Merkblatt «Höchstanteil-Standardlösungen zu SIA 380/1, Ausgabe 2007»

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1 Merkblatt «Höchstanteil-Standardlösungen zu SIA 380/1, Ausgabe 2007» Dieses Merkblatt zeigt die Anpassungen in den Vorschriften betreffend «Höchstanteil an nichterneuerbaren Energien» (oft bezeichnet als «MuKEn Modul 2») für die Umsetzung der Norm SIA 380/1 «Thermische Energie im Hochbau», Ausgabe 2007, im Rahmen des Vollzugs der energetischen Bauvorschriften. Der Nachweis betreffend dem Höchstanteil an nichterneuerbaren Energien (MuKEn Modul 2) kann entweder rechnerisch auf Basis der Norm SIA 380/1 oder durch die Wahl und fachgerechte Umsetzung einer der acht Standardlösungen erfolgen. Beide Varianten des Nachweises sind in dieser Broschüre dargestellt. Die Ablösung der Norm SIA 380/1, Ausgabe 2001, durch die revidierte Norm SIA 380/1, Ausgabe 2007, bedingt eine Anpassung der Standardlösungen zum Höchstanteil an nichterneuerbaren Energien. In diesem Dokument werden zu allen Standardlösungen die Anforderungen detailliert aufgeführt. Inhalt / Nachweisverfahren: 1 Der energetische Nachweis für Neubauten (Systematik) Berechnung des Höchstanteils (Systemanforderung) Einzelanforderungen nach SIA 380/1, Ausgabe Standardlösung 1 «Verbesserte Wärmedämmung» Standardlösung 2 «Verbesserte Wärmedämmung und erneuerbare Energie für Warmwasser» Standardlösung 3 «Verbesserte Wärmedämmung und Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung» Standardlösung 4 «Wärmepumpe» Standardlösung 5 «Holzheizung» Standardlösung 6 «Solare Energie für Heizung und Warmwasser» Standardlösung 7 «Abwärmenutzung» Standardlösung 8 «KVA- oder ARA- Abwärme»...12 Dez. 2007

2 Seite 2 1 Der energetische Nachweis für Neubauten (Systematik) Der energetische Nachweis für Neubauten umfasst zwei Anforderungen. Anforderung 1: Mindestanforderungen an die Gebäudehülle (Wärmedämmung) Anforderung 2: Höchstanteil an nichterneuerbaren Energien (höchstens 80%) Die beiden Nachweis-Elemente können unabhängig voneinander erbracht werden. 1.1 Nachweis «Mindestanforderungen an die Gebäudehülle» (Anforderung 1) Die Art des Nachweises (Einzelbauteilnachweis oder Systemnachweis) ist gemäss Norm SIA 380/1, Ausgabe 2007, frei wählbar. 1.2 Nachweis «Höchstanteil an nichterneuerbaren Energien» (Anforderung 2) Der Nachweis kann entweder rechnerisch auf Basis der Norm SIA 380/1, Ausgabe 2007, oder durch die Wahl und fachgerechte Umsetzung einer der acht Standardlösungen erfolgen. Bei elektrischen Widerstandsheizungen ist die Wahl einer Standardlösung nicht zulässig. 1.3 Gewichtung von Elektrizität für Heizzwecke Elektrizität für Heizzwecke wird mit dem Faktor 2 gewichtet. Dies betrifft sowohl den Bedarf von Elektroheizungen, den elektrischen Hilfsenergiebedarf von Wärmerückgewinnungsanlagen und Anlagen zur Nutzung von erneuerbaren Energien oder Abwärme (z.b. Wärmepumpen, Pumpen) als auch den in hauseigenen Anlagen erzeugten Strom aus erneuerbaren Energien (z.b. Photovoltaik, Wärmekraftkopplung mit Biogas).

3 Seite 3 2 Berechnung des Höchstanteils (Systemanforderung) Auf den Internetseiten vieler Energiefachstellen steht eine Excel-Tabelle zum Download zur Verfügung, mit der diese Berechnung durchgeführt werden kann. Q ww Q h,li +Q ww Anforderung: Bestimmung des Energiebedarfs für Heizung und Warmwasser, der mit nichterneuerbaren Energien gedeckt werden darf (Höchstanteil). Q h,li 80% von Q h,li +Q ww Q ww Q h Rechenwert: Berechnung des im projektierten Gebäude mit nichterneuerbaren Energien gedeckten Energiebedarfs für Heizung und Warmwasser. Anforderung Rechenwert Berechnung des Grenzwerts für den Heizwärmebedarf (H g, neue Bezeichnung: Q h,li ). Bestimmung des zulässigen Energiebedarfs für Heizung und Warmwasser (H + WW) durch Addition des Grenzwerts für den Heizwärmebedarf (Q h,li, Resultat von Schritt ) mit dem Energiebedarf für Warmwasser (Q ww ) gemäss Standardnutzung nach SIA 380/1, Ausgabe Bestimmung des Energiebedarfs, der mit nichterneuerbaren Energien gedeckt werden darf: 80% des zulässigen Energiebedarfs für Heizung und Warmwasser, entsprechend 80% des Resultats von Schritt ). Dies entspricht dem Höchstanteil an nichterneuerbaren Energien. Berechnung des Heizwärmebedarfs (Q h ): Bei Komfortlüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung darf der effektive Lüftungsenergiebedarf eingesetzt werden. Addition des Heizwärmebedarfs (Resultat von Schritt ) und des Energiebedarfs für Warmwasser (Q ww, identisch mit Q ww von Schritt ) Falls zur Berechnung des Heizwärmebedarfs (Schritt ) mechanische Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung berücksichtigt wurden, muss der dafür notwendige Elektrizitätsbedarf bestimmt werden. Dieser Wert ist doppelt (Gewichtung der Elektrizität) zur Summe von Heizwärmebedarf und Energiebedarf für Warmwasser (Resultat von Schritt ) zu addieren. Berechnung des Beitrags der erneuerbaren Energien respektive der Abwärme unter Abzug der dafür notwendigen Elektrizität (Netto-Beitrag). Der elektrische Hilfsenergiebedarf ist dabei doppelt zu gewichten. Der Bedarf an nichterneuerbaren Energien für Heizung und Warmwasser ergibt sich durch Subtraktion des Beitrags der erneuerbaren Energien respektive der Abwärme (Schritt ) vom gesamten gewichteten Energiebedarf (gemäss Schritt ). Vergleich der Anforderung mit dem Rechenwert: Der Bedarf an nichterneuerbaren Energien für Heizung und Warmwasser (Resultat von Schritt ) darf nicht grösser sein als der Höchstanteil an nichterneuerbaren Energien (Resultat von Schritt ).

4 Seite 4 3 Einzelanforderungen nach SIA 380/1, Ausgabe 2007 Die nachfolgend aufgeführten U-Werte gelten gemäss Norm SIA 380/1, Ausgabe 2007, bei einem Einzelbauteilnachweis mit den Standardlösungen 4 bis 8. In Ziffer der Norm SIA 380/1, Ausgabe 2007, ist vorgesehen, dass der Wärmebrücken- Nachweis entfällt, wenn für die flächigen, opaken Bauteile die Mittelwerte der entsprechenden Grenz- und Zielwerte eingehalten sind. Deshalb sind in den nachfolgenden Tabellen jeweils zwei Grenzwertkategorien aufgeführt: ohne Wärmebrückennachweis; mit Wärmebrückennachweis. In der Regel wird der Wärmebrückennachweis mit der «Checkliste Wärmebrücken» geführt. 3.1 Grenzwerte für die Einzelbauteile Bauteil ohne Wärmebrückennachweis Bauteil gegen Aussenklima unbeheizte mit Wärmebrückennachweis Aussenklima unbeheizte opake Bauteile (Decke, Wand, Boden) 0,20 0,30 0,25 0,35 opake Bauteile mit Flächenheizungen 0,20 0,25 0,25 0,30 Fenster, Fenstertüren und Türen 1,5 1,7 1,5 1,7 Fenster mit vorgelagerten Heizkörpern 1,2 1,5 1,2 1,5 Tore (Türen grösser als 6 m 2 ) 1,7 2,0 1,7 2,0 Storenkasten 0,50 0,50 0,60 0,60 Tabelle: Grenzwerte für flächenbezogene Wärmedurchgangskoeffizienten U in W/(m 2 K) bei 20 C Raumtemperatur und bei Jahresmitteltemperaturen zwischen 7 C und 10 C (Schweizer Mittelland, Klimadaten gemäss kantonalen Vorschriften auf Basis der Empfehlung SIA 381/2). 3.2 Ergänzende Informationen Die oben angegebenen Grenzwerte für die Einzelbauteile sind bei Standardnutzungen mit anderen Raumtemperaturen als 20 C gemäss Norm SIA 380/1, Ausgabe 2007, Ziffer zu korrigieren. Die Korrektur für andere Jahresmitteltemperaturen richtet sich nach Norm SIA 380/1, Ausgabe 2007, Ziffer resp. den kantonalen Vorschriften.

5 Seite 5 4 Standardlösung 1 «Verbesserte Wärmedämmung» 4.1 Grenzwerte für die Einzelbauteile Bauteil ohne Wärmebrückennachweis Bauteil gegen Aussenklima unbeheizte mit Wärmebrückennachweis Aussenklima unbeheizte opake Bauteile (Decke, Wand, Boden) 0,20 0,25 0,20 0,30 opake Bauteile mit Flächenheizungen 0,20 0,20 0,20 0,25 Fenster, Fenstertüren und Türen 1,0 1,2 1,0 1,2 Fenster mit vorgelagerten Heizkörpern 0,7 1,0 0,7 1,0 Tore (Türen grösser als 6 m 2 ) 1,7 2,0 1,7 2,0 Storenkasten 0,50 0,50 0,60 0,60 Tabelle: Grenzwerte für flächenbezogene Wärmedurchgangskoeffizienten U in W/(m 2 K) bei 20 C Raumtemperatur und bei Jahresmitteltemperaturen zwischen 7 C und 10 C (Schweizer Mittelland, Klimadaten gemäss kantonalen Vorschriften auf Basis der Empfehlung SIA 381/2). 4.2 Ergänzende Informationen Die oben angegebenen Grenzwerte für die Einzelbauteile sind bei Standardnutzungen mit anderen Raumtemperaturen als 20 C gemäss Norm SIA 380/1, Ausgabe 2007, Ziffer zu korrigieren. Die Korrektur für andere Jahresmitteltemperaturen richtet sich nach Norm SIA 380/1, Ausgabe 2007, Ziffer resp. den kantonalen Vorschriften.

6 Seite 6 5 Standardlösung 2 «Verbesserte Wärmedämmung und erneuerbare Energie für Warmwasser» Die Standardlösung 2 ist ausschliesslich für Wohnbauten anwendbar. 5.1 Grenzwerte für die Einzelbauteile Bauteil ohne Wärmebrückennachweis Bauteil gegen Aussenklima unbeheizte mit Wärmebrückennachweis Aussenklima unbeheizte opake Bauteile (Decke, Wand, Boden) 0,20 0,25 0,20 0,30 opake Bauteile mit Flächenheizungen 0,20 0,20 0,20 0,25 Fenster, Fenstertüren und Türen 1,2 1,4 1,2 1,4 Fenster mit vorgelagerten Heizkörpern 0,9 1,2 0,9 1,2 Tore (Türen grösser als 6 m 2 ) 1,7 2,0 1,7 2,0 Storenkasten 0,50 0,50 0,60 0,60 Tabelle: Grenzwerte für flächenbezogene Wärmedurchgangskoeffizienten U in W/(m 2 K) bei 20 C Raumtemperatur und bei Jahresmitteltemperaturen zwischen 7 C und 10 C (Schweizer Mittelland, Klimadaten gemäss kantonalen Vorschriften auf Basis der Empfehlung SIA 381/2). 5.2 Erneuerbare Energie für Warmwasser Wahlweise Sonnenkollektoranlage mit einer verglasten Absorberfläche von mindestens 2% (resp. 3%, je nach kantonalen Vorschriften) der Energiebezugsfläche oder Wärmepumpenboiler für die Wassererwärmung (mindestens 50% des Energiebedarfs für Warmwasser gemäss Standardnutzung SIA 380/1, Ausgabe 2007). 5.3 Ergänzende Informationen Die oben angegebenen Grenzwerte für die Einzelbauteile sind bei Standardnutzungen mit anderen Raumtemperaturen als 20 C gemäss Norm SIA 380/1, Ausgabe 2007, Ziffer zu korrigieren. Die Korrektur für andere Jahresmitteltemperaturen richtet sich nach Norm SIA 380/1, Ausgabe 2007, Ziffer resp. den kantonalen Vorschriften. Ein minimaler Deckungsgrad von 50% am Energiebedarf für Warmwasser ist gegeben, wenn die Wassererwärmung ausserhalb der Heizperiode vollständig durch den Wärmepumpenboiler erfolgt; bei gut gedämmten Bauten dauert die Heizperiode im Normalfall von Nov. bis April. Wird das Warmwasser mit einer Wärmepumpe oder einem Wärmepumpenboiler erzeugt, so darf der beheizte Innenraum nicht als Wärmequelle genutzt werden. Bei Lüftungsanlagen mit Aussen- und Fortluft darf nicht auf eine Wärmerückgewinnung verzichtet werden, um eine höhere Wärmequellentemperatur zu erreichen. Hingegen ist die Nutzung von nicht anderweitig verwertbarer Abwärme wie beispielsweise von fachgerecht konzipierten WC- und Küchenabluftanlagen sowie von allen erneuerbaren Energieträgern wie Aussenluft etc. zulässig. Kompaktsolaranlagen zur Wassererwärmung eignen sich für die Standardlösung 2 in Einfamilienhäusern. Prüfberichte und weitere Informationen zu Solaranlagen:

7 Seite 7 6 Standardlösung 3 «Verbesserte Wärmedämmung und Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung» 6.1 Grenzwerte für die Einzelbauteile Bauteil ohne Wärmebrückennachweis Bauteil gegen Aussenklima unbeheizte mit Wärmebrückennachweis Aussenklima unbeheizte opake Bauteile (Decke, Wand, Boden) 0,20 0,25 0,20 0,30 opake Bauteile mit Flächenheizungen 0,20 0,20 0,20 0,25 Fenster, Fenstertüren und Türen 1,2 1,4 1,2 1,4 Fenster mit vorgelagerten Heizkörpern 0,9 1,2 0,9 1,2 Tore (Türen grösser als 6 m 2 ) 1,7 2,0 1,7 2,0 Storenkasten 0,50 0,50 0,60 0,60 Tabelle: Grenzwerte für flächenbezogene Wärmedurchgangskoeffizienten U in W/(m 2 K) bei 20 C Raumtemperatur und bei Jahresmitteltemperaturen zwischen 7 C und 10 C (Schweizer Mittelland, Klimadaten gemäss kantonalen Vorschriften auf Basis der Empfehlung SIA 381/2). 6.2 Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung Komfortlüftung mit Aussenluft und Fortluft und Wärmerückgewinnung mit einem Wärmerückgewinnungsgrad von mindestens 75%. Der hygienisch notwendige Aussenluftvolumenstrom ist zu gewährleisten. 6.3 Ergänzende Informationen Die oben angegebenen Grenzwerte für die Einzelbauteile sind bei Standardnutzungen mit anderen Raumtemperaturen als 20 C gemäss Norm SIA 380/1, Ausgabe 2007, Ziffer zu korrigieren. Die Korrektur für andere Jahresmitteltemperaturen richtet sich nach Norm SIA 380/1, Ausgabe 2007, Ziffer resp. den kantonalen Vorschriften. Stand der Technik sind heute Komfortlüftungsanlagen mit einem Wärmerückgewinnungsgrad von mindestens 80% und Gleichstrom- oder EC-Motoren für den Ventilatorantrieb (EC: elektronisch kommutiert). Wichtige Vorgaben und Hinweise zur Komfortlüftung gibt das Merkblatt SIA 2023 Lüftung in Wohnbauten oder das Buch Wohnungslüftung (Huber Heinrich und René Mosbacher, Faktor Verlag, Zürich 2006). Weitere Informationen zur Komfortlüftung siehe

8 Seite 8 7 Standardlösung 4 «Wärmepumpe» 7.1 Wärmepumpe Elektro-Wärmepumpe für mindestens 50% des zulässigen Energiebedarfs für Heizung und Warmwasser. 7.2 Ergänzende Informationen Die Standardlösung 4 bezieht sich ausschliesslich auf elektrisch betriebene Wärmepumpen. Empfehlenswert sind Wärmepumpen, die im Wärmepumpen-Testzentrum WPZ ( geprüft wurden und das D-A-CH-Gütesiegel aufweisen. Wärmepumpe Testbedingungen Leistungsziffer Quelle Heizung (COP) Luft-Wasser Luft: 2 C Wasser: 35 C 3.0 Sole-Wasser Sole: 0 C Wasser: 35 C 4.0 Wasser-Wasser Wasser: 10 C Wasser: 35 C 4.5 Tabelle: Empfohlene Minimalwerte von Leistungsziffern gemäss D-A-CH Gütesiegel Die maximale Vorlauftemperatur der Heizung sollte möglichst tief, unter 30 C, vorgesehen werden. Dies führt zu höheren Jahresarbeitszahlen, was den Stromverbrauch reduziert. Die Nutzung von Oberflächenwasser, Grundwasser oder Erdwärme (Sonden) als Wärmequellen sollte geprüft werden (höhere Jahresarbeitszahl). In bivalenten Heizanlagen muss der fossile Heizkessel bei Aussentemperaturen über 4 C (für Anlagen mit Wassererwärmung durch die Wärmepumpe) bzw. über 0 C (für Anlagen mit Wassererwärmung nicht über die Wärmepumpe) gesperrt sein.

9 Seite 9 8 Standardlösung 5 «Holzheizung» 8.1 Holzheizung Einzelholzfeuerung für 100% des Heizwärmebedarfs oder Holzheizkessel mit dazugehöriger Infrastruktur für mindestens 20% des zulässigen Energiebedarfs für Heizung und Warmwasser. 8.2 Ergänzende Informationen Die Standardlösung 5 ist für Bauten mit Holzfeuerungen bestimmt, deren kontinuierliche Benutzung aufgrund der installierten Holzlogistik plausibel erscheint. Die häufigste Anwendung der Standardlösung 5 ist eine Zentralheizung mit einem Holzpelletheizkessel. Unter «dazugehörige Infrastruktur» werden bei Stückholzheizkesseln insbesondere ein für die Anlieferung gut zugängliches, ausreichendes Holzlager mit gutem Zugang auch zum Kessel sowie ein Wärmespeicher vorausgesetzt. Einzelofenheizungen wie Cheminées, Schwedenöfen, Zentralheizungsherde, Kachelöfen usw. sind ausschliesslich allein oder in Kombination mit anderen Einrichtungen zur Nutzung erneuerbarer Energien wie z.b. Wärmepumpen oder Sonnenkollektoren anrechenbar. Gemäss Luftreinhalteverordnung gilt eine Stückholzheizung nur dann als fachgerecht, wenn der dazugehörige Wärmespeicher die Energie einer halben Kesselfüllung aufnehmen kann. Der Anschluss an einen Nahwärmeverbund mit einem Holzenergieanteil von mindestens 20% gilt ebenfalls als Standardlösung 5. Eine Liste der Vereinigung Holzenergie Schweiz enthält geprüfte Holzheizkessel, siehe

10 Seite 10 9 Standardlösung 6 «Solare Energie für Heizung und Warmwasser» Die Standardlösung 6 ist ausschliesslich für Wohnbauten anwendbar. 9.1 Solaranlage für Heizung und Warmwasser Sonnenkollektoranlage mit einer verglasten Absorberfläche von mindestens 7% (resp. 10%, je nach kantonalen Vorschriften) der Energiebezugsfläche für Warmwasser und Heizungsunterstützung. 9.2 Ergänzende Informationen Prüfberichte und weitere Informationen zu Solaranlagen siehe

11 Seite Standardlösung 7 «Abwärmenutzung» 10.1 Abwärmenutzung Direkte Nutzung von Abwärme aus Kälteanlagen, industriellen oder gewerblichen Prozessen für mindestens 30% des zulässigen Energiebedarfs für Heizung und Warmwasser Ergänzende Informationen Für die Standardlösung 7 ist nur die direkt oder über einen Wärmetauscher genutzte Abwärme anrechenbar. Dabei kann die genutzte Wärmeenergie nicht grösser sein als der Bedarf. Dies ist mit Monatswerten aufzuzeigen. Abwärme, die mit Hilfe einer Wärmepumpe genutzt wird, gilt nicht als «direkt nutzbar». Weitere Informationen zu Wärmepumpen unter «Standardlösung 4». Die von Wärmekraftkopplungsanlagen erzeugte Wärme gilt nicht als Abwärme. Die von biogasbetriebenen Wärmekraftkopplungsanlagen erzeugte Wärme gilt als erneuerbare Wärme, deren erzeugte Elektrizität als erneuerbare Elektrizität. Abwärme aus gewerblicher Kälte eignet sich zur direkten Nutzung für die Wassererwärmung und Heizungsunterstützung besonders gut wie beispielsweise in Bauten mit Restaurants respektive Verkaufsflächen. Abwärme aus Klimaanlagen von EDV-Räumen, Prozessabwärme aus industriellen und gewerblichen Betrieben (Kunststoffspritzwerke, Wäscherei- und Galvanikbetriebe etc.) lässt sich allenfalls auch in benachbarten Bauten nutzen. Deutlich ist zwischen Wärmerückgewinnung (WRG) und Abwärmenutzung zu unterscheiden. Mit Einrichtungen zur WRG wird Wärme aus einem Prozess in denselben zurückgeführt. WRG in Lüftungsanlagen kann bei der Berechnung des Heizwärmebedarfes (Q h ) berücksichtigt werden, gilt aber nicht als Abwärmenutzung. Als Aufwand zur Nutzung von Abwärme aus Kältemaschinen ist allenfalls die durch die Abwärmenutzung entstehende Wirkungsgradverschlechterung zu berücksichtigen, nicht aber der Elektrizitätsverbrauch für die Kälteproduktion.

12 Seite Standardlösung 8 «KVA- oder ARA- Abwärme» 11.1 Fernwärmeanschluss Anschluss an ein Fernwärmenetz mit Nutzung von Abwärme aus Kehrichtverbrennungsrespektive Abwasserreinigungsanlagen Ergänzende Informationen Neubauten in fernwärmeversorgten Gebieten sollten wenn möglich an ein Fernwärmenetz angeschlossen werden. Die Wärmeentnahme aus Abwasser kann vor oder nach der ARA erfolgen, die Wärme demnach dem ungereinigten oder dem gereinigten Abwasser entnommen werden. In beiden Fällen bestehen zwei Möglichkeiten der Wärmeverteilung: 1. Die (zentrale) Wärmepumpe ist an der Wärmeentnahmestelle installiert; die Wärme wird über gedämmte Fernleitungsrohre an die Bezüger abgegeben. 2. Das gereinigte Abwasser oder ein separater Kaltwasserkreislauf bringt Wärme auf tiefem Temperaturniveau zu den bei den Bezügern installierten Wärmepumpen. Vorteile dieser Lösung sind die kostengünstigere Fernleitung, die individuell wählbare Heizwassertemperatur und die geringeren Vorinvestitionen beim etappenweisen Ausbau der Wärmenutzung. G:\Ef\Planung\EnFK\AG Harmonisierung\VollzugsOrdner\Revision 2007\Deutsch\D3.2 - Höchstanteil Merkblatt Dez 07.doc