Erfahrungsbericht Niedrigenergiehaus

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1 Erfahrungsbericht Niedrigenergiehaus VDE AKE 30. Juni

2 Inhalt 1 Was muss erfüllt werden? Grundlagen energetischen Bauens 2 Was steht zur Verfügung? Lokale Idee / Drei-Stufen-Plan 3 Wie wurde es realisiert? Energiekonzept / -versorgung 4 Erfahrungen / Messwerte 2

3 1 Was muss erfüllt werden? Grundlagen energetischen Bauens 3

4 Rechte und Pflichten Energieeinsparverordnung EnEV Erneuerbare Energien Wärmegesetz EEWärmeG: Verpflichtung regenerative Energie zu verwenden Kreditanstalt für Wiederaufbau KfW günstige Kredite 10 bis 20 Jahre Marktanreizprogramm MAP Zuschuss Erneuerbare Energien Gesetz EEG garantierte Vergütung 20 Jahre 4

5 Energie-Einsparverordnung EnEV Vorgaben aus der EnEV: Energieausweis x kwh / m 2 *a Strom aus Erneuerbaren anrechenbar (EnEV 123 kwh / m 2 *a) Energieeffiziente Wohngebäude Primärenergiebedarf und Wärmeschutz Gebäudehülle 100% Referenzhaus Wärmedurchgangskoeffizient, Wärmebrückenzuschlag, Anlagentechnik Heizung / Warmwasser / Lüftung Mindest Wärmeschutz Maßstab Transmissionswärmeverlust max. 0,4 W / m 2 *K Wohnfläche A N wird berechnet (2007) A N = 0,32 * Volumen 5

6 Haustypen I KfW-40-Haus, KfW-60-Haus (definiert) 40 kwh / m 2 *a (EnEV 2007) KfW-Effizienzhaus 40/.../85 (definiert) % des Referenzhauses (EnEV 2009) 3l-Haus Energiebedarf entspricht 3l Öl / m 2 *a oder 30 kwh / m 2 *a Sonnenhaus großer Pufferspeicher (einige l) 6

7 Haustypen II Nullenergiehaus benötigt keine zusätzliche Energie Plusenergiehaus erzeugt mehr Energie als benötigt Passivhaus (Zertifizierung) Heizenergie 15 kwh / m 2 *a Passivhausstandard / PHPP Niedrigenergiehaus (Zertifizierung) Transmissionswärmeverlust < 70% EnEV Primärenergiebedarf < 80% EnEV 7

8 Beschreibende Kenngrößen Endenergiebedarf Energiebedarf am Hausanschluss Primärenergiebedarf Energiebedarf inklusive Lieferkette Heizenergiebedarf Energiebedarf für Heizung Solarer Deckungsgrad Solarer Anteil am Energiebedarf Grundsatz: Nur was technisch nutzbar ist wird berücksichtigt! 8

9 2. Was steht zur Verfügung? Lokale Idee, Drei-Stufen-Plan 9

10 Bedarf allgemein, Beispiel thermisch Heizung: Warmwasser: kwh / a (150qm x 20kWh / m 2 *a) kwh / a (30l/d*Person, 4 Personen, Erwärmung von 5 C auf 60 C) Inklusive Verluste: kwh / a Solarkollektor: 400 kwh / m 2 *a -> 20 m 2 10

11 Lokale Idee Solarstrahlung genügt: kwh / m 2 *a 100 m 2 mit η = 10% kwh Zusätzlich Wind, Erdwärme, Wasser, Keine Unterscheidung elektrische und thermische Energie Energie nicht Leistung Bilanz über ein Jahr ist ausgeglichen Speicherung notwendig Wärme lokal, Strom im Netz 11

12 Energie: Sonne Möglichkeiten und Konsequenzen Sommer max. 70 elektrisch Wind, Wasser, Biomasse Erdwärme, Grundwasser Fossile Brennstoffe Winter max. 20 thermisch Kochen / Backen Kühlen / Gefrieren Beleuchten Waschen / Duschen Kraft Computer / HiFi / TV Mensch 12

13 Drei-Stufen-Plan 1. Vermeiden - Einsparen Ziel: Bedarf minimieren Unterhaltskosten minimieren 2. Nutzen Effizienz steigern Ziel: Zuführung minimieren Nutzung optimieren 3. Zuführen Ziel: Restbedarf decken 13

14 Vermeiden Was nicht benötigt wird, kostet nichts: Einfache Form des Hauses klare Linie, Kubus Anordnung der Räume / Grundriss Nord-Süd-Aufteilung Warm-Kalt-Aufteilung Dämmung Wand/Boden/Dach Fenster Luftdichtheit Gebäudehülle alle Stöße, Ecken und Verbindungen 14

15 Nutzen Sonneneinstrahlung direkt viele große Südfensterflächen mit Verschattungsmöglichkeit wenig kleine Nordfensterflächen Sonneneinstrahlung gespeichert thermischer Solarkollektor Pufferspeicher für kurzfristig Speicherung Zisterne für langfristige Speicherung Rückgewinnung der Energie in der Raumluft Komfort-Wohnraumlüftung / aktive Be- und Entlüftung Sonneneinstrahlung elektrisch PV-Anlage im Netz speichern 15

16 Zuführen Ausschließlich Strom HA-Strom Kein weiterer Hausanschluss (Gas) Kein weiterer Energiespeicher (Öl) Kein Lagerplatzbedarf (Holz)?Kerzen?Ethanol? Heizlüfter 16

17 Sinnvolle Grenzen Euro nur einmal ausgeben: Investition oder Unterhalt? Wandstärke / Dämmwert? Verhältnis Fensterfläche Wand Solaranlage? Verschattung oder Kühlung?... Designanforderungen / Optik 17

18 3. Wie wurde es realisiert? Energiekonzept / -versorgung 18

19 Vermeiden: Einfache Form Keine Erker Keine Gauben Keine Loggia Kubischer Hauskörper Satteldach 19

20 Vermeiden: Grundriss / Raumanordnung Kühle Räume auf Nordseite Warme Räume auf Südseite Aufenthaltsdauer in den Räumen berücksichtigen Aber: Bäder übereinander (Leitungsführung) Baufamilienwunsch: Treppenhaus zentral / offen Gästezimmer zum Garten 20

21 Grundriss EG 21

22 Grundriss OG 22

23 Vermeiden: Dämmung / Wandaufbau + Putz 1 cm + Holzweichfaserplatten 8 cm + Holzsteher mit Zellstoff 28 cm + OSB-Platte 1,5 cm + Installationsebene gedämmt 8 cm + Fermacellplatte 2 cm Wanddicke 49,5 cm Fenster 3-fach-verglast / beschichtet 23

24 Boden- / Wand- / Dachaufbau 24

25 Boden- / Wand- / Dachaufbau 25

26 Boden- / Wand- / Dachaufbau 26

27 Fenster 27

28 Dichtheit Gebäudehülle Jegliche Stöße / Ecken: Airstop-Streifen 28

29 Dichtheit Gebäudehülle Fläche: verklebte OSB-Platten 29

30 Nutzen: Sonneneinstrahlung direkt große Südfenster mit Sonnenschutz kleine Nordfenster 30

31 Nutzen: Sonneneinstrahlung gespeichert thermischer Solarkollektor > 19 m 2 31

32 Nutzen: Sonneneinstrahlung gespeichert Zisterne langfristige Speicherung 5 m 3 32

33 Nutzen: Sonneneinstrahlung gespeichert Pufferspeicher kurzfristige Speicherung l 33

34 Heizkonzept / Regelung / Speicherung Pufferspeicher 2.700l Solarkollektoren SW SO Dreiwegeventil Puffer oben Wärmepumpe Dreiwegeventil Puffer unten Zisterne 5m 3 34

35 Heizkonzept / Nutzung / Entladung Schichtrohr Kalt- Warmwasser Durchlauf - erhitzer Pufferspeicher 2.700l Fußbodenheizung Mischer Frischwasserstation Frischwasser 35

36 Nutzen: Rückgewinnung Energie Komfort-Wohnraumlüftung / aktive Be- und Entlüftung 36

37 Nutzen: Sonneneinstrahlung elektrisch PV-Anlage Strom im Netz speichern 37

38 Zuführen Ausschließlich Strom HA-Strom 38

39 Inhalt 4. Erfahrungen / Messwerte 39

40 Energiefluss / solarer Deckungsgrad Solarer Energiefluss / Deckungsgrad Haus Zisterne Mensch Beleuchtung Thermische Solaranlage Wärmepumpe kwh el. Be- / Entlüftung Computer / HiFi / TV Pufferspeicher Heizung Kühlschrank PV-Anlage kwh el. Nach erh. Warm w. Herd / Backofen Verteilnetz 40

41 Energiefluss / solarer Deckungsgrad Solarer Energiefluss / Deckungsgrad <100% Haus Zisterne Mensch Beleuchtung Thermische Solaranlage Wärmepumpe kwh el. Be- / Entlüftung Computer / HiFi / TV Pufferspeicher Heizung Kühlschrank PV-Anlage kwh el. Nach erh. War mw. Herd / Backofen Verteilnetz Bedarf kwh el. Ertrag kwh el. 41

42 Einschränkungen Keine ideale Südausrichtung SO-Seite Solaranlage verschattet von Baum und Dachüberstand SW-Giebel mit Solaranlage Verschattung der PV-Anlage Form Größe 6 Module / 1,3 kw möglich Bebauungsplan z.b. Traufhöhe Funktion vs. Design Grundriss Technik darf man sehen Resultat < 100% solare Deckung 42

43 Diagramm Ertrag PV-Anlage 43

44 Kennzahlen PV-Anlage Installierte Leistung 4,884 kw Module Atersa / Wechselrichter Kostal Einspeisung PV-Anlage seit IBS: kwh kwh / kw*a 320 / kw*a 2009: kwh (halbes Jahr) 2010: kwh 2011: kwh (halbes Jahr) 44

45 Elektrischer Bedarf gesamt 45

46 Elektrischer Bedarf Wärmepumpe 46

47 Wärmelieferung Wärmepumpe 47

48 Kennzahlen Bedarf COP sinkt unter 1,4, Durchschnitt 1,7 Wärmepumpe (1 kw el ) arbeitet im Winter im Sommer nicht notwendig im Winter ungünstigere Arbeitspunkte Energiebedarf : gesamt kwh (seit 20. Juni 2009) davon WP kwh (seit Dezember 2009) Bilanz el. Energiebedarf PV-Ertrag: Zuführung max. 600 kwh (Kalenderjahr 2010) Überschuss max. 134 kwh ( ) 48

49 Diagramm Solar-Thermische-Anlage 49

50 Kennzahlen solarthermische Anlage kwh / m 2 *a kwh seit Ertrag abhängig von Temperaturniveau in Speicher und Zisterne Bedarfsorientierter Ertrag, nicht maximal möglicher Jahresertrag Neigung 70 im Winter gut bei hohem Bedarf Weniger Bedarf höhere Temperatur im Speicher Verschattung deutlich spürbar 50

51 Diagramm Heizung Solar Wintertag 1 51

52 Diagramm Heizung Solar Wintertag 2 52

53 Diagramm Heizung WP Wintertag 1 53

54 Diagramm Heizung WP Frühlingstag 54

55 Diagramm Heizung guter Sommertag 55

56 Diagramm Heizung schlechter Sommertag 56

57 Erfahrungen Automatische Heizung und Lüftung sehr angenehm / fördert Bequemlichkeit sehr schnelle Gewöhnung Luft im Haus ist eher zu trocken In der Regel 40% - 60% Luftfeuchtigkeit Zimmertemperatur abhängig von Anzahl anwesender Personen (max. 6) Im Sommer nachts offene Fenster zur Kühlung / zusätzlich Bypassfunktion CWL Heizung / WP gefordert im Dezember + Januar Kaltluft fällt Treppe herunter 57

58 Anmerkungen / Erfahrungen Zisterne friert teilweise ein minimale Auslegung unterschiedlich nach Jahren / Langzeitverhalten beobachten Ethanol-Tischfeuer deutlich spürbare Erwärmung Spannungsfreischalter kein Stand-By-Verbrauch alle vergessenen Verbraucher sind aus Wärmepumpe = Klimagerät preiswerter wegen Massenproduktion? WP im Winter nur für Heizung? 58

59 Energieausweis Phantasie ist wichtiger als Wissen, denn Wissen ist begrenzt. Albert Einstein 59

60 Wir empfehlen das regionale Handwerk! Vielen Dank 60