Praxistipps zur integralen Planung mit der EnEV Energiebedarf, sommerliches Verhalten, Beispiele

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1 Praxistipps zur integralen Planung mit der EnEV Energiebedarf, sommerliches Verhalten, Beispiele Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hausladen Dipl.-Ing. Runa Hellwig

2 Heizwärmebedarf (incl.warmwasser) Endenergiebedarf Primärenergiebedarf Gas/ Öl Strom reg. Energie Primärenergie Wärmeübergabe Wärmeverteilung Wärmeerzeugung/ Speicherung Strom für Pumpen und Ventilatoren (Beleuchtung) (sommerliches Verhalten) Berechnungsablauf EnEV

3 Heizwärmebedarf Endenergiebedarf Primärenergiebedarf Transmission Solare Gewinne Interne Gewinne Transmission Solare Gewinne Interne Gewinne Lüftung Heizwärmebedarf Lüftung regenerative Energie Endenergiebedarf fossile Energie Warmwasser Verluste Warmwasser Verluste Primärenergiebedarf Antriebsenergie Antriebsenergie Strom Begriffe EnEV 2001

4 Primärenergiebedarf [kwh/m²a] ,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 A/V e -Verhältnis [m -1 ] Wohngebäude, Warmwasserbereitung überwiegend elektrisch Wohngebäude, Warmwasserbereitung überwiegend nicht elektrisch, Nutzfläche AN= 100 m² bis AN= m² Nicht-Wohngebäude, Geschosshöhe 3,5 m, ohne Warmwasserbereitung Hauptanforderung

5 spezifischer Transmissionswärmeverlust [W/m²K] 1,6 1,2 0,8 0, ,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 A/V e -Verhältnis [m -1 ] Wohngebäude +Nicht- Wohngebäude mit Fensterflächenanteil <30% Nicht-Wohngebäude mit Fensterflächenanteil > 30% Nebenanforderung

6 Berechnungsverfahren: 1. Vereinfachtes Heizperiodenverfahren: für Wohngebäude mit einem Fensterflächenanteil von 30% 2. Monatsbilanzverfahren: für alle anderen Gebäude Heizwärmebedarf

7 Heizwärmebedarf DIN Q h = Q l - η * Q g Q h Q l Q g η Heizwärmebedarf Wärmeverluste (Transmission + Lüftung) Wärmegewinne (solar + intern) Ausnutzungsgrad für Wärmegewinne Heizwärmebedarf

8 - im vereinfachten Heizperiodenbilanzverfahren: mit festem Ausnutzungsfaktor: 0,95 - im Monatsbilanzverfahren in Abhängigkeit von: - der Wärmespeicherfähigkeit des Gebäudes (leicht/ schwer) - dem monatlichen Wärmegewinn/ Wärmeverlust- Verhältnis Ausnutzungsfaktor Wärmegewinne

9 1800 kwh/monat Solare Gewinne gesamt Interne Gewinne gesamt Gewinne nutzbar Jan Feb März April Mai Juni Juli Aug Sept Okt Nov Dez Verlauf Nutzungsgrad

10 1800 kwh/monat Solare Gewinne gesamt Interne Gewinne gesamt Gewinne nutzbar, schwere Bauweise Gewinne nutzbar, leichte Bauweise Jan Feb März April Mai Juni Juli Aug Sept Okt Nov Dez Verlauf Nutzungsgrad

11 1,0 0,8 Fensterlüftung und Infiltration Luftwechsel der Anlage Luftwechsel [h -1 ] 0,6 0,4 0,2 0,7 0,6 0,2 0,15 0,4 0,4 0,0 Fensterlüftung Fensterlüftung + Zu- und Abluftanlagen Dichtheitstest Abluftanlagen n 50 3,0 h -1 n 50 1,5 h -1 n 50 1,5 h -1 Luftwechsel und Luftdichtheit

12 120 [kwh/m²a] Heizwärmebedarf zentrale Abluft ohne WRG n=28 zentrale Abluft mit WRG n=91 (Kombigeräte) zentrale Zu-/Abluft (nur WT) n=41 zentrale Zu-/Abluft (L/L-EWP) n=44 Objekte mit Kamin [kwh/m²a] 120 Heizwärmeverbrauch Heizwärmeverbrauch

13 Jahres-Heizwärmeverbrauch und Modifizierter Heizwärmebedarf 120 [kwh/m²a] Jahres-Heizwärmeverbrauch Modifizierter Heizwärmebedarf Mehrbedarf ohne Berücksichtigung der Bonifizierung Standardabweichung innerhalb der Klasse zentral e Abluft Kombigeräte zentrale Zu-/Abluft mit WT zentrale Zu-/Abluft mit L/L-EWP zentrale Zu- /Abluft mit L/L-EWP + WT Jahresheizwärme-Verbrauch/Bedarf

14 Aufwandszahl e P e e P P = = Aufwand Nutzen Primärenergie Heizwärmebedarf + Trinkwasserwärmebedarf Anlagenaufwandszahl

15 Diagrammverfahren Anhang C5 bzw. Beiblatt Standardanlagen unterer Durchschnitt des Marktniveaus Anlagen-Aufwandszahl 1,50 1,45 1,40 1,35 1,30 1,25 1,20 qh = 40 kwh/(m²a) qh = 50 kwh/(m²a) qh = 60 kwh/(m²a) qh = 70 kwh/(m²a) qh = 80 kwh/(m²a) qh = 90 kwh/(m²a) Tabellenverfahren Vorplanungsphase Anhang C1 bis C4 Standardwerte unterer Durchschnitt des Marktniveaus Vorplanungsphase + Nachweis 1,15 1, beheizte Nutzfläche in m² Aufwandszahl e g [ --] bessere Werte siehe Abschnitt 5 Beheizte Konstanttemperaturkessel Nutzfläche Niedertemperaturkessel Brennwert-kessel Hilfsenergie q g,he alle alle 70/55 55/45 35/28 [kwh/m²a] A N [m²] e g [-] 100 1,38 1,15 1,08 1,05 1,00 0, ,33 1,14 1,07 1,05 1,00 0, ,30 1,13 1,07 1,04 0,99 0, ,27 1,12 1,06 1,04 0,99 0, ,23 1,11 1,05 1,03 0,99 0, ,21 1,11 1,05 1,03 0,99 0, ,20 1,10 1,05 1,02 0,99 0, ,18 1,10 1,04 1,02 0,98 0, ,16 1,09 1,04 1,02 0,98 0,18 Detailliertes Verfahren Abschnitt 5 konkrete Produkte im Regelfall bessere Aufwandszahlen Nachweis, Kombination mit Tabellenverfahren sinnvoll Die 3 Verfahren der DIN V

16 Anlagenaufwandszahl 2,3 2,2 2,1 2 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 40 Anwendungsbeispiel: A N = 200 m 2 q h = 60 kwh/(m 2 a)!e P =1,57!q P =(60+12,5) x 1,57 =113,8 kwh/(m 2 a) qh = 40 kwh/(m²a) qh = 50 kwh/(m²a) qh = 60 kwh/(m²a) qh = 70 kwh/(m²a) qh = 80 kwh/(m²a) qh = 90 kwh/(m²a) 1,4 90 1,3 1, beheizte Nutzfläche in m ² Diagrammverfahren

17 Trinkwarmwasser Lüftung Heizung Übergabe - Regelungsart Verteilung - zentrales/ dezentrales System - mit/ohne Zirkulation - Lage der horizontalen Verteilung - zentrales/ dezentrales System - Auslegungstemperatur - Lage der Hauptverteilleitungen - Ventilatorart Heizflächenart Regelungsart - zentrales/ dezentrales System - Vor-/ Rücklauftemperaturen - Lage der horizontalen Verteilung - Lage der vertikalen Stränge - Pumpenregelung Speicherung - Speicherart Aufstellort des Speichers - - Aufstellort des Speichers Erzeugung - mit/ohne Solaranlage Wärmeerzeuger - Wärmeerzeuger - mit/ohne Solaranlage Wärmeerzeuger Was kann beeinflusst werden? Tabellenverf.

18 Verteilung Speicherung Erzeugung Trinkwarmwasser Lüftung Heizung - Leitungslängen - U-Werte - Umgebungstemperaturen - Leistungsaufnahme der Zirkulationspumpe - Speicherart - Umgebungstemperatur - Bereitschaftswärmeverlust aus Messung oder Volumen - Leistungsaufnahme der Speicherladepumpe - Kenndaten der Solaranlage - produktspez. Kennwerte des Wärmeerzeugers - Kanallängen - Auslegungstemperatur - Umgebungstemperaturen - spez. Leistungsaufnahme Ventilatoren - produktspez. Kennwerte der Wärmeerzeuger (WÜT, WP, HR) - - Leitungslängen - U-Werte - Umgebungstemperaturen - Leistungsaufnahme der Zirkulationspumpe - geregelte/ungeregelte Pumpe - Umgebungstemperatur - Bereitschaftswärmeverlust aus Messung oder Volumen - Leistungsaufnahme der Speicherladepumpe - mit/ohne Solaranlage - produktspez. Kennwerte des Wärmeerzeugers Was kann beeinflusst werden? Detailliertes V.

19 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Brennstoffe Nah- / Fernwärme Strom 0,2 1,1 1,1 1,1 1,1 1,2 0,7 0,0 1,3 0,1 3,0 2,0 Heizöl Erdgas Flüssiggas Steinkohle Braunkohle Holz KWK, fossil KWK, erneuerbar Heizwerk, fossil Heizwerk, erneuerbar Strom-Mix Strom, Speicherheizsysteme Primärenergiefaktor [-] EnEV - Primärenergiefaktoren

20 Gebäudedaten Wohngebäude 2-geschossig natürliche Lüftung (Fensterlüftung) mit Nachweis der Dichtheit Ausführung der Wärmebrücken gemäß Beiblatt 2 der DIN 4108 Anforderung gemäß EnEV H T,max = 0,52 W/(m²K) q P,max = 110,8 kwh/(m²a) bzw. = 125,2 kwh/(m²a) bei überwiegend elektrischer Warmwasserbereitung Gebäudegeometrie V e = 756 m³ A/V e = 0,69 m -1 A N = 242 m² Beispiel Gebäude DIN V

21 Primärenergiebedarf [kwh/m²a] Heizwärme Anlagen und Energieträger 24,2 12,5 70,8 "WSVO" + BW-Kessel, solare TW-Erwärmung 38,3 12,5 59,4 "EnEV" + BW-Kessel Trinkwarmwasser Anforderung Primärenergie 45,3 12,5 52,2 "NEH" + NT-Kessel Beispiel DIN V Kompensation

22 Primärenergiebedarf [kwh/m²a] ,3 101,9 BW-Kessel mit gebäuzentraler TW-Erwärmung Primärenergiebedarf, Dämmniveau "EnEV" Primärenergiebedarf, Dämmniveau "NEH" Anforderung TW-Erwärmung überwiegend nicht elektrisch Anforderung, TW-Erwärmung überwiegend elektrisch 94,8 86,2 BW-Kessel mit solarer TW- Erwärmung 98,5 90,1 BW-Kessel, Lüftung WRG 80% TW-Erwärmung 76,3 71,0 Sole-Wasser- Wärmepumpe mit TW-Erwärmung 140,6 122,2 el. Direktheizg., Lüftg. WP,WÜT, TW elektrisch Anlagentechnik - Einsparpotentiale

23 Primärenergiebedarf, Dämmniveau "EnEV" Primärenergiebedarf [kwh/m²a] ,3 BW-Kessel mit gebäudezentraler TW-Erwärmung Anforderung TW-Erwärmung überwiegend nicht elektrisch 103,2 99,9 BW-Kessel, BW-Kessel, Verlegung, Aufstellung ohne Zirkulation im beheizten Bereich 94,7 BW-Kessel ohne Zirkulation, Verlg. Aufstellg. im beheizten Bereich 88,1 BW-Kessel herstellerspez. ohne Zirk., im beheizten Bereich Anlagentechnik Einsparpotentiale

24 Begrenzung des Sonneneintragskennwertes S zur Vermeidung von Anlagentechnik zur Kühlung Σ j (A g w,j j FC,j) S = Smax = 0,12 + Σ S A G x A A g W G Fensterfläche, m² (lichte Rohbaumaße) Grundfläche des Raumes / Raumbereiches, m²(lichteraummaße) g - Wert der Verglasung F C S x Abminderungsfaktor für Sonnenschutzeinrichtungen (Kennwerte siehe Tabelle 8 DIN ) Zuschlagswert (Bauweise, Klimaregion) E DIN /A1: Sonneneintragskennwert

25 Orientierung Ausgangsfall: N g- Wert g= 0,50 W O 3 m Sonnenschutzfaktor F C = 1 S Fensterfläche A W = 12 m² 4 m Grundfläche A G = 20 m² 12 0,5 1 S = = 0,30 20 S max = 0,12 0,01 0, 023 = 0,087 Basiswert gemäßigte Klimaregion B leichte Bauweise E DIN /A1: Beispiel: Büroraum 1 Fassade

26 1,0 3 m 4 m 100% Verglasung Ausrichtung NW über S bis NO Klimaregion B, gemäßigt g-wert: 0,5 Sonnenschutzfaktor F c [-] 0,8 0,6 0,42 0,4 0,29 0,32 0,2 0,0 leicht schwer schwer + E DIN /A1: Nachtlüftung 0,65 schwer + Nord Praktisch nicht baubar! 0,05 leicht + Fenster geneigt Beispiel: Büroraum 1 Fassade

27 3 m Veränderte Größe: Fensterflächenanteil = 65% Sonnenschutzfaktor 4 m S = S max h=1,95m Bauart leicht: F c = 0,35 schwer: F c = 0,38 E DIN /A1: Beispiel: Büroraum 1 Fassade

28 1 Fassade Eckraum 65% Verglasung Ausrichtung NW über S bis NO Klimaregion B, gemäßigt g-wert: 0,5 Sonnenschutzfaktor Fc [-] 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0,54 0,42 0,35 0,38 0,35 0,31 leicht schwer schwer + E DIN /A1: Nachtlüftung 0,89 0,58 schwer + Nord Praktisch nicht baubar! 0,11 0,07 leicht + Fenster geneigt Beispiel: Büroraum Eckraum

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