EnEV Verschärfungsstufe 2016

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1 EnEV Verschärfungsstufe 2016 Wo führt der Weg hin? WÖHRL Ziegel & Fertigteile, Januar 2016 Dipl.-Ing. Michael Gierga Winnenden Halle (Saale) Feldkirchen-Westerham Bottrop-Kirchhellen Bretten

2 CO 2 -Anstieg (anthropogener Effekt vermutet) Quelle: Internet 4

3 Sonneneinstrahlung auf der Erdoberfläche gemittelt über die Jahre Die 6 schwarzen Kollektorflächen reichen aus, den Weltenergiebedarf zu decken. Deutschland ist eigentlich kein Sonnenland. Quelle: wikipedia 5

4 Gewinnung von regenerativer Energie aus der Fläche (Standort Deutschland) Energieträger flächenspezifischer Jahresertrag (Einstrahlung kwh/m²a) Rapsöl/Biodiesel 1,1 kwh/m²a Biogas 4,6 kwh/m²a Bioethanol 1,8 kwh/m²a BTl-Diesel, Ft-Diesel 2,3 kwh/m²a PV - monokristallin 120 kwh/m²a PV - Dünnschicht 40 kwh/m²a Thermische Sonnenkollektoren 500 kwh/m²a Oberflächennahe Geothermie * 100 kwh/m²a Windkraft onshore 50 kwh/m²a Quellen: Lüking, Hauser: Nachhaltige Energieversorgung von Gebäuden. TAB, 10/2009, Bauverlag BV GmbH, Gütersloh, S aktualisiert Werte * Oberflächennahe Geothermie. Kaltschmitt, Streicher, Wiese: "Erneuerbare Energien. Systemtechnik, Wirtschaftlichkeit, Umweltaspekte", Seite

5 Beheizungssysteme in neuen Wohnungen Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen AGEB e.v. Energieverbrauch in Deutschland

6 Steigende Energiekosten Heizöl Erdgas Pellets Quelle: EnergieAgentur NRW 8

7 Steigende Stromkosten Haushaltsstrom Sonderkunden Quelle: EnergieAgentur NRW 9

8 Erzeugung von elektrischem Strom Erzeugte Energie Installierte Leistung Vollbenutzungsstunden Erzeuger Laufzeit [h/a] Sonstige Biomasse Wasser Wind Photovoltaik 818 Kernenergie Erdgas Braunkohle Steinkohle Quelle: Prof. Dr. Kruppa, THM 10

9 Jährlicher Endenergiebedarf einer vierköpfigen Familie Verbrauch für Endenergiebedarf Heizung (Basis Erdgas im EnEV 2013 Haus) kwh Warmwasser kwh Elektrisches Licht 500 kwh Haushaltsstrom (ohne Licht) kwh PKW ( km/jahr) kwh 1 Flugreise Mallorca (Hin + Rück) kwh 11

10 Gesetzliche Grundlage EPBD (Energy Performance of Buildings Directive) Neue Gebäude Artikel 6 (1) Die Mitgliedstaaten ergreifen die erforderlichen Maßnahmen, um sicher zu stellen, dass neue Gebäude die nach Artikel 4 festgelegten Mindestanforderungen an die Gesamtenergieeffizienz erfüllen. Bei neuen Gebäuden gewährleisten die Mitgliedstaaten, dass vor Baubeginn die technische, ökologische und wirtschaftliche Realisierbarkeit des Einsatzes von hocheffizienten alternativen Systemen wie den nachstehend aufgeführten, sofern verfügbar, in Betracht gezogen und berücksichtigt wird: a) dezentrale Energieversorgungssysteme auf der Grundlage von Energie aus erneuerbaren Quellen, b) Kraft-Wärme-Kopplung, c) Fern-/Nahwärme oder Fern-/Nahkälte, insbesondere, wenn sie ganz oder teilweise auf Energie aus erneuerbaren Quellen beruht, d) Wärmepumpen. 12

11 Gesetzliche Grundlage EPBD (Energy Performance of Buildings Directive) Niedrigstenergiegebäude Artikel 9 (1) Die Mitgliedstaaten gewährleisten, dass a) bis 31. Dezember 2020 alle neuen Gebäude Niedrigstenergiegebäude sind und b) nach dem 31. Dezember 2018 neue Gebäude, die von Behörden als Eigentümer genutzt werden, Niedrigstenergiegebäude sind. Die Mitgliedstaaten erstellen nationale Pläne zur Erhöhung der Zahl der Niedrigstenergiegebäude. Diese nationalen Pläne können nach Gebäudekategorien differenzierte Zielvorgaben enthalten. 13

12 Definitionen Begriffsbestimmungen Artikel 2 EPBD Im Sinne dieser Richtlinie bezeichnet der Ausdruck: 1. Gebäude 2. Niedrigstenergiegebäude ein Gebäude, das eine sehr hohe, nach Anhang I bestimmte Gesamtenergieeffizienz aufweist. Der fast bei Null liegende oder sehr geringe Energiebedarf sollte zu einem ganz wesentlichen Teil durch Energie aus erneuerbaren Quellen einschließlich Energie aus erneuerbaren Quellen, die am Standort oder in der Nähe erzeugt wird gedeckt werden; 3. gebäudetechnische Systeme 4. Gesamtenergieeffizienz eines Gebäudes die berechnete oder gemessene Energiemenge, die benötigt wird, um den Energiebedarf im Rahmen der üblichen Nutzung des Gebäudes (u. a. Heizung, Kühlung, Lüftung, Warmwasser und Beleuchtung) zu decken; 14

13 Nationale Anforderungen Wärmeschutzverordnungen ( ) / Heizanlagenverordnung Seit 1. Februar 2002: Energie-Einsparverordnung (EnEV) (primärenergetische Bewertung Heizung + Warmwasser) 1. Novelle Novelle 2007 (Bilanzierung von Kälte, Licht,... DIN V 18599) 3. Novelle 2009 (30 % höhere Anforderungen) 4. Novelle 2014 / 2016 (25 % höhere Anforderungen) 5. Novelle Niedrigstenergiehaus auf Basis KfW 55 Effizienzhaus 15

14 EnEV 2014/2016 Zweck und Anwendungsbereich (1) Zweck dieser Verordnung ist die Einsparung von Energie in Gebäuden. In diesem Rahmen und unter Beachtung des gesetzlichen Grundsatzes der wirtschaftlichen Vertretbarkeit soll die Verordnung dazu beitragen, dass die energiepolitischen Ziele der Bundesregierung, insbesondere ein nahezu klimaneutraler Gebäudebestand bis zum Jahr 2050, erreicht werden. Neben den Festlegungen in der Verordnung soll dieses Ziel auch mit anderen Instrumenten, insbesondere mit einer Modernisierungsoffensive für Gebäude, Anreizen durch die Förderpolitik und einem Sanierungsfahrplan, verfolgt werden. Im Rahmen der dafür noch festzulegenden Anforderungen 16

15 Entwicklung des Energiesparenden Bauens 18

16 Energieausweise mit Energieeffizienzklassen bezogen auf die Endenergie 22 von 28 EU-Ländern nutzen die Klassifizierung A H bereits. 19

17 Diskrepanz Endenergie-Effizienzklasse zu Primärenergie = Verordnungsziel EFH mit Luft-Wasser Wärmepumpe: Q P = 57,2 kwh/m²a Q E = 23,8 kwh/m²a elektr. Strom EFH mit Pelletkessel: Q P = 31,9 kwh/m²a Q E = 97,1 kwh/m²a Holzpellets + elektr. Strom 20

18 Bisher erreichte Ziele!!! - im Energieausweis Energieausweis

19 Bisher erreichte Ziele!!! - im Energieausweis Energieausweis 2007 Energieausweis

20 Bisher erreichte Ziele!!! - im Energieausweis Energieausweis 2007 Energieausweis 2009 Energieausweis

21 EnEV Verschärfungen 2016 Wohngebäude/ Nichtwohngebäude Basis bleibt das Referenzgebäude 2009 Primärenergiefaktor von elektrischem Strom wird von 2,4 auf 1,8 abgesenkt Seit 1. Januar 2016 Reduzierung von Q p,zul / H T,zul : Q P,zul,2016 = 0,75 * Q P,zul,2013 H T,zul,2016 = 1,0 * H T,Referenzgeb. bzw. Ū ,8 * Ū 2009 Keine Verschärfung für Bestandsgebäude 25

22 Zulässiger Transmissionswärmeverlust H T in W/(m² K) von Wohngebäuden (Neubau) Gebäudetyp EnEV 2009/ EnEV 2014 EnEV ab freistehend A N 350 m² 0,40 A N > 350 m² 0,50 einseitig angebaut zweiseitig angebaut A N 350 m² 0,45 A N 350 m² 0,65 H T,zul. 1,0 * H T,Ref. Erweiterung / Ausbau 0,65 H T,EnEV2009 alle anderen Wohngebäude 0,65 26

23 Verstöße gegen die EnEV werden geahndet! 27

24 Verbote von Festbrennstoffanlagen, Gebote zur Nutzung bestimmter Energieträger Verdrängung fossiler Brennstoffe bzw. Forcierung bivalenter Systeme aus dem EEWärmeG Städtische Festbrennstoffverordnungen verbieten den Betrieb bestehender Anlagen, fordern und fördern Nachrüstungen z.b. Aachen, Regensburg Städtische Vorgaben zur Energieversorgung von Neubaugebieten z.b. Gelsenkirchen Wärmepumpen, Kommunaler Anschlusszwang an Fern-/Nahwärme in Bebauungsplänen, beim Kauf städtischer Grundstücke etc. 28

25 Planungsgrundsätze Kompakter Gebäudeentwurf und hoher baulicher Wärmeschutz. Optimale Orientierung der Gebäudefassaden. Sinnvolle Größe der Fensterflächen. Vermeidung zusätzlicher Wärmebrückenverluste. Hohe Luftdichtigkeit der Gebäudehülle. Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung prüfen. Hocheffiziente Anlagentechnik mit Energiespeicherung. Aktive Komponenten zur Stromerzeugung, z.b. PV - KWK Überprüfung der Wirtschaftlichkeit durch Vergleich Endenergie/Primärenergie. 41

26 Regelwerk DIN V 18599:

27 Regelwerk DIN V DIN V (Wohngebäude) Kann mit Modifikationen auch 2016 weiterhin angewendet werden! Gültig für Wohngebäude ohne Kühlung Primärenergiefaktoren elektrischer Strom anpassen Klimadaten (Potsdam) Anrechnung selbst erzeugten regenerativen Stroms (monatsweise) nach dem Verfahren der DIN V :

28 Ansichten des EnEV 2016 Hauses Pläne: NEH Celle 46

29 Grundriss Erdgeschoss Pläne: NEH Celle 47

30 Grundriss Dachgeschoss Pläne: NEH Celle 48

31 Vertikalschnitt Pläne: NEH Celle 49

32 Gebäudedaten Einfamilien-Doppelhaushälfte 1 ½ geschossig ohne Unterkellerung Nettogrundfläche = Bezugsfläche 169 m² Umbauter Raum 528 m³ Nettovolumen zur Lüftung (beheizt) 401 m³ 45 geneigtes Satteldach (S-N) Spitzboden über Raumverbund beheizt Daten: NEH Celle 50

33 Gebäudehülle und Anlagentechnik nach EnEV 2016 Investition Gebäudehülle Investition Anlagentechnik Fenster U w = 0,95 W/(m² K) g=0,53 U w = 1,3 W/(m² K) g=0,6 Außenwände U = 0,20 W/(m²K) - 42,5/0,09 U = 0,28 W/(m²K) - 36,5/0,11 Dach U = 0,17 W/(m² K) U = 0,2 W/(m² K) Erdberührte Bauteile U = 0,30 W/(m² K) U = 0,35 W/(m² K) Wärmebrücken DU wb Nachweis = 0,03 W/(m² K) pauschal = 0,05 W/(m² K) Gebäudehülle H T 0,269 W/(m² K) 0,376 W/(m² K) Lüftung Fensterlüftung Fensterlüftung Warmwasser 5,5 m² Flachkollektor Luft-Wasser Wärmepumpe Heizung Erdgas BW-Kessel 55 /45 C 35/28 C Regenerative Energien thermische Solaranlage Außenluft - WP JAZ 3,3 Nutzwärmebedarf 55,1 kwh/(m² a) 67,5 kwh/(m² a) Endenergie 45,0 kwh/(m² a) 23,2 kwh/(m² a) Primärenergiebedarf 51,4 kwh/(m² a) 41,8 kwh/(m² a) 51

34 elektrischer Strom [kwh] Gebäudestrombedarf und Produktion mit 50 m² PV Strombedarf PV-Produktion 50 m² Eigenbedarfsdeckung Monat 52

35 Zum Vergleich Energiedichte von Strom- und Wärmespeichern Akkumulator-Typ Energiedichte in kwh/kg Selbstentladung pro Monat Blei-Akku (Pb) 0,020-0, % Nickel-Cadmium-Akku (NiCd) 0,040-0, % Nickel-Metallhydrid (NiMH) 0,024-0, % Lithium-Ionen-Akku (Li-Ion) ca. 0,1 < 2 % Lithium-Ionen-Akku, keramisch > 0,150 < 2 % Heizöl 12 keine Latentwärmeübergang Eis/Wasser 0,096 keine Latentwärmeübergang Paraffine 0,04-0,07 keine Zeolith (Praxis) 0,1-0,2 keine Wasserspeicher 20 K Temperaturdifferenz 0,024 betriebsabhängig Der zu speichernde Strombedarf eines EFH-Plusenergiehauses beträgt etwa kwh/a. Dies entspricht 350 l Heizöl, 1,5 Rm Holz oder kg Li-Ion-Akku. Ende 53

36 Endenergie Heizwärme nach baulichen Maßnahmen Basis Referenzgebäude mit 55,7 kwh/(m² a) Bauliche Maßnahme Fenster 3-fach Verglasung Außenwand 42,5/0,09 oder 36,5/0,08 Dachdämmung + 4 cm Untersparrendämmung U-Wert Referenz/ Maßnahme Bauteilfläche Endenergiebedarf kwh/(m² a) Reduzierung kwh/a in % 1,3 / 0,6 31 m² 456 4,9 1,0 / 0,53 53,0 0, m² 727 7,7 0,20 51,4 0, m² 507 5,4 0,17 52,7 Bodenplatte + 2 cm 035 0,35 97 m² 186 2,0 0,30 54,6 Wärmebrückenzuschlag 0,03 W/(m² K) 0, ,5 0,03 53,2 54

37 Vergleich DIN /DIN V und DIN V EnEV 2014 Referenzgebäude Primärenergiebedarf kwh/(m² a) Endenergiebedarf kwh/(m² a) Gebäudehülle H T [W/(m² K)] Effizienzklasse DIN ,4 59,4 B 0,376 DIN V ,2 75,4 C KfW 70 (2014) DIN ,0 39,3 A 0,315 LWRG / 0,85*H T,Ref DIN V ,7 46,6 A EnEV 2016 Bauliche Maßnahmen EnEV 2016 Anlagentechnik: L-W Wärmepumpe DIN ,4 45,0 A 0,269 DIN V ,7 59,5 B DIN ,8 25,1 A+ 0,376 DIN V ,8 22,1 A+ 55

38 Längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient Y Die zusätzlichen gegenüber den in der Fläche auftretenden Wärmeströme werden durch den Y-Wert gekennzeichnet. Y = L 2D S U i l i W/(m K) Bildquelle: Prof. Willems, TU Dortmund 57

39 Berücksichtigung zusätzlicher Wärmeverluste gemäß DIN V / DIN V Der pauschale und auch individuelle außenflächenbezogene Wärmebrückenzuschlag muss bestimmte Wärmebrückentypen berücksichtigen, z. B. - Gebäudekanten; - bei Fenstern und Türen: Laibungen (umlaufend); - Wand- und Deckeneinbindungen; - Deckenauflager; - wärmetechnisch entkoppelte Balkonplatten. Zuschlag auf 1 m² wärmetauschende Hüllfläche: - ohne Nachweis: D U WB = 0,10 W/(m² K) - Beispiele gemäß DIN 4108 Beiblatt 2: D U WB = 0,05 W/(m² K) - individuelle Berechnung : S l i * Y i = H WB 58

40 Wärmebrückenzuschlag nach individueller Berechnung Die Berechnung der individuellen Wärmebrückenverlust führt häufig zu einem Gesamtzuschlag H T,WB von 0,02 0,03 W/(m² K) Ein typisches Wohngebäude beinhaltet ca. 20 unterschiedliche nachweispflichtige Detailanschlüsse. Mithilfe von Wärmebrückenkatalogen beträgt der Planungs- und Nachweisaufwand zwischen wenigen Stunden, bei individueller Ermittlung der Y-Werte bis zu 2 Arbeitstage. Die Einsparung baulicher Investitionen in der Fläche und der Anlagentechnik rechnet sich in der Regel. Das Kompensations- bzw. Einsparpotential liegt zwischen 3 und 6 kwh/(m² a) Primärenergie. 59

41 EnEV Gebäudestandards Maßnahme EnEV 2009=2014 EnEV 2016 Außenwände U AW = 0,28 36,5 0,11 U AW = 0,20-0,23 36,5/42,5 0,09 Plusenergiehaus U AW 0,18/0,15 Fenster U w = 1,3 U w 1,0 U w 0,9 Wärmebrücken pauschal D U WB = 0,05 detailliert D U WB = 0,02-0,03 detailliert D U WB < 0,02 Lüftung freie Lüftung freie Lüftung maschinell mit WRG Solare WW- Erzeugung Heizerzeuger ja Gas-Brennwert (verbessert) nicht erforderlich wenn: Wärmepumpe oder biogene Brennstoffe ja Wärmepumpe Elektr. Strom PV - - > kwh/a 111

42 Zusammenfassung EnEV 2016 / Einfamilien - Plusenergiehaus Die Anforderungen der EnEV 2016 zu erfüllen, ist mit hochwärmegedämmten Ziegelhäusern völlig unproblematisch. Der bauliche Wärmeschutz ist unter Wirtschaftlichkeitsaspekten und den handwerklichen Möglichkeiten zu optimieren. Der bauliche Wärmeschutz der Gebäudehülle darf nicht schlechter sein als der des Referenzgebäudes. Wird ein Nutzwärmebedarf von etwa kwh/(m² a) für Heizung und Warmwasser nicht überschritten, kann ein Plusenergiehaus realisiert werden. Dies zu bauen, ist nicht die Frage des Baustoffes. Entscheidend sind die für Energiegewinnung verfügbaren Flächen sowie das Speichermanagement. Der erforderliche elektrische Strom für Heizen, Warmwasser und Kunstlicht beträgt bei einem Plusenergiehaus mit WP etwa kwh/a. Dazu werden ca. 50 bis 70 m² PV-Fläche mit Südorientierung zzgl. Speicher erforderlich. Die EnEV-Novelle 2016 weist den Weg zum Plusenergiehaus nach