Prof. A. Löffler Dipl. Ing. C. Aschoff. PROJEKTARBEIT ÖKOLOGIE EneV Tanja Koch SS 2003

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1 PROJEKTARBEIT ÖKOLOGIE EneV Tanja Koch SS 2003

2 Gebäude: Einfamilienhaus Volumen 575 m³, Nutzfläche 184 m² zu errichtendes Gebäude Wohngebäude CHECKLISTE Welche Paragraphen der EneV kommen bei diesem Gebäude zur Anwendung? 3 Gebäude mit normalen Innentemperaturen 5 Dichtheit, Mindestluftwechsel 6 Mindestwärmeschutz, Wärmebrücken 11 Inbetriebnahme von Heizkesseln 12 Verteilungseinrichtungen u. Warmwasseranlagen 13 Ausweise über Energie- und Wärmebedarf, Energieverbrauchskennwerte 15 Regeln der Technik 16 Ausnahmen 18 Ordnungswidrigkeiten 20 Inkrafttreten, Außerkrafttreten

3 Welche Baukonstruktiven Elemente sind relevant für eine Optimierung im Bereich des baulichen Wärmeschutzes? (ausgehend von der vorgegebenen Variante) OPTIMIERUNG Bauteil Transmissionswärmeverlust in W/K Anteil am Gesamtverlust % AW 1 6,95 6,25 AW 2 8,91 8,02 AW 3 9,15 8,23 AW 4 10,92 9,83 W 1 32,52 29,26 W 2 2,28 2,05 W 3 15,52 13,97 T 1 3,90 3,51 D 1 5,77 5,19 D 2 8,42 7,58 G 1 6,75 6,07

4 1. Standardhaus nach WSVO mit Thermohaut VARIANTE 1 Bauteil/Konstruktion U-Wert Preis/m² Fläche Endpreis Thermohaut: 0, m² Kalksandstein, 17,5 cm 50 /m² WDVS (incl. Putz) 75 /m² Innenputz 30 /m² Dach: 0,25 86 m² Dämmung (040), 16 cm 23 /m² Konstruktion 80 /m² Fenster: 1,30 45 m² Doppelverglasung 250 /m² ohne Dichtheitsprüfung --- Wärmebrücken pauschal --- Nachteile der Thermohaut: es sind nur helle Putzfarben möglich Schimmelbildung!

5 Jahresheizwärmebedarf 77,42 kwh/m² a VARIANTE 1 spezifischer flächenbezogener Transmissionswärmeverlust nach EneV ist knapp erfüllt! zulässiger Primärenergiebedarf für dieses Gebäude: 113,66 kwh/m² a Möglichkeiten für die Anlagentechnik: Es sind nur die Anlagen 3, 4 und 5 möglich, um den zulässigen Jahres-Primärenergiebedarf laut EneV nicht zu überschreiten.

6 ANLAGE VARIANTE 1 Brennwert-Kessel und solar unterstützte Trinkwassererwärmung -Flachkollektor muss angebracht und gewartet werden, aber ökologischer Aspekt! -es ist keine Lüftungsanlage nötig, Lüftung muss trotzdem gewährleistet sein, da sich sonst Schimmel bildet -die komplette Verteilung und die Aufstellung des Speichers muss innerhalb der thermischen Hülle stattfinden, man benötigt dafür Platz und es muss vorher eingeplant werden ANLAGE 3 -Trinkwasser ohne Zirkulation, es gibt keine Legionellenbildung! Jahres-Endenergiebedarf 86,33 kwh/m² a Jahres-Hilfsenergiebedarf 2,44 kwh/m² a Anlagenaufwandszahl e P = 1,13 Jahres-Primärenergiebedarf 101,90 kwh/m² a Speicher Trinkwasser Verteilung

7 ANLAGE VARIANTE 1 Brennwert-Kessel und Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung -man benötigt eine Lüftungsanlage,Kosten für Einbau und Wartung muss richtig benutzt werden, sonst kein Spareffekt! -80% Wärmerückgewinnung, ökologischer Aspekt! -die Hilfsenergie ist durch die Lüftungsgeräte wesentlich höher als bei Anlage 3 ANLAGE 4 -die komplette Verteilung und die Aufstellung des Speichers muss innerhalb der thermischen Hülle stattfinden, man benötigt dafür Platz und es muss vorher eingeplant werden -Trinkwasser mit Zirkulation, es können Legionellen entstehen! Jahres-Endenergiebedarf 86,65 kwh/m² a Jahres-Hilfsenergiebedarf 4,78 kwh/m² a Anlagenaufwandszahl e P = 1,22 Jahres-Primärenergiebedarf 109,99 kwh/m² a Speicher Trinkwasser Verteilung

8 ANLAGE VARIANTE 1 Wärmepumpe mit gebäudezentraler Trinkwassererwärmung -Sole/Wasser-Wärmepumpe für Trinkwasser und Heizung -Flächenheizung, es sind keine Radiatoren notwendig -die Verteilung für das Trinkwasser muss innerhalb der thermischen Hülle stattfinden, man benötigt dafür Platz und es muss vorher eingeplant werden ANLAGE 5 -Speicher und Heizungsverteilung außerhalb thermischer Hülle, Speicher kann auch in einem beliebigen nicht beheizten Raum stehen -Trinkwasser ohne Zirkulation, es gibt keine Legionellenbildung! Jahres-Endenergiebedarf 24,59 kwh/m² a Jahres-Hilfsenergiebedarf 4,18 kwh/m² a Anlagenaufwandszahl e P = 0,96 Jahres-Primärenergiebedarf 86,18 kwh/m² a Trinkwasser Verteilung Speicher Verteilung

9 Anlagenvergleich für Variante 1 Standardhaus nach WSVO Jahresheizwärmebedarf 77,42 kwh/m² a Kosten VARIANTE 1 Primärenergiebedarf Ersparnis Preis Anlage 3 Brennwert-Kessel und solar unterstützte Trinkwassererwärmung 101,90 kwh/m² a 7,4% VERGLEICH DER ANLAGEN Anlage 4 Brennwert-Kessel und Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung 109,99 kwh/m² a 0,0% Anlage 5 Wärmepumpe mit gebäudezentraler Trinkwassererwärmung 86,18 kwh/m² a 21,6% Fazit: -die Anlage, die den geringsten Primärenergiebedarf aufweist ist in diesem Fall auch die günstigste. -Endpreis incl. Anlage 5:

10 2. Monolithischer Wandaufbau (nicht optimiert) VARIANTE 2 Bauteil/Konstruktion U-Wert Preis/m² Fläche Endpreis Wand: 0, m² Mauerwerk, 36,5 cm 110 /m² Außenputz 30 /m² Innenputz 30 /m² Dach: 0,17 86 m² Dämmung (040), 24 cm 34 /m² Konstruktion 80 /m² Fenster: 1,10 45 m² Besseres Fenster 280 /m² +8 cm + mit Dichtheitsprüfung 500 Wärmebrücken optimiert --- Vorteile der monolithischen Konstruktion: bessere Konstruktion einfachere Wartung keine Schimmelbildung! auch dunklere Putzfarben sind möglich

11 Detailbeispiele für optimierte Wärmebrücken - DIN 4108 Beiblatt 2 VARIANTE 2

12 Jahresheizwärmebedarf 53,09 kwh/m² a VARIANTE 2 spezifischer flächenbezogener Transmissionswärmeverlust nach EneV ist ausreichend erfüllt! zulässiger Primärenergiebedarf für dieses Gebäude: 113,66 kwh/m² a Möglichkeiten für die Anlagentechnik: Es gibt wesentlich mehr Möglichkeiten für eine Anlage als bei der vorigen Variante. Die Anlagen 2,3, 4,5, sowie 7 und 8 können eingebaut werden und man bleibt immer noch unter dem zulässigen Jahres-Primärenergiebedarf laut EneV. Es sind bei dieser Variante also auch günstigere Anlagen verwendbar!

13 ANLAGE VARIANTE 2 Brennwert-Kessel mit gebäudezentraler Trinkwassererwärmung -es ist keine Lüftungsanlage und kein Flachkollektor nötig -die komplette Verteilung für das Trinkwasser, die horizontale Verteilung für die Heizung und die Aufstellung des Speichers kann außerhalb der thermischen Hülle stattfinden, man muss den dafür benötigten Platz nicht innerhalb der beheizten Fläche vorsehen. ANLAGE 2 -Trinkwasser mit Zirkulation, es können Legionellen entstehen! Jahres-Endenergiebedarf 91,26 kwh/m² a Jahres-Hilfsenergiebedarf 2,69 kwh/m² a Anlagenaufwandszahl e P = 1,65 Jahres-Primärenergiebedarf 108,39 kwh/m² a Speicher Trinkwasser Verteilung

14 ANLAGE VARIANTE 2 Wärmepumpe mit gebäudezentraler Trinkwassererwärmung -Sole/Wasser-Wärmepumpe für Trinkwasser und Heizung -Flächenheizung, es sind keine Radiatoren notwendig -die Verteilung für das Trinkwasser muss innerhalb der thermischen Hülle stattfinden, man benötigt dafür Platz und es muss vorher eingeplant werden ANLAGE 5 -Speicher und Heizungsverteilung außerhalb thermischer Hülle, Speicher kann auch in einem beliebigen nicht beheizten Raum stehen -Trinkwasser ohne Zirkulation, es gibt keine Legionellenbildung! Jahres-Endenergiebedarf 18,99 kwh/m² a Jahres-Hilfsenergiebedarf 4,18 kwh/m² a Anlagenaufwandszahl e P = 1,06 Jahres-Primärenergiebedarf 69,56 kwh/m² a Trinkwasser Verteilung Speicher Verteilung

15 ANLAGE VARIANTE 2 Brennwert-Kessel, Aufstellung/Verteilung innerhalb thermischer Hülle -es ist keine Lüftungsanlage und kein Flachkollektor nötig -die komplette Verteilung und die Aufstellung des Speichers muss innerhalb der thermischen Hülle stattfinden, man benötigt dafür Platz und es muss vorher eingeplant werden -Trinkwasser ohne Zirkulation, es gibt keine Legionellenbildung! ANLAGE 8 -im Preis wie Anlage 2, aber wesentlich effektiver! Jahres-Endenergiebedarf 18,99 kwh/m² a Jahres-Hilfsenergiebedarf 4,18 kwh/m² a Anlagenaufwandszahl e P = 1,06 Jahres-Primärenergiebedarf 69,56 kwh/m² a Speicher Trinkwasser Verteilung

16 Anlagenvergleich für Variante 2 Monolithischer Wandaufbau Jahresheizwärmebedarf 53,09 kwh/m² a Kosten VARIANTE 2 Primärenergiebedarf Ersparnis Preis Anlage 2 Brennwert-Kessel mit gebäudezentraler Trinkwassererwärmung 108,39 kwh/m² a 0,0% VERGLEICH DER ANLAGEN Anlage 5 Wärmepumpe mit gebäudezentraler Trinkwassererwärmung 69,56 kwh/m² a 35,8% Anlage 8 Brennwert-Kessel, Aufstellung/ Verteilung innerhalb thermischer Hülle 89,54 kwh/m² a 17,4% Fazit: -die Anlage, die den geringsten Primärenergiebedarf aufweist ist in diesem Fall die teuerste, aber es lohnt sich hier, da es eine Energieersparnis von 35,8% gibt. Anlage 8 würde wesentlich weniger Kosten und auch ausreichend sein. -Endpreis incl. Anlage 8:

17 3. Holzbau (optimiert) normaler Wandaufbau mit 30 cm Dämmung nicht wirtschaftlich! VARIANTE 3 Bauteil/Konstruktion U-Wert Preis/m² Fläche Endpreis Wand: 0, m² Dämmung im Gefach, 30 cm 140 /m² incl. Konstruktion Dach: 0,12 86 m² Dämmung (040), 32 cm 45 /m² Konstruktion 80 /m² +16 cm Fenster: 0,70 45 m² Dreifachverglasung mit WS 500 /m² gedämmter Rahmen mit Dichtheitsprüfung 500 Wärmebrücken detailliert % mehr Baukosten Vor- und Nachteile des Holzbaus: erhöhte Baukosten durch die Konstruktion schnellere Bauzeiten möglich ökologischer Wert!

18 Jahresheizwärmebedarf 31,91 kwh/m² a VARIANTE 3 spezifischer flächenbezogener Transmissionswärmeverlust nach EneV ist ausreichend erfüllt! zulässiger Primärenergiebedarf für dieses Gebäude: 113,66 kwh/m² a Möglichkeiten für die Anlagentechnik: Es sind alle aufgeführten Anlagen möglich, um den zulässigen Jahres-Primärenergiebedarf laut EneV einzuhalten. Man könnte also auch die günstigste Anlage einbauen und würde die zulässigen Werte der EneV dennoch nicht überschreiten.

19 ANLAGE VARIANTE 3 Brennwert-Kessel und solar unterstützte Trinkwassererwärmung -Flachkollektor muss angebracht und gewartet werden, aber ökologischer Aspekt! -es ist keine Lüftungsanlage nötig, Lüftung muss trotzdem gewährleistet sein, da sich sonst Schimmel bildet -die komplette Verteilung und die Aufstellung des Speichers muss innerhalb der thermischen Hülle stattfinden, man benötigt dafür Platz und es muss vorher eingeplant werden ANLAGE 3 -Trinkwasser ohne Zirkulation, es gibt keine Legionellenbildung! -der Jahres-Primärenergiebedarf liegt unter 60 kwh/m² a, man erhält bei dieser Variante einen sehr günstigen KfW-Kredit mit derzeit einem Zinssatz von ca. 2,5% Jahres-Endenergiebedarf 48,45 kwh/m² a Jahres-Hilfsenergiebedarf 2,44 kwh/m² a Anlagenaufwandszahl e P = 1,15 Jahres-Primärenergiebedarf 50,91 kwh/m² a KfW 60-Kredit Speicher Trinkwasser Verteilung

20 ANLAGE VARIANTE 3 Wärmepumpe mit gebäudezentraler Trinkwassererwärmung -Sole/Wasser-Wärmepumpe für Trinkwasser und Heizung -Flächenheizung, es sind keine Radiatoren notwendig -die Verteilung für das Trinkwasser muss innerhalb der thermischen Hülle stattfinden, man benötigt dafür Platz und es muss vorher eingeplant werden. Speicher und Heizungsverteilung außerhalb thermischer Hülle, Speicher kann auch in einem beliebigen nicht beheizten Raum stehen ANLAGE 5 -Trinkwasser ohne Zirkulation, es gibt keine Legionellenbildung! -der Jahres-Primärenergiebedarf liegt unter 60 kwh/m² a, man erhält bei dieser Variante einen sehr günstigen KfW-Kredit mit derzeit einem Zinssatz von ca. 2,5% Jahres-Endenergiebedarf 15,98 kwh/m² a Jahres-Hilfsenergiebedarf 4,18 kwh/m² a Anlagenaufwandszahl e P = 1,15 Jahres-Primärenergiebedarf 51,13 kwh/m² a KfW 60-Kredit Trinkwasser Verteilung Speicher Verteilung

21 ANLAGE VARIANTE 3 Niedertemperaturkessel, Aufstellung/Verteilung innerhalb thermischer Hülle -es ist keine Lüftungsanlage und kein Flachkollektor nötig -die komplette Verteilung und die Aufstellung des Speichers muss innerhalb der thermischen Hülle stattfinden, man benötigt dafür Platz und es muss vorher eingeplant werden -Trinkwasser ohne Zirkulation, es gibt keine Legionellenbildung! ANLAGE 7 -im Preis wie Anlage 1, aber wesentlich effektiver! Jahres-Endenergiebedarf 66,83 kwh/m² a Jahres-Hilfsenergiebedarf 1,94 kwh/m² a Anlagenaufwandszahl e P = 1,51 Jahres-Primärenergiebedarf 67,11 kwh/m² a Speicher Trinkwasser Verteilung

22 ANLAGE Pellet VARIANTE 3 Pelletskessel, Aufstellung/Verteilung außerhalb thermischer Hülle -um eine KfW-40-Förderung zu erhalten, also einen Jahresheizwärmebedarf von unter 40 kwh/m² a, muss man auf eine Anlage mit einem Pelletskessel zurückgreifen, der eine wesentliche bessere Anlagenaufwandszahl vorweist und den Energieverbrauch deutlich senkt: -die komplette Verteilung für das Trinkwasser, die horizontale Verteilung für die Heizung und die Aufstellung des Speichers kann außerhalb der thermischen Hülle stattfinden, man muss den dafür benötigten Platz nicht innerhalb der beheizten Fläche vorsehen. ANLAGE Pellet -Trinkwasser ohne Zirkulation, es gibt keine Legionellenbildung! -Für einen Heizwärmebedarf von etwa 40 kwh/m² a und eine Aufstellung außerhalb thermischer Hülle beträgt die Anlagenaufwandszahl e P = 0,66 Anlagenaufwandszahl e P = 0,66 Jahres-Primärenergiebedarf 29,31 kwh/m² a KfW 40-Kredit

23 Anlagenvergleich für Variante 3 Holzbau Jahresheizwärmebedarf 31,91 kwh/m² a Kosten VARIANTE 3 Primärenergiebedarf Ersparnis Preis Anlage 3 Brennwert-Kessel und solar unterstützte Trinkwassererwärmung 50,91 kwh/m² a 24,1% VERGLEICH DER ANLAGEN Anlage 5 Wärmepumpe mit gebäudezentraler Trinkwassererwärmung 51,13 kwh/m² a 23,8% Anlage 7 Niedertemperaturkessel, Aufstellung/ Verteilung innerhalb thermischer Hülle 67,11 kwh/m² a 0,0% Fazit: -die Anlage, die den geringsten Primärenergiebedarf aufweist ist in diesem Fall die teuerste, Anlage 5 ist hier empfehlenswert, da mit der billigsten Anlage keine Förderung erreicht wird -Endpreis incl. Anlage 5:

24 Vergleich der besten Anlagen bei jeder Variante: VERGLEICH Variante/Konstruktion Anlage Energieverbrauch Preis (kwh/m² a) 1. Standardhaus 5 Thermohaut mit 8 cm Wädä, Wärmepumpe mit Heizw.: 77, Dämmung Dach 16 cm gebäudezentraler Primär.: 86,18 Doppelverglasung Trinkwassererwärmung möglich: 3 St 2. Monolithisch 8 Mauerwerk 36,5 Brennwert-Kessel Heizw.: 53, Dämmung Dach 24 cm Aufstellung/Verteilung Primär.: 89,54 bessere Doppelverglasung innerhalb therm. Hülle möglich: 6 St 3. Holzbau 5 Dämmung im Gefach 30 cm Wärmepumpe mit Heizw.: 31, Dämmung Dach 32 cm gebäudezentraler Primär.: 51,13 Förderung!! Dreifachverglasung Trinkwassererwärmung möglich: alle

25 Schlussfazit: FAZIT -mit einem Standardhaus nach der WSVO ist man relativ eingeschränkt in der Anlagenauswahl und muss auf jeden Fall eine recht teure Anlage wählen. Eine KfW-Förderung ist unerreichbar. Aber man kann trotzdem ohne Probleme die EneV einhalten. -tauscht man die Konstruktion durch einen monolithischen Aufbau aus, so verbessert sich der Heiz- Wärmebedarf schon merklich, wie auch die Anlagen. Wie auf der vorigen Folie zu erkennen kann man mit dem gleichen Budget und einer schlechteren Anlage auf einen ähnlichen Primärenergiebedarf kommen. Verwendet man eine teurere und bessere Anlage, kann man den Energiebedarf noch deutlich senken. -um an Fördergelder zu kommen und eine weitere Verbesserung der Konstruktion zu ermöglichen, muss man zum Holzbau wechseln. Hier kann man auf einen sehr geringen Heizwärmebedarf kommen, allerdings ist die Konstruktion etwas teurer. Dafür erhält man sehr günstige Kredite, wenn man unter 60 kwh/m² a (Primärenergiebedarf) kommt, was mit 2 der im Rechenprogramm aufgeführten Anlagen möglich ist. Um eine höhere Förderung zu erhalten, also unter 40 kwh/m² a (Primärenergiebedarf), ist Pelletskessel notwendig, der sehr geringe Anlagenaufwandszahlen vorweist, aber unwesentlich teurer ist. -je schlechter die Konstruktion, desto besser muss die Anlage sein. -irgendwann ist eine Verbesserung der Konstruktion teuer und nicht mehr wirtschaftlich, es lohnt sich eine bessere Anlage. -ist die Integration einer guten Anlage ins Gebäude wegen z. B. innenliegender Verteilung teuer oder nicht möglich, lohnt sich möglicherweise eine Verbesserung der Konstruktion. Alles sollte untereinander abgewogen werden! Man kann nicht im Voraus sagen, welche Variante die beste ist!