Energieeinsparverordnung

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1 Berechnungsverfahren für Wohngebäude 23 Energieeinsparverordnung EnEV 2007 und Energieausweis 1. Auflage September 2007 Universität Siegen AG Baukonstruktion, Ingenieurholzbau und Bauphysik Prof. Dr.-Ing. Peter Schmidt

2 24 Energieeinsparverordnung Berechnungsverfahren zum Nachweis zu errichtender Wohngebäude 6.1 Allgemeines Für die Berechnung des Jahres-Primärenergiebedarfs und des spezifischen, auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche bezogenen Transmissionswärmeverlustes bei zu errichtenden Wohngebäuden stehen folgende Verfahren zur Verfügung: 1. Bei Wohngebäuden mit einem Fensterflächenanteil von 30%: a) Vereinfachtes Verfahren nach EnEV (Heizperiodenbilanzverfahren) Berechnung nach dem vereinfachten Verfahren gemäß EnEV 2007 Anlage 1 Nr. 3 (Grundlage des vereinfachten Verfahrens ist das Heizperiodenbilanzverfahren nach DIN EN 832: in Verbindung mit DIN V : und DIN V : , geändert durch A1: ) Hinweis: Berechnung Fensterflächenanteil f : f = A W AW + A AW (23) Darin bedeuten: A W Fläche der Fenster in m²; Berechnung der Fensterfläche mit den Rohbaumaßen (Öffnungsmaß) A AW Fläche der Außenwände in m² Wird ein Dachgeschoss beheizt, so sind bei der Ermittlung des Fensterflächenanteils die Fläche aller Fenster des beheizten Dachgeschosses in die Fläche A W und die Fläche der zur wärmeübertragenden Umfassungsfläche gehörenden Dachschrägen in die Fläche A AW einzubeziehen. b) Monatsbilanzverfahren nach DIN EN 832 und DIN V : Berechnung nach dem in EnEV 2007 Anlage 1 Nr. 2 festgelegten Verfahren 2. Bei Wohngebäuden allgemein (keine Begrenzung des Fensterflächenanteils): Monatsbilanzverfahren nach DIN EN 832 und DIN V : Berechnung nach dem in EnEV 2007 Anlage 1 Nr. 2 festgelegten Verfahren Die Grundlagen der Berechnungsverfahren sind in DIN V : und DIN EN geregelt. In den Berechnungsverfahren wird eine Energiebilanzierung vorgenommen, wobei Wärmeverluste und -gewinne berücksichtigt werden (Bild 24). 1 DIN V : : Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden; Teil 6: Berechnung des Jahresheizwärme- und des Jahresheizenergiebedarfs; Ausgabe Juni 2003; Beuth-Verlag, Berlin

3 Berechnungsverfahren für Wohngebäude 25 Bild 24 Energiebilanz eines Gebäudes (schematische Darstellung) Die Berechnungsverfahren gelten für gleichmäßig beheizte Wohngebäude, d.h. die Temperaturdifferenzen der Innentemperaturen innerhalb des Gebäudes müssen 4 K betragen. Bei größeren Unterschieden ist das Gebäude in zwei oder mehrere Temperaturzonen aufzuteilen, wobei die Wärmebilanz für jede Temperaturzone aufzustellen ist. Die Berechnungsverfahren unterscheiden sich im Wesentlichen durch ihre Bilanzierungszeiträume: Beim vereinfachten Verfahren nach EnEV Anlage 1 Nr. 3 (Heizperiodenbilanzverfahren) wird als Bilanzierungszeitraum die Dauer einer Heizperiode (HP) angesetzt. Die Dauer der Heizperiode ist mit 185 Tagen festgelegt. Das vereinfachte Verfahren unterliegt bestimmten Anwendungsgrenzen. Es gilt nur für Wohngebäude mit einem Fensterflächenanteil 30%. Energiegewinnende Systeme wie Wintergärten, Glasvorbauten, transparente Wärmedämmung sowie Wärmerückgewinnung durch Lüftungsanlagen können beim vereinfachten Verfahren nicht berücksichtigt werden. Die Berechnungsformeln des vereinfachten Verfahrens sind relativ einfach gestaltet und können auch per Handrechnung bearbeitet werden, d.h. Computerprogramme sind nicht unbedingt notwendig. Beim Monatsbilanzverfahren wird als Bilanzierungszeitraum ein Monat zu Grunde gelegt. Durch Aufsummierung der monatlichen Werte, sofern diese positiv sind, ergibt sich der Heizwärmebedarf für die Heizzeit. Das Monatsbilanzverfahren gilt ohne Einschränkung für alle 2 DIN EN 832: : Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden; Berechnung des Heizenergiebedarfs; Wohngebäude; Ausgabe Juni 2003; Beuth-Verlag, Berlin

4 26 Energieeinsparverordnung 2007 Wohngebäude. Die Anwendung des Monatsbilanzverfahrens ist i.a. nur rechnergestützt möglich. Dabei ist in der Regel entsprechende Software zu verwenden, da der Rechenaufwand beim Monatsbilanzverfahren sehr aufwändig ist. Start Wohngebäude? ja nein Nichtwohngebäude: EnEV 4 sowie Anlage 2; Berechnung nach DIN V Fensterflächenanteil: AW f = A + A W AW ja f 30% nein Sollen Wintergärten, Glasvorbauten, transparente Wärmedämmung, Wärmerückgewinnung mit Hilfe von Lüftungsanlagen berücksichtigt werden? ja nein Verfahren nach ENEV Anlage 1 Nr. 3 (Vereinfachtes Verfahren bzw. Heizperiodenbilnazverfahren) Verfahren nach ENEV Anlage 1 Nr. 2 (Monatsbilanzverfahren n. DIN EN 832 u. DIN V ) Bild 25 Ablaufdiagramm zur Entscheidung des anzuwendenden Berechnungsverfahrens für Wohngebäude

5 Berechnungsverfahren für Wohngebäude Verordnungstext (2) Der Jahres-Primärenergiebedarf und der spezifische, auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche bezogene Transmissionswärmeverlust nach Absatz 1 sind bei zu errichtenden Wohngebäuden 1. mit einem Fensterflächenanteil bis zu 30 vom Hundert nach dem in Anlage 1 Nr. 2 festgelegten Abschnitt 2 Zu errichtende Gebäude 3 Anforderungen an Wohngebäude Verfahren oder nach dem vereinfachten Verfahren nach Anlage 1 Nr. 3, 2. im Übrigen nach dem in Anlage 1 Nr. 2 festgelegten Verfahren zu berechnen. Anlage 1 zu den 3 und 9 2 Berechnungsverfahren zur Ermittlung der Werte des Wohngebäudes (zu 3 Abs. 2 und 4, 9 Abs. 2) 2.1 Berechnung des Jahres-Primarenergiebedarfs Der Jahres-Primärenergiebedarf Q p für Wohngebäude ist nach DIN EN 832: in Verbindung mit DIN V : und DIN V : , geändert durch A1: , zu ermitteln; 23 Abs. 3 bleibt unberührt. Bei der Auswahl der Primärenergiefaktoren sind die Werte für den nicht erneuerbaren Anteil zu verwenden (Tabelle C.4-1, Spalte B der DIN V , geändert durch A1: ). Der in diesem Rechengang zu bestimmende Jahres- Heizwärmebedarf Q h ist nach dem Monatsbilanzverfahren nach DIN EN832: mit den in DIN V : Anhang D genannten Randbedingungen zu ermitteln. In DIN V : angegebene Vereinfachungen für den Berechnungsgang nach DIN EN 832: dürfen angewendet werden. Zur Berücksichtigung von Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung sind die methodischen Hinweise unter Nr. 4.1 der DIN V : , geändert durch A1: , zu beachten Bei zu errichtenden Wohngebäuden, die zu 80 vom Hundert oder mehr durch elektrische Speicherheizsysteme beheizt werden, darf der Primärenergiefaktor bei den Nachweisen nach 3 Abs. 2 für den für Heizung und Lüftung bezogenen Strom bis zum 31. Januar 2010 abweichend von der DIN V , geändert durch A1: , mit 2,0 angesetzt werden. Soweit bei diesen Gebäuden eine dezentrale elektrische Warmwasserbereitung vorgesehen wird, darf die Regelung nach Satz 1 auch auf den von diesem System bezogenen Strom angewendet werden. Die Regelungen nach den Sätzen 1 und 2 erstrecken sich nicht auf die Angaben in den Energieausweisen. Elektrische Speicherheizsysteme im Sinne des Satzes 1 sind Heizsysteme mit unterbrechbarem Strombezug in Verbindung mit einer lufttechnischen Anlage mit einer Wärmerückgewinnung, die nur in den Zeiten außerhalb des unterbrochenen Betriebes durch eine Widerstandsheizung Wärme in einem geeigneten Speichermedium speichern. 2.2 Berücksichtigung der Warmwasserbereitung Bei Wohngebäuden ist der Energiebedarf für Warmwasser in der Berechnung des Jahres- Primarenergiebedarfs zu berücksichtigen. Als Nutzwärmebedarf für die Warmwasserbereitung QW im Sinne von DIN V : , geändert durch A1: , sind 12,5 kwh/(m 2 a) anzusetzen. 2.3 Berechnung des spezifischen Transmissionswärmeverlusts Der spezifische Transmissionswärmeverlust HT ist nach DIN EN 832 : mit den in DIN V : Anhang D genannten Randbedingungen zu ermitteln. In DIN V : angegebene Vereinfachungen für den Berechnungsgang nach DIN EN 832: dürfen angewendet werden. 2.4 Beheiztes Luftvolumen Bei den Berechnungen nach Nr. 2.1 ist das beheizte Luftvolumen V in m3 nach DIN EN 832: zu ermitteln. Vereinfacht darf es wie folgt berechnet werden: V = 0,76 V e in m 3 bei Wohngebäuden bis zu drei Vollgeschossen V = 0,80 V e in m 3 in den übrigen Fällen mit V e beheiztes Gebäudevolumen nach Nr in m 3.

6 28 Energieeinsparverordnung 2007 Anlage 1 (Fortsetzung) zu den 3 und Wärmebrücken Wärmebrücken sind bei der Ermittlung des Jahres-Heizwärmebedarfs auf eine der folgenden Arten zu berücksichtigen: a) Berücksichtigung durch Erhöhung der Wärmedurchgangskoeffizienten um ΔU WB = 0,10 W/(m 2 K) für die gesamte wärmeübertragende Umfassungsfläche, b) bei Anwendung von Planungsbeispielen nach DIN 4108 Beiblatt 2: Berücksichtigung durch Erhöhung der Wärmedurchgangskoeffizienten um ΔU WB = 0,05 W/(m 2 K) für die gesamte wärmeübertragende Umfassungsfläche, c) durch genauen Nachweis der Wärmebrücken nach DIN V : in Verbindung mit weiteren anerkannten Regeln der Technik. Soweit der Wärmebrückeneinfluss bei Außenbauteilen bereits bei der Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten U berücksichtigt worden ist, darf die wärmeübertragende Umfassungsflache A bei der Berücksichtigung des Wärmebrückeneinflusses nach Buchstabe a, b oder c um die entsprechende Bauteilflache vermindert werden. 2.6 Ermittlung der solaren Wärmegewinne bei Fertighäusern und vergleichbaren Gebäuden Werden Gebäude nach Plänen errichtet, die für mehrere Gebäude an verschiedenen Standorten erstellt worden sind, dürfen bei der Berechnung die solaren Gewinne so ermittelt werden, als waren alle Fenster dieser Gebäude nach Osten oder Westen orientiert. 2.7 Aneinandergereihte Bebauung Bei der Berechnung von aneinandergereihten Gebäuden werden Gebäudetrennwände a) zwischen Gebäuden, die nach ihrem Verwendungszweck auf Innentemperaturen von mindestens 19 Grad Celsius beheizt werden, als nicht wärmedurchlässig angenommen und bei der Ermittlung der Werte A und A/Ve nicht berücksichtigt, b) zwischen Wohngebäuden und Gebäuden, die nach ihrem Verwendungszweck auf Innentemperaturen von mindestens 12 Grad Celsius und weniger als 19 Grad Celsius beheizt werden, bei der Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten mit einem Temperatur-Korrekturfaktor Fnb nach DIN V : gewichtet und c) zwischen Wohngebäuden und Gebäuden mit wesentlich niedrigeren Innentemperaturen im Sinne von DIN : bei der Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten mit einem Temperatur- Korrekturfaktor Fu = 0,5 gewichtet. Werden beheizte Teile eines Gebäudes getrennt berechnet, gilt Satz 1 Buchstabe a sinngemäß für die Trennflächen zwischen den Gebäudeteilen. Werden aneinandergereihte Gebäude gleichzeitig erstellt, dürfen sie hinsichtlich der Anforderungen des 3 wie ein Gebäude behandelt werden. Die Vorschriften des Abschnitts 5 bleiben unberührt. Ist die Nachbarbebauung bei aneinandergereihter Bebauung nicht gesichert, müssen die Trennwände den Mindestwärmeschutz nach 7 Abs. 1 einhalten. 2.8 Fensterflächenanteil Der Fensterflächenanteil f des Gebäudes ist wie folgt zu ermitteln: mit A W Fläche der Fenster in m 2 A AW Fläche der Außenwände in m 2. Wird ein Dachgeschoss beheizt, so sind bei der Ermittlung des Fensterflächenanteils die Fläche aller Fenster des beheizten Dachgeschosses in die Fläche A W und die Fläche der zur wärmübertragenden Umfassungsfläche gehörenden Dachschrägen in die Flache A AW einzubeziehen. 2.9 Sommerlicher Wärmeschutz Als Sonneneintragskennwerte nach 3 Abs. 4 sind die in DIN : Abschnitt 8 festgelegten Werte einzuhalten. Der Sonneneintragskennwert ist nach dem dort genannten Verfahren zu bestimmen Anrechnung mechanisch betriebener Lüftungsanlagen Im Rahmen der Berechnung nach Nr. 2 ist bei mechanischen Lüftungsanlagen die Anrechnung der Wärmerückgewinnung oder einer regelungstechnisch verminderten Luftwechselrate nur zulässig, wenn a) die Dichtheit des Gebäudes nach Anlage 4 Nr. 2 nachgewiesen wird und b) der mit Hilfe der Anlage erreichte Luftwechsel 6 Abs. 2 genügt. Die bei der Anrechnung der Wärmerückgewinnung anzusetzenden Kennwerte der Lüftungsanlagen sind nach anerkannten Regeln der Technik zu bestimmen oder den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen der verwendeten Produkte zu entnehmen. Lüftungsanlagen müssen mit Einrichtungen ausgestattet sein, die eine Beeinflussung der Luftvolumenstrome jeder Nutzeinheit durch den Nutzer erlauben. Es muss sichergestellt sein, dass die aus der Abluft gewonnene Wärme vorrangig vor der vom Heizsystem bereitgestellten Wärme genutzt wird.

7 Berechnungsverfahren für Wohngebäude 29 Anlage 1 (Fortsetzung) zu den 3 und Energiebedarf der Kühlung Wird die Raumluft gekühlt, sind der nach DIN V : , geändert durch A1: , berechnete Jahres-Primärenergiebedarf und die Angabe für den Endenergiebedarf (elektrische Energie) im Energieausweis nach 18 nach Maßgabe der zur Kühlung eingesetzten Technik je m2 gekühlter Gebäudenutzflache wie folgt zu erhöhen: a) bei Einsatz von fest installierten Raumklimageraten (Split-, Multisplit- oder Kompaktgeräte) der Energieeffizienzklassen A, B oder C nach der Richtlinie 2002/31/EG der Kommission zur Durchführung der Richtlinie 92/75/EWG des Rates betreffend die Energieetikettierung für Raumklimageräte vom 22. März 2002 (ABl. EG Nr. L 86 S. 26) sowie bei Kühlung mittels Wohnungslüftungsanlagen mit reversibler Wärmepumpe der Jahres-Primarenergiebedarf um 16,2 kwh/(m 2 a) und der Endenergiebedarf um 6 kwh/(m 2 a), b) bei Einsatz von Kühlflachen im Raum in Verbindung mit Kaltwasserkreisen und elektrischer Kälteerzeugung, z. B. über reversible Wärmepumpe, der Jahres- Primärenergiebedarf um 10,8 kwh/(m 2 a) und der Endenergiebedarf um 4 kwh/(m 2 a), c) bei Deckung des Energiebedarfs für Kühlung aus erneuerbaren Wärmesenken (wie Erdsonden, Erdkollektoren, Zisternen) der Jahres-Primärenergiebedarf um 2,7 kwh/(m 2 a) und der Endenergiebedarf um 1 kwh/(m 2 a), d) bei Einsatz von Geräten, die nicht unter Buchstabe a bis c aufgeführt sind, der Jahres-Primärenergiebedarf um 18,9 kwh/(m2a) und der Endenergiebedarf um 7 kwh/(m2a). 6.3 Vereinfachtes Verfahren nach EnEV Anlage 1 Nr Allgemeines Das vereinfachte Verfahren ist in der EnEV Anlage 1 Nr. 3 beschrieben. Es beruht auf dem Heizperiodenbilanzverfahren nach DIN V : und DIN EN 832: Anwendungsvoraussetzungen: Wohngebäude mit Fensterflächenanteil f 30% Das vereinfachte Verfahren darf nur für Wohngebäude mit einem Fensterflächenanteil f 30% angewendet werden (Berechnung Fensterflächenanteil f siehe 6.1). Keine Berücksichtigung von energiegewinnenden Systemen Energiegewinnende Systeme wie Wintergärten, Glasvorbauten, transparente Wärmedämmung und Wärmerückgewinnung durch Lüftungsanlagen können beim vereinfachten Verfahren nicht berücksichtigt werden. Ausgenommen sind solare Wärmegewinne durch Sonneneinstrahlung durch die Fenster Rechenablauf Der Rechenablauf gestaltet sich wie folgt (siehe zusätzlich auch Ablaufdiagramm Bild 30), wobei die erforderlichen Werte schrittweise zu ermitteln sind:

8 30 Energieeinsparverordnung 2007 Berechnung von Hüllfläche (wärmeübertragende Umfassungsfläche A) und Bruttovolumen (beheiztes Gebäudevolumen V e ) aufgrund der Systemgrenzen des Gebäudes mit Hilfe von Außenmaßen Berechnung der Flächen A i der zur Hüllfläche gehörenden einzelnen Bauteile Berechnung bzw. Bestimmung der Wärmedurchgangskoeffizienten U i der einzelnen Bauteile Bestimmung der Werte für den Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung g der Fenster Bestimmung der Temperaturkorrekturfaktoren F xi Berechnung der spezifischen Wärmeverluste H (Transmissionswärmeverluste H T und Lüftungswärmeverluste H V ) unter Beachtung der Wärmebrückeneffekte (Wärmebrückenzuschlag U WB = 0,05 W/(m²K)) Berechnung der solaren Wärmegewinne Q s mit den Strahlungsintensitäten in Abhängigkeit von der Orientierung der Fenster Berechnung der internen Wärmegewinne Q i Berechnung des Jahresheizwärmebedarfes Q h Ermittlung der Anlagenaufwandszahl e p Berechnung des Jahres-Primärenergiebedarfes Q p und des auf die Gebäudenutzfläche AN bezogenen Jahres-Primärenergiebedarfs Q p Führen der Nachweise o (1): Nachweis Jahres-Primärenergiebedarf: o (2): Nachweis Transmissionswärmeverlust Q p Q p,max H T H T,max Erstellen eines Energieausweises für Wohngebäude

9 Berechnungsverfahren für Wohngebäude 31 Start Voraussetzungen erfüllt? ja nein Verfahren nach ENEV Anlage 1 Nr. 2 (Monatsbilanzverfahren n. DIN EN 832 u. DIN V ) Geometrie des Gebäudes: Wärmeübertragende Umfassungsfläche A Beheiztes Gebäudevolumen V e Flächen der Bauteile A i Gebäudenutzfläche A N Bauphysikalische Daten: U-Werte der Bauteile g-werte der Verglasung Transmissionswärmeverlust H T in W/K: H T Spezifischer Wert in W/K = 05 ( F U A ) + 0, A xi i i bez. auf A in W/(m²K) H T = F xi Temperaturkorrekturfaktor U i U-Werte der Bauteile in W/(m²K) A i Flächen der Bauteile in m² 0,05 A Wärmebrückenzuschlag in W/(m²K) Lüftungswärmeverlustverlust H V in W/K: H H Dichtheitsprüfung = 0, 19 ohne V V e = 0, 163 mit V V e V e Beheiztes Gebäudevolumen in m³ H T A Solare Wärmegewinne Q s in kwh/(m²a): Q ( I ) 0, 567 g A s i j,hp s = i Orientierung j I S,HP in kwh/(m²a) Südost bis Südwest 270 Nordwest bis Nordost 100 übrige Richtungen 155 Dachflächenfenster mit Neigungen < Interne Wärmegewinne in kwh/(m²a): Q = 22 i A N A N Gebäudenutzfläche in m² A N = 0,32 V e V e Beheiztes Gebäudevolumen in m³ Jahres-Heizwärmebedarf Q h in kwh/(m²a): h GT ( H + H ) ( Q Q ) Q = F η + T V HP s i F GT η HP 66 0,95 Zuschlag für Warmwasser: Q w = 12,5 kwh/(m²a) Jahres-Primärenergiebedarf Q p bzw. Q p : Absoluter Wert in kwh/a Q p = ( Qh + Qw ) ep Bezogener Wert in kwh/(m²a) Q Q p = A p N Heizungsanlage: Anlagenaufwandszahl e p nach DIN V , Nachweise (Bild 31) Bild 30 Ablaufdiagramm für die Berechnung des Jahres-Primärenergiebedarfs und des Transmissionswärmeverlustes beim vereinfachten Verfahren

10 32 Energieeinsparverordnung 2007 Start Jahres-Primärenergiebedarf Q p : Q Q = in kwh/(m²a) p p Qp, max AN Q p,max Maximaler Jahres- Primärenergiebedarf nach Tafel 19 (EnEV Anlage 1, Tabelle 1) Nachweis erfüllt? nein ja Transmissionswärmeverlust H T : H H = A in W/m²K T T HT, max H T,max Maximaler Transmissionswärmeverlust nach Tafel 21 (EnEV Anlage 1, Tabelle 1) Nachweis erfüllt? ja nein Änderungen erforderlich: Geometrie ändern (Hüllfläche verkleinern, Volumen vergrößern) U-Werte verringern Heizungsanlage verbessern Ende Erneuter Rechenlauf nach Bild 30 Bild 31 Nachweise des Jahres-Primärenergiebedarfs und des Transmissionswärmeverlustes beim vereinfachten Verfahren

11 Berechnungsverfahren für Wohngebäude Berechnung des Jahres-Primärenergiebedarfs Q p Der Jahres-Primärenergiebedarf Q p in kwh/a ist vereinfacht wie folgt zu ermitteln: Q p ( Qh + Qw ) ep = (32a) Darin bedeuten: Q h Q w e p Jahres-Heizwärmebedarf in kwh/a Zuschlag für Warmwasser: Qw = AN 12,5 mit A N = Gebäudenutzfläche nach Gleichung (15) in m² Als Wärmebedarf für die Warmwasserbereitung sind 12,5 kwh/(m²a) anzusetzen. Anlagenaufwandszahl nach DIN V : , Nr , geändert durch A1: unter Berücksichtigung von DIN V 4701 Beiblatt 1: Spezifischer, auf die Gebäudenutzfläche bezogener Jahres-Primärenergiebedarf Q p in kwh/(m²a): N ( Q + Q ) Qp h w ep Qp = = (32b) A A N Darin bedeuten: Q p Jahres-Primärenergiebedarf in kwh/a n. Gl. 5.1 A N Gebäudenutzfläche in m² nach Gleichung (15): A = 0,32 V e N e V = beheiztes Gebäudevolumen Übrige Größen nach Gleichung 32a Der Einfluss der Wärmebrücken ist durch Anwendung der Planungsbeispiele nach DIN 4108 Beiblatt 2: zu begrenzen Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs Q h Allgemeines Der Jahres-Heizwärmebedarf Q h ist nach den Tafeln 33 und 34 zu ermitteln (siehe auch Ablaufdiagramm Bild 30). Der Jahres-Heizwärmebedarf Q h setzt sich aus Wärmeverlusten (Transmissionswärmeverlust, Lüftungswärmeverlust) sowie Wärmegewinnen (solare Gewinne und interne Gewinne) zusammen (Bild 10).

12 34 Energieeinsparverordnung 2007 Tafel 33 Vereinfachtes Verfahren zur Ermittlung des Jahres-Heizwärmebedarfs Zeile Randbedingung Zu verwendende Zu ermittelnde Größe Gleichung Jahres-Heizwärmebedarf Q h = FGT ( HT + HV ) ηhp ( Qs + Qi ) F 1 GT = 66 kkh/a Q h in kwh/a η HP = 0,95 HT = ( Fxi Ui Ai ) + 0,05 A Temperatur- Korrekturfaktoren F Spezifischer Transmissionswärmeverlust H T xi 1) 2) in W/K nach Tafel 34 2 Wärmebrückenzuschlag U WB = 0,05 W/(m²K) 1) 2) 3) 4) 5) 3 Bezogen auf wärmeübertragende Umfassungsfläche Spez. Lüftungswärmeverlust H v 4 Solare Gewinne Q s 5 HT = H H HT A in V V e W/(m²K) ²) = 0, 19 in W/K = 0, 163 V V e ( I ) in W/K 3) 3) s 0, gi j,hp Q 567 s = Ai in kwh/a I s,hp g A j i Q = 22 in kwh/a 4) Solare Einstrahlung in der Heizperiode je Orientierung Gesamtenergiedurchlassgrad 4) Fläche der Fenster Zählindex für Orientierungen Zählindex für Gesamtenergiedurchlassgrad g i A N Ohne Dichtheitsprüfung nach EnEV Anlage 4 Nr. 2 Mit Dichtheitsprüfung nach EnEV Anlage 4 Nr. 2 Solare Einstrahlung Orientierung I s,hp kwh/(m²a) SO-SW 270 NO-NW Übrige Richtungen Dachflächenfenster 225 mit Neigungen < 30 5) Die Fläche der Fenster A i mit der Orientierung j(süd, West, Ost, Nord und horizontal) ist nach den lichten Fassadenöffnungsmaßen zu ermitteln A N Gebäudenutzfläche nach EnEV Anlage 1 Nr in m²; A N = 0,32 V e Die Wärmedurchgangskoeffizienten der Bauteile U i sind auf der Grundlage der nach den Landesbauordnungen bekannt gemachten energetischen Kennwerten für Bauprodukte zu ermitteln oder technischen Produkt-Spezifikationen( z.b. für Dachflächenfenster) zu entnehmen. Hierunter fallen insbesondere energetische Kennwerte aus europäischen technischen Zulassungen sowie energetische Kennwerte der Regelungen nach Bauregelliste A Teil 1 und auf Grund von Festlegungen in allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen. Bei an das Erdreich grenzenden Bauteilen ist der äußere Wärmeübergangswiderstand gleich Null zu setzen. A in m² als wärmeübertragende Umfassungsfläche nach EnEV Anlage 1 Nr V e in m³ als beheiztes Gebäudevolumen nach EnEV Anlage 1 Nr Der Gesamtenergiedurchlassgrad g i (für senkrechte Einstrahlung) ist technischen Produkt-Spezifikationen zu entnehmen oder gemäß den nach den Landesbauordnungen bekannt gemachten energetischen Kennwerten für Bauprodukte zu bestimmen. Hierunter fallen insbesondere energetische Kennwerte aus europäischen technischen Zulassungen sowie energetische Kennwerte der Regelungen der Bauregelliste A Teil 1 und auf Grund von Festlegungen in allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen. Besondere energiegewinnende Systeme, wie z.b. Wintergärten oder transparente Wärmedämmung, können im vereinfachten Verfahren keine Berücksichtigung finden. Dachflächenfenster mit Neigungen 30 sind hinsichtlich der Orientierung wie senkrechte Fenster zu behandeln.

13 Berechnungsverfahren für Wohngebäude 35 Tafel 34 Temperatur-Korrekturfaktoren F xi Wärmestrom nach außen über Bauteil i Temperatur-Korrekturfaktor F xi Außenwand, Fenster 1,0 Dach (als Systemgrenze) 1,0 Oberste Geschossdecke (Dachraum nicht ausgebaut) 0,8 Abseitenwand (Drempelwand) 0,8 Wände und Decken zu unbeheizten Räumen 0,5 Unterer Gebäudeabschluss: Kellerdecke/-wände zu unbeheiztem Keller Fußboden auf Erdreich Flächen des beheizten Kellers gegen Erdreich 0,6 Erläuterung der in Tafel 33 verwendeten Größen: Faktor 66 in kwh/a in Gleichung Zeile 1 (Tafel 33): Der Faktor 66 entspricht den Heizgradtagen F Gt : F 0,024 Gt f = 0, ,95 = 66,12 66 Gt mit: = NA Gt = 2900 Kd (Mittlere Heizgradtagzahl für Deutschland (Referenzklima) n. DIN V : , Tab. A.2 Mittlere Heizgradtagzahl Gt (Tafel 35): Die mittlere Heizgradtagzahl ist die Summe der Differenzen zwischen der mittleren Raumlufttemperatur und den Tagesmitteln der Außenlufttemperatur (Tafel 36) über alle Heiztage z, die zwischen Beginn und Ende der Heizperiode liegen. Es gilt: G t = z θ f NA = 0,95 (Faktor für Nachtabsenkung der Heizung) Faktor 0,95 in Gleichung Zeile 1, (Tafel 33): Der Faktor 0,95 in der Gleichung Tafel 33, Zeile 1 berücksichtigt den Ausnutzungsgrad der Wärmegewinne.

14 36 Energieeinsparverordnung 2007 Tafel 35 Mittlere jährliche Heiztage und Heizgradtagzahlen nach DIN V : , Tab. A Heizgrenztemperaturen 1) in C Region Referenzort Jahresbilanzierung Heizperiodenbilanzierung-- t a G t19/19 t HP G t19/15 t HP G t19/12 t thp G t19/1o d Kd d Kd d Kd d Kd Deutschland Norderney 357, , , , Husum 355, , Hamburg 354, , , , Hannover 341, , , Kiel 351, , , , Arkona 357, , , , Warnemünde 351, , , , Potsdam 333, , , Schwerin 345, , , Teterow 347, , , Braunschweig 341, , , , Dresden 330, , , , Wittenberq 332, , , Erfurt 344, , , , Harzgerode 354, , , , Lüdenscheid 348, , Essen 338, , , , Köln 335, , , , Münster 339, , , , Geisenheim 327, , , Kassel 336, , , , Trier 338, , , , Chemnitz 343, , , Leipzig , , ,9' Cham 337, , , , Hof 353, , , ,7, 4021 Freudenstadt 352, , , , Nürnberg 330, , , , Stuttgart 334, , , , Würzburg 329, , , , Frankfurt/M. 325, , , , Mannheim 317, , , , Saarbrücken 337, , , Freiburg 311, , , , Konstanz 331, , , , München 339, , , , Passau 337, , , Garmisch-P. 353, , Oberstdorf 357, , , ) Heizgrenztemperatur: Außenlufttemperatur, ab der ein Gebäude bei einer vorgegebenen Raumlufttemperatur nicht mehr beheizt werden muss.

15 Berechnungsverfahren für Wohngebäude 37 Tafel 36 Region Mittlere Außentemperaturen der Referenzorte der Regionen 1 bis 15 nach DIN V : , Tab. A.3 Mittlere monatliche Außentemperatur Referenzort C Jan Jan bis Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Dez Deutschland -1,3 0,6 4,1 9,5 12,9 15,7 18,0 18,3 14,4 9,1 4,7 1,3 8,9 1 Norderney 1,6 1,8 4,0 6,9 11,2 14,4 16,3 16,8 14,5 10,8 6,3 3,2 9,0 Husum 0,2 0,6 2,8 6,2 11,0 14,5 15,8 15,7 12,9 9,3 4,9 1,7 8,0 Hamburg 0,5 1,1 3,7 7,3 12,2 15,5 16,8 16,6 13,5 9,7 5,1 1,9 8,7 2 Hannover 0,6 1,1 4,0 7,8 12,6 15,8 17,2 16,9 13,7 9,7 5,0 1,9 8,9 Kiel 0,7 1,0 3,4 6,7 11,5 15,1 16,3 16,3 13,3 9,7 5,3 2,1' 8,4 3 Arkona 0,2 0,2 2,1 5,0 9,7 14,1 16,2 16,5 13,6 9,9 5,3 2,0 7,9 Warnemünde 0,2 0,7 3,1 6,3 11,3 15,0 16,8 16,7 13,9 9,9 5,3 1,9 8,4 Potsdam - 0,9 0,2 3,7 8,0 13,2 16,6 17,9 17,5 13,9 9,4 4,2 0,7 8,7 4 Schwerin -0,4 0,3 3,2 7,1 12,2 15,5 16,8 16,7 13,5 9,4 4,6 1,3 8,4 Teterow - 0,8-0,1 2,8 6,7 11,9 15,3 16,7 16,6 13,3 9,1 4,2 0,9 8,0 Braunschweig 0,4 1,0 4,0 7,9 12,7 15,8 17,1 17,0 13,9 9,8 4,9 1,7 8,9 5 Dresden -0,7 0,4 3,9 8,1 13,1 16,5 18,0 17,7 14,2 9,8 4,4 1,0 8,9 Wittenberg -0,8 0,2 3,7 7,9 13,1 16,6 18,0 17,6 14,0 9,4 4,3 0,8 8,7 Erfurt -1,2-0,1 3,0 7,1 11,9 15,.1 16,8 16,6 13,4 8,9 3,5 0,2 7,9 6 Harzgerode -1,6-1,1 1,8 5,8 10,8 14,0 15,4 15,0 11,8 7,8 2,9-0,4 6,9 Lüdenscheid 0,0 0,8 3,3 6,7 11,3 14,1 15,8 15,6 12,8 9,1 4,0 1,2 7,9 Essen 1,9 2,5 5,1 8,5 12,9 15,7 17,4 17,2 14,4 10,7 5,7 2,9 9,6 7 Köln 1,8 2,4 5,2 8,7 13,2 16,2 17,8 17,4 14,2 10,3 5,6 2,9 9,6 Münster 1,4 2,0 4,7 8,2 12,7 15,7 17,0 16,8 13,8 10,0 5,3 2,6 9,2 Geisenheim 1,2 2,3 5,6 9,4 13,9 17,0 18,6 18,1 14,7 10,0 5,1 2,3 9,9 8 Kassel -0,2 0,8 3,9 7,9 12,6 15,6 17,2 16,9 13,5 9,3 4,1 1,1 8,6 Trier 0,9 1,9 4,9 8,4 12,6 15,7 17,6 17,1 14,0 9,8 4,6 1,8 9,1 9 Chemnitz -1,2-0,3 2,9 7,0 11,9 15,0 16,6 16,4 13,3 9,1 3,7 0,2 7,9 Leipzig -0,1 0,7 4,2 8,4 13,3 16,6 18,2 17,1 14,3 9,9 4,8 1,3 9,1 10 Cham -2,1-0,4,3,3 7,8 12,6 15,7 17,4 16,8 13,4 8,4 3,0-0,6 7,9 Hof -2,9-1,9 1,5 5,6 10,6 13,8 15,4 14,9 11,7 7,3 1,9-1,5 6,4 Freudenstadt -1,5-0,8 1,8 5,3 9,8 13,0 15,2 14,7 12,0 7,9 2,5-0,4 6,6 11 Nürnberg -0,8 0,5 3,9 8,2 13,2 16,6 18,3 17,6 14,0 9,0 3,9 0,6 8,8 Stuttgart -0,4 0,8 4,2 8,0 12,5 15,7 17,7 17,0 13,7 9,0 3,9 0,6 8,6 Würzburg -0,4 1,0 4,6 8,7 13,3 16,5 18,3 17,8 14,4 9,4 4,1 1,0 9,1 Frankfurt/M. 0,7 1,8 5,2 9,2 13,7 17,1 18,9 18,3 14,8 9,8 4,7 1,8 9,7 12 Mannheim 1,2 2,5 5,9 9,9 14,4 17,6 19,5 18,8 15,3 10,4 5,2 2,2 10,2 Saarbrücken 0,4 1,6 4,7 8,3 12,5 15,6 17,6 17,1 14,1 9,6 4,3 1,4 8,9 13 Freiburg 1,8 3,2 6,6 10,2 14,4 17,7 19,9 19,2 16,2 11,3 6,0 2,7 10,8 Konstanz -0,1 1,2 4,5 8,5 13,0 16,2 18,3 17,5 14,4 9,5 4,2 0,9 9,0 14 München -2,1-0,7 3,0 7,3 11,9 15,0 16,7 16,1 12,9 7,9 2,8-0,7 7,5 Passau -2,4-0,3 3,5 8,0 12,8 15,8 17,5 16,8 13,4 8,5 2,9-0,9 8,0 15 Garmisch-P. -3,0-1,3 1,9 6,1 10,8 13,8 15,8 15,0 12,2 7,4 1,7-2,7 6,5 Oberstdorf -2,8-1,7 1,2 5,0 10,0 13,2 15,3 14,5 11,7 7,4 1,8-2,1 6,1

16 38 Energieeinsparverordnung 2007 Bild 37 Skizzenhafte Darstellung der 15 Referenzregionen der mittleren Strahlungsintensitäten der Bundesrepublik Deutschland nach DIN V : , Bild A.1

17 Berechnungsverfahren für Wohngebäude Transmissionswärmeverlust H T Der Transmissionswärmeverlust H T beschreibt diejenigen Wärmeverluste, die über die Gebäudehülle (Wände, Fenster, Dach, unterer Gebäudeabschluss usw.) verloren gehen. Es gilt: H T in W/K H T ( F U A ) + U A = (38a) xi i i WB Darin bedeuten: F xi Temperatur-Korrekturfaktoren nach Tab Die Temperatur-Korrekturfaktoren dienen zur vereinfachten Berechnung der Wärmeverluste über Flächen, die nicht direkt an die Außenluft grenzen. U i Wärmedurchgangskoeffizient in W/(m 2 K) A i Flächen der einzelnen Bauteile in m², für die der Wärmedurchgangskoeffizient U und der Temperatur-Korrekturfaktor F x konstant sind. U WB Wärmebrückenzuschlag in W/(m 2 K) Der Wärmebrückenzuschlag berücksichtigt Wärmeverluste infolge von Wärmebrücken (= örtlich begrenzte Bereiche mit höherem Wärmedurchgang als in unmittelbar benachbarten Bauteilbereichen, z.b. Außenecken, Deckenanschlüsse, auskragende Balkonplatten). Beim vereinfachten Verfahren ist U WB = 0,05 W/(m 2 K) zu setzen! Bei der Konstruktion sind die Angaben in DIN 4108 Beiblatt 2 zu beachten (Regelkonstruktionen). A Wärmeübertragende Umfassungsfläche in m²; Erläuterung siehe unten! Berechnung Wärmedurchgangskoeffizient U in W/(m²K): Der Wärmedurchgangskoeffizient gibt den Wärmestrom in Watt (W) an, der je m² und 1 Kelvin Temperaturdifferenz ein Bauteil durchquert. Wärmedurchgangskoeffizient für opake (undurchsichtige) Bauteile: U = 1 R T = R si 1 + R + i R se (38b) Darin bedeuten: R T Wärmedurchgangswiderstand in (m²k)/w: + R + R (38c) T = Rsi i Rse R si R se Wärmeübergangswiderstand innen in (m²k)/w Wärmeübergangswiderstand außen in (m²k)/w

18 40 Energieeinsparverordnung 2007 R i Wärmedurchlasswiderstände der einzelnen Bauteilschichten in (m²k)/w: d R = λ mit: d = Dicke der Bauteilschicht in m λ = Rechenwert der Wärmeleitfähigkeit in W/(mK) Wärmedurchgangskoeffizient U w für verglaste (durchsichtige) Bauteile (z.b. Fenster): Siehe DIN EN ISO 10077: Wärmeübertragende Umfassungsfläche A in m 2 : A = A + A + A + A + A + A + A (39a) AW W Darin bedeuten: D G DL AB U A AW A W A D A G A DL A AB A U Außenwände Fensterflächen, getrennt nach Orientierung Dachflächen bzw. oberste Geschossdecke Unterer Abschluss bzw. gegen Erdreich Decken, die nach unten gegen Außenluft grenzen Wände gegen unbeheizte Räume Abseitenwand (Drempelwand) Spezifischer Transmissionswärmeverlust H T : Es gilt: H T in W/(m²K) H H = T T A (39b) Darin bedeuten: H T Transmissionswärmeverlust in W/K A Wärmeübertragende Umfassungsfläche in m²

19 Berechnungsverfahren für Wohngebäude Lüftungswärmeverlust H V Lüftungswärmeverluste entstehen durch den regelmäßigen Luftaustausch mit der Außenluft. Lüften bzw. ein Luftaustausch ist notwendig, um ein behagliches Raumklima zu schaffen und die überschüssige Feuchtigkeit abzutransportieren. Es gilt: H V in W/K H V = n 0, 34 V (40a) Darin bedeuten: n Luftwechselzahl in h -1 : n = 0,7 bei Fensterlüftung ohne Dichtheitsprüfung n = 0,6 bei Fensterlüftung mit Dichtheitsprüfung nach EnEV, Anhang 4 Nr. 2 ("Blower- Door-Test") Bei lüftungstechnischen Anlagen: n nach DIN V : , Gl. 47! Beim Heizperiodenbilanzverfahren (vereinfachtes Verfahren) kann nur Fensterlüftung berücksichtigt werden! Die Luftwechselzahl n gibt an, wie oft das beheizte Luftvolumen pro Stunde gegen die (kalte) Außenluft vollständig ausgetauscht wird. n = 0,7 bedeutet: je Stunde wird das beheizte Luftvolumen 0,7 mal ausgetauscht, d.h. gegen kalte Außenluft ersetzt. In 24 h wird die Luft demnach 16,8 mal (!) ausgetauscht. Lüftungswärmeverluste stellen einen großen Anteil an den Wärmeverlusten insgesamt dar. V Beheiztes Luftvolumen in m³ (Nettovolumen): V = 0, 76 V e bei Gebäuden mit bis zu 3 Vollgeschossen (40b) V = 0, 80 V e in den übrigen Fällen (40c) mit V e = beheiztes Gebäudevolumen (= Volumen, das von der wärmeübertragenden Umfassungsfläche A eingeschlossen wird; gemessen an den Außenkanten) 0,34 Spezifische Wärmekapazität der Luft in Wh/(m³K) Wird die Luftwechselzahl n und Gl. 40c in Gl. 40a eingesetzt, ergibt sich der Lüftungswärmeverlust nach den folgenden Gleichungen: Fensterlüftung ohne Dichtheitsprüfung: H V in W/K H V = n 0,34 V = 0,7 0,34 0,80 V = 0, 19 V (40d) e e Fensterlüftung mit Dichtheitsprüfung: H V in [W/K] H V = n 0,34 V = 0,6 0,34 0,80 V = 0, 163 V (40e) e e

20 42 Energieeinsparverordnung Solare Gewinne Q s Solare Wärmegewinne sind die durch Sonneneinstrahlung nutzbaren Wärmegewinne. Beim vereinfachten Verfahren (Heizperiodenbilanzverfahren) können nur solare Wärmegewinne durch Fenster und Fenstertüren berücksichtigt werden. Wärmegewinne durch Wintergärten, Glasvorbauten, transparente Wärmedämmung können dagegen beim vereinfachten Verfahren nicht angesetzt werden. Dies ist nur bei Berechnung nach dem genaueren Verfahren (Monatsbilanzverfahren) möglich. Es gilt: Q s in kwh/a ( I ) s 0, gi j,hp Q 567 s = Ai (41a) Darin bedeuten: (I s ) j,hp Solares Strahlungsangebot in Abhängigkeit von der Orientierung j der Fensterflächen in kwh/(m²a): Südost bis Südwest: 270 Nordwest bis Nordost: 100 Übrige Richtungen: 155 Dachflächenfenster mit Neigungen < 30 : 225 Dachflächenfenster mit Neigungen 30 sind hinsichtlich der Orientierung wie senkrechte Fenster zu behandeln. g i Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung: Erläuterung siehe unten! A i Flächen der Fenster, Fenstertüren mit konstantem Gesamtenergiedurchlassgrad in m² 0,567 Faktor, der die Teilverschattung der Fenster, den Fensterrahmenanteil sowie Absorption und Reflexion der Fenstergläser berücksichtigt. Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung g: Der Gesamtenergiedurchlassgrad g ist die Summe des direkten Strahlungstransmissionsgrades und des sekundären Wärmeabgabegrades der Verglasung nach innen. Berechnung von g nach DIN EN 410, 4.4. Der Gesamtenergiedurchlassgrad g hängt von der Art der Verglasung ab, siehe Tafel 42 oder Herstellerangaben (Beispiel siehe unten).

21 Berechnungsverfahren für Wohngebäude 43 Tafel 42 Gesamtenergiedurchlassgrade g für verschiedene Verglasungen 3 Verglasung g 1 Doppelverglasung aus Klarglas 0,8 2 Dreifachverglasung aus Klarglas 0,7 3 Glasbausteine 0,6 4 Wärme- und Sonnenschutzgläser 1) 1) Siehe technische Produktspezifikationen. Auf Grund der Oberflächenbehandlung und Einfärbungen von Glasscheiben kann g recht unterschiedlich sein (zwischen 0,2 und 0,8) Exemplarisch sind in Bild 42 Gesamtenergiedurchlassgrade g sowie weitere technische Daten für Bauglas der Fa. Pilkington, Produkte Optitherm TM und Optitherm SN TM angegeben (Prospektauszug). Bild 42 Technische Daten einschließlich Gesamtenergiedurchlassgrad g für Bauglas der Fa. Pilkington (Produkte Optitherm TM und Optitherm SN TM ) 3 Werte aus: Schneider, Bautabellen, 13. Auflage, Werner Verlag, 1998

22 44 Energieeinsparverordnung Interne Gewinne Q i Interne Wärmegewinne entstehen durch Personen oder den Betrieb elektrischer Anlagen und Geräte. Es gilt: Q i in kwh/a Q = 22 (43a) i A N Darin bedeuten: A N Gebäudenutzfläche in m²: A e N = 0,32 V e V = beheiztes Gebäudevolumen 22 Als interne Gewinne werden bei Wohngebäuden 5 W/m² angesetzt. Für Wohngebäude, die unter bestimmten Voraussetzungen nach dem vereinfachten Verfahren (Heizperiodenbilanzverfahren) berechnet werden können, ergibt sich bei einer Dauer der Heizperiode von 185 Tagen der Faktor 22 ( ,024 = 22,2 22); mit 0,024 = Umrechnungsfaktor 1 Wd = 24/1000 kwh = 0,024 kwh Nachweise Folgende Nachweise sind bei Anwendung des Heizperiodenbilanzverfahrens (vereinfachtes Verfahren) zu führen: (gilt für Wohngebäude mit Fensterflächenanteil 30%) Qp Qp, max (43b) Darin bedeuten: Q p Vorhandener spezifischer Jahres-Primärenergiebedarf nach 6.3.3, Gleichung 32b Q p,max Höchstwert des spezifischen Jahres-Primärenergiebedarfs nach Tafel 19 H T HT, max (43c) Darin bedeuten: H T Vorhandener spezifischer Transmissionswärmeverlust nach , Tafel 33 H T,max Höchstwert des spezifischen Transmissionswärmeverlustes nach Tafel 21

23 Berechnungsverfahren für Wohngebäude Monatsbilanzverfahren Beim Monatsbilanzverfahren wird als Bilanzierungszeitraum ein Monat zu Grunde gelegt. Durch Aufsummierung der monatlichen Werte, sofern diese positiv sind, ergibt sich der Heizwärmebedarf für die Heizzeit. Das Monatsbilanzverfahren gilt ohne Einschränkung für alle Wohngebäude. Der prinzipielle Rechenablauf ist in Bild 44 dargestellt. Eine Anwendung des Monatsbilanzverfahrens ist nur mit entsprechender Software sinnvoll, da die Formeln und Berechnungsgleichungen recht aufwändig und vielfach miteinander verknüpft sind. Aus diesem Grund wird das Monatsbilanzverfahren hier nicht behandelt. Es wird auf die Norm (DIN EN 832: sowie DIN V : ) und entsprechende Computerprogramme verwiesen. Bild 44 Ablaufdiagramm beim Nachweis des Wärmeschutzes nach dem Monatsbilanzverfahren (genaueres Verfahren) 4 4 Abbildung aus: Kirchhoff: Experimentelle Dichtheitsprüfung von Bauteilen für Häuser in Holztafelbauart und Erarbeitung von konstruktiven Verbesserungsmaßnahmen unter Berücksichtigung der Anforderung nach der neuen Energieeinsparverordnung, Diplomarbeit im Fach Baukonstruktion/Bauphysik, AG Baukonstruktion, Holzbau und Bauphysik, Prof. Dr.-Ing. Peter Schmidt, Universität Siegen, Juni 2003

24 46 Energieeinsparverordnung Anlagenaufwandszahl e p Allgemeines Die Anlagenaufwandszahl e p beschreibt das Verhältnis der von der Anlagentechnik aufgenommenen Primärenergie in Relation zu der von ihr abgegebenen Nutzwärme (siehe DIN V : ). Mit Hilfe der Anlagenaufwandszahl kann - bei bekanntem Jahres-Heizwärmebedarf und Warmwasserbedarf - der Jahres-Primärenergiebedarf eines Gebäudes berechnet werden. Die Anlagenaufwandszahl e p wird von folgenden Randbedingungen beeinflusst: Lage der Heizungsanlage (im beheizten oder im unbeheizten Bereich) Lage der Verteilungsleitungen (zentral im beheizten Bereich oder in den Außenwänden) Heizsystemtemperatur (Vorlauf-/Rücklauftemperatur: 70/55 C, 55/45 C oder 35/28 C) Art der Wärmeübergabe (Heizkörper, Flächenheizungen) Vorhandensein einer Lüftungsanlage Art des Wärmeerzeugers (Standard-Heizkessel, Niedertemperaturkessel, Brennwertkessel, Wärmepumpe) Regelung der Wärmeübergabe im Raum (Thermostatventile mit 1 oder 2 Kelvin oder elektronische Regelung) Vorhandensein einer Zirkulationsleitung für die Warmwasserversorgung Vorhandensein einer thermischen Solaranlage für die Unterstützung der Warmwasserbereitung und Heizung Hinweis: Durch eine aufwändige Anlagentechnik können die wärmetechnischen Anforderungen an die bauliche Gebäudehülle niedriger ausfallen. Umgekehrt ist bei einer guten wärmetechnischen Gebäudehülle eine nicht so aufwändige und damit kostengünstigere Heizungsanlage möglich Bestimmung der Anlagenaufwandszahl Die Bestimmung der Anlagenaufwandszahl e p erfolgt nach DIN V :2003:08, geändert durch A1: sowie DIN V Beiblatt 1: Es stehen folgende Verfahren zur Auswahl: Tabellenverfahren: Das Tabellenverfahren muss angewendet werden, wenn ein Gerät der Anlage noch nicht festgelegt ist. In DIN V : , Anhang C.1 bis C.4 befinden sich hierfür Kennwerte für Standardprodukte. Diese orientieren sich allerdings am unteren energetischen Durchschnitt des Marktniveaus und führen damit nicht zu den geringsten Anlagenaufwandszahlen. Zur Vereinfachung der Berechnung nach dem Tabellenverfahren werden in DIN V :2003-

25 Berechnungsverfahren für Wohngebäude 47 08, Anhang A Berechnungsblätter - getrennt für die Bereiche Heizung, Trinkwarmwasser, Lüftung bereitgestellt (Bild 46). Bild 46 Berechnungsblätter für die Anlagenbewertung nach dem Tabellenverfahren nach DIN : , C.1 bis C.4 (exemplarisch dargestellt: Berechnungsblatt Anlagenbewertung und Heizung ; weitere Berechnungsblätter siehe Norm). Detaillierte Verfahren: Wenn die Kennwerte von konkreten Produkten vorliegen (z.b. die Wärmeerzeuger-Aufwandszahl des Kessels x der Firma y), dann können diese Kennwerte anstelle der Standardwerte nach DIN V : , Anhang C.1 bis C.4 verwendet werden. Dadurch ergeben sich in der Regel günstigere Anlagenaufwandszahlen, da die Standardwerte sich am unteren Marktniveau orientieren. Hier wird auf die Norm verwiesen. DIN V Beiblatt 1: Anlagenbeispiele: DIN V Beiblatt 1: enthält eine Vielzahl von Anlagenbeispielen, für die folgende Kennwerte angegeben sind (Bilder 47 und 48): Primärenergiediagramm: Aus den Kurven für diese Anlagenkonfiguration kann in Abhängigkeit von der Nutzfläche AN (Rubrikenachse X) und dem Jahres-Heizwärmebedarf q h, (Kurvenscharparameter) der auf die Nutzfläche des Gebäudes bezogene Jahres-Primärenergiebedarf q P (Größenachse Y) direkt abgelesen werden. Dieser Wert ist mit dem zulässigen Wert aus der Energieeinsparverordnung zu vergleichen. Die lineare Interpolation ist zulässig.

26 48 Energieeinsparverordnung 2007 Endenergiediagramme (Wärme) Aus Kurven für diese Anlagekonfiguration kann in Abhängigkeit von der Nutzfläche A N (Rubrikenachse X) und dem Jahres-Heizwärmebedarf q h, (Kurvenscharparameter) der flächenbezogene Endenergiebedarf für Heizung, Lüftung und Trinkwassererwärmung auf der Größenachse abgelesen werden. Für jeden von maximal zwei Energieträgern ist ein Diagramm vorhanden. Interpolation ist zulässig. Wertetabelle Hilfsenergie (ohne Diagramm) Hier kann. ggf. mit Interpolation. der Hilfsenergiebedarf in Abhängigkeit von der Nutzfläche A N bestimmt werden. Der Wertbereich ist der nach DIN V zulässige Bereich. Anlagenaufwandszahl e p (Wertetabelle zur Anlagenaufwandszahl Primärenergie) Hier kann. ggf. mit Interpolation. die Anlagenaufwandszahl in Abhängigkeit von der Nutzfläche AN und dem Jahres-Heizwärmebedarf q h bestimmt werden. Der Wertbereich ist der nach DIN V zulässige Bereich. Bild 47 Anlagenbeispiele nach DIN V Beiblatt 1: : Analgenbeschreibung und Kennwerte (Vorderseite)

27 Berechnungsverfahren für Wohngebäude 49 Bild 48 Anlagenbeispiele nach DIN V Beiblatt 1: : Analgenbeschreibung und Kennwerte (Rückseite) Ausgewählte Anlagen nach DIN V Beiblatt 1: Nachfolgend sind die Kenndatenblätter für exemplarisch für zwei Anlagensysteme nach DIN Beiblatt 1: angegeben: Anlage 4 (Bilder 49 und 50): Niedertemperaturkessel außerhalb der thermischen Hülle Heizkörper mit Thermostatventilen im Außenwandbereich angeordnet Keine mechanisch betriebene Lüftungsanlage Gebäudezentrale Trinkwassererwärmung mit Zirkulation Anlage 33 (Bilder 51 und 52): Brennwertkessel innerhalb der thermischen Hülle Fußbodenheizung Keine mechanisch betriebene Lüftungsanlage Gebäudezentrale Trinkwassererwärmung mit Zirkulation, solare Trinkwassererwärmung

28 50 Energieeinsparverordnung 2007 Bild 49 Kenndaten Anlage 3 nach DIN V Beiblatt 1:

29 Berechnungsverfahren für Wohngebäude 51 Bild 50 Kenndaten Anlage 3 nach DIN V Beiblatt 1:

30 52 Energieeinsparverordnung 2007 Bild 51 Kenndaten Anlage 33 nach DIN V Beiblatt 1:

31 Berechnungsverfahren für Wohngebäude 53 Bild 52 Kenndaten Anlage 33 nach DIN V Beiblatt 1: