagrammverfahren2.4.2 Das Tabellenverfahren2.4.3 Detailliertes Verfahren2.5 Der Berechnungsweg für den Primärenergienachweis –

6 Schritte zum Ergebnis

3 Auswirkungen der EnEV auf die gesamtheitliche Gebäudeplanung3.1 Zusammenhang von Anlagentechnik und Bauphysik3.2 Vergleich der Investitionen3.3 Jahreskosten

4 Anlagentechnik für die EnEV4.1 Einfluss des Aufstellortes4.1.1 Raumluftunabhängige Betriebsweise4.1.2 Aufstellungsort in größeren Gebäuden4.2 Niedertemperaturtechnik 4.3 Brennwerttechnik 4.3.1 Vitotec Gas-Brennwertgeräte 4.3.2 Öl-Brennwertkessel4.4 Wärmepumpen ohne Primärenergienachweis 4.4.1 Wärmequelleneinfluss auf die Anlagenaufwandszahl4.4.2 Dezentral elektrische Trinkwassererwärmung4.5 Trinkwassererwärmung4.5.1 Solare Trinkwassererwärmung 4.5.2 Zirkulation 4.5.3 Speicher-Wassererwärmer oder Kombi-Wasserheizer?4.6 Wärmeerzeugung im Mehrfamilienhaus: zentral oder dezentral? 4.7 Mehrkesselanlage – ja oder nein?4.8 Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung4.9 Holzverbrennung4.10 Norm-, BDH oder Produktkennwerte?4.11 Systemkomponenten4.12 Das Wichtigste aus der Bauphysik für die EnEV4.13 Die EnEV im Gebäudebestand4.13.1 Der Bestand: Das größte Energieeinsparpotenzial4.13.2 Nachrüstverpflichtungen und Ausnahmen

5 Umsetzung der EnEV5.1 Energiebedarfsausweis5.1.1 Nachweise auch für den Bestand 5.1.2 Rechtliche Konsequenzen des Energiebedarfsausweises 5.2 Das Fachhandwerk und die Unternehmererklärung5.3 Richtlinie 202/91/EG über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden5.4 Softwarehilfen5.4.1 Herstellerspezifische Produktkennwerte 5.4.2 Informationen im Internet

6 Zusammenfassung

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4

1 Einleitung

Bild 1: Entwicklung der CO2-Emission in Deutschland (Quelle: DIW)

1.1 Zielsetzung der Fachreihe

Ziel der vorliegenden Fachreihe istes, grundlegende Zusammenhängeund Rechenverfahren der Energie-Einsparverordnung (EnEV) vorzustel-len und zu erläutern. Nachfolgendwerden im Detail verschiedene an-lagentechnische Möglichkeiten an-hand von Beispielen bewertet, umArchitekten, Planern und Fachhand-werkern Hilfestellung bei der Aus-wahl einer geeigneten Anlagentech-nik zu geben.

1.2 Zweck der EnEV

Die Energie-Einsparverordnung solleinen Beitrag dazu leisten, die selbstauferlegte Verpflichtung Deutsch-lands einzuhalten, bis zum Jahr 2005gegenüber dem Stand von 1990 25% CO2 weniger zu emittieren.

Wie Bild 1 zu entnehmen ist, befindetsich die Bundesrepublik zwar aufdem richtigen Wege, ist von dem er-klärten Ziel aber noch weit entfernt.Nach einer deutlichen ReduzierungAnfang der 90er Jahre konnten inden letzten Jahren kaum weitereEinsparungen erzielt werden.

1.2.1 CO2-Emission

Deshalb werden auf politischer Ebene erhebliche Anstrengungen unternommen, alle Bereiche auszu-schöpfen, in denen eine weitere Reduzierung der CO2-Emission möglich ist.

Betrachtet man die bereits erreichteEinsparung von CO2-Emissionen füreinzelne Bereiche, so wird deutlich,dass die Industrie ihr „Soll“ mit über30% Einsparung mehr als erfüllt hat.Ursache ist allerdings im Wesent-lichen der Einbruch der ostdeutschenIndustrie nach der Wiedervereini-gung Anfang der 90er Jahre.

Auch die Energiewirtschaft hat be-reits erhebliche Einsparpotenzialeausgeschöpft (Bild 2).

1990 1995 2000 2005

Jahr

700

800

900

1000

1010

945

893

918

896 877

870

869

866

848

856

853

851

CO

2-E

mis

sio

n [

Mio

.t/a

]

20

04

err

eic

ht

25

% R

ed

uzie

run

g

(Se

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flic

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ng

)

2010 2012

835

21

% R

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run

g

(Ky

oto

)

Bild 2: CO2-Emissionsminderung verschiedener Bereiche (Quelle: Energie Daten 2002 – BMWI)

Industrie Kraft- und

Heizwerke

Verkehr Haushalte

– 40

– 30

– 20

– 10

0

10

20

CO

2-E

mis

sio

n in

Deu

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lan

d

Verä

nd

eru

ng

geg

en

üb

er

1990

bis

1998 [

%]

– 29,5%

– 18%

11%

– 2%

5

Einleitung

Bild 3: Aufteilung des Endenergieverbrauchs (Quelle: Energie Daten 2000 – BMWI)

Summe der "Privaten" Wärme = 27%

Industrie und Handel 42%

Verkehr 28%

Hausgeräte 2,5%

Licht 0,5%

Warmwasser 5%

Öl-Heizung 8%

Gas-Heizung 10%

Sonst. Heizenergie 4%

Bild 4: Energie-Umwandlungskette

VITOCROSSAL 300

Primärenergiebedarf(einschl. Förderung, Veredelung, Transport der Energieträger)

HeizAnlV

Umsetzung der Energiein Heizwärme

WSchV95

Beheizung des Gebäudes

Einsparung durchWirkungsgradverbesserung

Einsparung durchWärmedämmung

Heizenergie-bedarf

Heizwärme-bedarf

Speziell im Bereich „Verkehr“ ist allerdings gegenüber 1990 ein erheb-licher Anstieg der CO2-Emissionen zu verzeichnen. Auch die Emissionenprivater Haushalte konnten nur ge-ringfügig reduziert werden. Folge-richtig ist es deshalb, in diesem Be-reich durch entsprechende Maßnah-men die Einsparpotenziale mehr alsbisher auszuschöpfen.

1.2.2 Aufteilung des Endenergie-

verbrauchs

Die Aufteilung des Endenergiebe-darfs in Deutschland zeigt, dass dieHaushalte einen erheblichen Anteilausmachen. Mehr als ein Viertel dergesamten Endenergie wird in denHaushalten verbraucht. Schlüsselt man diesen privaten Verbrauch weiterauf, so ergibt sich ein überraschendesBild. Auf den gesamten Endenergie-verbrauch bezogen, haben privateElektrogeräte nur einen Anteil von3%. Der restliche private Endenergie-bedarf von 27% teilt sich auf die Heizung und Trinkwassererwärmungauf (Bild 3).

Wenn also fossile Brennstoffe unddamit CO2-Emissionen in privatenHaushalten eingespart werden kön-nen, dann in erster Linie durch eineReduzierung des Energiebedarfs fürHeizung und Trinkwassererwärmung.Die EnEV stellt ein Werkzeug dar, dieses Potenzial zur Energieein-sparung nutzbar zu machen.

Mit der Energie-Einsparverordnung(EnEV), die am 01.02.2002 in Kraftgetreten ist, wurden die Wärme-schutz-Verordnung (WSchV95) unddie Heizungsanlagen-Verordnung(HeizAnlV) abgelöst (Bild 4).

6

2 Grundlagen

2.1 Primärenergiebedarf als Grund-

gedanke

Nun ist nicht mehr der Heizwärmebe-darf, sondern der maximal zulässigePrimärenergiebedarf, der für die Gebäudebeheizung und -belüftungsowie für die Trinkwassererwärmungerforderlich ist, per Verordnung begrenzt. Bei dieser Betrachtungfließen sowohl Gebäude-Wärme-dämm- als auch anlagentechnischeMaßnahmen ein.

Damit bietet die EnEV den neuen Ansatz, Bauphysik und Heizungsan-lagentechnik (einschließlich Lüftungund Trinkwassererwärmung) nichtmehr getrennt, sondern gemeinsamzu betrachten: Der Primärenergiebe-darf qP kann auch in einem wenigergut wärmegedämmten Haus unterdem zulässigen Grenzwert qP,zul ge-halten werden, wenn die entspre-chende effiziente Anlagentechnik(kleine Anlagenaufwandszahl eP) ge-wählt wird. Andererseits kann einsehr gut wärmegedämmtes Haus(geringer Heizwärmebedarf qh) miteiner einfacheren Anlagentechnikausgestattet werden (Bild 5).

2.2 Die wichtigsten Kenngrößen

eines Gebäudes

Im Rahmen der EnEV erhalten TGA-Planer und Architekt gemeinsam eingroßes Maß an Freiheit, die energeti-sche Qualität eines Gebäudes sicher-zustellen. Als maßgebliche Größendienen nur der PrimärenergiebedarfqP,zul und der maximal zulässigeTransmissionswärmeverlust HT´. Beide Werte sind in Tabellen inner-halb der EnEV vorgegeben undbenötigen nur wenige zusätzlicheAngaben, um sie festzulegen.

2.2.1 Das A/Ve-Verhältnis und die

Nutzfläche AN

Die A/Ve-Kennzahl stellt das Verhält-nis von äußerer GebäudehüllflächeA, (also Außenwände + Kellerdecke +Dachfläche bzw. oberste Geschoss-decke) und dem davon eingeschlos-senen beheizten Gebäudevolumen

(umbauter Raum) Ve dar. Je kompak-ter ein Gebäude ist, desto kleinerwird A/Ve.

Einen Überblick über gängige Wertebietet Bild 8.

Die Nutzfläche AN ergibt sich ausdem umbauten Volumen Ve nach derFormel (1)

AN = 0,32 · Ve (1)

und ist nicht immer identisch mit derrealen beheizten Wohnfläche. In derRegel ist die wirkliche Wohnfläche etwa 20% kleiner.

2.2.2 Primärenergiebedarf qP

Abhängig von den oben genanntenGebäudekennwerten ergibt sich ausder EnEV ein maximal zulässigerPrimärenergiebedarf qP,zul. DieserqP,zul-Wert darf nicht überschrittenwerden und stellt somit die Basis für

Bild 5: Zulässiger Primärenergiebedarf und die Variationsmöglichkeiten von Anlagen- und Gebäudetechnik (schematisch)

50

100

150

0,2 1,05

Pri

märe

nerg

ieb

ed

arf

[kW

h/(

m2

· a)]

Kompaktheitsgrad A/Ve

=

Gebäude

und

Anlage

Gesamtenergiebedarf Hoher Standard Niedriger Standard

Alternativen

Anlage

Gebäude

die Arbeit des TGA-Planers und desArchitekten dar. Ihnen ist es jetztüberlassen, durch Kombination bau-physikalischer und heiztechnischerMaßnahmen eine Bauausführungzu erarbeiten, deren Primärenergie-bedarf für die Wärmeerzeugung unter diesem Grenzwert bleibt.

Der maximal zulässige Primärener-giebedarf qP,zul ergibt sich aus einerFormel in der EnEV, die sich am A/Ve-Verhältnis orientiert (Bild 6).

Zusätzlich ist ein Glied in die Formel(2) aufgenommen, das mit Hilfe derNutzfläche AN den Primärenergiebe-darf für die Trinkwassererwärmungberücksichtigt. Aufgrund dieses nutz-flächenabhängigen Terms entsteht in Abhängigkeit von A/Ve keine festeAbhängigkeit (Linie), sondern ein etwas breiteres Abhängigkeitsband.

7

Grundlagen

Für Wohngebäude mit zentralerTrinkwassererwärmung gilt:

qP,zul = 50,94 + 75,29 · A/Ve + 2600/ (100 + AN)

[kWh/(m2·a)] (2)

Für die Ermittlung des tatsächlichenPrimärenergiebedarfs dienen die DIN V 4701 Teil 10 und die DIN 4108Teil 6. Es können verschiedene Berechnungsverfahren eingesetztwerden:

– Für vorgegebene Anlagenschema-ta bietet die Norm in Abhängigkeitvon der Nutzfläche AN und demspezifischen Heizwärmebedarf qh(ermittelt nach DIN V 4108 Teil 6)Diagramme, aus denen die Auf-wandszahlen abgeleitet werdenkönnen (siehe Kapitel 2.4.1).

– Die Norm gibt Standardwerte vor,die für verschiedene Wärmeerzeu-ger und andere Komponenten denjeweils unteren Marktdurchschnittdarstellen. Die Werte sind in Ab-hängigkeit von der Nutzfläche ANangegeben. Mit Hilfe von Tabellenwerden so für alle Anlagenkompo-nenten (Wärmeerzeuger, Verteil-system, Wärmeabgabe, Trinkwas-sererwärmung, Zirkulation, Hilfs-energien usw.) Aufwandszahlenabgelesen und in einem Formblattverknüpft. Dieses Verfahren wird in Kapitel 2.4.2 für eine Beispiel-rechnung genutzt.

– Soweit vorhanden können auchherstellerbezogene Produktkenn-werte genutzt werden. Dies erfor-dert dann eine detaillierte Berech-nung. Allerdings können dadurchbeim Einsatz entsprechender An-lagenkomponenten günstigere Anlagen-Aufwandszahlen erreichtwerden (siehe Kapitel 2.4.3).

Auf Betreiben der Elektroindustriewurde deshalb der zulässige Primär-energiebedarf gegenüber der nicht-elektrischen Trinkwassererwärmungangehoben, um Nachteile für den„Brennstoff” Strom auszugleichen. Für Wohngebäude mit überwiegendelektrischer Trinkwassererwärmungwurde dazu eine zusätzliche Berech-nungsformel in die EnEV aufgenom-men (3).

Für Wohngebäude mit überwiegendelektrischer Trinkwassererwärmunggilt:

qP,zul = 72,94 + 75,29 · A/Ve

[kWh/(m2·a)] (3)

160

140

120

100

80

60

40Zu

lässig

er

Pri

mä

ren

erg

ieb

ed

arf

qp

,zu

l [k

Wh

/(m

2 ·

a)]

0 0,4 0,8 1,2

152

143

88

66

Kompaktheitsgrad A/Ve [1/m]

Heizen und zentraleWarmwasserbereitung

Heizen und über-wiegend elektrischeWarmwasserbereitung

1,0

Ausnahme für die elektrische Trink-

wassererwärmung

Strom wird bei seiner Erzeugung ausPrimärenergie (im Kraftwerk) seitensder EnEV mit dem Primärenergie-Umwandlungsfaktor 3 belegt, wasdem durchschnittlichen Kraftwerks-Wirkungsgrad von 34% entspricht.Im Vergleich dazu werden Erdgasund Erdöl mit 1,1 bewertet. Dadurchschlägt die Verwendung der Enden-ergie „Strom” primärenergetischsehr stark zu Buche, was Wettbe-werbsnachteile für elektrische Heiß-wassergeräte bedeutet hätte.

Bild 6: Anforderungsniveau an den Primärenergiebedarf für Wohngebäude

Grundlagen

Spezifischer Transmissionswärme-verlust für Wohngebäude:

HT´ = 0,3 + 0,15 · Ve / A

[W/(m·K)] (4)

HT´ entspricht etwa dem bisher be-kannten mittleren k-Wert. Er kanndurch normale Baustandards leichteingehalten werden.

HT´ stellt damit praktisch keine Ein-schränkung der Gestaltungsmöglich-keiten des Architekten dar und wirdin der Regel vom Architekten oderBauingenieur nachgewiesen.Der Wärmeschutz des Gebäudesmuss den anerkannten Regeln derTechnik entsprechen, konkrete Wertefür einzelne Bauteile schreibt dieEnEV im Neubau nicht vor.

Bild 8 zeigt beispielhaft einige sichaus der EnEV ergebende Werte.

Bild 7: Nebenbedingung: Transmissionswärmeverlust

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0Zu

lässig

er Tra

nsm

issio

nsw

ärm

everl

ust

(k-W

ert

)

HT' [W

/(m

2 ·

K)]

0 0,4 0,8 1,2

Kompaktheitsgrad A/Ve [1/m]

1,05

0,44

Bild 8: Typische Werte für Einfamilien-, Reihen- und Mehrfamilienhäuser

A/Ve[1/m]

AN[m2]

qp,max[kWh/(m2 · a)]elektr. TW

qp,max[kWh/(m2 · a)]

HT´max[W/(m2 · K)]

1,0 150 148 137 0,45

0,7 360 126 110 0,51

0,5 1000 111 91 0,60

8

Ausnahme für elektrische Speicher-

heizung

Eine entsprechende Ausnahmeregelwurde aus gleichen Gründen auchfür den Einbau elektrischer Speicher-heizungen vereinbart. Auch hier würde der geringe Wirkungsgrad der Primärenergieumwandlung (Öl,Gas, Kohle) in Strom und der darausresultierende Umwandlungsfaktor 3zu einem faktischen Ausschluss derStromheizung vom Markt führen.Deshalb wurde vereinbart, für Speicherheizungen, die in Verbin-dung mit einer Lüftungsanlage mitWärmerückgewinnung betriebenwerden, den Primärenergie-Um-wandlungsfaktor von 3 auf 2 herab-zusetzen. Diese Regelung gilt bis31.01.2010.

Ausnahme für monolithische Außen-

wandkonstruktion

Auch für die Verwendung von Zie-geln (monolithische Außenwand)wurde eine Ausnahmeregel getrof-fen: Bis 31.01.2007 darf der Primär-energiebedarf entsprechend erstell-ter Ein- und Zweifamilienhäuser denzulässigen qP-Wert um bis zu 3%überschreiten. Diese Regel gilt nurfür Ein- und Zweifamilienwohnhäu-ser, die mit Niedertemperatur-Heiz-kesseln und einer Systemtemperaturgrößer 55/45°C beheizt werden. Diese Ausnahmeregelung sorgt da-für, dass im privaten Eigenheimbauauch weiterhin Gebäude mit Ziegel-wänden ohne zusätzliche Wärme-dämm-Maßnahmen wettbewerbs-fähig gebaut werden können.

2.2.3 Spezifischer Transmissions-

wärmeverlust HT´

Neben der Festlegung des maximalzulässigen Primärenergiebedarfesgilt lediglich eine weitere Einschrän-kung, häufig als Nebenbedingungbezeichnet: Der maximale spezifischeTransmissionswärmeverlust (HT´ )(Bild 7) über die Gebäudehülle istdurch die EnEV geregelt (4):

9

Grundlagen

2.3 Zusammenhang von EnEV und

den DIN-Normen

Während die EnEV lediglich die Rah-menbedingungen des Primärenergie-bedarfes festlegt, sind die eigent-lichen Berechnungsvorschriften fürden Heizwärmebedarf (also die Wärmedämmung und Luftdichtigkeitdes Gebäudes) sowie für die Effizienzder Anlagentechnik (Anlagenauf-wandszahl) in den beiden begleiten-den Normen festgelegt. Die DIN V4701 Teil 10, die die Berechnungs-grundlagen für die Anlagentechnikschafft, sowie die entsprechende Regel für die Bauphysik, die DIN V4108 Teil 6, liegen als Vornormen vor (Bild 9).

Die Verknüpfung von Jahres-Heiz-wärmebedarf und Anlagenaufwands-zahl ergibt sich aus folgender Glei-chung:

qp = eP · (qh + qtw)

(Bild 10).

Der Jahres-Heizwärmebedarf ergibtsich aus der begleitenden DIN V 4108Teil 6, die Anlagenaufwandszahl ePaus der DIN V 4701 Teil 10. Der Trinkwasserwärmebedarf ist in der EnEV als Pauschalwert mit12,5 kWh/(m2·a) (bezogen auf dieGebäudenutzfläche) festgelegt, umaufwändige Dimensionierungsrech-nungen zu vermeiden.

2.3.1 Heizwärmebedarf qh gemäß

DIN V 4108 T 6 für die Bauphysik

Die DIN V 4108 Teil 6 regelt analogzur außer Kraft gesetzten Wärme-schutz-Verordnung die Berechnungdes Jahres-Heizwärmebedarfs desGebäudes. Hierzu werden alternativzwei Rechenvarianten angeboten:das Monats- und das Heizperioden-Bilanzverfahren. Beide Verfahren bilanzieren die Wärmeverluste(Transmission und Lüftung) sowiedie Gewinne (solare und interne) ineinem bestimmten Zeitraum.

EnEV

Festlegungmax. Primärenergiebedarf

qP < qP,max

DIN V 4108-6

BerechnungBauphysik

Jahres-Heizwärmebedarfqh

DIN V 4701-10

BerechnungAnlagentechnik

Anlagen-Aufwandszahlep

gleiche Randbedingungen



qp = ep · (qh + qtw)

Bild 9: Zusammenspiel von EnEV und begleitenden Normen

Bild 10: Die „EnEV-Gleichung“

qP = eP · (qh + qtw) [kWh/(m2 · a)]

Jahres-Primär-energie-bedarf

Anlagenauf-wandszahl

Trinkwasser-wärme-bedarf

EnEV

DIN V4701 T10

DIN V4108 T6

EnEV

Jahres-Heiz-wärme-bedarf

10

Grundlagen

Trinkwassererwärmung

Gebäudeheizung

Lüftung

Erzeugungs-

verluste

(Förderung,Raffinerie,Transport)

End-

energie

Anlagen-

verluste

Primär-

energie

Nutz-

wärme

Anlagenverluste bei der Trinkwasserer-wärmung, die als Heizwärmegewinngenutzt werden (z.B. Wärmeabstrahlung der innerhalb der beheizten Gebäude-hülle verlegten Rohre).

Heizwärmebeitrag derWohnungslüftung

qTW,P qTW

qtw

qhqH,P qH

qL,PqL

qh,L

qh,TW

Bild 11: Umwandlungsketten für Lüftung, Trinkwassererwärmung und Heizung

Monatsbilanzverfahren

Das Monatsbilanzverfahren ist für alle Gebäude anwendbar und liefertdie genauesten Ergebnisse. Bei-spielsweise kann der Einfluss vonHeizungsunterbrechungen währendder Sommermonate berücksichtigtwerden. Klimadaten werden dabeimonatsweise einbezogen. Daraus ergibt sich eine standort- und klima-bezogene Ermittlung der Heiztage-anzahl. Wird das Monatsbilanzver-fahren angewendet, so muss für dieAnlagentechnik eine ausführliche Berechnung nach Abschnitt 5 derDIN V 4701 T 10 durchgeführt werden. Eine Anwendung des Dia-gramm- oder Tabellenverfahrens istdann unzulässig.

Heizperiodenbilanzverfahren

(vereinfachtes Verfahren)

Beim Heizperiodenbilanzverfahrenwird mit einer festgelegten Heiztage-anzahl von 185 Tagen gerechnet. Dieses vereinfachte Verfahren ist nurfür Gebäude zulässig, die überwie-gend zu Wohnzwecken genutzt werden. Eine Berücksichtigung vonstandort- oder klimabezogenen Daten ist nicht möglich. Wichtig ist,dass bei Anwendung des vereinfach-ten Verfahrens grundsätzlich der Ein-fluss von Wärmebrücken mit demFaktor 0,05 berücksichtig wird. Einpauschaler Ansatz mit dem Faktor0,1 ohne Verwendung des Wärme-brückenkataloges nach DIN 4108Blatt 2 ist beim vereinfachten Ver-fahren nicht zulässig (siehe auch Kapitel 4.12).

2.3.2 Anlagenaufwandszahl ePgemäß DIN V 4701 T 10

Die primärenergetische Anlagenauf-wandskennzahl ep setzt sich verein-facht dargestellt zusammen aus derAufwandszahl für den Wärmeerzeu-ger (Umwandlung von Endenergie inWärme) eg und dem Primärenergie-faktor für die verwendete Energieart(Umwandlung der Primärenergie inEndenergie) fP. Zusätzlich gehen dieVerluste der Wärmeübertragungs-

kette (Speicherverluste, Leitungsver-luste, Übergabeverluste) sowie dienotwendigen Hilfsenergien (Stromzum Betrieb von Pumpen, Brenner,Regelungen) in die Anlagenauf-wandszahl ein.

Der Berechnungsgang für die An-lagentechnik ergibt sich aus DIN V4701 Teil 10. Ziel aller Rechnungenist es, am Ende für eine definierteAnlage und ein vorher bestimmtesGebäude eine AnlagenaufwandszahleP zu ermitteln, die das Verhältnisvon aufgenommener Primärenergiezu abgegebener Nutzwärme be-schreibt. Damit ergibt sich eineKennzahl eP, die den Vergleich unter-schiedlicher Anlagentechniken mit-einander ermöglicht.

Getrennte Betrachtung für Heizung,

Trinkwassererwärmung und Lüftung

Die Anlagenaufwandszahl eP beziehtsich allerdings nicht nur auf die Ge-bäudebeheizung, sondern auch aufTrinkwassererwärmung und Lüftung.

Die Bereiche „Lüftung” und „Trink-wassererwärmung“ werden deshalbanalog betrachtet.

Nutzung von Verlusten bei der Trink-

wassererwärmung für Heizzwecke

Beachtet werden muss, dass Wärme-verluste, die bei der Trinkwasser-erwärmung und der Lüftung auftre-ten, teilweise der Heizwärme zugute kommen. Deshalb wird bei den Be-rechnungen grundsätzlich mit derTrinkwassererwärmung und, soweitvorhanden, mit der Lüftung begon-nen, um die entsprechenden Wärme-gutschriften bei der abschließendenBerechnung der Heizung zu kennen(Bild 11).

Auf die Berechnungsverfahren wirdim Kapitel 2.4 im Detail eingegangen.

Grundlagen

11

Bild 12 zeigt die auf Basis der DIN V4701 Teil 10 berechnete Umwand-lungskette für ein Einfamilienwohn-haus mit einem Niedertemperatur-Gas-Heizkessel. Es wird deutlich,dass im Vergleich zu der an die Räume abgegebenen Heizwärme ein 50% höherer Primärenergieauf-wand besteht.

Die Berechnung erfolgte mit Stan-dardwerten der Norm für die einzel-nen Komponenten. Nach dieser Be-rechnung verursacht allein der Heiz-kessel einen Verlust von etwa 10%des gesamten Primärenergiebedarfs. Durch die Auswahl einer hochwerti-geren Anlagentechnik kann dieserVerlust – auch bei dem Rechennach-weis nach EnEV und entsprechendim Energiebedarfsausweis – aller-dings erheblich gesenkt werden.

Einbeziehung der elektrischen

Hilfsenergie

Bei der EnEV bzw. der DIN V 4701T10 werden erstmals auch die zumBetrieb der einzelnen Anlagenkom-ponenten notwendigen Hilfsenergienin die Energiebilanz mit einbezogen.Beim Wärmeerzeuger ist dies dieelektrische Energie für Regelung, Gebläse und Brenner (Bild 13). Bei der Wärmeverteilung geht derStrom für die Heizkreispumpe ein.Analog dazu sind die Ventilatoren beider Lüftung und Zirkulationspumpenbei der Trinkwassererwärmung zuberücksichtigen.

Da der elektrische Strom, wie bereitserwähnt, bei der Erzeugung aus derPrimärenergie mit dem Faktor 3 bewertet wird, resultieren aus derelektrischen Hilfsenergieaufnahmedurchaus beachtliche Primärenergie-anteile (siehe auch Bild 12).

Alle Werte in kWh/(m2 • a), aus Berechnungsbeispiel der DIN V 4701 T 10 für Gas-NT-Kessel (70/55 °C), EFH mit 244 m2, Wärmeerzeugung und -verteilung außerhalb der thermischen Hülle. Die Verluste der Wärmeerzeugung und -verteilung können bei Installation innerhalb der thermischen Hülle zum Teil genutzt werden.

Wärme Wärme WärmeErdgas insHaus Erzeugung Verteilung Übergabe

Verluste3,3kWh/(m2 · a)

6,6kWh/(m2 · a)

10kWh/(m2 · a)

89,2kWh/(m2 · a)

98,1kWh/(m2 · a)

102,9

kWh/(m2 · a)

4,8kWh/(m2 · a)

1,6kWh/(m2 · a)

69,3

kWh/(m2

• a)

1,1kWh/(m2 · a) Hilfsenergie

0,5

kWh/(m2 · a)Strom

Primär-energie

Bild 12: Umwandlungskette nach DIN V 4701 Teil 10 für ein Einfamilienwohnhaus

Bild 13: Viessmann Heiztechnik ist Systemtechnik

Grundlagen

12

2.4 Die Berechnung der Anlagen-

aufwandszahl ep

Für die Ermittlung der Anlagenauf-wandszahl dient die DIN V 4701 Teil 10. Es können drei verschiedeneBerechnungsverfahren eingesetzt werden (Bild 14).

2.4.1 Das Diagrammverfahren

Um den Planern bei der Anlagenaus-wahl die Arbeit zu erleichtern, gebendie DIN V 4701 Teil 10 sowie das Bei-blatt 1 zur Norm für ausgewählte An-lagenschemata in Abhängigkeit vonder Nutzfläche AN und dem Heizwär-mebedarf qh Diagramme vor, aus denen die Anlagenaufwandszahl ep(einschließlich aller Verluste) direktabgelesen werden kann. In Bild 15 ist ein Beispiel für ein Gebäude mit150 m2 Nutzfläche und einem Heiz-wärmebedarf von 70 kWh/(m2·a) eingezeichnet. Aus dem Diagrammergibt sich direkt eine Anlagenauf-wandszahl eP von 1,73. Dieser Wertgilt für einen Niedertemperatur-Heiz-kessel (70/55°C) mit zentraler Trink-wassererwärmung (mit Zirkulation),beides außerhalb der thermischenHülle aufgestellt, sowie außerhalbder thermischen Hülle verlegte hori-zontale und innerhalb installierte vertikale Verteilung mit Radiatoren-heizkörpern und Thermostatventilen(Xp = 1 K).

Das Ergebnis gilt ausschließlich fürdie oben beschriebene Anlage. Neben den Komponenten sind auchdie Systemtemperatur, die Verlege-art der Verteilleitungen etc. vorge-geben und können nicht frei gewähltwerden.

Die in Diagrammen erfassten 71Anlagenschemen decken zwar viele Anwendungen ab, aber es sind nichtalle denkbaren Anlagenkonfiguratio-nen hinterlegt.

qp = (q

h + q

tw) · e

p

ep

DIN V 4701-10

Energetische Bewertung der geplanten Anlage(Anlagenaufwandszahl ep)

Anlagentechnikverzeichnet?

Anlagentechnik mitNormkennwerten

Diagramm-verfahren

Tabellen-verfahren

DetailliertesVerfahren

Formblätter

ja nein

ja nein

Bild 14: Berechnungsverfahren nach DIN V 4701 Teil 10

100 1000

Beheizte Nutzfläche AN

[m2]

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

An

lag

en

-Au

fwan

dszah

l e

p

qh = 40 kWh/(m2 · a)

qh = 50 kWh/(m2 · a)

qh = 60 kWh/(m2 · a)

qh = 70 kWh/(m2 · a)

qh = 80 kWh/(m2 · a)

qh = 90 kWh/(m2 · a)

10000500 5000200150

1,73

Niedertemperatur-Heizkessel (70/55 °C) mit zentraler Trinkwassererwärmung, beides außerhalb der thermischen Hülle, horizontale Verteilung außerhalb, vertikale Verteilung innerhalb der thermischen Hülle, geregelte Pumpe, Radiatoren mit Thermostatventil 1 K, Trinkwassererwärmung mit Zirkulation

Bild 15: ep aus dem Diagrammverfahren für Niedertemperatur-Heizkessel

Grundlagen

13

2.4.2 Das Tabellenverfahren

Deshalb besteht auch die Möglich-keit, mit Hilfe des Tabellenverfahrensnach DIN V 4701 Teil 10 Anlagen zuberechnen.

Dazu werden in der Norm in TabellenStandardwerte für Wärmeerzeugerund andere Komponenten vorge-geben. Die Werte sind in Abhängig-keit von der Nutzfläche AN ange-geben. Da die Tabellenwerte nichtproduktspezifisch sind, wurden sieso festgelegt, dass praktisch alle amMarkt befindlichen Komponenten dieWerte auch erreichen. Die Tabellen-werte stellen einen unteren Markt-durchschnitt dar, deshalb führt dieBerechnung der Anlagenaufwands-zahl mit dem Tabellenverfahren nichtzu den günstigsten Ergebnissen.

Mit Hilfe dieser Tabellen in der Normwerden für alle Anlagenkomponen-ten (Wärmeerzeuger, Verteilsystem, Wärmeabgabe, Trinkwassererwär-mung, Zirkulation usw.) komponen-tenbezogene Aufwandszahlen bzw.Verlustenergien abgelesen und in einem Formblatt verknüpft. Außer-dem werden Hilfsenergien einbe-zogen und primärenergetisch be-wertet.

Die Berechnung erfolgt zunächst separat für Lüftung, Trinkwasser-erwärmung und Heizung (Bild 16).

Exemplarisch wird im Folgenden derBerechnungsgang für die Heizungbeschrieben.

Der spezifische Jahres-Heizwärme-bedarf ergibt sich aus den Berech-nungen zum Wärmeschutz gemäßder DIN V 4108 Teil 6 und muss zurAuswahl der richtigen Werte bekanntsein.

Die Bereitstellung der Wärme lässtsich in fünf Prozessbereiche unter-gliedern, wie das Tabellenblatt (Bild 16) zeigt:

– Übergabe im Raum: qce (control and emission)

– Verteilung bis zur Übergabe: qd (distribution)

– Speicherung der Wärme: qs (storage)

– Erzeugung der Wärme: qg (generation)

– Umwandlung der Primärenergie in Endenergie: fP (Umwandlungsfaktor).

Die Bewertung erfolgt getrennt nachWärmeenergie und Hilfsenergie. Da-mit geht auch der Stromverbrauchvon Regelung und Umwälzpumpenusw. in die Berechnung mit ein.

Die einzelnen Verlustwerte müssenjetzt aus Tabellen der Norm entnom-men werden. Beispielhaft ist die Ta-belle zur Ermittlung der Verteilungs-verluste für horizontale Verteilleitun-gen außerhalb der thermischen Hülledargestellt (Bild 17).

Bild 16: Berechnungsblatt für den Primärenergiebedarf zu Heizzwecken aus DIN V 4701 T 10

Grundlagen

14

Analog dazu wird nach Auswahl derKomponenten und Festlegung derRandbedingungen (Systemtempera-turen etc.) für den Wärmeerzeuger,die Heizkörper usw. vorgegangen(Bild 18).

Bei der Berechnung der Heizung können Wärmeverluste aus Lüftungund Trinkwassererwärmung, die innerhalb der thermischen Hülle auf-treten, teilweise als Gewinne ver-bucht werden, da sie den Heizwärme-bedarf verringern (qh,TW , qh,L). Deshalb müssen, wie erwähnt, Lüf-tung und Trinkwassererwärmung immer zuerst berechnet werden (Bild 11).

Die sich aus drei Einzelberechnungen(Trinkwasser, Lüftung, Heizung) –einschließlich der Hilfsenergien – ergebenden Primärenergien werdenaddiert. Damit ergibt sich ein Ge-samt-Primärenergiebedarf für dasbetrachtete Gebäude (Bild 19).

Bei Division durch die Summe vonJahres-Heizwärme- und Trinkwasser-wärmebedarf ergibt sich die Auf-wandszahl eP :

eP = qP / (qh + qtw)

Nutz- Spezifischer Wärmebedarf der Verteilung qd [kWh/(m2 • a)]

Fläche horizontale Verteilung unbeheizt

AN

Verteilungsstränge außenliegend Verteilungsstränge innenliegend

90/70 °C 70/55 °C 55/45 °C 35/28 °C 90/70 °C 70/55 °C 55/45 °C 35/28 °C

100 15,2 11,4 8,6 4,4 3,8 10,3 7,8 4,0

150 11,5 8,6 6,5 3,2 10,3 7,7 5,8 2,9

200 9,7 7,2 5,4 2,7 8,5 6,3 4,8 2,3

300 7,9 5,8 4,4 2,1 6,8 5,0 3,7 1,8

500 6,4 4,7 3,5 1,7 5,4 3,9 2,9 1,3

750 5,7 4,2 3,1 1,4 4,6 3,4 2,5 1,1

1000 5,3 3,9 2,9 1,3 4,3 3,1 2,3 1,0

1500 4,9 3,6 2,7 1,2 3,9 2,9 2,1 0,9

2500 4,6 3,4 2,5 1,1 3,7 2,7 1,9 0,8

5000 4,4 3,2 2,4 1,1 3,4 2,5 1,8 0,8

10000 4,3 3,1 2,3 1,0 3,3 2,4 1,8 0,7

Tabellenverfahren

Verteilung qd

Spezifischer Wärmebedarf der Wärmeverteilung qd in Abhängigkeit von AN für unterschiedliche Systemtemperaturen(DIN V 4701-10, Tabelle C.3-2a)

Bild 17: Normwerte für Verteilleitungen

Aufwandszahl eg [ --] Hilfsenergie

bessere Werte siehe Abschnitt 5

Beheizte K onstanttemperaturkessel Niedertemperaturkessel Brennwertkessel qg,HE

Nutzfläche °C

alle alle 70/55 55/45 35/28 [kWh/(m2 · a)]

AN [m2] eg [-]

100 1,38 1,15 1,08 1,05 1,00 0,79 150 1,33 1,14 1,07 1,05 1,00 0,66 200 1,30 1,13 1,07 1,04 0,99 0,58 300 1,27 1,12 1,06 1,04 0,99 0,48 500 1,23 1,11 1,05 1,03 0,99 0,38 750 1,21 1,11 1,05 1,03 0,99 0,31 1000 1,20 1,10 1,05 1,02 0,99 0,27 1500 1,18 1,10 1,04 1,02 0,98 0,23 2500 1,16 1,09 1,04 1,02 0,98 0,18 5000 1,14 1,09 1,03 1,01 0,98 0,1310000 1,13 1,08 1,03 1,01 0,98 0,09

Aufwandszahlen eg,w und Hilfsenergie qg,HE der Erzeugung für Heizkessel

Bild 18: Erzeugeraufwandszahlen für Heizkessel nach DIN 4701 T 10

15

Grundlagen

2.4.3 Detailliertes Verfahren

Soweit vorhanden können auch an-dere Werte als die Tabellenwerte ausder Norm DIN V 4701 Teil 10 genutztwerden. Auch eine Mischung derNormwerte mit anderen Werten istzulässig. Allerdings müssen die verwendeten Werte zertifiziert sein, beispielsweise als generell gültige Werte über Verbände oder als pro-duktspezifische Kennwerte mittels einer Herstellererklärung. Die Be-rechnung erfolgt analog zum Tabel-lenverfahren in den zusammenfas-senden Formularen (siehe Bild 16).Der einzige Unterschied besteht darin, dass nicht die Werte aus den Tabellen der DIN V 4701 T10, sondernandere Werte, z. B. produktspezifi-sche Kennwerte eines Herstellers,eingesetzt werden.

Hinweis:Bei Einsatz entsprechend energie-effizienter Anlagenkomponenten undder damit verbundenen Kennwerteergeben sich deutlich günstigere Verlustwerte und damit insgesamtbessere Anlagen-Aufwandszahlen.

Trinkwassererwärmung Lüftung Raumheizung

Jahres-Nutzwärmebedarf

Warmwasser

Heizarbeit der Wärme-

pumpe und Heizregister

Jahres-Heizwärmebedarf

–WärmegutschriftVerteilung und

Speicherung

–Beitrag

Lüftungsanlage

+

+

Verluste der Anlagentechnik

=Jahres-

Endenergiebedarf

=Primärenergie-

TWW

PE-Faktor Energieträger

+

Elektrische

Hilfsenergie

=Primär-Hilfsenergie

TWW

PE-FaktorStrom

+

+


=Jahres-

Endenergiebedarf

=Primärenergie-

Lüftung


+

Elektrische

Hilfsenergie


Lüftung

PE-FaktorStrom

+

+


=Jahres-

Endenergiebedarf

=Primärenergie-

Heizung


+

Elektrische

Hilfsenergie


Heizung

PE-FaktorStrom

PE = Primärenergie

Bild 19: Struktur zur Berechnung nach dem Tabellenverfahren

Bild 20: Vitodens 333 – kompakter Gas-Brenn-wertkessel mit integriertem Ladespeicher

16

Grundlagen

Vorteile

Allein durch die Verwendung vonBDH- oder herstellerspezifischenKennwerten als Normkennwertenkann die Anlagenaufwandszahl nennenswert gesenkt werden. Dies liegt daran, dass sich die in derNorm tabellierten Kennwerte an einem unteren energetischen Durch-schnitt der marktverfügbaren Pro-dukte orientieren, um keine Produkteauszuschließen (so genannter „30%-Level”). Der Stand der Technik insbe-sondere in der Brennwerttechnik istallerdings deutlich besser.

Damit besteht allein durch frühzeiti-ge Auswahl des konkreten Wärme-erzeugers und Aufnahme der ent-sprechenden Kennwerte in die EnEV-Berechnung und den Energiebedarfs-ausweis die Möglichkeit, den rechne-rischen Primärenergiebedarf zu senken und damit die Vorgaben derEnEV leichter zu erfüllen (Bild 21). Allerdings ist die Festlegung dannbereits in der Planungsphase not-wendig, um die Vorteile bei einer gesamtheitlichen energetischen Betrachtung des zu errichtenden Gebäudes auch nutzen zu können.Die Allgemeine Verwaltungsvor-schrift zum Energiebedarfsausweisgibt vor, dass bei Verwendung vonanderen als Normkennwerten demAusweis Dokumente beizufügensind, die die Einhaltung der zugrundegelegten Werte belegen (z. B. Her-stellererklärungen).

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9 2,0

NT-Kessel 70/55 Speicher V-a G-a

NT-Kessel 70/55 Speicher V-i G-a

NT-Kessel 70/55 Speicher V-i G-i

BW-Kessel 55/45 Speicher V-a G-a

BW-Kessel 55/45 Speicher V-i G-iNorm-Kennwerte

Anlagen-Aufwandszahl eP

V: VerteilungG: Gerät a / i: außerhalb / innerhalb der thermischen HülleWerte aus der DIN V 4701 Teil 10NT: Vitorond 222, BW: Vitodens 200

1,56

1,48

Einfamilienwohnhaus mit zentraler Warmwasser-bereitung:A/Ve = 0,90AN = 200 m2

qh = 70 kWh/(m2 · a)qp,zul = 127,4 kWh/(m2 · a)

Viessmann Kennwerte

1,68

1,61

1,43

1,42

1,55

1,30

1,40

1,50

Bild 21: Senkung der Anlagenaufwandszahl durch die Verwendung produktspezifischer Erzeugeraufwandszahlen

Bild 22: Vitodens 300 – kompakter und leistungsstarker Gas-Brennwert-Wandkessel

Grundlagen

17

Produktkennwerte von Viessmann

Die Kennwerte von Produkten des Vitotec-Programms sind in der Regelbesser als von der Norm gefordert(Tabellen der DIN V 4701 T10) bzw.im Merkblatt 15 des BDH als aktuelleWerte vorgegeben. Deshalb ist es inHinblick auf den rechnerischenPrimärenergiebedarf sinnvoll, mitdiesen konkreten Produktkennwertenzu rechnen. Die Berechnung mussnach dem detaillierten Verfahren erfolgen. Die Verwendung produkt-spezifischer Werte von Vitotec Pro-dukten senkt den rechnerischenPrimärenergiebedarf eines durch-schnittlichen Einfamilienhauses gegenüber Norm-Kennwerten um bis zu 10 kWh/(m2·a). Im Vergleich zu den aktuellen Werten des BDH für Brennwertgeräte stelltsich eine Verbesserung von bis zu 5 kWh/(m2·a) ein.

Es gibt aber keine Möglichkeit, für einen bestimmten Wärmeerzeugerdirekt eine Anlagenaufwandszahl anzugeben, da das gesamte Systemmit allen Komponenten in die Be-rechnung eingeht. Für Wärmeer-zeuger können lediglich spezifische Erzeugerkennwerte eg bestimmt werden, die in das Berechnungs-formular (siehe Bild 16) eingehen. Da aber auch eg von der Kesselart,der Systemtemperatur und der Leistung des Heizkessels sowie der beheizten Fläche AN – also auch dem Anlagenumfeld – abhängt, kanneg nicht generalisiert angegebenwerden.

In die Ermittlung gehen Nenn-Wärmeleistung, der Wirkungsgradbei 30% Auslastung und der Bereit-schaftsverlust bei 70°C ein. Zur produktspezifischen Ermittlung derHilfsenergien sind die Leistungsauf-nahmen bei 30% Auslastung heran-zuziehen. Diese Werte werden nachvorgegebenen Verfahren ermitteltund zertifiziert.

Nutzung von aktuellen Kennwerten

des BDH

Um Berechnungen mit hersteller-spezifischen Produktkennwerten zuumgehen, wurden speziell für Brenn-wertkessel vom Bundesindustriever-band Deutschland Haus-, Energie-und Umwelttechnik e.V. (BDH) aktu-elle Kennwerte herausgegeben, dieden real am Markt erhältlichen Produkten der BDH-Mitgliedsfirmenentsprechen. Diese Kenngrößen sindebenfalls in der aktuellen DIN V 4701Teil 10 hinterlegt. Die Novellierungder EnEV vom 8.12.2004 nimmt Bezug darauf, so dass diese „ver-besserten Kennwerte“ für Brenn-wertgeräte jetzt genutzt werden können, sofern sichergestellt ist,dass die zum Einsatz kommendenBrennwertkessel sie unterschreiten.

Eine Festlegung auf ein bestimmtesHerstellerprodukt ist bei der Berech-nung mit diesen BDH-Kennwerten –anders als wenn mit herstellerspezi-fischen Produktkennwerten gerech-net wird – nicht notwendig.

Die meisten am Markt bisher verfüg-baren Softwarelösungen zur Berech-nung kompletter Anlagen sind aller-dings bisher nicht in der Lage, die vonden Herstellern herausgegebenenKennwerte zu Erzeugeraufwands-zahlen eg umzurechnen. In diesenFällen ist zunächst eine Berechnungder Erzeugeraufwandszahl eg vonHand notwendig, um diese dann indie Programme manuell einzugeben.Die Rechenvorschriften finden sich inder DIN V 4701 Teil 10 in Abschnitt 5.

Es gilt allerdings Folgendes zu be-achten: Werden bei der Berechnungder Anlagenaufwandszahl hersteller-spezifische Produktkennwerte ver-wendet, so ist dies im Energiebedarfs-ausweis anzugeben. Die Berechnungist mit entsprechenden Unterlagenzur Herkunft der Kennwerte – z. B. einer Konformitätserklärung des Herstellers – abzusichern, um siespäter nachvollziehen zu können.

Der Einbau der zur Berechnung heran-gezogenen Produkte ist in einigen Bundesländern durch eine Fachunter-nehmererklärung zu bestätigen. Werden zwischen der Erstellung desEnergiebedarfsausweises und der Installation der Anlagentechnik Änderungen an der Anlagenplanung– verbunden mit einem Produkt-wechsel – vorgenommen, so sollte,wenn Produktkennwerte verwendetwurden, eine Überarbeitung des Energiebedarfsausweises erfolgen.

Die Verwendung von produktspezifi-schen Aufwandszahlen ist sinnvoll,wenn

– die verwendeten Daten offiziell bestätigt und damit belastbar sindund

– feststeht, dass die ausgewählteAnlagentechnik auch tatsächlichwie geplant eingebaut wird.

Grundlagen

18

2.5 Der Berechnungsweg für den

Primärenergienachweis –

6 Schritte zum Ergebnis (Bild 23)

1. A/Ve-Verhältnis

Für ein vorgegebenes Wohngebäudewird das Verhältnis der äußeren Um-hüllungsfläche A zum eingeschlosse-nen Volumen Ve gebildet. TypischeWerte sind in Bild 8 angegeben. Fürdie nachfolgende Beispielrechnungwird ein 10-Familienwohnhaus ange-nommen, jede Wohnung soll eineNutzfläche von 100 m2 besitzen, fürdas Gesamtgebäude ergibt sich da-mit eine Nutzfläche AN von 1000 m2.Das A/Ve-Verhältnis wird aufgrunddes Architektenentwurfs berechnetund beträgt für das Beispiel 0,5 m-1.

2 Maximal zulässiger Primärenergie-

bedarf qP,zul

Für den maximal zulässigen Primär-energiebedarf gibt die EnEV fürWohngebäude zwei Berechnungs-formeln vor, die sich am A/Ve-Ver-hältnis sowie an der Art der Trink-wassererwärmung orientieren undzwei Varianten für zentrale bzw. über-wiegend elektrische Trinkwasser-erwärmung beinhalten (siehe Formel[2] und [3]).

qP,zul = 50,94 + 75,29 · A/Ve + 2600 / (100 + AN)

Für das beschriebene Gebäude-beispiel ergibt sich ein qP,zul von90,95 kWh/(m2·a). Dieser Wert darfnicht überschritten werden und stelltsomit die Basis für die Arbeit des Planers und des Architekten dar. Ihnen ist es jetzt überlassen, durchKombination bauphysikalischer undheiztechnischer Maßnahmen eineBauausführung zu erarbeiten, derenPrimärenergiebedarf für die Wärme-erzeugung unter diesem Grenzwertzu bleiben. Dabei gibt es kaum weite-re Einschränkungen, lediglich dermaximale spezifische Transmissions-

wärmeverlust über die Gebäudehülle(HT´) ist durch die EnEV noch ge-regelt (Formel [4]).

HT´ = 0,3 + 0,15 · Ve/A

Als nächstes soll jetzt der Jahres-Heizwärmebedarf ermittelt werden.

3 Spezifischer Jahres-Heizwärme-

bedarf qh

Aufgrund des zunächst vorgesehe-nen Wärmedämmstandards wird fürdas Gebäude ein Heizwärmebedarfqh von 70 kWh/(m2·a) angenommen.

Details können in Abhängigkeit dergewählten Bauausführung nach DIN V 4108 Teil 6 ermittelt werden.

4 Wärmebedarf zur Trinkwasser-

erwärmung qtw

Zur Ermittlung des Wärmebedarfsfür die Trinkwassererwärmung qtwgibt die EnEV einen Wert von 12,5 kWh/(m2·a) vor.

5 Ermittlung der anlagenspezifischen

Aufwandszahl eP

Abhängig von der ausgewählten Anlagentechnik ergibt sich eine anlagenspezifische Aufwandszahlep,vorhanden, die den Primärenergie-aufwand in Bezug auf die erzeugteNutzwärme beschreibt.

ep,vorhanden = QP / (Qh + Qt )

= qP / (qh + qt )

Hier kann sowohl mit absoluten alsauch mit spezifischen Größen (be-zogen auf die Nutzfläche) gerechnetwerden.

Entsprechend diesem Rechengangkann auch ein Vergleich eines zentra-len und eines dezentralen Systemserfolgen.

– Variante 1: Zentrale Wärmeerzeugung für Heizung und Trinkwassererwär-mung mit Gas-Brennwertkessel(55/45°C), Speicher-Wasserer-wärmer mit Zirkulationsleitungenund Radiatoren-Heizkörpern.

Berechnungsschritte

1. Ermittlung des A/Ve-Verhältnisses

2. Berechnung des maximal zulässigen Primärenergiebedarfs qP,zul

3. Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs nach DIN 4108 Teil 6 für den ausgewählten Wärmedämmstandard qh

4. Berücksichtigung der Warmwasserbereitung bei Wohngebäuden, Festwert qtw = 12,5 kWh/(m2·a) übernehmen

5. Ermittlung der anlagenspezifischen Aufwandszahl ep nach DIN 4701 Teil 10 für die ausgewählte Heizsystemtechnik

6. Überprüfung, ob die notwendige Primärenergie geringer ist als die zulässige gemäß Schritt 2. Wenn nein: – Verbesserung des Wärmedämmstandards und damit Senkung des Jahres-Heizwärmebedarfs oder – Auswahl einer Heizungsanlagen-Systemtechnik mit geringer Aufwandszahl

Bild 23: Die Berechnungsschritte

Grundlagen

19

Analog muss auch für die erforder-lichen Hilfsenergien für Trinkwasser-erwärmung und Heizung (Pumpen,Regelung etc.) vorgegangen werden(Zeile 10 bis 12 bzw. 22 bis 24). Dieeinzelnen Werte sind für Erzeugung,Speicherung und Verteilung in derNorm tabelliert und in der Tabelle 1bereits zusammengefasst. Hier gehtder Primärenergiefaktor für dieStromerzeugung ein. Wird der sichinsgesamt ergebende Primärenergie-bedarf (Zeile 26) ins Verhältnis zumWärmebedarf (Summe aus Zeile 1und 14) gesetzt, so ergibt sich dietatsächlich vorhandene primärener-giebezogene Aufwandszahl (Zeile 27).

BWBW

A/Ve = 0,5; AN = 1000 m2; qh = 70 kWh/(m2 · a); qPzul. = 90,95 kWh/(m2 · a)

Variante 1b Variante 2Variante 1a

10 Einzelwohnungen

BW

2 K

2 K

2 K

Bild 24: Varianten der Berechnung

Symbole

e Aufwandszahlf PrimärenergiefaktorQ Jahres-Wärmebedarf [kWh/a]q Spezifischer Jahres-Wärme-

bedarf [kWh/(m2·a)]A Fläche [m2]

Index

d Verteilung (distribution)g Erzeugung (generation)s Speicherung (storage)ce Übergabe (control, emission)h Heiz-(Nutzenergie)H Heiz-(Primärenergie)tW Trinkwasser- (Nutzenergie)TW Trinkwasser- (Primärenergie)HE Hilfsenergiezul zulässigP Primärenergie

Unterschieden wird zusätzlich in(Bild 24):

– Variante 1a: Aufstellung des Wärmeerzeugersund Speicher-Wassererwärmerssowie Verlegung der Verteilungs-leitungen innerhalb der thermi-schen Hülle.

– Variante 1b: Aufstellung des Wärmeerzeugersund Speicher-Wassererwärmersaußerhalb sowie Verlegung derVerteilungsleitungen horizontalaußerhalb, vertikal innerhalb derthermischen Hülle.

– Variante 2: Dezentrale Wärmeerzeugung in-nerhalb jeder Wohneinheit durchein wandhängendes Gas-Brenn-wertgerät (55/45°C), raumluftunab-hängig betrieben, mit nebenge-hängtem Speicher-Wassererwär-mer zur Trinkwassererwärmung(ohne Zirkulation). Dementspre-chend befinden sich alle Kompo-nenten innerhalb der thermischenHülle. (Es gilt trotzdem der maxi-mal zulässige Primärenergiebedarffür eine zentrale Trinkwassererwär-mung, da die erhöhten Werte aus-schließlich auf elektrische Lösun-gen beschränkt sind.)

Die benötigte Wärmeenergie für dieTrinkwassererwärmung (nach EnEV)sowie für die Heizung (berechnetnach DIN V 4108 Teil 6), also die Ausgangsgrößen, sind für alle dreibetrachteten Varianten identisch (Tabelle 1, Zeile 1 und 14).

Die DIN V 4701 Teil 10 gibt dann fürdie gewählten Varianten der Trink-wassererwärmung und der Führungder Verteilungsleitungen (innerhalboder außerhalb der thermischen Hülle) die Verluste vor, diese sind inAbhängigkeit der Nutzfläche AN inder DIN tabelliert (Zeile 2, 3).

Gleiches gilt für die Verluste bei derHeizwärmeerzeugung (Zeile 16, 17).Ein Teil der Speicher- und Vertei-lungsverluste bei der Trinkwasser-erwärmung (Zeile 4, 5) kommt aller-dings der Heizwärme zugute (Zeile 15).

Dieser „Gewinn” ist bei innen verleg-ten Leitungen natürlich größer alsbei Leitungen außerhalb der thermi-schen Hülle (Variante 1a, 2 in Zeile 5).Bei Aufstellung des Speicher-Was-sererwärmers außerhalb der thermi-schen Hülle (Variante 1b) kann keineGutschrift der Verluste erfolgen.

Die sich ergebenden Summen anNutzenergie für Trinkwassererwär-mung (Zeile 6) und Heizung (Zeile 18)wird zunächst mit der Wärmeerzeu-ger-Aufwandszahl eg (Zeile 7 bzw. 19)multipliziert, Ergebnis ist die Enden-ergie. Aus der jeweiligen Endenergieergibt sich mit dem Primärenergie-faktor fP (Zeile 8 bzw. 20) die einzu-setzende Primärenergie (Zeile 9 bzw. 21).

Die Aufwandszahlen für unterschied-liche Wärmeerzeuger sind in der DINV 4701 ebenfalls in Abhängigkeit derGebäudenutzfläche tabelliert. Für Ge-bäude bis 500 m2 haben innerhalbder thermischen Hülle aufgestellteWärmeerzeuger bessere Aufwands-zahlen, da Oberflächenverluste aufden Wärmebedarf des Gebäudes angerechnet werden. Beim ausge-führten Beispiel gilt dies nicht, da1000 m2 angesetzt wurden. Vorteilhaft ist eine Innenaufstellungtrotzdem, da Verteilverluste so mini-miert werden.

Grundlagen

20

Varianten1a 1b 2 Bemerkungen Quelleinnerhalb, außerhalb, innerhalb DIN V 4701 Teil 101000 m2 1000 m2 10 x 100 m2

Trinkwasser

Wärmeenergie

1 qtw kWh/(m2·a) 12,5 12,5 12,5 vorgegeben durch EnEV

2 qtw,d kWh/(m2·a) 6,5 6,9 1,51 Verluste durch Verteilung Tab. C.1-2aVar. 2: Tab. C.1-2c

3 qtw,s kWh/(m2·a) 0,9 1,1 5,3 Speicherverluste einschl. Z 4 + 5 Tab. C.1-3a4 qh,tw,s kWh/(m2·a) 0,4 0 2,4 davon Wärmegutschrift aus Tab. C.1-3a

Wärmeverlust durchSpeicherung (siehe Zeile 15)

5 qh,tw,d kWh/(m2·a) 2,9 2,1 0,68 davon Wärmegutschrift aus Tab. C.1-2aWärmeverlust durch Var.2: Tab. C.1-2cVerteilung (siehe Zeile 15)

6 Summe kWh/(m2·a) 19,9 20,5 19,31 Zeile 1 + 2 + 37 etw,g ––– 1,1 1,1 1,17 Aufwandszahl der Tab. C.1-4b

Wärmeerzeugung

8 ftw,P ––– 1,1 1,1 1,1 Bewertungsfaktor für Erdgas Tab. C.4-19 qTW kWh/(m2·a) 24,08 24,81 24,85 PE-Bedarf

Wärmeerzeugung-TW –––Hilfsenergie

10 qtw,HE kWh/(m2·a) 0,35 0,35 0,41 Zirkulations-, Speicherlade- Tab. C.1-2bpumpe etc. (Var.2: Tab. C.1-2c)

Tab. C.1-3bTab. C.1-4b

11 ftw,HE,P ––– 3 3 3 Bewertungsfaktor für Strom Tab. C.4-112 qTW,HE kWh/(m2·a) 1,05 1,05 1,23 PE-Bedarf Hilfsenergie-TW –––13 qTW,P kWh/(m2·a) 25,13 25,86 26,08 Gesamt-Primärenergiebedarf

für die Trinkwassererwärmung –––Heizung

Wärmeenergie

14 qh kWh/(m2·a) 70 70 70 Heizwärmebedarf nach DIN 4108 T6 –––

15 qh,tw kWh/(m2·a) 3,3 2,1 3,08 Wärmegutschrift aus TW-Verlusten (Zeile 4 + 5) –––

16 qce kWh/(m2·a) 1,1 1,1 1,1 Verluste durch Wärmeübergabe Tab. C.3-117 qd kWh/(m2·a) 1,3 2,3 2,1 Verluste durch Tab. C.3-2a

Wärmeverteilung Tab. C.3-2b18 Summe kWh/(m2·a) 69,1 71,3 70,2 Zeile 14 – 15 + 16 + 17 –––

19 eh,g ––– 1,02 1,02 1,01 Aufwandszahl der Wärme- Tab. C.3-4b(rlu) erzeugung (55/45°C)

20 fh,P ––– 1,1 1,1 1,1 Bewertungsfaktor für Erdgas Tab. C.4-121 qH kWh/(m2·a) 77,53 80 77,99 PE-Bedarf für Wärmeenergie –––Hilfsenergie

22 qh,HE kWh/(m2·a) 0,69 0,69 2,77 Hilfsenergiebedarf für Wärme- Tab. C.3-2cverteilung und -erzeugung Tab. C.3-4b

23 fh,HE,P ––– 3 3 3 Bewertungsfaktor für Strom Tab. C.4-124 qH,HE kWh/(m2·a) 2,07 2,07 8,31 PE-Bedarf Hilfsenergie-Heizung –––25 qH,P kWh/(m2·a) 79,6 82,07 86,3 Gesamt-Primärenergiebedarf

für die Heizung –––26 qP,vorhanden kWh/(m2·a) 104,73 107,9 112,38 Gesamt-Primärenergiebedarf

für Trinkwassererwärmung und Heizung –––

27 ep,vorhanden ––– 1,27 1,31 1,36 PrimärenergiebezogeneAnlagenaufwandszahl –––

Tab. 1: Ermittlung der vorhandenen Anlagenaufwandszahl

Grundlagen

21

120

100

80

60

40

20

0Pri

märe

nerg

ie [

kW

h/(

m2 ·

a)]

Variante: 1a 1b 2

Hilfsenergie Heizung Wärmeerzeugung Heizung

Hilfsenergie Trinkwasser Wärmeerzeugung Trinkwasser

Bild 25: Vergleich des Primärenergiebedarfs

Variante 1a 1b 2

qP,vorhanden [kWh/(m2·a)] Normwerte 104,73 107,90 112,38

qP,vorhanden [kWh/(m2·a)] Vitocrossal 300 99,37 101,57 –––(32 kW)

qP,vorhanden [kWh/(m2·a)] Vitodens 300 ––– ––– 106,38(13 kW)

Reduzierung [kWh/(m2·a)] 5,36 6,33 6,00

Variante 1a 1b 2

qh,zul [kWh/(m2·a)] 57 54 51

Tab. 2: Reduzierung des Primärenergiebedarfs durch produktspezifische Kennwerte

Entsprechend müsste die Wärme-dämmung verbessert werden. AmWärmebedarf für die Trinkwasser-erwärmung besteht kein Verbesse-rungspotenzial (Vorgabe der EnEV).

Andererseits könnte der Wärme-dämmstandard bestehen bleiben,wenn die primärenergetische Bewer-tung der Anlagentechnik verbessertwürde. Zur Erfüllung der Anforde-rung müsste für alle Varianten ein eP, zul von höchstens 1,1 erreicht werden:

qP,zul = 90,95 kWh/(m2·a);

qh + qtw = 82,5 kWh/(m2·a)

-> eP,zul = qP,zul / (qh + qtw)

= 90,95 / 82,5

= 1,1024

Dies kann z. B. durch die zusätzlicheEinbindung von Solarenergie, die alsGewinn gutgeschrieben wird, oderdurch die Wahl einer anderen Anla-gentechnik erfolgen. Bei der dezen-tralen Lösung ist die Einbindung vonSolarenergie allerdings kaum mög-lich.

Generell kann auch die Verwendungherstellerspezifischer Produktkenn-werte eine deutliche Reduzierungdes Primärenergiebedarfes mit sichbringen (Tab. 2) (siehe auch Kapitel4.10).

Es zeigt sich im Vergleich der Varian-ten, dass bei prinzipiell vergleichba-rer Technik (Gas-Brennwerttechnik,Trinkwassererwärmung über Spei-cher-Wassererwärmer) die zentraleWärmeerzeugung primärenergetischVorteile aufweist.Der erhöhte Verbrauch der dezentra-len Lösung ergibt sich durch– höhere Speicherverluste bei der

Trinkwassererwärmung, da dieSumme aller Speicherinhalte beidezentralen Systemen höher ist,

– größere Aufwandszahlen derWärmeerzeuger für die Trink-wassererwärmung bei dezentralen Systemen,

– einen höheren spezifischen Hilfs-energiebedarf (Bild 25).

6 Überprüfung

Die Berechnung kann nun dazu ge-nutzt werden, die zentrale Anforde-rung der EnEV zu überprüfen. Esmuss gelten:

qP, vorhanden ≤ qP,zul

Für das beschriebene Gebäude-beispiel ergibt sich ein qP,zul von90,95 kWh/(m2·a). Mit dem gewähl-ten Wärmedämmstandard von 70 kWh/(m2·a) liegen alle Ergebnisseüber dem zulässigen Wert. Es mussalso entweder die Bauausführunghinsichtlich der Wärmedämmungverbessert werden oder eine Anla-gentechnik gewählt werden, die einegeringere Anlagenaufwandszahl be-sitzt. Natürlich können auch beideMaßnahmen kombiniert werden. Durch Einsetzen eines geringerenHeizwärmebedarfes – also eines ver-besserten Wärmedämmstandards –in Zeile 14 der Tabelle 1 kann mansich jetzt an den zulässigen Wert„herantasten”.

Die gewählten Anlagenvarianten(Gas-Brennwerttechnik) wären zu-lässig bei einem Heizwärmebedarf(Zeile 14) von:

3 Auswirkungen der EnEV auf die

gesamtheitliche Gebäudeplanung

22

Heizung Warmwasser Lüftung

mit WRG

Wärme-

verteilung

Elektro-Direkt DLE zentral ja–––––

NT-Öl (70/55 °C) Speicher neinaußerhalb

BW-Gas (55/45 °C) Speicher außerhalb

innerhalb

außerhalb

BW-Gas (55/45 °C) Speicher

nein

ja

BW-Gas (55/45 °C) Solar innerhalb nein

S/W-WP (35/28 °C) Speicher nein

Anlagen-Aufwandszahl ep

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

Elektro-Direkt DLE zentral ja–––––

NT-Öl (70/55 °C) Speicher neinaußerhalb

BW-Gas (55/45 °C) Speicher außerhalb

innerhalb

außerhalb

BW-Gas (55/45 °C) Speicher

nein

ja

BW-Gas (55/45 °C) Solar innerhalb nein

S/W-WP (35/28 °C) Speicher nein

Jahres-Heizwärmebedarf qh [kWh/(m2 · a)]

40 50 60 70 80 90 100 110 120

57

63

70

89

93

110

WSchV 95

1,68

1,55

1,25

1,21

1,04

2,03

EFH, 200 m2, A/Ve = 0,9Rechenbasis qh = 70 kWh/(m2 · a)qp,zul = 127,4 (für Elektro 140,7) kWh/(m2 · a)Normwerte, Software Vitoplan 100

(62)

(04)

(16)

(27)

(31)

(52)

(An

lag

en-N

r. au

s B

eib

latt

1 d

er D

IN V

470

1-10

)

Ermittlung der Anlagen-Aufwandszahl entsprechend des Beispiels in der DIN V 4701 Teil 10

Der sich ergebende maximal mögliche Jahres-Heizwärmebedarf für die jeweilige Anlagentechnik:

Bild 26: Verknüpfung von Anlagentechnik und zulässigem Jahres-Heizwärmebedarf

3.1 Zusammenhang von Anlagen-

technik und Bauphysik

Bild 26 zeigt für ein beispielhaftesEinfamilienwohnhaus eine Verknüp-fung von Anlagentechnik und Bau-physik: – AN = 200 m2, – A/Ve = 0,9, – qP,zul = 127,4 kWh/(m2·a)

[140,7 kWh/(m2·a) für dezentral elektrische Trinkwassererwärmung],– qh = 70 kWh/(m2·a).

Die betrachteten Anlagenbeispielesind der DIN V 4701 Teil 10, Beiblatt 1entnommen.

Die Betrachtung in Bild 26 ist verein-facht, da nach der DIN V 4701 Teil 10die Anlagenaufwandszahl vom Jahres-Heizwärmebedarf abhängtund nicht konstant ist. Für eine aus-führliche Berechnung müsste inmehreren Schritten vorgegangenwerden: Zunächst wird für einen angenommenen Jahres-Heizwärme-bedarf [hier 70 kWh/(m2·a)] und diegewählte Anlagentechnik das zuge-hörige eP ermittelt. Werden dann auf-grund des Ergebnisses an der Gebäudehülle Veränderungen vorge-nommen, so ist eine erneute Berech-nung der eP-Zahl mit dem neuen Jahres-Heizwärmebedarf durchzu-führen.

Veränderungen an der Gebäudehüllesind dann notwendig, wenn im ers-ten Berechnungsschritt der zulässigePrimärenergiebedarf überschrittenwird (Maßnahme: Senkung des Jah-res-Heizwärmebedarfs).

In Bild 26 sind die Anlagenaufwands-zahlen dagegen immer auf einen Jahres-Heizwärmebedarf von 70 kWh/(m2·a) bezogen. Zu beachtenist auch, dass der zulässige Primär-energiebedarf für das Beispiel derElektro-Direktheizung (1. Anlage inBild 24) aufgrund der dezentral elek-trischen Trinkwassererwärmung mit140,7 kWh/(m2·a) deutlich höher seindarf als bei den übrigen Anlagen-techniken.

Dem Architekten und Planer eröffnensich damit Möglichkeiten, unter gestalterischen und finanziellen Gesichtspunkten den günstigstenKompromiss zu finden. Fallweisewird eine verbesserte Anlagentech-nik dafür sorgen können, dass be-stimmte Wärmedämm-Maßnahmen,die besonders aufwändig oder ge-stalterisch störend wären, verzicht-bar werden.

Das Bild verdeutlicht, dass für höhe-re Aufwandszahlen eP wie beispiels-weise bei der Stromheizung ein hö-heres Dämmniveau erforderlich ist,um die EnEV einzuhalten. Andererseits kann bei einer be-sonders verlustarmen Anlagentech-nik (z. B. Wärmepumpe) ein Jahres-Heizwärmebedarf von weit über 100 kWh/(m2·a) möglich werden, ohne den zulässigen Primärenergie-bedarf zu überschreiten.

Hier ist allerdings die Beschränkungdes Transmissions-WärmeverlustesHT´ nach EnEV zu berücksichtigen, sodass sich – auf das Beispielgebäude[HT´ = 0,47 W/(m2·K)] bezogen – einmaximal zulässiger Jahres-Heizwär-mebedarf von etwa 85 kWh/(m2·a)ergibt (Niveau der WSchV 95). Anlagen-Aufwandszahlen, die grund-sätzlich einen höheren Jahres-Heiz-wärmebedarf zulassen, können nichtzur Verringerung der Wärmedäm-mung genutzt werden.

Auswirkungen der EnEV auf die


23

Geräte und Verteilung innerhalb der beheizten Gebäudehülle

50

00

10

00

0

15

00

0

20

00

0

25

00

0

30

00

0

NT-Öl 70/55 °C Speicher Fenster

BW-Gas 70/55 °C Speicher Fenster

BW-Gas 70/55 °C Speicher WRG

BW-Gas 70/55 °C Solaranl. Fenster

S/W-WP 35/28 °C Speicher Fenster

Investitionskosten [€]

Anlageninvestitionen Gebäudemehrinvestitionen gegenüber WSchV 95

Heizung Warm-

wasser

Lüftung

Bild 27: Investitionskostenvergleich (Quelle: VENTECS, Bremen)

Bild 28: Niedertemperatur-Öl-Heizkessel Vitorond 100 von 15 bis 33 kW

Bild 29: Gas-Brennwertkessel Vitocrossal 300von 87 bis 142 kW

3.2 Vergleich der Investitionen

Eine genaue wirtschaftliche Abwä-gung der einzelnen Maßnahmen istnur gebäudespezifisch möglich. Anhand eines Beispielgebäudes ähn-lich dem in Bild 26 (Einfamilienwohn-haus, A/Ve = 0,8, 194 m2) kann aberauf Basis einer Studie von VENTECS eine qualitative Abschätzung der Kosten erfolgen.

Zunächst werden die reinen Investi-tionskosten betrachtet. Die Investitio-nen für die Wärmedämmung bezie-hen sich dabei auf den Standard derbisher gültigen WSchV 95, es werdenalso nur Mehrkosten ausgewiesen,die notwendig werden, um eine hoheAnlagenaufwandszahl eP zu kompen-sieren (Bild 27).

Für Heizsysteme, die primärenerge-tisch einen hohen Wärmedämm-Auf-wand verursachen, sind gegenüberdem Wärmeschutz der WSchV 95Mehrinvestitionen notwendig, umden maximal zulässigen Primärener-giebedarf nicht zu überschreiten. Mit Gas-Brennwertgeräten in Kombi-nation mit einer Wärmedämmunggemäß WSchV 95 werden die Auf-lagen der EnEV bereits erfüllt, für eine noch bessere Anlagentechnik(kleinere Anlagenaufwandszahl eP)sind ebenfalls keine zusätzlichen In-vestitionen in die Wärmedämmungnotwendig.

Auswirkungen der EnEV auf die


24

Bessere (kleinere) Anlagen-Aufwandszahl ep

Anlage

Gebäude

Gesamt

Bessere Wärmedämmung

geringerer Nutzwärmebedarf qh + qtw [kWh/(m2 · a)]

PassivhausNEH

Elektro - direkt

Wärmepumpe

Bild 31: Zusammenfassung der Kostensituation

Kapitaldienst Anlage Betriebskosten Anlage

Kapitaldienst Gebäudemehrinvestitionen

Geräte und Verteilung innerhalb der beheizten Gebäudehülle

Verbrauchskosten Anlage

NT-Öl 70/55 °C Speicher Fenster

BW-Gas 70/55 °C Speicher Fenster

BW-Gas 70/55 °C Speicher WRG

BW-Gas 70/55 °C Solaranl. Fenster

S/W-WP 35/28 °C Speicher Fenster

Jahreskosten [€/a]

HeizungWarm-wasser Lüftung

50

0

10

00

15

00

20

00

25

00

30

00

Bild 30: Jahreskostenvergleich (Quelle: VENTECS, Bremen)

3.3 Jahreskosten

Für eine qualitative Betrachtung derJahreskosten sind die reinen Investi-tionskosten allerdings nicht ausrei-chend. Zusätzlich zu dem dann zu leistenden Kapitaldienst sind auchBetriebs- und Verbrauchskosten zuberücksichtigen (Bild 30).

Der Vergleich verdeutlicht, dass auch bei der Betrachtung der Jahreskostendie Kombination von Niedertempera-tur- oder Brennwerttechnik mit demWärmedämmstandard der WSchV 95günstigste Lösungen darstellen.

Zusammengefasst stellt eine gutwärmegedämmte Gebäudehülle(NEH-Standard oder besser) zusam-men mit einer effizienten Anlagen-technik nach dem aktuellen Standder Technik (z. B. Brennwerttechnikmit Solarenergienutzung für dieTrinkwassererwärmung) kostenseitigdie beste Lösung dar (Bild 31).

4 Anlagentechnik für die EnEV

25

Die verschiedenen Komponenten einer Heizungsanlage bieten eine Vielzahl von Möglichkeiten, auf denPrimärenergiebedarf eines GebäudesEinfluss zu nehmen. Im folgendenAbschnitt werden die wichtigsten anlagentechnischen Stellschraubenvorgestellt und anhand von 2 Bei-spielgebäuden bewertet:

Einfamilenwohnhaus: Niedrigenergiehausstandard, qh = 70 kWh/(m2·a)Nutzfläche AN = 200 m2

A/Ve = 0,9qP,zul = 127,4 kWh/(m2·a)

Mehrfamilienwohnhaus: Niedrigenergiehausstandard, qh = 55 kWh/(m2·a) Nutzfläche AN = 2500 m2

(25 Wohnungen), A/Ve = 0,5, qP,zul = 89,6 kWh/(m2·a).

– Aufstellung außerhalb oder inner-halb der thermischen Hülle?

– Brennwert-, Niedertemperatur-technik oder Wärmepumpe?

– mit oder ohne Solarthermie?– kontrollierte Wohnungslüftung mit

Wärmerückgewinnung?– Art der Trinkwassererwärmung?– Verzicht auf Zirkulationskreis sinn-

voll?

Unabhängig von den Auswirkungen,die verschiedene Varianten auf dasErgebnis einer EnEV-Berechnung haben, muss natürlich anwendungs-bezogen darüber entschieden wer-den, ob die jeweilige Maßnahmesinnvoll ist – zum Beispiel:

– In modernen luftdichten Häusernist eine Wohnungslüftung prak-tisch unverzichtbar, um hygieni-sche Luftverhältnisse im Gebäudesicherzustellen und die Bausub-stanz zu schützen.

– Auf einen Zirkulationskreis kannverzichtet werden, wenn dieWarmwasserleitungen kurz sind(alle Zapfstellen an einer Installati-onswand, räumliche Nähe zumSpeicher-Wassererwärmer).

4.1 Einfluss des Aufstellortes

In Deutschland geht der Trend beiabnehmendem Wärmebedarf auf-grund der immer besser werdendenWärmedämmung zu platzsparendenund anschlussfertigen Kompakt-Heiz-kesseln. Viele Bauherren verzichtenheute aus Kostengründen auf denKeller, die Heizungsanlage wird dann wohnraumnah installiert. Zum Beispiel im Hauswirtschafts-oder Technikraum, also innerhalb der thermischen Gebäudehülle.

Für Gas-Wandgeräte (Brennwert-geräte und Thermen) ist der Betriebin der Küche oder im Badezimmerheute weit verbreitet, die raumluftun-abhängige Betriebsweise über einentsprechendes Luft-Abgassystem

ist Stand der Technik. So lassen sichVitodens- und Vitopend-Wandgeräteraumluftunabhängig betreiben. Gleiches gilt auch für den boden-stehenden Gas-Brennwertkessel Vitocrossal 300 bis 66 kW. Aber auchÖl-Heizkessel werden heute für denraumluftunabhängigen Betrieb ange-boten (Bild 32).

Damit kann der Wärmeerzeuger in-nerhalb der wärmegedämmten Ge-bäudehülle z. B. im Technik- oderHauswirtschaftsraum aufgestellt werden. Die Wärme, die über dieOberfläche des Wärmeerzeugers abgestrahlt wird, kann dann der Beheizung dieses Raumes zugutekommen. Gleiches gilt auch für dieWärmeabstrahlung der Verteilarma-turen und der Rohrleitungen.

Raumluftabhängig

Aufstellung innerhalb der thermischen Hülle spart mehrals 10 kWh/(m2 · a)

Raumluftunabhängig

Bild 32: Vergleich von raumluftabhängigem und -unabhängigem Betrieb

Anlagentechnik für die EnEV

26

4.1.2 Aufstellungsort in größeren

Gebäuden

Die Wahl des Aufstellortes bringt nurfür Gebäude bis zu einer NutzflächeAN von 500 m2 einen rechnerischenVorteil bei der EnEV-Berechnung.

Die DIN V 4701 T 10 räumt für größe-re Gebäude keine Gutschrift derOberflächenverluste des Heizkesselsein (siehe Kapitel 2.5: Berechnungenfür Variante 1b).

2 K

NT

2 K

NT

außerhalbep = 1,68; qp = 138,4 kWh/(m2 · a)

innerhalbep = 1,48; qp = 122,5 kWh/(m2 · a)

Δ 15,9 kWh/(m2 · a)

A/Ve = 0,9; AN = 200 m2; qh = 70 kWh/(m2 · a); qpzul. = 127,4 kWh/(m2 · a)

Bild 34: Tieftemperatur-Öl-Heizkessel Vitola 200 – raumluftunabhängiger Betriebmöglich

4.1.1 Raumluftunabhängige

Betriebsweise

Voraussetzung für die Aufstellung innerhalb der thermischen Gebäude-hülle ist die raumluftunabhängigeBetriebsweise des Heizkessels, danur bei direkter Ansaugung der Ver-brennungsluft auf die sonst vorge-schriebene Außenluftöffnung desAufstellraums verzichtet werdenkann. Zur Ansaugung der Verbren-nungsluft wird entweder der freieQuerschnitt des Schachtes genutzt,in dem die Abgasleitung verlegt ist,oder es wird ein koaxiales Rohr ge-nutzt, in dessen Innerem der Abgas-strom abgeführt wird, während imHüllrohr Verbrennungsluft einströmt.

Eine Anordnung des Wärmeerzeu-gers innerhalb der thermischen Gebäudehülle ist auch bei Öl-Heiz-kesseln und Öl-Brennwertgerätenmöglich, die raumluftunabhängig betrieben werden können. Beispiele hierfür sind der Öl-Brenn-wert-Wandkessel Vitoplus 300 sowieder Tieftemperatur-Öl-Heizkessel Vitola 200 (Bild 34).

Allein schon die Verlegung der hori-zontalen Verteilleitungen sowie derTrinkwasser-Zirkulationsleitung in-nerhalb der gedämmten Gebäude-hülle statt im ungedämmten Bereichreduziert die Anlagenaufwandszahl (eP) im EFH-Beispiel um mehr als 7%.Die Aufstellung des Heizkessels in-nen – in raumluftunabhängiger Be-triebsart – senkt die Aufwandszahl inVerbindung mit innenliegenden Ver-teilleitungen sogar um mehr als 12%.

Das mit der Viessmann EnEV-Soft-ware berechnete Anlagenbeispielgemäß Bild 33 zeigt das Einspar-potenzial im Einfamilienwohnhaus.

Bild 33: Primärenergieeinsparung durch Aufstellung des Heizkessels innerhalb der thermischen Gebäudehülle (Niedertemperatur-Heizkessel)


27

Bild 35: Gas-Wandtherme Vitopend 200 Bild 36: Tieftemperatur-Öl-Heizkessel Vitola 222 mit integriertem Speicher-Wasser-erwärmer

Bild 37: Gas-Brennwert-Wandkessel Vitodens 200

Bild 38: Kompakter Gas-Brennwertkessel Vitodens 333 mit integriertem Ladespeicher

4.2 Niedertemperaturtechnik

Auch wenn die Aufstellung innerhalbder thermischen Hülle vorteilhaft ist,lässt sie sich nicht immer realisieren.Aber auch im Keller ist die Nieder-temperatur-Technik absolut EnEV-tauglich. Wird mit herstellerspezifi-schen Produktkennwerten gerechnet(siehe Kapitel 4.10), so lassen sichmoderne Niedertemperatur-Heizkes-sel wie Vitopend (Bild 35) oder Vitola(Bild 36) und Vitorond 200 auch beimNiedrigenergiehausstandard außer-halb der thermischen Hülle EnEV-gerecht aufstellen.

4.3 Brennwerttechnik

Im Vergleich zu Niedertemperatur-Heizkesseln erreichen Brennwertkes-sel (Bild 37 und 38) einen bis zu 10%höheren Jahres-Nutzungsgrad. DieseNutzungsgradsteigerung findet sichauch in den Erzeugeraufwandszahlenund damit beim Primärenergiebedarfwieder.

Egal ob Ein- oder Mehrfamilien-wohnhaus, ob Aufstellung innerhalboder außerhalb der thermischen Hülle: Brennwertnutzung führt in der EnEV-Berechnung von Wohn-gebäuden mit NEH-Standard zu einerReduzierung des Primärenergie-bedarfs von 10 bis 15 kWh/(m2·a) gegenüber der Niedertemperatur-technik.


28

4.3.1 Gas-Brennwertgeräte

Der in Bild 39 bis 41 dargestellte Ver-gleich zwischen Niedertemperatur-und Brennwerttechnik beruht aufNorm- (NT) bzw. BDH-Kennwerten(Brennwert). Noch günstiger schnei-det die Brennwerttechnik ab, wennProduktkennwerte des Vitotec Pro-gramms verwendet werden (sieheKapitel 4.10).

Hinsichtlich ihrer Nutzungsgradenehmen die Brennwertkessel Vitodens und Vitocrossal Spitzen-plätze ein. Dies zeigt sich auch deut-lich bei den geringeren Anlagenauf-wandszahlen, die bei Berücksichti-gung dieser Geräte erreicht werden.

NT BW

Niedertemperatur-Heizkesselep = 1,48; qp = 122,5 kWh/(m2 · a)

Δ 11,3 kWh/(m2 · a)

Brennwertkesselep = 1,35; qp = 111,2 kWh/(m2 · a)

2 K 2 K


Bild 39: Niedertemperatur- oder Brennwertkessel im Einfamilienwohnhaus (innerhalb der wärme-gedämmten Hülle)

NT BW


Δ 15,0 kWh/(m2 · a)


2 K 2 K


Bild 40: Niedertemperatur- oder Brennwertkessel im Einfamilienwohnhaus (außerhalb der wärme-gedämmten Hülle)

NT BW




2 K 2 K

Δ 9,6 kWh/(m2 · a)

Bild 41: Niedertemperatur- oder Brennwertkessel im Mehrfamilienwohnhaus (außerhalb der wärme-gedämmten Hülle)


29

4.3.2 Öl-Brennwertkessel

Haupthindernis für eine frühere Ver-breitung der Öl-Brennwertheizungenwar der Brennstoff Heizöl selbst. Herkömmliches Heizöl EL darf lautDIN 51603-1 bis zu 2000 ppm Schwe-fel enthalten, also 2000 mg/kg. Beidiesem Schwefelgehalt entstehendurch die Verbrennung erheblicheMengen an Schwefeloxiden (SO2und SO3). Daraus bilden sich bei der Kondensation des im Heizgas ent-haltenen Wasserdampfes an derHeizfläche des Brennwertkesselsschwefelige Säure und Schwefel-säure in beachtlicher Menge.

Mit der deutschlandweiten Verfüg-barkeit von schwefelarmem HeizölEL mit einem Schwefelgehalt vonlediglich 50 ppm, das entspricht50 mg/kg, ist nun der Weg für dieÖl-Brennwerttechnik endgültig freigeworden. Der DIN-Fachausschuss„Mineralöl- und Brennstoffnormung"hat sich auf diese neue Heizölqualitätgeeinigt und diese im März 2002 inden Entwurf zur DIN 51603-1 aufge-nommen. Wichtig ist, dass diese neue Heizöl-qualität im Juni 2002 in die dritte Ver-ordnung zur Durchführung desBundes-Immissionsschutzgesetzes(3. BImSchV) aufgenommen wurde.Dort ist festgelegt, dass Heizöl EL nurdann als „schwefelarm" bezeichnetwerden darf, wenn es nicht mehr als50 ppm Schwefel enthält.

Grundsätzlich lassen sich zwei Artenvon Öl-Brennwertanlagen unter-scheiden (Tab. 3):

– Kondensation auf kesselintegrier-ten oder nachgeschalteten Wärme-tauscherflächen und Übertragungder Wärme auf das Heizungswasser

oder

– Kondensation im Abgassystem undÜbertragung der Wärme auf dieZuluft (Verbrennungsluftvorwär-mung).

Kesselintegrierte oder nachgeschal-

tete Wärmetauscherflächen

Öl-Brennwertkessel mit integrierterBrennwertnutzung sind so aufge-baut, dass kesselintegriert oder in einem nachgeschalteten Wärmetau-scher die erzeugte Kondensations-wärme direkt auf das Heizwasserübertragen wird.

Bei Geräten, die einen kesselinte-grierten Wärmetauscher für dieBrennwertnutzung aufweisen, wirddie Kondensationswärme direkt imHeizkessel gewonnen. Diese Geräteentsprechen den seit vielen Jahrenetablierten Gas-Brennwertkesseln(Vitoplus 300, Bild 43).

Alternativ dazu besteht die Möglich-keit, einen separaten Wärmetauscherzur Brennwertnutzung nachzuschal-ten. In diesem Fall besteht der Brenn-wertkessel aus zwei Wärmetau-schern: In der Brennkammer wirddas Heizgas am ersten Wärmetau-scher auf Temperaturen oberhalbder Taupunkttemperatur abgekühlt.Das abgekühlte Heizgas durchströmtdann einen zweiten Wärmetauscher,der auf die Kondensation des Heizgases ausgelegt ist. Beide Wärmetauscher sind in den hydraulischen Heizkreis eingebunden(Vitolaplus 300, Bild 44).

Bild 43: Vitoplus 300 – Öl-Brennwert-Wandkessel

Öl-Brennwerttechnik

Zusätzlicher Wärmegewinn durch Brennwerttechnik

■ Wärmegewinn durch Abgastemperatur-Reduzierung (sensible Wärme) – Niedertemperatur-Heizkessel qA = ca. 6.....7% – Brennwertkessel qA = ca. 1.....2% Differenz 5%

■ Wärmegewinn durch Kondensation (latente Wärme) – Niedertemperatur-Heizkessel qK = 0% – Brennwertkessel Öl qK = 6% in der Praxis ca. 3%

■ Zusätzlicher Wärmegewinn durch Brennwerttechnik

– Öl-Brennwerttechnik: Praxiswert ca. 6 bis 8%

Bild 42: Vorteile der Öl-Brennwerttechnik


30

Kesselintegrierte Wärmetauscher, andenen eine Kondensation stattfindet,sind sowohl den hohen Temperatu-ren der Flamme ausgesetzt als auchdurch unvermeidbare Ablagerungenu. a. aufgrund des Schwefelanteilsim Heizöl belastet. Deshalb ist es not-wendig, diese Wärmetauscherbrennwertgerecht zu konstruierenund korrosionsbeständige Werkstof-fe wie z. B. Edelstahl zu verwenden.

Im Betrieb sollte schwefelarmes (< 50 ppm) Heizöl EL eingesetzt werden, um so die Ablagerungen zureduzieren. So sind Langlebigkeit,energetische Qualität und hohe Effizienz auch dann gesichert, wennnur einmal jährlich eine Reinigungdurchgeführt wird. Außerdem ent-fällt für die Verbrennung von schwe-felarmem Heizöl EL (< 50 ppm) aufBasis des ATV-Merkblattes A251 dieNeutralisationspflicht.

Für nachgeschaltete Kondensations-Wärmetauscher kann auch Standard-Heizöl EL (bis 2000 ppm) zum Einsatzkommen, da Verbrennung und Kon-densation räumlich getrennt vonein-ander ablaufen. Die entstehendenVerbrennungsrückstände, die auchdie Reaktionsprodukte des Schwefelsenthalten, lagern sich hauptsächlichan den Wärmetauscherflächen imBrennraum an. Dort entsteht aber aufgrund der an-gepassten Temperaturführung imHeizkessel kein Kondenswasser. Erst im nachgeschalteten Wärmetau-scher findet ein praktisch ablage-rungsfreier Kondensationsprozessstatt, so dass der hohe Schwefel-gehalt des Standard-Heizöls keineKorrosionsbelastung mit sich bringt.

Zu beachten ist, dass bei der Ver-wendung von Standard-Heizöl EL in jedem Fall eine Neutralisations-pflicht besteht. Diese entfällt nur beischwefelarmem Heizöl.

Bild 44: Vitolaplus 300 – Öl-Brennwert Unit

Tab. 3: Randbedingungen für Brennwertkessel mit integriertem bzw. nachgeschaltetem Kondensations-Wärmetauscher

Kesselintegrierter Nachgeschalteter Neutralisations-

Wärmetauscher Wärmetauscher einrichtung

Standard-Heizöl problematisch zulässig, vorgeschrieben

(≤ 2000 ppm) hohe Ablagerungen mäßige Ablagerungen

Schwefel- zulässig, zulässig, nicht

armes geringe keine Ablagerungen vorgeschrieben

Heizöl Ablagerungen

(≤ 50 ppm)

Verbrennungsluftvorwärmung

Die andere Variante der Öl-Brenn-wertnutzung beruht darauf, die Kondensationswärme nicht direkt andas Heizungswasser abzugeben, sondern für die Verbrennungsluft-vorwärmung zu nutzen. Dabei sindWärmetauscher und Wasserführungim Heizkessel so ausgelegt, dass keine Kondensation auftritt.

Bei Eintritt in das Abgassystem be-sitzen die Abgase noch eine Tempera-tur von ca. 100°C, um Kondensationim Heizkessel zu vermeiden. Das Abgas-/Zuluft-System ist bei diesenAnlagen koaxial ausgeführt, so dass das abströmende Abgas seine Wärmeauf die im Gegenstrom zuströmendeZuluft übertragen kann. Wird dabeidie Taupunkttemperatur unterschrit-ten, so kondensiert das Abgas undkann auch latente Wärme auf die Zuluft übertragen und damit denBrennwert nutzbar machen.

Der Umfang der Brennwertnutzungist bei diesen Systemen nicht alleinvom Heizkessel, sondern auch vonden Randbedingungen des Abgas-/Zuluft-Systems abhängig, weshalbrichtigerweise von Brennwertsyste-men statt von Brennwertkesseln gesprochen werden sollte.


31

4.4 Wärmepumpen ohne Primär-

energienachweis

Aufgrund des steigenden Umwelt-bewusstseins gewinnt die Nutzungregenerativer Energien zunehmendan Bedeutung. Im Rahmen dieserEntwicklung erlebt die Wärmepumpeeine Renaissance. Die technischenUnzulänglichkeiten, die den erstenBoom Anfang der 80er Jahre schnellwieder abflauen ließen, sind beho-ben. Heute stellt die Wärmepumpeein zuverlässiges, kostensparendesund zukunftssicheres Heizsystemdar, das zudem besonders umwelt-schonend arbeitet.

Die Wirkungsweise einer Wärme-pumpe beruht darauf, der Umge-bung (Grundwasser, Erdreich, Luft)Wärme zu entziehen und diese aufein höheres Temperaturniveau anzu-heben, so dass sie zur Wohnungs-heizung und Warmwasserbereitunggenutzt werden kann. Wegen derNutzung der Umweltenergie liegendie Erzeugeraufwandszahlen deutlichunter 1.

Im Vergleich zur Niedertemperatur-oder Brennwerttechnik werden er-heblich günstigere Aufwandszahlenerreicht. Beispielsweise werden imEinfamilienwohnhaus gegenüber einem Niedertemperatur-Heizkesselmehr als 50 kWh/(m2·a) eingespart (Bild 45).

Energetisch weisen Wärmepumpen(Bild 46) in der Regel so große Vor-teile auf, dass die EnEV auf die Berechnung des realen Primärener-giebedarfes verzichtet. Im Energiebe-darfsausweis ist ein entsprechenderVermerk vorgesehen (siehe Kapitel5.1). Diese Regelung greift, wennmindestens 70% der Jahreswärmedurch erneuerbare Energien gedecktwird, was bedeutet, dass die Strom-aufnahme höchstens 30% der Wärmeabgabe der Wärmepumpe betragen darf (EnEV § 3, Absatz 3,Satz 2). Daraus ergibt sich eine Min-dest-Jahresarbeitszahl β von 3,33,die erreicht werden muss, um aufden Primärenergienachweis verzich-ten zu können.

Alle Vitocal Wärmepumpen des Vitotec Programms erfüllen diesesKriterium. Allerdings ist es ratsam,den Energiebedarfsausweis mit Basisdaten auch zum Primärenergie-bedarf von Wärmepumpen aufzu-nehmen, um die energetische Qualität für diese hochwertige Technik zu dokumentieren.

Der Nachweis der Einhaltung desTransmissionswärmeverlustes HT` ist in jedem Fall zu führen.

BWWP

Fußboden-heizung

Erdreich


ep = 1,68qp = 138,4 kWh/(m2 · a)

ep = 1,04qp = 85,8 kWh/(m2 · a)

Niedertemperatur-Heizkessel Sole/Wasser-Wärmepumpe

2 K

Δ 52,6 kWh/(m2 · a)

Bild 45: Primärenergetischer Vorteil von Wärmepumpen

Bild 46: Wärmepumpe Vitocal 300


32

WP

Fußbodenheizung

Wasser


ep = 0,86qp = 71,2 kWh/(m2 · a)

ep = 0,97qp = 80,0 kWh/(m2 · a)

ep = 1,25qp = 103,4 kWh/(m2 · a)

WP

Fußbodenheizung

Erdreich

WP

Fußbodenheizung

Luft

Bild 47: Einfluss der Wärmequelle – Zentrale Trinkwassererwärmung ohne Zirkulationsleitung

Bild 48: Luft/Wasser-Wärmepumpe Vitocal 350

Bild 49: Witterungsgeführte, digitale Wärme-pumpenregelung CD 60

4.4.1 Wärmequelleneinfluss auf die

Anlagenaufwandszahl

Für die Nutzung der Umgebungs-wärme stehen die WärmequellenErdreich, Wasser und Umgebungs-luft zur Verfügung.

Die im Erdreich gespeicherte Sonnen-energie kann entweder über groß-flächig horizontal verlegte Erdkollek-toren oder über senkrechte Erd-sonden (80 bis 100 m tief) genutztwerden. Als Arbeitsmedium wird dabei Sole (Gemisch aus Wasser undFrostschutzmittel) eingesetzt.

Den Einfluss der unterschiedlichenWärmequellen auf die Erzeuger- unddamit die Anlagenaufwandszahl undden Primärenergiebedarf gibt Bild 47wieder.

Aufgrund der relativ konstantenGrundwassertemperatur besitzt dieWasser-/Wasser-Wärmepumpe diegünstigste Aufwandszahl. Die unter-schiedlichen Randbedingungen derverschiedenen Wärmequellen sindauch Grund dafür, dass die Norm-bedingungen unterschiedlich sind: Für Grundwasser als Quelle wird von10°C ausgegangen, für Erdreich von0°C und für Luft von 2°C.

Die Nutzung der Umgebungsluft alsWärmequelle kann häufig keinenganzjährigen monovalenten Betriebsicherstellen, weshalb derartigeGeräte in der Regel die Möglichkeitbesitzen, elektrisch nachzuheizen.Dies führt zu einer etwas höheren Anlagenaufwandszahl, allerdingssind die Investitionen deutlich gerin-ger, da weder Erdsonde noch Brun-nen erforderlich sind.


33

4.4.2 Dezentral elektrische Trink-

wassererwärmung

Im Zusammenhang mit der Wärme-pumpe wird häufig die Möglichkeitder dezentralen Trinkwassererwär-mung diskutiert. Da Wärmepumpenin ihrer Leistung meist genau auf denHeizwärmebedarf ausgelegt werden,um unnötige Kosten zu vermeiden,wird für eine komfortable Trinkwas-sererwärmung im Vergleich mit kon-ventionellen Wärmeerzeugern eindeutlich größeres Speichervolumenbenötigt. Nur so kann jederzeit eineausreichende Menge Warmwasserbereitgestellt und die Nachheizungauf die Nachtstunden verlegt wer-den.

Demzufolge bietet sich die Möglich-keit an, das Trinkwasser zentral zu erwärmen.

Bild 50 zeigt den Vergleich der Lö-sungen: Dabei wird auch deutlich,dass der Verzicht auf eine Zirkulati-onsleitung eine erhebliche Reduzie-rung des Primärenergiebedarfes mitsich bringt (siehe Kapitel 4.5.2).

Die dezentrale Trinkwassererwär-mung mit Durchlauferhitzer oder elektrischem Kleinspeicher erhöhtden Primärenergiebedarf.

WP

Fußbodenheizung

Erdreich

ep = 0,97;qp = 80,0 kWh/(m2 · a)

ep = 1,04;qp = 85,7 kWh/(m2 · a)

ep = 1,28;qp = 105,3 kWh/(m2 · a)qpzul. = 140,7 kWh/(m2 · a),da dezentral elektrisch

WP

Fußbodenheizung

Erdreich

Zirkulationohne Zirkulation

WP

Fußboden-heizung

Erdreich

dezentral elektrisch

DLE

Klein-speicher


Bild 50: Möglichkeiten der Trinkwassererwärmung beim Einsatz einer Sole/Wasser-Wärmepumpe,Wärmequelle Erdreich

Bild 51: Sole/Wasser-Wärmepumpe Vitocal 200


34

4.5. Trinkwassererwärmung

4.5.1 Solare Trinkwassererwärmung

Solarenergie ist kostenlos. Und effek-tiv – auch in unseren Breiten. Voraus-gesetzt, man nutzt ein Solarsystemmit hocheffizienten Kollektoren undabgestimmten Systemkomponenten,z. B. aus dem Vitosol Programm. Einsolches Solarsystem kann bis zu 60%des jährlichen Energiebedarfs zurTrinkwassererwärmung von Ein- undZweifamilienhäusern einsparen. Inden Sommermonaten reicht die Sonnenenergie sogar aus, um dieTrinkwassererwärmung vollständigzu übernehmen.

Aus diesem Grunde führt der Einsatzvon Solarenergie zur Trinkwasser-erwärmung zu einer erheblichen Ver-ringerung des Primärenergiebedarfs.

Bild 53: Energie von der Sonne spart Primär-energie

Bild 54: Viessmann Solarsystem mit Brenn-wertkessel und bivalentem Speicher-Wasser-erwärmer

Bild 52: Sonnenkollektoren Vitosol

Sonnenkollektor

Bivalenter Speicher-Wassererwärmer

Solar-Divicon

Gas-Brennwert-Wandgerät

Vitosolic


35

Die Bilder 55, 56 und 58 zeigen, dass die Reduzierung des Primär-energiebedarfs zwischen 9 und 17 kWh (m2·a) liegt. Bei einem ange-nommenen Trinkwasserwärmebe-darf von 12,5 kWh/(m2·a) und einersolaren Deckungsrate von ca. 60%wird der Nutzwärmebedarf des Ge-bäudes um etwa 7 kWh/(m2·a) ver-ringert. Gleichzeitig werden die Ver-luste bei Speicherung und Verteilungkompensiert sowie für die Sommer-monate die Verluste des Heizkesselsvermieden, da der Heizkessel abge-schaltet werden kann, solange die Solaranlage den gesamten Trinkwasserwärmebedarf deckt (ca. 3 Monate).

NT NT

ohne Solarep = 1,68; qp = 138,4 kWh/(m2 · a)


mit Solarep = 1,47; qp = 121,0 kWh/(m2 · a)

2 K 2 K

Δ 17,4 kWh/(m2 · a)

Bild 55: Primärenergieeinsparung im Einfamilienwohnhaus – Niedertemperatur-Heizkessel mit undohne Solaranlage

BW BW




2 K 2 K

Δ 15,3 kWh/(m2 · a)

Bild 56: Primärenergieeinsparung im Einfamilienwohnhaus – Brennwertkessel mit und ohne Solaranlage

BW BW

2 K 2 K




Δ 9,3 kWh/(m2 · a)

Bild 58: Primärenergieeinsparung im Mehrfamilienwohnhaus – Brennwertkessel mit und ohne Solaranlage

Bild 57: Solarregelungen Vitosolic 100 und Vitosolic 200


36

4.5.2 Zirkulation

Ein einfaches und wirksames Mittel,den Primärenergiebedarf eines Ge-bäudes zu reduzieren, ist der Verzichtauf Zirkulationsleitungen. Selbstver-ständlich ist eine Trinkwarmwasser-verteilung ohne Zirkulation nur imEinfamilienwohnhaus sinnvoll, unddann auch nur dann, wenn plane-risch entsprechende Maßnahmen ergriffen wurden, um die Leitungs-längen gering zu halten. Nur so kann eine Erhöhung des Warmwasserver-brauchs wegen zu langer Totzeiten zuBeginn jeder Zapfung vermiedenwerden.

Das Einsparpotenzial, das sich ausdem Verzicht auf Zirkulationsleitun-gen ergibt, ist beachtlich. Da die Lei-tungen über viele Stunden am Tagungenutzte Wärme abstrahlen undzusätzlich elektrischer Strom mitdem Primärenergiefaktor 3 für dieZirkulationspumpe verbraucht wird,summiert sich die Primärenergie-einsparung auf ca. 6 kWh/(m2·a).

Zusätzlich wird auch der finanzielleAufwand für die Anlagentechnik geringer, wenn auf Zirkulations-leitungen und -pumpe verzichtetwird (Bild 59).

BW

2 K 2 K

BW

mit Zirkulationep = 1,35; qp = 111,2 kWh/(m2 · a)


ohne Zirkulationep = 1,28; qp = 105,5 kWh/(m2 · a)

Δ 5,7 kWh/(m2 · a)

Bild 59: Verzicht auf Zirkulationsleitungen im Einfamilienwohnhaus – Brennwertkessel mit und ohne Trinkwasser-Zirkulationsleitung

Bild 60: Vitodens 200 und untergestellter Speicher-Wassererwärmer Vitocell-W 100mit Verkleidung als Zubehör


37

4.5.3 Speicher-Wassererwärmer

oder Kombi-Wasserheizer?

Im Ein- oder Zweifamilienwohnhausist die zentrale Warmwasserversor-gung die Regel. Sie ist überwiegendan die Zentralheizung gekoppelt.

Um einen ausreichenden Komfort sicherzustellen, wird ein größeresVolumen – in der Regel 100 bis 200Liter – in einem wärmegedämmtenSpeicherbehälter (Vitocell Programm)bevorratet und tagsüber auf Bereit-schaftstemperatur gehalten. Die Ver-wendung eines zentralen Speicher-Wassererwärmers stellt unbestrittendie komfortabelste Lösung zur Trink-wassererwärmung dar. Sollen weite-re Energiequellen wie z. B. Sonnen-energie genutzt werden, so ist der Speicher-Wassererwärmer dieeinzige Lösung.

Eine preiswerte Alternative ist derEinsatz von Gas-Kombiwasserhei-zern, bei denen das Trinkwasser imDurchlauf erwärmt wird (z. B. Kombi-Geräteversionen des Vitodens oderVitopend). Die Bilder 61 und 63 verdeutlichendie Auswirkungen auf den rechneri-schen Primärenergiebedarf.

Energetisch hat der Kombi-Wasser-heizer deutliche Vorteile, da Bereit-schaftsverluste des Speicher-Wasser-erwärmers entfallen. Allerdings ist zubeachten, dass bei der Lösung mitSpeicher-Wassererwärmer auch eineZirkulation eingerechnet ist. DerUnterschied zwischen Kombi-Was-serheizer und Speicher-Wassererwär-mer ohne Zirkulation beträgt nur etwa 3 bis 5 kWh/(m2·a) zugunstender Kombi-Lösung.

NT

2 K 2 K

NT-Kombi

zentraler Speicher-Wassererwärmerep = 1,68; qp = 138,4 kWh/(m2 · a)


Kombiwasserheizer

ep = 1,54; qp = 126,9 kWh/(m2 · a)

Δ 11,5 kWh/(m2 · a)

Bild 61: EnEV-Vorteil bei Kombi-Wasserheizern (außerhalb der thermischen Hülle)

NT

2 K 2 K

NT-Kombi

zentraler Speicher-Wassererwärmerep = 1,48; qp = 122,5 kWh/(m2 · a)


Kombiwasserheizer

ep = 1,38; qp = 113,7 kWh/(m2 · a)

Δ 8,8 kWh/(m2 · a)

Bild 62: EnEV-Vorteil bei Kombi-Wasserheizern (innerhalb der thermischen Hülle)


38

4.6 Wärmeerzeugung im Mehr-

familienwohnhaus: zentral oder

dezentral

Eine zentrale Wärmeversorgung vonMehrfamilienwohnhäusern wird bis-her meistens mit bodenstehendenHeizkesseln realisiert. Durch dieMöglichkeit, Wandgeräte mit Kaska-denschaltungen zu betreiben, nimmtaber auch hier der Anteil von Heiz-zentralen mit Wandgeräten – oft aufdem Dachboden – zu. Die Versor-gung mit Warmwasser erfolgt in bei-den Fällen in der Regel über einenSpeicher-Wassererwärmer.

Bei einer dezentralen Wärmeversor-gung von Wohneinheiten werdenmeistens keine bodenstehendenHeizkessel, sondern Wandgeräte ein-gesetzt. Die Trinkwassererwärmungkann dann entweder mit einem Kombiwasserheizer oder in einemSpeicher-Wassererwärmer erfolgen,der entweder separat steht oder inein Kompaktgerät integriert ist (z. B.Vitodens 333 mit Ladespeicher). DieAufstellung des Wärmeerzeugers sowie die Verlegung der Leitungenerfolgt in jedem Fall innerhalb derwärmegedämmten Gebäudehülle.

Die Bilder 63 und 64 vergleichen diezentrale Wärmeerzeugung mit ver-schiedenen Varianten der dezentra-len Wärmeerzeugung:

– je Wohnung ein Heiz- (NT) oderBrennwertgerät mit Speicher-Wassererwärmer und Zirkulation

– je Wohnung ein Heiz- (NT) oderBrennwertgerät mit Speicher-Wassererwärmer ohne Zirkulation

– je Wohnung ein Kombi-Wasser-heizer (Heiz- (NT) oder Brennwert-gerät).

Für die Berechnung gilt der auf dasgesamte Gebäude bezogene maxi-mal zulässige Primärenergiebedarf,der nicht überschritten werden darf.Es wird also bezüglich des Grenz-wertes kein Unterschied zwischenzentraler und dezentraler Lösung gemacht.

NT

2 K

A/Ve = 0,5AN = 2500 m2

qh = 55 kWh/(m2 · a)qpzul. = 89,6 kWh/(m2 · a)

ep = 1,44qp = 97,2 kWh/(m2 · a)

ep = 1,72qp = 115,8 kWh/(m2 · a)

25 Wohnungená 100 m2

ep = 1,54qp = 103,9 kWh/(m2 · a)

ep = 1,52 qp = 102,4 kWh/(m2 · a)

Niedertemperaturtechnik

zentral für 2500 m2

2 K NT-Kombi

NT2 K

NT2 K

Bild 63: Zentrale/dezentrale Wärmeversorgung mit Niedertemperatur-Heizkesseln

BW

2 K

A/Ve = 0,5AN = 2500 m2

qh = 55 kWh/(m2 · a)qpzul. = 89,6 kWh/(m2 · a)

ep = 1,30qp = 87,8 kWh/(m2 · a)

ep = 1,58qp = 106,9 kWh/(m2 · a)

25 Wohnungen á 100 m2

ep = 1,44qp = 97,0 kWh/(m2 · a)

ep = 1,41qp = 95,4 kWh/(m2 · a)

2 K

BW-Kombi

Brennwerttechnik

zentral für 2500 m2

BW2 K

BW2 K

Bild 64: Zentrale/dezentrale Wärmeversorgung mit Brennwertkesseln


39

Dies gilt im Übrigen auch für dieAusstellung des Energiebedarfsaus-weises. Wird während der Bauphasedie Wärmedämmung verbessert, soist mit einer Verschlechterung derAnlagenaufwandszahl eP zu rechnen. Dieses erfordert eine Neuberech-nung, um nicht in der Fachunterneh-mererklärung (siehe Kapitel 5.1) eineP zu bestätigen, das aufgrund deroptimierten Wärmedämmung nichtmehr erreicht werden kann.Davon unabhängig wird der Primär-energiebedarf mit besserer Wärme-dämmung natürlich geringer.

qh = 40 kWh/(m2·a)

ep = 1,73qp = 90,9 kWh/(m2·a)

ep = 1,51qp = 79,1 kWh/(m2·a)

ep = 1,47qp = 77,4 kWh/(m2·a)

Wohnung mit 100 m2 Wohnfläche im MFH mit 2500 m2:

2 K

BW-Kombi

qh = 60 kWh/(m2·a)

ep = 1,55qp = 112,2 kWh/(m2·a)

ep = 1,39qp = 100,5 kWh/(m2·a)

ep = 1,36qp = 98,8 kWh/(m2·a)

qh = 80 kWh/(m2·a)

ep = 1,44qp = 133,6 kWh/(m2·a)

ep = 1,32qp = 121,8 kWh/(m2·a)

ep = 1,30qp = 120,1 kWh/(m2·a)

BW2 K

BW2 K

Bild 65: Trinkwassererwärmung mit Brennwerttechnik in einer Etagenwohnung – mit steigendem qhsinkt ep

Damit muss jede dezentrale Anlagen-technik die Anlagenaufwandszahl erreichen, die auch für die zentraleAnlage gilt.

Die Berechnung für das System mitZirkulationsleitungen erfolgt so, als wäre die einzelne Wohnung ein eigen-ständiges Gebäude mit entsprechen-der Nutzfläche AN. Dieser Fall ist allerdings ungewöhnlich, da in diesenWohnungen kaum Zirkulationsleitun-gen vorgesehen werden.

Die DIN V 4701 Teil 10 hat diesemUmstand Rechnung getragen und fürwohnungszentral mit Warmwasserversorgte Wohnungen eine Sonder-regelung vorgesehen. Aufgrund derkurzen Verteilwege des Warmwas-sers wird die Hilfsenergie für die Ver-teilung vernachlässigt (DIN V 4701Teil 10, C 1.2.2.).

Die Ergebnisse zeigen, dass alle betrachteten dezentralen Lösungenenergetische Nachteile gegenüberder zentralen Wärmeerzeugung auf-weisen.

Den geringsten primärenergetischenAufwand verursacht das Brennwert-Kombigerät, bei dem das Trinkwasserim Durchlauf erwärmt wird. Hiermüssen allerdings Komforteinbußenin Kauf genommen werden, da ab-hängig von den Zapfraten Tempera-turschwankungen entstehen können.

Argumente für eine dezentrale An-lagentechnik liegen vor allem in derverursachergemäßen Zuordnung derBetriebskosten. Für diesen Vorteil istaber – zumindest nach EnEV-Berech-nung – ein Mehraufwand an Energiein Kauf zu nehmen. Um EnEV-ge-rechte Mehrfamilienwohnhäuser mit dezentraler Anlagentechnik zu errichten, muss ein erhöhter Auf-wand seitens der Bauphysik (Wärme-dämmung) getrieben werden.

In diesem Zusammenhang muss darauf hingewiesen werden, dass die Heizwärmeeinsparung, die durch eine Verbesserung der Wärmedäm-

mung erreicht werden kann, immerzu einer Erhöhung der Anlagenauf-wandszahl eP führt. Bild 65 verdeut-licht dies.

Die Ursache liegt in der Abhängigkeitder Anlagenaufwandszahl von derAuslastung der Anlage und damitvom Jahres-Heizwärmebedarf. Wirdweniger Wärme benötigt, so sinkt dieAuslastung des Heizkessels. Damitwird der Nutzungsgrad schlechter,denn das Verhältnis von Nutzen zuVerlust des Heizkessels sinkt.

Wird also zur Einhaltung der EnEV-Grenzwerte der Jahres-Heizwärme-bedarf durch eine verbesserte Wär-medämmung verringert, so erfordertdies eine erneute Berechnung derAnlagenaufwandszahl eP. Der ur-sprünglich ermittelte Wert kann nichtübernommen werden.


40

4.7 Mehrkesselanlage – ja oder nein?

Das Beispiel „Mehrfamilienwohn-haus“ in Bild 66 zeigt, dass Mehr-kesselanlagen gegenüber einer Ein-kessel-Lösung energetische Nach-teile aufweisen. Allerdings liegt derEnergie-Mehraufwand für zweiBrennwertkessel (Leistungsauf-teilung 50 : 50) bei weniger als 2 kWh/(m2·a).

Mehrkesselanlagen werden in erster Linie aus Gründen der Betriebssicher-heit und/oder aufgrund besondererEinbringbedingungen installiert.

BW


ep = 1,30qp = 87,8 kWh/(m2 · a)

ep = 1,36qp = 91,5 kWh/(m2 · a)

ep = 1,32qp = 89,4 kWh/(m2 · a)

BW – NT: BW – BW:

50%NT

50%BW

50%BW

50%BW

2 K 2 K 2 K

Bild 66: Mehrkesselanlagen

Bild 67: Vitocrossal/Vitoplex-Anlage


41

4.8 Lüftungsanlagen mit Wärme-

rückgewinnung

Aufgrund der guten Wärmedäm-mung geht in Neubauten, insbe-sondere in Niedrigenergiehäusern(Bild 68) nur noch wenig Heizwärmeüber Wände und Fenster verloren(Transmissionswärmeverluste). DerLüftungswärmebedarf beträgt beimNiedrigenergiehaus mehr als 50%des gesamten Heizwärmebedarfs.

Um den Heizenergiebedarf bei opti-malem Luftaustausch möglichst gering zu halten, ist es notwendig, ein System zur kontrollierten Wohnraumlüftung einzusetzen (Vitovent 300, Bild 69).

Diese Anlagen sollen die Bewohnerbeim energiesparenden Lüften unter-stützen. Durch moderne Lüftungs-Systeme kann in der Heizperiode aufdas Öffnen von Fenstern verzichtetwerden.

Das zentrale Zu- und AbluftsystemVitovent 300 mit Wärmerückgewin-nung bis zu 90% führt die Abluft übereinen Kreuzstrom-Wärmetauscher.Dort wird die kalte Außenluft von der Abluft erwärmt. So kann bis zu90% der Wärme zurückgewonnenwerden.

Überschlägig reduziert eine kontrol-lierte Wohnungslüftung mit WRGden Primärenergiebedarf um etwa 10 kWh/(m2·a) (Bild 70).

Bild 68: Aufbau der Lüftungstechnik im NEH

Bild 69: Wohnungslüftungs-System mit Wärme-rückgewinnung Vitovent 300

BW BW

ohne Lüftungep = 1,35; qp = 111,2 kWh/(m2 · a)

A/Ve = 0,9; AN = 200 m2; qh = 70 kWh/(m2 · a); qpzul. =127,4 kWh/(m2 · a)

mit Lüftung, WRGep = 1,20; qp = 99,3 kWh/(m2 · a)

WRG DC

Außenluft Fortluft

Abluft Zuluft

2 K 2 K

Δ 11,9 kWh/(m2 · a)

Bild 70: Primärenergie einsparen durch kontrollierte Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung


Der Einbau von wohnungszentralenLüftungsanlagen ist auch im Mehr-familienwohnhaus sinnvoll. Die Re-duzierung des Primärenergiebedarfsliegt im betrachteten Beispiel bei10,8 kWh/(m2·a) (Bild 71).

Werden sowohl thermische Sonnen-kollektoren zur Trinkwassererwär-mung als auch ein Gerät zur Woh-nungslüftung mit Wärmerückge-winnung eingesetzt, so lassen sichdie Primärenergieeinsparungen fürbeide Systeme addieren (Bild 72).

BW BW

ohne Lüftung, ohne Solarep = 1,35; qp = 111,2 kWh/(m2 · a)


mit Lüftung, WRG und Solarep = 1,02; qp = 84,1 kWh/(m2 · a)

2K 2K

WRG DC

Außenluft Fortluft

Abluft Zuluft

Δ 27,1 kWh/(m2 · a)

Bild 72: Kombination von solarunterstützter Trinkwassererwärmung und kontrollierter Wohnungslüftung im Einfamilienwohnhaus

42

BW BW

ohne Lüftungep = 1,30; qp = 87,8 kWh/(m2 · a)


mit Lüftung, wohnungszentralep = 1,15; qp = 77,0 kWh/(m2 · a)

2K 2K

WRG DC

Außenluft Fortluft

Abluft Zuluft

Δ 10,8 kWh/(m2 · a)

Bild 71: Wohnungszentrale Lüftungsanlage im Mehrfamilienwohnhaus


43

4.9 Holzverbrennung

Die Tatsache, dass Pelletskessel CO2-neutral arbeiten, führt zu einerbesonderen Betrachtung im Rahmender EnEV.

Die überarbeitete Fassung der DIN V 4701 Teil 10 sieht als Primär-energiefaktor fP für Holzfeuerung denFaktor 0,2 vor. Daraus ergeben sichin der EnEV-Berechnung sehr niedri-ge Primärenergiebedarfe (Bild 74).

Mit der Novellierung der EnEV sinddiese Werte seit Dezember 2004„amtlich“ und können generell genutzt werden.

NT Pellets


Holz-Pelletskesselep = 0,49; qp = 40,0 kWh/(m2 · a)

2 K 2 K

Δ 98,4 kWh/(m2 • a)


Bild 74: Holzpellets-Heizsysteme – z. B. Vitolig 300 – im Vergleich mit Niedertemperatur-Heizkessel

Bild 73: Holzpellets-Heizsystem Vitolig 300


44

4.10 Norm-, BDH- oder Hersteller-

Produktkennwerte?

Durch die Verwendung hersteller-spezifischer Produktkennwerte kanndie rechnerische Anlagenaufwands-zahl nennenswert gesenkt werden(siehe auch Kapitel 24.3).

So kann durch Auswahl eines kon-kreten Wärmeerzeugers und die Ver-wendung der entsprechenden Kenn-werte in der EnEV-Berechnung derrechnerische Primärenergiebedarfgesenkt werden. Allerdings ist dieFestlegung auf einen bestimmtenHeizkessel (Typ und Leistung) dannbereits in der Planungsphase not-wendig, um die Vorteile bei der gesamtheitlichen energetischen Betrachtung des zu errichtenden Gebäudes auch nutzen zu können.

Bild 75 zeigt den Vergleich einer Anlagenaufwandszahl für ein Ein-familienwohnhaus gerechnet mitNorm-, BDH- und Hersteller-Produkt-kennwerten für einen Brennwert-kessel.Im Vergleich zu den aktuellen Kenn-werten des BDH (Merkblatt 15 sowieDIN V 4701 Teil 10 – überarbeitet), diedem heutigen Stand der Technik beiWärmeerzeugern entsprechen, liegtdie Primärenergieeinsparung bei 5,3 kWh/(m2·a).Die rechnerische Reduzierung desPrimärenergiebedarfes liegt für das betrachtete Wohnhaus bei 10 kWh/(m2·a), wenn statt der Normkennwerte ein bereits in derPlanungsphase fest eingeplanterHeizkessel (Vitodens 300) angesetztwird.

Es gilt allerdings Folgendes zu be-achten: Werden bei der Berechnungder Anlagenaufwandszahl hersteller-spezifische Produktkennwerte verwendet, so ist dies imEnergie-bedarfsausweis anzugeben. Die

Berechnung ist mit entsprechenden Unterlagen zur Herkunft der Kenn-werte – z. B. einer Konformitätserklä-rung des Herstellers – abzusichern,um sie später nachvollziehen zu können.

Der Einbau der zur Berechnung heran-gezogenen Produkte ist in einigenBundesländern durch eine Fachun-ternehmererklärung zu bestätigen.Werden zwischen der Erstellung desEnergiebedarfsausweises und der In-stallation der Anlagentechnik Ände-rungen an der Anlagenplanung – ver-bunden mit einem Produktwechsel –vorgenommen, so muss, wenn Pro-duktkennwerte verwendet wurden,eine Überarbeitung des Energie-bedarfsausweises erfolgen.

BW BW

A/Ve = 0,9; AN = 200 m2; qh = 70 kWh/(m2 • a); qpzul. = 127,4 kWh/(m2 • a)

BDH-Kennwertep = 1,50qp = 123,4 kWh/(m2 • a)

Norm-Kennwertep = 1,55qp = 128,1 kWh/(m2 • a)

Herstellerspezifischer Produktkennwertep = 1,43qp = 118,1 kWh/(m2 • a)(Vitodens 300)

BW

2 K 2 K 2 K

Bild 75: Vergleich Norm-Kennwert, BDH-Kennwert und herstellerspezifischer Produktkennwert bei einem Einfamilienwohnhaus

Bild 76: Gas-Brennwert-Wandkessel Vitodens 300


45

Basis:geregelte Pumpe, Heizkörper, Ventile 2Kep = 1,58; qp = 106,9 kWh/(m2 • a)

ungeregelte Pumpe, HK, 2Kep = 1,60; qp = 108,1 kWh/(m2 • a)

geregelte Pumpe, HK, 1Kep = 1,55; qp = 104,5 kWh/(m2 • a)

geregelte Pumpe, FBH, 2Kep = 1,60; qp = 108,1 kWh/(m2 • a)

BW

A/Ve = 0,5; AN = 2500 m2; qh = 55 kWh/(m2 • a); qpzul. = 89,6 kWh/(m2 • a)25 Wohnungen à 100 m2

Dezentrale Wärmeerzeugung

Fußbodenheizung

2 K

Bild 77: Einfluss von Pumpe, Thermostatventil und Heizfläche

Bild 78: Heizsystemkomponenten Vitoset Bild 79: Für alle Heizungskomponenten das Vitoset Programm

4.11 Systemkomponenten

Auch die Systemtechnik hat Einflussauf den Primärenergiebedarf. In der EnEV wurde dies u.a. dadurch berück-sichtigt, dass für Heizkreisleistungenab 25 kW automatisch geregeltePumpen vorgeschrieben sind. Dane-ben haben aber auch Thermostat-ventile (Proportionalitätsbereich) und Heizflächen (Heizkörper- oderFußbodenheizung) nennenswertenEinfluss.

Ausgehend von einer dezentralen(wohnungszentralen) Lösung imMehrfamilienwohnhaus (Wohnungenmit 100 m2) reduziert der Wechselvon einer ungeregelten auf eine ge-regelte Pumpe den Primärenergie-bedarf um mehr als 1 kWh/(m2·a). Thermostatventile mit Proportionali-tätsbereich 1 K statt 2 K bringen 2,4 kWh/(m2·a) Primärenergie-Einsparung (Bild 77).

Überraschendes bringt die Verwen-dung einer Fußbodenheizung stattRadiatoren im betrachteten Beispiel(Wohnung mit 100 m2): Obwohl dieSystemtemperatur dadurch von 55/45°C auf 35/28°C gesenkt wird unddamit der eingesetzte Brennwertkes-sel eine bessere Brennwertnutzungzulässt, steigt der Primärenergie-bedarf leicht an [um 1,4 kWh/(m2·a)].Dies ist darauf zurückzuführen, dasseine größere Wassermenge umge-wälzt und damit die Pumpenleistunggesteigert werden muss. Aufgrundder schlechten primärenergetischenBewertung des erforderlichen Pum-penstromes (fp = 3,0) wird der ther-mische Gewinn mehr als aufgezehrt.

Für größere Gebäude können sichdie Verhältnisse allerdings umkeh-ren, so dass dann Fußbodenheiz-systeme energetische Vorteile auf-weisen.

Die Beispiele zeigen, dass eine abge-stimmte Systemtechnik aus dem Vitoset Programm (Bild 78) erheb-liche Vorteile bei der Berechnungbringt. Es ist deshalb sinnvoll, bereitsbei Planung Zubehörkomponenten in die Betrachtungen mit einzube-ziehen.


46

4.12 Das Wichtigste aus der Bau-

physik für die EnEV

Neben den anlagentechnischen Mög-lichkeiten, die direkt auf die Anlagen-aufwandszahl eP einwirken, kann derJahres-Heizwärmebedarf qh durchbestimmte Maßnahmen unabhängigvon real durchzuführenden bautech-nischen Verbesserungen verringertwerden. Der rechnerische Jahres-Heizwärmebedarf ergibt sich aus Bild 80 (vereinfachtes Verfahren lautEnEV).

Die Transmissions- und Lüftungs-wärmeverluste, die in der Formel angesetzt werden, lassen sich rech-nerisch reduzieren, indem

– für HT´ (Transmissionswärmever-lust) durch die Verwendung vonWärmebrücken nach Wärme-brückenkatalog (DIN 4108 Blatt 2)anstelle einer pauschalen Betrach-tung (bei dem vereinfachten Ver-fahren sind grundsätzlich nur Wärmebrücken nach Katalogzulässig) und

– für HV (Lüftungswärmeverlust)durch Nachweis des Grenzwertesfür die Luftdichtheit gemäß EnEV(Blower-Door-Test)

bessere Kennwerte verwendet werden dürfen.

Bild 81 zeigt die Auswirkungen amBeispiel eines Einfamilienwohn-hauses.

Immerhin lässt sich der Primärener-giebedarf um 7 bis 15 kWh/(m2·a) reduzieren. Und dies, ohne dass bautechnische und damit finanziellaufwändige Maßnahmen ergriffenwerden müssen.

Jahres-Heizwärmebedarf

Vereinfachtes Verfahren für Wohngebäude mit Fensterfläche < 30%

qp = ep · ( qh + qtw )

qh = Qh / AN

Qh = 66 · (HT + HV) – 0,95 · (Qs + Qi)

HT = Σ (FxiUiAi) + 0,05 · A

UWB: 0,10 (pauschal); 0,05 (nach Katalog) HV = 0,19 Ve (ohne Dichtheitsprüfung) HV = 0,163 Ve (mit Dichtheitsprüfung)

Qs = solare Gewinne Qi = interne Gewinne

Bild 80: Senkung des rechnerischen Heizwärmebedarfs

BW

MehrfamilienwohnhausA/Ve = 0,5AN = 2500 m2;qpzul. = 89,6 kWh/(m2 · a)

Luftdichtigkeit: nicht geprüftWärmebrücken: pauschalqh = 64,8 kWh/(m2 · a)ep = 1,61; qp = 124,1 kWh/(m2 · a)

Luftdichtigkeit: geprüftWärmebrücken: pauschalqh = 59,2 kWh/(m2 · a)ep = 1,64; qp = 117,8 kWh/(m2 · a)

Luftdichtigkeit: nicht geprüftWärmebrücken: nach Katalogqh = 57,1 kWh/(m2 · a)ep = 1,66; qp = 115,5 kWh/(m2 · a)

Luftdichtigkeit: geprüftWärmebrücken: nach Katalogqh = 51,6 kWh/(m2 · a)ep = 1,70; qp = 109,3 kWh/(m2 · a)

Bild 81: Bauphysikalische Maßnahmen – Wärmebrückeneinfluss, Luftdichtigkeit


47

0

50

100

150

200

250

300

Jah

res-H

eiz

wärm

eb

ed

arf

[kW

h/(

m2

· a

)]

NEH Passiv-

haus

vor

1918

1919 -

1948

1949 -

1957

1958 -

1968

1969 -

1977

1.

WSchV

2.

WSchV

WSchV

95

162

220

190

240

140

NEH

heute

135

120

90

70 70

15

Bild 82: Typischer Jahres-Heizwärmebedarf nach Baujahr geordnet (nach GRE)

16,0%

13,0%

11,0%

20,0%

18,0%

3,0%

3,0%

3,0%

3,0%

10,0%

Flächenanteile im Jahr 2010

vor 1918

1919 bis 1948

1949 bis 1957

1958 bis 1968

1969 bis 1977

1978 bis 1985 (1. WSchV)

1986 bis 1994 (2. WSchV)

1995 bis 1999 (3. WSchV 95)

2000 bis 2003 (NEH)

zukünftig bis 2010 NEH + PH

24,6%

15,4%

15,0%

21,2%

15,9%

2,3%2,1%

1,6% 0,7%1,3%

Anteil am Heizenergieverbrauch im Jahr 2010

Bild 83: Altersstruktur der Gebäude im Jahr 2010 im Vergleich zur Struktur des Heizenergiever-brauchs im Jahr 2010 nach Baujahr

Bild 83 zeigt die Altersstruktur derWohngebäude in Deutschland imJahr 2010. Deutlich wird, dass derAnteil von neuem Wohnraum, dernach der EnEV gebaut wird, dann nuretwa 10% betragen wird. Entspre-chend gering fällt deren Anteil amGesamt-Heizenergieverbrauch inDeutschland aus. Die nach EnEV

gebauten Häuser weisen nur einen Anteil von etwas über einem Prozentaus. Nahezu 99% des Heizenergie-verbrauchs wird im Jahr 2010 durch Gebäude, die vor 2003 erstellt wurde,verursacht. Die Modernisierung die-ses Bestandes bietet damit das wesentlich größere Potenzial zur Energieeinsparung als der Neubau.

4.13 Die EnEV im Gebäudebestand

Damit die EnEV ihr Ziel erreicht,spürbare Reduzierungen des Primär-energieverbrauchs und der CO2-Emissionen zu bewirken, müssenauch Maßnahmen im Gebäudebe-stand durchgesetzt werden. EineAuswertung der Schornsteinfegerzeigt, dass von den rund 15 MillionenHeizungsanlagen in Deutschland 4,4 Millionen – das ist fast ein Drittelaller Anlagen – älter als 15 Jahre ist.2,4 Millionen – mehr als 16% – sindsogar älter als 19 Jahre. Ein Großteildieser Anlagen entspricht nicht mehrdem Stand der Technik und ist drin-gend modernisierungsbedürftig.

Dieser Umstand ist in der EnEVgrundsätzlich berücksichtigt worden,denn es wurden auch Vorgaben fürdie Modernisierung von Gebäude-Wärmedämmung und Anlagentech-nik im Bestand erlassen.

4.13.1 Der Bestand:

Das größte Energieeinsparpotenzial

Würden alle von der EnEV betroffe-nen Altanlagen modernisiert, sokönnte der CO2-Ausstoß der privatenHaushalten nachhaltig gesenkt wer-den. Der Neubau allerdings, auf dendie EnEV im Wesentlichen zielt, trägtzu einer nachhaltigen CO2-Reduktionkurzfristig nichts bei. Jeder Quadrat-meter Wohnfläche mehr in Deutsch-land steigert den Energieverbrauch.Die EnEV sorgt lediglich dafür, dassdieser Anstieg etwas abgeschwächtwird.

Das Potenzial wird in den Bildern 82und 83 verdeutlicht: Der Jahres-Heizwärmebedarf der Gebäude isterst bei den Neubauten der letztenJahren deutlich zurückgegangen. Im Bestand, der vor 1985 erstelltwurde, beträgt der Jahres-Heiz-wärmebedarf durchschnittlich 135bis 240 kWh/(m2·a) (Bild 82).


48

4.13.2 Nachrüstverpflichtungen und

Ausnahmen

Ziel muss es deshalb sein, den Ge-bäudebestand mit hochentwickeltenund ausgereiften Technologien ener-getisch zu sanieren. Die EnEV gibt fürden Gebäudebestand die im Bild 84dargestellten Maßnahmen vor. Derim Neubau in der EnEV vorgeschrie-bene Energiebedarfsausweis wirdauch im Gebäudebestand Einzug halten. Der Nachweis eines geringenPrimär- und Endenergiebedarfs weistauf entsprechend geringe Energie-verbrauchskosten hin und dokumen-tiert damit für den modernisiertenGebäudebestand das Niveau der„zweiten Miete”.

Austauschpflicht für Heizkessel

Die Austauschpflicht für Heizkesselim Gebäudebestand greift nur für einen geringen Anteil (Bild 84).Grundsätzlich gilt sie nur für Heizkes-sel, die vor 1978 eingebaut wurden –also mindestens 25 Jahre alt sind –und keine Niedertemperatur- oderBrennwertkessel sind. Auch die ver-bleibenden Konstanttemperaturkes-sel sind dann nicht austauschpflich-tig, wenn sie in einem vom Eigen-tümer selbst bewohnten Ein- oderZweifamilienwohnhaus stehen. Damit ist ein Großteil der mit hohenVerlusten arbeitenden Heizkessel vonder Austauschpflicht ausgenommen.

Bild 85 zeigt eine Checkliste zur Ermittlung der Fristen.

Wichtig ist es, darauf hinzuweisen,dass die Bestimmungen der BImSchVweiterhin gelten, also alle betroffe-nen Heizkessel, die die Grenzwertezur Einstufungsmessung nicht erfüllthaben, spätestens seit 1.11.2004 diefür Neuanlagen festgelegten Grenz-werte einhalten müssen.

EnEV – Nachrüstung im Gebäudebestand

Anlagentechnik

■ Erneuerung der vor dem 01.10.1978 installierten Heizkessel bis 31.12.2006 *

■ Bei Brennererneuerung nach dem 01.11.1996 bis 31.12.2008 *

■ Nachträgliche Wärmedämmung ungedämmter zugänglicher Wärme- und Warmwasserverteil- leitungen sowie Armaturen in unbeheizten Räumen bis 31.12.2006 *

■ Umwälzpumpenerneuerung bei Heizkreisen > 25 kW: Einbau elektronischer Umwälzpumpen, selbsttätig in mindestens drei Stufen.

*) Gilt nicht für Wohnungen mit bis zu 2 Wohneinheiten, von denen der Eigentümer eine selbst bewohnt – Anforderungen greifen erst bei Besitzerwechsel)

Bild 84: Modernisierungspflicht bei Altanlagen

Heizkessel

Baujahr vor 01.10.1978 ?

Konstant-

temperatur-

kessel ?

neuer

Brenner

nach

01.11.1996 ?

Austausch desHeizkessels

Ja

Nein

bis 31.12.08

bis 31.12.06

neuer

Brenner

nach

01.11.1996 ?

Austausch desHeizkessels

Ja

Nein

nicht vor 31.12.08

nicht vor 31.12.06

selbst

bewohntes

EFH/ZFH?

Nein

Es gelten die Anforderungen

nach BImSchV

Nein

Ja JaBImSchV

erfüllt ?

Heizkessel

4 – 400 kW ? Ja

Nein Nein

Nein

Ja

Ja

Keine Anforderungen

nach EnEV

Austausch

des Heiz-

kessels

erst nach

Eigentümer-

wechsel

Bild 85: Checkliste zur Heizkesselmodernisierung


49

Maßnahmen an der Gebäudehülle

Auch für die Modernisierung der Gebäudehülle beinhaltet die EnEVVorschriften. Diese greifen immerdann, wenn ohnehin Maßnahmenam Gebäude durchzuführen sind. Die einzige Maßnahme, die in jedemFall ansteht, ist die Wärmedämmungnicht begehbarer, aber zugänglicheroberster Geschossdecken, sofern essich nicht um vom Eigentümer selbstgenutzte Ein- oder Zweifamilien-häuser handelt (Bild 86).

Werden an Bauteilen wie Fensternoder Außenwänden Modernisie-rungsmaßnahmen durchgeführt, die mehr als 20% der Fläche gleicherOrientierung betreffen, so sind die in Bild 87 dargestellten Vorgaben (U-Werte) einzuhalten. Alternativkann auf die Einhaltung der vorge-schriebenen U-Werte verzichtet wer-den, wenn nachgewiesen wird, dassder für ein entsprechendes neuesGebäude zulässige Transmissions-wärmebedarf HT´ um nicht mehr als40% überschritten wird. Dies machtaber einen Nachweis mit entspre-chenden Berechnungen für das ge-samte Gebäude notwendig.

Wird ein Gebäude um 30 m2 odermehr erweitert, so gelten für den Anbau die Anforderungen an denTransmissionswärmebedarf HT´ wiefür einen Neubau.

Bild 86: Modernisierungspflicht bei Altanlagen

Maßnahmen im Gebäudebestand

Höchstwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten

Bauteil Wärmedurchgangskoeffizient U-Wert (U-value) [W/m2 · K] EnEV WSchV 95

1 Außenwände 0,45 0,50 Innendämmung, Gefacherneuerung 0,35

2 Außenwände 0,35 0,40

3 Fenster 1,7 1,8

4 Decken, Dächer, Dachschrägen (Steildach) 0,30 0,30

5 Decken, Dächer (Flachdach) 0,25 0,30

6 Decken und Wände gegen unbeheizte Räume 0,40 0,50 bzw. Erdreich (Dämmung auf der Kaltseite) 7 Decken und Wände gegen unbeheizte Räume 0,50 0,50 bzw. Erdreich (Dämmung auf der Warmseite)

Bild 87: Vorgaben der neuen U-Werte


50

Erweiterung bestehender Gebäude

Die Erweiterung bestehender Gebäu-de ist ebenfalls in der EnEV geregelt. Werden innerhalb eines Jahres nebender Heizungsmodernisierung nochan mindestens drei der folgendenKomponenten Änderungen durchge-führt, so muss ein Energiebedarfs-ausweis ausgestellt werden. AlsKomponenten gelten Außenwände,Fenster, Außentüren, Bodenplatten,Keller- und Dachgeschossdecken sowie Steil- und Flachdächer.

Ein Energiebedarfsausweis ist auchvorgeschrieben, wenn das beheizteGebäudevolumen um mehr als 50%erweitert wird.

Sofern allerdings die zur Berechnungerforderlichen Basisdaten nicht be-schaffbar sind oder sich eine Berech-nung mit den formulierten Regeln in der DIN 4701 Teil 10 nicht durchführenlässt, muss der Primärenergiebedarf nicht bestimmt werden. Dies kannbeispielsweise für eine Gebäude-erweiterung gelten, die an den vor-handenen Heizkessel angeschlossenwird, wenn die Erzeugeraufwands-zahl des vorhandenen Wärme-erzeugers nicht bekannt ist (EnEV § 3Abs. 3 Satz 3). In diesem Fall darf derrechnerische Transmissionswärme-verlust HT´ nur 76% des zulässigenTransmissionswärmeverlustes betra-gen und muss in den Energiebedarfs-ausweis eingetragen werden.

EnEV und der Gebäudebestand

Um auch ältere Anlagen energetischbewerten zu können, wurde im Sep-tember 2003 die DIN V 4701 Teil 12Blatt 1 veröffentlicht. Zur Bewertungwird, vereinfacht beschrieben, dieAltanlage aufgrund ihrer Betriebsart,ihrer Größe und ihres Alters in einRaster eingeordnet und daraus einmittlerer Wirkungsgrad abgeleitet,der dann für die Berechnung der Erzeugeraufwandszahl verwendetwerden kann.

Da allerdings neben dem Wärme-erzeuger auch die Verlustgrößen fürdie Wärmeverteilung und -übergabein die Gesamtbetrachtung eingehenmüssen, waren weitere Regelungennotwendig. Zunächst war geplant,auch hierfür eine Normung vorzu-nehmen (weitere Blätter zum Teil 12der DIN V 4701), allerdings konnteman sich nicht auf ein Berechnungs-verfahren für bestehende Vertei-lungs- und Übergabesysteme eini-gen. Deshalb wurde, um überhaupteine Berechnung von bestehendenAnlagen zu ermöglichen, anstelle einer Norm im Februar 2004 die PAS1027 (publicly available specification)veröffentlicht, in der die Berechnunggeregelt ist.

Wärmeerzeuger

Warmwasser-bereitung

Warmwasser-Speicherung

VerteilungÜbergabe

Bild 88: Regelwerk zur Bewertung von Altanlagen

Damit steht auch für bestehende ältere Heizungsanlagen nunmehr einkomplettes Regelwerk zur Verfügung,um eine Anlagenaufwandszahl eP zuermitteln. Die vielfach zitierte Aus-nahmeregelung nach § 3 Abs. 3 Nr. 3der EnEV (wenn Berechnungsgrund-lagen fehlen, muss kein Primärener-giebedarf bestimmt werden, sondernnur eine verschärfte Anforderung anden Transmissionswärmeverlust ein-gehalten werden) greift somit zumin-dest für Altanlagen, die neue Gebäu-deteile beheizen, nicht mehr.

Für die Bewertung einer Altanlagenach DIN V 4701 Teil 12 sind nur fol-gende Informationen notwendig:– Kesselnennleistung (Typenschild)– Kesselbaujahr (Typenschild)– Kesseltyp (Standard-, Nieder-

temperatur-, Brennwertkessel, Gebläse)

– Brenner nachgerüstet? Wenn ja,nach 1990?


51

EnEV-Novellierung

Damit Änderungen in den begleiten-den Normen in den EnEV-Berech-nungen verpflichtend angewendetwerden müssen, ist allerdings dieBenennung der Normen im Verord-nungstext der EnEV notwendig. Dort wird nämlich explizit die NormDIN V 4701 Teil 10 in Bezug genom-men, und zwar mit einem konkret be-nannten Ausgabedatum. Da auch derTeil 10 inzwischen in einigen wenigen Passagen geändert wurde(Aufnahme von Berechnungsgrund-lagen für Mehrkesselanlagen undPelletskessel), war die EnEV zu novellieren, um diesen neuestenNormenstand (ErscheinungsterminFebruar 2003) als „Stand der Tech-nik“ auch in der Verordnung heran-zuziehen. Die Novellierung der EnEVist am 8. Dezember 2004 in Kraft getreten. In dieser Novellierung istallerdings der Teil 12 der DIN V 4701nicht explizit genannt, so dass nachden Buchstaben der novellierten Verordnung eine rechnerische Be-wertung von Altanlagen noch nichtverpflichtend ist.

Modernisierung ist wirtschaftlich!

Aber auch wenn keine gesetzlichenVorschriften greifen, ist eine energe-tische Modernisierung sinnvoll. Fürältere Gebäude gilt, dass nach einerModernisierung je nach Umfang derMaßnahmen 30% und mehr der Energiekosten eingespart werdenkönnen.

Grundsätzlich stellt sich dabei dieFrage, in welcher Reihenfolge Maß-nahmen zur Heizungsmodernisie-rung und zur Wärmedämmung desGebäudes ergriffen werden sollten,um einen optimalen Nutzen zu erzie-len. Zweifellos wird dann die größteEnergieeinsparung erreicht, wenngleichzeitig mit der Heizungsmoder-nisierung auch die Gebäude-Wärme-dämmung verbessert wird. Kann ausfinanziellen Gründen nur eine derMaßnahmen durchgeführt werden,so sollte zuerst der alte Heizkesselausgetauscht werden.

Denn unabhängig von der Reihen-folge der Maßnahmen wird durch die Heizungsmodernisierung dasgünstigste Kosten-Nutzen-Verhältnis der Modernisierungsmaßnahmen erreicht (Beispiel Bild 89: Einfamilien-haus, Baujahr vor 1968, 242 m2).

Ein Vergleich von Investitionskosten,Energieeinsparung und Amortisati-onszeitraum macht deutlich, dass dieInvestition in moderne Anlagentech-nik die wirtschaftlichste Entschei-dung darstellt. Trotz der geringfügighöheren Investitionssumme gegen-über einem Niedertemperatur-Heiz-kessel ergeben sich für die Brenn-werttechnik aufgrund der höherenEffizienz kürzere Amortisationszeiten.

Bild 90: Niedertemperatur-Öl-Heizkessel Vitola 200 mit Speicher-Wassererwärmer Vitocell-V 300

Maßnahmen Investition Einsparung Amortisation

Dachdämmung 9046 € 1130 l/a 22,8 a

Fensteraustausch 8081 € 704 l/a 32,8 a

Außenwanddämmung 15066 € 2165 l/a 19,9 a

Kellerdeckendämmung 2425 € 696 l/a 9,9 a

Heizungsmodernisierung 4602 € 1776 l/a 7,0 a

VITOROND 200

EnEV-Nachrüstung im Gebäudebestand

Wohnhaus errichtet vor 1968, 242 m2 Wohnfläche, 9268 Liter Heizöl/Jahr

EnEV-Nachrüstung im Gebäudebestand

Wohnhaus errichtet vor 1968, 242 m2 Wohnfläche, 9268 Liter Heizöl/Jahr

Bild 89: Amortisationszeiten von Modernisierungsmaßnahmen (Quelle: Passiv Haus Institut)

5 Umsetzung der EnEV

5.1 Energiebedarfsausweis

Für den Neubau ist die Ausstellungeines EnergiebedarfsausweisesPflicht. Dieser enthält neben den Daten des Bauvorhabens den errech-neten Primärenergiebedarf, den Endenergiebedarf und die Anlagen-aufwandszahl. Der Energiebedarfsausweis (Bild 91)ist Bestandteil der Bauvorlage undmuss von einem Bauvorlageberech-tigten unterzeichnet sein. Vielfach ister allerdings nicht mit einzureichen,es ist lediglich das Vorhandensein zubestätigen. Einige Bundesländer ha-ben aber damit begonnen, Stichpro-benprüfungen durchzuführen. Bau-herren sind verpflichtet, den Energie-bedarfsausweis für Überprüfungenbereitzuhalten und auszuhändigen.

5.1.1 Nachweise auch für den

Bestand

Auch für den Gebäudebestand wirdes kurzfristig auf Basis der EnEV Energiepässe geben. Da die Eigen-schaften von Gebäudedämmung undAnlagentechnik in der Regel nichtmehr detailliert angegeben werdenkönnen, wird sich der Energiepassfür den Bestand an Haustypologien,realen Verbrauchswerten und ehergroben Einstufungskriterien orien-tieren.

5.1.2 Rechtliche Konsequenzen des

Energiebedarfsausweises

Wichtig ist es, den Bauherrn daraufhinzuweisen, dass es sich bei denAngaben – auch beim Endenergie-bedarf (Öl-/Gasverbrauch) – um Norm-Rechenwerte handelt, die einen Vergleich verschiedener Lösungen untereinander ermög-lichen, aber keine genauen Rück-schlüsse auf den tatsächlichen Ver-brauch zulassen. Die Normen, dieder Berechnung zugrunde liegen, beinhalten einige eher praxisferneAnnahmen, die für deutliche Abwei-chungen zwischen Theorie (Rechen-ergebnis) und Praxis sorgen: Die beheizte Fläche, die der Berechnungzugrunde liegt (AN), ergibt sich ausdem eingeschlossenen beheizten

Gebäudevolumen über eine Berech-nungsformel und weicht häufig vonder realen Wohnfläche ab. Auch dieim vereinfachten Verfahren ange-nommene Heizgrenze von 10°CAußentemperatur, die vorgegebeneRaumtemperatur von nur 19°C unddie vorgegebene Heiztagezahl von185 können dafür sorgen, dass dierealen Verbräuche erheblich überden nach EnEV errechnetem Bedarfliegt (Bild 92).

Energiebedarfsausweis nach § 13 Energieeinsparverordnung

I. Objektbeschreibung

Gebäude / -teil Nutzungsart

PLZ, Ort Straße, Haus-Nr.

Baujahr Jahr der baulichen Änderung

Geometrische Angaben

Wärmeübertragende Umfassungsfläche A m2 Bei Wohngebäuden:

Beheiztes Gebäudevolumen Ve m3 Gebäudenutzfläche AN m2

Verhältnis A/Ve m-1 Wohnfläche (Angabe freigestellt) m2

Beheizung und Warmwasserbereitung

Art der BeheizungArt der Warmwasser-bereitung

Art der Nutzungerneuerbarer Energien

Anteil erneuerbarer Energien

%amHeizwärmebedarf

Wohngebäude

Bild 91: Energiebedarfsausweis (Auszug)

Bild 92: Theorie und Praxis

52

Umsetzung der EnEV

140

120

100

80

60

40

20

0En

erg

ieverb

rau

ch

[kW

h/(

m2

• a)]

Durchschnitt: 74,2 kWh/(m2 • a)

27 Niedrigenergiehäuser (Hessen), nach Verbrauch geordnet

Bild 93: Auswirkungen des Nutzerverhaltens auf den Energieverbrauch

Fachunternehmererklärung zur EnEV

(Auszug)

Allgemeine Daten zum Bauvorhaben

Erklärung zu:■ Heizkessel (Bauart, ...)■ Wärmedämmung der Rohre■ Regelung, Pumpen■ Warmwasseranlage■ Lüftungsanlage■ Anlagenaufwandszahl ep des Gesamt- systems, ggf. mit Bezug zu nachge- wiesenen Produktkennwerten

Unterschrift des Fachhandwerkers

Bild 94: Fachunternehmererklärung

Dazu kommt, dass das Nutzerver-halten dabei völlig unberücksichtigtbleibt. Bild 93 zeigt einen Vergleichder Energieverbräuche für 27 hessi-sche Niedrigenergiehäuser. Dabeiwird klar, dass der Verbrauch um + 100% und bis – 50% um den Mittel-wert schwankt.

5.2 Das Fachhandwerk und die

Unternehmererklärung

Während der Energiebedarfsausweisbereits in der Planungsphase erstelltwerden muss, dient die Fachunter-nehmererklärung (Bild 94), die dieAllgemeine Verwaltungsvorschriftzur EnEV in den meisten Bundeslän-dern fordert, zur Bestätigung, dassdie ursprünglich geplante oder einebessere Anlagentechnik auch tat-sächlich eingebaut wurde. Der aus-führende Fachhandwerker bestätigthierin, dass eine anzugebende Anla-genaufwandszahl – die nicht größersein sollte als im Energiebedarfsaus-weis festgelegt – auch tatsächlich erreicht wird und beschreibt Kessel-bauart, Reglung, Pumpen, Wärme-dämmungen etc.

Das Vorhandensein der Unterlagenwird in einigen Bundesländern durchden Schornsteinfeger überprüft. Die Regelungen für die einzelnenBundesländer finden sich z. B. unterwww.deutsche-energie-agentur.de.

53

Umsetzung der EnEV

5.3 Richtlinie 202/91/EG über

die Gesamtenergieeffizienz von

Gebäuden

Die nächsten wesentlichen Änderun-gen werden für 2007 erwartet, wenndie Reglungen der „Europa-EnEV“ –Gesamtenergieeffizienz von Ge-bäuden (energy performance of buildings) – in nationales Recht umgesetzt wird. Die EU-Richtlinie(Richtlinie 202/91/EG über die Ge-samtenergieeffizienz von Gebäuden)ist seit Dezember 2002 in Kraft und bildet den Überbau zu den nationalenRegelungen der Mitgliedsstaaten.

Ziel dieser Richtlinie ist es, die Ver-besserung der Gesamtenergie-effizienz von Gebäuden in der Europäischen Gemeinschaft unterBerücksichtigung der jeweiligen kli-matischen und lokalen Bedingungenzu unterstützen. Die Richtlinie enthältAnforderungen hinsichtlich:

– des allgemeinen Rahmens zur Berechnung der Gesamtenergie-effizienz von Gebäuden,

– der Anwendung von Mindest-anforderungen an die Gesamt-energieeffizienz neuer Gebäude,

– der Anwendung von Mindestan-forderungen an die Gesamtener-gieeffizienz bestehender großerGebäude, die einer größeren Renovierung unterzogen werdensollen,

– der Erstellung von Energieaus-weisen für Gebäude und

– regelmäßiger Inspektionen vonHeizkesseln und Klimaanlagen inGebäuden und einer Überprüfungder gesamten Heizungsanlage,wenn deren Kessel älter als 15 Jahre sind.

Prüfung von alternativen Systemen

Neue Gebäude müssen die in derEU-Richtlinie erwähnten, aber nichtkonkret benannten Mindestanforde-rungen an die Gesamtenergieeffizi-enz erfüllen. Die Vorgabe der Min-destanforderungen obliegt den Mit-gliedsstaaten. Bei neuen Gebäudenmit einer Gesamt-Nutzfläche vonmehr als 1000 m2 müssen zukünftigdie technische, ökologische und wirt-schaftliche Einsetzbarkeit alternativerSysteme wie

– dezentraler Energieversorgungs-systeme auf der Grundlage von erneuerbaren Energieträgern,

– KWK,

– Fern-/Blockheizung oder Fern-/Blockkühlung,

– Wärmepumpen

vor Baubeginn berücksichtigt werden.

54

Modernisierung

Außerdem müssen die Mitglieds-staaten die notwendigen Maßnah-men treffen, um sicherzustellen, dassdie Gesamtenergieeffizienz von be-stehenden Gebäuden mit einer Ge-samtnutzfläche von über 1000 m2,die einer größeren Renovierung unterzogen werden, an die zu defi-nierenden Mindestanforderungenangepasst werden, sofern dies realisierbar ist. Die Mindestanforde-rungen an die Gesamtenergieeffizi-enz von modernisierten Gebäudensollen sich an denen von Neubautenorientieren.

Umsetzung der EnEV

Umsetzung in Deutschland

Die Bundesregierung plant die Um-setzung der EU-Richtlinie bis 2007.

Für den Wohnungsbau wird auf dieDIN 4701 Teil 10 (neue Anlage) sowieauf Teil 12 und PAS 1027 Bezug genommen. Damit wird es für Wohn-gebäude keine Berücksichtigung vonBeleuchtung und Klimatisierung geben (Bild 95).

Da die DIN 4701 nur für Wohngebäu-de angewendet werden kann, laufenderzeit Normungsarbeiten für denBereich der Nicht-Wohngebäude. Die DIN V 18599 wird 12 Teile ent-halten.

Die Gültigkeit wird sich zunächst nurauf Nicht-Wohngebäude beziehen,Teil 5 wird die Berechnung des Heiz-systems regeln, Teil 8 die Warmwas-sersysteme zum Inhalt haben. Später soll die DIN V 18599 dann dieDIN V 4701 ablösen.

Die nationale Umsetzungsverord-nung soll bis ca. 2010 Gültigkeit besitzen. Erst dann wird ein europäisch-einheitliches Normen-werk vorliegen, das die nationalenNormen ablöst.

Da Deutschland bei der Umsetzungvon Energieeinsparmaßnahmen undder entsprechenden Regelung inNormen und Verordnungen derzeiteine Spitzenstellung in Europa ein-nimmt, ist davon auszugehen, dassgroße Teile des bestehenden deut-schen Regelwerkes auf die europäi-schen Normen übertragen werden.

55

DIN 4701 T 10 DIN 4701 T 12 B 1(für Wärmeerzeuger)

PAS 1027(für Verteilung und Übergabe)

neue Anlage Bestands-Anlage

Wohn-gebäude

Nicht-Wohn-gebäude

DIN 18599

EnEV

Energy Performance of BuildingsEPB

nationale Regeln deranderen EU-Mitgliedsstaaten

Bild 95: EU-Richtlinie und begleitende Normen

Struktur DIN V 18599

1. Allgemeines

2. Nutzenergie, Wärme und Kälte

3. Nutzenergie Luftaufbereitung

4. Beleuchtung

5. Heizung

6. Wohnungslüftung

7. Raumlufttechnik und Kühlung

8. Trinkwassererwärmung

9. Multifunktionale Erzeugungsprozesse

10. Randbedingungen

11. Beispiele

12. Heizperioden-Bilanzverfahren

Bild 96: EU-Richtlinie und begleitende Normen

Umsetzung der EnEV

Energiepass

Als eine wesentliche Neuerung stehtüber die EU-Richtlinie die verbind-liche Einführung eines Energiepassesin ganz Europa ins Haus (Bild 97).

Nach Art. 7 der EU-Richtlinie mussder Energiepass bei Bau, Vermietungoder Verkauf dem jeweiligen Interes-senten vorgelegt werden.

Der Pass muss Referenz- und Ver-gleichskennwerte enthalten, um denVerbrauchern einen Vergleich und eine Beurteilung der Gesamtenergie-effizienz des Gebäudes zu ermög-lichen.Außerdem sind Empfehlungen fürdie kostengünstige Verbesserung derGesamtenergieeffizienz beizufügen.

Die Gültigkeit des Passes darf höch-stens 10 Jahre betragen, danach ister zu erneuern.

Für „öffentlich“ genutzte Gebäude (z. B. Banken, Geschäfte, Behördenetc.), die größer als 1000 m2 sind,muss der Energiepass öffentlich aneiner gut sichtbaren Stelle ange-bracht werden.

Die Mitgliedsstaaten müssen sicher-stellen, dass die Erstellung des Energieausweises von Gebäuden,die Erstellung der begleitenden Empfehlungen und die Inspektionvon Heizkesseln sowie Klimaanlagenin unabhängiger Weise von qualifi-zierten und/oder zugelassenen Fach-leuten durchgeführt werden.

56

Bild 97: Energiepassvorschlag (Label-Modell) der DENA (Quelle und Copyright: DENA)

Umsetzung der EnEV

57

5.4 Softwarehilfen

Viessmann bietet Softwarelösungenan (Bild 98, 99, 100), um seinenMarktpartnern den Umgang mit derEnEV zu erleichtern:

– eine kostenlose Berechnungssoft-ware für Bauphysik und Anlagen-technik, verknüpft mit allen Pro-duktkennwerten des ViessmannProgramms (Vitoplan 100: EnEV I)

– ein EnEV-Erweiterungsmodul fürdie Viessmann PlanungssoftwareVitoplan, das volle Kompatibilitätzu allen Vitoplan-Funktionen bietet(Vitoplan 200: EnEV II).

Diese Software ist in die Haustech-nik-Module von Vitoplan eingebettetund ermöglicht die automatische Datenübergabe. Über Auswahlfilterkann die gewünschte Anlagentechnikeingegrenzt werden, eine Übergabean das detaillierte Verfahren (EnEV II)bietet dann die Möglichkeit, auch allenicht im Beiblatt 1 zur DIN V 4701 Teil 10 hinterlegten Anlagenkonstel-lationen zu berechnen.

Bild 98: Software-Service Vitoplan

Bild 99: Planung komplett: Im Vitoplan 200 Paket ist alles drin für die Planung und Berech-nung von Heizungsanlagen

Bild 100: Dreidimensional planen mit Vitoplan 200

Umsetzung der EnEV

5.4.1 Herstellerspezifische Produkt-

kennwerte

Die Werte der Viessmann Produktefinden sich unterwww.viessmann.de/web/germany/de_publish.nsf/Content/EnEV.

Die Messwerte beruhen – soweit es um Wirkungsgrade geht – aufPrüfstandsmessungen gemäß der„Richtlinie 92/42/EWG des Rates vom21. Mai 1992". Für die Kennwerte be-züglich der elektrischen Hilfsenergie existiert bisher noch keine Prüfvor-schrift, so dass hierzu bisher keineproduktspezifischen Werte ange-geben werden können und deshalbauf Kennwerte der DIN V 4701 Teil 10zurückgegriffen wird.

Im Rahmen eines VDI-Arbeitskreiseswird eine Schnittstelle definiert, nachder Daten für Produkte über elektro-nische Medien aktualisiert werdenkönnen. Einschlägige Softwarepro-gramme werden diese Schnittstellenach VDI 3805 zukünftig nutzen, sodass ein Update der Daten leichtmöglich ist.

5.4.2 Informationen im Internet

www.enev-praxis.de www.enev-online.de www.gre-online.de www.fh-wolfenbuettel.de/tww/enev.html www.deutsche-energie-agentur.dewww.viessmann.com

Bild 101: Bildschirmmaske Vitoplan 200, EnEV II

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Bild 102: Bildschirmmaske Vitoplan 200, EnEV II

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6 Zusammenfassung

Mit der EnEV und den begleitendenNormen wurde ein Regelwerk ge-schaffen, das erstmals die energe-tische Gesamtbetrachtung von Gebäude und Anlagentechnik zur Pflicht macht. Ein Weg, der auch imAusland mit der europäischen Rege-lung zur „Gesamtenergieeffizienzvon Gebäuden“ begangen wird.

Die heute verfügbare Anlagentechnikbietet eine Vielzahl von Möglichkei-ten, durch die anforderungsgerechteAuswahl von Systemen und derenKomponenten einen erheblichen Beitrag zur Energieeinsparung zuleisten. Dies gilt nicht nur für denNeubau, sondern ganz besondersauch für den Gebäudebestand, woein riesiges Einsparpotenzial schlum-mert. Sowohl energetisch als auchwirtschaftlich ist es sinnvoll, diesesPotenzial schnellstmöglich zu nutzen,damit die endlichen fossilen Energie-reserven geschont werden.

6 Zusammenfassung

Bild 103: Ein viel-seitiges und dennocheinheitliches Produkt-programm für jeden Bedarf und jeden Anspruch

Wärme komfortabel, wirtschaftlichund umweltschonend zu erzeugenund sie bedarfsgerecht bereitzu-stellen, dieser Aufgabe fühlt sich dasFamilienunternehmen Viessmannbereits seit drei Generationen ver-pflichtet. Mit einer Vielzahl heraus-ragender Produktentwicklungen undProblemlösungen hat Viessmann immer wieder Meilensteine geschaf-fen, die das Unternehmen zum tech-nologischen Schrittmacher und Impulsgeber der gesamten Branchegemacht haben.

Mit dem aktuellen Komplettpro-gramm bietet Viessmann seinenKunden ein mehrstufiges Programmmit Leistungen von 1,5 bis 20000 kW:bodenstehende und wandhängendeHeizkessel für Öl und Gas in Heiz-wert- und Brennwerttechnik sowieregenerative Energiesysteme wieWärmepumpen, Solarsysteme undHeizkessel für nachwachsende Roh-stoffe. Komponenten der Regelungs-technik und Daten-Kommunikationsind ebenso im Programm wie die gesamte Systemperipherie bis hin zu Heizkörpern und Fußbodenhei-zungen.

Mit 10 Werken in Deutschland, Frank-reich, Kanada, Polen und China, mitVertriebsorganisationen in Deutsch-land und 34 weiteren Ländern sowieweltweit 112 Verkaufsniederlassun-gen ist Viessmann international aus-gerichtet.

Verantwortung für Umwelt und Ge-sellschaft, Fairness im Umgang mitGeschäftspartnern und Mitarbeiternsowie das Streben nach Perfektionund höchster Effizienz in allen Ge-schäftsprozessen sind für Viessmannzentrale Werte. Das gilt für jeden ein-zelnen Mitarbeiter und damit für dasgesamte Unternehmen, das mit allseinen Produkten und flankierendenLeistungen dem Kunden den beson-deren Nutzen und den Mehrwert einer starken Marke bietet.

Viessmann Werke35107 Allendorf (Eder)Telefon 06452 70-0Telefax 06452 70-2780www.viessmann.com

Das Viessmann Zentrum in Allendorf mit dem Unterneh-mensmuseum „Via Temporis“

Heizsystemkompo-nenten von derBrennstofflagerungbis zu Heizkörpernund Fußboden-Heizsystemen

Wandgeräte für Öl und Gas, in Heizwert- undBrennwerttechnik

Regenerative Energiesysteme zur Nutzung vonUmweltwärme, Solarenergie undnachwachsendenRohstoffen

Bodenstehende Heizkessel für Öl und Gas in Heizwert- undBrennwerttechnik

Technische Änderungen vorbehalten9447 038 - 1 D 09/2006

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Fachreihe - zgrebski.de · 4 1 Einleitung Bild 1: Entwicklung der CO 2-Emission in Deutschland (Quelle: DIW) 1.1 Zielsetzung der Fachreihe Ziel der vorliegenden Fachreihe ist