EnEV 2014 Gebäudeautomation in der Zukunft Sven Hampel, Siemens AG Fachreferent Desigo TRA Frankfurt/Main Answers for infrastructure and cities.
Inhalt Inhalt Gesetzgebung EU/DE 3 EnEV 2009 2012/13/14 2020 7 DIN V18599 Beleuchtung 11 DIN V 18599 Teil 11 Gebäudeautomation 24 Umsetzung der Anforderung mit Siemens 32 Seite 2
Energie- und Klimapolitik Europa EU-Gebäuderichtlinie Gesamtenergieeffizienz (EPBD Richtlinie) Energie- und Klimapolitik der EU (EPBD Richtlinie) Steigerung der Energieeffizienz um mindestens 20% bis 2020 Verringerung der Treibhausgas-Emissionen um 20% im Vergleich zu 1990 Ausbau Erneuerbarer Energien auf 20% am Gesamtenergieverbrauch bis 2020 Seite 3
Steigerung der Energieeffizienz von Gebäuden Energieverbrauch in Europa Davon (bezogen auf Gebäude) 85% Raumheizung und Kühlung 15% Strom (besonders für Beleuchtung) Transport 28% Gebäude 41% Industrie 31% Primärenergieverbrauch in Gebäuden für den ges. Energieverbrauch Temperaturbehaglichkeit = 35% Strom = 6% Seite 4
Rahmen von verpflichtender Gesetzgebung und freiwilliger Qualitätssicherung 2010/31 EU - Gebäuderichtlinie Energieeinspargesetz 6. Februar 2013 Novelle des EnEG und die darin befindliche EnEV verabschiedet Ziel: 1. Januar 2014??? DIN V 18599 als technische Umsetzung der EnEV im Dezember 2011 verabschiedet Wichtige Normen und Richtlinien für die Gebäudeautomation Seite 5
Ziele und Umsetzung der europäischen Anforderungen in Deutschland Energiekonzept DE Reduktion des Primärenergiebedarfs um ca. 80 % bis 2050 Reduktion des Wärmebedarfs um 20 % bis 2020 Einführung klimaneutrales Gebäude ab 2020 in EnEV 20xx Sanierungsfahrplan für Gebäudebestand EnEV 2009 Verschärfung des Anforderungsniveaus um durchschnittlich 30% Energieausweis Außerbetriebnahme von el. Speicherheizungen Einhaltung des zulässigen Jahres-Primärenergiebedarfs des sog. Referenzgebäudes (Hauptanforderung bei Neubauten) bedingte Anforderungen bei Bestandsgebäuden (Vorschriften greifen bei Änderungen, Erweiterung, Ausbau) Seite 6
Verantwortlichkeit der EnEV 2009 26 Verantwortliche (1) Für die Einhaltung der Vorschriften dieser Verordnung ist der Bauherr verantwortlich (2) Für die Einhaltung der Vorschriften dieser Verordnung sind im Rahmen ihres jeweiligen Wirkungskreises auch die Personen verantwortlich, die im Auftrag des Bauherrn bei der Errichtung oder Änderung von Gebäuden oder der Anlagentechnik in Gebäuden tätig werden. Unternehmerbescheinigungen für Bauherren um Leistungen der beauftragten Planer und Handwerksfirmen die bestätigen zu lassen, dass der Bau / Umbau den gesetzlichen Vorgaben entspricht. Bescheinigungen als Nachweis für die Behörden Dokumentation der Haus-Akte hinsichtlich der 5- jährigen Gewährleistungsgarantie Für Firmen besteht die Verpflichtung zur Ausstellung von Unternehmererklärungen; erfolgt dies verspätet oder fehlerhaft, so drohen Bußgelder bis zu 5.000 Seite 7
Unternehmenserklärungen Unternehmererklärung ist abzugeben beim erstmaligen Einbau oder die Ersetzung von: Heizungskesseln, sonstigen Wärmeerzeugungssystemen (z.b. Elektrospeicherheizung oder Wärmepumpe), Verteileinrichtungen (z.b. Strangleitungen eines Wärmeverteilsystems), Klimaanlagen, sonstigen Anlagen der Raumlufttechnik, Warmwasseranlagen. nicht aufgezählt sind weitere Fälle, die für Elektriker nicht relevant sind, wie die Änderung von Außenbauteilen. kleinere Verstößen, wie z.b. Nichteinhaltung der Inspektionsintervalle für Gebäudeklimaanlagen Installation eines Heizkessels ohne CE-Prüfzeichen oder dem Versäumnis als Vermieter einem potenziellen Mieter auf Wunsch den Energieausweis vorzulegen Wird mit Bußgeldern von bis zu 15.000 Euro belegt. Seite 8
Anforderungen für die Novellierung der EnEV 2009 EnEV-Novelle / EPBD-bedingte Änderungen Niedrigstenergiegebäude Standard spätestens ab 1.1.2021 für Neubauten, für öffentliche Gebäude ab 1.1.2019 Niedrigstenergiegebäude: Der fast bei Null liegende oder sehr geringe Energiebedarf sollte zu einem ganz wesentlichen Teil durch Energie aus erneuerbaren Quellen einschließlich Energie aus erneuerbaren Quellen, die am Standort oder in der Nähe erzeugt wird gedeckt werden Energieausweis betreffend Qualitätssicherung durch Einrichtung nationaler Kontrollsysteme. Zuständige Behörden/Stellen führen Stichproben durch (Überprüfung der Plausibilität, ggf. auch durch Inaugenscheinnahme des Gebäudes) Grenze für Aushangpflicht (öffentl. Gebäude u. private Gebäude mit starkem Publikumsverkehr) wird auf 500 m², dann auf 250 m² gesenkt Indikator der Gesamtenergieeffizienz (ist noch zu bestimmen) muss in Verkaufs- oder Vermietungsanzeigen genannt werden Seite 9
Planungsstand der Novellierung EnEV 2009 EnEV 201x schrittweise Senkung des Jahresprimärenergiebedarf 2014: 12,5% 2016: 12,5% Transmissionswärmeverlust als Nebenanforderung (zulässiger Wärmedurchgangskoeffizienten der Gebäudehülle) 2014: 10% 2016: 10% Bauweise muss dann ab 2016 (z.b. mit wärmegedämmten Ziegeln) geändert werden Energieausweise bekommen größere Bedeutung Einführung eines Qualitätssicherungssystems Energieausweisaussteller müssen sich registrieren Aushangpflicht ab 500m² und auch für private Gebäude mit hohem Publikumsverkehr Angabe der Energieausweise in Verkaufs- und Mietanzeigen Gebäudebestand bleibt von den neuen Anforderungen unberührt Seite 10
Wichtigste Rahmenbedingung für eine Verschärfung der EnEV Wirtschaftlichkeitsgebot ( 5 EnEG) Kosten für die Durchführung von Energiesparmaßnahmen müssen sich generell innerhalb der Lebensdauer dieser Maßnahmen durch eingesparte Energiekosten amortisieren Seite 11
Bedenken bei einer Verschärfung EnEV 201x Erst sollte sie EnEV 2012 heißen, dann EnEV 2013 und nun EnEV 2014. Doch wird die nächste Energieeinsparverordnung (EnEV) wirklich zum 01.01.2014 eingeführt? Stand 24.04.2013 Auf Betreiben der FDP wurde im Bauausschuss des Bundestags abschließende Beratung der Energieeinsparnovelle (EnEG) und damit die EnEV abgesetzt. Die FDP-Fraktion befürchte erhebliche negative Folgen für den Wohnungsneubau, Die angedachten Verschärfungen in Novellierung zur Umsetzung der EU-Richtlinie schaffen für den notwendigen Wohnungsbau in Ballungsräumen «ungünstige Rahmenbedingungen». «Letztlich droht eine politisch ja wohl kaum gewollte Mietverteuerung», warnte Körber. «Die Anforderungsverschärfungen durch die EnEV 2013 sind nicht vertretbar Seite 12
Möglichkeiten der Energieeinsparungen Seite 13
EnEV und Gebäudeautomation Berechnung des Energiebedarfes Seite 14
Primärenergiefaktor Bilanzierung der Endenergie für Beleuchtung Die Endenergie ergibt sich als Summe der Nutzenergie, der technischen Verluste für Übergabe, Verteilung und Speicherung (Zwischensumme: Erzeugernutzwärme-/- kälteabgabe) sowie der Verluste der Wärmeerzeugung. Gegebenenfalls eingesetzte regenerative Energien sind abzuziehen. Primärenergiebedarf, Endenergiebedarf, Primärenergiefaktor und Umrechnungsfaktor für Endenergie Seite 15
EnEV und DIN V 18599 Seite 16
Beispiel Beleuchtung DIN V 18599 Teil 1 Bilanzierung Abfolge des Bilanzierungsverfahrens in der DIN V 18599 Teil 1 Teile 1-10 der DIN V 18599 Teil 4 Beleuchtung Die Verluste bei der Übergabe und Verteilung der Energie für die künstliche Beleuchtung sind bereits in der Nutzenergie für Beleuchtung enthalten. DIN V 18599 Teil 1 Kapitel 5.4.1 Verluste Übergabe Verluste Erzeugung Seite 17 DIN V 18599 Teil 1
Endenergiebedarf für die Beleuchtung DIN V 18599 Teil 4 Energieeinsparpotenziale elektrische Bewertungsleistung (Leuchtmittel, Vorschaltgeräte, Lampenart) Tageslichtversorgung (Fassadenkonstruktion, Dachoberlichter, - Sonnen- und Blendschutz aktiv/nicht aktiv - tageslichtabhängige Kontrollsysteme manuelle Kontrolle automatische Kontrolle Ein/AUS stufenweise EIN/AUS tageslichtabhängig gedimmt DIN V 18599 Teil 4 Bild 3 Ablaufdiagramm zur Ermittlung des Energiebedarfs für Beleuchtung Präsenz erkennung/belegung - ohne Präsenzmelder - mit Präsenzmelder Nutzungszeiten gemäß DIN V 18599 Teil 10 Seite 18
Einsparpotenzial bei Beleuchtung Seite 19
Koordiniertes Raummanagement für Komfort und Energiekostensenkung Komfort 0 % 20 % 50 % Tageslicht C 500lx Kunst licht Energiekosten Seite 20
Sparpotenzial durch Sonnenschutz Hitzeschutz Wärmedämmung Elektro-Planer Licht-Planer HLK-Planer Die Aspekte des Sonnenschutzes können nicht isoliert durch einen Fachplaner umgesetzt werden, da die Anforderungen Abhängigkeiten untereinander aufweisen. Architekt Tageslichtnutzung Blendschutz Sichtschutz Ästhetik Seite 21
Intelligente Verbindung der Gewerke Minimieren von Energieverbrauch für künstliche Beleuchtung Nutzung von Tageslicht Konstantlichtregelung Energieoptimierung Energieoptimierung durch intelligente Verknüpfung der Gewerke: HLK Beleuchtung Beschattung Intelligenter Raumbetrieb Szenen Steuerung Energiesparfunktionen Seite 22
Bedarfsgerechte Regelung und Interaktion zwischen den Gewerken Bedarf integraler Planung Arbeitsraum mit Maschinen Konferenzraum Höchste Effizienz ist nur erreichbar bei Optimierung aller Einflußfaktoren in der Gebäudeautomation! Büro Seite 23
Betrachtung intelligenten Vernetzung eines Gebäudes im Teil 11 der DIN V 18599 Bewertungsverfahren um den besonderen Einfluss von Raum- und Gebäudeautomation sowie des technischen Gebäudemanagements (auf die Energieeffizienz von Gebäuden transparent und zusammenfassend darzustellen Optimierung der Anlagebetriebsprofile über Raumbelegungsprofile, (Teil 11) an die Nutzungszeiten aus Teil 10. (z.b. Optimum Start-Stop, Wetterstationen) Gebäudeautom ation Teil 11 Bewertungsverfahren orientiert sich an der Vorgehensweise nach DIN EN 15232 Definition von Automationsgraden Seite 24
DIN V 18599 Teil 11 Zusammenhänge mit Teil 1-10 Allgemeine Bilanzierungsverfahren, Begriffe, Zonierung und Bewertung der Energieträger Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen von Gebäudezonen Nutzenergiebedarf für die energetische Luftaufbereitung Nutz- und Endenergiebedarf für Beleuchtung Endenergiebedarf von Heizsystemen Teil 01 Teil 02 Teil 03 Teil 04 Teil 05 Verriegelung Heizen / Kühlen Systemlösung Sonnenschutz Belegung Tageslichtabhängige Kontrollsysteme Wärmeübergabe Pumpenschaltung Folgeschaltung für Wärmeerzeuger Teil 11 Gesamtnutzungsgrad Wärmeübergabe Kälteübergabe Pumpenschaltung Luftvolumenstromregelung (Befeuchtung) Pumpenregelung der Warmwasserbereictung PI Regler sowie Absenkung der Solltemp. um x K Teil 06 Teil 07 Teil 08 Teil 09 Teil 10 Endenergiebedarf von Lüftungsanlagen, Luftheizungsanlagen und Kühlsystemen für den Wohnungsbau Endenergiebedarf von Raumlufttechnik- und Klimakältesystemen für den Nichtwohnungsbau Nutz- und Endenergiebedarf von Warmwasser- Aufbereitungssystemen End- und Primärenergiebedarf von Strom produzierenden Anlagen Nutzungsrandbedingun gen / Klimadaten Seite 25
Bestimmun der Automationsgrade für jedes Gewerk Seite 26
DIN V 18599 Teil 11 Neu Teil 11 Gebäudeautomation Funktionen für Gebäude, Raumautomation und Management stehen zur Verfügung Aufteilung in 4 Automatisierungsgrade A-D Klasse A Klasse B Klasse C Klasse D Zusätzlich zu Klasse B Einsatz von Gebäude und Standardwerte für Umfasst alle Fälle, die die Funktionen für Raumautomations- Gebäudeautomations- Standardwerte nicht nach energetisches funktionen funktionen, die für die Klasse C erfüllen. Gebäudemanagement Einzelne Berechnung der Ein energieeffizienter (Beispiel Verriegelung Regeleinrichtungen müssen Energiebedarfswerte zu Betrieb nach dem zwischen Heizung und untereinander oder mit einer verwenden sind Funktionsumfang nach Kühlung, Monitoring oder übergeordneten GA Klasse D ist nicht möglich Sollwertschiebung) kommunizieren können Seite 27
GA Effizienzklassen nach DIN EN 15232 Funktionen gemäß Richtlinie VDI 3813 Standard Büro - Effizienzklasse C Hochwertiges Büro - Effizienzklasse A Lichtschaltung Witterungsgeführt Nachtkühlung Präsenzerkennung / Belegungsauswertung Außenhelligkeit Thermoautomatik Nachtkühlung Präsenz Zeitprogramm Lamellennachführung Luftqualitätsregelung Sonnenautomatik Helligkeitsmessung Start-Stopp-Optimierung Automatik Aus Thermostatventil Konstantlichtregelung Fensterüberwachung Seite 28
Einsparpotentiale durch Funktionen der Gebäudeautomation Bsp. Bürogebäude Raumheizung Raumkühlung Beleuchtung nutzungsabhängige Energieniveauwahl mit Zeitprogramm und Belegungsauswertung 20% belegungsabhängige Energieniveauumschaktung nutzungsabhängige Energieniveauwahl 50% mit Belegungsauswertung 5% Konstantlichtregelung mit Belegungsauswertung 40% Frostschutzschaltung bei Fensterlüftung 10% Frostschutzschaltung bei Fensterlüftung 10% Lamellennachführung des Sonnenschutzes 10% Thermoautomatik 10% Thermoautomatik 5% Sonnenautomatik 5% Quelle: Auszug aus dem Ergebnis der LMD Studie der Fachhochschule Biberach, Prof. Dr. Becker, 2007 unter Bezug auf DIN V 18599, DIN EN 15232 sowie einschlägigen Studien Seite 29
Typische Kategorisierung des Energieeinsparungspotentials in Gebäuden Kategorie Massnahmen z.b. Einsparungspotential (%) Amortisation (Jahre) Gebäudeautomation Installation und Optimierung der Energiefunktionen Optimierung im Betrieb durch effizienten Einsatz des GAS und Schwachpunktanalyse Dynamisches Energiemanagement 5-30 0-5 Techn. Installationen Gebäudehülle HLK, Kälte, Beleuchtung Steuerungen, Motoren, Antriebe Stromerzeugung Isolation, Fenster Wärmebrücken, Konstruktionsphysik 10-60 2-10 >50 10-60 Folgerung: Zuerst in GA investieren! Ergebnisse mit höchsten Return on Investment innerhalb kürzester Zeit Seite 30
Energieeinsparpotenziale bei Gebäuden durch Gebäudeautomation Diese Resultate sind erreichbar durch: Intelligenten Einsatz von Gebäudeautomation Technologie und Erfahrung Seite 31
Umsetzung in der Praxis mit Siemens System Synco (HLK) und Gamma (Elektro) Remote Operating, Monitoring HLK Regelung Licht Sensoren Bedienung, Monitoring Sonnenschutz Seite 32
Umsetzung in der Praxis mit Siemens System Desigo Total Room Automation Desigo Insight BACnet/IP PXC3 TX-I/O DALI Geräte mit KNX PL-Link Geräte mit KNX S-Mode Seite 33
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Sven Hampel, Siemens AG Fachreferent Desigo TRA Frankfurt/Main Seite 34