Energie-Effizienzbewertung von Gebäuden: Anforderungen und Nachweisverfahren gemäß EnEV 2009

347 Pages·2010·8.532 MB·German

by  Kai Schild, Henrik Brück (auth.)

Kai Schild | Henrik Brück
Energie-Effizienzbewertung von Gebäuden
Kai Schild | Henrik Brück
Energie-
Effizienzbewertung
von Gebäuden
Anforderungen und Nachweisverfahren gemäß EnEV 2009
Mit 114 Abbildungen und 137 Tabellen
PRAXIS
Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der
Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über
<http://dnb.d-nb.de> abrufbar.
1. Auflage 2010
Alle Rechte vorbehalten
© Vieweg+Teubner Verlag|Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2010
Lektorat: Karina Danulat I Sabine Koch
Vieweg+Teubner Verlag ist eine Marke von Springer Fachmedien.
Springer Fachmedien ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media.
www.viewegteubner.de
Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich ge schützt. Jede
Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Ur heber rechts ge set zes ist ohne
Zustimmung des Verlags unzuläss ig und strafb ar. Das gilt insb es ondere für
Vervielfältigungen, Über setzun gen, Mikro verfil mungen und die Ein speiche rung
und Ver ar beitung in elek tro nischen Syste men.
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk
berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im
Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher
von jedermann benutzt werden dürften.
Umschlaggestaltung: KünkelLopka Medienentwicklung, Heidelberg
Druck und buchbinderische Verarbeitung: MercedesDruck, Berlin
Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier.
Printed in Germany
ISBN 978-3-8348-1211-7
Vorwort
Endlich ist es geschafft! Nach einem langen und kalten Winter, sowie einem arbeitsreichen
Frühling, haben wir das Buch zur Energieeinsparverordnung EnEV 2009 mit einem Umfang
von 336 Seiten fertig gestellt.
Die neueste Fassung der Energieeinsparverordnung (EnEV 2009) ist am 01. Oktober 2009 in
Kraft getreten und soll wesentliche Eckpunkte des von der Bundesregierung im August 2007 in
Schloss Meseberg aufgelegten integrierten Energie- und Klimaprogramms im Einklang mit den
Zielen der Europäischen Kommission für mehr Klimaschutz umsetzen. In dem Aktionsplan für
Energieeffizienz (2007 bis 2012) hat sich die Europäische Union das Ziel gesetzt, den Energie-
bedarf so zu steuern und zu verringern, beziehungsweise den Energieverbrauch so zu beein-
flussen, dass bis zum Jahr 2020 insgesamt 20 Prozent des jährlichen Energieverbrauchs einge-
spart werden.
Durch die mit der neuen EnEV einhergehenden Verschärfung des Anforderungsniveaus im
Gebäudebereich um durchschnittlich etwa 30 % und die zusätzlich einzuhaltenden Anforde-
rungen des Erneuerbare-Energien-Wärmegesetzes (EEWärmeG) bekommt die Fachplanung
der thermischen Bauphysik und der Anlagentechnik einen immer höheren Stellenwert. In der
heutigen wirtschaftlich schwierigen Zeit ist es wichtig, dass neu geplante Gebäude trotz der
erhöhten gesetzlichen Anforderungen wirtschaftlich realisiert werden können. Die Planung
eines effizienten und wirtschaftlichen Gebäudes ist ohne fachlich kompetente Fachingenieure
aus den Bereichen der Bauphysik und der technischen Gebäudeausrüstung nicht mehr möglich.
Dieses Buch soll einen bestmöglichen Überblick zur Energieeinsparverordnung und den in
Bezug genommenen Normen, Gesetzen und Verordnungen vermitteln und den Umfang von
Energieeinsparnachweisen an Hand von praktischen Beispielen zeigen.

Ein solches Buch kann nicht ohne die Hilfe weiterer Beteiligter gelingen. Daher sei an dieser
Stelle zunächst Frau Sandra Rickes für die Erstellung zahlreicher Zeichnungen und Abbildun-
gen gedankt. Des Weiteren geht unser Dank an Frau Dipl.-Ing. Bianca Schild und Frau
Dipl.-Ing. Andrea Schulte für die Korrektur des Buches.
Ein ganz besonderer Dank gebührt unseren Familien, die in letzter Zeit nicht immer die ihnen
zustehende Aufmerksamkeit bekommen konnten. Vielen Dank also Bianca, Isabel und Katari-
na.

Ein derart umfangreiches Werk wird realistisch gesehen - auch trotz größter Bemühungen -
nicht umfassend und fehlerfrei sein. Daher bitten wir Sie, unsere Leser, darum, uns Anregun-
gen, Kritik und Fehler mitzuteilen, auf dass wir dies in einer zweiten Auflage berücksichtigen
können.

Marl und Meschede im Mai 2010

Kai Schild
Henrik Brück
VII
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung und Überblick ......................................................... 1
1.1 Der Weg zur Energieeinsparverordnung 2009 ............................................. 1
1.2 Geltungsbereich .............................................................................................. 2
1.3 Bilanzierungsschema ..................................................................................... 3
1.3.1 Schema zur Berechnung des Energiebedarfs .................................................. 3
1.3.2 Nutzenergiebedarf ............................................................................................. 4
1.3.3 Endenergiebedarf .............................................................................................. 4
1.3.4 Primärenergiebedarf .......................................................................................... 4
1.4 Anforderungsgrößen ...................................................................................... 5
1.4.1 Wohngebäude Neubau ..................................................................................... 5
1.4.2 Nichtwohngebäude Neubau .............................................................................. 9
1.4.3 Änderung, Erweiterung und Ausbau von Gebäuden ...................................... 14
1.4.4 Kleine Gebäude und Gebäude aus Raumzellen ............................................. 18
1.4.5 Gemischt genutzte Gebäude .......................................................................... 18
1.5 Nebenbedingungen ....................................................................................... 19
1.5.1 Mindestwärmeschutz ....................................................................................... 19
1.5.2 Wärmebrücken ................................................................................................ 20
1.5.3 Sommerlicher Wärmeschutz ........................................................................... 21
1.5.4 Luftdichtheit / Mindestluftwechsel ................................................................... 22
1.5.5 Nachrüstungsverpflichtungen .......................................................................... 23
1.5.6 Wärmedämmung von Leitungen und Armaturen ............................................ 25
1.5.7 Aufrechterhaltung der energetischen Qualität ................................................. 26
1.5.8 Außerbetriebnahme von elektrischen Speicherheizsystemen ........................ 26
1.5.9 Anrechnung von Strom aus erneuerbaren Energien ...................................... 26
1.5.10 Energetische Inspektion von Klimaanlagen .................................................... 28
1.5.11 Inbetriebnahme von Heizkesseln und sonstigen Wärmeerzeugern ............... 29
1.5.12 Einbau von Klima- und RLT-Anlagen .............................................................. 30
1.6 Berechnung der CO -Emissionen eines Gebäudes ................................... 30
2
1.7 Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) ........................... 32
1.7.1 Begriffe ............................................................................................................ 32
1.7.2 Nutzungspflicht ................................................................................................ 33
1.7.3 Möglichkeiten zur Erfüllung der Nutzungsverpflichtung .................................. 37
1.7.4 Anschluss- und Benutzungszwang ................................................................. 42
VIII Inhaltsverzeichnis
2 Energieausweise ..................................................................................... 43
2.1 Einführung ..................................................................................................... 43
2.2 Varianten von Energieausweisen ................................................................ 43
2.3 Modernisierungsempfehlungen ................................................................... 46
2.4 Ausstellung und Verwendung ...................................................................... 47
2.4.1 Ausstellungspflicht ........................................................................................... 47
2.4.2 Variantenwahl .................................................................................................. 48
2.4.3 Übergangsfristen ............................................................................................. 49
2.4.4 Übergangsvorschriften .................................................................................... 50
2.4.5 Inhalt und Aufbau ............................................................................................ 50
2.5 Ausstellungsberechtigte .............................................................................. 50
2.6 Vorstellung der Energieausweise ................................................................ 52
2.6.1 Energieausweis für Wohngebäude ................................................................. 53
2.6.2 Energieausweis für Nichtwohngebäude .......................................................... 59
2.6.3 Modernisierungsempfehlungen ....................................................................... 68

3 Bilanzierung für neu zu errichtende Wohngebäude ................. 71
3.1 Übersicht ........................................................................................................ 71
3.2 Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs nach DIN V 4108-6 .............. 71
3.2.1 Berechnungsablauf ......................................................................................... 71
3.2.2 Hüllfläche und Volumen .................................................................................. 72
3.2.3 Transmissionswärmeverlust ............................................................................ 74
3.2.4 Lüftungswärmeverlust ..................................................................................... 77
3.2.5 Klimadaten ....................................................................................................... 77
3.2.6 Monatliche Wärmeverluste .............................................................................. 79
3.2.7 Solare Wärmegewinne .................................................................................... 79
3.2.8 Interne Wärmegewinne ................................................................................... 84
3.2.9 Wirksame Wärmespeicherfähigkeit ................................................................. 85
3.2.10 Ausnutzungsgrad der Gewinne ....................................................................... 86
3.2.11 Heizwärmebedarf ............................................................................................ 86
3.3 Bewertung der Anlagentechnik nach DIN V 4701-10 ................................. 87
3.4 Anwendung der DIN V 18599 auf Wohngebäude ..................................... 103
3.4.1 Einführung ..................................................................................................... 103
3.4.2 Bilanzierungsablauf ....................................................................................... 104
3.4.3 Nutzungsrandbedingungen für Wohngebäude ............................................. 105
3.4.4 Anmerkungen zum Verfahren ....................................................................... 106
IX
4 Bilanzierung für Wohngebäude im Bestand .............................. 109
4.1 Allgemeine Vorgehensweise ...................................................................... 109
4.2 Vereinfachungen bei der Gebäudeaufnahme ........................................... 110
4.2.1 Geometrisches Aufmaß ................................................................................. 110
4.2.2 Energetische Qualität der Bauteile ................................................................ 110
4.2.3 Energetische Qualität der Anlagentechnik .................................................... 112
4.2.4 Bewertung der Gebäudetechnik bei gemischt genutzten Gebäuden ........... 121
4.2.5 Sicherheitstechnische Lüftungseinrichtungen ............................................... 121
4.3 Nachweis des Anforderungsniveaus der WSVO 1977 ............................ 122
4.4 Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen im Bestand
gemäß DIN V 4701-12 .................................................................................. 128
4.4.1 Einleitung ....................................................................................................... 128
4.4.2 Anwendungsbereich ...................................................................................... 129
4.4.3 Rechenverfahren ........................................................................................... 129
4.5 Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen im Bestand
gemäß PAS 1027 ......................................................................................... 130
4.5.1 Einleitung ....................................................................................................... 130
4.5.2 Anwendungsbereich ...................................................................................... 131
4.5.3 Randbedingungen ......................................................................................... 131
4.5.4 Rechenverfahren ........................................................................................... 131
4.5.5 Ermittlung der Kenngrößen ........................................................................... 132

5 Bilanzierung für neu zu errichtende Nichtwohngebäude .... 133
5.1 Einführung ................................................................................................... 133
5.1.1 Aufbau der Normenreihe DIN V 18599 ......................................................... 133
5.1.2 Indizierungsschema ...................................................................................... 134
5.1.3 Wichtige Begriffe ........................................................................................... 135
5.2 Bilanzierungsverfahren .............................................................................. 136
5.2.1 Übersicht ....................................................................................................... 136
5.2.2 Bilanzierungsablauf ....................................................................................... 137
5.2.3 Zonierung ...................................................................................................... 141
5.2.4 Bezugsgrößen ............................................................................................... 145
5.3 Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen ............................................... 147
5.3.1 Vorgehensweise ............................................................................................ 147
5.3.2 Transmissionswärmequellen und –senken ................................................... 149
5.3.3 Lüftungswärmequellen und –senken ............................................................ 151
X Inhaltsverzeichnis
5.3.4 Solare Wärmequellen und –senken .............................................................. 156
5.3.5 Innere Wärmequellen und –senken .............................................................. 159
5.3.6 Ausnutzungsgrad .......................................................................................... 161
5.4 Nutzenergiebedarf für die energetische Luftaufbereitung ...................... 163
5.4.1 Vorgehensweise ............................................................................................ 163
5.4.2 Endenergiebedarf für die Luftförderung ........................................................ 166
5.4.3 Nutzenergiebedarf für das Heizen, Kühlen, Befeuchten und Entfeuchten ... 167
5.5 Nutz- und Endenergiebedarf für Beleuchtung ......................................... 168
5.5.1 Vorgehensweise ............................................................................................ 168
5.5.2 Tageslicht ...................................................................................................... 169
5.5.3 Kunstlicht ....................................................................................................... 176
5.6 Endenergiebedarf von Heizsystemen ....................................................... 179
5.6.1 Überblick ........................................................................................................ 179
5.6.2 Prozessbereich Übergabe ............................................................................. 179
5.6.3 Prozessbereich Verteilung ............................................................................ 181
5.6.4 Prozessbereich Speicherung ........................................................................ 183
5.6.5 Prozessbereich Erzeugung ........................................................................... 184
5.7 Endenergiebedarf von RLT- und Klimakältesystemen ............................ 188
5.7.1 Überblick ........................................................................................................ 188
5.7.2 Prozessbereich Übergabe ............................................................................. 190
5.7.3 Prozessbereich Verteilung ............................................................................ 191
5.7.4 Prozessbereich Speicherung ........................................................................ 193
5.7.5 Prozessbereich Erzeugung ........................................................................... 193
5.8 Nutz- und Endenergiebedarf von Warmwasserbereitungssystemen .... 195
5.8.1 Überblick ........................................................................................................ 195
5.8.2 Prozessbereich Übergabe ............................................................................. 195
5.8.3 Prozessbereich Verteilung ............................................................................ 195
5.8.4 Prozessbereich Speicherung ........................................................................ 195
5.8.5 Prozessbereich Erzeugung ........................................................................... 196
5.9 End- und Primärenergiebedarf von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen .. 197
5.9.1 Überblick ........................................................................................................ 197
5.9.2 Kennwerte BHKW ......................................................................................... 198
5.10 Nutzungsrandbedingungen, Klimadaten .................................................. 199
5.10.1 Vordefinierte Nutzungsprofile ........................................................................ 199
5.10.2 Erläuterung und Bewertung der einzelnen Randbedingungen ..................... 201
5.10.3 Bildung eigener Nutzungsprofile ................................................................... 208
XI
5.10.4 Klimadaten .................................................................................................... 208

6 Bilanzierung für Nichtwohngebäude im Bestand .................... 211
6.1 Allgemeine Vorgehensweise ...................................................................... 211
6.2 Vereinfachungen bei der Gebäudeaufnahme ........................................... 211
6.2.1 Geometrisches Aufmaß ................................................................................. 211
6.2.2 Energetische Qualität der Bauteile ................................................................ 212
6.2.3 Energetische Qualität der Anlagentechnik .................................................... 216
6.2.4 Bewertung der Gebäudetechnik bei gemischt genutzten Gebäuden ........... 222
6.2.5 Sicherheitstechnische Lüftungseinrichtungen ............................................... 223

7 Verbrauchsbasierte Energieausweise .......................................... 225
7.1 Regeln für Wohngebäude ........................................................................... 225
7.1.1 Ermittlung des Energieverbrauchs ................................................................ 225
7.1.2 Ermittlung des Energieverbrauchskennwertes für mehrere
Jahreszeiträume ............................................................................................ 227
7.1.3 Ermittlung des Energieverbrauchskennwertes für einen
Gesamtzeitraum ............................................................................................ 229
7.1.4 Berücksichtigung von längeren Leerständen ................................................ 230
7.2 Regeln für Nichtwohngebäude .................................................................. 231
7.2.1 Ermittlung des Energieverbrauchs ................................................................ 232
7.2.2 Ermittlung des Heizenergieverbrauchskennwertes ....................................... 233
7.2.3 Ermittlung des Stromverbrauchskennwertes ................................................ 236
7.2.4 Berücksichtigung von längeren Leerständen ................................................ 237
7.2.5 Vergleichswerte für den Heizenergie- und Stromverbrauch ......................... 238

8 Beispiele .................................................................................................... 245
8.1 Wohngebäude Neubau – Bedarfsausweis ................................................ 245
8.1.1 Vorstellung Wohngebäude ............................................................................ 245
8.1.2 Kenndaten Grundvariante ............................................................................. 248
8.1.3 Ergebnisse der Grundvariante
(Rechenverfahren gemäß DIN V 4108-6 und DIN V 4701-10) ..................... 262
8.1.4 Ergebnisse der Grundvariante (Rechenverfahren DIN V 18599) ................. 267
8.1.5 Energieeinsparnachweis gemäß EnEV 2009................................................ 267
8.1.6 Nachweis gemäß EEWärmeG ...................................................................... 269
8.1.7 Ergebnisse der Variantenrechnungen ........................................................... 269
XII Inhaltsverzeichnis
8.1.8 Energieausweis Grundvariante ..................................................................... 271
8.2 Nichtwohngebäude Neubau – Bedarfsausweis ....................................... 275
8.2.1 Vorstellung Nichtwohngebäude..................................................................... 275
8.2.2 Kenndaten Grundvariante ............................................................................. 281
8.2.3 Ergebnisse der Grundvariante ...................................................................... 295
8.2.4 Energieeinsparnachweis gemäß EnEV 2009 ................................................ 302
8.2.5 Nachweis gemäß EEWärmeG ...................................................................... 304
8.2.6 Ergebnisse der Variantenrechnungen ........................................................... 305
8.2.7 Energieausweis Grundvariante ..................................................................... 307
8.3 Wohngebäude Bestand – Verbrauchsausweis ........................................ 313
8.3.1 Ermittlung des Energieverbrauchskennwertes .............................................. 314
8.3.2 Energieausweis ............................................................................................. 316
8.4 Nichtwohngebäude Bestand – Verbrauchsausweis ................................ 321
8.4.1 Ermittlung des Energieverbrauchskennwertes .............................................. 321
8.4.2 Energieausweis ............................................................................................. 324

9 Literaturverzeichnis ............................................................................. 331
9.1 Verordnungen, Richtlinien, Veröffentlichungen ...................................... 331
9.2 Normen ......................................................................................................... 333