PRAXIS ENERGIEBERATUNG I ÜBERSCHLAGSRECHNUNG FÜR EINZELBAUTEILE

Transkript

1 PRAXIS ENERGIEBERATUNG I ÜBERSCHLAGSRECHNUNG FÜR EINZELBAUTEILE Tipps zur Energieberatung vor Ort Energieberatung, ich? So oder so ähnlich klang noch vor kurzem die Reaktion vieler Kollegen auf das Thema. Doch das hat sich deutlich geändert, denn Altbaumodernisierung, Sanierung, Umbau, Erweiterung und Instandsetzung sind zum Fokus der Branche geworden. Seit dem Jahr 2000 sind die jährlichen Altbauinvestitionen in Deutschland höher als die Neubauinvestitionen. Ein Trend, der auch in den nächsten Jahren anhalten wird. Die Beschäftigung mit den energetischen Aspekten der Bausubstanz ist ein wichtiger Schlüssel, um mit Immobilienbesitzern ins Gespräch zu kommen und im Bereich Altbau Planungsaufträge zu akquirieren. Aber auch die Tätigkeit der Energieberatung an sich bietet, besonders vor dem Hintergrund der neuen EU- Richtlinie zur Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden, gute Chancen und ein interessantes Betätigungsfeld für Architekten. Schon in drei bis vier Jahren wird der Energiepass für fast alle Gebäude obligatorisch gut beraten ist also, wer sich mit dem Energiehaushalt von Gebäuden befasst. In diesem Teil sowie in Teil II und III (ebenfalls zu finden im architektservice unter werfen wir einen Blick auf die Szene der energetischen Erneuerung und stellen Ihnen das Arbeitsfeld Energieberatung durch Architekten systematisch vor. Die Themen lauten: - Einstieg, Energieberatung für den Hausgebrauch - Gehen Sie systematisch vor! Methodik vor Ort, neuralgische Punkte - Qualifikation und Formalitäten: wer bildet aus, wer berät, wer fördert, wer beauftragt? - Honorierung und Vertrag EINSTIEG Der Energieverbrauch von Gebäuden ist besonders aufgrund der steigenden Energiepreise und Umweltbelastung ein verbraucherrelevantes Thema, das einer zielgruppengerechten Aufklärungsarbeit bedarf. Die komplizierte Energiespargesetzgebung der Bundesregierung macht es den Experten und Beratern allerdings nicht leicht, ihren Kunden das Thema verständlich näher zu bringen. Die seit 2002 geltende Energieeinsparverordnung (EnEV) ist eine vieladrige Verflechtung von Vorschriften, Richtwerten und mitgeltenden Normen. Ein undurchschaubares und abschreckendes Regelungsdickicht urteilen selbst Fachleute wer hat sich noch nicht von den vielen unterschiedlichen Parametern, Formeln, Indizes und Querverweisen zu DIN-Nomen verwirren lassen? Das Gesamtkunstwerk EnEV wird kontrovers diskutiert und neben den Punkten Gebäudedichtheit und Schimmelpilzbildung ist die Nachvollziehbarkeit der Berechnungsverfahren zweifelsohne ein heißes Thema. Energieberatung und Energieeinsparverordnung

2 - 2 - sind im Fall der Änderung und Nachrüstung von Gebäuden formal und inhaltlich untrennbar miteinander verknüpft. Die Abschnitte drei und vier samt der Anhänge 3-5 der Verordnung treffen klare Aussagen darüber, wie und wann vorhandene Bausubstanz wärme- und anlagentechnisch zu bewerten bzw. ggf. zu ertüchtigen ist. Allerdings setzt die eigentliche Energieberatung schon einen Schritt vorher an: Sie ist ein Aufklärungsinstrument und soll dem Immobilieneigentümer verdeutlichen, wie sein Gebäude im Vergleich zu anderen energetisch performt und welche Optimierungspotenziale in Bauwerk und Heizanlage schlummern- also auch ohne eine Baumaßnahme direkt vor Augen zu haben. Neben den erforderlichen Informationen zu Bauwerk, Technik, Finanzierung und Fördermitteln ist dabei die Wahl einer für Laien verständlichen Beratungssprache besonders wichtig. ENERGIEBERATUNG FÜR DEN HAUSGEBRAUCH Fangen wir mitten im Geschehen an: Was bringt mir das, was kostet es? So lautet die wohl meistgestellte Frage, mit der Energieberater vor Ort konfrontiert werden. Eine gesicherte Antwort darauf scheint oft nicht so schnell und prompt lieferbar zu sein, man denke nur an die komplizierten Bilanzierungsverfahren der EnEV. Häufig werden dann mit EDV-Programmen umfangreiche und detaillierte Berechnungen durchgeführt Energieberatung also immer mit Laptop und Aufmaßplänen unter dem Arm? Lassen Sie sich beruhigen: Es geht auch ohne. Für eine überschlägige und hinreichende Auskunft in diesem Stadium ist wenn überhaupt ein Taschenrechner notwendig. Die Anwendung ein paar grundlegender Regeln der Bauphysik reicht für eine erste Antwort auf die eingangs gestellten Frage aus. Eine energetische Gebäudebetrachtung muss sich mit den Phänomenen Wärmestrahlung, Wärmeleitung (Transmission) und Wärmemitführung durch Luft (Konvektion) befassen. Im Bauwesen wird der Aspekt Strahlung meistens auf die Berücksichtigung solarer Wärmegewinne durch Fensterbauteile und Bauteilerwärmung reduziert. In der überschlägigen Verlustbetrachtung kann dieser Effekt vorerst vernachlässigt werden. Für einen schnellen und allgemein verständlichen Erkenntnisgewinn werden wie in der EnEV Transmission und Konvektion zunächst isoliert behandelt. Beginnen wir mit der Wärmeleitung: Was bringt eine Bauteilverbesserung (z. B. Einbau neuer Fenster) an Energie- und Kostenersparnis? Näherungsweise kann durch folgende überschlägige Berechnung eine erste Einschätzung vor Ort gegeben werden. Die Wärmemenge (Q in Wh) ist ein Produkt aus Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert in W/m 2 K) mal Bauteilfläche (A in m 2 ) mal Temperaturdifferenz ( T in K) mal Zeit (t in h): Q= U * A * T * t. Unter Zugrundelegung stationärer Verhältnisse werden Temperaturdifferenz und Zeit durch die Gradtagzahl (Gt 24 in Kh) ausgedrückt. Sie ist ein Produkt aus dem mittleren Innen/Außen-Temperaturunterschied (Innen: 20 C; Außen: Tagesmittel) und der Zahl der Heiztage in der Periode zwischen dem 1. September und 31. Mai. Dabei werden nur die Tage gezählt, an denen das Tagestemperaturmittel eine bestimmte Temperatur (Heizgrenztemperatur ab dieser Temperatur muss geheizt werden ) unterschreitet. Die Heizgrenztemperatur beträgt allgemein etwa 15 C, je besser der Dämmstandard, desto niedriger ist ihr Wert, bei Neubauten nach heutigem Standard kann man etwa 12 C annehmen. Für Überschlagsanalysen im nord- und mitteldeutschen Raum sind folgende Gradtagzahlen sinnvoll: Altbau bis Baujahr 1980: Kh, von 1980 bis Kh, ab Kh.

3 - 3 - FAUSTFORMELN FÜR DIE PRAXIS VOR ORT Die Wärmemenge Q errechnet sich wie folgt: Q= U * A * Gt 24./1000 (kwh/a) Dabei ist U die U-Wertdifferenz zwischen altem und neuem Bauteil, A die jeweilige Bauteilfläche und 1000 ein Faktor zur Einheitenkorrektur. Um auf die Schnelle eine Bauteilbilanzierung vorzunehmen, gehen Sie folgendermaßen vor: Q Ersparnis = U * A * Gt 24 /1000 (kwh/a) oder vereinfacht als Faustformel zur Transmissionswärmeersparnis Q Ersparnis Q Ersparnis = U * A *90 (kwh / a) bis Baujahr 1980 Q Ersparnis = U * A *80 (kwh / a) bis Baujahr 1995 Q Ersparnis = U * A *70 (kwh / a) ab Baujahr 1995 Wenn Sie die ermittelte Energieeinsparung in Liter Öl oder Kubikmeter Gas ausdrücken wollen, gehen Sie wie folgt vor: Die Jahresbrennstoffersparnis B a, Ersparnis ist Q Ersparnis geteilt durch das Produkt von Brennstoffheizwert H U (kwh/einheit) mal Systemwirkungsgrad η: B a = Q Ersparnis / η * H U (kwh/l od. m 3 ) Die Brennstoffheizwerte für Gas und Öl rangieren bei etwa 11 kwh/einheit, der Systemwirkungsgrad η der Heizanlage im Grunde der Kehrwert der Anlagenaufwandszahl e p - kann zunächst vereinfachend mit 90 % bzw. 0,9 angesetzt werden: B a, Ersparnis = Q Ersparnis / η * H U, mit η =0,9 und H U = 11, bzw. η * H U = 0,9*11=9,9~ 10 kwh/l od. m 3 folgt vereinfacht: B aersparnis = Q Ersparnis / 10 oder zusammenfassend Jahresbrennstoffersparnis aus Transmission B a, Ersparnis B a, Ersparnis = U * A *9 (l Öl od. m 3 Gas / a) Bj. bis 1980 B a, Ersparnis = U * A *8 (l Öl od. m 3 Gas / a) Bj. bis 1995 B a, Ersparnis = U * A *7 (l Öl od. m 3 Gas / a) Bj. ab 1995 EINFACHER ÜBERSCHLAG : SANIERUNGEN MIT ENERGIEEINSPARUNG FINANZIEREN Durch Multiplikation der ermittelten Brennstoffersparnis B a, Ersparnis mit dem aktuellen Öl- bzw. Gaspreis (zur Zeit 0,35 EUR /Liter Heizöl, 0,50 EUR /cbm Gas) ergibt sich die Jahresersparnis in Euro, die zur Gegenfinanzierung der Baukosten genutzt werden kann ein überzeugendes Argument, wenn die Kosten für die energetische Sanierung zu einem Großteil oder gar komplett aus eingesparten Energiekosten finanziert werden können. Als Faustformel für eine Nulltarifsanierung ohne Berücksichtigung von Zinszahlungen und -erträgen gilt, dass die aus der Bauteilsanierung resultierende Jahresenergiekostenersparnis (B a in kwh / l oder m 3) mal der Bauteillebensdauer (T Gesamt in a) mindestens den Bauteilsanierungskosten (K Spar in EUR) entsprechen muss. Bei 20 Bauteillebensjahren und 0,50 EUR /m 3 Gas folgt für vor 1980 erstellte Bauten: K Spar = U * A * 9 * 0,5 *20 oder vereinfacht:

4 - 4 - Formel für einsparbare Energiekosten durch Bauteilsanierung K Spar K Spar = 90 * U * A (in EUR) Bj. bis 1980, Gaspreis 0,50 EUR /m 3, Bauteillebensdauer 20 Jahre K Spar = 80 * U * A (in EUR) Bj. bis 1995, Gaspreis 0,50 EUR /m 3, Bauteillebensdauer 20 Jahre K Spar = 70 * U * A (in EUR) Bj. ab 1995, Gaspreis 0,50 EUR /m 3, Bauteillebensdauer 20 Jahre Mehrfacher Überschlag Durch Einschätzung der voraussichtlichen Kosten einer entsprechenden Bauteilsanierung K Sanierung erhalten Sie den Finanzierungsanteil der Einsparung, der im Idealfall natürlich 100 Prozent beträgt, also K Sanierung - K Spar = K Effektiv = 0. Meistens tritt dieser Fall (leider) nicht ein. Daher ist ein Hinweis auf die u. U. ohnehin anfallende Instandsetzung aus baulicher Sicht sinnvoll, denn dann kann der Bauherr mit dem K Ersparnis - Betrag nach folgender Gleichung tatsächlich Geld verdienen. K Effektiv = T Rest / T Gesamt * K Sanierung - K Spar (EUR) T Rest = Restnutzungsdauer altes Baurteil T Gesamt = Bauteillebensdauer neues Baurteil Problematisch dabei dürfte der Ansatz realistischer Bauteillebensdauern und Restnutzungsdauern sein hier gibt es bisher noch keine verlässlichen Daten, es sind also Erfahrungswerte gefragt. Orientieren Sie sich bei der Bauteillebensdauer an durchschnittlichen Kreditlaufzeiten zwischen 15 und 25 Jahren. Durch Kumulation mehrerer aus energetischer und baulicher Sicht sanierungsbedürftiger Bauteile lässt sich dieses Überschlagssystem bis hin zur Betrachtung der kompletten wärmetauschenden Hüllfläche erweitern: K Spar, gesamt = K Spar, Fenster +K Spar, Dach +K Spar, Aussenwand +... Wichtig dabei: Sie haben bisher nur den Aspekt Wärmeleitung untersucht, für eine Bilanzierung gilt es, weitere Wärmetransportmechanismen zu beachten. Außerdem: Gleichen Sie im Falle eines Komplettüberschlags zur Kontrolle die Daten schon einmal mit den tatsächlichen Energieverbräuchen ab. Beispiel : Fenster zum Nulltarif : Grundlagendaten: Einfamilienhaus, Baujahr >Gt 24 = Kh, Fensterfläche A Fenster = 50m 2, U Fenster alt = 5,4 - U Fenster neu = 1,4 -> U=4 W/m 2 K, Restnutzung der alten Fenster T Rest = 12 Jahre, Lebensdauer der neuen Fenster T Gesamt = 20 Jahre Überschlägige Berechnung: Q Ersparnis = U * A *90 (kwh / a), also folgt Q Ersparnis = 4 W/m 2 K * 50 m 2 * 90 = kwh/a. Die Gas-Jahresersparnis errechnet sich wie folgt B a, Ersparnis = U * A *9, also B a, Ersparnis = U * A * 9 = 4 * 50 * 9= 1800 m 3 /a., ohne Zinsen ergibt sich eine Gesamteinsparung K Spar =90 * U * A = 90 * 4 * 50= 18000,- EUR. Die Kosten für Instandsetzung oder Austausch betragen ,- EUR = K Sanierung (50m 2 Fensterfläche mal 360,- EUR/m 2 inkl. Montage, Ausbau, Entsorgung, ohne Kapitaldienstkosten). Aus K Effektiv = T Rest / T Gesamt * K Sanierung - K Spar folgt: K Effektiv = 12/20 * = -7200,- EUR, d. h. unter den gegebenen Voraussetzungen würde ein Überschuss von 7200,- EUR erwirtschaftet.

5 - 5 - Umsichtig überschlagen Die Verwendung dieser Näherungsformeln hilft zur Verdeutlichung während der Vor-Ort-Energie- oder Bauherrenberatung, um auf die Frage was bringt wie viel? eine ungefähre Hausnummer zu nennen. Sie ersetzt keinesfalls die erforderlichen genaueren Untersuchungen. Vorsicht ist bei der Anwendung von Überschlagsberechnungen geboten, weil nichts so lange hält wie ein Provisorium. Wichtig ist der sichere Umgang mit den grundlegenden Parametern. Vier Unsicherheitsfaktoren sind in diesem Zusammenhang zu beachten: 1. Entwicklung der Energiepreise: Besonders die Öl- und Gaspreise sind starken saisonalen Schwankungen unterworfen, auch langfristig betrachtet ist die Entwicklung kaum zu beurteilen. Fest steht: Steigende Energiepreise sind wahrscheinlicher als fallende. 2. Einfluss von Wärmestrahlung und Konvektion: Auch bei der Einzelbauteilbetrachtung sind die Einflüsse der Phänomene Strahlung und Konvektion nicht unerheblich. Das Maß für den Einfluss des Faktors Konvektion hängt von der Qualität der Einzelsanierung ab. Sind bspw. die Anschlüsse für neue Fenster nicht fachgerecht und luftdicht ausgeführt, ist die kalkulierte Energieeinsparung nicht zu erreichen. Allerdings: Das Dichtheitsniveau des unsanierten Zustands wird meistens nicht unterschritten. Die solare Wärmeeinstrahlung kann besonders bei monolithischen Konstruktionen durch Bauteilerwärmung einen erheblichen Einfluss auf den Wärmestrom und damit den Wärmeverlust über das Außenbauteil haben. 3. Ungenauigkeiten bei der Zustandsbeurteilung: Hier müssen Annahmen für den U-Wert getroffen werden. Die Streubreite der aus der Literatur zu entnehmenden Wärmeleitfähigkeiten für alte Bauarten ist sehr hoch. Oft gibt es gar keine Angaben. 4. Nutzungsspezifika: Besonders der Faktor Gradtagzahl muss kritisch betrachtet werden: Die vorhandene Gradtagzahl kann von der durchschnittlichen im Einzelfall erheblich abweichen. Ist die Heizgrenztemperatur wirklich 15 C oder eher nur 13 C oder 12 C? Wird der Wohnraum auf einer durchschnittlichen Innentemperatur von 20 C über die gesamte Heizperiode gehalten oder gibt es signifikante Abweichungen (kühleres Wohnklima, längere Abwesenheitszeiten etc.)? Dipl.-Ing. Tim Wameling Architektenkammer Niedersachsen Stand: 10/2003