Effiziente Anlagentechnik im Sinne der EnEV

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1 ETI BBU - Veranstaltung Energieeinsparverordnung 2014 Effiziente Anlagentechnik im Sinne der EnEV Potsdam, Prof. Dr.-Ing. Bert Oschatz Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden Forschung und Anwendung GmbH

2 Wesentliche Änderungen der EnEV 2014 Überblick I Kontrollsystem für ausgestellte Energieausweise und Inspektionsberichte von Klimaanlagen 1-stufige Verschärfung der Anforderungen im Neubau ab um 25% (Primärenergie) bzw. ca. 20% (Wärmeschutz) Keine Verschärfung der Anforderungen bei Bestandssanierung Primärenergie-Kennwert bei allen Ausweisen, Anpassung der Skalierungen, Angabe zum Anteil Erneuerbarer Energien Einführung von Energieeffizienzklassen auf Basis Endenergie Verweis auf neue DIN V 18599:2011 und neue Klimadaten Präzisierung sommerlicher Wärmeschutz (neue DIN ) Einführung eines zusätzlichen vereinfachten Verfahrens für Wohngebäude durch Bekanntmachung im Bundesanzeiger 2

3 Wesentliche Änderungen der EnEV 2014 Überblick II Erweiterte Austauschverpflichtung für alte Standard- Heizkessel (Jahrgänge älter als 1985 bzw. älter als 30 Jahre) Erweiterung der Pflicht zum Aushang von Ausweisen auf größere nicht behördliche Gebäude mit starkem Publikumsverkehr und kleine öffentliche Gebäude (>500 m², ab 07/2015 >250 m²) Keine Verschärfung der Anforderungen bei Raumhöhe >4m und dezentralen Gas- oder Warmluftheizungen Keine Definition Niedrigstenergiegebäude Neuer Primärenergiefaktor für Strom: ab : 2,4 ab : 1,8 (!) Inkrafttreten am 01. Mai

4 EnEV 2014 Primärenergieanforderungen im Neubau 1-stufige Verschärfung ab zul. PE-Bedarf = Referenzbedarf EnEV 2009/2014 x 0,75 Verschärfung Primärenergie um 25% gegenüber Stand EnEV

5 Entwicklung Anforderungsniveau Wohngebäude Beispiel Einfamilienhaus Wohnfläche 150 m² Nutzfläche A N 255,5 m² A/V e -Verhältnis 0,64 1/m 5

6 Entwicklung Anforderungsniveau Wohngebäude Beispiel I Gas-Brennwert mit solarer Trinkwassererwärmung = Referenzanlagentechnik EnEV 2009 Primärenergiebedarf Zulässig IST EnEV 2009: Referenz 70,26 kwh/m²a H' T Zulässig / IST 0,40 W/m²K 0,37 W/m²K EnEV 2014 ab ,82 kwh/m²a 0,40 W/m²K 0,37 W/m²K Verändertes Klima, geringerer PE-Faktor Strom EnEV 2014 ab ,50 kwh/m²a =0,37*1,0 0,28 W/m²K Wand 0,28 W/m²K 0,28 W/m²K 0,23 W/m²K Fenster / Dachfenster 1,30 / 1,40 W/m²K 1,30 / 1,40 W/m²K 0,90 W/m²K Dach 0,20 W/m²K 0,20 W/m²K 0,20 W/m²K Keller 0,35 W/m²K 0,35 W/m²K 0,32 W/m²K Wärmebrücken 0,05 W/m²K 0,05 W/m²K 0,02 W/m²K Lüftung Abluftanlage Standardregelung Abluftanlage Standardregelung Abluftanlage optimierte Regelung 6

7 Entwicklung Anforderungsniveau Wohngebäude Beispiel II Elektro-Luft-Wasser-Wärmepumpe mit Standardwerten nach DIN V , 5% Deckungsanteil E-Heizstab Primärenergiebedarf Zulässig / IST EnEV 2009: Referenz 70,26 kwh/m²a EnEV 2014 ab ,82 kwh/m²a 62,64 kwh/m²a EnEV 2014 ab ,50 kwh/m²a 45,26 kwh/m²a H' T Zulässig / IST 0,40 W/m²K 0,37 W/m²K 0,40 W/m²K 0,40 W/m²K =0,37*1,0 0,37 W/m²K Wand 0,28 W/m²K 0,30 W/m²K 0,28 W/m²K Fenster / Dachfenster 1,30 / 1,40 W/m²K 1,30 / 1,40 W/m²K 1,30 / 1,40 W/m²K Dach 0,20 W/m²K 0,26 W/m²K 0,20 W/m²K Keller 0,35 W/m²K 0,40 W/m²K 0,35 W/m²K Wärmebrücken 0,05 W/m²K 0,05 W/m²K 0,05 W/m²K Lüftung Abluftanlage Standardregelung Abluftanlage Standardregelung Abluftanlage Standardregelung 7

8 Entwicklung der Primärenergiefaktoren Strom Primärenergiefaktor Strommix Primärenergiefaktor Verdrängungsstrommix EnEV ,6 2,6 AGFW FW 309 2,6 3,0 EnEV 2009 nach Auslegung 2,6 3,0 EnEV 2014 ab ,4 2,8 EnEV 2014 ab ,8 2,8 Deutlich vereinfachte Erfüllung der PE-Anforderungen der EnEV für strombasierte Heizung/TWE ab

9 [GWh] Beitrag der erneuerbaren Energien zur Strombereitstellung in Deutschland Beitrag der erneuerbaren Energien zur Strombereitstellung Wasserkraft Windenergie in Deutschland EEG: Januar Biomasse * Photovoltaik EEG: April 2000 EEG: August 2004 EEG: Januar StromEinspG: Januar März 2000 Novelle BauGB: November * Feste und flüssige Biomasse, Biogas, Klär- und Deponiegas, biogener Anteil des Abfalls; 1 GWh = 1 Mio. kwh; Aufgrund geringer Strommengen ist die Tiefengeothermie nicht dargestellt; StromEinspG: Stromeinspeisungsgesetz; BauGB: Baugesetzbuch; EEG: Erneuerbare-Energien-Gesetz; Quelle: BMU - E I 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); Hintergrundbild: BMU / Christoph Edelhoff; Stand: Februar 2013; Angaben vorläufig Bild: Erneuerbare Energien in Zahlen, BMU

10 Beispiel Auswirkungen des PEF Strom auf den Primärenergiefaktor eines Nahwärmenetzes 0,70 0,60 0,50 0,40 0,59 0,43 0,43 0,50 0,49 0,30 0,20 0,10 0,00 EnEV 2009 AGFW FW 309:2010 EnEV 2009 nach Auslegung EnEV 2014 ab 01.Mai 2014 EnEV 2014 ab 01.Januar 2016 PEF Strom 2,6 2,6 2,6 2,4 1,8 PEF Verdrängung 2,6 3,0 3,0 2,8 2,8 Primärenergiefaktor des Nahwärmenetzes hängt von der Bewertung des KWK-Stroms (primärenergetischer Gutschrift) ab 10

11 Erfüllung der Anforderungen im Wohngebäude durch Brennwerttechnik EnEV

12 Erfüllung der Anforderungen im Wohngebäude durch Pelletkessel Erfüllung von EnEV und KfW-Standards mit Biomasse-Festbrennstoffkesseln Freie Heizflächen, Systemtemperaturen 55/45 C, mit Zirkulation Primärenergiebedarf Q P EnEV 2009/2014 EnEV 2016 KfW-70 KfW-55 KfW-40 KfW-40 KfW-55 KfW-70 EnEV 2009/2014 Biomasse- Festbrennstoffkessel (z.b. Pelletkessel) Biomasse- Festbrennstoffkessel + sol. TWE 40% Annahmen: EFH Neubau mit A N =255 m², Berechnung mit Standardwerten nach DIN V % 70% 85% 100% Transmissionswärmeverlust bezogen auf den Wert des Referenzgebäudes H`T Ref 12

13 Erfüllung der Anforderungen im Wohngebäude durch BHKW Erfüllung von EnEV und KfW-Standards mit Mikro-KWK-Anlagen Freie Heizflächen, Systemtemperaturen 55/45 C, mit Zirkulation Primärenergiebedarf Q P Mikro-KWK mit Stirling-Motor η th =80%, η el =12%, P th =5,3 kw, P el =1 kw EnEV 2009/2014 Mikro-KWK mit BZ η th =56%, η el =34%, P th =1,1 kw, P el = 0,67 kw EnEV 2016 KfW-70 Mikro-KWK mit Otto-Motor η th =60%, η el = 23% P th =2,5 kw, P el =1 kw KfW-55 EnEV 2009/2014 Mikro-KWK mit BZ η th =56%, η el =32%, P th =1,6 kw, P el = 0,93 kw KfW-40 KfW-40 KfW-55 KfW-70 Mikro-KWK mit Brennstoffzelle (BZ) η th =25%, η el =56%, P th =0,6 kw, P el = 1,5 kw 40% 55% 70% 85% 100% Annahmen: EFH Neubau mit A N =255 m², Berechnung überwiegend mit Standardwerten nach DIN V Transmissionswärmeverlust bezogen auf den Wert des Referenzgebäudes H`T Ref 13

14 Erfüllung der Anforderungen im Wohngebäude durch Gas-WP Erfüllung von EnEV und KfW-Standards mit der Gaswärmepumpe Fußbodenheizung, Systemtemperaturen 35/28 C, mit Zirkulation Primärenergiebedarf Q P EnEV 2009/2014 EnEV 2016 KfW-70 KfW-55 KfW-40 KfW-70 EnEV 2009/2014 Gaswärmepumpe (GWP) GWP + Zu-/Abluftanlage mit WRG GWP + sol. TWE GWP + Zu-/Abluftanlage mit WRG + sol. TWE KfW-55 KfW-40 40% 55% 70% 85% 100% Annahmen: EFH Neubau mit A N =255 m², Zu-/Abluftanlage mit 90% Wärmebereitstellungsgrad, GWP mit Gesamt-Jahresheizzahl 1,2 Transmissionswärmeverlust bezogen auf den Wert des Referenzgebäudes H`T Ref 14

15 Ausnahme für Gebäudezonen > 4m von der Verschärfung ab im Neubau Gebäudezonen mit mehr als 4 m Raumhöhe, die durch dezentrale Gebläse- oder Strahlungsheizungen beheizt werden, sind von Verschärfungen der Primärenergieanforderung ab 2016 ausgenommen 15

16 Ausnahme für Räume < 6m² mit FBH von der Verpflichtung zur Einzelraumregelung 14 Absatz 2 Heizungstechnische Anlagen mit Wasser als Wärmeträger müssen beim Einbau in Gebäude mit selbsttätig wirkenden Einrichtungen zur raumweisen Regelung der Raumtemperatur ausgestattet werden; von dieser Pflicht ausgenommen sind Fußbodenheizungen in Räumen mit weniger als sechs Quadratmetern Nutzfläche Bild.: ROTEX, 16

17 Änderungen in der EnEV 2014 gegenüber 2009 Anforderungen im Bestand Praktisch keine Änderungen! Einzige Änderung: Austausch von Kesseln älter 30a 17

18 Änderungen in der EnEV 2014 gegenüber 2009 Anforderungen im Bestand Keine verschärften Anforderungen an Dämmstärken 2-Scheibenverglasung weiterhin zulässig Niedertemperaturkessel weiterhin zulässig Keine neuen Austauschverpflichtungen Zeitlicher Erweiterung der Austauschverpflichtung für alte Standard-Heizkessel (Jahrgänge älter als 1985 bzw. älter als 30 Jahre, nach EnEV 2009 älter 1978) 18

19 Anrechenbarkeit von Biogas/Bioöl in EnEV 2014 Keine Veränderung bei Anrechenbarkeit von flüssiger oder gasförmiger Biomasse Primärenergiefaktor 0,5 für Bioöl/Biogas nur, wenn flüssige oder gasförmige Biomasse im unmittelbaren räumlichen Zusammenhang mit dem Gebäude erzeugt wird Anrechnung von Bioöl/Biogas bei Einsatz in Nah-/Fernwärme 19

20 EnEV 2014: Auswirkungen auf Anlagentechnik effiziente Wärmeerzeugung Strombasierte Systeme erfüllen EnEV leichter Steigender Druck hin zu Erneuerbaren und KWK Gas-Brennwert + Solar bleibt noch häufigste Heizungstechnik (?) Trend zu Luft-Wasser-Split-WP Jährliche Neuinstallation in m² Kollektorfläche Quelle: Bundesverband Solarwirtschaft e.v. 20

21 Absatzzahlen Wärmepumpen 2013 in Deutschland 21

22 Energieträger im Neubau* bis ** 49,6 24,4 16,3 0,7 6, ,0 22,6 16,4 0,9 5, ,4 23,1 14,6 1,0 5, ,9 23,9 13,1 0,8 5, ,4 19,8 11,9 1,0 4, ,6 14,3 10,2 1,3 3, ,9 11,2 9,0 1,0 6, ,0 5,4 8,6 1,2 3, ,9 3,1 7,3 1,2 1, ,3 2,8 7,0 1, ,8 2,1 7,2 1, ,9 2,0 7,5 1, ,7 0,8 7,0 1,3 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Gas Wärmepumpen Fernwärme Strom Heizöl Holz/Holzpellets Koks/Kohle Sonstige*** Quelle: BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.v. / Statistische Landesämter, Stand 10/2012 * zum Bau genehmigte neue Wohneinheiten ** Mittelwert Januar 2012 September 2012 *** bis 2003 einschließlich Holz/Holzpellets 22

23 23

24 Wohngebäude Einteilung in Energieeffizienzklassen nach EnEV

25 Wohngebäude Einteilung in Energieeffizienzklassen Endenergiebedarf Luft-Wasser-WP 26,4 kwh/m²a A+ Gas-BW + solare TWE 56,8 kwh/m²a B Pelletkessel 99,3 kwh/m²a C A+ I A I B I C I D I E I F I G I H >250 Primärenergiebedarf Pelletkessel 30,2 kwh/m²a Luft-Wasser-WP 63,3 kwh/m²a Referenz EnEV 2014: Gas-BW + solare TWE 66,8 kwh/m²a 25

26 EnEV 2014: Auswirkungen auf Sommer Sommerlicher Wärmeschutz wird wichtiger neue DIN :2013 Notwendigkeit? (Baukörperoptimierung Anlagentechnik) kostengünstige und behagliche Lösungen (Heizsysteme mit Kühloption Baumarktlösung ) Beheizt im Winter! Ungekühlt im Sommer? Quelle: Untersuchungen der TU Dresden (Prof. Richter) zur thermischen Behaglichkeit in der Heizperiode und im Sommer 26

27 Anrechnung von Strom aus erneuerbaren Quellen in EnEV-Bilanz ( 5): EE-Strom ist anrechenbar, wenn der Strom im unmittelbaren räumlichen Zusammenhang zu dem Gebäude erzeugt und vorrangig in dem Gebäude selbst genutzt und nur die überschüssige Energiemenge in ein öffentliches Netz eingespeist wird. Keine Änderung zur EnEV 2009 Es darf maximal so viel Strom in einem Monat angerechnet werden, wie in diesem Monat nach EnEV-Bilanz benötigt und erzeugt wird. 27

28 PV-Systeme PV-Systeme nach DIN V :2011 berechenbar Ermittlung des monatlichen Ertrages (wie in EnEV gefordert) Zukünftig Standard bei hocheffizienten Gebäuden 28

29 Wind-Energie-Anlagen Ausgangslage Anrechenbarkeit im Sinne 5 EnEV gegeben Marktbedeutung für unmittelbaren räumlichen Zusammenhang zu dem Gebäude bisher eher gering 29

30 Anforderungen EEWärmeG 2011 Nutzungspflicht für erneuerbare Energie im Neubau Anforderung: Deckung des Wärmeenergiebedarfs 15% durch Solar oder 30% durch Biogas (und KWK) oder 50% durch feste oder flüssige Biomasse 50% Geothermie oder Umweltwärme Ersatzmaßnahmen 50% Abwärmenutzung 50% KWK Unterschreitung der EnEV-Anforderungen um 15% Nah- oder Fernwärme (wesentlicher Anteil EE oder 50% KWK oder 50% Abwärme) Kombinationen sind zulässig 30

31 Erfüllung von EnEV und EEWärmeG im Neubau Maßnahme Wohngebäude Nichtwohngebäude Solarthermie o.k. Häufig schwierig, da geringer Warmwasserbedarf Biogas/Bioöl Feste Biomasse i.d.r. schwierig, nur in Verbindung mit Nah-/Fernwärmenetz und KWK (Biogas) bzw. Brennwert (Bioöl) Grundsätzlich möglich, aber Brennstoffbevorratung, Investitionskosten, Wartungsintensität, Emissionen, Zuverlässigkeit... Geothermie/Umweltwärme WP o.k. Vorteile durch besseren PE-Faktor für Strom Grundsätzlich denkbar, Schwierigkeiten jedoch im Detail Wärmerückgewinnung Fernwärme BHKW EnEV -15% Bei RLT-Anlagen sofern vorhanden (fast) immer möglich, jedoch 50% Deckungsanteil häufig nicht erreichbar Einfachste Möglichkeit, wenn Netz mit KWK oder Erneuerbarer Energie, sonst schwierig Investitionskosten, Wartung, Stromverkauf im MFH, Wirtschaftlichkeit oft nur bei Grundlastbetrieb Bisher häufig realisiert, mit zukünftig steigenden EnEV-Anforderungen schwieriger 31

32 Erfüllung EnEV 2014 und EEWärmeG allein durch Verbesserung des baulichen Wärmeschutzes? Gas/Öl-Brennwertkessel, 55/45 C, TRV Fensterlüftung Rein bauliche Maßnahmen 45/35 C, keine Zirkulation, stärkere Dämmung aller Leitungen Bauliche Maßnahmen und Optimierung der Heizung U-Werte in W/m²K U-Werte in W/m²K Dach 0,10 Dach 0,14 oberste Geschossdecke 0,10 oberste Geschossdecke 0,14 Aussenwand 0,10 Aussenwand 0,14 Kellerdecke/Bodenplatte 0,10 Kellerdecke/Bodenplatte 0,14 Fenster 0,70 Fenster 0,80 Beispielkonstruktion Aussenwand Innenputz 1,0 0,750 1 Innenputz 1,0 0,750 2 Kalksandstein 17,5 1,100 2 Kalksandstein 17,5 1,100 3 Dämmung 30,0 0,030 3 Dämmung 20,0 0,030 4 Außenputz 1,5 0,350 4 Außenputz 1,5 0,350 0,10 0, Innenputz 1,5 0,700 1 Innenputz 1,5 0,700 2 Porenbetonstein 65,0 0,070 2 Porenbetonstein 49,0 0,070 3 Außenputz 2,5 0,300 3 Außenputz 2,5 0,300 0,10 0,14 32

33 Zusammenfassung Auswirkungen der EnEV 2014 auf die Anlagentechnik NEUBAU Vereinfachte Erfüllung der EnEV durch E-WP insbes. ab 2016 Erdgas-BW+Solar weiterhin möglich, allerdings ab 2016 nur mit weiteren Verbesserungen (z.b. baulicher Wärmeschutz oder Lüftung mit WRG) z.t. gegensätzliche Aussagen bei PE-Bedarf und Energieeffizienzklasse bei Strom Erdgas Holz Alleinige Erfüllung der zukünftigen Anforderungen durch baulichen Wärmeschutz kaum realistisch BESTAND Kaum neue Anforderungen an Bestands-Anlagen (nur Austausch von Standardkesseln älter 30 Jahre) 33

34 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT! 34