5.2 Energiesparender Wärmeschutz - Energieeinsparverordnung

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1 Teil EnEV 2009 ab SS 2010 in Bauphysik I Energiesparender Wärmeschutz - Energieeinsparverordnung (Novellierung: Oktober 2009) (Die Version des WS2009/10 und frühere sind damit hinfällig) Aufgrund des Enerieeinspargesetzes von 1976 ist die sog. "Energieeinsparverordnung" (EnEV) für Gebäude als Nachfolgeverordnung der Wärmeschutzverordnung (WSVO) eingeführt worden. Die EnEV gilt für Gebäude mit Innentemperaturen 19 C: - neu zu errichtende Wohngebäude. - neu zu errichtende Nichtwohngebäude; - neu zu errichtende Nichtwohngebäude mit Innentemperaturen < 19 C - bei baulichen Änderungen Gebäude; und für heizungstechnische bzw. raumlufttechnische Anlagen. In Anhängen werden die einzelnen Anforderungen und Rechenvorschriften wiedergegeben Nachweis bei Wohngebäuden mit normalen Innentemperaturen 19 C ( 3) Anwendungsbereich: - Wohngebäude - Wohnheime usw a) Anforderungen Es werden zwei Anforderungen an folgende Kenngrößen gestellt, und zwar an den: a) auf die wärmeübertragende..fläche bezogenen Transmissionswärmeverlust H T = H T / A nach Tabelle 2. b) auf den nutzflächenbezogenen Jahres-.bedarf Q" P Dabei darf der auf die Gebäudenutzfläche A N bezogene Wert Q" P = Q P /A N des Referenzgebäudes gleicher Geometrie, Gebäudenutzfläche und Ausrichtung wie das zu errichtende Wohngebäude nicht überschritten werden. Primärenergiebedarf: (nach Definition der EnEV) berechnete Energiemenge, die zusätzlich zum Energieinhalt des notwendigen Brennstoffs und der Hilfsenergien für die Anlagentechnik auch die Energiemengen einbezieht, die durch vorgelagerte Prozessketten außerhalb des Gebäudes bei der Gewinnung, Umwandlung und Verteilung der jeweils eingesetzten Brennstoffe entstehen. 1

2 Teil EnEV 2009 ab SS 2010 in Bauphysik I 2 Tabelle 1: Anforderungswerte (2009) für Wohngebäude (beim Referenzgebäude) Referenzausführung / Wert (Maßeinheit) Zeile Bauteil/System Größe Wert (Einheit) 1.1 Außenwand, Geschossdecke gegen Außenluft Wärmedurchgangskoeffizient U = 0,28 W/(m² K) 1.2 Außenwand gegen Erdreich, Bodenplatte, Wände und Decken zu unbeheizten Räumen (außer solche nach Zeile 1.1) Wärmedurchgangskoeffizient U = 0,35 W/(m² K) 1.3 Dach, oberste Geschossdecke, Wände zu Abseiten Wärmedurchgangskoeffizient U = 0,20 W/(m² K) 1.4 Fenster, Fenstertüren Wärmedurchgangskoeffizient Uw = 1,30 W/(m² K) Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung g = 0, Dachflächenfenster Wärmedurchgangskoeffizient Uw = 1,40 W/(m² K) Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung g = 0, Lichtkuppeln Wärmedurchgangskoeffizient Uw = 2,70 W/(m² K) Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung g = 0, Außentüren Wärmedurchgangskoeffizient U = 1,80 W/(m² K) 2 Bauteile nach den Zeilen 1.1 bis 1.7 Wärmebrückenzuschlag ΔUWB = 0,05 W/(m² K) 3 Luftdichtheit der Gebäudehülle Bemessungswert n 50 Bei Berechnung nach DIN V : : mit Dichtheitsprüfung DIN V : : nach Kategorie I 4 Sonnenschutzvorrichtung keine Sonnenschutzvorrichtung 5 Heizungsanlage Wärmeerzeugung durch Brennwertkessel (verbessert), Heizöl EL, Aufstellung: -für Gebäude bis zu 2 Wohneinheiten innerhalb der thermischen Hülle - für Gebäude mit mehr als 2 Wohneinheiten außerhalb der thermischen Hülle Auslegungstemperatur 55/45 C, zentrales Verteilsystem innerhalb der wärmeübertragenden Umfassungsfläche, innen liegende Strän-ge und Anbindeleitungen, Pumpe auf Bedarf ausgelegt (geregelt, Δp konstant), Rohrnetz hydraulisch abgeglichen, Wärmedämmung der Rohrleitungen nach Anlage 5 Wärmeübergabe mit freien statischen Heizflächen, Anordnung an normaler Außenwand, Thermostatventile mit Proportionalbereich 1 K Anmerkung: g : Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung bei senkrechtem Strahlungsdurchgang 2

3 Teil EnEV 2009 ab SS 2010 in Bauphysik I 3 6 Anlage zur Warmwasserbereitung zentrale Warmwasserbereitung gemeinsame Wärmebereitung mit Heizungsanlage nach Zeile 5 Solaranlage (Kombisystem mit Flachkollektor) entsprechend den Vorgaben nach DIN V : oder DIN V : Speicher, indirekt beheizt (stehend), gleiche Aufstellung wie Wärmeerzeuger, Auslegung nach DIN V : oder DIN V : als -kleine Solaranlage bei AN kleiner 500 m² (bivalenter Solarspeicher) -große Solaranlage bei AN größer gleich 500 m² Verteilsystem innerhalb der wärmeübertragenden Umfassungsfläche, innen liegende Stränge, gemeinsame Installationswand, Wärmedämmung der Rohrleitungen nach Anlage 5, mit Zirkulation, Pumpe auf Bedarf ausgelegt (geregelt, Δp konstant) 7 Kühlung keine Kühlung 8 Lüftung zentrale Abluftanlage, bedarfsgeführt mit geregeltem DC- Ventilator Tabelle 2: Höchstwerte des spezifischen, auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche bezogenen Transmissionswärmeverlusts H T Zeile Gebäudetyp 1 Freistehendes Wohngebäude Höchstwert des spezifischen Transmissionswärmeverlusts mit A N 350m² H T = 0,40 W/(m2 K) mit A N > 350m² 2 Einseitig angebautes Wohngebäude 3 alle anderen Wohngebäude H T = 0,50 W/(m2 K) H T = 0,45 W/(m2 K) H T = 0,65 W/(m2 K) 4 Erweiterungen und Ausbauten von Wohngebäuden gemäß 9 Abs. 5 H T = 0,65 W/(m2 K) Zwischen dem Bruttovolumen und der sog. Nutzfläche A N besteht für den EnEV-Nachweis eine feste Näherungsbeziehung: A N = 0,32 V e Gebäude-Bruttovolumen V e wird mit Außenabmessungen ermittelt. Beträgt die durchschnittliche Geschosshöhe hg eines Wohngebäudes, gemessen von der Oberfläche des Fußbodens zur Oberfläche des Fußbodens des darüber liegenden Geschosses, mehr als 3 m oder weniger als 2,5 m, so ist die Gebäudenutzfläche AN wie folgt zu ermitteln: A N = ( 1/h G 0,04 m -1 ) V e 3

4 Teil EnEV 2009 ab SS 2010 in Bauphysik I Berechnung des Jahresheizenergie Q und des Primärenergiebedarfs Q P Der Nachweis erfolgt mit Hilfe der DIN Zur Ermittlung der Anforderungsgröße Q P muss mit Hilfe des Jahres-Heizwärmebedarfs Q h ein sog. Gesamtanlagen-. des Heizungssystems ermittelt werden. Die folgende Grafik zeigt in übersichtlicher Form die einzelnen Schritte: DIN EN ISO Berechnung des Heizwärmebedarfs DIN EN Berechnung des Heizenergiebedarfs und Nutzungsgrad DIN Berechnung des Heizwärmebedarfs Gebäudedaten DIN Berechnung des Primär- und Heizenergiebedarfs Heizungsdaten Rechenmethode zur Energieberatung Design-Tool Rechenmethode für EnEV-Nachweis Anforderung - Monatsbilanzierung - Heizperiodenbilanzierung Berechnung des ep-wertes; Benutzung von sog. Primärenergiefaktoren u. regen.energieformen Berechnung von q h = Q h /A N A N Berechnung von e P und q E EnEV-Nachweis Primärenergiebedarf Q" P = (q h + 12,5) e P Endenergiebedarf Q = q E A N Energiebedarfsausweis Zur Ermittlung des primärenergetisch bewerteten Heizenergiebedarfs Q P (Primärenergiebedarf) wird die folgende Gleichung verwendet, wobei e P die primärenergiebezogene Gesamt-anlagenaufwandszahl ist. Q P = (Q h + Q W ). e P ; wobei Q W = 12,5 A N in kwh/a nur bei Wohngebäuden oder Q" P = (q h + 12,5). e P mit q h = Q h /A N 4

5 Teil EnEV 2009 ab SS 2010 in Bauphysik I 5 Ein typischer Wert für herkömmliche Heizungssysteme für e P ist z.b.: e P = 1,4 bei sehr effizienten Anlagen z.b. liegen e P -Werte bei ca. 1, Ermittlung der baulichen Kenngrößen: Aus Plan zu ermitteln: 1) Gebäude-Bruttovolumen V e aus Abmessungen; 2) Gebäudehüllfläche A gemäß der ; A = A AW + A W + A D + A G + A DL + A u (Teilflächen einzeichnen!) 3) Bestimmung der Hüllfläche A (mit Außenmaßen ermittelt); 4) Bestimmung des Bruttovolumens V e, also das Volumen, das von der Hüllfläche A umschlossen wird 4) Bestimmung von H T,zul nach Tabelle 2; 5) Ermittlung des zulässigen Höchstwertes Q" P,zul nach Tabelle 1 mit Hilfe des Referenzhauses (dies ist kein rein baulicher, sondern energetischer Kennwert, der vomgebäude und der Anlagentechnik bestimmt wird). Der maximal zulässige Wert des volumenbezogenen Jahres-Primärenergiebedarfs muss mit den Daten des zu planenden Gebäudes unterschritten werden. Wird in zu errichtenden Gebäuden Strom aus erneuerbaren Energien eingesetzt, darf der Strom in den Berechnungen von dem Endenergiebedarf abgezogen werden, wenn er 1. im unmittelbaren räumlichen Zusammenhang zu dem Gebäude erzeugt und 2. vorrangig in dem Gebäude selbst genutzt und nur die überschüssige Energiemenge in ein öffentliches Netz eingespeist wird Berechnung des Heizwärmebedarfs Qh mit Hilfe der Gebäudedaten Berechnung erfolgt normalerweise mit dem Verfahren nach.. (bzw. VDIN ) mit Hilfe eines PC-Programms (Monatsbilanzverfahren (MB). Monatsbilanzierung heißt, dass für jeden Monat des Jahres der Heizwärmebedarf ermittelt wird und danach durch Aufsummierung dieser Monatswerte (sofern sie positiv sind) der Jahres-Heizwärmebedarf berechnet wird. 5

6 Teil EnEV 2009 ab SS 2010 in Bauphysik I 6 Der Monatswert des Heizwärmebedarfs wird vereinfacht durch folgenden Ansatz bestimmt: Q h,m = Q T,M + Q V,M - η M ( Q S,M + Q i,m ) M: Index für den Monat T,M i ( Ui A i + HWB )( Li Le,M ) t M Q = ϑ ϑ Index i für alle Außenbauteile H Q WB V,M ( ϑli Le ) tm (Außenwand, Dach usw.) Spezif. Wärmebrückenverlust H WB = ΔU WB A od. ΔU WB = 0,05 W/m²K; Ψ : Längenbezog. Wärmedurchgangskoeff. einer Wärmebrücke; l i :Länge einer WB = nv( ρ c) L ϑ Luftwechsel n = 0,7 h -1 ohne Dichtheitsprüfung; n = 0,6 h -1 mit Dichtheitsprüfung. Nettovolumen V: a V = 0,76 V e bei Wohngebäuden bis zu drei Vollgeschossen V = 0,80 V e in den übrigen Fällen (ρc) L = 0,34 Wh/(m³K) der Luft t M Zeit eines Monats 1 γ η M = η a+ 1 M : monatliche Ausnutzungsgrad 1 γ τ a = 1+ ; 16 τ = C wirk /H τ : Zeitkonstante mit C wirk : wirksame Wärmespeicherfähigkeit und H : spezif. Wärmeverlust des Gebäudes (H T + H V ) Solarer Wärmegewinn: Q = 0, 567 SM = Ψl i i i ( I ) jmg AW,j,i j i i j: Orientierung: Süd, West/Ost, Nord i: Fenster i (Anzahl der Fenster) 0,567 = F F. F W. F C = 0,7. 0,9. 0,9 Strahlungseinfall; F F :..abminderungsfaktor; F W : Korrekturfaktor für nicht senkrechten F C : Abminderungsfaktor für g i : Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung i; A W,i,j : Fensterfläche i in die Orientierung j I jm : monatliche Strahlungsintensität auf die Fensterfläche der Orientierung j (siehe Anhang S.70) 6

7 Interne Wärmequelle: Teil EnEV 2009 ab SS 2010 in Bauphysik I 7 Q im = q i. A N. t M q i = 5 W/m² A N : Nutzfläche t M : Zeit eines Monats Alternativ dazu wird ein vereinfachtes Heizperioden-Verfahren angeboten, das allerdings zu etwas ungünstigeren Werten führt. Heizperiodenverfahren (HP) nach Anhang 1: ( + ) η ( ) in kwh/a Qh = FGt HT HV Qi + Q H T : Spezifische Transmissionswärmeverlust H V : Spezifische Lüftungswärmeverlust Qi : Interne Wärmegewinne Q S :Solare Wärmegewinne P S η P :. η P = 0,95 Anteil der internen Wärme u. der Solarenergie, der für Heizzwecke genutzt werden kann. F Gt = F Gt,m.NA = 69,6. 0,95 66; F Gt,ohne.NA = Gt. 24/1000 = /1000 = 69,6 0,95 ist Abminderungsfaktor für Nachtabsenkung mit Gt = 2900 Kd Gt : Heizgradtagzahl Gt = z H ( ϑ i - ϑ a,m ); z H : Zahl der Heiztage ϑ a,m : mittlere Außenlufttemperatur der Heizperiode Spezifischer Transmissionswärmeverlust aller Bauteile inkl. Wärmebrücken H T UAW AAW + UW A = + Fu Uu Au + UDL A W + FD UD AD + FGU + ΔU A DL WB G A G + in W/K Die Temperatur-Reduktionsfaktoren F x werden nach Tabelle 2a ermittelt. Für das Heizperioden-Verfahren gilt Temperatur-Korrekturfaktoren F x : Tabelle 2a (DIN V ): Temperatur-Korrekturfaktoren F x für HP-Verfahren Wärmestrom nach außen über Bauteil i F x Korrekturfaktor Außenwand, Fenster F AW, F w 1 Dach (als Systemgrenze) F D 1 Oberste Geschoßdecke (Dachraum nicht F ausgebaut) D.. Abseitenwand (Drempelwand) F D 0,8 Wände und Decken zu unbeheizten Räumen F U 0,5 Unterer Gebäudeabschluß: - Kellerdecke/-wände zum unbeheiztem Keller F - Fußboden auf Erdreich G.. - Flächen des beheizten Kellers gegen Erdreich 7

8 Teil EnEV 2009 ab SS 2010 in Bauphysik I 8 Wintergärten können im HP-Verfahren nicht berücksichtigt werden! Pauschaler Wärmebrückenzuschlag: ΔU WB =.W/m²K im HP-Verfahren muss nach Beiblatt 2, DIN 4108 gebaut werden Falls dies nicht getan wird gilt ΔU WB = 0,1 W/m²K und es muss das Monatsbilanzverfahren angewendet werden (aber Vorsicht: dieser Wert ist nicht mehr Stand der Technik!!!). Spezifischer Lüftungswärmeverlust H V = n V (ρc p ) L n: Luftwechsel = Luftaustausch pro Std.; ρcpl = 0,34 Wh/m3K; hier n = 0,7 h-1 ; V = 0,8. V e (ohne Dichtheitsnachweis) Im HP-Verfahren gilt: a) mit Dichtheitsnachweis: H V = 0,163. V e b) ohne Dichtheitsnachweis: H V = 0,19. V e Mit Dichtheitsnachweis gilt: n = 0,6 h-1 ; Bedingung: (bei freier Lüftung: n 50 = 3 h -1 bei 50 Pa Druckdiff. ; bei raumlufttechn. Anlagen: n 50 2 h -1 ) Interne Wärmegewinne: Qi = 0,024. q i. A N. t P in kwh/a q i = 5 W/m 2 spezifische Interne Wärmelast; t P = 185 Tage Zeit der Heizperiode in h; beim HP-Verfahren gilt: Q i = 22. A N Solarwärmegewinne j: Orientierung: Süd, West/Ost, Nord QS = 0,567 ( Ij gi AW,j, i) i: Fenster i 0,567 = F. F F. W F C = 0,7. 0,9. 0,9 siehe auch auf S. 8 Durchschnittliches Strahlungsangebot I süd = 270 kwh/m²a I West/Ost = 155 kwh/m²a I Nord = 100 kwh/m²a I hor = 225 kwh/m²a 8

9 Teil EnEV 2009 ab SS 2010 in Bauphysik I Höchstwerte der U-Werte beim Ersatz von Bauteilen bestehender Gebäuden Anforderungen an zu erneuernden Bauteile gemäß folgender Tabelle. Bauteil Umax- Wert [W/m²K] Wohngebäude Nichtwohngebäude 12 C<ϑi < 19 C Außenwände - bei Erneuerung 0,24 0,35 Fenster u. Fenstertüren Dachfenster; Vorhangfassaden Dächer u. Decken Flachdächer 1,3 (U W ) 1,4 1,5 0,24 0,20 1,9 1,9 1,9 0,35 0,35 Decken u. Wände geg. unbeheizte Räume u. Erdreich 0,30 - Hinweis: Im Okt ist die EnEV novelliert worden. Weitere Novellierungen sind in der Zukunft mit weiteren Verschärfungen der Anforderungen zu erwarten. Beachte grundsätzlich: in Zukunft ist die jeweils gültige Verordnung zu beachten. 9