Neubauvarianten mit Infrarotbeheizung, PV und RLT

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1 Neubauvarianten mit Infrarotbeheizung, PV und RLT Die vorliegenden Varianten sollen helfen, den Einsatz von Infrarotheizsystemen im Neubau besser bewerten zu können. Problem der Infrarottechnik ist, das eine objektive Bewertung mit der Methodik der Energieeinsparverordnung derzeit nicht möglich ist. Im Moment kann die Infrarotheizung nur als elektrische Direktheizung angesetzt werden, was im EnEV-Nachweis einen sehr hohen Primärenergiebedarf zur Folge hat und somit das Berechnungsergebnis belastet. Mit einer alleinigen direktelektrischen Heizung können weder die Mindestanforderungen der EnEV noch das EEWärmeG eingehalten werden, eine Förderung der KfW ist ebenso nicht möglich. Insofern muss nach Lösungen gesucht werden, die Nachweise mit entsprechenden Anlagenkonfigurationen zu optimieren und idealerweise auch KfW-Förderungen verfügbar zu machen. Das Dokument enthält einige Beispielvarianten, welche unterschiedliche Konfigurationen von Anlagentechnik im jeweils gleichen Gebäude variiert. Bei den berechneten Gebäuden handelt es sich ausschließlich um Gebäude von Danhaus mit effizient ausgeführter Hülle. Die Beispiele sind praxisbezogen und die Ergebnisse für den Einzelfall belastbar. Im Einzelfall können grenzwertige Ergebnisse zu Abweichungen bei den Effizienniveaus führen. Für merklich abweichend geplante Gebäude oder Anlagentechniken sind die Nachweise speziell zu berechnen. Gesetzliche Mindestanforderungen Energieeinsparverordnung (EnEV) Bei der Erstellung von neuen Gebäuden müssen die Mindestanforderungen der EnEV eingehalten werden, d.h. anhand der Ausstellung eines Energieausweis muss nachgewiesen werden, dass die Anforderungswerte für den Primärenergiebedarf sowie der Transmissionswärmeverlust nach EnEV eingehalten werden. Erneuerbares Energie Wärmegesetz (EEWärmeG) Seit ist im Neubau zusätzlich das EEWärmeG einzuhalten. Im EEWärmeG wird der Einsatz Erneuerbarer Energien im Neubau von Wohn- und Nichtwohngebäuden verbindlich vorgeschrieben. Ein Teil des Wärmeenergiebedarfs soll dabei aus Erneuerbaren Energien gedeckt werden. Als Wärmeenergiebedarf gelten bei Wohn- und Nichtwohngebäuden der Energiebedarf für Heizung und Warmwasserbereitung sowie der Kühlbedarf

2 Anrechnung PV-Strom an Endenergiebedarf ( 5 EnEV) In unmittelbaren räumlichen Zusammenhang zu dem Gebäude erzeugter Strom darf von dem berechneten Endenergiebedarf des Gebäudes abgezogen werden Mindestanforderungen KfW Effizienzhausberechnung Um die Förderungen der zinsgünstigen Darlehen und Zuschüssen der KfW zu erhalten, müssen die Gebäude die Mindestanforderungen der KfW einhalten. Basis dafür ist immer die Berechnung nach EnEV und zusätzlich noch die erhöhten Anforderungen der KfW. KfW-Anforderungen für Neubau Förderungen KfW Die staatliche Förderbank KfW fördert den Neubau von Wohngebäuden in Form von zinsgünstigen Darlehen. Um KfW-Förderungen erhalten zu können, müssen die Kriterien der KfW eingehalten- und von einem entsprechend qualifizierten Energieberater bestätigt werden. Wie einführend erwähnt, gestaltet sich die Berechnung von IR-Heizsystemen bei EnEV und KfW etwas schwierig, da kein genormtes Berechnungsverfahren für diese Beheizung vorhanden ist. Somit ist die IR-Heizung als elektrische Direktheizung ohne Berücksichtigung des Strahlungsanteils zu betrachten, was rechnerisch zu einem zu hohen Primärenergieanteil führt und den EnEV-Nachweis massiv belastet. Ein Ausgleich kann durch die Anrechnung des Eigenanteils des erzeugten PV-Stroms erfolgen. Zusätzlich muss eine Reduzierung der Lüftungswärmeverluste durch den Einsatz einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung erfolgen

3 Praxisvarianten Beschreibung der Gebäude Gebäudehülle Bei den berechneten Gebäuden handelt es sich ausschließlich um Gebäude der Firma Danhaus aus Flensburg. Diese Häuser sind mit einer äußerst gut gedämmten Gebäudehülle versehen werden in Holzbauweise, vorrangig mit Klinkerfassaden versehen. Die Gründung ohne Keller erfolgt mit einer kalten Bodenplatte, die Dämmlage befindet sich im Fußbodenaufbau des Gebäudes. Bei Einsatz von Kellern gestaltet sich die Situation etwas komplexer, da bei Teil- oder Vollbeheizung des Kellers dieser in die beheizte Hülle mit einbezogen werden muss und somit auch im EnEV-Nachweis einberechnet werden muss. Da die Kellerbauteile meist nicht ganz die energetischen Qualitäten der Holzbauhülle aufweisen, belasten diese den EnEV-Nachweis entsprechend. Zudem wirken sich die Wärmebrücken, welche dort vorhanden sind zusätzlich das Gesamtergebnis. Anlagentechnik Die Beheizung der Gebäude erfolgt entweder über eine Wärmepumpe oder alternativ über eine elektrische Direktheizung in Form von Infrarotmodulen, welche von einer PV-Anlage unterstützt werden. Eine Raumbelüftung mit einer dezentralen Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung ist immer mit berücksichtigt. Die Brauchwasserbereitung erfolgt entweder über dezentrale elektrische Durchlauferhitzer oder eine im Wohnraum (z.b. Speisekammer oder Abstellraum) oder im Keller aufgestellte Brauchwasser-Wärmepumpe mit Innenluftansaugung. Das Ganze wird in den jeweiligen Varianten mit Strom von einer Photovoltaikanlage unterstützt. Varianten Die Ausarbeitung liefert belastbare Ergebnisse, welche vor allem für den Vertrieb als Unterstützung bei der Kundenberatung hilfreich sein soll. Gleichzeitig kann an dieser Stelle schon mit hoher Sicherheit eine Aussage über das Effizienzniveau und die damit verbundenen staatlichen Förderungen getroffen werden. Jedes Gebäude muss individuell ausgelegt und berechnet werden, damit ein passender Energieausweis ausgestellt werden kann und auch die korrekten Förderungen beantragt werden können. Als Basis für die Berechnung wurde ein Malmö verwendet. Die meisten Ergebnisse lassen sich auf andere Danhäuser übertragen, falls diese nicht merklich von den Abmaßen bzw. Kubatur abweichen. Bitte nur für internen Gebrauch der Fa. Danhaus verwenden!

4 Variante 1: Malmö ohne Keller mit Gründung auf ungedämmter Bodenplatte Die folgende Berechnung wurde für ein Malmö mit einer Wohneinheit in zwei Geschossen ausgeführt. Für die Gebäudehülle wurden die Standardbauteile von Danhaus verwendet. Keller ist nicht vorhanden, Gründung auf ungedämmter Bodenplatte mit Frostschürzen. Malmö ohne Keller Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Variante 5 Variante 6 Infrarotheizung Photovoltaik [kwp] 5,40 5,40 8,00 5,40 5,40 5,40 Brauchwasser- Wärmepumpe Durchlauferhitzer belüfteter Flächenanteil 100% 90% 70% 100% 90% 70% Effizienzniveau Eff40 Eff40 Eff40 Eff40 Eff40 Eff

5 Variante 2: Malmö mit teilbeheizter Vollunterkellerung Die folgende Berechnung wurde für ein Malmö mit einer Wohneinheit in zwei Geschossen ausgeführt. Für die Gebäudehülle wurden die Standardbauteile von Danhaus verwendet. Gebäude ist voll unterkellert, ein Teil des Kellers (ca. 30%) ist als beheizter Keller ausgeführt und einberechnet. Malmö mit Vollunterkellerung teilbeheizt Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Variante 5 Variante 6 Infrarotheizung Photovoltaik [kwp] 5,40 5,40 5,40 5,40 5,40 5,40 Brauchwasser- Wärmepumpe Durchlauferhitzer belüfteter Flächenanteil 100% 90% 70% 100% 90% 70% Effizienzniveau Eff55 Eff55 Eff55 Eff55 Eff55 Eff

6 Variante 3: Malmö mit Teilunterkellerung in der beheizten Hülle Die folgenden Berechnungen basieren auf einem Malmö mit einer Wohneinheit in zwei Geschossen. Für der Gebäudehülle wurden die Standardaufbauten von Danhaus verwendet. Die folgende Berechnung wurde für ein Malmö mit einer Wohneinheit in zwei Geschossen ausgeführt. Gebäude ist teilweise unterkellert, der gesamte Kellers ist als beheizt ausgeführt und einberechnet. Malmö mit Teilunterkellerung vollbeheizt Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Variante 5 Variante 6 Infrarotheizung Photovoltaik [kwp] 5,40 8,00 5,40 5,40 5,40 5,40 Brauchwasser- Wärmepumpe Durchlauferhitzer belüfteter Flächenanteil 100% 90% 70% 100% 90% 70% Effizienzniveau Eff40 Eff40 Eff55 Eff40 Eff40 Eff

7 Variante 4: Malmö mit Vollunterkellerung in der beheizten Hülle Die folgenden Berechnungen basieren auf einem Malmö mit einer Wohneinheit in zwei Geschossen. Für der Gebäudehülle wurden die Standardaufbauten von Danhaus verwendet. Gebäude ist voll unterkellert, der gesamte Keller ist in die beheizte Hülle integriert. Malmö mit Vollunterkellerung vollbeheizt Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Variante 5 Variante 6 Infrarotheizung Photovoltaik [kwp] 5,40 8,00 5,40 5,40 5,40 5,40 Brauchwasser- Wärmepumpe Durchlauferhitzer belüfteter Flächenanteil 100% 90% 70% 100% 90% 70% Effizienzniveau Eff40 Eff40 Eff55 Eff40 Eff40 Eff

8 Ausführung des Kellers bei Teilunterkellerung ThermoSafe-Wand 36,5cm mit 10cm Kerndämmung Teildämmung unter der Bodenplatte im beheizten Bereich mit 10cm XPS Dämmung der Kellerinnenwände mit 10cm EPS Klimatüren mit U 1,20 beheizten Bereich Kellerfenster (vglb. ACO Therm 3.0) mit Uw 0,86 Die ThermoSafe-Wand im Keller kann auch mit 12cm oder 14cm Kerndämmung ausgeführt werden. Genauso lässt sich die Dämmung unter der Bodenplatte in unterschiedlichen Stärken ausführen. Bei den Kellerfenstern sind auch noch passivhaustaugliche Varianten erhältlich, somit kann das Berechnungsergebnis mit den höherwertigeren Bauteilen noch verbessert werden

9 Ausführung des Kellers bei Vollunterkellerung ThermoSafe-Wand 36,5cm mit 10cm Kerndämmung Dämmung unter der gesamten Bodenplatte mit 10cm XPS Kellerfenster (vglb. ACO Therm 3.0) mit Uw 0,86 Die ThermoSafe-Wand im Keller kann auch mit 12cm oder 14cm Kerndämmung ausgeführt werden. Genauso lässt sich die Dämmung unter der Bodenplatte in unterschiedlichen Stärken ausführen. Bei den Kellerfenstern sind auch noch passivhaustaugliche Varianten erhältlich, somit kann das Berechnungsergebnis mit den höherwertigeren Bauteilen noch verbessert werden

10 Fazit: Gebäude welche mit Infrarotheizung ausgestattet sind, können sehr wohl die Energieeinsparverordnung, das Erneuerbare Energien Wärmegesetz wie auch die Anforderungen für ein KfW-Effizienzhaus erfüllen. Dazu ist eine ganzheitliche Betrachtung der Energiebilanz nötig, um die geforderten Mindestanforderungen einhalten zu können. Vor allem muss eine gut gedämmte Gebäudehülle vorhanden sein und zusätzlich regenerative Heiztechnik eingesetzt werden um die primärenergetische Bilanz auszugleichen. Hier bieten sich bei effizienter Bauweise eine Photovoltaikanlage an, dessen erzeugter Strom direkt als Heizenergie oder zur Brauchwasserbereitung verbraucht werden kann. Die mit Lüftungsanlagen ausgestatteten Gebäude sind durch den Anteil der Wärmerückgewinnung energetisch merklich im Vorteil und erreichen höhere Effizienzniveaus. Sehr wichtig ist, eine möglichst massive Bauweise anzustreben um somit untertags die solaren Gewinne wie auch die mit Photovoltaikstrom erzeugte Raumwärme möglichst gut für die Abend- und Nachtstunden speichern zu können. Vergleicht man die Investitionskosten eines klassischen zentralen Heizsystems gegenüber einer dezentralen Beheizung mit Infrarot, Brauchwasserwärmepumpe und einer Photovoltaikanlage, spart man schon in der Installation eines dezentralen Systems mehrere tausend Euro. Darüber hinaus unterstützt die hauseigene Photovoltaikanlage die Wärmepumpe bei der Brauchwasserbereitung, die Infrarotheizung bei der Raumbeheizung und reduziert durch die Eigenverbrauchsregelung den Hausstromverbrauch merklich. Überschüssiger Strom von der PV-Anlage wird zusätzlich in das öffentliche Netz eingespeist und entlastet finanziell die Heizkostenabrechnung