Energieeinsparverordnung und Energiekonzepte mit Zukunft

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2 1 Energieeinsparverordnung und Energiekonzepte mit Zukunft Prof. Dr.-Ing. Hochschule Ostwestfalen-Lippe

3 2 Hintergründe Relevante Gesetze und Verordnungen Übersicht Änderungen EnEV 2014 Grundlagen Wohngebäude WG Nichtwohngebäude NWG EnEV Nachweisverfahren Strom aus erneuerbaren Energien Ausnahmen Energieausweis Beispiel Fazit

4 3 Europäische Energiepolitik EU-Ziele 2030 Plan EU Kommission: 40% CO2 Reduktion EU-Ziele % CO 2 Reduktion 20% Effizienzsteigerung 20% Anteil erneuerbare Energien Umsetzung EU Directive for the energy performance of buildings EPBD Directive for the Ecodesign of energy relevant products ErP Directive for the promotion of renewable energies for heating and cooling RES Energy Efficency of Buildings Energy Efficency of energy relevant products Use of renewable energies in Europe Implementation in Germany Umsetzung D Energieeinsparverordnung ENEV Energieverbrauchs-relevante- Produkte Gesetz EVPG und Energielabel Erneuerbare-Energien- Wärmegesetz EEWärmeG

5 4 Zielsetzung im Energiekonzept 2010 der Bundesregierung Quelle: Bundesregierung

6 5 Struktur der Bruttostromerzeugung und Wärmebereitstellung Quelle: BMU Leitstudie 2011

7 6 Entwicklung Mindestanforderungen Primärenergiebedarf

8 7 Hintergründe Relevante Gesetze und Verordnungen Übersicht Änderungen EnEV 2014 Grundlagen Wohngebäude WG Nichtwohngebäude NWG EnEV Nachweisverfahren Strom aus erneuerbaren Energien Ausnahmen Energieausweis Beispiel Fazit

9 8 Ökodesign und Energielabel

10 9 EPBD, Gebäuderichtlinie 2010/31/EU Am in Kraft getreten Umsetzung der Vorgaben bis (+ 6Monate) ENEV 2014 Festlegung von Mindestanforderungen an die Gesamtenergieeffizienz Neubau und Renovierung Altbau Neue Gebäude: Überprüfung zum Einsatz von: a) dezentralen Energieversorgungssystemen basierend auf EE b) Kraft-Wärme-Kopplung c) Fern-/Nahwärme oder Fern-/Nahkälte insbesondere (auch teilweise) aus EE d) Wärmepumpen Ab Niedrigstenergiegebäude, für Behörden als Eigentümer ab

11 10 EEWärmeG, Erneuerbare-Energien-Wärme-Gesetz Nutzungspflicht für erneuerbare Energie im Neubau 50 m² Anforderung: Deckung des Wärmeenergiebedarfs 15% durch Solar oder 30% durch Biogas (und KWK) oder 50% durch feste oder flüssige Biomasse 50% Geothermie oder Umweltwärme Ersatzmaßnahmen 50% Abwärmenutzung 50% KWK Unterschreitung der EnEV-Anforderungen um 15% Nah- oder Fernwärme (wesentlicher Anteil EE oder 50% KWK oder 50% Abwärme) Kombinationen sind zulässig

12 11 EEWärmeG und Nutzungspflicht im Bestandsgebäude Keine generellen Anforderungen an Bestand im Bundesgesetz Ausnahme: Vorbildfunktion öffentlicher Gebäude bei grundlegender Renovierung ( innerhalb von 2 Jahren Heizkessel austauschen oder auf einen anderen fossilen Energieträger umstellen und mehr als 20% der Oberfläche der Gebäudehülle renovieren) Länderspezifische Anforderungen sind zulässig

13 12 Keine Nutzungspflicht für grundlegend renovierte öffentliche Gebäude bei Widerspruch zum Denkmalschutz wenn Maßnahmen technisch nicht möglich sind wenn unangemessener Aufwand oder unbillige Härte auftreten (Maßnahmen sind unwirtschaftlich) wenn die besitzende Gemeinde überschuldet ist

14 13 Erfüllung des EEWärmeG bei grundlegender Renovierung Solarthermie Feste Biomasse Geothermie mit Wärmepumpen Wärmerückgewinnung Fernwärme BHKW EnEV -15% Meist schwierig, da geringer Warmwasserbedarf und Deckungsanteil 15% schwer zu erreichen ist Möglich, aber Brennstoffbevorratung, Investkosten, Wartung, Teillast Möglich, Erreichbarkeit geforderter Arbeitszahl bei hohen Temperaturniveau (Radiatoren - FBH)? Wärmequelle? Sofern RLT-Anlagen vorhanden möglich, jedoch 50% Deckungsanteil häufig nicht erreichbar Einfachste Möglichkeit, wenn Netz mit KWK oder Erneuerbarer Energie, sonst schwierig Wirtschaftlichkeit oft nur bei Grundlastbetrieb, vergleichsweise hoher geforderter Deckungsanteil Bei geplanter Komplettsanierung realisierbar, mit EnEV 2016 schwieriger

15 14 Hintergründe Relevante Gesetze und Verordnungen Übersicht Änderungen EnEV 2014 Grundlagen Wohngebäude WG Nichtwohngebäude NWG EnEV Nachweisverfahren Strom aus erneuerbaren Energien Ausnahmen Energieausweis Beispiel Fazit

16 15 Wesentliche Änderungen der EnEV 2014 Verschärfung der Anforderungen im Neubau ab um 25% (Primärenergie) bzw. ca. 20% (Wärmeschutz) Primärenergie-Kennwert bei allen Ausweisen, Anpassung der Skalierungen, Angabe zum Anteil Erneuerbarer Energien, Einführung von Energieeffizienzklassen auf Basis Endenergie Kontrollsystem für ausgestellte Energieausweise und Inspektionsberichte von Klimaanlagen Verweis auf neue DIN V 18599:2011 und neue Klimadaten, Referenzstandort Potsdam Verbesserte Berechnung zum sommerlicher Wärmeschutz (neue DIN ) Einführung eines zusätzlichen vereinfachten Verfahrens für Wohngebäude durch Bekanntmachung im Bundesanzeiger 15

17 16 Wesentliche Änderungen der EnEV 2014 Neuer Primärenergiefaktor für Strom: ab : 2,4; ab : 1,8 Erweiterte Austauschverpflichtung für alte Standard-Heizkessel (Jahrgänge älter als 1985 bzw. älter als 30 Jahre) Erweiterung der Pflicht zum Aushang von Ausweisen auf größere nicht behördliche Gebäude mit starkem Publikumsverkehr und kleine öffentliche Gebäude (>500 m², ab 07/2015 >250 m²) Keine Verschärfung der Anforderungen bei Bestandssanierung Keine Verschärfung der Anforderungen bei Raumhöhe >4m Keine Verschärfung der Anforderungen bei dezentralen Gas- und Warmluftheizungen Keine Definition Niedrigstenergiegebäude 16

18 17 Hintergründe Relevante Gesetze und Verordnungen Übersicht Änderungen EnEV 2014 Grundlagen Wohngebäude WG Nichtwohngebäude NWG EnEV Nachweisverfahren Strom aus erneuerbaren Energien Ausnahmen Energieausweis Beispiel Fazit

19 18 ENEV Hauptanforderungsgröße: Jahresprimärenergiebedarf Gewinnung Umwandlung Verteilung Primärenergiefaktor f P

20 19 Primärenergiefaktoren Primärenergiefaktor Gesamt = Erneuerbar + Nicht erneuerbar Erdgas 1,1 = 0,0 + 1,1 Heizöl 1,1 = 0,0 + 1,1 Umweltenergie 1,0 = 1,0 + 0,0 Primärenergiefaktor Strom Entwicklung ENEV Strommix ENEV 2014 ab ,4 ENEV 2014 ab ,8 Verdrängungsstrommix nach DIN V ab ,8 Damit vereinfachte Erfüllungen der Anforderungen an den Jahresprimärenergiebedarf

21 20 Referenzgebäudeverfahren der EnEV Geplantes Gebäude Gebäudeentwurf Geometrie, Abmessungen Bauteile Ausrichtung Nutzung Geplantes Gebäude Berechnung Q P, geplant Geplante Ausführung Wärmeschutz Anlagentechnik Berechnung Q P, Referenz Technische Ausführung nach Referenztabelle Wärmeschutz Anlagentechnik Referenzgebäude Das Referenzgebäude ist mit gleicher Geometrie, Gebäudenutzfläche und Ausrichtung wie das geplante Gebäude zu berechnen. Die Vorgaben für die Wärmedurchgangskoeffizenten sind einzuhalten.

22 21 Referenzgebäude WG Dach U = 0,20 W/(m²K) zentrale Abluftanlage Thermische Solaranlage (TWW) Flachkollektor Außenwand U = 0,28 W/(m²K) ΔU WB = 0,05 W/(m² K) Außentüren U= 1,8 W/(m²K) Kellerwand U = 0,35 W/(m²K) Fenster U = 1,3 W/(m²K), g = 0,6 Bodenplatte/ Kellerdecke U = 0,35 W/(m²K) Brennwerttechnik 55/45 C mit TWW Bereitung

23 22 Primärenergieanforderungen EnEV 2014 bis Geplantes Gebäude Geplantes Gebäude Referenzgebäude Gebäudeentwurf Berechnung Q P, geplant Berechnung Q P, Referenz Primärenergiebedarf Q P, max = Q P, geplant Q P, Referenz

24 23 Primärenergieanforderungen EnEV 2014 ab Geplantes Gebäude Geplantes Gebäude Referenzgebäude Gebäudeentwurf Berechnung Q P, geplant Berechnung Q P, Referenz Primärenergiebedarf Q P, max = Q P, geplant 0,75 * Q P, Referenz

25 24 Primärenergieanforderungen EnEV 2014 ab Einstufige Verschärfung ab um 25% gegenüber Stand ENEV 2009 Primärenergiebedarf Q P, max = Q P, geplant 0,75 * Q P, Referenz Zusätzliche Einflüsse: Veränderte Klimadaten, Referenzklima ist Potsdam Geringerer Primärenergiefaktor Strom Verweis auf neue DIN V 18599:2011 Präzisierung Sommerlicher Wärmeschutz nach neuer DIN

26 25 Hintergründe Relevante Gesetze und Verordnungen Übersicht Änderungen EnEV 2014 Grundlagen Wohngebäude WG Nichtwohngebäude NWG EnEV Nachweisverfahren Strom aus erneuerbaren Energien Ausnahmen Energieausweis Beispiel Fazit

27 26 Höchstwerte des spezifischen Transmissionswärmeverlusts bei WG Bis : Die Höchstwerte der Tabelle dürfen nicht überschritten werden H T,Wohngebäude H T,max Ab : Das 1,0fache des entsprechenden Wertes des jeweiligen Referenzgebäudes und die Höchstwerte der Tabelle dürfen nicht überschritten werden. H T,Wohngebäude 1,0 x H T,Referenz H T,max

28 27 Hintergründe Relevante Gesetze und Verordnungen Übersicht Änderungen EnEV 2014 Grundlagen Wohngebäude WG Nichtwohngebäude NWG EnEV Nachweisverfahren Strom aus erneuerbaren Energien Ausnahmen Energieausweis Beispiel Fazit

29 28 NWG Referenzgebäude EnEV 2014 Nichtwohngebäude (T Raum 19 C) Dach U = 0,20 W/(m²K) Außenwand U = 0,28 W/(m²K) Kellerwand U = 0,35 W/(m²K) Kellerdecke U = 0,35 W/(m²K) (Keller unbeheizt) Fenster U = 1,3 W/(m²K), g = 0,6 Brennwerttechnik 55/45 C Klima- und Kältetechnik (Referenz in Abhängigkeit vom eingesetzten System) Thermische Solaranlage (bei hohem TWW-Bedarf) Beleuchtung direkt/indirekt; Präsenzmelder Konstantlichtregelung

30 29 Nichtwohngebäude (T Raum 19 C) Maximalwerte für Bauteilgruppen über gemittelte Wärmedurchgangskoeffizienten (Ū-Wert) Damit ab 2016: Reduzierung um ca. 20% Bauteil bis ab Opake Außenbauteile Ū = 0,35 W/(m 2 K) Ū = 0,28 W/(m 2 K) Transparente Außenbauteile Ū = 1,9 W/(m 2 K) Ū = 1,5 W/(m 2 K) Vorhangfassaden Ū = 1,9 W/(m 2 K) Ū = 1,5 W/(m 2 K) Glasdächer, Lichtbänder, Lichtkuppeln Ū = 3,1 W/(m 2 K) Ū = 2,5 W/(m 2 K)

31 30 Zonierungsgebot für Nichtwohngebäude in der EnEV 2014 Bei Flächen mit unterschiedlicher Nutzung technischer Ausstattung innerer Lasten Versorgung mit Tageslicht ist das Gebäude in Zonen zu unterteilen. Details sind in den entsprechenden Abschnitten der DIN V geregelt. Bildquelle: Energieagentur NRW

32 31 NWG vereinfachtes Rechenverfahren Ein-Zonen-Modell Das vereinfachte Verfahren gilt für: Bürogebäude (ggf. mit Verkaufseinrichtung, Gewerbebetrieb oder Gaststätte) Gebäude des Groß- und Einzelhandels und Gewerbebetriebe mit max m² Nettogrundfläche, wenn neben der Hauptnutzung nur Büro-, Lager-, Sanitär- oder Verkehrsflächen vorhanden sind Schulen, Turnhallen, Kindertagesstätten und ähnliche Einrichtungen Beherbergungsstätten ohne Schwimmhalle, Sauna oder Wellnessbereich Bibliotheken

33 32 NWG vereinfachtes Rechenverfahren Ein-Zonen-Modell Ermittlung des Jahres-Primärenergiebedarfs für Nichtwohngebäude im Neubau und Baubestand mit dem Ein-Zonen-Modell, Bedingungen: 2/3 der Nettogrundfläche entfallen auf Hauptnutzung oder sind Verkehrsflächen Beheizung und Warmwasserbereitung überall auf dieselbe Art Gebäude wird nicht gekühlt Beleuchtung von höchstens 10% der Nettogrundfläche durch Glühlampen, Halogenlampen oder Beleuchtungsart indirekt Keine raumlufttechnischen Anlagen außerhalb der Hauptnutzung, deren spezifische Ventilatorleistung die Werte der Referenzausstattung überschreiten

34 33 Hintergründe Relevante Gesetze und Verordnungen Übersicht Änderungen EnEV 2014 Grundlagen Wohngebäude WG Nichtwohngebäude NWG EnEV Nachweisverfahren Strom aus erneuerbaren Energien Ausnahmen Energieausweis Beispiel Fazit

35 34 Zulässige Nachweisverfahren nach EnEV 2014 DIN V 18599: DIN V , DIN V Modellgebäudeverfahren Wohngebäude / Nichtwohngebäude Wohngebäude ohne Kühlung Erforderlicher Nachweis: Jahresprimärenergiebedarf Q P, max und spez. Transmissionswärmeverlust H T Wohngebäude ohne Kühlung mit konkreten Ausstattungsvarianten Merkmale für Dämmung und Anlagentechnik

36 35 Modellgebäudeverfahren für nicht gekühlte Wohngebäude Das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung kann im Einvernehmen mit dem Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie für Gruppen von nicht gekühlten Wohngebäuden auf der Grundlage von Modellberechnungen bestimmte Ausstattungsvarianten beschreiben, die unter dort definierten Anwendungsvoraussetzungen die Anforderungen nach den Absätzen 1, 2 und 4 generell erfüllen, und diese im Bundesanzeiger bekannt machen. Quelle: EnEV 2014, 3 Abs. (5)

37 36 Hintergründe Relevante Gesetze und Verordnungen Übersicht Änderungen EnEV 2014 Grundlagen Wohngebäude WG Nichtwohngebäude NWG EnEV Nachweisverfahren Strom aus erneuerbaren Energien Ausnahmen Energieausweis Beispiel Fazit

38 37 Anrechnung von Strom aus erneuerbaren Energien Strom aus erneuerbaren Energien kann vom berechneten Endenergiebedarf Strom abgezogen werden ( 5 EnEV). Damit senken PV- oder Windkraft-Anlagen den Primärenergiebedarf Q p eines Gebäudes. Bei neu zu errichtenden Gebäuden und bei Sanierungen mit wesentlichen Veränderungen Anlage muss im unmittelbaren, räumlichen Zusammenhang mit dem Gebäude stehen Strom muss vorrangig selbst genutzt werden ( 33 EEG, Absatz 2) Der Ertrag einer PV- oder Windkraft-Anlage ist mit geeigneten technischen Regeln zu berechnen. (DIN V ) PV-Strom wird vom Gesamtendenergiebedarf Strom abgezogen. Die Bilanzierung erfolgt monatsweise (DIN V 18599)

39 38 Änderungen durch die neue DIN V 18599: Neuer Teil 9: End- und Primärenergiebedarf von stromproduzierenden Anlagen Erfassung von Endenergieströmen für produzierte Energie Q f,prod Berechnungsverfahren für PV- und Wind- Ertrag Neue Primärenergiefaktoren f p für Strom (nicht erneuerbarer Anteil) Allgemeiner Strommix : 2,4 (ab 2016: 1,8) Neu: Verdrängungsstrommix : 2,8 (für eingespeisten Strom) Neue Referenzklimadaten: Referenzstandort Potsdam, neue Globalstrahlung: 1072 kwh/(m²a), bisher: 1120 kwh/(m²a) (-4%)

40 39 Monatsweise Berechnung der Primärenergiesenkung Bilanzierung von Strom nach EnEV: Nur rechnerisch ermittelter Strombedarf für Raum- Konditionierung und Warmwasser-Bereitung. Nicht für elektrische Geräte etc. Hilfsenergie Strom: Q f,aux (W f ) + Strombedarf für Raum-Konditionierung: Q f,el,(bedarf) + Strombedarf für Beleuchtung (bei NWG) Q f,l - PV-Ertrag Q f,prod = Endenergiebedarf Strom Q f,el ( 0) Primärenergiesenkung Δ Q p = Anrechenbarer PV-Strom * Primärenergiefaktor (2,4; ab 2016: 1,8)

41 kwh 40 Beispiel Strombilanz EFH, beim EnEV EFH-EnEV-Standard mit mit el. Elektro-Wärmepumpe, PV 3 kwp PV-Anlage - 30 Neigung, Süd, kristallin, hinterlüftet Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Endenergiebedarf Strom Angerechneter PV-Strom PV-Ertrag Verbleibender Strombedarf

42 41 Hintergründe Relevante Gesetze und Verordnungen Übersicht Änderungen EnEV 2014 Grundlagen Wohngebäude WG Nichtwohngebäude NWG EnEV Nachweisverfahren Strom aus erneuerbaren Energien Ausnahmen Energieausweis Beispiel Fazit

43 42 Ausnahme von der Verschärfung ab Neubau Gebäudezonen > 4m Raumhöhe Gebäudezonen mit mehr als 4 m Raumhöhe, die durch dezentrale Gebläse- oder Strahlungsheizungen beheizt werden, sind von Verschärfungen der Primärenergieanforderung ab ausgenommen

44 43 Ausnahme für Räume < 6m² mit Fußbodenheizung: keine Verpflichtung zur Einzelraumregelung Heizungstechnische Anlagen mit Wasser als Wärmeträger müssen beim Einbau in Gebäude mit selbsttätig wirkenden Einrichtungen zur raumweisen Regelung der Raumtemperatur ausgestattet werden. Nach 14 Absatz 2 sind von dieser Pflicht ausgenommen Fußbodenheizungen in Räumen mit weniger als sechs Quadratmetern Nutzfläche

45 44 Hintergründe Relevante Gesetze und Verordnungen Übersicht Änderungen EnEV 2014 Grundlagen Wohngebäude WG Nichtwohngebäude NWG EnEV Nachweisverfahren Strom aus erneuerbaren Energien Ausnahmen Energieausweis Beispiel Fazit

46 45 Energieausweise Bedarfsausweis: Grundlage: Baukonstruktion und Anlagentechnik (ingenieurtechnische Berechnung) Verbrauchsausweis: Grundlage: Tatsächlicher Verbrauch drei aufeinander folgender Jahre Beide Varianten haben eine Gültigkeit von 10 Jahren.

47 46 Registrierung und Überprüfung Registrierungssystem über DIBT (Deutsches Institut für Bautechnik) Angabe der Registriernummer, ersatzweise Antragsdatum im Energieausweis Befristete Aufbewahrungspflicht und Herausgabepflicht für Aussteller des Energieausweises Überprüfung von Ausweisen mit gelosten Registriernummern Beginn Kontrollen deutlich nach Inkrafttreten der neuen EnEV Vollzughandlung liegt in der Verantwortung der Bundesländer

48 47 Neuerungen mit der EnEV 2014 Angabe Endenergie- und Primärenergiebedarf bzw. -verbrauch Modernisierungsempfehlungen als integraler Bestandteil Effizienzklassen für Wohngebäude (A+ bis H) bezogen auf die Endenergie

49 48 Hintergründe Relevante Gesetze und Verordnungen Übersicht Änderungen EnEV 2014 Grundlagen Wohngebäude WG Nichtwohngebäude NWG EnEV Nachweisverfahren Strom aus erneuerbaren Energien Ausnahmen Energieausweis Beispiel Fazit

50 49 Beispiel Anforderungsniveau EnEV Freistehendes Einfamilienhaus, 1,5-geschossig, Vollkeller Beheiztes Volumen V e = 669,0 m³ Hüllfläche A = 455,0 m² A/Ve-Verhältnis = 0,68 m -1 Nutzfläche A N = 214,1 m² Grundfläche A G = 96 m 2

51 50 Anforderungsniveau EnEV, EFH Neubau ENEV 2009 Klimadaten DIN V : Primärenergiefaktor Strom Spez. Jahres- Primärenergiebedarf Referenzhaus ENEV 2014 Neubau bis DIN V : Klimaregion 4, Potsdam ENEV 2016 Neubau ab DIN V : Klimaregion 4, Potsdam 2,6 2,4 1,8 71,9 kwh/(m²a) 68,1 kwh/(m²a) 65,06 kwh/(m²a) Faktor 0,75 Zulässiger spez. Jahres- Primärenergiebedarf 71,9 kwh/(m²a) 68,1 kwh/(m²a) 48,8 kwh/(m²a)

52 51 Jahres-Primärenergiebedarf Einfamilienhaus EnEV bis

53 52 Jahres-Primärenergiebedarf Einfamilienhaus EnEV ab

54 53 Hintergründe Relevante Gesetze und Verordnungen Übersicht Änderungen EnEV 2014 Grundlagen Wohngebäude WG Nichtwohngebäude NWG EnEV Nachweisverfahren Strom aus erneuerbaren Energien Ausnahmen Energieausweis Beispiel Fazit

55 54 Zusammenfassung Neubau Vereinfachte Erfüllung der EnEV durch Elektro-Wärmepumpen, insbesondere ab Brennwertkessel und Solar weiterhin möglich, allerdings ab 2016 nur mit weiteren Verbesserungen wie z.b. baulicher Wärmeschutz oder Lüftung mit Wärmerückgewinnung Einkopplung von erneuerbarem Strom (PV, Windkraft) zukünftig verstärkt für hocheffiziente Gebäude Alleinige Erfüllung der zukünftigen Anforderungen durch baulichen Wärmeschutz kaum mehr realistisch Integrale Planung von baulichem Wärmeschutz und Anlagentechnik erforderlich Bestand Kaum neue Anforderungen an Bestands-Anlagen (nur Austausch von Standardkesseln älter 30 Jahre)

56 55 Quellenangaben Quellen, falls nicht gesondert angegeben, siehe VDI Fachbuch Heidemann, Kistemann, Stolbrink, Kasperkowiak, Heikrodt Integrale Planung der Gebäudetechnik Springer Vieweg, Berlin 2014