ENERGIE BAUPHYSIK TGA

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1 ENERGIE BAUPHYSIK TGA Prof. Dipl.-Ing. Architektin Susanne Runkel

2 ENERGIE, BAUPHYSIK UND TGA PROGRAMM WS 2016/ Einführung, Entwicklung und Hintergrund Bauphysik Wärmetransport und U-Wert-Berechnung Teil U-Wert-Berechnung Teil 2, EnEV U-Wert-Berechnung Teil 3, inhomogen Oberflächentemperaturen und Schichttemperaturen Wärmebrücken, Verfahren WB-Zuschlag Schimmelpilzbefall, Feuchteschutz Glaserverfahren Dafür Donnerstag, : Prof. Dr. Nowak, 3. und 4. Stunde Dafür Donnerstag, : Prof. Dr. Nowak, 3. und 4. Stunde EnEV-Berechnung excel Optional noch Wiederholung, keine Übung , gleiche Zeit Ferien Ferien Vorbereitung Prüfung Prüfung

3 ENEV-ENERGIEEINSPARVERORDNUNG Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden EnEV BETRIFFT Neubau Wohngebäude Neubau Nichtwohngebäude Sanierung von Bestandsgebäuden Anlagentechnik METHODE Neubau: Referenzgebäude-Verfahren (Energiebilanzierung) Sanierung: a) Referenzgebäude 140%, b) Bauteilanforderungen DOKUMENTATION Referenzgebäude-Verfahren (Energiebilanzierung): Energieausweis Bauteilverfahren: U-Wert-Nachweis

4 HINTERGRUND: ENEV ENTWICKLUNG Wärmeschutznachweis Wärmebedarfsausweis Energiebedarfsausweis Energiepass Energieausweis EnEV 2014 sommerlicher WS, P-Faktor: 2,4 Bußgelder EnEV 2016 Verschärfung 25 % PE, 20 % HT, P-faktor 1,8

5 ENEV-BILANZIERUNG Anwendung der EnEV 1 EnEV Verordnung gilt für Gebäude, die unter Einsatz von Energie beheizt oder gekühlt werden Verordnung gilt nicht für folgende Gebäude Ställe/Tierhaltung Offen gehaltene Hallen Unterirdische Bauten Traglufthallen Zelte Provisorische Bauten Gewächshäuser Kirchen usw. Betriebsgebäude unter 12 C Ferienhäuser Jedoch sind auch hier die Anforderungen bzgl. der Anlagentechnik zu beachten ( Klimaanlagen, Heizkessel)

6 ENEV-BILANZIERUNG GEBÄUDE EnEV Energieeinsparverordnung Berechnungsverfahren: DIN V Nichtwohngebäude und gekühlte Wohngebäude Bilanzierung des Energiebedarfs von o Heizung o Warmwasser o Lüftung o Kälte o Beleuchtung Diese Bilanzierung erfolgt zonenweise DIN und Wohngebäude, ungekühlt, eine Zone

7 ENEV-BILANZIERUNG Bilanzierung von Wohngebäuden: Eine Zone Wohnen Keine Bilanzierung der Beleuchtungsenergie Kühlung in Wohngebäuden vermeiden!!! Wenn Kühlung, dann DIN V Nicht für Wohngebäude

8 ENEV ANFORDERUNGEN 1. Maximal zulässiger Primärenergiebedarf Q p,max wird über das Referenzgebäudeverfahren ermittelt 2. Maximal zulässige Transmissionswärmeverluste Für Wohngebäude: max. H T -Werte in Abh. der Gebäudeanordnung Für Nichtwohngebäude: max. mittlere U-Werte der Bauteilgruppen

9 ENEV ANFORDERUNGEN

10 ENEV ANFORDERUNGEN NEUBAUTEN WOHNEN Ausführung Referenzgebäude HT` DIN V oder DIN ,

11 ENEV ANFORDERUNGEN NEUBAUTEN WOHNEN

12 ENEV ANFORDERUNGEN - ANLAGE 1

13 ENEV ANFORDERUNGEN ANLAGE 1, TABELLE 1

14 ENEV ANFORDERUNGEN ANLAGE 1, TABELLE 1

15 ENEV BILANZIERUNG Grundlagen: Heizwärmebedarf Wärmeverluste durch Lüftung H V Q i Q s Interne Wärmegewinne solare Wärmegewinne Wärmeverluste durch Transmission (Bauteile) Basis: U-Wertermittlung aller wärmeübertragender Flächen H T Q h Heizwärmebedarf Verluste Gewinne Bilanzierung: Wärmeverluste - Wärmegewinne

16 ENEV ANFORDERUNGEN ANLAGE 1, TABELLE 1

17 ENEV ANFORDERUNGEN NEUBAUTEN WOHNEN

18 ENEV ANFORDERUNGEN ANLAGE 1, 1.2 Transmissionswärmeverluste: 1. H T vorh H T Tab.2 2. H T vorh H T Referenz Anforderung je nach baulicher Situation

19 ENEV ANFORDERUNGEN NEUBAUTEN WOHNEN

20 ENEV ANFORDERUNGEN ANLAGE 1, NR. 2

21 ENEV ANFORDERUNGEN ANLAGE 1, NR. 2

22 ENEV ANFORDERUNGEN ANLAGE 1, NR. 2

23 ENEV ANFORDERUNGEN Grundlagen: vom Heizwärmebedarf zum Primärenergiebedarf Heizung: Heizwärmebedarf: Heizenergiebedarf: Wärmeverluste (Transmission+Lüftung) Wärmegewinne (solar+intern) Heizwärmebedarf + Anlagenverluste + Hilfsenergie Primärenergiebedarf Heizung: Heizenergiebedarf + vorgelagerte Verluste

24 ENEV BILANZIERUNG Grundlagen: Heizwärmebedarf Wärmeverluste durch Lüftung H V Q i Q s Interne Wärmegewinne solare Wärmegewinne Wärmeverluste durch Transmission (Bauteile) Basis: U-Wertermittlung aller wärmeübertragender Flächen H T Q h Heizwärmebedarf Verluste Gewinne Bilanzierung: Wärmeverluste - Wärmegewinne

25 ENEV-BILANZIERUNG Quelle: Faustformel Gebäudetechnik

26 ENEV-BILANZIERUNG Vorgehensweise EnEV-Bilanzierung , Geometrie Festlegen der wärmeübertragenden Hüllfläche Ermittlung des beheizten Gebäudevolumens V e Ermittlung der Gebäudenutzfläche A N (0,32 x V e ) 2. Transmissionswärmeverluste U-Werte berechnen Ermittlung der zugehörigen Flächen A Ermittlung der Korrekturfaktorfaktoren Fx Festlegen des Wärmebrückenzuschlags U WB

27 ENEV-BILANZIERUNG 1. SCHRITT

28 ENEV-BILANZIERUNG Vorgehensweise EnEV-Bilanzierung , Geometrie Festlegen der wärmeübertragenden Hüllfläche Ermittlung des beheizten Gebäudevolumens V e Ermittlung der Gebäudenutzfläche A N (0,32 x V e ) 2. Transmissionswärmeverluste Referenzgebäude u. reales Gebäude U-Werte berechnen Ermittlung der zugehörigen Flächen A Ermittlung der Korrekturfaktorfaktoren Fx Wärmebrückenzuschlag U WB

29 ENEV-BILANZIERUNG 2. SCHRITT DIN Tabelle 3 EnEV- Referenzwerte

30 ENEV-BILANZIERUNG

31 ENEV-BILANZIERUNG A G : Bodengrundfläche P : Umfang Bodengrundfläche

32 ENEV-BILANZIERUNG brutto DIN Tabelle 3 0,10; 0,15; 0,05 W/m2K Bitte korrigieren auf 0,45! s. folgende Seite

33 ENEV-BILANZIERUNG

34 ENEV-BILANZIERUNG Vorgehensweise EnEV-Bilanzierung , Lüftungswärmeverluste Ermittlung des Netto-Volumens aus V e (0,76 x V e ) Bestimmung Dichtheit/Luftwechsel Ermittlung der Lüftungswärmeverluste über die Wärmekapazität von Luft (0,34 Wh/m3K) 4. Interne und solare Wärmegewinne Intern: Pauschal 5 W/m2 A N Solare Gewinne: Fensterqualität, U-Werte, g-werte, Verschattung, Orientierung Bestimmung der wirksamen Speichermasse Ermittlung Heizwärmebedarf

35 ENEV-BILANZIERUNG Dichtheit und kontrollierte Lüftung ergibt niedrige Lüftungswärmeverluste Wärmekapazität Luft: 0,34 Wh/m3K, gem. DIN , S. 15

36 ENEV-BILANZIERUNG Energiedurchlass Verschattung durch Rahmen Verschattung pauschal Sonnenschutz

37 ENEV-BILANZIERUNG SCHRITTE 3 UND 4

38 ENEV-BILANZIERUNG HEIZWÄRMEBEDARF 2823 (957 x 1) = 1866 kwh 1419 (1592 x 0,84) = 82 kwh

39 ENEV-BILANZIERUNG HEIZWÄRMEBEDARF Heizwärmebedarf in kwh Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

40 ENEV-BILANZIERUNG Vorgehensweise EnEV-Bilanzierung , Heizungsanlage Bestimmung von Wärmerzeuger, Trinkwarmwasser Energieträger Anlagenaufwandszahl, primärenergie- und endenergiebezogen 6. Anforderungen EnEV Ergebnisse Primärenergiebedarf, Endenergiebedarf, HT Unterschreitung

41 ENEV-BILANZIERUNG Heizungsanlagen, Aufwandszahlen: DIN

42 ENEV-BILANZIERUNG

43 ENEV-BILANZIERUNG Auszug aus DIN C.5.3 Anlage 3 Brennwertkessel und solar unterstützte Trinkwassererwärmung S. 145

44 ENEV-BILANZIERUNG Wirkungsgrad η= Nutzen Aufwand Aufwandszahl e P e P = Aufwand Nutzen e P = Primärenergie Heizwärmebedarf + Trinkwasserwärmebedarf

45 ENEV-BILANZIERUNG Auszug aus DIN q h

46 ENEV-BILANZIERUNG 169 m2 Aus Tabelle, ggf. interpolieren 48,78 kwh/m2 Verschärfung um 25 % ab

47 ENEV-BILANZIERUNG Primärenergie Heizung Q P =(Q h +Q tw ) e P Q P Q h Q tw e P Primärenergie Heizwärmebedarf Trinkwarmwasserwärmebedarf Anlagenaufwandszahl, primärenergiebezogen

48 ENEV-BILANZIERUNG Bedarfsentwicklung Primärenergie Primärenergieumwandlung Wärme Wärme Wärme Wärme Übergabe Verteilung Speicherung Erzeugung Gas, Öl Strom, Wärmeenergie Holz Nah-/ Fernwärme Hilfsenergie Strom Verteilleitung Pufferspeic her Wärmeerzeuger

49 ENEV-BILANZIERUNG - MASSBEZÜGE

50 ENEV-BILANZIERUNG - MASSBEZÜGE

51 ENEV-BILANZIERUNG - MASSBEZÜGE

52 ENEV-BILANZIERUNG - MASSBEZÜGE

53 ENEV-BILANZIERUNG - MASSBEZÜGE

54 ENEV-BILANZIERUNG - MASSBEZÜGE

55 ENEV-BILANZIERUNG + Nachweis EEWärmeGesetz

56 ENEV-BILANZIERUNG Strategie Neubau: Greift die EnEV? Gebäudearten, Temperaturniveau, Nutzung Objektplanung Wärmeschutz 20 % niedriger als Referenzgebäude Energieträger (Primärenergiefaktor) Anlagentechnik: Heizung, WW, Lüftung, Kühlung, Beleuchtung Erneuerbare Energien Optimierungen, Förderbedingungen Tageslichtversorgung, außen liegender Sonnenschutz, Speichermasse, Pufferzonen U-Wert Vordimensionierung = Referenzwert x 0,8 Erneuerbare Energien, Nah-/Fernwärme aus BHKW Präsenzschaltungen, tageslichtabhängige Regelungen, bedarfsbasierte Regelungen, WRG, nutzungsabhängiger Teillastbetrieb, PV Solarthermie, Abwärmenutzung, Nah-/Fernwärme aus KWK o. erneuerbaren Energieträgern

57 ENERGIE BAUPHYSIK TGA Prof. Dipl.-Ing. Architektin Susanne Runkel

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