Energieberatungsbericht zur sparsamen Energieverwendung in Wohngebäuden vor Ort

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1 Energieberatungsbericht zur sparsamen Energieverwendung in Wohngebäuden vor Ort Auftraggeber: Familie Beispiel Musterstraße Musterstadt Köln, den Dipl. Ing. Cordula Volk Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 0 von 50

2 INHALTSVERZEICHNISS A ALLGEMEINE HINWEISE 03 A.1 Ziel der Beratung 03 A.2 Grundlagen 04 A.3 Anlass der Beratung, Schäden und Probleme 06 A.4 Fragen des Beratungsempfängers 06 B IST-ANALYSE 04 B.1 Photos 07 B.2 Objektbeschreibung 10 B.3 U-Wert Ermittlung 11 B.4 Heizlastberechnung nach dem Hüllflächenverfahren 12 B.5 Heizungsanlage und Warmwasser-Erzeugung 14 B.5.1 Heizung 14 B.5.2 Warmwasser-Erzeugung 15 B.5.3 Vergleich mit Verbrauchswerten 15 B.6 Energiebilanz 16 B.7 Beurteilung IST-Zustand 18 B.7.1 Heizwärmedarf Q h 18 B.7.2 Heizenergiebedarf Q H 18 B.7.3 Endenergiebedarf 19 B.7.4 Primärenergiebedarf Q P 19 B.7.5 Anlagenaufwandszahl e P 20 B.7.6 Umweltbelastung 20 B.7.7 Zusammenfassung 21 C MAßNAHMENKATALOG 22 C.1 Senkung des Bedarfs durch Dämmmaßnahmen 22 C.1.1 Dämmung der Aussenwände 22 C.1.2 Dämmung der Wände zu unbeheizten Räumen 23 C.1.3 Austausch der Glasbausteine (N/W-Fassade) 23 C.1.4 Austausch der Fenster 23 C.1.5 Austausch der Glasbausteine (N/O-Fassade) 24 C.1.6 Austausch Eingangstür 24 C.1.7 Dämmung oberste Geschossdecke 25 C.1.8 Dämmung Kellerdecke 25 C.2 Erhöhung der Dämmung nach KfW Mindestanforderungen 26 C.3 Erneuerung Heizungsanlage und Warmwasser-Erzeugung 26 C.3.1 Öl Brennwert Kessel / Gas Brennwert Kessel 27 C.3.2 Niedertemperatur-Öl-Heizkessel 28 C.3.3 Warmwassererzeugung 29 C.3.4 solare Warmwassererzeugung 29 C.3.5 Wechsel zum Energieträger Holz 30 C.4 sonstige Maßnahmen 32 C.5 Wirtschaftlichkeitsberechnung 34 C.5.1 Wirtschaftlichkeit selber ermitteln 35 C.5.2 Bewertung der einzelnen Maßnahmen 35 C.5.3 Ausführungsempfehlung 39 C.5.4 Auswirkungen der vorgeschlagenen Maßnahmen 40 Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 1 von 50

3 D FÖRDERMITTEL 44 D.1 Bund 44 D.2 Land 45 D.3 Stadt Bonn 45 D.4 Links zu Datenbanken mit Förderprogrammen 45 E ANHANG 46 Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 2 von 50

4 A ALLGEMEINE HINWEISE A.1 Ziel der Beratung Im Rahmen der Energieberatung wird das Objekt zunächst durch eine Bestandsaufnahme der einzelnen Gebäudebauteile und der technischen Einrichtungen untersucht und bewertet. Dabei wird eine Energiebilanz erstellt, die zeigt, welchem Dämmstandard die Gebäudehülle entspricht, wo die Verluste der Heizungsanlage liegen und wie hoch die verursachten Umweltbelastungen sind. Auch bauliche Schäden und Schwachstellen im Gebäude werden aufgezeigt. Daraufhin werden Möglichkeiten zur Energieeinsparung im Bereich der Gebäudehülle und der technischen Anlagen gesucht und unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten bewertet. Es werden konkrete Maßnahmen zur Umsetzung vorgeschlagen und, falls notwendig, besondere Ausführungshinweise gegeben. Als Endergebnis werden die Energieeinspareffekte der einzelnen Maßnahmenpakete aufgeführt. Weiterhin wird eine Zusammenstellung von Förderprogrammen mit dazugehörigen Adressen beigefügt. Einflüsse des Nutzerverhaltens sind bei diesem Verfahren weitgehend ausgeklammert. Dies erlaubt eine Beurteilung der reinen Bausubstanz sowie der Anlagentechnik. Da von einem "Normnutzerverhalten" ausgegangen wird, lässt der Vergleich des theoretisch berechneten Energiebedarfs und des tatsächlich in Anspruch genommenen Energiebedarfs unter Umständen Rückschlüsse auf das eigene Nutzerverhalten zu. Dieser Bericht soll Ihnen helfen, wirtschaftlich sinnvolle und umweltentlastende Maßnahmen zur Energieeinsparung in Ihrem Hause durchzuführen. Die in diesem Bericht ausgearbeiteten Sanierungsvorschläge stellen Anregungen dar, sie ersetzen jedoch nicht die erforderliche Planung und Kostenkalkulation. Zur Gewährleistung einer technisch und bauphysikalisch einwandfreien Ausführung sowie zur Erlangung einer Kostensicherheit, wird empfohlen, sich vor der Durchführung einer Maßnahme sich aan entsprechende Fachplaner bzw. Fachbetriebe zu wenden. Der Nutzen des Beratungsempfängers liegt vor allem in folgenden Punkten: - Kostenreduzierung - Komfortsteigerung durch größere Behaglichkeit (z.b. Temp. Wände) - Gutes ökologisches - Gewissen durch den Nebeneffekt der Reduzierung der Umweltbelastungen - Vermeidung von Bauschäden, Verlängerung der Lebenszeit der Gebäudehülle - Hilfe bei der Auswahl und Bewertung von Förderprogrammen - Ansprechpartner bei der Durchführung der Maßnahmen Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 3 von 50

5 A.2 Grundlagen Das Bilanzverfahren der EnEV: Eine wesentliche Kenngröße der heutigen energetischen Bewertung von Neubauten und Bestandsgebäuden ist der Primärenergiebedarf eines Gebäudes. Die Primärenergie berücksichtigt alle unterschiedlichen Prozessketten bei der Energieumwandlung und den Hilfsenergiebedarf, der zum Beispiel zum Betrieb von Heizungspumpen oder Zirkulationspumpen notwendig ist. Die Bewertung der Primärenergie wurde mit der Energieeinsparverordnung EnEV im Jahr 2002 eingeführt. Der frühere Bezug auf den Endenergiebedarf eines Gebäudes ermöglichte ungerechtfertigte Vorteile für einzelne Wärmeversorgungsarten. Gerade der Energieträger Strom, dessen einzelne Schritte der Energieumwandlung außerhalb der Bilanzgrenze Gebäude stattfinden erhielt deutliche Vorteile gegenüber anderen Energieträgern wie z.b.: Gas und Erdöl. Die Einsparung einer Kilowattstunde (kwh) Strom kann die Umwelt um etwa den gleichen Anteil entlasten wie die Einsparung von knapp drei Kilowattstunden Gas. Das oben dargestellte vereinfachte Schema skizziert die ausschlaggebenden Einflussfaktoren des so genannten Primärenergiebedarfs. Beim Übergang von einer Stufe zur nächsten treten Verluste auf wie z. B. bei der Umwandlung von Kohle in Strom oder bei der Verbrennung von Erdgas in einem Heizkessel. Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 4 von 50

6 Der Berechnungsweg Das Berechnungsschema geht den umgekehrten Weg des Stoffstromes. Zunächst werden die Transmissions- und Lüftungswärmeverluste sowie die internen und solaren Gewinne des Gebäudes ermittelt. Daraus ergibt sich der Heizwärmebedarf. Anschließend werden die Verluste des Heizwärmesystems einschl. des Warmwassersystems mit ihren Hilfsenergien berechnet (Endenergiebedarf = Heizenergiebedarf + Trinkwasserenergiebedarf + Hilfsenergie). Dieser Endenergiebedarf multipliziert mit dem Primärenergiefaktor des eingesetzten Brennstoffs ergibt den Primärenergiebedarf. Der Wirkungsgrad der gesamten Kette (Verhältnis von Aufwand zu Nutzen) wird als Anlagenaufwandszahl ausgegeben (Kehrwert des Wirkungsgrades). Eine kleine Anlagenaufwandszahl beschreibt also ein effizientes Heizsystem. Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 5 von 50

7 A.3 Anlass der Beratung, Schäden und Probleme Der Beratungsempfänger plant Sanierungsmaßnahmen an der Nordfassade (Putzerneuerung + Anstrich, Austausch der Glasbausteine) und möchte in diesem Zusammenhang wissen, wie sich diese sinnvoll mit einer energetischen Verbesserung der Gebäudehülle verbinden lassen. Weiterhin ist die Heizungsanlage älteren Datums (1985) und wird vermutlich in den nächsten Jahren erneuert werden. Einige Fenster wurden bereits erneuert, der Brenner 2003 ausgetauscht. Bei den alten Fenstern im Obergeschoss wurden Zugerscheinungen beklagt. In manchen Räumen kam es in der Vergangenheit schon gelegentlich zu Schimmelbildung. A.4 Fragen des Beratungsempfängers Welchen Nutzen / Vorteil haben nachträgliche Dämmmaßnahmen? Was ist bei einer Erneuerung der Heizungsanlage zu beachten? Wäre ein Wechsel des Energieträgers auch ökonomisch sinnvoll? Welche Fördermittel können in Anspruch genommen werden? Welche Ausführungshinweise können gegeben werden? Wo sind Eigenleistungen möglich? Welche zusätzlichen / allgemeinen Maßnahmen zur Energieeinsparung können bei diesem Objekt angewandt werden? Welche Maßnahmen sind laut Energieeinsparverordnung (EnEV) für Hausbesitzer verpflichtend? Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 6 von 50

8 B IST-ANALYSE B.1 Photos Nord / West Fassade Nord / Ost Fassade Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 7 von 50

9 Süd / Ost Fassade Süd / West Fassade Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 8 von 50

10 Detail Fensterband Detail Eingang Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 9 von 50

11 B.2 Objektbeschreibung Es handelt sich um ein freistehendes, zweigeschossiges Zweifamilienhaus an in Bonn aus dem Jahr Die beheizbare Wohnfläche beträgt 223 m 2, das beheizte Volumen 696 m 3. Das Haus wird derzeit von 3 Personen bewohnt. Die Aussenwände des Hauses sind massiv (Bimsblocksteine, beidseitig verputzt), die Geschossdecken sind aus Beton und die Innenwände aus Ziegelsteinen erstellt. Das Haus besitzt ein ungedämmtes Satteldach mit Ziegeleindeckung und ist komplett unterkellert. Der Keller wird nicht beheizt. Das Dach ist nicht ausgebaut und wird unbeheizt als Abstellraum genutzt. Teile der Holzfenster sind mit Isolierverglasung ausgestattet. Andere lediglich mit Einfachverglasung oder einer später auf dieser angebrachten zweiten Scheibe. Wie schon erwähnt wurden auch einige Fenster erneuert (Holzfenster mit Wärmeschutzverglasung). Die Rollläden im EG sind ungedämmt. Weitere Wärmebrücken stellen der auskragende Balkon (Beton) im OG und das Vordach (Beton) über dem Eingang dar. Die Heizungsanlage wird über einen Öl-Niedertemperaturkessel mit Gebläse betrieben (Nennwärmeleistung 34 kw). Der Kessel stammt aus dem Jahr 1985, der Brenner wurde 2003 ausgetauscht. Zur Warmwasserversorgung ist ein indirekt beheizter Warmwasserspeicher mit einem Fassungsvermögen von 160l eingesetzt. Der Verbrauch an Erdöl in den letzen drei Jahren lag bei gemittelten kwh/a. Die oben gemachten Angaben und die den folgenden Berechnungen zu Grunde gelegten Daten entstammen der Objektbegehung, der Befragung des Beratungsempfängers und den vorgelegten Planunterlagen. Daten der Klimazone Bonn-Friesdorf: Höhe Heiztage Mittl. Außentemperatur Tiefste Außentemperatur Innentemperatur Mittlere Gradtagszahl 61 münn 247 d/a +6,6 C 10 C +19 C 3062,8 d C/a Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 10 von 50

12 B.3 U-Wert Ermittlung Der U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient) ist der Wärmestrom, der je m² und je Kelvin Temperaturdifferenz durch ein Bauteil strömt. Je kleiner der U-Wert, desto besser ist die Wärmedämmung des Bauteils und desto niedriger fallen die Wärmeverluste (Transmissionsverluste) aus. Beispiel für die Berechung des Wärmeverlustes durch eine Aussenwand: Fläche 112,93 m 2 Temperaturdifferenz 29 K (-10 C-19 C) U-Wert Wand 1,69 W/m 2 K 1,69 W/m 2 K x 112,93 m 2 x 29K = 5.534,70 W = 5,5 kw Im folgenden werden alle wärmeübertragenden Flächen des Gebäudes mit Einbauzustand, U-Werten, Flächen und den Konstruktionsnamen aufgelistet. Zum Vergleich werden die Mindestanforderungen der EnEV und die Sollwerte von Passivhäusern gegenüber gestellt. Bauteil Einbauzustand vorh. max. max. Fläche Konstruktion U-Wert U-Wert U-Wert EnEV Passivh. [W/m 2 K] [W/m 2 K] [W/m 2 K] [m 2 ] Wand Außenluft 1,69 0,35 0,15 112,93 AW24 Wand unbeheizte Räume 1,47 0,50 0,15 7,02 AW24 Wand Außenluft 2,30 0,35 0,15 15,97 AW14 Wand Außenluft 1,67 0,35 0,15 3,86 AW24Klinker Wand Außenluft 3,12 0,35 0,15 46,46 AW24Ringanker Wand unbeheizte Räume 2,44 0,50 0,15 0,63 AW24Ringanker Wand Außenluft 3,50 0,35 0,15 2,00 Glasbausteine Wand Außenluft 3,50 0,35 0,15 11,24 Glasbausteine Decke unbeh.r.unterh. 0,83 0,50 0,12 109,56 DEüKeller Decke unged.dachr.oberh. 0,77 0,30 0,12 112,20 DEüOG Tür,Ost Außenluft 2,20 2,90 0,12 2,26 Standardtür Fenster,N Außenluft 5,20 1,70 0,80 0,65 Einfachvergl. Fenster,O Außenluft 5,20 1,70 0,80 2,28 Einfachvergl. Fenster,N Außenluft 2,90 1,70 0,80 2,35 Isoliervergl. Fenster,S Außenluft 2,90 1,70 0,80 2,61 Isoliervergl. Fenster,W Außenluft 2,90 1,70 0,80 2,28 Isoliervergl. Fenster,O Außenluft 1,40 1,70 0,80 5,14 Wärmesch.vergl. Fenster,S Außenluft 1,40 1,70 0,80 3,13 Wärmesch.vergl. Fenster,W Außenluft 1,40 1,70 0,80 9,80 Wärmesch.vergl. Fenster,N Außenluft 3,50 1,70 0,80 3,00 Einfachvergl.+ Fenster,O Außenluft 3,50 1,70 0,80 3,43 Einfachvergl.+ Fenster,S Außenluft 3,50 1,70 0,80 5,74 Einfachvergl.+ Fenster,W Außenluft 3,50 1,70 0,80 10,61 Einfachvergl.+ Die ermittelten U-Werte entsprechen dem damaligen Standard, sind aber für die heutige Zeit in den meisten Bereichen als zu hoch zu bezeichnen. Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 11 von 50

13 B.4 Heizlastberechnung nach dem Hüllflächenverfahren Zur Abschätzung der Heizlast, welche die Ermittlung der erforderlichen Kesselleistung erlaubt, wird das Hüllflächenverfahren gewählt. Folgende Temperaturen werden angesetzt: Normaußentemperatur Bonn: Innentemperatur Wohnraum: Innentemperatur Keller, Erdreich: Innentemperatur ungedämmtes Dach: -10 C +19 C +6 C -8 C Als mittlere Luftwechselsrate wird der Wert 0,7 gewählt. Das bedeutet, dass ca. alle 1,5 Stunden das gesamte Luftvolumen des Wohnraumes mit Aussenluft ausgetauscht wird. Ermittlung der Transmissions-Heizlast (Q T ) Bauteil Einbauzustand U - Wert Fläche T Q T Konstruktion [W/m 2 K] [m 2 ] [K] [W] Wand Außenluft 1,69 112, ,25 AW24 Wand unbeheizte R. 1,47 7, ,97 AW24 Wand Außenluft 2,30 15, ,20 AW24 Wand Außenluft 1,67 3, ,16 AW24Klinker Wand Außenluft 3,12 46, ,40 AW24Ringanker Wand unbeheizte R. 2,44 0, ,96 AW24Ringanker Wand Außenluft 3,50 13, ,86 Glasbausteine Decke unbeh.r.unterh. 0,83 109, ,30 DEüKeller Decke unged.dachr.oberh 0,77 112, ,61 DEüOG Tür,Ost Außenluft 2,20 2, ,19 Standardtür Fenster,N Außenluft 5,20 0, ,02 Einfachvergl. Fenster,O Außenluft 5,20 2, ,82 Einfachvergl. Fenster,N Außenluft 2,90 2, ,64 Isoliervergl. Fenster,S Außenluft 2,90 2, ,50 Isoliervergl. Fenster,W Außenluft 2,90 2, ,75 Isoliervergl. Fenster,O Außenluft 1,40 5, ,68 Wärmesch.vergl. Fenster,S Außenluft 1,40 3, ,08 Wärmesch.vergl. Fenster,W Außenluft 1,40 9, ,88 Wärmesch.vergl. Fenster,N Außenluft 3,50 3, ,50 Einfachvergl.+ Fenster,O Außenluft 3,50 3, ,15 Einfachvergl.+ Fenster,S Außenluft 3,50 5, ,61 Einfachvergl.+ Fenster,W Außenluft 3,50 10, ,92 Einfachvergl.+ Summe Q T ,44 Die Transmissions-Heizlast Q T beträgt ,44 W Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 12 von 50

14 Ermittlung der Lüftungs-Heizlast (Q L ) Zur Ermittlung der Lüftungsheizlast wird das Luftvolumen mit der Luftwechselrate, der spez. Wärmekapazität der Luft und der Temperaturdifferenz multipliziert. Q L = 557 m 3 x 0,7 1/h x 0,34 Wh/m 3 K x 29 K = W Die Lüftungs-Heizlast Q L beträgt W. Sie wird noch mit dem Faktor 0,5 für Gebäude h < 10m abgemindert : W Die Addition von Transmissions-Heizlast und Lüftungs-Heizlast ergibt die Heizlast. Q T W 91,3 % Q L x 0, W 8,7 % Heizlast W 100 % Derzeit würde die Nennleistung des Heizkessels von ca. 23 kw zur Beheizung des Gebäudes ausreichen. Bezogen auf die beheizte Wohnfläche ergibt sich ein erhöhter Wert: W / 223 m 2 = 99,41 W/m 2 Nach heutigem Standard sollte dieser Wert bei Neubauten unter 60 W/m 2 liegen. Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 13 von 50

15 B.5 Heizungsanlage und Warmwasser-Erzeugung B.5.1 Heizung Der Kessel (Baujahr 1985) hat eine Nennwärmeleistung von 34 kw. Nach Ermittlung der Heizlast des Gebäudes von 23 kw kann er als überdimensioniert bezeichnet werden. Es handelt sich um einen Öl-Niedertemperatur Kessel mit Gebläse. Der Brenner wurde 2003 ausgetauscht. Im Großteil des Gebäudes sind die alten Plattenheizkörper zur Raumbeheizung eingesetzt. Einige Heizkörper wurden schon erneuert (Konvektionsheizkörper). Thermostatventile gibt es im gesamten Haus. Ein Aussenfühler ist vorhanden. Die Verteilungsleitungen im unbeheizten Heizungsraum sind nicht durchgängig gedämmt. Die Umwälzpumpe ist ungeregelt. Eine Zirkulationsleitung ist vorhanden. Ermittlung des Nutzungsgrades der Heizungsanlage: Leistung Kessel 34 kw Brennstoffeinsatz kwh/a Bereitschaftszeit h (ganzjährig) Abgasverlust 9% Abstrahlverlust 1,08% Wirkungsgrad 89,92% (100% - 9% - 1,08%) Bereitschaftsverlust 1,08% x 0,75 = 0,81% Brennerlaufzeit Bereitschaftszeit Verluste Brenner an Verluste Brenner aus Verluste Gesamt Nutzwärmeabgabe h/a ( kwh/a : 34 kw) h/a (8.760 h/a h/a) 0,1008 x 34 kw x h/a = kwh/a (Abgas- + Abstrahlverlust) 0,0081 x 34 kw x h/a = kwh/a (Bereitschaftsverlust) kwh/a kwh/a kwh/a = kwh/a Jahresnutzungsgrad kwh/a : kwh/a = 0,837 > 83,7% Der Nutzungsgrad beschreibt das Verhältnis von Nutzen zu Aufwand, also Nutzenergie (Wärme) zum Brennstoffeinsatz. Der ermittelte Wert ist im Vergleich zu heute möglichen Werten von 85% - 100% als zu gering zu bezeichnen. (siehe auch Anlagenaufwandszahl e P Abschnitt B.7.5) Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 14 von 50

16 B.5.2 Warmwasser-Erzeugung Ermittlung des Energiebedarfs zur Warmwasserbereitung Temperatur Kaltwasser: 10 C Temperatur Warmwasser: 45 C Verbrauch: 30 Liter/Person + Tag 30 l/d x 1,16 Wh/kgK x (45-10)K = 1,22 kwh/d + Person 1,22 kwh/d x 3 (Personen) = 3,66 kwh/d 359 d x 3,66 kwh/d kwh/a Der indirekt beheizte Warmwasserbereiter wird mit einem Nutzungsgrad von ca. 65% (89,92% -25%) arbeiten. Daraus folgt der Energiebedarf zur Warmwasserbereitung von ca kwh/a. (Vergl. Faustformel: 12,5 x A N = 12,5 x 223 = 2.787,5 kwh/a) B.5.3 Vergleich mit Verbrauchswerten Gesamtenergieverbrauch des Gebäudes Warmwasserenergiebedarf: Heizenergiebedarf: Ölverbrauch: kwh/a kwh/a kwh/a Der tatsächliche, gemittelte Ölverbrauch für ein Jahr beträgt kwh. Der theoretisch ermittelte Energiebedarf beträgt kwh. Es ergibt sich eine Abweichung von ca. 56%. Sie lässt sich durch das Nutzerverhalten erklären, da nicht alle Räume (z. Bsp. das Treppenhaus) das gesamte Jahr voll beheizt (19 C) genutzt werden. Ebenfalls ist hier zu berücksichtigen, dass die obere Wohnung nicht ständig genutzt wird. Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 15 von 50

17 B.6 Energiebilanz Verluste / Gewinne Transmissionsverluste Lüftungsverluste Wärmestrom durch die Außenbauteile, die eine Trennung zu kälteren Bereichen darstellen (unbeheizte Räume, Erdreich, Aussenluft) Wärmeverlust durch den Luftaustausch durch alle undichten oder geöffneten Bauteile vom warmen zum kälteren Bereich Solare Gewinne Wärmegewinnung infolge direkter Strahlungstransmission durch transparente Bauteile, bzw, durch Strahlungsabsorption an Oberflächen nicht transparenter Bauteile Interne Gewinne Wärmegewinnung infolge des Betriebes elektrischer Geräte, Beleuchtung und der Körperwärme von Menschen und Tieren Darstellung der Energieverluste und Gewinne in kwh/a Transmissionsverluste ,37 62,70 % Lüftungsverluste 9.744,56 11,25 % Heizungsverluste 8.599,75 9,90 % Warmwasser Nutzwärmebedarf 1.470,48 1,70 % Warmwassererwärmung Verluste ,52 14,45 % Verluste ,68 100,00 % solare Gewinne 2.400,73 2,75 % interne Gewinne 4.901,60 5,65 % zugeführte Heizenergie ,34 75,45 % zugeführte Energie Warmwassererwärmung ,00 16,15 % Gewinne ,68 100,00% Den größten Anteil der Verluste haben mit 62,70 % die Transmissionsverluste. Diese sind in der Regel durch passive Maßnahmen wie z.bsp. nachträgliche Wärmedämmung oder Fenstererneuerung effektiv zu reduzieren. Jährliche Verluste in Prozent 14,5% 1,7% 9,9% 11,2% 62,7% Transmission Lüftung Heizung WW-Wärmebedar WW-Verluste Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 16 von 50

18 0 2 0 Vor-Ort-Beratung Transmissionsverluste Jährliche Transmissionsverluste in Prozent 6,4% 19,8% 15,5% 58,3% Außenwand Dach Keller/Bodenplatte Fenster/Tür Wärmebrücken Den größten Anteil an den Transmissionsverlusten hat mit ca. 58% die Aussenwand. Die Fenster haben ebenfalls einen hohen Anteil, fast 20%. Verluste /Gewinne WW-Wär m ebedar f 1,7 % WW-V er luste 14,5 % Interne Gewinne 5,7 % Solare Gewinne 2,8 % Heizung 9,9 % Lüftung 11,2 % Wär m ebr ücken 4,0 % Fenster 12,4 % Dach 9,7 % Br ennstoff 91,6 % Außenwand 36,6 % Verluste gesamt : kwh Gewinne gesamt: kwh Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 17 von 50

19 B.7 Beurteilung IST-Zustand Die Beurteilung des IST-Zustandes des Gebäudes wird unter Heranziehen verschiedener Kennwerte und deren Vergleich mit dem heute üblichen Standard bei Neubauten (EnEV Energieeinsparverordnung) basieren. B.7.1 Heizwärmedarf Q h Nutzenergie nach der letzten Umwandlung. Wärmemenge, die vom Heizsystem dem Gebäude zur Verfügung gestellt werden muss, um die gewünschte Raumtemperatur aufrecht zu erhalten. Der Heizwärmebedarf wird durch die Bilanzierung von Wärmeverlusten und Wärmegewinnen ermittelt und kennzeichnet die wärmeschutztechnische Qualität der Gebäudehülle. Dieser Wert, auch als Energiekennzahl bekannt, ist unabhängig vom jeweiligen System / Energieträger der Heizungsanlage. Altbau EnEV NEH Passiv über 180 kwh/m 2 a kwh/m 2 a unter 70 kwh/m 2 a unter 15 kwh/m 2 a Der Wert für das untersuchte Gebäude beträgt ca. 255 kwh/m 2 a. Es kann somit von seinem Dämmstandard als Altbau eingestuft werden. B.7.2 Heizenergiebedarf Q H Energie vor der letzten Umwandlung. Energiemenge, die für die Gebäudebeheizung unter Berücksichtigung des Heizwärmebedarfs und den Verlusten des Heizungssystems aufgebracht werden muss. Der Wert für das untersuchte Gebäude beträgt ca. 294 kwh/m 2 a Er kann als sehr hoher Durchschnittswert bezeichnet werden. Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 18 von 50

20 B.7.3 Endenergiebedarf Energiemenge, die für die Gebäudebeheizung unter Berücksichtigung des Heizwärmebedarfs, den Verlusten des Heizungssystems, des Trinkwasserwärmebedarfs (Q w ) und den Verlusten des Warmwasserbereitungssystems aufgebracht werden muss. Die Hilfsenergie, die zum Betrieb der Anlagentechnik benötigt wird, ist ebenfalls enthalten. Der Endenergiebedarf ist letztendlich die Energiemenge, die vom Verbraucher für Heizung und Warmwasser bezahlt werden muss. Ihr H aus 361 urchschnitt Baubestand N eubau nach EnEV KfW 40/ Der Endenergiebedarf des untersuchten Gebäudes beträgt 361 kwh/m 2 a. Selbst im Vergleich zum Gebäudebestand ist dieser Wert äußerst hoch. B.7.4 Primärenergiebedarf Q P Energiemenge, die zur Deckung des Endenergiebedarfs benötigt wird. Zusätzliche Energiemengen, die bei Gewinnung, Umwandlung und Verteilung der eingesetzten Brennsoffe auftreten, fließen hier mit ein. Die Primärenergie wird als Beurteilungsgröße von ökologischen Kriterien (C02-Ausstoß) herangezogen. Ihr H aus 406 urchschnitt Baubestand N eubau nach EnEV KfW 40/ Der Primärenergiebedarf bezogen auf die Nutzfläche des untersuchten Gebäudes beträgt: 406 kwh/m 2 a. Auch dieser Wert ist als äußerst hoch und nicht dem heutigen Standard entsprechend einzustufen. Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 19 von 50

21 Nach EnEV darf ein Wohngebäude mit zentraler Warmwasserversorgung einen maximalen Primärenergiebedarf von kwh/m 2 a aufweisen (+ Zuschlag in Abhängigkeit zur Nutzfläche) B.7.5 Anlagenaufwandszahl e P Die Aufwandszahl bezeichnet das Verhältnis von Aufwand zu Nutzen und ist somit der Kehrwert des Nutzungsgrades. Die Verluste des Heizsystems werden unter Berücksichtigung der Primärenergiefaktoren des eingesetzten Energieträgers in der Anlagenaufwandszahl zusammengefasst. Eine kleine Anlagenaufwandszahl bedeutet ein effizientes Heizsystem. Multipliziert mit der Summe von Heizenergie- und Warmwasserenergiebedarf ergibt sich der Jahresprimärenergiebedarf. Die Anlagenaufwandszahl beträgt bei dem untersuchten Gebäude 1,55 und kann als erhöht bezeichnet werden. B.7.6 Umweltbelastung Die Umweltbelastung durch Energieverbrauch hängt hauptsächlich vom Energieträger ab. Es wurden folgende Schadstoffbelastungen ermittelt SO 2 NO X Staub CO 2 52,22 kg/a 18,63 kg/a 0,64 kg/a ,70 kg/a Diese Werte sind ebenfalls sehr hoch. Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 20 von 50

22 B.7.7 Zusammenfassung Das Gebäude ist modernisierungsbedürftig da - die Heizungsanlage überdimensioniert und veraltet ist und deshalb effizienter arbeiten könnte - die Heizlast hoch ist und somit Dämmmaßnahmen zur Reduzierung des Energiebedarfs und der Schadstoffemissionen untersucht werden sollten - die Verluste bei der Warmwasserbereitung / Verteilung hoch sind - die Fenster undicht sind und die thermische Behaglichkeit erheblich verbessert werden kann - es in der Vergangenheit schon zu Schimmelbildung gekommen ist - die Energiekennwerte weit über dem Durchschnitt im Baubestand liegen - Nachrüstverpflichtungen aus den Energieeinsparverordnung bestehen - bei einer Putzerneuerung einer Wand mit einem U-Wert unter 0,9 W/m 2 K Anforderungen an diese Wand bestehen Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 21 von 50

23 C MAßNAHMENKATALOG Im Folgenden werden Maßnahmen zur Reduzierung von Energieverbrauch, Kosten und Emissionen vorgestellt. Es ist zu beachten, dass die genannten Kosten und voraussichtlichen Einsparungen Richtwerte darstellen und von den tatsächlichen Verhältnissen abweichen können. Die Wirtschaftlichkeit der einzelnen Maßnahmen wird im Abschnitt C.4 untersucht. C.1 Senkung des Bedarfs durch Dämmmaßnahmen C.1.1 Dämmung der Aussenwände Die ungedämmten Aussenwände verursachen insgesamt einen Wärmeverlust von ca. 53 %. Die Reduzierung des Verlustes ist am effektivsten mit einer nachträglich aufgebrachten Aussendämmung zu erreichen. Da in naher Zukunft eine Fassadenrenovierung geplant ist, erscheint diese Maßnahme sinnvoll. Es wird vorgeschlagen, die Aussenwände mit einer 10 cm starken Dämmschicht der Wärmeleitfähigkeitsgruppe 035 zu versehen. Der neue U- Wert der Aussenwände beträgt dann 0,29 W/m 2 K. (0,31 W/m 2 K im Bereich Ringanker) Zur Ausführung kann ein Wärmedämm-Verbund-System kommen, welches den Vorteil hat, das äußere Erscheinungsbild des Gebäudes nicht wesentlich zu verändern. Dabei werden Dämmplatten von außen auf die Wand aufgebracht und anschließend verputzt. Unter Umständen müssen Dachüberstände nachträglich vergrößert werden. Die Maßnahme sollte in jedem Falle von einer Fachfirma mit ausreichend Referenzen ausgeführt werden. Von Vorteil ist ebenfalls die Verwendung eines geschlossenen Systems sein, bei dem alle Komponenten aufeinander abgestimmt sind. Es sollten mehrere Firmen zur Abgabe eines Angebots aufgefordert werden. Die Investitionskosten pro m 2 Wandfläche werden bei ca. 100,- liegen. Die Heizlast des Gebäudes wird dadurch von derzeit 23 kw auf 13 kw reduziert. Gleichzeitig geht eine erhebliche Komfortsteigerung einher, da die Oberflächentemperatur der Aussenwände über 18 C liegen wird. Die Investitionssumme beträgt hier ca ,-. Da aber ohnehin eine Fassadenrenovierung (zumindest an einer Fassade) geplant ist, verringern sich die Mehrkosten für das Aufbringen der Dämmung auf ca ,-. Die Energieeinsparung wird pro Jahr bei ca kwh (32,50%) liegen. Das entspricht einer Kosteneinsparung von ca ,-. Im Zuge dieser Maßnahmen, ist es sinnvoll, das Vordach abzutrennen und eine neue Konstruktion davor zu stellen, damit diese Wärmebrücke vermieden wird. Zudem könnte der Balkon von unten gedämmt und eingehaust werden. Diese Fläche käme dann dem dahinter liegenden Raum zugute. Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 22 von 50

24 C.1.2 Dämmung der Wände zu unbeheizten Räumen Die ungedämmten Wände zu unbeheizten Räumen verursachen insgesamt einen Wärmeverlust von ca. 1,0 %. Es wird vorgeschlagen, die Wände von der Garagenseite mit einer 8 cm starken Dämmschicht der Wärmeleitfähigkeitsgruppe 035 zu versehen. Der neue U-Wert der Wände beträgt dann 0,34 W/m 2 K (0,37 W/m 2 K im Bereich Ringanker). Die Investitionskosten für diese Maßnahme betragen ca. 60,- pro m 2 Wandfläche, also insgesamt ca. 460,-. Diese Maßnahme kann unter Umständen in Eigenleistung ausgeführt werden, was die Investitionskosten senken würde. Die Energieeinsparung beträgt pro Jahr ca. 380 kwh (0,5%). Das entspricht einer Kosteneinsparung von ca. 22,-. C.1.3 Austausch der Glasbausteine (Nord-West Fassade) Da sich hinter den Glasbausteinen ein Einbauschrank befindet, der dort benötigt wird, sollen die Glasbausteine durch Mauerwerk ersetzt werden, welches dann ebenfalls wie oben beschrieben gedämmt wird. Der U-Wert der Wände beträgt dann ebenfalls 0,29 W/m 2 K Die Investitionskosten für diese Maßnahme betragen ca. 210,- pro m 2 Wandfläche. Da auch hier konventionelle Investitionskosten abgezogen werden können, verbleiben 90,-. Die Energieeinsparung beträgt pro Jahr ca. 530 kwh (0,65%). Das entspricht einer Kosteneinsparung von ca. 31,-. Diese drei Maßnahmen wurden im Folgenden in der ersten Maßnahme Außenwanddämmung zusammengefasst. C.1.4 Austausch der Fenster Wie schon erwähnt, wurden einige Fenster erneuert, trotzdem verursachen sie insgesamt noch hohe Verluste ( 20%.). Durch den Austausch der alten, undichten einfachverglasten Fenster und der Isolierglasfenster durch Fenster mit Wärmeschutzverglasung, könnten die Wärmeverluste reduziert werden. Besonders sinnvoll ist die Fenstererneuerung in Zusammenhang mit einer Aussenwanddämmung. Bei der Fenstererneuerung sollen gut wärmedämmende, dicht schließende Fenster mit Wärmeschutzverglasung eingebaut werden. Bei Wärmeschutzverglasungen ist die innere Scheibe mit einer wärmereflektierenden Schicht (Silber) bedampft. Der Scheibenzwischenraum ist mit einem wärmedämmenden Edelgas (Argon) gefüllt. Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 23 von 50

25 Der neue U-Wert der Fenster beträgt 1,4 W/m 2 K. Sollte ein Austausch der Fenster in Betracht kommen, ist er sinnvollerweise vor der Fassadenrenovierung (mit Aussenwanddämmung) durchzuführen. Wenn möglich sollten die Fenster in der Dämmebene, also außenbündig sitzen. Beim Austausch eines Fensters sollte die Wärmedämmung und Luftdichtigkeit des Rolladenkastens, soweit vorhanden, verbessert oder außenliegende Rolladen verwendet werden. Die Investitionskosten pro m 2 Fensterfläche liegen ca. bei 350,-. Wenn man davon ausgeht, dass alle einfach verglasten Fenster und ein Großteil der einfach verglasten Fenster mit zusätzlicher Scheibe ausgetauscht werden sollen, um die unangenehmen Zugerscheinungen zu verbessern, kommt man auf eine Investitionssumme von 3.743,-. Die Energieeinsparung beträgt pro Jahr ca kwh. Das entspricht einer Kosteneinsparung von ca. 425,-. C.1.5 Austausch der Glasbausteine (Nord-Ost Fassade) Die Außenwand des Treppenhauses besteht zu größten Teil aus Glasbausteinen, die einen sehr schlechten Dämmwert besitzen (ca. 3,50 W/m 2 K). Die Verluste betragen ca. 6,6%. Es wird vorgeschlagen sie durch ein Verglasungselement zu ersetzen. Der neue U-Wert der Fenster beträgt 1,4 W/m 2 K. Die Investitionskosten pro m 2 Fensterfläche liegen ca. bei 400,-, also 4.496,- insgesamt. Die Energieeinsparung beträgt pro Jahr ca kwh. Das entspricht einer Kosteneinsparung von ca. 276,-. C.1.6 Austausch der Eingangstür (Nord-Ost Fassade) Auch die Eingangstür sollte dem Standard der verbesserten Gebäudehülle entsprechen und daher ausgetauscht werden. Der neue U-Wert der Tür beträgt 1,5 W/m 2 K. Die Investitionskosten pro m 2 Türfläche liegen ca. bei 500,-, also 1.130,- insgesamt. Die Energieeinsparung beträgt pro Jahr ca. 130 kwh. Das entspricht einer Kosteneinsparung von ca. 8,-. Auch diese drei Maßnahmen wurde im Folgenden in der zweiten Maßnahme +Fenster+Glasbausteine+Tür zusammengefasst. Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 24 von 50

26 C.1.7 Dämmung der obersten Geschossdecke Die Verluste über die Decken zu ungedämmten Dachräumen oberhalb liegen bei 11,50 %. Bisher ist die Decke mit 4 cm Styropor gedämmt, was lose auf den Estrich gelegt wurde. Die alte Dämmung sollte entfernt und mit einer neuen, höherwertigen Dämmung von 12 cm der Wärmeleitfähigkeitsgruppe 040 versehen werden. Verbundelemente aus einer Wärmedämmung mit aufkaschierter Holzspanoder Gipsfaserplatte können zum Einsatz kommen. Sie lassen sich schnell und einfach auf dem mit einer Dampfbremse vorbereiteten Boden auslegen. Es entsteht eine robuste begehbare Oberfläche, ohne das die Kosten für einen kompletten Fußbodenaufbau anfallen. Das hat Vorteile, wenn der Bauherr auf absehbare Zeit keinen Dachgeschossausbau zu Wohnzwecken ausführen möchte. Laut EnEV besteht für nicht begehbare, aber zugängliche oberste Geschossdecken beheizter Räume (Raumhöhe < 1,80 m) eine Nachrüstpflicht auf 0,30 W/m 2 K bis zum Der neue U-Wert der Decke beträgt 0,30 W/m 2 K. Die Investitionskosten pro m 2 Decke werden bei ca. 35,- liegen, die Gesamtkosten also bei ca ,-. Die Energieeinsparung beträgt pro Jahr ca kwh. Das entspricht einer Kosteneinsparung von ca. 295,-. Diese Maßnahme kann ebenfalls leicht in Eigenleistung durchgeführt werden. C.1.8 Dämmung der Kellerdecken Die Verluste über die Decken zu unbeheizten Räumen unterhalb liegen bei 5,8 %. Die Kellerdecken können von unten mit einer Dämmschicht von 6 cm der Wärmeleitfähigkeitsgruppe 035 versehen werden. Die Dämmstoffplatten werden an die Unterseite der Kellerdecke fugenfrei geklebt oder gedübelt. Als Dämmstoff werden Polystyrol-Hartschaumplatten verwendet. Der neue U-Wert der Kellerdecke beträgt 0,34 W/m 2 K. Beim Anbringen der Dämmstoffplatten sollte auf eine fugenfreie Verlegung geachtet werden. Bei zweilagiger Verlegung können auch Flächen, unter denen Leitungen verlegt sind, leichter nachträglich gedämmt werden. Die Maßnahme verändert die Höhe der Kellerräume. Zugänge müssen eventuell angepasst werden. Die Investitionskosten pro m 2 Kellerdecke werden bei ca. 15,- liegen, die Gesamtkosten also bei ca ,-. Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 25 von 50

27 Die Energieeinsparung beträgt pro Jahr ca kwh. Das entspricht einer Kosteneinsparung von ca. 123,-. Diese Maßnahme kann leicht in Eigenleistung durchgeführt werden, was die Investitionskosten senken und die Wirtschaftlichkeit steigern wird. Die letzten zwei Maßnahmen wurde im Folgenden in der dritten Maßnahme +obere Geschossdecke+Kellerdecke zusammengefasst. C.2 Erhöhung der Dämmung nach KfW Mindestanforderungen Weiterhin könnte diese Maßnahme ebenfalls im Zusammenhang mit der KfW- Förderung (CO 2 -Gebäudesanierungsprogramm) interessant werden, da hier ebenfalls Zuschüsse für die Gesamtinvestitionen gewährt werden (5% für eine Einhaltung der EnEV, 12,5% für eine Unterschreitung dieser Anforderungen um 30%). Vorgeschrieben werden dann aber auch Dämmstärken, die höher liegen, als die bisher vorgeschlagenen. Die Dämmung müsste wie folgt verbessert werden: Außenwände: 14 cm, WLFG 035 (5%);20cm, WLFG 030(12,5%) Garagenwände: 9cm, WLFG 030 (5%); 12cm, WLFG 030 (12,5%) Fenster: 1,3 W/m 2 K Kellerdecke: 8 cm, WLFG 025 (5%, 12,5%); oberste Geschossdecke: 24 cm, WLFG 035 (5%, 12,5%); Im Vergleich zu den bisher vorgeschlagenen Dämmmaßnahmen können jährliche Energiekosteneinsparungen von 260,- bis 340,- gemacht werden. Der Mehrkostenaufwand beträgt ca ,-. Ein Tilgungszuschuss von 12,5% auf die Gesamtinvestition wäre möglich. So könnten die tatsächlichen Mehrkosten auf ca ,- reduziert werden. C.3 Erneuerung Heizungsanlage und Warmwasser-Erzeugung Wenn man davon ausgeht, dass die oben genannten Dämmmaßnahmen zur Ausführung kommen und man beachtet, dass die Heizungsanlage schon 22 Jahre alt ist (Brenner 4 Jahre) und außerdem die Abgasverluste (9 %) und die Abgastemperatur (218 C) im höheren Bereich liegen (und sich im Vergleich zum letzten Jahr um 1%, bzw. 28 C erhöht haben), erscheint es sinnvoll, mittelfristig über den Austausch der Heizungsanlage nachzudenken. Weiterhin ist nach Berechnen der Heizlast (ca. 23 kw) schon im IST-Zustand eine Überdimensionierung festgestellt worden. Nach einer erneuten Heizlastberechnung mit verbesserten U-Werten der Gebäudehülle ergibt sich eine notwendige Kesselnennleistung von ca. 11 kw. Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 26 von 50

28 C.3.1 Öl Brennwert Kessel / Gas Brennwert - Kessel Bei der Brennwert Technik wird im Gegensatz zur Niedertemperatur-Technik die im Wasserdampf des Abgases enthaltene Energie durch Kondensation nutzbar gemacht. Deshalb werden mit 95% bis über 100% wesentlich höhere Nutzungsgrade als bei NT-Kesseln (89%) erreicht. Dies verringert ebenfalls die Abgasverluste und reduziert die Emissionen. Ausschlaggebend für den Energieanteil, der durch die Kondensation nutzbar gemacht wird, ist das Verhältnis vom oberen zum unteren Heizwert des Energieträgers. Aus diesem Grund ist die Verwendung der Brennwert-Technik besonders im Zusammenhang mit dem Energieträger Gas interessant. Gas Öl Unterer Heizwert 8,8 10,4 kwh/m 3 10,0 kwh/l Oberer Heizwert 9,8 11,5 kwh/m 3 10,6 kwh/l Da außerdem Erdöl 10 x mehr Schwefel enthält als Ergas, ist das Kondensat um einiges saurer (Schwefelsäure) und muss in jedem Fall neutralisiert werden. Dennoch werden von fast allen großen Firmen auch Öl-Brennwert-Kessel angeboten. In der Regel kann bei einer nachträglichen Umstellung von Öl auf Gas der Kessel erhalten bleiben und nur der Brenner ausgetauscht werden. BW-Kessel sollten mit einer witterungsgeführten Regelung ausgestattet sein. Ein hydraulischer Abgleich des Rohrnetzes und der Einsatz einer geregelten Umwälzpumpe (weniger Pumpenstrom und Strömungsgeräusche an Ventilen) wird empfohlen. In allen Räumen sollten durch Thermostatventile zum Einsatz kommen. Bei sämtlichen Verteilungsleitungen sollte die Dämmung nach EnEV ergänzt werden. (siehe auch C.4) Bei der Installation eines BW-Kessels sind weiterhin folgende Punkte zu beachten: - der Kessel sollte raumluftunabhängig arbeiten (Zuluft- und Abgasführung über ein LAS-System) - Einbau einer gasdichten und korrosionsbeständigen Abgasleitung - Überprüfen des vorhanden Schornsteins auf das neue Heizsystem wegen niedrigerer Abgastemperaturen (Kontaktieren des örtlichen Schornsteinfegers erforderlich) - Niedrige Auslegung der Heizung (unter 70 C/50 C) bei Fußbodenheizung (40 C/30 C) - Einbeziehen der Warmwasserbereitung über einen Warmwasserspeicher Die Investitionskosten eines Gas-Brennwert-Kessels fallen wegen des notwenigen Neuanschlusses etwas höher aus, als die eines Öl-Brennwert- Kessels: Öl ca ,- Gas ca ,- Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 27 von 50

29 Die Energieeinsparung beträgt bei beiden Energieträgern kwh/a. Das entspricht einer Kosteneinsparung von 770,- (Öl) oder 690,- (Gas). Die Anlagenaufwandszahl bei einem Brennwertkessel beträgt 1,45. Die Emissionen sinken um folgende Werte: IST-Zustand Öl Gas SO 2 52,22 kg/a 15,73 kg/a - 70 % 0,58 kg/a - 99 % NO X 18,63 kg/a 5,64 kg/a - 70 % 2,86 kg/a - 84 % Staub 0,64 kg/a 0,20 kg/a - 69 % 0,04 kg/a - 94 % CO ,70 kg/a 7.837,90 kg/a - 70 % 6.320,50 kg/a - 76 % Dabei wird deutlich, dass die Verwendung von Erdgas vor allem unter dem ökologischen Aspekt sinnvoll ist. In manchen Städten gibt es jedoch Förderprogramme, die den Wechsel des Energieträgers zum Erdgas hin unterstützen. (siehe auch Abschnitt D) Diese Maßnahme könnte im Zusammenhang mit der KfW-Förderung (CO 2 - Gebäudesanierungsprogramm) interessant werden, da hier ebenfalls Zuschüsse für die Gesamtinvestitionen gewährt werden (5% für eine Einhaltung der EnEV, 12,5% für eine Unterschreitung dieser Anforderungen um 30%). Vorgeschrieben werden dann aber auch Dämmstärken, die höher liegen, als die bisher vorgeschlagenen. C.3.2 Niedertemperatur-Öl-Heizkessel Alternativ zur Brennwert-Technik kann der alte Heizkessel auch durch einen modernen Niedertemperaturkessel ersetzt werden. Diese erreichen Jahresnutzungsgrade von 90 bis 95 %. Der NT-Kessel passt seine Temperatur dem Bedarf an, indem sie in Abhängigkeit von der Außentemperatur zwischen 75 C und 45 C geregelt wird. Dadurch werden die Kesselverluste an Tagen mit geringem Heizwärmebedarf erheblich verringert. Ein hydraulischer Abgleich des Rohrnetzes und der Einsatz einer geregelten Umwälzpumpe wird wie beim BW-Kessel ebenfalls empfohlen. Die Heizungsventile sollten durch Thermostatventile ersetzt werden. Bei sämtlichen Verteilungsleitungen sollte die Dämmung ergänzt werden. (siehe auch C.4) Bei der Installation eines NT-Kessels sind weiterhin folgende Punkte zu beachten: - Überprüfen des vorhanden Schornsteins auf das neue Heizsystem wegen niedrigerer Abgastemperaturen (Kontaktieren des örtlichen Schornsteinfegers erforderlich) Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 28 von 50

30 - Auslegung der Heizung auf 70 C Vorlauf /50 C Rücklauf - Als Brenner sollte ein Blaubrenner (Raketenbrenner) zum Einsatz kommen, da dieser die niedrigsten Schadstoffemissionen verursacht - Einbeziehen der Warmwasserbereitung über einen Warmwasserspeicher - Die Investitionskosten liegen bei ca ,-. Die Energieeinsparung beträgt ca kwh/a. Das entspricht einer Kosteneinsparung von 547,-. Die Anlagenaufwandszahl bei einem neuen Öl-Niedertemperaturkessel beträgt 1,69. Die Emissionen sinken um folgende Werte: IST-Zustand NT-Kessel SO 2 52,22 kg/a 18,26 kg/a - 65 % NO X 18,63 kg/a 6,56 kg/a - 65 % Staub 0,64 kg/a 0,24 kg/a - 63 % CO ,70 kg/a 9.108,90 kg/a - 65 % C.3.3 Warmwassererzeugung Die Verwendung eines indirekt beheizten Warmwasserspeichers mit Wärmetauscher soll beibehalten werden. Die Größe mit 160l entspricht ungefähr dem Standard bei ZFH mit 2 Bädern. Bei einem Austausch fallen Investitionskosten für einen konventionellen Speicher von ca ,- an. Einen erheblichen Verlust stellt die Zirkulationsleitung dar. Falls auf sie verzichtet werden könnte, werden im Vergleich zum Ist-Zustand schon kwh/a Energie eingespart, was einer Kosteneinsparung von ca. 353,- entspricht. Ebenfalls sollten alle Leitungen nach EnEV gedämmt werden. (siehe Abschnitt C.4) C.3.4 solare Warmwassererzeugung Alternativ kann eine Solaranlage zur Unterstützung der Warmwasserbereitung eingesetzt werden. Das Gebäude ist zu einer Seite nach Südwesten orientiert Die Kollektoranlage könnte auf dem Dach (ca. 25 ) installiert werden. Eine Fläche von 5m 2 6m 2 mit Flachkollektoren ausgestattet, sowie ein Solarspeicher mit 300l Inhalt können den erforderlichen Bedarf zu ca. 60 % decken. Ziel ist eine kleinstmögliche Kollektordimensionierung ohne Nachheizung in den Sommermonaten. Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 29 von 50

31 Faustformel zur Dimensionierung der Kollektorfläche: Globalstrahlung Bonn kwh/m 2 a (12 mon/a x 800 kwh/monat) / kwh/ m 2 a = 9,60 m 2 > 100% 9,60 m 2 x 0,60 = 5,76 m 2 Als Speicher sollte ein spezieller Solarspeicher zum Einsatz kommen der sich vor allem durch folgende Eigenschaften auszeichnet: Schlankheit (gute Wärmeschichtung), Prallplatte am Kaltwassereintritt (Verhinderung der Verwirbelung der Schichten), Warmwasserentnahme nach unten, optimal positionierte Fühler und Wärmetauscher sowie eine hervorragende Rundumdämmung (min 10 cm). Das Rohrnetz muss ebenfalls überdurchschnittlich gut gedämmt sein. Ein Temperaturdifferenzregler mit Wärmemengenmessung und ein angepasste Pumpe sind ebenfalls Voraussetzungen für den effektiven Betrieb einer thermischen Solaranlage. In jedem Falle ist ein Solaranlagenbauer zu Rate zu ziehen, der die örtlichen Gegebenheiten untersucht. Unter Umständen muss auch die Tragfähigkeit des Daches nachgewiesen werden. Die Energieeinsparung beträgt ca kwh/a, die Kosteneinsparung ca. 190,- bei einem Solaranlagenbetrieb mit einem Gas Brennwertkessel. Die Anlagenaufwandszahl beträgt 1,24. Die Energieeinsparung beträgt ca kwh/a, die Kosteneinsparung ca. 207,- bei einem Solaranlagenbetrieb mit einem Holzpelletkessel Die Anlagenaufwandszahl beträgt 0,45 (!). Die Investitionskosten für die Anlage betragen beim nachträglichen Einbau ca ,-. Es können derzeit ca. 100,- Fördergelder pro m 2 Kollektorfläche beantragt werden. Auch die Stadt Bonn fördert den Bau von Solaranlagen. (siehe auch Abschnitt D) Es ergeben sich voraussichtliche Mehrkosten von 3.900,- für die Errichtung der Solaranlage mit neuem Wasserspeicher (4.500, ,- Förderung). C.3.5 Wechsel zum Energieträger Holz In Anbetracht der enormen Preissteigerungen und -schwankungen bei Erdöl und Erdgas sowie der hohen Umweltbelastung durch den Verbrauch fossiler Brennstoffe, sollten auch alternative Energieträger, wie der nachwachsende Rohstoff Holz (hier Holzpellets) untersucht werden. Der Preis für Holzpellets ist nun nach der Preissteigerung 2006 wieder stark gefallen und stabiler (0,045 /kwh). Die Wartungskosten- und Instandhaltungskosten liegen aber noch deutlich höher als bei herkömmlichen Heizungsanlagen. Holzpellets bieten einen hohen Bedienungskomfort mit guten ökologischen Eigenschaften. Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 30 von 50

32 Pellets (zylindrische Presslinge aus Hobel- oder Sägespänen mit einem hohen Heizwert) ist ein genormter Brennstoff, der eine gleich bleibende Verbrennung garantiert. Es sind keinerlei Zusatzstoffe enthalten. Die Mehrzahl der deutschen Pellethersteller ist im Süden angesiedelt. Durch Verarbeitung und Transport entstehen auch hier Umweltbelastungen, doch sie sind im Verhältnis zu anderen Energieträgern gering, wie folgende Auflistung der äquivalenten CO2-Emissionen zeigt: Scheitholz 20 g/kwh Holzpellets 70 g/kwh Heizöl 297 g/kwh Erdgas 232 g/kwh Strom 661 g/kwh Pelletkessel erreichen Wirkungsgrade von 89% - 92%, was durch eine vollautomatische Zündung und eine Verbrennungssteuerung erreicht wird. Für die Bevorratung der Pellets ist ein Lagerraum von ca.3-4-m 2 notwendig. Die Pellets können mittels einer Schnecke vollautomatisch aus dem Lagerraum in den Kessel transportiert werden. Der Lagerraum muss an einer Außenwand liegen (Anlieferung) und auch brandschutztechnisch vom Heizraum getrennt sein. Pellets sollten immer DINplus geprüfte Qualität haben oder die ÖNORM erfüllen. Für die Planung solcher verhältnismäßig neuartigen Anlagen ist in jedem Falle ein Fachmann hinzuzuziehen. Die Investitionskosten sind etwa doppelt so hoch wie bei herkömmlichen Heizungsanlagen. Hier also ca ,-. Durch Förderprogramme des Bundes oder Landes können die Kosten teilweise um 15% gesenkt werden. Voraussetzung ist hierbei die Mindestanforderungen der EnEV an Neubauten bezüglich des Jahresprimärenergiebedarfs einzuhalten und eine Solaranlage zur Warmwasserbereitung zu installieren. Allerdings ist dies immer aktuell zu prüfen, da sich die Programme und ihre Förderbedingungen häufig verändern. (siehe Fördermittel Abschnitt D). Eine Förderung von 15% vorausgesetzt, beträgt die Investition für den Holzpelletkessel ,-. Da es sich beim Holzpelletkessel um einen Standardkessel mit fest eingestellter Kesseltemperatur handelt, ist der Heizenergiebedarf an sich höher als der eines NT-Kessels oder eines Brennwert-Kessels. Die Energieeinsparung (ohne Solaranlage) beträgt kwh/a, 126,-. Die Energieeinsparung (mit Solaranlage) beträgt kwh/a, 333,-. Der Primärenergiebedarf (- 91%), und damit die Anlagenaufwandszahl (0,45 bei solarer Warmwassererwärmung) sinkt selbstverständlich enorm. Der ökologische Vorteil der Pelletanlagen gegenüber fossilen Brennstoffen liegt vor allem im niedrigen CO 2 Ausstoß (hier 90%), der entscheidend für die Verringerung des Treibhauseffektes verantwortlich ist, und dem geringen Transportrisiko (Umweltbelastungen bei Unfällen). Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 31 von 50

33 C.4 sonstige Maßnahmen Dämmung der wärmeführenden Rohrleitungen Die zu verlegenden Rohrleitungen sollten mindestens entsprechend der Energieeinsparverordnung gedämmt werden: Mindestdämmstärken für Wärmeverteilleitungen Nennweite (NW) der Rohrleitungen / Armaturen in mm Mindestdicke der Dämmschicht, bezogen auf eine Wärmeleitfähigkeit von 0,035 W / mk Volle Anforderung Mindestdicke der Dämmschicht, bezogen auf eine Wärmeleitfähigkeit von 0,035 W /mk Eingeschränkte Anforderung bis NW mm 10 mm ab NW 22 bis NW mm 15 mm ab NW 35 bis NW 100 gleich NW gleich 1/2 NW über NW mm 50 mm Die eingeschränkten Anforderungen gelten für Leitungen und Armaturen in Wand- und Deckendurchbrüchen, im Kreuzungsbereich von Rohrleitungen, an Rohrleitungsverbindungsstellen, bei zentralen Rohrverteilern, Heizkörperanschlussleitungen von nicht mehr als 8 m Länge. Seit dem gilt für alle Anlagen diese Nachrüstverpflichtung. (Ausnahme: EFH und ZFH, die vom Eigentümer seit dem 1.Februar 2002 und zum Stichtag noch immer bewohnt werden.) Wartung Heizung Durch eine regelmäßige Wartung und Reinigung der Heizanlage (jährlich) wird eine lange Lebensdauer sowie der optimale Verbrauch der Heizungsanlage garantiert. Besonders bei Ölheizungen können Rußpartikel an den Kesselflächen den Wirkungsgrad der Anlage erheblich vermindern. Ein Wartungsvertrag mit einer Heizungsfirma ist deshalb dringend zu empfehlen. Entlüftung der Rohrleitungen Zu Beginn und Ende der Heizsaison sollte der Wasserdruck im Leitungssystem geprüft und gegebenenfalls die Heizkörper entlüftet oder mit Wasser nachgefüllt werden. Abgleich des Rohrnetz. Da das Heizungswasser bestrebt ist, den Weg des geringsten Widerstandes zu gehen sollte ein Heizungsnetz abgeglichen werden. Ein nicht abgeglichenes Rohrnetz führt z.b. dazu, dass wenn auf dem Gäste-WC das Fenster aufsteht das Thermostatventil voll öffnet und der größte Teil des Heizungswassers durch diesen einen kleinen Heizkörper rauscht. Dies führt dazu, dass weiter entfernte Heizkörper zu wenig Wasser abbekommen. Als Folge wird dann häufig die Leistung der Umwälzpumpe erhöht damit wieder alle Heizkörper ausreichend warm werden. Sie führt jedoch zu einem unnötig hohen Stromverbrauch für die Umwälzpumpe und zu einer unnötig kleinen und für den Betrieb nicht sinnvollen Temperaturdifferenz am Kessel. Dipl.-Ing. Cordula Volk office03, Zechenstraße 11, Köln Seite 32 von 50