Gebäude-Energieberatung

Transkript

1 Peter Kadel Gebäude-Energieberatung Grundlagen und Praxis 2., durchgesehene Auflage Hüthig & Pflaum Verlag München/Heidelberg

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 13 2 Rechnerische Grundlagen Größen Einheiten System Energie Wärme Mechanische Arbeit Elektrische Arbeit Strahlungsarbeit Leistung Wärme Mechanische Leistung Elektrische Leistung Strahlungsleistung Zusammenhang der Energien und Leistungen Wirkungsgrad Thermodynamik Erster Hauptsatz der Thermodynamik Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik Darstellung des Energieflusses Energiewandler (Verbraucher - Erzeuger) Energiequelle -Energiesenke Zeitdifferenz Anwendung der Ersatzschaltbilder Rechenregeln Knotengleichung Zeit-, Maschen- oder Umlaufgleichungen Verschaltung der Symbole Reihenschaltung von Wandler und Zeitdifferenz Reihenschaltung von Wandler und Energiequelle Reihenschaltung von Energiequellen Reihenschaltung von Wandlern 42

3 8 Inhaltsverzeichnis Reihenschaltung von Zeitdifferenzen Parallelschaltung von Wandlern Parallelschaltung von gemischten Zweigen Leistungstransformation Zeittransformation Zusammenfassung zu Transformationen Berechnungsbeispiele für den Gesamtenergiefluss Zusammenfassung 54 3 Energie Einteilung der Energieformen Primärenergie' Nicht erneuerbare Energien Erdöl Erdgas Kohle Uran und Thorium Erneuerbare Energien Sonnenenergie Wasser Wind Geothermie Biomasse Weltweite Bedeutung der erneuerbaren Energien Sekundärenergie (Endenergie; Nutzenergie) Energiefluss Energiedienstleistung Energiebedarf - Energieverbrauch Zusammenfassung 81 4 Energiesysteme Allgemeine Darstellung eines Energiesystems Energiesystem Gebäude Aufteilung der Gebäudetypen in der EnEV A/V-Verhältnis Maximaler Primärenergiebedarf nach EnEV Flächenbezogener spezifischer Transmissionswärmeverlust Verfahren der energetischen Bilanzierung 92

4 Inhaltsverzeichnis Bilanzierung nach DIN V Bilanzierung nach Energiebedarfsberechnung Kategorie Nutzung und Lage Kategorie Bausubstanz Kategorie Anlagentechnik Abschlussbemerkung zur Energiebilanzierung bei Gebäuden Grundkonzept der DIN Elektrische Energiesysteme Erzeugung elektrischer Energie Elektrische Netze Betriebsmittel elektrischer Netze Übergabestellen Planung elektrischer Anlagen Elektrischer Energiebedarf Allgemeine Unwägbarkeiten bei elektrischen Anlagen Einflussfaktoren auf den elektrischen Energieverbrauch Zusammenfassung Thermische Bauphysik [/-Wert-Berechnung An Außenluft angrenzende Bauteile Homogene Schichten Luftschichten Unbeheizte Räume Unbeheizter Dachraum mit gedämmter oberster Geschossdecke Inhomogene Schichten Fenster und Türen An Erdreich angrenzende Bauteile Wärmebrücken Feuchteprobleme im Hochbau Gebäudedichtigkeit Materialien zur Herstellung der Gebäudedichtigkeit Fugen, Anschlüsse und Durchdringungen 222

5 IQ Inhaltsverzeichnis Planungsempfehlungen Luftdichtigkeitsmessungen Zusammenfassung Anlagentechnik Heizkonzepte Verbrennungsprozess und Brennstoffe Verbrennungsprozess Brennstoffe Wärmeerzeuger mit Feuerungstechnik Öl- urid Gasheizkessel Niedertemperaturtechnik Brennwerttechnik Holzheizkessel Manuell beschickte Stückgutfeuerung Automatisch beschickte Feuerungsanlagen Elektroheizungen Elektrodirektheizung Elektrospeicherheizungen Wärmepumpe Luft-Wasser-Wärmepumpe Wasser-Wasser-Wärmepumpe Erde-Wasser-Wärmepumpe Abschlussbemerkung zu den verschiedenen Systemen Blockheizkraftwerk Solarkollektoren Lüftungsanlagen Photovoltaikanlagen Beleuchtungstechnik Abschlussbemerkung zur Anlagentechnik Zusammenfassung Energieberatung Aufgabe - Anforderung - Vorgehensweise Aufgabe der Energieberatung Anforderungen an den Energieberater Vorgehensweise in der Energieberatung Werkzeuge und Methoden der Energieberatung 302

6 Inhaltsverzeichnis Wirtschaftlichkeitsberechnung Amortisationsrechnung Kapitalwert, interner Zinsfuß und Rendite Abschlussbetrachtung zur Wirtschaftlichkeitsberechnung Notwendige Informationen für die Energieberatung Energetische Analyse des Ist-Zustandes Thermische Bauphysik Anlagentechnik Anlagentechnik zur Trinkwarmwasserbereitstellung Lüftungsanlagen Heizungsanlagen Zusammenfassung der Bewertung der Anlagentechnik Sanierungsvorschläge Dokumentation der Ergebnisse Gesamtaufwand bei der Energieberatung Rechtliche Grundlagen Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen über Klimaänderungen Kyoto-Protokoll EU-Gebäuderichtlinie Energieeinspargesetz Energieeinsparverordnung (EnEV) Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) KWK-Gesetz Abschließende Bemerkungen zu den gesetzlichen Vorschriften Förderungen Zusammenfassung Ausblick 355 Anhang 361 A Behandlung der Trinkwarmwasserbereitstellung 362 A. 1 Flächenbezogener Wärmeverlust der Trinkwarmwasserbereitstellung bei der Übergabe, Verteilung und Speicherung 362

7 12 Inhaltsverzeichnis A.2 Berechnung der Deckungsanteile mit solarer Trinkwarmwassererwärmung 365 A.3 Flächenbezogene Heizwärmegutschriften 367 A.4 Hilfsenergie bei der Warmwassererzeugung 369 B Behandlung von Lüftungsanlagen 372 B.l Wärmeverluste der Lüftungsanlage in den Bereichen Übergabe und Verteilung 372 B.2 Luftwechselkorrekturwert, flächenbezogene Heizarbeit 375 B.3 Wärmeverlustanteile bei einer Nachheizung 376 B.4 Hilfsenergie bei Lüftungsanlagen 381 C Behandlung von Heizungsanlagen 382 C.l Wärmeverluste bei Heizungsanlagen bei der Wärmeübergabe, -Verteilung, -speicherung und -erzeugung 382 C.2 Hilfsenergie bei Heizungsanlagen 388 D Tabellen zur Bilanzierung gemäß der DIN V D.l Temperatur-Korrekturfaktoren 390 E Bau-und Anlagentypologien 397 E.l Bauteiltypologie 397 E.2 Trinkwarmwasserbereitstellung und Heizungsanlagen 402 F Richtwerte für die Kostenkalkulation 421 Literaturverzeichnis 423 Fachbücher 423 Normen 423 Gesetze und Verordnungen 424 Publikationen 425 Fachartikel 425 Internetadressen 426 Informationen zur CD-Beilage 427 Stichwortverzeichnis 429