Standards und bautechnische Möglichkeiten von Niedrigenergiehäusern


Diplomarbeit, 2008

212 Seiten, Note: 2,0


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Zusammenfassung

Abkürzungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1 Ziel der Arbeit

2 Von der Ölkrise zur EnEV -Chronologie der rechtlichen Entwicklung
2.1 Geschichtlicher Hintergrund
2.2 Die WSchV 1995
2.3 Die EnEV 2002
2.4 Die EnEV 2007
2.5 Der Energieausweis nach EnEV 2007

3 Der Niedrigenergiehausstandard
3.1 Definition des Niedrigenergiehauses
3.2 Der Heizwärmebedarf
3.3 Der U-Wert

4 Anforderungen an das Niedrigenergiehaus
4.1 Kompakte Bauweise
4.2 Reduzierung von Wärmebrücken
4.3 Luftdichtigkeit der Außenhülle
4.4 Wärmeschutz einzelner Bauteile
4.4.1 Bauteile gegen Keller und Erdreich
4.4.2 Außenwände
4.4.3 Innenwände
4.4.4 Fenster
4.4.5 Dächer
4.5 Kontrolliertes Wohnungslüftungssystem
4.5.1 Abluftanlage ohne Wärmerückgewinnung
4.5.2 Zu- und Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung
4.6 Heiz- und Warmwasserbereitungssysteme
4.6.1 Gas-/Öl-Brennwertkessel
4.6.2 Pelletsheizung
4.6.3 Blockheizkraftwerk
4.6.4 Brennstoffzelle
4.6.5 Erdwärmepumpe / Sole-Wasser-Wärmepumpe
4.6.6 Wärmegewinnung mittels Wasser-Wasser-Wärmepumpe
4.7 Kühlung des Niedrigenergiehauses
4.7.1 Sonnenschutz
4.7.2 Kühlanlagen
4.7.2.1 Erdwärmepumpe mit Erdsonden
4.7.2.2 Reversible Wärmepumpe
4.8 Intelligente Haustechnik

5 Aktive Solare Systeme
5.1 Solarthermische Anlagen
5.1.1 Funktion der solarthermischen Anlagen
5.1.2 Kollektorarten
5.2 Photovoltaik-Anlagen
5.2.1 Anlagenplanung
5.2.2 Funktion der photovoltaischen Anlagen
5.2.3 Solarzellenarten
5.2.4 Einsatzbeispiele
5.3 Solarthermische Kraftwerke
5.4 Solare Kühlung

6 Kosten
6.1 Allgemeines
6.2 Mehrkosten einzelner Dämmmaßnahmen
6.3 Kosten einzelner Anlagen
6.4 Wirtschaftlichkeit
6.5 Förderung

7 Fazit

Glossar

Quellenverzeichnis

Zusammenfassung

Energieeinsparung hat in Zeiten von Klimawandel, Verknappung fossiler Rohstoffe und den damit verbundenen immer teurer werdenden Energiepreisen einen hohen Stellenwert. Die Tatsache, dass unsere natürlichen Ressourcen knapper werden, besteht nicht erst seit heute. Sie resultiert aus zahlreichen Klimaberichten und Erfahrungen. Gerade Gebäude, die zum Zwecke ihrer Nutzung beheizt werden müssen, weisen einen enormen Anteil an der Vermehrung des CO2-Gehaltes in unserer Atmosphäre auf. Die Bundesregierung hat mit ihren gesetzlichen Erlässen, wie der WSchV und der daraus resultierenden EnEV, einen wichtigen Beitrag zur Begrenzung des Energieverbrauchs sowohl bei Neubauten als auch beim Gebäudebestand geleistet. Die Wohnungswirtschaft und ebenso der private Bauherr hat nun die Aufgabe, den in der EnEV geforderten Niedrigenergiestandard zu erfüllen. Mit Hilfe von verschiedenen baulichen Maßnahmen, wie dem Gebrauch von Wärmedämmung oder Wärmeschutzverglasungen, und dem Einsatz eines effizienten Lüftungs- und Heizsystems kann der Bedarf an Wärmeenergie im Gebäudesektor stark gesenkt werden. In Anbetracht regenerativer Energiequellen darf die solare Energie nicht außer Acht gelassen werden. Sie wird in Zukunft richtungsweisend sein. Um die z.T. sehr kostenintensiven Maßnahmen zur Energiereduzierung durchzuführen, leisten zahlreiche Förderprogramme, wie das der KfW oder des BAFA, eine finanzielle Hilfestellung. Auf diese Weise amortisieren sich die Anschaffungs- bzw. Mehrkosten über einen gewissen Zeitraum hinweg, sodass am Ende Gewinne erwirtschaftet werden können.

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Energieflussdiagramm

Abb. 2: Energieflussdiagramm eines Beispielgebäudes

Abb. 3: Vor- und Nachteile des Bedarfs- und Verbrauchsausweises

Abb. 4: Energiebedarfs- oder Energieverbrauchsausweis?

Abb. 5: Überleitungsfristen für Energieausweise

Abb. 6: Wärmeverluste und -gewinne in einem Gebäude

Abb. 7: Bandbreite der U-Werte für die Gebäudehülle eines NEH

Abb. 8: Die zehn Bedingungen zum NEH und Solarhaus

Abb. 9: Optimale Raumanordnung

Abb. 10: Richtwerte für angenehme Raumtemperaturen

Abb. 11: Verhältnis von Außenfläche zu Volumen

Abb. 12: Die Grundrisstypologie eines NEH und Solarhauses

Abb. 13: Schimmelbildung an kalter Außenecke

Abb. 14: Wärmebrückenbildung

Abb. 15: Iso-Korb

Abb. 16: Wärmebrückenbildung

Abb. 17: Eindringende Feuchtigkeit

Abb. 18: Abdichtung einer Untergeschoss-Umfassungswand

Abb. 19: Kondenswasserbildung

Abb. 20: Schema des konstruktiven Aufbaus

Abb. 21: Wärmelecks eines Gebäudes und Verluste

Abb. 22: Temperaturverlauf in einer ungedämmten und in einer gedämmten Außenwand

Abb. 23: Aufbau eines Wärmedämmverbundsystems

Abb. 24: Außendämmung mit hinterlüfteter, lückenlos verlegter Wärmedämmung aus Styropor

Abb. 25: Außenwandbekleidung

Abb. 26: Außenwandverschalung

Abb. 27: Aufbau eines WDVS mit Putzfassade

Abb. 28: Aufbau eines WDVS mit vorgesetztem Klinker-Mauerwerk

Abb. 29: Kerndämmung im Erdgeschoss

Abb. 30: Kerndämmungsvorteil

Abb. 31: Trombe-Wand

Abb. 32: TWD-System mit Glasputz als Abdeckung

Abb. 33: TWD-System mit außen und innen angebrachter Glasscheibe

Abb. 34: Wärmestrom durch eine Massivwand mit kontrollierter, opaker Wärmedämmung und transparenter Wärmedämmung

Abb. 35: Zeitlich verschobene Wärmeabgabe durch ein Mauerwerk mit TWD

Abb. 36: Einbindende Innenwand

Abb. 37: Dämmkeile an Decke und Wand

Abb. 38: Aufbau einer Wärmeschutzverglasung

Abb. 39: Wärmereflektierende Beschichtung

Abb. 40: Verglasungsarten

Abb. 41: Gering wärmedämmendes Fenster

Abb. 42: Gesamtenergiedurchlassgrad

Abb. 43: Aufsparrendämmung

Abb. 44: Sichtbare Sparren bei einer Aufsparrendämmung

Abb. 45: Aufsparren-Kombi-Dämmung

Abb. 46: Aufsparrendämmung mit vorhandener, unzureichender Zwischensparrendämmung

Abb. 47: Aufbau eines unbelüfteten Flachdaches

Abb. 48: Aufbau eines Umkehrdaches

Abb. 49: Deckendämmung bei nichtausgebauten Dachgeschoss

Abb. 50: Optimale Strömungsrichtung der Luft in einer Wohnung

Abb. 51: Wohnungslüftungsarten

Abb. 52: Aufbau einer zentralen Abluftanlage mit dezentraler Zuluft ohne WRG

Abb. 53: Lüftungswärmetauscher (Kanalwärmetauscher aus Aluminium)

Abb. 54: Prinzipdarstellung einer Lüftungsanlage mit WRG durch einen Luftwärmetauscher

Abb. 55: Lüftungsanlage mit WRG und Vorwärmung der Zuluft über einen Erdwärmetauscher

Abb. 56: Aufstellung einer Luft-Wasser-Wärmepumpe

Abb. 57: Funktionsschema eines Brennwertkessels

Abb. 58: Brennwertkessel mit kombinierter thermischer Solaranlage

Abb. 59: Querschnitt durch eine Pelletsfeuerung

Abb. 60: Erdwärmepumpe mit Erdkollektor (links) und Erdsonde (rechts)

Abb. 61: Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Abb. 62: Passive Kühlung mit kombinierter Warmwasserbereitung

Abb. 63: Die reversible Wärmepumpe im Kühlbetrieb

Abb. 64: Busförmige Struktur mit spezifischen Systemaufgaben

Abb. 65: Endenergieverbrauch in Deutschland 2002

Abb. 66: Durchschnittlicher Energieverbrauch in einem EFH

Abb. 67: Monatlicher solarer Deckungsanteil (Jahreswert: 65%)

Abb. 68: Thermische Solaranlage

Abb. 69: Solaranlage mit Kombi-Speicher zur Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung

Abb. 70: Aufbau des Flachkollektors

Abb. 71: Solarfassade mit unverglastem Kollektor

Abb. 72: Nahaufnahme eines Vakuum-Röhrenkollektors

Abb. 73: Aufbau eines direkt durchströmten Vakuum-Röhrenkollektors

Abb. 74: Vakuum-Röhrenkollektor (Heat-Pipe)

Abb. 75: Parkscheinautomat als Inselsystem

Abb. 76: Tageslastprofile

Abb. 77: Elektrische Verbräuche

Abb. 78: Funktionsprinzip einer Halbleiter-Solarzelle (oberes Bild); Bandstruktur einer einfachen pin-dotierten Siliziumzelle (unteres Bild)

Abb. 79: Farbstoffsolarmodule

Abb. 80: Solarfassade der Sporthalle „TÜ-Arena“ in Tübingen

Abb. 81: PV-Kraftwerk Brandis bei Leipzig

Abb. 82: Solarfassade des FBH in Berlin

Abb. 83: Solarfassade des Getreidesilos der Schapfenmühle in Ulm

Abb. 84: STK in Kramer Junction, USA

Abb. 85: Parabolrinnenkollektoren auf der Testanlage „Plataforma de Solar Almeriá“, Spanien

Abb. 86: Funktionsprinzip des Parabolrinnenkollektors

Abb. 87: Schema eines Solarturmkraftwerks

Abb. 88: Solarturm und Heliostatenfeld auf der Testanlage „Plataforma de Solar Almeriá“, Spanien

Abb. 89: Dish-Stirling-Anlage in Spanien

Abb. 90: Schema eines Thermik- bzw. Aufwindkraftwerks

Abb. 91: Adsorptionskältemaschine

Abb. 92: Absorptionskältemaschine

Abb. 93: Grundstruktur des Prozesses der sorptionsgestützten Klimatisierung

Abb. 94: Bruttokosten des WDVS

Abb. 95: Durchschnittliche Bruttokosten des TWD

Abb. 96: Kostenaufstellung für Fenstererneuerung

Abb. 97: Kostenaufstellung von Wärmepumpen

Abb. 98: Wärme- und Stromkostenentwicklung 2002-2007

Abb. 100: Betriebskostenvergleich zwischen Gasheizung und Wärmepumpe

Abb. 101: Energiepreisentwicklung in Deutschland 2005

Abb. 102: Degression der Vergütung nach EEG

Abb. 103: Jährliche Solarstromvergütungssätze

1 Ziel der Arbeit

Angesichts der drastischen Klimaveränderungen in den letzten Jahren bzw. dem Raubbau an nichterneuerbaren Rohstoffen, der seit Jahrzehnten betrieben wird, gewinnt das energiebewusste Bauen mit Hilfe der passiven Nutzung von Sonnen- oder Windenergie immer mehr an Bedeutung. Die zunehmende Kohlendioxidkonzentration in unserer Atmosphäre, die sich vornehmlich durch die Verbrennung fossiler Energieträger bedingt, fördert den Treibhauseffekt. In den vergangenen hundert Jahren kam es zu einer globalen Temperaturerhöhung von 0,7°C1. Die Emissionen von Kohlendioxid stiegen von 1970 bis 2004 um 80%, die menschengemachten Treibhausgase um 70%.2 Der gesamte Prozess ergibt letztlich eine Reihe von Kettenreaktionen. Das heißt, eine höhere Oberflächentemperatur führt zu einer völlig sich ändernden Vegetation, was wiederum Nahrungseinbußen für die heimische Fauna und deren Aussterben bedeuten kann.

Ein weiteres Problem besteht in der eingangs schon erwähnten Verknappung unserer Ressourcen. Schuld daran sind wieder einmal wir Menschen, da wir durch unsere extrem energie- und materialintensive Art des Wirtschaftens ein sehr labiles System geschaffen haben, welches zwangsläufig zu wirtschaftlichen und rivalisierenden Konflikten führt.

Wir leben im Zeitalter der Technik. Der Tagesablauf eines Menschen, zumindest in den industrialisierten Gebieten, wird weitestgehend durch Computer und andere elektrische Geräte bestimmt. Genauergesagt sind wir in der Forschung schon soweit vorangeschritten, dass ein Herd sich durch einfache Programmierung selbst anstellt, um das Essen in Abwesenheit der Familie zu kochen, oder ein Kühlschrank automatisch Lebensmittel nachbestellt, wenn diese ausgegangen sind. Dennoch ist der Mensch bislang nicht in der Lage, den Energiebedarf in allen Gebäuden zu begrenzen. Vielmehr haben diese immer noch einen entscheidenden Anteil am globalen Energieverbrauch.

„Ihr Anteil liegt in den industrialisierten Ländern bei etwa 20 bis 30% des Primärendenergieverbrauchs“3.

Jeder einzelne sollte demnach einmal selbst über seine Gewohnheiten nachdenken. Muss der Fernseher laufen, obwohl niemand hinsieht? Muss man die wenigen Meter mit dem Auto zum Bäcker fahren, obwohl man doch das Rad nehmen und etwas für den Kreislauf tun könnte? Die Bedürfnisse der Menschen sind gestiegen und ihre Gewohnheiten zu ändern, ist nur schwer zu realisieren. Den aktuellen Prognosen zufolge wird sich die Weltbevölkerung bis zum Ende des nächsten Jahrhunderts etwa verdoppeln und somit auch der Pro-Kopf-Energieverbrauch. Spätestens an dieser Stelle wird einem bewusst, welche Herausforderungen an den Industriesektor gestellt sind. Die verfügbare Kraftwerkleistung muss sich mindestens vervierfachen.4

In den vergangenen Jahren fanden zahlreiche Klimagipfel statt, was beweist, dass das Problem der nahenden Klimakatastrophe durchaus bekannt ist. Es wurden Verordnungen wie die Energieeinsparverordnung und die Verpflichtung zum Energieausweis erlassen und auch die erneuerbaren Energien haben eine rasante Entwicklung durchlebt. Die Experten sind sich einig, dass vor allem Solarenergie den Platz von Kohle und Erdöl einnehmen wird, um den Klimawandel zu bremsen.

Dennoch aber scheint es, dass viele es in ihren Köpfen immer noch nicht realisiert haben. „Die Leistungsfähigkeit von Sonne, Wind, Wasser, Erdwärme oder Biomasse wird deutlich unterschätzt und die Zweifel an einer möglichen Vollversorgung mit heimischen erneuerbaren Energien sind keinesfalls ausgeräumt“5. Gerade im Wohnungsbau ist seit langem bekannt, dass Gebäude zu den Hauptenergieverbrauchern zählen. So wird „etwa ein Drittel des gesamten Primärenergieverbrauchs für die Raumheizung und Warmwasserbereitung aufgewendet“6. Man weiß aber auch, dass sie ein enorm hohes Energiesparpotential besitzen.

Trotzdem stoßen Architekten noch immer gegen den Konservatismus, die Ignoranz und Kleinkariertheit so mancher Baubehörde7, deren örtlicher Bebauungsplan eine derart unkonventionelle Form von Gebäude, wie sie ein Niedrigenergie- bzw. Solarhaus einnimmt, nicht zulassen kann oder darf.

Auch über die Nutzung von Windrädern wird brennend diskutiert, wenn es darum geht, ob sie effizient genug arbeiten und ob sie überhaupt landschaftlich ins Bild passen.

Aus diesem Grund wird es unerlässlich sein, der Bevölkerung zu zeigen, dass auch mit einer regenerativen Energieversorgung ihr bisheriger Komfort auf gleichem Niveau bestehen kann, und dass neue Umwelttechniken entwickelt werden müssen, damit dieser Planet, der seit Millionen von Jahren existiert, nicht bald seinem Untergang entgegen steuert.

Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, den Standard bzw. die allgemeine Norm des NEH zu erläutern und aufzuzeigen, wie der einzelne Bauherr anhand einfacher Maßnahmen den Wärmebedarf seines Neu- oder auch Altbaus heruntersetzen kann.

Das zweite Kapitel der Diplomarbeit beschäftigt sich zunächst einmal mit einem historischen Rückblick auf die Ereignisse der 70er Jahre, als man in Deutschland die Notwendigkeit der Energieeinsparung erkannte und eine schrittweise Einführung entsprechender Verordnungen stattfand - von der WSchV bis hin zur aktuellen EnEV 2007 und dem damit verbundenen Energieausweis. Danach rückt das Niedrigenergiehaus ab dem dritten Kapitel in den Mittelpunkt. Es soll aufgezeigt werden, wodurch sich ein derartiges Gebäude auszeichnet, welche Anforderungen daran gestellt sind und wie sich seine Funktionsweise im Einzelnen anhand bestimmter Merkmale von anderen Haustypen abhebt. Unter anderem wird dabei auf den Gebrauch von alternativen Energiequellen, wie die passive Nutzung von Sonnenenergie, eingegangen. Das fünfte Kapitel berichtet über die wohl einzige unerschöpfliche Energiequelle, die wir kennen - die Sonne. Der Mensch hat gelernt, sie sich aktiv anhand verschiedener Systeme zu Nutze zu machen.

Solarthermie und Photovoltaik sind dabei Schlüsselwörter, mit deren Hilfe in Zukunft die Wohnungen beheizt, das Wasser erwärmt und der Strom produziert wird. Selbstverständlich hat Technik ihren Preis. Im sechsten Kapitel sind die Mehrkosten der verschiedenen baulichen und haustechnischen Anlagen als Richtungswerte dargestellt. Sie sollen anhand der sich anschließenden Wirtschaftlichkeitsbetrachtung einen Überblick darüber geben, inwieweit sich die Investitionskosten in den Folgejahren rentieren. Förderprogramme, insbesondere der KfW und des BAFA, unterstützen den Bauherrn bei der Anschaffung energiesparender Technologie und bewirken zudem eine schnellere Amortisierung der Investitionskosten.

2 Von der Ölkrise zur EnEV - Chronologie der rechtlichen Entwicklung

2.1 Geschichtlicher Hintergrund

Ein warmes Zuhause im Winter ist ein menschliches Grundbedürfnis, das in der Menschheitsgeschichte in unterschiedlicher Weise befriedigt wurde. Das Spektrum reicht dabei von einer Feuerstelle über Kachelöfen bis zur Vollklimatisierung.8 Und die Ansprüche werden weiter steigen. Betrachtet man den Bedarf an Wohnraum jedes Einzelnen, stellt sich heraus, dass dieser bereits bei knapp 40 m² pro Person liegt. Flächen, die zusätzlich beheizt werden müssen.

In den 50er und 60er Jahren des 20. Jahrhunderts war an Energieeinsparungen oder gar Wärmeschutzverordnungen noch nicht zu denken. Energie war billig und man besaß reichlich davon. Auch in Deutschland glaubte man, dass die Ressourcen der Erde unerschöpflich sind. Die Notwendigkeit den Verbrauch an Rohstoffen zu beschränken, überkam einen Großteil der Gesellschaft in der BRD erst 1973 durch die Ölkrise. Die Erdölproduktion wurde gedrosselt und so stieg der Preis pro Barrel am 16. Oktober 1973 von 3 Dollar bis auf über 12 Dollar im darauf folgenden Jahr. Das entsprach einer Preissteigerung von über 400%. Konsequent verhängten die Politiker in Deutschland ein Fahrverbot an vier Sonntagen und führten zudem neue Geschwindigkeitsbegrenzungen ein. Entscheidend dabei aber war, dass durch die Ölkrise schließlich ein Gesetz zur Einsparung von Energien in Gebäuden (Energieeinsparungsgesetz) am 01. Januar 1977 in Kraft trat.

Es folgten Ergänzungen und Erweiterungen, die wiederum die Grundlage für die Verordnung über verbrauchsabhängige Abrechnungen der Heiz- und Warmwasserkosten (Heizkostenverordnung) von 1981 und ebenso für die Verordnung über energiesparende Anforderungen und heizungstechnische Anlagen und Warmwasseranlagen (Heizungsanlagenverordnung) von 1989 bildeten.

Erstmalig wurde in der Heizkostenverordnung die Pflicht zur Verbrauchserfassung und verbrauchsabhängigen Verteilung der Kosten gesetzlich geregelt. Bis heute bildet die Heizkostenverordnung von 1989 die Grundlage der Nebenkostenabrechnung fast aller Mietverhältnisse und auch der Betriebskostenabrechnung in Wohnungseigentumsanlagen.

Ein weiterer Meilenstein wurde durch die Verabschiedung der Verordnung über einen energiesparenden Wärmeschutz bei Gebäuden (Wärmeschutzverordnung) geschaffen. Ab dem 1.1.1995 galt in Abhängigkeit vom Oberflächen-Volumen-Verhältnis ein gesetzlich zulässiger maximaler Heizwärmebedarf. Erstmalig wurden auch die Lüftungswärmeverluste bei der Berechnung berücksichtigt. Für Neubauten wurde die Erstellung eines Wärmebedarfsausweises (Energiebedarfsausweis) laut § 12 WSchV verpflichtend.

Sowohl national, als auch international war eine dynamische Entwicklung hinsichtlich der zunehmend ökologischen Themen zu verzeichnen. Im so genannten KyotoProtokoll von 1997 verpflichteten sich die Mitgliedstaaten der Europäischen Union die Emissionen, die bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehen, bis 2012 um 8% zu mindern. Deutschland erklärte sich außerdem dazu bereit, bis 2012 die Emissionsobergrenzen gegenüber 1990 um 21% zu senken.

Bereits im Jahre 1993 einigten sich die Mitgliedstaaten, Programme zur Energieeffizienz für Gebäude zu entwickeln, durchzuführen und über diese Programme Bericht zu erstatten. Im Ergebnis wurde 2001 die Energieeinsparverordnung (EnEV) verabschiedet, welche am 1. Februar 2002 in Kraft trat und die bis dato geltende Wärmeschutz- und Heizungsanlagenverordnung ablöste. Die EnEV setzte Mindeststandards für neue und bestehende Wohngebäude bezüglich der Isolierung und der Qualität der Anlagentechnik, durch die der Energiebedarf um ein Drittel gemindert werden sollte.

„Am 7. März 2002 legte die Bundesregierung die allgemeine Verwaltungsvorschrift zu § 13 EnEV (AVV Energiebedarfsausweis) vor. In dieser Verordnung wurde der Inhalt und Aufbau der gemäß § 13 EnEV vorgesehenen Energiebedarfsausweise festgelegt.“

Die zweite Novellierung der EnEV trat am 8. Dezember 2004 in Kraft. Hierbei handelte es sich nicht um Änderungen des materiellen Anforderungsniveaus, sondern um eine Anpassung der EnEV von 2002 an die Änderungen technischer Normen.

Am 8. September 2005 erschien die Neufassung des Energieeinsparungsgesetztes. Der Schwerpunkt lag dabei in der Einführung der Energiebedarfsausweise für bestehende Gebäude, deren Inhalt und Aufbau die Bundesregierung bereits im März 2002 in § 13 EnEV festhielt. Damit wurde die Rechtsgrundlage für die EnEV 2006 geschaffen, die seit dem 1. Januar 2007 gültig ist. Sie hat die Aufgabe, die europäischen Richtlinien über die Gesamteffizienz von Gebäuden vollständig umzusetzen.

Seit dem 1. Oktober 2007 gilt die neu überarbeitete EnEV, die die Pflicht zur Erstellung eines Energieausweises auch auf den Altbestand ausweitet. Im Kapitel 2.4 soll auf die neuen Regelungen genauer eingegangen werden.

Ausgehend von dem Aspekt der Ölkrise muss man an dieser Stelle erwähnen, dass der Entschluss zur Energieeinsparung nicht nur durch den erheblichen Preisanstieg vorangetrieben wurde, sondern vielmehr, dass Deutschland den bewussten Umgang mit den Rohstoffen erkannt hatte, da diese in geraumer Zukunft nicht mehr vorhanden sein werden. Auf diese Weise ist Deutschland zum Vorreiter in puncto Klimaschutz geworden. Einerseits bestehen nun Richtlinien innerhalb des Landes, die die Niedrigenergiebauweise rechtlich etabliert und zum Standard erklärt, sodass der Ausstoß von Kohlendioxid letztlich begrenzt wird. Andererseits hat Deutschland sich für einen ökologisch sehr sinnvollen Weg entschieden, nämlich mit Hilfe von regenerativen Energien Strom und Wärme zu erzeugen und sich damit zu einem der führenden Hersteller von Solaranlagen entwickelt.9

2.2 Die WSchV 1995

Mit den gesetzlichen Verordnungen aus den vorangegangenen Jahren hatte sich die Bundesregierung in Deutschland die Verminderung des CO2-Ausstosses und die Reduktion des Heizwärmebedarfs zum Ziel gemacht. Die Gebäudeheizung verursacht ein Drittel der gesamten CO2-Emissionen in unserem Land. Zu diesem Zweck wurde die Wärmeschutzverordnung erlassen, die die energetischen Mindestanforderungen an ein Gebäude regelt. Sie galt für alle beheizten Neu- und Altbauten sowie für genehmigungspflichtige Umbauten an bestehenden Gebäuden, sofern sich die Bauteilfläche um mehr als 20% bzw. mehr als 10 m² erweiterte.

1995 wurde eine überarbeitete Fassung der WSchV eingeführt. Diese unterschied sich gegenüber der ersten Fassung von 1983 durch die Verschärfung der Anforderungen. Während in der WSchV von 1983 die thermische Qualität der Gebäudehülle lediglich durch die Wärmedämmung der Bauteile (U-Werte) beurteilt wurde, stand nun auch der Heizwärmebedarf im Mittelpunkt. Bei seiner Berechnung wurden Wärmeverluste durch die Außenbauteile und Lüftung sowie die Wärmegewinne durch die Sonne und elektrischer Geräte in einer sogenannten Energiebilanz erfasst. Aus dem Ergebnis konnte eine Abschätzung des Energieverbrauches des Gebäudes erstellt werden. Das Nachweisverfahren der WSchV verlangte keinen Mindest-Wärmedämmwert der einzelnen Bauteile, sondern lediglich den Nachweis, dass das Gebäude nicht insgesamt zu viel Heizwärme benötigte.10

2.3 Die EnEV 2002

Die EnEV wurde erstmals am 1. Februar 2002 rechtlich wirksam und löste damit die bis dato gültige Wärmeschutz- und Heizungsanlagenverordnung von 1995 ab. Neben den architektonischen Aspekten und baulichen Komponenten flossen nun auch die anlagentechnischen Einflüsse und energieversorgungstechnischen Gegebenheiten mit in die Bewertung ein.11

Die EnEV 2002 setzte Mindeststandards für neue und bestehende Wohngebäude sowie für Nicht-Wohngebäude, die allesamt zum Zwecke ihrer Nutzung beheizt werden müssen, hinsichtlich der Isolierung und der Qualität der Anlagentechnik. Dadurch sollten der Heizenergiebedarf für die Beheizung der Gebäude und die Trinkwassererwärmung reduziert und der dazu notwendige Primärenergiebedarf begrenzt werden. Alternative Energiequellen wurden erstmalig mit ihrem Energiebeitrag berücksichtigt.12

Des Weiteren fand eine Begrenzung der Transmissionswärmeverluste statt, um den Standard des baulichen Wärmeschutzes nicht unter den der WSchV von 1995 absinken zu lassen. Das bedeutete für Doppelhäuser beispielsweise, dass der spezifische Transmissionswärmeverlust, den Wert von 0,51 W/(m²K) nicht überschreiten durfte.13

Bezugnehmend auf Normen, die die Berechnung des Primärenergie-, Endenergie- und Heizwärmebedarfs festlegen, wurde auf diese Weise der Niedrigenergiehaus-Standard bei Neubauten zur Regel. Außerdem musste für neu errichtete Gebäude und für Gebäude mit wesentlichen Änderungen ein Energiebedarfsausweis ausgestellt werden. Zwar war dies für Neubauten schon seit der WSchV von 1995 vorgeschrieben, doch zur Struktur und zum Inhalt des Ausweises hatte die Regierung nun eine Allgemeine Verwaltungsvorschrift im § 13 EnEV vom 7. März 2002 erlassen.14

„(1) Für zu errichtende Gebäude mit normalen Innentemperaturen sind die wesentlichen Ergebnisse der nach dieser Verordnung erforderlichen Berechnungen, (…), in einem Energiebedarfsausweis zusammenzustellen.
(2) Für Gebäude mit normalen Innentemperaturen, die wesentlich geändert werden, ist ein Energiebedarfsausweis entsprechend Absatz 1 auszustellen, (…).
(3) Für zu errichtende Gebäude mit niedrigen Innentemperaturen sind die wesentlichen Ergebnisse der Berechnungen nach dieser Verordnung, (…), in einem Wärmebedarfsausweis zusammenzustellen.“15

„Unter Energiebedarf versteht man hauptsächlich die zum Heizen und für Warmwasser auf der Grundlage von Berechnungen benötigte Energie des Gebäudes. (…) Zur Berechnung des Energiebedarfs werden die energetische Qualität vor allem der Außenwände und des Dachs sowie der technischen Anlagen wie Heizkessel und der Anlagen für die Erwärmung des Wassers berücksichtigt.“16

Auch bei Altbauten gab es die Möglichkeit, sie in energiesparende Gebäude umzuwandeln. Hier beabsichtigte die EnEV Modernisierungsverpflichtungen mit der Vorgabe erhöhter Standards, welche nicht nur durch eine zusätzliche Wärmedämmung erreicht werden sollte, sondern ebenso durch haustechnische Anlagen mit hoher Energieeffizienz. Mit Hilfe dieser Regelung sollte der Energiebedarf um etwa ein Drittel gesenkt werden.17

Der § 9 Abs. 1 EnEV beispielsweise schrieb vor, dass Öl- oder Gasheizkessel, die vor dem 1. Oktober 1978 eingebaut wurden, bis zum 31. Dezember 2006 außer Betrieb genommen werden mussten. Es sei denn, der Kessel wurde bereits durch einen Niedertemperatur- oder Brennwertkessel ersetzt oder er besaß die geforderte Nennwärmeleistung von mindestens 4 kW bzw. höchstens 400 kW.

Für Kessel, die die zulässigen Abgasverlust-Grenzwerte einhielten oder aber der Brenner nach dem 1. November 1996 ausgetauscht wurde, behielt sich die EnEV eine Fristverlängerung für den Kesseltausch bis zum 31. Dezember 2008 vor.

Weiterhin forderte der § 9 Abs. 2 EnEV die Isolierung von ungedämmten zugänglichen Leitungen der Heizungsanlage sowie der Warmwasser- und Zirkulationsleitungen und deren Armaturen.18

Die EnEV stützte sich auf zwei wesentliche Normen, die DIN 4108 und die DIN V 4701-10. Die DIN 4108 beinhaltete Grundlagen zum Wärme-, Feuchte- und Schlagregenschutz. Hierin waren die Anforderungen und Vorgaben für die Nachweise enthalten. Mit Hilfe der DIN V 4701-10 konnte ermittelt werden, ob ein Gebäude inklusive der installierten Anlagentechnik den in der EnEV vorgegebenen Primärenergie-Grenzwert einhält.19

Wie aus Abbildung 1 hervorgeht, ist nach EnEV der Primärenergiebedarf für Heizung und Warmwasserbereitung die Hauptnachweisgröße. Ebenfalls berücksichtigt wird der Hilfsenergiebedarf wie für Pumpen und Ventilatoren. In der WSchV wurde sich lediglich auf den Nutzenergiebedarf für die Gebäudeheizung beschränkt.

Die Primärenergie stellt den Energieaufwand für die Bereitstellung des Energieträgers inklusive des Energieeinsatzes für Transport und Weiterverarbeitung dar. Die Endenergie bezeichnet die vom Bewohner zu bezahlende, dem Gebäude unmittelbar zugeführte Energie in Form von Heizöl, Gas, Fernwärme, Strom etc. inklusive der Umwandlungsverluste der technischen Systeme (Heizung und Warmwasserbereitung). Die Nutzenergie beschreibt die Wärmemenge, die von den Heizkörpern eines Gebäudes oder in Form von Warmwasser am Wasserhahn abgegeben werden muss.20

Abb. 1: Energieflussdiagramm

Quelle: Ministerium für Finanzen Rheinland-Pfalz, Bauen und Wohnen,

Niedrigenergiehäuser-Information für Bauinteressenten und Planer, 2005, S.30

Der Primärenergiebedarf wird nach folgender Formel berechnet: QP = (QH + QW) * eP

QP Primärenergiebedarf QH Heizwärmebedarf

QW Energiebedarf Warmwasser eP Primärenergieaufwandszahl

Im ersten Schritt müssen für die Berechnung des Primärenergiebedarfs der Heizwärmebedarf und der Energiebedarf für die Warmwasserbereitung bestimmt werden, also der Nutzenergiebedarf (Abb.1).

Der Heizwärmebedarf wird mit einem Energiebilanzierungprogramm berechnet (Vgl. Kapitel 3.2). Der Energiebedarf zur Warmwasserbereitung muss nicht individuell ermittelt werden. So wird zur Vereinfachung ein einheitlicher Wert angenommen.

Der zweite Schritt dient der Ermittlung der Verluste des Heiz- und Warmwasserbereitungssystems sowie der vorgelagerten Verluste bei der Bereitstellung der eingesetzten Energieträger (Verlustpfeile in Abb.1). Die Primärenergieaufwandszahl eP gibt an, wie viel mehr Primärenergie benötigt wird, um die Verluste auszugleichen und den Nutzwärmebedarf eines Gebäudes zu decken.21

Die Abbildung 2 verdeutlicht die Zusammenhänge einmal an einem Beispiel:

Der rechnerisch ermittelte Heizwärmebedarf

QH beträgt 57,5 kWh/(m²a).

Zusammen mit dem Energiebedarf für die Warmwasserbereitung, der einheitlich auf 12,5 kWh/(m²a) festgelegt ist, ergibt sich ein

Nutzenergiebedarf von (57,5+12,5)

70 kWh/(m²a).

Wird für das Gebäude ein Heizsystem mit einer Primärenergieaufwandszahl eP von 1,5 gewählt, so beträgt der Primärenergiebedarf

(70*1,5) 105 kWh/(m²a).

Abb. 2: Energieflussdiagramm eines Beispielgebäudes

Quelle: Ministerium für Finanzen Rheinland-Pfalz, Bauen und Wohnen, Niedrigenergiehäuser- Information für Bauinteressenten und Planer, 2005, S.31

In der EnEV werden Primärenergieaufwandszahlen für gebräuchliche Heizsysteme genannt. Wie hoch die eP ist, hängt von der Effizienz des Heizsystems selbst und von den Umwandlungsverlusten des eingesetzten Energieträgers (Öl, Gas, Strom, Holz etc.) ab.22

2.4 Die EnEV 2007

Die EnEV 2007 ist am 1. Oktober 2007 in Kraft getreten. Mit ihren überarbeiteten Regelungen wird sie die europäischen Richtlinien über die Gesamteffizienz von Gebäuden in deutsches Recht umsetzen. Im Allgemeinen wurden die Anforderungen nicht verschärft.

Die Regelungen für zu errichtende Wohngebäude stützen sich, wie zuvor bei den vorangegangenen Verordnungen, auf § 3 EnEV, der die einzuhaltenden Höchstwerte für den Jahres-Primärenergiebedarf und den Transmissionswärmeverlust vorgibt.

Die Werte müssen über das Monatsbilanzverfahren nach DIN EN 832 i.V.m. DIN V 4108-6 und DIN V 4701-10 oder über das im Anhang der EnEV aufgeführte vereinfachte Verfahren nachgewiesen werden.

Neu sind die Ausführungen zu den Nichtwohngebäuden in § 4 EnEV. Nichtwohngebäude stellen die Kategorien der Gebäude mit normalen und niedrigen Innentemperaturen dar. Auch hier sind Höchstwerte für den Jahres-Primärenergiebedarf und den Transmissionswärmetransferkoeffizienten festgelegt, die nicht überschritten werden dürfen. Anhand des Transmissionswärmetransferkoeffizienten kann der Wärmestrom von außen nach innen (Kühlfall) erfasst werden. Bisher wurden nur die Transmissionswärmeverluste berücksichtigt. Der Jahres-Primärenergiebedarf ist nach DIN V 18599-1 zu ermitteln.

Wohn- bzw. Nichtwohngebäude im Bestand müssen wie neuerrichtete Bauten nach § 9 EnEV Höchstwerte für den Jahres-Primärenergiebedarf und den Transmissionswärmeverlust einhalten bzw. dürfen die entsprechenden Grenzwerte nicht überschreiten. Weiterhin regelt der § 9 EnEV neue Vereinfachungen zur Anwendung hinsichtlich der Abmessungen und energetischen Kennwerte. Fehlen Angaben zu geometrischen Abmessungen, sind Schätzungen erlaubt.

Existieren keine energetischen Kennwerte für bestehende Bauteile und Anlagensysteme, können gesicherte Erfahrungswerte für Bauteile und Anlagenkomponenten vergleichbarer Altersklassen genutzt werden.

Mit dem In-Kraft-treten der EnEV 2007 sind für den Gebäudebestand in bestimmten Fällen Energieausweise vorgeschrieben. Dabei sind für Wohn- und Nichtwohngebäude die Rechenverfahren für bestehende Gebäude anzuwenden. In Anhang 8 finden sich entsprechende Maßnahmen. Weiterhin werden in der EnEV 2007 obligatorische Nachrüstungsverpflichtungen bzgl. der Heizsysteme, ungedämmten Rohrleitungen in unbeheizten Bereichen und ungedämmte, nicht begehbare aber zugängliche oberste Geschossdecken aufgeführt, die bis zum 31. Dezember 2008 umgesetzt werden müssen.23

2.5 Der Energieausweis nach EnEV 2007

Bislang galt nur für Neubauten und Gebäude mit wesentlichen Änderungen die Pflicht zur Ausstellung von Energieausweisen (EnEV 2004). Mit den Regelungen der EnEV 2007 wurden diese Pflichten auf den Altbestand ausgeweitet.

Das bedeutet, ein Energieausweis ist auszustellen bei:

- Errichtung von Neubauten
- Bestandsgebäuden, die wesentlich verändert oder um 50 % erweitert wurden
- Verkauf, Vermietung, Verpachtung, Leasing von Gebäuden
Hierbei ist dem Käufer ein Energieausweis zugänglich zu machen, d.h. die Einsichtnahme zu ermöglichen. Der Energieausweis bezieht sich auf das gesamte Gebäude und nicht auf einzelne Wohneinheiten.
- hauptsächlich öffentlichen Gebäuden mit mehr als 1.000 m² Nettogrundfläche Hier ist der Energieausweis öffentlich auszuhängen.24

Der Energieausweis soll Auskunft über die energetische Qualität eines Gebäudes und konkrete Modernisierungsempfehlungen erteilen. So ist es möglich Transparenz zu schaffen und vor allem über die vorhandenen erheblichen Energieeinsparpotentiale beim Altbau aufzuklären. Insgesamt sollen mit dem Ausweis keine Nachrüstungsverpflichtungen ausgelöst werden.25

Investitionen in Energiesparmaßnahmen amortisieren sich oft schon nach kurzer Zeit. Die Bundesregierung hat durch den Energieausweis und das CO2- Gebäudesanierungsprogramm einen starken Anreiz zur Verbesserung der Energiebilanz von Wohngebäuden geschaffen.26

Nach § 17 Abs. 4 EnEV müssen Inhalt und Aufbau des Energieausweises einem bestimmten Muster entsprechen und es sind, je nach Ausweisart, die geforderten Angaben zu machen. Die Mustervorgaben sind in der Anlage 6-9 enthalten, wobei Anlage 6 für Wohngebäude, Anlage 7 für Nichtwohngebäude und Anlage 8 und 9 für aushangpflichtige öffentliche Gebäude gilt. Außerdem regelt § 17 Abs. 2 EnEV, welcher Energieausweis vorgesehen ist.

Der § 20 Abs. 1 Satz 1 EnEV besagt, dass zudem Modernisierungsempfehlungen zu erteilen sind, vorausgesetzt Modernisierungsmaßnahmen sind wirtschaftlich möglich. Auch hier ist nach einem Muster in Anlage 10 vorzugehen.27

Die Politiker in Deutschland haben lange diskutiert, welche Art des Energieausweises letztlich auszustellen ist. Im Ergebnis sind sie zu einer „Wahlfreiheit“ zwischen den beiden Typen „bedarfsorientierter“ und „verbrauchsorientierter“ Energieausweis gelangt. Die Art des Energieausweises hängt vom Typus des Gebäudes ab. In § 16 Abs. 4 EnEV wird auf eine „Bagatell-Klausel“ hingewiesen, das heißt, dass für kleine Gebäude kein Energieausweis zu erstellen ist. Auch bei den Baudenkmälern gibt es Ausnahmen.28

Energiebedarfsausweis:

- die zum Heizen und für Warmwasser theoretisch benötigte Energie eines Gebäudes, § 18 EnEV
- geometrische, konstruktive und energetische Gebäudedaten sind zu erfassen
- Berechnung des Bedarfs aufgrund der energetischen Qualität der Außenwände und des Daches sowie der technischen Anlagen des Heizkessels und die für die Erwärmung des Wassers29

Energieverbrauchsausweis:

- basiert auf tatsächlichem Energieverbrauch eines Gebäudes (die letzten 3 Heizkostenabrechnungen als Grundlage), § 19 EnEV
- bei Gebäuden mit wenig Wohneinheiten ist der Einfluss auf den Energieverbrauchswert des einzelnen Nutzers stärker als bei großen Wohngebäuden
- für Gebäude mit mehr als 5 Wohnungen ist ein Sicherheitszuschlag zum Ausgleich zu machen30

Ob Energiebedarfs- oder Energieverbrauchsausweis, jeder hat sowohl Vor- als auch Nachteile, die in Abbildung 3 aufgeführt sind.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 3: Vor- und Nachteile des Bedarfs- und Verbrauchsausweises

Quelle: eigene Darstellung, in Anlehnung an Immobilien Vermieten-Magazin für Investitionen, Recht u. Objekt-Management, 11/2007, S. 38

Die Art des Energieausweises hängt, wie bereits erwähnt, davon ab, ob es sich um einen Neubau oder um eine wesentliche Änderung an einem bestehenden Gebäude im Sinne des § 16 Abs. 1 EnEV handelt, oder ob es sich um ein Bestandsgebäude im Sinne des § 16 Abs. 2 EnEV handelt. Bei den Bestandsgebäuden ist der Typ des Energieausweises abhängig von der Größe, der Nutzung, dem Alter und der energetischen Qualität des Gebäudes. In Abbildung 4 ist einmal zusammengefasst, für welches Gebäude, welcher Energieausweis ab wann zutrifft.31

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 4: Energiebedarfs- oder Energieverbrauchsausweis?

Quelle: Immobilien Vermieten-Magazin für Investitionen, Recht u. Objektmanagement, 11/2007, S. 39

Die EnEV sieht gewisse Überleitungsfristen für die Beschaffung der Energieausweise vor. Grund für die gestaffelte Einführung ist der zu erwartende große Bedarf an Ausweisen für den Gebäudebestand. Die Überleitungsfristen sind in Abbildung 5 wiedergegeben.32

Sind Energieausweise schon vor der Einführung der EnEV 2007 ausgestellt worden, haben diese eine Gültigkeit von zehn Jahren.33

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 5: Überleitungsfristen für Energieausweise

Quelle: Immobilien Vermieten-Magazin für Investitionen, Recht u. Objektmanagement, 11/2007, S. 40

3 Der Niedrigenergiehausstandard

3.1 Definition des Niedrigenergiehauses

In Deutschland kennt man das Niedrigenergiehaus erst seit einigen Jahren. Damals galt es als ökologisch besonders fortschrittlich, heutzutage ist es nur noch Standard. Auf internationaler Ebene ist der Begriff des „low energy house“ schon lange nicht mehr fremd. Pioniere waren Kanada und die skandinavischen Länder, insbesondere Schweden. Seit 1979 bezeichnet man hier derartige Gebäude, die einen um die Hälfte reduzierten Heizwärmebedarf haben als die gültige Baunorm es vorschreibt. Der Begriff des NEH lässt sich nicht genau erklären. Er bezeichnet vielmehr einen Standard als eine konkrete Bauweise.34 Selbst Fachleute sind sich über eine einheitliche Definition nicht einig. Die einen sagen, ein NEH zeichnet sich durch die Halbierung des zulässigen Wärmebedarfs aus, die anderen meinen, der Jahres-Heizwärmebedarf muss unter 70 kWh/(m²a) liegen. Fakt ist, dass ein NEH den in der WSchV von 1995 geforderten

Jahres-Heizwärmebedarf um mindestens 25% unterschreitet.35 Für den

wohnflächenbezogenen Jahres-Heizwärmebedarf Grenzwerte:

QH = 70 kWh/(m²a) für Einfamilienhäuser

QH = 65 kWh/(m²a) für Reihenhäuser

QH = 55 kWh/(m²a) für Mehrfamilienhäuser36

3.2 Der Heizwärmebedarf

Der in Kapitel 3.1 genannte Jahres-Heizwärmebedarf gibt an, wie viel Energie pro Quadratmeter Wohnfläche im Jahr das Heizsystem für die Gesamtheit der beheizten Räume bereitzustellen hat, um Wärmeverluste durch die Gebäudehülle (Transmissionswärmeverluste QT) und durch die Lüftung (Lüftungswärmeverluste QL) auszugleichen. Es wird lediglich die Grundfläche der beheizten Räume mit einbezogen, ausgeschlossen sind z.B. Kellerräume.

Abhängig vom Oberflächen-Volumen-Verhältnis (A/V-Verhältnis) ist der Heizwärmebedarf der gebräuchlichste Vergleichswert, um die thermische Qualität der Gebäudehülle darzustellen. Der Heizwärmebedarf und die internen Wärmegewinne Qi (z.B. Körper-und Gerätewärme) sowie die passiven solaren Wärmegewinne QS (z.B. Sonneneinstrahlung durch ein Südfenster) stehen den Transmissions-und Lüftungswärmeverlusten gegenüber:

QT + QL = QH + Qi + QS

Für den Heizwärmebedarf ergibt sich folgende Berechnungsformel:

QH = QT + QL - (Qi + QS)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 6: Wärmeverluste und -gewinne in einem Gebäude

Quelle: eigene Nachbearbeitung und http://www.porit.de/files/NiedrigEnergiehaus.pdf (10.7.07)

NEH erreichen mittlerweile den von der EnEV geforderten Wert von 40 bis 70 kWh/(m²a). Davon entsprechen 10 kWh ca. dem Energiegehalt eines Liter Öls oder eines Kubikmeters Erdgas oder 2 kg Pellets.

Im Vergleich dazu gehen jedes Jahr in einem Einfamilienhaus-Neubau etwa 6.500 kWh durch eine schlecht ausgeführte Gebäudehülle unnötig verloren. Der Durchschnittsverbrauch des gesamten Gebäudebestandes liegt bei 250 kWh/(m²a).37

Anhand der Energiekennzahl kann der Heizmittelbedarf errechnet werden:

Energiekennzahl x gesamte Bruttogescho ßfläche / Jahresnutzungsgrad / Heizwert des jeweiligen Brennstoffes

Beispiel:

Wohnhaus mit Energiekennzahl von 60 kWh/(m²a). Beheizte Bruttogeschossfläche von 190 m². Neue Pelletsheizung. Wie viel kg Pellets werden pro Jahr zur Beheizung benötigt?

60 kWh/(m²a) x 190 m² BGF = 11.400 kWh Normenergieverbrauch pro Jahr

11.400 kWh / 0,74 (74% Raumenergienutzungsgrad Pelletsheizung Neuanlage) =

15.405,40 kWh

Heizwert von Holz-Pellets: 4,9 kWh/kg

15.405,41 / 4,9 = 3.143,96 kg (zur Beheizung des gesamten Gebäudes im Jahr)

1 kg Pellets kostet 0,166 EUR (Beispiel)

3.143,96 kg x 0,166 = 521,90 EUR38

3.3 Der U-Wert

Das primäre Ziel des NEH liegt darin, den gesamten Energieverbrauch zu reduzieren und die Transmissionswärmeverluste zu begrenzen.

Anhand des Transmissionswärmedurchgangskoeffizienten, auch U-Wert, kann das Maß für den Wärmedurchgang durch ein Bauteil angegeben werden. Die Einheit ist W/(m²K). Je kleiner der U-Wert, desto weniger Wärme wird durch das Bauteil geleitet und desto besser der Dämmstandard.

Der U-Wert kann lediglich die Wärmeleitung durch ein Bauteil im stationären Fall, also wenn die Temperaturen sich innen und außen nicht ändern, beschreiben. Da jedoch Erwärmungs- und Abkühlvorgänge abwechselnd in symmetrischen Wellen auftreten, gleicht sich der Effekt wieder aus und der U-Wert kann durchaus zur Bewertung der thermischen Qualität eines Bauteils verwendet werden.39

Der U-Wert ist abhängig von der Bauteildicke und der Wärmeleitfähigkeit ? des gewählten Baustoffes. Nicht nur eine Reduzierung des Heizwärmebedarfs wurde in der WSchV 1995 gefordert, sondern auch eine wesentliche Minderung des Wärmedurchgangskoeffizienten.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 7: Bandbreite der U-Werte für die Gebäudehülle eines NEH

Quelle: in Anlehnung an BINE, Niedrigenergiehäuser, 2002

4 Anforderungen an das Niedrigenergiehaus

Der gewünschte Energieverbrauch ist auf verschiedenen Wegen realisierbar. Von den nachfolgend genannten Merkmalen eines NEH sind keinesfalls alle notwendig, um das Ziel zu erreichen. So können besondere Anstrengungen an einer Stelle ungünstigere Ausführungen an einer anderen durchaus ausgleichen, so dass die Gesamtbilanz letzten Endes wieder stimmt. Hierbei das richtige Maß zu finden, ist bei jedem Projekt eine Optimierungsaufgabe.

- kompakte Bauweise
- sehr guter Wärmeschutz der Außenbauteile
- Reduzierung der Wärmebrücken
- Dichtheit der Außenhülle
- kontrolliertes Wohnungslüftungssystem mit oder ohne Wärmerückgewinnung
- angepasstes Heizsystem
- effiziente Warmwasserbereitung
- Optimierung der passiven Solarenergienutzung
- Bedienbarkeit der Technik (Heizung und Lüftung) für den Bewohner40

Im Prinzip lässt sich jedes Gebäude zu einem NEH umgestalten. Dazu stehen einem zwei Möglichkeiten zur Verfügung. Entweder wird der Standard durch eine entsprechende Bauweise (wie Wärmedämmungen) bzw. Bauteile (wie Fenster) erreicht, oder man setzt verbesserte technische Anlagen ein.

Allein durch bauliche Maßnahmen lässt sich der Energieverbrauch bis zu 70% senken, so dass sich die Kosten für die notwendige Wärmedämmung schnell ausgleichen.

Bevor mit dem Bau eines NEH begonnen wird, ist es wichtig, gewisse Voraussetzungen zu beachten. In der Planungsphase müssen alle Kriterien des Grundstücks untersucht werden, die „den Energieverbrauch und die möglichen Energiegewinne eines Gebäudes vergrößern oder verkleinern“41.

Einen geeigneten Standort zu finden, um den Heizwärmebedarf so gering wie möglich zu halten, ist nicht immer ganz einfach. Oft lässt sich der Wunsch, eine Ausrichtung des Gebäudes zur Sonne, nicht erfüllen. Dann stehen andere Maßnahmen im Vordergrund, z.B. eine bessere Wärmedämmung oder ein effizienteres Heizsystem. Nicht zuletzt kommt es aber auch darauf an, welcher Schwerpunkt auf das Gebäude gelegt ist. Wohnhaus oder Bürokomplex? Sind Photovoltaikelemente integriert, um Strom zu erzeugen oder soll das Haus lediglich dem geforderten niedrigeren Heizwärmebedarf gerecht werden? Die Abbildung 8 zeigt zehn Bedingungen auf, die für die Gebäudeoptimierung unerlässlich sind.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 8: Die zehn Bedingungen zum NEH und Solarhaus

Quelle: Kiraly, Architektur mit der Sonne, 1996, S. 16

Bei der Standortwahl spielen besonders die klimatischen Gegebenheiten eine Rolle, denn sie haben letztlich Einfluss auf den Heizwärmebedarf und die gesamte Energiebilanz des Hauses.

Der Heizenergieverbrauch wird nicht nur von den bauphysikalischen Eigenschaften eines Gebäudes bestimmt, sondern genauso durch Landschaft, Höhenlage, Hangneigung, Ausrichtung, Bepflanzung, Baumbestand oder Nachbarschaft zu offenen Gewässern. Das Gebäude sollte nicht in einem Kaltluftstaugebiet errichtet werden, da kalte Luft sehr langsam abfließt und somit ein höherer Energieeinsatz zur Gebäudeheizung aufgebracht werden muss.

Die Anpflanzung von Hecken und Sträuchern begünstigt den Kaltluftabfluss. Insgesamt ist eine Südwest- bzw. Süd- und Südostorientierung anzustreben, damit eine ausreichende Sonneneinstrahlung stattfinden kann. Windschutz ist eine weitere Maßnahme zur Verringerung von Wärmeverlusten. Es hängt selbstverständlich von der Wärmedämmung ab, wie weit die Innen- von der Außentemperatur abweicht. Die Gefahr vor steigenden Transmissionswärmeverlusten geht einher mit einer erhöhten Luftbewegung. Bäume fungieren als Windfänger, wodurch die Luftgeschwindigkeit an der Außenwandoberfläche gebremst und der Wärmebedarf im Innenraum reduziert wird. Im Sommer haben Laubbäume den Vorteil, dass sie dem Gebäude genügend Schatten spenden und die Luft durch Wasserverdunstung gleichzeitig kühlen. In den Wintermonaten können die Sonnenstrahlen ungehindert durch das Geäst in das Hausinnere eindringen. Dies funktioniert allerdings nicht bei allen Baumarten, daher ist Vorsicht vor etwaiger Verschattung des Hauses geboten.42

Die energetisch zweckmäßige Anordnung der einzelnen Räume in einem Gebäude ist ebenso wichtig wie die Standortwahl, denn auf diese Weise kann die Sonne als Licht- und Wärmequelle optimal genutzt werden. Dabei sollten zum einen Räume, die weniger als Aufenthaltszimmer oder lediglich als Durchgang dienen, zum Norden ausgerichtet werden, und zum anderen Wohn- und Aufenthaltsräume in die südliche Himmelsrichtung zeigen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 9: Optimale Raumanordnung

Quelle:

http://www.osnabrueck.de/images_design/Grafiken_Inhalt_Lokale_Agenda/Zuk bewusstbauen.pdf (3.1.08)

Wie aus Abbildung 9 hervorgeht, ist es sinnvoll, Treppenhäuser, Abstellkammern, Badezimmer und reine Schlafzimmer auf die kühlere Nordseite und Wohn- und Kinderzimmer auf die Südseite zu verlegen. Die Fenster nach Süden ermöglichen das gesamte Jahr über ein Maximum an Sonnenwärme und natürlichem Licht. Dadurch lässt sich der Heizenergieverbrauch des Gebäudes vermindern und Kosten sparen. Des Weiteren ist weniger künstliche Beleuchtung nötig, was wiederum Geld einspart und zugleich steigert das natürliche Licht das Wohlbefinden der Bewohner. Außerdem empfiehlt es sich, die Küche und Badezimmer möglichst nahe beieinander zu legen, um unnötig lange Wasserleitungen zu vermeiden.43

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 10: Richtwerte für angenehme Raumtemperaturen

Quelle: Fischer-Uhlig, Das Buch vom gesunden Bauen und Wohnen, S. 10

Erfolgt eine Anordnung von Räumen mit unterschiedlichen Temperaturzonen so, dass Raumgruppen mit ähnlichen Raumtemperaturen entstehen, dann muss zwischen den einzelnen Räumen kein Temperaturgefälle ausgeglichen werden und somit lässt sich Heizenergie sparen.44 Problematisch wird es, wenn bspw. zwischen Schlafzimmer und Diele, die eine Raumtemperatur von etwa 15°C besitzen, ein Badezimmer angeordnet wird, in dem die Temperaturen bei 22°C liegen. In der Heizperiode muss zunächst einmal ein gewisser Energiebedarf aufgebracht werden, um die gewünschten 22°C im Bad zu erreichen. Da jedoch das angrenzende Schlafzimmer und die Diele eine wesentlich geringere Raumtemperatur aufweisen, ist nun im Badezimmer ein höherer Heizenergiebedarf erforderlich, um das Temperaturgefälle auszugleichen.

Anhand der Wärmeabgabe vom Bad ans Schlafzimmer kann es für den Bewohner zu unangenehm hohen Temperaturen kommen.

Folglich werden die Schlafzimmerfenster geöffnet und dadurch gelangt zu viel kalte Luft ins Rauminnere. Die Raumluftumwälzung funktioniert nicht mehr richtig und es kommt zu Feuchtniederschlägen an den Fenstern, was wiederum Schimmelbefall begünstigt.

Aus diesem Grund ist es unerlässlich, die Raumanordnung bei der Gebäudeplanung mit einzubeziehen, damit eine gesunde Gebäudesubstanz langfristig erhalten bleibt.

4.1 Kompakte Bauweise

Eine kompakte Gebäudeform drückt sich durch das Verhältnis von Außenfläche (A) zum umbauten Raum (V) aus. Diese Relation beeinflusst den Wärmebedarf sehr stark, da der Transmissionswärmeverlust eines Gebäudes direkt proportional zur Größe seiner Außenfläche ist. Je geringer die äußere Oberfläche, desto geringer das A/V-Verhältnis und desto weniger Transmissionswärmeverluste sind zu verzeichnen (Abb. 11).45

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 11: Verhältnis von Außenfläche zu Volumen

Quelle: eigene Darstellung, in Anlehnung an http://www.uni-kiel.de/Geographie/Diplom-Home/ebeling/ebeling.html (25.1.08)

Bleibt die Gebäudeform gleich, wird das A/V-Verhältnis mit zunehmender Gebäudegröße immer günstiger und somit der Heizwärmebedarf auch bei gleichem Wärmestandard geringer. Energetisch betrachtet ist ein großes Mehrfamilienhaus günstiger als ein Einzelhaus.

[...]


1 Treberspurg, Neues Bauen mit der Sonne, 1999, S. 1

2 Vgl. UN-Klimabericht vom November 2007, http://www.n-tv.de/881116.html (7.11.07)

3 Hullmann, Photovoltaik in Gebäuden, 2000, S. 9

4 Vgl. Milow, Internationales Symposium, 1999, S. 153

5 http://www.solarserver.de/solarmagazin/news.html (9.11.07)

6 http://www.bmvbs.de/Bauwesen/Klimaschutz-und-Energiesparen-,1865/Energieausweis.htm (22.1.06)

7 Vgl. Kiraly, Architektur mit der Sonne, 1996, S. 8/9

8 Vgl. Stahl/Goetzberger/Voss, Das Energieautarke Solarhaus-Mit der Sonne wohnen, S. 16

9 Die Ausführungen in Gliederungspunkt 2.1 lehnen sich in den wesentlichen Zügen an folgende Quelle an: Vgl. Schneiderhan/Fischer/Pably, Energieeinsparverordnung und Energieausweis, Sonderbroschüre, S.1-2

10 Vgl. http://www.umweltlexikon-online.de/fp/archiv/RUBbauenwohnen/Waermeschutzverordnung.php (25.11.07)

11 Vgl. http://enev.sb-k.de/enev/enev.html#EnEV (25.11.07)

12 Vgl. http://enev.sb-k.de/enev/enev.html#EnEV (25.11.07)

13 Vgl. http://enev.sb-k.de/enev/enev.html#EnEV (25.11.07)

14 Vgl. http://www.bmvbs.de/Bauwesen/Klimaschutz-und-Energiesparen-,2975/Enerigeeinspar-%20verordnung.htm (3.12.07)

15 http://www.bkwk.de/bkwk/download/recht/EnergieeinsparVO.pdf (25.11.07)

16 http://www.bmvbs.de/Bauwesen/Klimaschutz-und-Energiesparen-,1865/Energieausweis.htm#oben (9.11.07)

17 Vgl. http://www.bmvbs.de/Bauwesen/Klimaschutz-und-Energiesparen-,2975/Enerigeeinspar-%20verordnung.htm (3.12.07)

18 Vgl. http://www.bkwk.de/bkwk/download/recht/EnergieeinsparVO.pdf (25.11.07)

19 Vgl. http://www.zukunft-haus.info/de/planer-handwerker/thema-enev/hintergruende-der-enev.html (26.11.07)

20 Vgl. Ministerium für Finanzen Rheinland-Pfalz, Bauen und Wohnen, Niedrigenergiehäuser-Information für Bauinteressenten und Planer, 2005, S.30

21 Vgl. Ministerium für Finanzen Rheinland-Pfalz, Bauen und Wohnen, Niedrigenergiehäuser-Information für Bauinteressenten und Planer, 2005, S.31

22 Vgl. Ministerium für Finanzen Rheinland-Pfalz, Bauen und Wohnen, Niedrigenergiehäuser-Information für Bauinteressenten und Planer, 2005, S.31

23 Die Ausführungen in Gliederungspunkt 2.4 lehnen sich in den wesentlichen Zügen an folgende Quelle an: Vgl. Immobilien Vermieten-Magazin für Investitionen, Recht u. Objektmanagement, 11/2007, S. 28

24 Vgl. Schneiderhan/Fischer/Pably, Energieeinsparverordnung u. Energieausweis, Sonderbroschüre, S.23

25 Vgl. Immobilien Vermieten-Magazin für Investitionen, Recht u. Objektmanagement, 11/2007, S. 38

26 Vgl. www.bmvbs.de/Bauwesen/Klimaschutz-und-Energiesparen-,1865/Energieausweis.htm (25.11.07)

27 Vgl. Immobilien Vermieten-Magazin für Investitionen, Recht u. Objektmanagement, 11/2007, S. 38

28 Vgl. Immobilien Vermieten-Magazin für Investitionen, Recht u. Objektmanagement, 11/2007, S. 39

29 Vgl. Immobilien Vermieten-Magazin für Investitionen, Recht u. Objektmanagement, 11/2007, S. 39; Schneiderhan/Fischer/Pably, Energieeinsparverordnung und Energieausweis, Sonderbroschüre, S. 23-25

30 Vgl. Immobilien Vermieten-Magazin für Investitionen, Recht u. Objekt-Management, 11/2007, S. 39; Schneiderhan/Fischer/Pably, Energieeinsparverordnung und Energieausweis, Sonderbroschüre, S. 23-25

31 Vgl. Immobilien Vermieten-Magazin für Investitionen, Recht u. Objektmanagement, 11/2007, S. 39

32 Vgl. Immobilien Vermieten-Magazin für Investitionen, Recht u. Objektmanagement, 11/2007, S. 40

33 Vgl. Immobilien Vermieten-Magazin für Investitionen, Recht u. Objektmanagement, 11/2007, S. 40

34 Vgl. Feist, Das Niedrigenergiehaus, 1998, S. 1

35 Vgl. http://www.porit.de/files/NiedrigEnergiehaus.pdf (10.7.07)

36 Vgl. Feist, Das Niedrigenergiehaus, 1998, S. 1; (QH) ergeben sich folgende http://www.iwu.de/fileadmin/user_upload/dateien/energie/neh_ph/NEH_Waermeversorgung-Forschungsbericht.pdf (29.12.06)

37 Vgl. www.solarserver.de/lexikon/heizwaermebedarf.html (30.1.07); http://www.porit.de/files/NiedrigEnergiehaus.pdf (10.7.07); www.solarserver.de/lexikon/niedrigenergiehaus.html (30.1.07); www.energiesparhaus.at/energieausweis/energiekennzahl.html (30.12.06)

38 http://www.energiesparhaus.at/energieausweis/energiekennzahl.html (30.12.06)

39 Vgl. http://www.energiesparhaus.at/fachbegriffe/uwert.htm (25.11.07)

40 Vgl. Feist, Das Niedrigenergiehaus, 1998, S. 4; http://www.energieverbraucher.de/de/Zuhause/Bauen/EnEV/site__305/ (27.11.07)

41 Kiraly, Architektur mit der Sonne, S. 16

42 Vgl. Kiraly, Architektur mit der Sonne, S. 17

43 Vgl. http://www.osnabrueck.de/images_design/Grafiken_Inhalt_Lokale_Agenda/Zukbewusstbauen.pdf (3.1.08)

44 Vgl. Feist, Das Niedrigenergiehaus, 1998, S. 146

45 Vgl. Kiraly, Architektur mit der Sonne, S. 18; http://www.uni-kiel.de/Geographie/Diplom-Home/ebeling/ebeling.html (25.1.08)

Ende der Leseprobe aus 212 Seiten

Details

Titel
Standards und bautechnische Möglichkeiten von Niedrigenergiehäusern
Hochschule
Hochschule Anhalt - Standort Bernburg  (Immobilienwirtschaft)
Note
2,0
Autor
Jahr
2008
Seiten
212
Katalognummer
V174077
ISBN (eBook)
9783640944217
ISBN (Buch)
9783640944385
Dateigröße
4012 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Wärmeschutz, Wärmeschutzverordnung, Photovoltaik, Solarenergie, Niedrigenergie, Solarthermie, Pellets, Wärmegewinnung, Erdwärme, Wärmepumpe
Arbeit zitieren
Christin Blankenberg (Autor), 2008, Standards und bautechnische Möglichkeiten von Niedrigenergiehäusern, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/174077

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