Ressourcenorientiertes Bauen
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1 Universität für Bodenkultur Wien Department für Bautechnik und Naturgefahren Ressourcenorientiertes Bauen 7.Vorlesung, : ENERGIEAUSWEISBERECHNUNG DI Roman Smutny ÜBUNG 17:30-19:30 CAD-Raum am Institut Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 1
2 Inhalt Kennzahlen & Definitionen für Energieeffizienz Rechtliche Rahmenbedingungen - Energieausweis Berechnungsmethoden für Gesamtenergieeffizienz Beispiel: Einflüsse auf den Heizwärmebedarf Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 2
3 Was ist Energieeffizienz? Effizienz = Nutzen / Aufwand Nutzen = Komfort, Nutzfläche, Adaptierbarkeit Aufwand = Energie (HWB, EEB, PEB), CO2 Kennzahlen zb: EEB = Endenergie / m² konditionierte Fl. Vereinfachte Darstellung des Nutzens unter der Annahme: Qualität und der Komfort des Innenraumklimas pro m² für alle Gebäude auf selben Niveau. Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 3
4 Energiekennzahlen: Primär / End / Nutzenergie Beispiel: Warmwasser BINE, 2001 Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 4
5 Energiekennzahlen: Primär / End / Nutzenergie Primärenergie Summe aus gelieferter und vor Ort gewonnener Energie (gelieferte Fernwärme, Erdgas, elektrischer Energie, Solarertrag, ) und den benötigten Energiemengen für alle vorgelagerten Prozesse der Endenergieträger (Gewinnung, Umwandlung, Transport und Übergabe) Primärenergiefaktor = Primärenergie pro Endenergie Netto-Primärenergie entspricht der Primärenergie abzüglich vor Ort gewonnener Energie (z.b. elektrischer und thermischer Solarertrag). Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 5
6 Energiekennzahlen: Primär / End / Nutzenergie Primärenergie-Kennzahl / Treibhausgas-Kennzahl: Vor- und Nachteile Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 6
7 Energiekennzahlen: Primär / End / Nutzenergie Endenergie: diejenige Energiemenge, die nach Durchlaufen des Umwandlungssektors an die Endnutzer Haushalte, Industrie, Kleinverbraucher und Verkehr für energetische Zwecke (d.h. nicht als Roh-, Schmierstoffe etc.) geliefert wird. ( ) Die Umwandlung von Endenergie in Nutzenergie geschieht durch die beim Verbraucher installierten und betriebenen Geräte und Anlagen. [ERDMANN, 1995, S. 205]. = vom jeweiligen Energieversorger gelieferte und abgerechnete Energiemenge plus Solarertrag Netto-Endenergie = gelieferte Energie entspricht der Endenergie abzüglich vor Ort gewonnener Energie (z.b. elektrischer und thermischer Solarertrag). Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 7
8 Energiekennzahlen: Primär / End / Nutzenergie Bilanzgrenze für den Endenergiebedarf von Gebäuden. ÖN EN 15603:2008. Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 8
9 Energiekennzahl: Netto-Endenergie Wohngebäude
10 Energiekennzahlen: Primär / End / Nutzenergie Endenergie-Kennzahl: Vorteile und Nachteile Endenergie-Kennzahl: Vor- und Nachteile
11 Energiekennzahlen: Primär / End / Nutzenergie Nutzenergie-Kennzahl: Vor- und Nachteile Nutzenergie: Energie, welche beim Verbraucher letztlich nach verschiedenen Energieumwandlungen bzw. -umformungen zur Verfügung steht. Unter Energieumwandlung versteht man eine Energietransformation bei Änderung der physikalischen Erscheinungsform ( ) und unter Energieumformung eine Energietransformation unter Wahrung der physikalischen Erscheinungsform [Rummich, 1978, S.4]. Die Wärmeverteilung im Gebäude ist eine Energieumformung, bei der die physikalische Erscheinungsform erhalten bleibt und die Temperatur aufgrund von Verteilverlusten transformiert wird.
12 Energiekennzahlen: Primär / End / Nutzenergie Empfehlungen hinsichtlich Energiekennzahlen: Keine der Kennzahlen erscheint geeignet als alleinige Bewertungsgrundlage für die Energieperformance von Gebäuden. Eine Kombination mehrerer Kennzahlen ist zielführend: PEB, CO2, HWB. Heizwärmebedarf hat eine hohe Aussagekraft aufgrund der langfristigen Wirkung der Gebäudehülle. Kennzahl für Endenergie nur dann aussagekräftig, wenn Energieträger bekannt sind. Ziel- und Referenzwerte sollten je nach regionalem Energieträger(-Mix) festgelegt werden (Berücksichtigung der Verfügbarkeit). Begrenzte Verfügbarkeit von Biomasse wird derzeit von keiner Kennzahl berücksichtigt. Dies war einst der Ausgangspunkt für Nachhaltigkeitskonzepte. Kennzahl für Treibhausgasemissionen ist aufgrund der Bedeutung des Problems sehr zu empfehlen (und mit anderen Kennzahlen zu kombinieren). Bei neuen Gebäuden wird der Strombedarf durch zusätzliche Kraftwerke oder zusätzliche Stromimporte gedeckt. Daher ist bei den Kennzahlen für Primärenergie und CO 2 der Strom mit den Faktoren für Importstrom, für durchschnittlichen UCTE- Strom oder für inländischen Strom aus fossilen Energieträgern zu gewichten.
13 Inhalt Kennzahlen & Definitionen für Energieeffizienz Rechtliche Rahmenbedingungen - Energieausweis Berechnungsmethoden für Gesamtenergieeffizienz Beispiel: Einflüsse auf den Heizwärmebedarf Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 13
14 Richtlinien: EPBD, OIB RL6, EU-Gebäuderichtlinie ALT (2002) EPBD Energy Performance of Buildings Directive (RL 2002/91/EG) = GEEG Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden Verpflichtende Mindestanforderungen an das Energieprofil von Gebäuden Für Neubauten und Altbauten > 1000 m² bei Neubau und Verkauf/Vermietung Berechnung / Ausweis der Gesamtenergieeffizienz durch unabhängige Institutionen Neu : Hilfstechnik, Warmwasser, Kühlung, Lüftung, Beleuchtung Gültigkeit 10 Jahre Referenzwerte Empfehlungen für zusätzliche Maßnahmen Sichtbar machen für Öffentliche Gebäude > 1000 m² Regelmäßige Begutachtung von Heizkesseln und Klimaanlagen Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 14
15 Richtlinien: EPBD, OIB RL6, EU-Gebäuderichtlinie NEU (Recast, Mai 2010) In nationalen Vorschriften umzusetzen bis diese treten bis bzw in Kraft. Inhalt Höhere Qualität des Energieausweises (unabhängige Kontrollstelle) Bessere Sichtbarkeit des EA (Aushang) Vorschlag für EU-einheitlichen EA bis 2011 (freiwillig) Alternativenprüfung ohne m²-beschränkung Aktionspläne für nearly zero energy Gebäude Cost-Optimal-Level ausweisen. Berechnungsmethode (LCC, WLC) Regelmäßige Inspektion des Heizsystems. Überprüfungsberichte mit Verbesserungsvorschlägen sind an Nutzer auszuweisen. Bewusstseinsbildende Maßnahmen Öffentlicher Sektor als Vorreiter Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 15
16 EPBD II: Recast / Neufassung (2) Inhalt Neu (2) Anwendung von Mindestanforderungen an Gesamtenergieeffizienz (gesamte benötigte Energiemenge) Bei größerer Renovierung, wenn > 25 % der Gebäudehülle oder > 25 % des Gebäudewerts betroffen. Bei Neubau, Instandsetzung oder Modernisierung haustechnischer Systeme Bei Neugebäuden ab 2021: Nearly Zero Energy = Niedrigstenergiegebäude Öffentlicher Sektor als Vorreiter: Nearly Zero Energy ab 2019 Nationaler Aktionsplan und Anreize für Neubau und Sanierung auf Nearly Zero Energy -Niveau Regelmäßige Inspektion des Heizsystems. Überprüfungsberichte unabhängig zu kontrollieren Verbesserungsvorschläge an Nutzer auszuweisen. Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 16
17 Richtlinien: EPBD, OIB RL6, OIB LEITFADEN (2.6) Energietechnisches Verhalten v. Gebäuden Weitere relevante Normen ÖNORM B Anforderungen (HWB+KB) an Wärmeschutz von Gebäuden ÖNORM B Vermeidung von schädlicher Kondensation ÖNORM B Vermeidung von sommerlicher Überwärmung ÖNORM B Betriebswirtschaftlicher Wärmeschutz ÖNORM B Klimadaten und Nutzungsprofile ÖNORM B Ermittlung des Heizwärme- und Kühlbedarfes ÖNORM H 5055 Energieausweis für Gebäude Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 17
18 Richtlinien: EPBD, OIB RL6, OIB RICHTLINIE 6 Energieeinsparung und Wärmeschutz 2011 ALT ( ) NEU (Oktober 2011) Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 18
19 Richtlinien: EPBD, OIB RL6, OIB RICHTLINIE 6 Energieeinsparung und Wärmeschutz 2011 Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 19
20 Richtlinien: EPBD, OIB RL6, OIB RICHTLINIE 6 Energieeinsparung und Wärmeschutz 2011 Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 20
21 Richtlinien: EPBD, OIB RL6, OIB RICHTLINIE 6 Energieeinsparung und Wärmeschutz 2011 Wohngebäude Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 21
22 Richtlinien: EPBD, OIB RL6, OIB RICHTLINIE 6 Energieeinsparung und Wärmeschutz 2011 Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 22
23 Richtlinien: EPBD, OIB RL6, OIB RICHTLINIE 6 Energieeinsparung und Wärmeschutz 2011 Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 23
24 Richtlinien: EPBD, OIB RL6, OIB RICHTLINIE 6 Energieeinsparung und Wärmeschutz 2011 Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 24
25 Richtlinien: EPBD, OIB RL6, OIB RICHTLINIE 6 Energieeinsparung und Wärmeschutz 2011 Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 25
26 Richtlinien: EPBD, OIB RL6, OIB RICHTLINIE 6 Energieeinsparung und Wärmeschutz 2011 Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 26
27 Richtlinien: EPBD, OIB RL6, OIB RICHTLINIE 6 Energieeinsparung und Wärmeschutz 2011 Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 27
28 Richtlinien: EPBD, OIB RL6, OIB RICHTLINIE 6 Energieeinsparung und Wärmeschutz 2011 Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 28
29 Richtlinien: EPBD, OIB RL6, OIB RICHTLINIE 6 Energieeinsparung und Wärmeschutz 2011 Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 29
30 Richtlinien: EPBD, OIB RL6, OIB RICHTLINIE 6 Energieeinsparung und Wärmeschutz 2011 Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 30
31 Richtlinien: EPBD, OIB RL6, Energieeffizienz und Kompaktheit (OIB RL6, ÖN B , Art. 15a B-VG) Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 31
32 Einfluss des Energieausweises auf die Nachhaltigkeits-Bewertung von Gebäuden DGNB-Vorzertifikat Olympisches Österreichhaus, Winterspiele Vancouver 2010 EINFLUSS ENERGIE- AUSWEIS Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 32
33 Inhalt Kennzahlen & Definitionen für Energieeffizienz Rechtliche Rahmenbedingungen - Energieausweis Berechnungsmethoden für Gesamtenergieeffizienz Beispiel: Einflüsse auf den Heizwärmebedarf Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 33
34 Berechnung des Heizwärmebedarfs HWB Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 34
35 Berechnung des Heizwärmebedarfs HWB Heizwärmebilanz HWB = Verluste nutzbare Gewinne Transmissionsverluste Lüftungsverluste Solare Gewinne Interne Gewinne Ausnutzungsgrad Bednar-Riccabona 2008, Baukonstruktionslehre 4 - Bauphysik Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 35
36 Berechnung des Heizwärmebedarfs HWB Bedarf vs. Verbrauch Berechnung = Bilanzierung HWB = Q W / BGF = [Q T + Q V (Q S Q i )* ]/BGF in kwh/(m².a) bezogen auf Bruttogeschoßfläche Kalksandstein Energieeinsparverordnung 2002 (EnEV).
37 Bezugsflächen, konditionierte Zone Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 37
38 Bezugsflächen, konditionierte Zone NÖ _OIB6-Benutzerleitfaden_Version_1.3.pdf Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 38
39 Transmissionsverluste U-Wert Wärmedurchgangskoeffizient NÖ _OIB6-Benutzerleitfaden_Version_1.3.pdf Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 39
40 Transmissionsverluste -Wert Wärmeleitfähigkeit NÖ _OIB6-Benutzerleitfaden_Version_1.3.pdf Bednar-Riccabona 2008, Baukonstruktionslehre 4 - Bauphysik Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 40
41 Transmissionsverluste -Wert Wärmeleitfähigkeit NÖ _OIB6-Benutzerleitfaden_Version_1.3.pdf Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 41
42 Transmissionsverluste U-Wert Wärmedurchgangskoeffizient U = 1 / R T Wärmeübergangswiderstand Wärmedurchlasswiderstand (pro Schicht) Wärmedurchgangswiderstand (gesamt) Bednar-Riccabona 2008, Baukonstruktionslehre 4 - Bauphysik Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 42
43 Transmissionsverluste U-Wert Wärmedurchgangskoeffizient inhomogene Schicht Bednar-Riccabona 2008, Baukonstruktionslehre 4 - Bauphysik Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 43
44 Transmissionsverluste U-Wert Wärmedurchgangskoeffizient Transparenter Bauteil NÖ _OIB6-Benutzerleitfaden_Version_1.3.pdf Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 44
45 Transmissionsverluste U-Wert Wärmedurchgangskoeffizient Transparenter Bauteil NÖ2006 Leitfaden Energieausweis Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 45
46 Transmissionsverluste Wärmebrücken Bednar-Riccabona 2008, Baukonstruktionslehre 4 - Bauphysik Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 46
47 Transmissionsverluste Wärmebrücken Bednar-Riccabona 2008, Baukonstruktionslehre 4 - Bauphysik Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 47
48 Transmissionsverluste Temperaturkorrekturfaktoren, Heizen (h), Kühlen (c) Bednar-Riccabona 2008, Baukonstruktionslehre 4 - Bauphysik Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 48
49 Lüftungsverluste Luftwechselraten Bednar-Riccabona 2008, Baukonstruktionslehre 4 - Bauphysik Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 49
50 Lüftungsverluste Bednar-Riccabona 2008, Baukonstruktionslehre 4 - Bauphysik Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 50
51 Lüftungsverluste Lüftungsleitwert Fensterlüftung Mechanische Lüftung Bednar-Riccabona 2008, Baukonstruktionslehre 4 - Bauphysik Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 51
52 Solare Gewinne Bednar-Riccabona 2008, Baukonstruktionslehre 4 - Bauphysik Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 52
53 Solare Gewinne Verschattung Bednar-Riccabona 2008, Baukonstruktionslehre 4 Bauphysik; ÖN B Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 53
54 Heizwärmebilanz Ausnutzungsgrad Bednar-Riccabona 2008, Baukonstruktionslehre 4 - Bauphysik Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 54
55 Endenergiebedarf Heizung + Warmwasser (HEB) NÖ _OIB6-Benutzerleitfaden_Version_1.3.pdf Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 55
56 Endenergiebedarf Heizung + Warmwasser (HEB) NÖ _OIB6-Benutzerleitfaden_Version_1.3.pdf Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 56
57 Inhalt Kennzahlen & Definitionen für Energieeffizienz Rechtliche Rahmenbedingungen - Energieausweis Berechnungsmethoden für Gesamtenergieeffizienz Beispiel: Einflüsse auf den Heizwärmebedarf Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 57
58 Einfluss der Kompaktheit auf den Heizwärmebedarf NÖ _OIB6-Benutzerleitfaden_Version_1.3.pdf
59 Einfluss der Kompaktheit auf den Heizwärmebedarf HÜLLFLÄCHENFAKTOR - A-V-Verhältnis EFH Quader 10x20 : 200 m² BGF, 1 Geschoß mit 3,5 m Höhe EFH Würfel : 200 m² BGF, 2 Geschoße mit je 3,5 m Höhe Doppelhaus 2-Würfel-Quader : 2 Geschoße 4 Einheiten Würfel : 2 Geschoße Reihenhaus 40 Einheiten: 4 Geschoße
60 Einfluss der Kompaktheit auf den Heizwärmebedarf NÖ _OIB6-Benutzerleitfaden_Version_1.3.pdf
61 Einflüsse auf den Heizwärmebedarf NEH-Standard HWB = 51 kwh/m²/a Puchegger, die umweltberatung, 2005 Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 61
62 Einflüsse auf den Heizwärmebedarf Referenzobjekt: Musterhaus (EFH 130 m²) mit 51 kwh/m²/a = 100% Eingeschossig (Bungalow) + 25 % Geschlossene Verbauung anstatt frei stehend - 20 % 90 m² Wohnfläche (- 30%) + 8 % 170 m² Wohnfläche (+ 30%) - 6 % 10 cm mehr Raumhöhe + 3 % Eingeschossiger Erker + 1 % Dachgaube + 1 % Lüftungsanlage ca. - 30% Fensterorientierung: 100% Nord-Fenster + 10 % Fensterorientierung: 100% Süd-Fenster - 10 % Fensterstocküberdämmung (5 cm) - 7 % Fensterglas: von u g =1,1; g=0,62 auf u g =0,5; g=0,51-5 % Fensterrahmen: von u f =1,6 auf u f =0,8-8 % Puchegger, die umweltberatung, 2005 Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 62
63 Beispiel: Thermische Sanierung: Änderung des Heizwärmebedarfs [kwh/m²/a] Verbesserung Puchegger, die umweltberatung, 2005 Ressourcenorientiertes Bauen I I Univ. Prof. Arch. DI. Dr. Martin Treberspurg 63
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