Energie. Einsparverordnung EnEV Energieberatung Energiepass. DIN V : Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen

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1 Energie Einsparverordnung EnEV Energieberatung Energiepass DIN V : Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen - Heizung, Trinkwassererwärmung, rmung, Lüftung L -Vorlesung zu Wahlpflichtfach: -Sondergebiete Bauphysik, 6.Semester, Bauingenieure FH - Köln Fakultät 06 1

2 Zuständig: DIN V Zuständig für die 29 %: DIN V Gesetzliche Grundlage für die CO 2 Reduzierung ist die Energieeinsparverordnung (EnEV) 2

3 Abstecher in die Energieeinsparverordnung (EnEV( EnEV), die für f r die DIN V und DIN V Vorgaben liefert Kurzer Einblick in die EnEV 2004: 3

4 Abstecher in die Energieeinsparverordnung (EnEV( EnEV), die für f r die DIN V und DIN V Vorgaben liefert 4

7 Für Neubauten gilt: z.b.: bei A/V=0,5 und einer Nutzfläche von 0,32 x V = 154,43 m², darf der max. Jahres-Primärenergiebedarf 98,80 kwh/m²a sein. 7

11 Abstecher in die Energieeinsparverordnung (EnEV( EnEV), die für f r die DIN V und DIN V Vorgaben liefert U-Werte für Gebäude- Sanierungen: 11

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20 Zeitliche Entwicklung zu Energetischen Gesamtbewertung, nach einheitlichem Berechnungsverfahren, für alle Gebäudearten und für Altbauten + Neubauten : Politische Zielsetzung : Verminderung des CO2 Ausstoßes Wärmeschutzverordnung Heizungsanlagenverordnung 2002 Energieeinsparverordnung (EnEV) Energiepass DIN V Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden -Berechnung des Jahresheizwärme- und des Jahresheizenergiebedarfs- (Ausgabe Juni 2003) DIN V Energetische Bewertung heiz-und raumlufttechn. Anlagen -Heizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung- (Ausgabe August 2003) 2004 EnEV-Novellierung DIN V Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen im Bestand -Wärmeerzeuger, Trinkwassererwärmung- (Ausgabe August 2004) 20

21 Zeitliche Entwicklung zu Energetischen Gesamtbewertung, nach einheitlichem Berechnungsverfahren, für alle Gebäudearten und für Altbauten + Neubauten : Fortsetzung: DIN V Energetische Bewertung von Nichtwohngebäuden (Gebäudebestand) (Ausgabe Juli 2005) 2006 EnEV-Novellierung. Neuer, einheitlicher Energiepass, Einführung + Anwendung 2007 DIN V , Einführung und Anwendung 2008 voraussichtliche Endphase? DIN V Energetische Bewertung des Gebäudemantels + der HLS-Anlagen, Berechnungsverfahren für alle Gebäudearten und für Alt + Neubauten. 21

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23 Zusammenwirken der DIN V mit der DIN V und mit der Energieeinsparverordnung (EnEV( EnEV) ) : 23

24 Zusammenwirken der DIN V mit der DIN V und mit der Energieeinsparverordnung (EnEV( EnEV) ) : 1. Die EnEV begrenzt den Jahresprimärenergiebedarf renergiebedarf Q P eines Gebäudes, der sich wie folgt zusammensetzt : Q p = (Q( h + Q tw ). e p Jahresnutzwärmebedarf rmebedarf = (Heizwärmebedarf Q h + Trinkwasserwärmebedarf rmebedarf Q tw ) Q h wird entweder nach dem Monatsbilanzverfahren (DIN V ) bestimmt, oder nach einem in der Verordnung selbst angegebenen Heizperiodenbilanzverfahren. nzverfahren. Q tw wird in der Verordnung mit 12,5 kwh/(m²a) festgelegt. Die Anlagen-Aufwandszahl Aufwandszahl e P beschreibt das Verhältnis der von der Anlagentechnik aufgenommenen Primärenergie renergie in Relation zu der von ihr abgegebenen Nutzwärme. 24

25 Zusammenwirken der DIN V mit der DIN V und mit der Energieeinsparverordnung (EnEV( EnEV) ) : 1. Die EnEV begrenzt den Jahresprimärenergiebedarf renergiebedarf Q P eines Gebäudes, der sich wie folgt zusammensetzt : Q p = (Q( h + Q tw ). e p Die Anlagen-Aufwandszahl Aufwandszahl e p dient dem Vergleich unterschiedlicher Anlagen hinsichtlich ihres Energieaufwandes. Vergleichsgrundlage ist, dass die gesamte Anlagentechnik in e p Berücksichtigung findet. Dementsprechend werden stets alle vorh. Funktionen (Heizen, Lüften L + Trinkwasser- erwärmung rmung) ) während w ihrer jeweiligen Nutzungsperiode berechnet und zusammengefasst asst verglichen. Damit die Anlagenaufwandszahlen bei Gebäuden mit Wohnungslüftungsanlagen vergleichbar sind, müssen m diese bei der Bestimmung von Q h (nach DIN V ), mit einem Anlagenluftwechsel n A,norm = 0,4 h -1 berechnet werden. 25

26 Zusammenwirken der DIN V mit der DIN V und mit der Energieeinsparverordnung (EnEV( EnEV) ) : 1. Die EnEV begrenzt den Jahresprimärenergiebedarf renergiebedarf Q P eines Gebäudes, der sich wie folgt zusammensetzt : Q p = (Q( h + Q tw ). e p Für r die Trinkwassererwärmungsanlage rmungsanlage ist die Nutzungsperiode das gesamte Jahr, für f r die Heizungs- und Lüftungsanlage L die Heizperiode. Der energetische Gewinn (durch WärmerW rmerückgewinnung η v ) wird nicht im Jahresheizwärmebedarfs rmebedarfs (DIN V : η v = 0) berücksichtigt. In der Anlagentechnik (DIN V ) 10) wird jedoch die WärmerW rmerückgewinnung (falls vorhanden) berechnet und in der Anlagen-Aufwandszahl Aufwandszahl e p berücksichtigt. 26

27 Zusammenwirken der DIN V mit der DIN V und mit der Energieeinsparverordnung (EnEV( EnEV) ) : 1. Die EnEV begrenzt den Jahresprimärenergiebedarf renergiebedarf Q P eines Gebäudes, der sich wie folgt zusammensetzt : Q p = (Q( h + Q tw ). e p Zur Ermittlung der Anlagen-Aufwandszahl Aufwandszahl ep und des Primärenergiebedarfs renergiebedarfs stehen drei Verfahren zur Auswahl: 1.1 Diagrammverfahren, findet Anwendung wenn die Anlagenkonfiguration bereits festgelegt ist. Leider sind jedoch hierbei nicht für f r alle Konfigurationen Diagramme erhältlich. 27

28 Zusammenwirken der DIN V mit der DIN V und mit der Energieeinsparverordnung (EnEV( EnEV) ) : 1. Die EnEV begrenzt den Jahresprimärenergiebedarf renergiebedarf Q P eines Gebäudes, der sich wie folgt zusammensetzt : Q p = (Q( h + Q tw ). e p Zur Ermittlung der Anlagen-Aufwandszahl Aufwandszahl ep und des Primärenergiebedarfs renergiebedarfs stehen drei Verfahren zur Auswahl: 1.2 Tabellenverfahren, findet Anwendung wenn ein Gerät t der Anlage noch nicht festgelegt ist, dann werden hierbei Standardprodukte angeboten. Sie orientieren sich aber am unteren energetischen n Durchschnitt des Marktniveaus und führen f damit nicht zu den geringsten Anlagen-Aufwandszahlen. Aufwandszahlen. 28

29 Zusammenwirken der DIN V mit der DIN V und mit der Energieeinsparverordnung (EnEV( EnEV) ) : 1. Die EnEV begrenzt den Jahresprimärenergiebedarf renergiebedarf Q P eines Gebäudes, der sich wie folgt zusammensetzt : Q p = (Q( h + Q tw ). e p Zur Ermittlung der Anlagen-Aufwandszahl Aufwandszahl ep und des Primärenergiebedarfs renergiebedarfs stehen drei Verfahren zur Auswahl: 1.3 Detaillierte Verfahren, findet Anwendung wenn die Kennwerte von konkreten Produkten vorliegen. (z.b. Wärmeerzeuger W Aufwandszahl des Kessels x der Firma y). 1.4 Alternativ, ist zwischen den 3 Verfahren auch wechseln erlaubt. 29

30 Zusammenwirken der DIN V mit der DIN V und mit der Energieeinsparverordnung (EnEV( EnEV) ) : Praxisbezogene Beispiele. 30

31 Wohngebäude Sanierungsfall Wohngebäude saniert U-Wert Außenwand 1,5 W/m²K 0,2 W/m²K U-Wert Fenster 5,0 W/m²K 1,0 W/m²K Bei Elektro-Nachtspeicherheizung, ohne Trinkwassererwärmungsberücksichtigung : Nutzenergieverbrauch 5 x soviel 1 x soviel Endenergieverbrauch 5 x soviel (2.000 /Jahr) 1 x soviel (400 /Jahr) Primärenergieverbrauch 15 x soviel 3 x soviel 31

32 Wärmebrücken am Sockeldämmungsübergang besser lösen. 32

33 Stahlbetondecken - Wärmebrückenbeseitigung mit Wärmedämmverbund 33

34 Außenwand mit Styropor Wärmegedämmt 34

35 Außenwand mit Styropor Wärmegedämmt 35

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38 Wieso wird überhaupt isoliert? 38

39 Wärmebrücken an Fensterelementen anlagentechnisch besser lösen. Sprossen Fenster verschlechtert den U g,bw ca. um 20% 39

40 Wärmebrücken an Fensterelementen anlagentechnisch besser lösen. 40

41 Grundsätzliches zur DIN V

42 Nach der DIN V wird bei gegebenem Nutzenergiebedarf der Jahres-Energiebedarf (Primärenergie renergie + Endenergie) für f r Heizen und Trinkwassererwärmung rmung unter definierten Randbedingungen ermittelt. Die Randbedingungen hierzu stehen in der DIN V Anhang D. Unter anderem, Innentemperaturen von 19 C C und jährlich j mehr als 4 Monate beheizt, Bestimmungsgemäß äßer Betrieb der H+L Anlagen nach den anerkannten Regeln der Technik wird vorausgesetzt z.b. den hydraulischen Abgleich bei Warmwasser-Heizungsanlagen. 42

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46 Ergänzende Hinweise zu den Randbedingungen des letzten Schaubildes : Eine geregelte Heizunterbrechung bzw. Nacht- und/oder Wochenendabschaltung der Heizung mit im Mittel niedrigeren Raumtemperaturen führt f zu einer Verminderung des Jahres- Heizwärmebedarfs gegenüber dem durchgehenden Heizbetrieb. Dies Berücksichtigung dieser Gegebenheit kann in der Berechnung nach DIN V oder in der DIN V berücksichtigt werden. Bei gleichen Randbedingungen ist die Berücksichtigung in der Anlagentechnik günstiger, also von Vorteil. Für r den Trinkwasser-Wärmebedarf rmebedarf wird ein definierter Nutzen von 12,5 kwh/(m²a) zugrundegelegt.. Dies entspricht etwa einem täglichen t Warmwasserbedarf von 23 Liter pro Person bei 50 C C Wassertemperatur. 46

47 rmung - Lüftung 47

48 DIN V Energetische Bewertung, Heizung - Trinkwassererwärmung 48

49 DIN V Energetische Bewertung, Heizung - Trinkwassererwärm rm ung - Lüftung 49

53 rmung - Lüftung Niedertemperaturkessel Brennwert-Kessel 53

54 DIN V Energetische Bewertung, Heizung Trinkwassererwärmung - Lüftung Wie funktioniert eigentlich eine Wärmepumpe? 54

55 DIN V Energetische Bewertung, Heizung Trinkwassererwärmung - Lüftung 55

57 rmung - Lüftung Schnittstellen zu DIN V , bei der Berücksichtigung von Lüftungsanlagen mit WärmerW rmerückgewinnung. Die DIN V lässt l in Anlehnung der DIN EN 832 zu, Lüftungsanlagen L mit WRG energetisch zu berücksichtigen. Dies führt f zu einer ungleichen Behandlung zwischen Anlagen mit Wärmeübertrager und anderen Möglichkeiten M der WärmerW rmerückgewinnung. Ferner besteht die Gefahr einer Doppelbewertung des Wärmegewinns W der Lüftungsanlage, über diese und auch über die für f r die Anlagentechnik zuständige Norm (DIN ). 10). Eine vergleichende Bewertung der Anlagentechnik als ganzes, d. h. inkl. Bedarf an Hilfsenergie, wird somit unmöglich. 57

58 Um diesbezüglich Probleme zu verhindern, sollen ausschließlich lich zwei alternative Berechnungsverfahren für f r den Jahres Primärenergiebedarf renergiebedarf angeboten werden: 1. Regelverfahren, wenn Lüftungsanlagen L mit WRG bei der Berechnung des Jahres-Heizw Heizwärmebedarfes nach dem Monatsbilanzverfahren in der DIN V energetisch nicht berücksichtigt wurden. η v = 0, wird in der vorliegenden Norm Q h unverändert ndert verwendet. 58

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60 2. Möglichkeit: Monatsbilanzverfahren mit Berücksichtigung der Wärmerückgewinnung. 60

62 rmung - Lüftung Pufferspeicher löst das Problem des ständigen Ein- Ausschaltens bei Wärmepumpen! 62

63 rmung - Lüftung Wie funktioniert eigentlich ein Brennwertkessel? Grundlagen zu der Brennwerttechnik bei Brennwert-Heizkessel 63

67 DIN V Energetische Bewertung, Heizung Trinkwasser- erwärmung rmung - Lüftung 67

68 DIN V Energetische Bewertung, Heizung Trinkwasser-erw erwärmungrmung - Lüftung 68

71 DIN V Energetische Bewertung, Heizung Trinkwasser-erw erwärmungrmung - Lüftung Brennwert Heizkessel ja oder nein? Welche Rückschlüsse lassen sich daraus ziehen. a. Bei der Wahl des Raum Wärmeüberträger Systems für Neubauten? b. Bei einer bevorstehenden Heizkessel Anlagen Erneuerung? 71

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79 rmung - Lüftung Biomasse-Wärmeerzeuger verbrennen nachwachsende Stoffe wie : Pellets (gepresste Holzstücke, ca. 6 mm Durchmeser und 2 cm lang), Stückholz, Stroh, Getreide (Weizen, Roggen, Gerste, Hafer und Mais) etc. 79

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88 DIN V Energetische Bewertung, Heizung Trinkwasser- erwärmung 88

89 DIN V Energetische Bewertung, Heizung - Trinkwassererwärmung rmung - Lüftung 89

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92 Anhänge nge zu DIN V : 10: 1. Anhang A (normativ), Berechnungsblätter für f r die Anlagenbewertung 2. Anhang B (informativ), Berechnungsbeispiele 3. Anhang C (normativ), Ermittlung von Kenngröß ößen von Heizungs- Lüftungs- und Trinkwassererwärmungsanlagen rmungsanlagen mit geringen energetischen Anforderungen (Standardwerte) 4. Anhang D (informativ), Umrechnung der absoluten Verlustwerte q H bzw. q TW in Aufwandszahlen 92

93 Transparente WärmedW rmedämmung, mmung, opakte Bauteile 93

94 Transparente WärmedW rmedämmung, mmung, opakte Bauteile 94

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101 Anhänge nge zu DIN V : 10: 1. Anhang C, findet Anwendung, wenn die gerätespezifischen Größ ößen nicht bekannt sind. Diese angegebenen Normwerte (in Tabellen bzw. Diagrammen) repräsentieren Geräte, deren energetische Qualität t dem unteren Durchschnitt des Marktniveaus entsprechen. Die Verwendung von herstellerspezifischen Angaben führt f in der Regel zu besseren Werten und sollten wenn sie vorliegen- immer verwendet werden! 2. Die Tabellenwerte und Diagramme in diesem Anhang basierenauf einer Heizperiode von 185 Tage pro Jahr, wenn sie den Nachweisen zur Energieeinsparverordnung zugrunde zu legen ist. 3. Kennwerte für f r andere Heizperiodenlängen ngen müssen m ausführlich nach Abschnitt 5 berechnet werden. 101

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121 Endenergie Q Beheizte Nutzfläche in m² 121

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129 Folgende Parameter wurden obgleich DIN V ihre Variation auch im Rahmen der Anwendung von Standardwerten zuließe- bei allen Anlagenbeispielen, bis auf die in Tabelle 2 genannten Referenzbeispiele, festgelegt: 129

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135 Abstecher in die DIN V (Febr.2004) Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen im Bestand- Wärmeerzeuger und Trinkwassererwärmung rmung 135

136 Abstecher in die DIN V (Febr.2004) Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen im Bestand- Wärmeerzeuger und Trinkwassererwärmung rmung Die DIN V enthält ein Verfahren zur energetischen Bewertung von neuzeitlichen heiz- und raumlufttechnischen Anlagen, die zur Deckung eines nach DIN berechneten Heizwärmebedarfs in neu zu errichtende Gebäude eingebaut werden soll. Für r bestehende Gebäude und vorhandene Anlagen sind die in DIN V festgelegten Randbedingungen und Anlagenkennzahlen jedoch nicht geeignet. Mit der vorliegenden DIN V werden Kennzahlen zur energetischen Bewertung von Anlagen im Bestand bereitgestellt,, die in einer Gesamtenergiebilanz eines bestehenden Gebäudes und der entsprechenden Anlagentechnik verwendet werden. 136

137 Abstecher in die DIN V (Febr.2004) Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen im Bestand- Wärmeerzeuger und Trinkwassererwärmung rmung Fortsetzung zu DIN V : 12: Die Kennwerte alter Produkte der Wärmeerzeugung W und der Wassererwärmung rmung sind in dem Abschnitt 5 der DIN wiedergegeben. Es handelt sich hierbei um Angaben für f r die in den jeweiligen Zeiträumen der Errichtung üblichen technischen Ausführungen der Systeme. Dabei sind die Kennwerte für f r Geräte, die vor dem Jahr 1994 eingebaut wurden, in diesem Normblatt enthalten, während w die Kennwerte der Geräte nach 1994 aus der DIN V entnommen werden können. k (Beachte dabei die geänderten Randbedingungen den vorliegenden Normblattes, die bei den Berechnungen zu berücksichtigen sind.) Die grundsätzlichen Berechnungsalgorithmen zur energetischen Bewertung der Anlagentechnik sind der DIN V zu entnehmen. 137

138 Abstecher in die DIN V (Febr.2004) Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen im Bestand- Wärmeerzeuger und Trinkwassererwärmung rmung Fortsetzung zu DIN V : 12: Auf Grund der noch fehlenden Beschreibungen zu den Themen Wärmeübergabe und Wärmeverteilung kann die WärmeerzeugerW rmeerzeuger-aufwandszahl und damit auch der Jahres-Energiebedarf nicht ermittelt werden. Die Ermittlung der Aufwandszahlen erfolgt nach den Beschreibungen n von DIN V mit den angegebenen Produktkennwerten. Durch die Angabe der Produktkennwerte älterer Wärmeerzeuger W wird der technische Fortschritt zu den heutigen Produkten deutlich. Produktkennwerte für f r die Wärmeübergabe und Wärmeverteilung sind aus anderen Publikationen zu entnehmen. Das Verfahren dieser Norm soll der Bestimmung der vorhandenen Anlage dienen, nicht jedoch der Vorausberechnung des Energieverbrauchs. 138

139 Abstecher in die DIN V (Juli 2005) Energetische Bewertung von Gebäuden uden- Berechnung des Nutz-,, End- und Primärenergiebedarfs renergiebedarfs für f r Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung- 139

140 Abstecher in die DIN V (Juli 2005) Energetische Bewertung von Gebäuden uden- Berechnung des Nutz-,, End- und Primärenergiebedarfs renergiebedarfs für f r Heizung, Kühlung,, Lüftung, L Trinkwarmwasser und Beleuchtung- Weitere, noch nicht berücksichtigte, fortschrittliche Technologien in der Energiebilanz sind. Fotovoltaik??? Brennstoffzelle???.. auch fortschrittliche Kirchengemeinden haben Ideen, wie man den CO 2 Ausstoß reduzieren kann!!! 140

141 Vielen Dank für r Ihre Aufmerksamkeit 141