Energieeinsparung und Wärmeschutz Energieausweis und Anforderungen

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1 Energieausweis und Anforderungen Thema Die österreichische Normung zum Thema Energieeinsparung und Wärmeschutz von Gebäuden von Christian Pöhn, MA 39 Bauphysiklabor* Historischer Rückblick Beginnt man rund um die Jahrtausendwende so standen damals fünf Normen zur Verfügung, die sich mit wärmeschutztechnischen Eigenschaften von Gebäuden bzw. deren Bauteilen beschäftigt haben. Dabei waren bei praktisch allen Teilen Methodik, Anforderungen und Beispiele Inhalt der Normen. ÖNORM B Wärmeschutz im Hochbau - Anforderungen an den Wärmeschutz und Nachweisverfahren ( ) ÖNORM B Wärmeschutz im Hochbau - Wasserdampfdiffusion und Kondensationsschutz ( ) ÖNORM B Wärmeschutz im Hochbau - Wärmespeicherung und Sonneneinflüsse ( ) ÖNORM B Wärmeschutz im Hochbau - Betriebswirtschaftliche Optimierung des Wärmeschutzes ( ) ÖNORM B Wärmeschutz im Hochbau - Niedrig- und Niedrigstenergie-Gebäude ( ) Die Teile 2 und 3 waren absolute Österreich-Spezifika. So hat der Teil 2 eine Kondensatbilanzierung für das Bauteilinnere vorgesehen, der ein Stundenklima von Klagenfurt hinterlegt war bzw. für die Oberflächenkondensatfreiheit eigene Übergangswiderstände definierte. In Teil 3 wurden dem immissionsflächenbezogenen Luftvolumenstrom Speichermassen gegenübergestellt und damit die Vermeidung sommerlicher Überwärmung nachgewiesen. Beide Normen wiesen zum damaligen Zeitpunkt erstaunliche Verlässlichkeit auf. Teil 4 wurde bereits in Zusammenarbeit mit dem OIB erstellt und hatte zur Zielsetzung die Berechnung einer ökonomisch-optimierten Dämmstoffdicke. Teil 5 war einer der unzähligen Versuche Niedrigenergieniveau zu definieren. Der Teil 1 war zu diesem Zeitpunkt insoferne eine Besonderheit, als einerseits der LEK-Wert zur Beschreibung der thermischen Qualität der Gebäudehülle methodisch und anforderungsgemäß beinhaltet war und andererseits der Heizwärmebedarf in Umsetzung Europäischer Vorschriften. Selbstverständlich war der Berechnung des Heizwärmebedarfs das Monatsbilanzverfahren bereits hinterlegt, allerdings waren zur Ermittlung der Leitwerte keine wie immer gearteten Näherungswege für die Transmissionsverluste via Pufferräume bzw. Erdreich oder via Wärmebrücken vorgesehen. War die Verwendung des Monatsbilanzverfahrens goldrichtig Ziel einer guten thermischen Gebäudehülle ist ja konsequenterweise die Heizperiode, also jene Zeit zwischen Heizanfang und Heizende, so kurz als nur irgend möglich zu halten (und nur das Monatsbilanzverfahren kann diese Anforderung leisten) so war der Ansatz des exakten Nachweises von Wärmebrücken und Verlusten via Pufferräume bzw. Erdreich akademisch. Im Gegensatz dazu entwickelte man unter kräftiger Mithilfe der Wohnbauförderungsstellen der Länder im Österreichischen Institut für Bautechnik (OIB) einen Leitfaden, der diesen akademischen Ansatz nicht verfolgte, sondern vielmehr tradierte Temperaturkorrekturfaktoren wieder aufleben ließ, eine Wärmebrückenkorrekturformel pauschal beinhaltete, aber leider das Heizperiodenbilanzverfahren hinterlegte, also jenes Verfahren, bei dem Heizanfang und Heizende unabhängig von der thermischen Qualität der Gebäudehülle über die Heizgradtage eines Standortes festgelegt sind. Trotzdem waren beide Verfahren weit verbreitet. Über die Differenzen waren nur ganz wenige Personen im Bilde. Dann erschien im Jahr 2002 die Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden. Nachdem man auf juristischer Seite übereingekommen war, dass deren Umsetzung in technischer Sicht auf Länderebene zu erfolgen hatte, begann man im OIB im Zusammenhang mit den Bestrebungen zur Harmonisierung Bautechnischer Vorschriften in Österreich (Bestrebungen dazu existieren seit 1948) mit der Überarbeitung der bestehenden Vorschriften des OIB und Ergänzung hinsichtlich des Endenergiebedarfes. LEK-WERT (= Linie europäischer Kriterien) Der LEK-Wert kennzeichnet den Wärmeschutz der Gebäudehülle unter Berücksichtigung der Geometrie des Gebäudes. Der Vorteil der LEK-Wert-Aussagen liegt in der Vergleichbarkeit von Gebäuden mit unterschiedlichen Bauformen und Wärmedämmung unabhängig vom Standort. Berücksichtigt werden die charakteristische Länge eines Gebäudes (= Verhältnis des beheizten Bruttovolumens zur umschließenden Oberfläche des beheizten Volumens) und der mittlere Wärmedurchgangskoeffizient. Dieser wird aus dem Transmissionsleitwert der Gebäudehülle und der umschließenden Oberfläche des beheizten Volumens berechnet. LEK = 300 U m 2 + l c U m... mittlerer Wärmedurchgangskoeffizient [W/m 2 K] l c... charakteristische Länge des Gebäudes [m] * DI Dr. Christian Pöhn, ist stellvertretender Leiter der Magistratsabteilung 39 Wien und Leiter des Bauphysiklabors in der MA 39. Ebenso ist er Lektor an Fachhochschulen und Universitäten sowie Vorsitzender u.a. des ON-K 175 (Normenserie B 8110) und des ON-K 235 (Normenserie H 5055ff) und Vertreter Wiens im Österreichischen Institut für Bautechnik (OIB) (Richtlinie 6) und im Lebensministerium (15a BV-G Vereinbarungen) sowie zahlreichen weiteren Gremien. IBOmagazin 2/09 21

2 Fortsetzung von Seite 21 In Reaktion darauf konnte die Normenserie im Jahr 2004 einen überarbeiteten Teil 1 vorweisen, der wesentliche Teile einer künftigen Einigung zwischen der Österreichischen Normungsinstitut (ON)- Methodik und der OIB-Methodik bereits vorweggenommen hatte. Allerdings war die Zeit damals noch nicht reif für eine derartige Einigung und daher wurden die Arbeiten im OIB unvermindert fortgesetzt. Insbesondere die Einbindung von Heizungs-, Lüftungs- und Kühltechnik sowie Beleuchtung forderten hohen Einsatz. Seitens der Normung wurden zu dieser Zeit auch die Teile 2 und 3 zeitgemäß überarbeitet und in wesentlichen Teilen europäisiert. ÖNORM B Wärmeschutz im Hochbau Teil 1: Anforderungen an den Wärmeschutz und Deklaration des Wärmeschutzes von Gebäuden/Gebäudeteilen ( ) ÖNORM B Wärmeschutz im Hochbau Teil 2: Wasserdampfdiffusion und Kondensationsschutz ( ) ÖNORM B Wärmeschutz im Hochbau Teil 3: Wärmespeicherung und Sonneneinflüsse ( ) Im Zuge der Fertigstellung der Arbeiten zur Harmonisierung Bautechnischer Vorschriften in Österreich kam dann zum Jahreswechsel 2006/2007 doch das versöhnliche Ende zwischen den beiden Institutionen OIB und ON. Verabschiedete man im OIB mit der OIB-Richtlinie 6 Energieeinsparung und Wärmeschutz das Anforderungsniveau für Nutz- und Endenergie, so wurden nach nochmaliger Überarbeitung folgende Normen begleitend dazu neu herausgebracht. ÖNORM B Wärmeschutz im Hochbau Teil 1: Anforderungen an den Wärmeschutz und Deklaration des Wärmeschutzes von Gebäuden/Gebäudeteilen Heizwärmebedarf und Kühlbedarf (2007 ÖNORM B Wärmeschutz im Hochbau Teil 5: Klimamodell und Nutzungsprofile (2007 ÖNORM B Wärmeschutz im Hochbau Teil 6: Grundlagen und Nachweisverfahren Heizwärmebedarf und Kühlbedarf (2007 Dabei wurde der alte Teil 1 in einen Anforderungsteil (Teil 1 incl. der bisherigen Inhalte des früheren Teils 5) und einen Methodenteil (Teil 6) aufgesplittet und ein neuer Teil 5 legte Innen- und Außenbedingungen präzise fest. Im darauf folgenden Jahr stellte sich heraus, dass die softwaremäßige Umsetzung doch zu einer einigermaßen verblüffenden Ergebnisvielfalt führte. Es existierten zwar seit 2004 begleitend EXCEL-Tools des Autors, die das erste Anhörungsverfahren und das Begutachtungsverfahren begleiteten, jedoch war naturgemäß damit eine österreichweite Validierung nicht möglich. In Reaktion darauf wurde raschest in guter Zusammenarbeit mit einigen Software- Herstellern ein Validierungssystem errichtet. ÖNORM B Beiblatt 1: Einfamilienhaus Validierungsbeispiele für den Heizwärmebedarf Beiblatt 2: Mehrfamilienhaus Validierungsbeispiele für die Berechnung des Heizwärmebedarfs Beiblatt 3: Nicht-Wohngebäude Validierungsbeispiele für die Berechnung des Heizwärmeund Kühlbedarfs Ebenso konnten hinsichtlich der Endenergie-Kennzahlen Normen zur Verfügung gestellt werden, die als Grundlage für OIB-Richtlinie 6 Verwendung fanden. ÖNORM H 5055 Energieausweis für Gebäude ÖNORM H 5056 Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden Heiztechnik-Energiebedarf ( Beiblatt 1: Validierungsbeispiele für die Berechnung des Energiebedarfs Einfamilienhaus ( Beiblatt 2: Validierungsbeispiele für die Berechnung des Energiebedarfs Mehrfamilienhaus ( Beiblatt 3: Validierungsbeispiele für die Berechnung des Energiebedarfs Nicht-Wohngebäude (2008 ÖNORM H 5057 Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden Raumlufttechnik-Energiebedarf für Wohn- und Nichtwohngebäude (2007 ÖNORM H 5058 Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden Kühltechnik-Energiebedarf (2007 ÖNORM H 5059 Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden Beleuchtungsenergiebedarf ( Derzeit befinden sich alle Normen in Überarbeitung, wobei das Ziel ungefähr folgendes Aussehen haben wird: ÖNORM B Wärmeschutz im Hochbau Teil 1: Anforderungen an den Wärmeschutz und Deklaration des Wärmeschutzes von Gebäuden/Gebäudeteilen Heizwärmebedarf und Kühlbedarf 22 IBOmagazin 2/09

3 ÖNORM B Wärmeschutz im Hochbau Teil 2: Wasserdampfdiffusion und Kondensationsschutz - Beiblatt 1: Formblatt für die Berechnung - Beiblatt 2: Massive Baukonstruktionen Beispiele zur Vermeidung von Oberflächenkondensation - Beiblatt 3: Leichte Baukonstruktionen Beispiele zur Vermeidung von Oberflächenkondensation - Beiblatt 4: Hinweise zur Vermeidung von Feuchtigkeitsschäden durch raumklimatische Einflüsse - Beiblatt 5: Validierungsbeispiele ÖNORM B Wärmeschutz im Hochbau Vermeidung sommerlicher Überwärmung durch passive Maßnahmen - Beiblatt 1: Validierungsbeispiele ÖNORM B Wärmeschutz im Hochbau Betriebswirtschaftliche Optimierung des Wärmeschutzes ÖNORM B Wärmeschutz im Hochbau Teil 5: Klimamodell und Nutzungsprofile - Beiblatt 1: Normenaußentemperaturen - Beiblatt 2: Außenlufttemperatur mit einer Überschreitungshäufigkeit von 130 Tagen in 10 Jahren ÖNORM B Wärmeschutz im Hochbau Teil 6: Grundlagen und Nachweisverfahren Heizwärmebedarf und Kühlbedarf - Beiblatt 1: Einfamilienhaus Validierungsbeispiele für den Heizwärmebedarf - Beiblatt 2: Mehrfamilienhaus Validierungsbeispiele für die Berechnung des Heizwärmebedarfs - Beiblatt 3: Nicht-Wohngebäude Validierungsbeispiele für die Berechnung des Heizwärme- und Kühlbedarfs Lehrgangsstart: Anmeldung und Information Mag. Rosemarie Pichler Tel / Fax 07475/ zukunftsakademie@mostviertel.at Dabei ist insbesondere hervorzuheben, dass Teil 6 erstmals eine Annäherung an das Passivhaus Projektierungspaket (PHPP) beinhaltet. Unter Verwendung aller informativer Anmerkungen ist es möglich gute Übereinstimmung mit Ergebnissen bei der Heizwärmebedarfsberechnung im PHPP zu erzielen. Allerdings war es natürlich noch nicht möglich, diese Änderungen bereits normativ festzulegen, zumal sie zu einer indirekten Verschärfung bereits festgelegter Anforderungen bishin zum Jahr 2012 geführt hätten. Man kann trotzdem aus diesen hinkünftig informativen Ergebnissen großen Nutzen ziehen, zumal dies wohl eine der besten Vorbereitungen auf künftige Standards sein wird. Jedenfalls sollte eine Post-2012-Anforderungswelt bereits als normative Grundlage eine Harmonisierung mit dem PHPP haben. Selbstverständlich ist dies ein wechselseitiger Prozess, der beiden beteiligten Gruppen maximalen Lerneffekt bietet. Nachhaltige Gebäude Zukunftsfähigkeit, Bauökologie, Raumluftqualität Symposion am November 2009 Vorträge, Praxisbeispiele, Erfahrungsaustausch Ebenso befinden sich alle Normen zum Endenergiebedarf in Überarbeitung, wobei das Ziel ungefähr folgendes Aussehen haben wird: ÖNORM H 5055 Energieausweis für Gebäude ÖNORM H 5056 Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden - Heiztechnik-Energiebedarf - Beiblatt 1: Validierungsbeispiele für die Berechnung des Energiebedarfs - Einfamilienhaus - Beiblatt 2: Validierungsbeispiele für die Berechnung des Energiebedarfs - Mehrfamilienhaus - Beiblatt 3: Validierungsbeispiele für die Berechnung des Energiebedarfs Nicht-Wohngebäude - Foto: pixelio.de Infos und Anmeldung: IBOmagazin 2/09 23

4 Fortsetzung von Seite 23 Beiblatt 4: Validierungsbeispiele für die Berechnung des Energiebedarfs Einfamilienhaus mit Wärmepumpe und Solarthermie ÖNORM H 5057 Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden Raumlufttechnik-Energiebedarf für Wohn- und Nichtwohngebäude ÖNORM H 5058 Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden Kühltechnik-Energiebedarf ÖNORM H 5059 Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden Beleuchtungsenergiebedarf Dabei wird die H 5055 aus heutiger Sicht auch eine Methodik zur Berechnung des Primärenergiebedarfs und der CO 2 -Emissionen beinhalten, deren zugrunde liegende Konversionsfaktoren noch seitens der Länder festzulegen sind. Beides ist notwendig, um die gerade in Überarbeitung befindliche Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden auch ordnungsgemäß umzusetzen, zumal just diese Ergänzungen dort vermutlich bedungen werden. In Analogie dazu wird auch die OIB-Richtlinie 6 Energieeinsparung und Wärmeschutz überarbeitet werden. Hauptpunkte dieser Überarbeitung sind notwendige Anforderungsergänzungen für den Nicht-Wohngebäude-Bereich, die Aufnahme der Kennzahlen über Primärenergiebedarf und CO 2 -Emissionen sowie einige redaktionelle Abstimmungen in Reaktion auf die Erfahrung der Anwendung in den ersten Jahren seit Gültigkeit. Anforderungen Nachdem in Österreich neben den Anforderungen aus den bautechnischen Vorschriften (OIB-Anforderung) immer auch solche aus der Wohnbauförderung (WBF-Anforderung) existieren, ist eine gemeinsame Darstellung durchgängig sinnvoll. Um die Vielfalt von Darstellungen in Österreich über die charakteristische Länge jener über das Oberflächen-Volumen-Verhältnis gleichberechtigt darzustellen, ist in den folgenden Abbildungen immer links die Darstellung über lc und rechts jene über A/V ersichtlich. Sowohl für Neubau als auch für umfassende Sanierung gibt es suksessive Verschärfungen in den Mindestanforderungen in Abhängigkeit von der Kompaktheit des Gebäudes. Wohngebäude Neubau bis Bis zum stehen der 26er-Linie (hell) der Neubau-OIB-Anforderung der 25er-Linie (dunkel) der Neubau-WBF-Anforderung gegenüber. HWBBGF,WG,max,Ref [kwh/m 2 a] Abb. 1+2: max. zulässiger Heizwärmebedarf in kwh/m 2 BGFa Wohngebäude Neubau OIB + WBF bis zum in Abhängigkeit von l c und A/V. Dieses Anforderungsszenario wurde im Jahr 2004 entwickelt und sollte eigentlich ab dem gelten. OIB-Mindestanforderung an den HWB Bis Ende er-Linie Wohngebäude Neubau HWB BGF,WGsan,max,Ref = 26 x (1 + 2,0/l c [kwh/m 2 a] (höchstens 78 kwh/m 2 a) 34er-Linie Wohngebäude Sanierung HWB BGF,WGsan,max,Ref = 34 x (1 + 2,0/l c [kwh/m 2 a] (höchstens 102 kwh/m 2 a) Ab er-Linie Wohngebäude Neubau HWB BGF,WGsan,max,Ref = 19 x (1 + 2,5/l c [kwh/m 2 a] (höchstens 66,5 kwh/m 2 a) 25er-Linie Wohngebäude Sanierung HWB BGF,WGsan,max,Ref = 25 x (1 + 2,5/l c [kwh/m 2 a] (höchstens 87,5 kwh/m 2 a) 24 IBOmagazin 2/09

5 Wohngebäude Neubau vom bis Bis zum stehen der 19er-Linie (hell) der Neubau-OIB-Anforderung der 18er-Linie (dunkel) der Neubau-WBF-Anforderung gegenüber. Thema Abb. 3+4: max. zulässiger Heizwärmebedarf in kwh/m 2 BGFa Wohngebäude Neubau OIB + WBF vom in Abhängigkeit von l c und A/V. Diese Szenario ist noch durchgängig durch Dämmmaßnahmen erreichbar. Wohngebäude Neubau ab Ab dem liegt die Neubau-WBF-Anforderung zwischen 36 kwh/m 2 a und 20 kwh/m 2 a. HWBBGF,WG,max,Ref [kwh/m 2 a] Abb. 5+6: max. zulässiger Heizwärmebedarf in kwh/m 2 BGFa Wohngebäude Neubau OIB + WBF ab in Abhängigkeit von l c und A/V. Dieses Niveau kann als das bauphysikalische Ende bezeichnet werden. Weitere Absenkungen sind nur mehr über haustechnische Maßnahmen zu erreichen. Hinsichtlich der OIB-Anforderung ist davon auszugehen, dass eventuell bei Neuherausgabe dieser das Szenario wieder enger einander angenähert wird. Wohngebäude umfassende Sanierung bis Bis zum stehen der 34er-Linie (hell) der Sanierungs-OIB-Anforderung der Sanierungs- WBF-Anforderung (dunkel) zwischen 80 kwh/m 2 a und 43 kwh/m 2 a gegenüber. HWBBGF,WG,max,Ref [kwh/m 2 a] Abb. 7+8: max. zulässiger Heizwärmebedarf in kwh/m 2 BGFa Wohngebäude Sanierung OIB + WBF bis zum in Abhängigkeit von l c und A/V Bei dieser Sanierungsvariante stand im Vordergrund in Analogie zur obigen Neubau-Anforderung der Jahre vorerst nur die oberste Geschoßdecke und die Außenwand oder die Fenster sanieren zu müssen. IBOmagazin 2/09 25

6 Fortsetzung von Seite 25 Wohngebäude umfassende Sanierung ab Ab dem stehen der 25er-Linie (hell) der Sanierungs-OIB-Anforderung der Sanierungs-WBF-Anforderung (dunkel) zwischen 75 kwh/m 2 a und 35 kwh/m 2 a gegenüber. Abb. 9+10: max. zulässiger Heizwärmebedarf in kwh/m 2 BGFa Wohngebäude Sanierung OIB + WBF ab in Abhängigkeit von l c und A/V. Bei dieser Sanierungsvariante stand im Vordergrund ab 2010 die oberste Geschossdecke und die Außenwand und die Fenster sanieren zu müssen. Im Zusammenhang mit den Anforderungen an die Haustechnik darf zusätzlich erwähnt werden, dass man um Energieträgerabhängigkeiten bei den Heiztechnologien auszugleichen die Anforderung indirekt über sogenannte Referenzausstattungen definiert hat. Hinsichtlich der Festlegung zukünftiger Anforderungen für Primärenergiebedarf und CO 2 -Emissionen muss erst die Festlegung der Konversionsfaktoren abgewartet werden. Allerdings darf davon ausgegangen werden, dass passivhausäquivalente Emissionswerte gleichsam als Zielwert wenn auch nicht gleich als Anforderungswert eingeführt werden. Dabei ist zu beachten, dass dies mit der normativen Fassung des Passivhauskonzeptes einhergehen muss. Und zwar nicht nur auf der Seite der Berechnung der Energiekennzahlen, sondern vielmehr auch in den zahlreichen betroffenen Planungsnormen. Literatur Bauphysik, Erweiterung 1, Energieeinsparung und Wärmeschutz, Energieausweis Gesamtenergieeffizienz der Fachbuchreihe Baukonstruktionen, Band 1/1; Pöhn, Christian; Pech, Anton; Bednar, Thomas; Streicher, Wolfgang. Wien: Springer 2007 Bauphysik der Fachbuchreihe Baukonstruktionen; Pech, Anton; Pöhn, Christian; Wien: Springer 2004 Baukonstruktionslehre 4 Bauphysik; Riccabona, Christof; Bednar, Thomas. Wien: Manz 2008 Christian Pöhn MA 39 Baupysiklabor Klimaschutz beim Bauen & Sanieren die klima:aktiv DVD Insgesamt 16 Kurzfilme gehen informativ und unterhaltsam auf alle Fragen rund um Klimaschutz bei Neubau und Sanierung ein und geben praxisorientierte Anleitungen. Informationen Österreichische Energieagentur Austrian Energy Agency Gabriele Möhring klima:aktiv Management 1150 Wien, Mariahilfer Straße 136 Tel: +43 (0) Fax: +43 (0) mobil: +43 (0) gabriele.moehring@energyagency.at