Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie
13/2016
Handbuch für
Energieberatung
Aktualisierung der Inhalte
und nutzungsgerechte
Gestaltung
J. Haas,
J
. Fechner,
F
. Kuchar
Berichte aus Energie
- und Umweltforschung
13/2016
Impressum:
Eigentümer, Herausgeber und Medieninhaber:
Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie
Radetzkystraße 2, 1030 Wien
Verantwortung und Koordination:
Abteilung für Energie- und Umwelttechnologien
Leiter: DI Michael Paula
Liste sowie Downloadmöglichkeit aller Berichte dieser Reihe unter
http://www.nachhaltigwirtschaften.at
Ein Projektbericht im Rahmen des Programms
im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie
Handbuch für Energieberatung
Aktualisierung der Inhalte
und nutzungsgerechte Gestaltung
DI Johannes Haas
Energie und Umwelt Unternehmensberatung
DI Johannes Fechner
17&4 Organisationsentwicklung GmbH
DI Franz Kuchar
IT for Energy
Wien, Mai 2016
Vorwort
Der vorliegende Bericht dokumentiert die Ergebnisse eines Projekts aus dem Forschungs-
und Technologieprogramm Haus der Zukunft des Bundesministeriums für Verkehr,
Innovation und Technologie.
Die Intention des Programms ist, die technologischen Voraussetzungen für zukünftige
Gebäude zu schaffen. Zukünftige Gebäude sollen höchste Energieeffizienz aufweisen und
kostengünstig zu einem Mehr an Lebensqualität beitragen. Manche werden es schaffen, in
Summe mehr Energie zu erzeugen als sie verbrauchen („Haus der Zukunft Plus“).
Innovationen im Bereich der zukunftsorientierten Bauweise werden eingeleitet und ihre
Markteinführung und -verbreitung forciert. Die Ergebnisse werden in Form von Pilot- oder
Demonstrationsprojekten umgesetzt, um die Sichtbarkeit von neuen Technologien und
Konzepten zu gewährleisten.
Das Programm Haus der Zukunft Plus verfolgt nicht nur den Anspruch, besonders innovative
und richtungsweisende Projekte zu initiieren und zu finanzieren, sondern auch die
Ergebnisse offensiv zu verbreiten. Daher werden sie in der Schriftenreihe publiziert und
elektronisch über das Internet unter der Webadresse www.HAUSderZukunft.at
Interessierten öffentlich zugänglich gemacht.
DI Michael Paula
Leiter der Abt. Energie- und Umwelttechnologien
Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie
2
Inhalt
1. Einführung in das Thema Energieberatung ..................................................................................................... 7
1.1. Das aktualisierte HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG ........................................................................ 7
1.1.1. Wichtigste Änderungen gegenüber der Erstauflage von 1989 ......................................................... 7
1.1.2. Einführung in die Arbeit mit dem HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG ......................................... 8
1.2. Energieberatung in Österreich .............................................................................................................. 9
1.2.1. Allgemeines Verständnis von Energieberatung ................................................................................ 9
1.2.2. Energieberatung laut Gesetz: .......................................................................................................... 10
1.2.3. Das Berufsbild „Energieberater / Energieberaterin“ ....................................................................... 10
1.2.4. Kompetenzprofil des Energieberaters bzw. der Energieberaterin .................................................. 11
1.2.5. Anforderung an die Organisation der Energieberatung .................................................................. 11
1.2.6. Ausbildung für die Energieberatung in Österreich .......................................................................... 12
1.2.7. Aktuelle Trends in der Energieberatung ......................................................................................... 13
1.3. Formen und Ablauf einer Energieberatung ......................................................................................... 14
1.3.1. Arten von Energieberatung ............................................................................................................. 14
1.3.2. Erwartungen abgleichen ................................................................................................................. 15
1.3.3. Selbstverständnis des Beraters / der Beraterin .............................................................................. 17
1.3.4. Welche Beratungsformen kommen zum Einsatz? .......................................................................... 17
1.3.5. Prozessberatung in der Energieberatung ........................................................................................ 17
1.3.6. Was sind grundlegende Voraussetzungen für gute Beratung? ....................................................... 18
2. Datenerhebung für die Energieberatung ...................................................................................................... 19
2.1. Einleitung ............................................................................................................................................. 19
2.2. Leitfaden für eine umfassende Vorortbesichtigung ............................................................................ 20
2.2.1. Dokumentation und Bewertung ...................................................................................................... 20
2.2.2. Erläuterung zu den besichtigten Bereichen .................................................................................... 24
2.2.3. Methodische Hinweise für das Herausarbeiten der geeigneten Maßnahmen ............................... 29
2.3. Erhebung der Grunddaten ................................................................................................................... 32
2.4. Einführung in die Abfrage der Einflussbereiche .................................................................................. 34
2.5. Datenabgleich Energieverbrauch - Energiebedarf ............................................................................... 35
2.6. Situationsbeschreibung mit Skizzen und Fotos ................................................................................... 36
3. Datenabgleich Energieverbrauch – Energiebedarf ....................................................................................... 37
3
3.1.
Energieverbrauchskennzahl ................................................................................................................ 37
3.1.1. Energiebezugsgrößen ...................................................................................................................... 37
3.1.2. Ermittlung der Energiebezugsfläche ............................................................................................... 38
3.1.3. Energieverbrauch und Energiekosten ............................................................................................. 38
3.1.4. Kennzahlermittlung Heizung und Warmwasser und Bewertung .................................................... 41
3.1.5. Stromverbrauch .............................................................................................................................. 44
3.2. Grobanalyse zur Ermittlung des Heizenergiebedarfs .......................................................................... 46
3.2.1. Wärmeverluste ................................................................................................................................ 47
3.2.2. Spezifische Heizlast ......................................................................................................................... 53
3.2.3. Heizwärmebedarf ............................................................................................................................ 56
3.2.4. Jahresnutzungsgrad ......................................................................................................................... 59
3.2.5. Warmwasserbedarf ......................................................................................................................... 63
3.3. Datenabgleich Energieverbrauch – Heizwärmebedarf ........................................................................ 64
3.4. Gebäudeanalyse – vereinfachte Berechnung des Heizwärmebedarfs ................................................ 65
4. Klima.............................................................................................................................................................. 66
4.1. Außentemperatur ................................................................................................................................ 66
4.2. Einstrahlungsverhältnisse .................................................................................................................... 70
4.3. Windverhältnisse ................................................................................................................................. 72
4.4. Spezielle Fragestellungen .................................................................................................................... 73
5. Baukörper ...................................................................................................................................................... 74
5.1. Transmissionsverluste opaker Bauteile ............................................................................................... 74
5.2. Transmissionswärmeverluste und Gesamtenergiedurchlass verglaster Flächen ................................ 82
5.3. Wärmebrücken – Berücksichtigung in Berechnung ............................................................................ 85
5.4. Wärmebrücken – Beurteilung der Gefahr von Feuchteschäden ......................................................... 88
5.5. Fugenverluste der Fenster und Türen ................................................................................................. 91
5.6. Verluste durch Undichtheit der opaken Gebäudehülle ....................................................................... 92
5.7. Gebäudeleitwert- bzw. Heizlastberechnung ....................................................................................... 94
5.8. Baukörper - Wärmegewinne ............................................................................................................... 97
5.8.1. Wärmegewinne über verglaste Flächen .......................................................................................... 97
5.8.2. Verringerung der Wärmeverluste durch die Außenwand durch solare Gewinne......................... 100
5.8.3. Transparente Wärmedämmung .................................................................................................... 101
6. Benutzungseinflüsse auf den Heizwärmebedarf ......................................................................................... 102
6.1. Personenanwesenheit ....................................................................................................................... 102
6.2. Elektrogeräte ..................................................................................................................................... 102
6.3. Raumtemperaturen ........................................................................................................................... 103
4
6.4.
Lüftung ............................................................................................................................................... 104
6.5. Kontrollierte Be- und Entlüftung ....................................................................................................... 106
6.6. Feuchteabfuhr und Feuchtebilanz ..................................................................................................... 107
6.6.1. Feuchteabfuhr durch die Lüftung .................................................................................................. 107
6.6.2. Feuchteabfuhr durch Dampfdiffusion ........................................................................................... 109
7. Berechnung des Heizwärmebedarfs ........................................................................................................... 111
7.1. Transmissionswärmeverlust .............................................................................................................. 111
7.2. Lüftungswärmeverlust ....................................................................................................................... 111
7.3. Gesamtwärmeverlust ........................................................................................................................ 113
7.4. Sonneneinstrahlung ........................................................................................................................... 113
7.5. Personen- und Geräteabwärme ........................................................................................................ 115
7.6. Fremdwärmeausnutzung und Fremdwärmegewinne ....................................................................... 115
7.7. Heizwärmebedarf .............................................................................................................................. 116
8. Heizung........................................................................................................................................................ 117
8.1. Abschätzung des Nutzungsgrades einer Heizanlage ......................................................................... 117
8.2. Abgasverluste .................................................................................................................................... 119
8.2.1. Kenn- und Rechenwerte zur Ermittlung der Abgasverluste .......................................................... 120
8.2.2. Einflüsse der Zugstärke des Rauchfangs auf den Abgasverlust ..................................................... 121
8.3. Auskühlverluste von Wärmeerzeugern in Betrieb und Bereitschaft ................................................. 122
8.3.1. Nutzbare Abstrahlverluste („Wärmerückgewinnung“) ................................................................. 124
8.4. Wärmepumpenheizung ..................................................................................................................... 127
8.5. Wärmespeicherung und –verteilung ................................................................................................. 132
8.6. Heizungsregelung .............................................................................................................................. 134
8.7. Nutzungsgrade von Etagen- und Einzelofenheizungen ..................................................................... 135
8.7.1. Primärenergieaufwand für Elektro-(Direkt)-Heizungen ................................................................ 137
8.7.2. Einzelraumheizung Raumtemperatur und Infrarotanteil .............................................................. 138
9. Warmwasserversorgung ............................................................................................................................. 140
9.1. Ermittlung des Energiebedarfs für die Warmwasserbereitung ......................................................... 140
9.2. Solare Warmwassererwärmung ........................................................................................................ 142
10. Stromverbrauch ..................................................................................................................................... 144
10.1. Vorgehensweise bei der Erhebung .................................................................................................... 144
10.1.1. Erhebung und Messung der Elektrogeräte ............................................................................... 144
10.1.2. Bewertung des Jahresstrombedarfs ......................................................................................... 144
10.1.3. Beispiel für die Strombedarfserhebung in einem Haushalt ...................................................... 149
11. Prioritäten und Empfehlungen .............................................................................................................. 150
5
11.1.
Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen in der Energieberatung ............................................................... 150
11.1.1. Grundsätze der Wirtschaftlichkeitsrechnung ........................................................................... 151
11.1.2. Methoden der Wirtschaftlichkeitsrechnung ............................................................................. 153
11.1.3. Überschlägige Investitionskosten für Maßnahmenpakete ....................................................... 154
11.1.4. Dynamische Wirtschaftlichkeitsabschätzung in der Energieberatung ...................................... 156
11.2. Zusammenfassung der Empfehlungen zur Wirtschaftlichkeitsrechnung .......................................... 160
11.3. Beurteilung der Wirtschaftlichkeit von typischen Maßnahmenbereichen ....................................... 162
12. Ausgewählte Fragestellungen der Energieberatung .............................................................................. 164
12.1. Interpretation der Energieverbrauchskennzahl ................................................................................ 164
12.2. Umgang mit Feuchte(schäden) in und an Bauteilen ......................................................................... 164
12.3. Dichtheit der Gebäudehülle .............................................................................................................. 165
12.3.1. Checkliste Luft-/Winddichte für Energieberatung .................................................................... 166
12.4. Beurteilung und Vermeidung sommerlicher Überwärmung ............................................................. 166
12.5. Kontrollierte Be- und Entlüftung ....................................................................................................... 169
12.6. Umfassender Heizungs-Check - Heizung sanieren ............................................................................ 170
12.6.1. Zustand bzw. Problemsicht der Kunden und Kundinnen einholen ........................................... 170
12.6.2. Vorhandene Unterlagen sichten: Prüfbericht ........................................................................... 171
12.6.3. klimaaktiv Heizungs-Check ....................................................................................................... 172
12.6.4. Vorort-Begutachtung und eigene Abschätzungen .................................................................... 172
12.6.5. Bewertung von Sanierungsmaßnahmen ................................................................................... 173
12.6.6. Beispiel: Empfehlungen nach einer Überprüfung der Heizanlage ............................................ 175
12.7. Dimensionierung eines Pufferspeichers ............................................................................................ 177
12.8. Heizungswärmepumpe in der Beratung zum Kesseltausch ............................................................... 178
12.8.1. Klärung der Eignung einer Wärmepumpenheizung .................................................................. 178
12.8.2. Empfehlung für die Energieberatung ........................................................................................ 179
12.9. Elektrische Direktheizung („Infrarotheizung“) als Ganzhausheizung ................................................ 180
12.9.1. Betriebswirtschaftliche Betrachtung ........................................................................................ 180
12.9.2. Umweltaspekte und Behaglichkeit ........................................................................................... 181
12.10. Eigenstromerzeugung und Stromeinspeisung mit Photovoltaik ................................................... 182
12.11. Thermische Solaranlage oder PV + Wärmepumpe zur Brauchwassererwärmung ....................... 185
12.12. Ökologischer Vergleich von Heizsystemen .................................................................................... 186
13. Neue Themen in der Energieberatung ................................................................................................... 189
13.1. Mobilität ............................................................................................................................................ 189
13.1.1. Physikalische Grundlagen und Verkehrsmittelwahl ................................................................. 189
13.1.2. Datengrundlagen der Mobilität für die Energieberatung ......................................................... 190
6
13.2.
Ernährung .......................................................................................................................................... 193
14. Ausgangssituation und Projektabwicklung ............................................................................................ 198
14.1. Das Original aus dem Jahr 1989: HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER ............................................... 198
14.1.1. Zielsetzung des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER ................................................................. 198
14.1.2. Einsatzbereich und Grenzen des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER ...................................... 198
14.1.3. Verständnis der Energieberatung im HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER ............................... 199
14.1.4. Das HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER als Werkzeug ............................................................. 200
14.1.5. Mitwirkende Personen und Institutionen ................................................................................. 201
14.1.6. Einsatz in der Energieberatung, Aus- und Weiterbildung seit 1989 ......................................... 201
14.2. Arbeit mit dem HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER .......................................................................... 202
14.2.1. Benutzungsanleitung ................................................................................................................ 202
14.3. Projekt der Aktualisierung zum HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG ............................................. 203
14.3.1. Auftrag und Projektinhalt ......................................................................................................... 203
14.3.2. Mitwirkende Personen ............................................................................................................. 204
14.3.3. Projektabwicklung .................................................................................................................... 204
14.3.4. Wartung und Aktualisierung ..................................................................................................... 205
15. Anhang ................................................................................................................................................... 206
15.1. Umrechnungsfaktoren für physikalische Einheiten ........................................................................... 206
15.2. Verwendete Symbole und Begriffe .................................................................................................... 207
15.3. Quellensammlung aus der Erstausgabe des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER ............................. 210
15.3.1. Klima, Bautechnik und Benutzung ............................................................................................ 210
15.3.2. Haustechnik .............................................................................................................................. 210
15.4. Abbildungen ...................................................................................................................................... 211
15.5. Tabellen ............................................................................................................................................. 212
15.6. Beispiele............................................................................................................................................. 216
15.7. Literaturverzeichnis ........................................................................................................................... 218
7
1. Einführung in das Thema Energieberatung
1.1. Das aktualisierte HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG
1.1.1. Wichtigste Änderungen gegenüber der Erstauflage von 1989
Das HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER
1
ist seit über 25 Jahren eine der wichtigsten Arbeitsunterlagen für die
Beratung und für die Aus- und Weiterbildung, aber auch für die Bemessung von Förderinitiativen (z.B.
Vorarlberger Energiesparhaus) (Gmeiner H., 1994). Der Erhalt der Qualitäten und wesentlichen Inhalte war das
zentrale Anliegen des Projektes, in dessen Rahmen diese aktualisierte Version als HANDBUCH FÜR
ENERGIEBERATUNG erstellt und in der vorliegenden Version publiziert wird. Aus diesem Grund wurden
praktisch alle Datentabellen und Grafiken geprüft, bei Bedarf überarbeitet und finden sich in der aktualisierten
Version wieder.
Alle, die bereits mit der ursprünglichen Version gearbeitet haben, werden in der Neuauflage von 2015 die
folgenden Änderungen finden:
• In die Tabellen und Datensammlungen wurden die wichtigsten Änderungen in der Bau- und
Haustechnik der letzten Jahre integriert und werden online als Tabellenkalkulation zur Verfügung
gestellt.
• Einige Datensammlungen zur schnellen Abschätzung von z.B. spezifischer Heizlast, Heizwärmebedarf,
Jahresnutzungsgraden, Jahresarbeitszahlen wurden mit dem Softwarepaket k60 (Kuchar, 60 Minuten
Energieberatung, 2012) nachgerechnet und neu zusammengestellt.
• Eine Reihe von zentralen Elementen der Version von 1989 wurden bewusst nicht mehr in die neue
Version integriert:
o Das Konzept der Formblätter wurde aufgegeben. Nur in Ausnahmefällen wurden die
Formblätter tatsächlich in der Beratung eingesetzt.
o Klimadaten finden sich nur in aggregierter Form für erste Abschätzungen. Aktuelle
Klimadaten für alle Anwendungsfälle sind im Internet verfügbar.
o Kostendaten finden sich nur für wenige Maßnahmenpakete und in sehr überschlägiger Form.
Der Aufwand für deren Ermittlung in ausreichender Differenziertheit und Genauigkeit war zu
groß.
o Auf die Formulierung einer umfassenden Detailanalyse (Variantenvergleich über eine
vollständige Energiebilanz) wurde verzichtet. Durch die Einführung des Energieausweises gibt
es eine neue Dienstleistung im Rahmen der Energieberatung, in welcher entsprechende
Berechnungen durchgeführt werden.
o Die Neubauberatung, die in der Praxis immer mit der Berechnung eines Energieausweises
kombiniert ist, wurde in der vorliegenden Version nicht mehr integriert.
o Gesetze, Verordnungen und Förderungen wurden nicht ins HANDBUCH FÜR
ENERGIEBERATUNG aufgenommen. Alle Informationen sind im Internet in jeweils aktueller
Version enthalten.
o Es wurde keine Software-Version des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG erstellt. Alle
Berechnungen wurden mit der Standard-Tabellenkalkulation EXCEL durchgeführt
(Nachrechnungen mit k60) und werden den Nutzern und Nutzerinnen zur Verfügung gestellt.
• In der Zwischenzeit sind viele Informationen (z.B. Klimadaten) online, umfassend, in hoher Qualität
und Detailliertheit sowie kostenlos verfügbar. Dort wo diese Informationen von Bedeutung für die
Energieberatung sind, wurden die entsprechenden Internetquellen als Fußnoten eingefügt.
1
Siehe dazu die Einführung in die Originalversion in Kapitel 14.1
8
• Die strikte Trennung von Formblättern sowie Datenblättern und deren jeweiligen Erläuterungen
wurde aufgegeben. Dadurch hat das vorliegende HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG deutlich mehr
den Charakter eines Lehrbuchs erhalten.
• Der Lehrbuchcharakter wird bewusst durch die Integration von Rechenbeispielen aus der
Beratungspraxis ergänzt. Mithilfe dieser Beispiele können Leser und Leserinnen eine Reise quer durch
die gesamte Breite energiewirtschaftlicher Berechnungen in der Energieberatung machen.
• Einige neue und zukunftsweisende Aspekte der Energieberatung wurden aufgegriffen, an die
Charakteristik des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG angepasst und in eigenen Kapiteln integriert:
o Energieberatung als Element einer umfassenden und auf die Wünsche und Persönlichkeit der
Kunden und Kundinnen zugeschnittenen Prozessbegleitung.
o Stromsparberatung.
o Energetische Aspekte der persönlichen Mobilität als Inhalt der Energieberatung.
o Energetische Aspekte des persönlichen Ernährungsverhaltens als Inhalt der Energieberatung.
Insgesamt verstehen die Autoren diese Version des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG als den Startpunkt für
dessen kontinuierliche Aktualisierung und Weiterentwicklung als zukünftige Aufgabe gesehen wird, die
gemeinsam mit den österreichischen Energieberatungsstellen in Angriff genommen wird.
Eine Beschreibung des Projektauftrags, der beteiligten Personen und ein Ausblick auf die Zukünftige Wartung
und Aktualisierung finden sich Kapitel 14.3.
1.1.2. Einführung in die Arbeit mit dem HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG
Das HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG versucht, ebenso wie die Erstausgabe von 1989, alle Informationen so
anzuordnen, dass die Struktur dem logischen Ablauf einer Energieberatung folgt. In den folgenden Punkten
werden die einzelnen Abschnitte kurz vorgestellt:
• Kapitel 1 - Energieberatung in Österreich: Seit 1989 hat sich eine vielfältige und lebendige
institutionelle und privatwirtschaftliche Struktur entwickelt, die kurz vorgestellt wird, um die Rolle
eines Handbuches für die Beratung und für die Aus- und Weiterbildung besser abschätzen zu können.
• Kapitel 2 - Datenerhebung für die Energieberatung: Hier wird besonderer Wert auf Empfehlungen zu
einer umfassenden Erstbegehung und Dokumentation eines Objektes gemacht. Dadurch soll die Basis
dafür geschaffen werden, dass jegliche fördernden oder hemmenden Umstände frühzeitig erkannt
und integriert werden können. Dadurch und durch die nötige Einbindung der Kundinnen und Kunden
als eigentliche Experten und Expertinnen ihres Objektes, sollen die Umsetzungswahrscheinlichkeit
sowie das Vertrauen in die Begleitung durch eine Energieberatung gesteigert werden.
• Kapitel 3 - Datenabgleich Energieverbrauch- Energiebedarf: Dieser Abschnitt dient der schnellen
Abschätzung des Einsparpotenzials und eines ersten Vergleichs der wichtigsten Einflussfaktoren
(„Grobanalyse“) mit einem etwaig vorhandenen Energieausweis. Das Prinzip der Nutzung etwaiger
Abweichungen zwischen gemessenem Verbrauch und gerechnetem Bedarf („Datenabgleich“) zur
Identifizierung von Erhebungsfehlern ist ein neues Element zur Steigerung der Genauigkeit von
Vorhersagen ohne die Berechnung komplex werden zu lassen.
• Kapitel 4 bis 6 - Detaillierte Analyse aller Einflussfaktoren auf den Energieverbrauch eines Hauses:
Klima (Temperaturen, Wind, Sonnenstrahlung), Baukörper (Verluste durch Transmission und Lüftung
sowie solare Gewinne) mit spezieller Betrachtung von Wärmebrücken und Undichtheiten,
Benutzungseinflüsse (Lüftung, Wärmegewinne durch Geräte und Personen) mit spezieller Betrachtung
einer kontrollierten Lüftung und der Vermeidung von Feuchteschäden.
• Kapitel 7 - Berechnung des Heizwärmebedarfs: Vereinfachte Rechenschritte, wie sie für das
HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG entwickelt wurden, abgestimmt auf die für den Energieausweis
vorgeschriebenen Rechenwege.
• Kapitel 8 - Heizung: Rechenwerte und Vorgehensweise zur Beurteilung von bestehenden
Heizungsanlagen (Jahresnutzungsgrad und Jahresarbeitszahl) und zur Abschätzung der Wirkung von
9
Verbesserungen. Besonderes Augenmerk wurde auf aktuelle Fragen gelegt: Wärmepumpenheizung,
Einsatz von Elektro-Direktheizungen zur Ganzhausheizung.
• Kapitel 9 - Warmwasserversorgung unter Berücksichtigung der solaren Wärmebereitstellung.
• Kapitel 10 - Stromverbrauch: Dieser Bereich wurde neu aufgenommen und kombiniert überschlägige
Abschätzungen aus statistischen Daten mit einem Vorschlag zur genauen Aufnahme von Verbrauchern
und Betriebszeiten.
• Kapitel 11 - Prioritäten und Empfehlungen: Das HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG konzentriert
sich, wie die ursprüngliche Version, auf energiewirtschaftliche Berechnungen. In diesem Abschnitt
wird die vorgeschlagene Methode der Wirtschaftlichkeitsrechnung erläutert. Es werden aber auch
allgemeine Empfehlungen und Prioritäten aus der Beratungspraxis abgeleitet.
• Kapitel 12 -Ausgewählte Fragestellungen der Energieberatung: In diesem Abschnitt wird auf jene
Fragen näher eingegangen (Erläuterung, Rechenbeispiele und Empfehlungen mit Literaturhinweisen),
welche entweder immer wieder (z.B. Dichtheit der Gebäudehülle, Thermische Solaranlagen) oder in
letzter Zeit verstärkt (z.B. „Infrarotheizungen“, Photovoltaik) in der Energieberatung auftreten und
besonderer Überlegungen (z.B. Berücksichtigung Bau und Heizung) bedürfen.
• Kapitel 13 - Neue Themen in der Energieberatung: Mobilität und Ernährung benötigen in vielen Fällen
einen höheren Energieeinsatz pro Person als Raumheizung und Warmwasser. Es macht daher Sinn,
einen ersten Versuch zu unternehmen, die entsprechenden Grundlagen und Informationen so
aufzubereiten, dass sie prinzipiell in einer Energieberatung einsetzbar sind (z.B. Wie weit vom
Arbeitsplatz darf ein neues Niedrigenergiehaus gebaut und benutzt werden, dass die Einsparung nicht
von der zusätzlichen Mobilität ausgeglichen wird?).
• Kapitel 14 – Ausgangssituation und Projektabwicklung: In diesem Abschnitt wird eine Brücke zur
Ersterstellung des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG durch Konrad Frey und Johannes Haas in
Jahren 1986-1989 gebaut, es werden die damaligen Überlegungen zusammengefasst und es wird der
Projektauftrag für die vorliegende Aktualisierung abgeleitet und erläutert.
• Kapitel 15 - Anhang: In diesem Abschnitt sind ergänzende Informationen (Umrechnungsfaktoren,
verwendete Abkürzungen und Symbole), Listen der Abbildungen, Tabellen und Rechenbeispiele sowie
Literaturangaben zusammengefasst. Verweise auf Online-Quellen finden sich jeweils als Fußnoten
direkt auf den entsprechenden Seiten. Alle im HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG zu findenden
Tabellen werden zusätzlich in einer EXCEL-Arbeitsmappe frei zur Verfügung gestellt, um selbst Daten
ergänzen oder ändern zu können.
1.2. Energieberatung in Österreich
1.2.1. Allgemeines Verständnis von Energieberatung
Unter Energieberatung wird üblicher Weise die Beratung eines Kunden zu energietechnischen Themen
verstanden. Die Themen können sein: Gebäudehülle, Heizungsanlage, Energiegewinnungsanlagen und
technische Geräte. Gebäude oder Anlagen werden analysiert und es werden im Beratungsgespräch Hinweise
gegeben, wie der Energieeinsatz durch Maßnahmen reduziert werden kann, erneuerbare Energien eingesetzt
werden können oder nach welchen Kriterien eine Neuanschaffung sinnvoll ist.
Es geht meistens darum, energetisch optimierte Lösungen unter ökonomisch vertretbarem
Investitionsaufwand unter den Bedingungen des speziellen Beratungsfalls herauszuarbeiten und den
Beratungskunden eine gute Grundlage für die Investitionsentscheidung zu geben. Die Energiekostenreduktion
ist ein wichtiges Anliegen der Beratungskunden.
Der Handlungsrahmen des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG ist die Gebäudeenergieberatung. Kernthema
im Hinblick auf die oben formulierten Ziele ist die Beratung von Menschen, in deren organisatorischer und
10
finanzieller Verantwortung es liegt, Verbesserungen im Bereich kleiner Wohngebäude bzw. familiär
strukturierter Haushalte umzusetzen. Das bedeutet in jedem Fall, dass der Aufbau einer persönlichen
Beziehung mit möglichst klarer Rollenverteilung entscheidend für Vertrauen und Akzeptanz ist. Dazu lässt sich
folgendes Bild einer idealen Energieberatung zeichnen, vgl.: (Wernhart, Berufsbildbeschreibung
"Energieberatung", 2013):
Beratungskompetenz: Von einer Energieberatung wird das individuelle und produktunabhängige Eingehen auf
die Beratungssituation erwartet, im Gegensatz zu anderen, allgemeinen Informationen, die über andere Kanäle
gewonnen werden können. Die Information soll klar verständlich und kundenorientiert vermittelt werden
können.
Fachkenntnisse und Erfahrung: Es wird erwartet, dass die Beratung auf dem neuesten technischen Stand
erfolgt, einen Überblick über verschiedene technische Lösungsmöglichkeiten gibt, und das Beratungsthema
ganzheitlich betrachtet wird. In Spezialfragen soll gezielt an andere Experten weitervermittelt werden. Dazu
gehört auch die Verwendung geeigneter Messgeräte zur Erfassung der Ist-Situation sowie Hilfsmittel, die es
ermöglichen, Energieeinsparungen zu berechnen.
1.2.2. Energieberatung laut Gesetz:
Im Energieeffizienzgesetz
2
werden Energieberatung und Energieaudit wie folgt beschrieben.
Energieberatung: Die Vermittlung ausreichender Informationen über das bestehende Energieverbrauchsprofil
eines Verbrauchers zur Ermittlung und Quantifizierung der allfälligen Möglichkeiten für kostenwirksame
Energieeinsparungen;
Energieaudit: ein systematisches Verfahren im Einklang mit § 18 und Anhang III zur Erlangung ausreichender
Informationen über das bestehende Energieverbrauchsprofil eines Gebäudes oder einer Gebäudegruppe, eines
Betriebsablaufs in der Industrie und/oder einer Industrieanlage oder privater oder öffentlicher Dienstleistungen,
zur Ermittlung und Quantifizierung der Möglichkeiten für kostenwirksame Energieeinsparungen und Erfassung
der Ergebnisse in einem Bericht.
Diese Definition verkürzt Energieberatung auf kostenwirksame Einsparungen. Wird Energieberatung so
dargestellt, gehen wesentliche Chancen einer Beratung als Unterstützung einer gesellschaftlichen Entwicklung
in Richtung höherer und nachhaltiger Systemeffizienz in der Energienutzung verloren.
Erfahrungsgemäß reichen die Themen, mit denen sich Menschen an Energieberatung wenden von Bautechnik
über Haustechnik bis hin zu Ökologie am Bau. Kondenswasser und Schimmel sind häufige Probleme, die oft am
besten mit umfassenden Konzepten gelöst werden. Hier steht die Kosteneinsparung nicht im Vordergrund der
Erwartungen. Wer sich anlässlich einer notwendigen Erneuerung der Heizung für erneuerbare Energie
interessiert hat vielleicht auch Sorge, dass fossile Energie in einigen Jahren sehr teuer werden könnte.
1.2.3. Das Berufsbild „Energieberater / Energieberaterin“
Es gibt in Österreich keine geschützte Berufsbezeichnung „Energieberaterin/Energieberater“, welche
allgemein- gültigen Standards oder Regeln unterliegt. Es darf sich daher in Österreich jeder bzw. jede
Energieberater oder Energieberaterin nennen und Energieberatungstätigkeit ausführen, unter Bedachtnahme
eventueller gewerberechtlicher Einschränkungen.
Damit Energieberatung gewerberechtlich ausgeübt werden kann (darunter fällt auch die Berechnung des
Energieausweises), muss eine entsprechende Berechtigung für ein Gewerbe nachgewiesen werden, unter
dessen Namen Energieberatung durchgeführt werden kann.
2
https://www.ris.bka.gv.at/GeltendeFassung.wxe?Abfrage=Bundesnormen&Gesetzesnummer=20008914
11
Man erhofft durch eine Standardisierung der Vorgehensweise bei der Beratung selbst sowie der
Ausbildungsinhalte, den Mangel der Nicht-Darstellbarkeit einer Mindestqualität, den eine gesetzlich
standardisierte Ausbildung/Berufsbezeichnung mit sich bringen würde, durch eine bekannte Marke bzw. durch
eine Zertifizierung zu beseitigen.
Die frühen Akteure der Energieberatung, allen voran Vertreter der Energievereine der Länder und
Energieversorgungsunternehmen gründeten dazu die Arbeitsgemeinschaft Energie- Berater(innen)-Ausbildung
(ARGE EBA). Diese erarbeitete österreichweit einen Rahmen und Qualitätsstandards für die Ausbildung. Das zu
dieser Zeit bereits eingesetzte HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER wurde in die Entwicklung dieser Standards
integriert. Ziel ist eine Zertifizierung der Absolventen und Absolventinnen.
1.2.4. Kompetenzprofil des Energieberaters bzw. der Energieberaterin
Die ARGE EBA erarbeitete österreichweit eine gemeinsame Ausbildung. Mit dem Festsetzen fachlicher
Standards, und dem Mittransportieren nicht fachlicher Inhalte, wie Kommunikations- und Beratungsübungen in
der Ausbildung, wurde auch ein Bild, was Energieberatung ist und wie der Ablauf einer Energieberatung
ausschaut, die Einstellung und der Ansatz in der Beratung vermittelt und festgesetzt.
Da diese Ausbildung sehr viele Energieberater und Energieberaterinnen durchlaufen, prägt diese Ausbildung
das Verständnis vor allem von jener Energieberatung, die von den Ländern gefördert wird: sie müssen, um
diese Aufgabe erfüllen zu können, ein technisch umfassendes Wissen haben, Überblick über das Thema haben,
vernetzt denken können und in der Lage sein, ein Beratungsgespräch führen zu können. Zentrale Aussagen in
der Beratung sollen auch im Team abgestimmt und somit glaubhaft gemeinsam nach außen getragen werden.
Aus den weiter oben beschriebenen Bildern von Energieberatung und aufgrund von Erfahrungen ergibt sich
daher folgendes Anforderungsprofil auch an die Ausbildung:
• Eine fundierte interdisziplinäre fachliche Ausbildung über die Grenzen von Gewerken und
Fachgebieten hinweg: physikalische Grundlagen, Bauphysik und Bautechnik, Heizungs- und
Raumlufttechnik, Erneuerbare Energien, elektrische Energie.
• Kenntnis der rechtlichen und finanziellen Rahmenbedingungen (Verordnungen, Förderungen,
Entwicklung von Energie- und Produktkosten).
• Orientierung im Dienstleistungsumfeld, um nicht gegen, sondern gemeinsam mit Gewerbe, Hersteller-
und Handelsfirmen an der Problemlösung arbeiten zu können.
• Kommunikations- und Beratungstraining, auch in Didaktik für die Weitergabe des Wissens im Rahmen
von Vorträgen und Seminaren.
• Beratungs- und Praxiserfahrung während der Ausbildung, unter der Anleitung von erfahrenen
Beratern und Beraterinnen.
• Grundverständnis in Fragen aus dem Umfeld der traditionellen Energieberatung sowie deren
Entwicklung. Beispiele dafür sind: Ökologische Themen, Energieeinsatz in den Bereichen Mobilität und
Konsum, Möglichkeiten der Eigenstromerzeugung, strategische Entwicklungen im internationalen
Energiemarkt.
1.2.5. Anforderung an die Organisation der Energieberatung
Energieberatung funktioniert nur in einem Netzwerk, das auf wichtige gemeinsame Ressourcen zurückgreifen
kann und somit organisatorische Qualitäten in die Gestaltung der Energieberatung einbringt:
Weiterbildung: Weiterbildung ist ein Selbstverständnis im modernen Berufsleben, und besonders im
dynamischen Bereich der Energiethemen, in denen es immer neue technische Entwicklungen, thematische
Schwerpunktsetzungen und rechtliche Grundlagen gibt, ein wichtiger Bestandteil für die Ausübung der
Tätigkeit.
Vernetzung: Austausch mit Berufskollegen und -kolleginnen ist wichtig, um einen gemeinsamen Wissensstand
und Beratungsstandard zu gewährleisten. In den gewerblichen Berufen übernehmen meist die
12
Standesvertretungen diese Aufgabe. Solange die Tätigkeit der Energieberatung keine gesetzlich geregelte
Berufsvertretung hat, wäre es naheliegend (wird auch teilweise durchgeführt) dass die Institutionen, welche
Energieberatung anbieten, die Aufgabe der Weiterbildung und Vernetzung übernehmen.
Firmenunabhängige Beratung: Firmenunabhängige Energieberatung ist frei von einem Verkaufsinteresse oder
Nachfolgeaufträgen und hat die Aufgabe, für die Beratungskunde im Beratungsgespräch das bestmögliche
Ergebnis zu finden, und zwar firmenunabhängig und technologieübergreifend. Diese Beratung im Sinne einer
Interessensvertretung des Kunden ist zu unterscheiden von einem Verkaufs- Beratungsgespräch, welches sich
nicht an firmenübergeordneten Lösungsmöglichkeiten orientiert, sondern Möglichkeiten anbietet, welche die
Firma leisten kann.
Rechtlich abgesicherte Ausübung der Tätigkeit: Energieberater und -beraterinnen haften für die von ihnen
getätigten Aussagen und Ratschläge entsprechend der Sachverständigenhaftung §1299 ABGB. Wer sich zu
einem Amt, zu einer Kunst, zu einem Gewerbe oder Handwerk öffentlich bekennt, oder wer ohne Not freiwillig
ein Geschäft übernimmt, dessen Ausführung eigene Kunstkenntnisse, oder einen nicht gewöhnlichen Fleiß
erfordern, gibt dadurch zu erkennen, dass er sich den notwendigen Fleiß und die erforderlichen Kenntnisse
zutraue. Er muss daher den Mangel derselben vertreten.
Ausbildung: Da der Begriff „Energieberaterin/Energieberater“ keine geschützte Berufsbezeichnung ist, gibt es
auch keine reglementierte Ausbildung. Ein Blick auf die Qualifikationsanforderungen an Energieberater und
Energieberaterinnen zeigt, welche Lehrziele eine Ausbildung beinhalten muss: Einerseits muss das notwendige
fachliche, technische Wissen vermittelt werden, andererseits ist auf nicht technisch-fachlicher Ebene die
Kommunikation und Gesprächsführung ein wichtiger Bestandteil einer Ausbildung. Ein physikalisches
Grundverständnis hilft, nicht vorgezeichnete, sondern neue Lösungswege zu erarbeiten, Dinge auf Plausibilität
zu überprüfen und damit eine fachliche Flexibilität zu erlagen.
1.2.6. Ausbildung für die Energieberatung in Österreich
Die derzeit durch die Arge EBA organisierte und überwachte Ausbildung besteht aus zwei Teilen:
Der A-Kurs vermittelt die Grundlagen und das allgemeine Verständnis im Energiebereich. Er besteht aus ca. 50
Lehreinheiten.
Der F-Kurs ist auf den A-Kurs aufbauend, vermittelt vertiefende Fachkenntnisse und beinhaltet Lehreinheiten
über Kommunikation und Beratungsgespräch. Weiters müssen Beratungen unter Anleitung erfahrener
Energieberater und Energieberaterinnen und ein Energieprojekt durchgeführt werden.
Der F-Kurs umfasst 120 Lehreinheiten und schließt mit einer kommissionellen Prüfung ab. Der Kurs wird in den
meisten Bundesländern angeboten, und meist von den Energievereinen/-agenturen der Länder durchgeführt.
An der Donauuniversität Krems wird seit Herbst 2012 eine postgraduale Ausbildung angeboten. Man erwirbt
den Abschluss „Akademischer Energieberater“ bzw. „Akademische Energieberaterin“. Diese Ausbildung ist eine
Fortsetzung der Ausbildung der ARGE EBA und für vertiefende Themen des Wohnbaus entwickelt worden. Die
dreisemestrige Ausbildung schließt mit dem Titel „Akademischer Experte / Akademische Expertin“, die
viersemestrige Ausbildung mit dem Titel „Master“ ab.
Für die Qualifizierung als Energiedienstleister für Energieaudits gem. § 9 des Energieeffizienzgesetzes werden
derzeit angerechnet: ARGE Energieberatung A-Kurs: Gebäude 7, Prozesse 4, Transport 0 Punkte; F-Kurs:
Gebäude 10, Prozesse 6, Transport 2 Punkte.
3
3
http://www.bmwfw.gv.at/EnergieUndBergbau/Energieeffizienz/Documents/%C3%9Cbersicht%20Punktezuord
nung%20f%C3%BCr%20Ausbildungskurse%2018%20Mai%202015.pdf
13
1.2.7. Aktuelle Trends in der Energieberatung
Zur Zeit der Erstellung des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER in der zweiten Hälfte der 80er Jahre war die
Phase der umfassenden Reaktion der energieintensiven Industrie auf die Energiepreiskrisen 10 Jahre davor
gerade abgeschlossen und neue Technologien der Wärmeerzeugung (z.B. Wärmepumpe, Brennwerttechnik,
Nutzung erneuerbarer Energie) und der Energieeinsparung (z.B. Dämmdicken > 10 cm,
Wärmeschutzverglasung, Fertigteilbauweise, Wärmerückgewinnungssysteme) wurden auch für Wohngebäude
adaptiert und nutzbar. Produktunabhängige und persönliche Energieberatung mithilfe von Werkzeugen, die
sich vom HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER sehr schnell auch auf Softwarepakete verlagerte, spielte danach
eine entscheidende Rolle in der kontinuierlichen Verbesserung des gesamten Sektors sowie in der Übernahme
gesicherter Erkenntnisse in verbindliche Regelwerke und Verordnungen sowie gezielte Investitionsförderungen.
25 Jahre später haben sich sowohl ein umfassendes technologisches Angebot als auch die Kompetenz aller
beteiligten Gewerbe zu hoher und nachhaltiger Qualität entwickelt. Es sind in den letzten Jahren allerdings
neue Herausforderungen entstanden, denen sich die Energieberatung stellen muss, wenn sie die hohe
Akzeptanz als unterstützende und niederschwellige Infrastruktur erhalten will. Diese Herausforderungen
können in die folgenden Themenbereiche gegliedert werden:
• Schwer vorhersagbare und schwankende Energiepreise: Durch die fortschreitende Globalisierung von
Wirtschaft und Medien werden Einflüsse nicht nur schneller wirksam sondern auch den Konsumenten
und Konsumentinnen stärker bewusst. Da es sich bei den wesentlichen Umständen oft um
gegenläufige Wirkungen handelt, wird das Energiesystem komplexer: Starker Zuwachs an
erneuerbarer Stromerzeugung (Wind und Sonne), starke Nutzung nicht-konventioneller Öl- und
Gasvorkommen in Nordamerika, militärische Konflikte und instabile politische Situationen in wichtigen
Förderregionen, ungleich verteilte Wirtschaftsentwicklung mit direkten Auswirkungen auf den
Energieverbrauch. Zurzeit verschiebt sich z.B. die Wärmeerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen
(Sonne, Biomasse) durch einen niedrigen Strompreis sehr stark zu Wärmepumpe und elektrischer
Direktheizung, was im Sommer Sinn macht, im Winter aber nicht nachhaltig aufrechtzuerhalten sein
wird.
• Interesse an einer gesamtheitlichen Bewertung von Handlungsoptionen: Neue Ziele nicht nur der
Energiepolitik sondern auch für persönliche Entscheidungen haben breite Akzeptanz gefunden.
Beispiele dafür sind die Verringerung der menschliche Eingriffe zur Steigerung des Treibhauseffekts,
das Haushalten mit endlichen Ressourcen durch Kreislaufschließung und erneuerbare Alternativen, die
Steigerung regionaler Wertschöpfung und die Chancengleichheit benachteiligter Bevölkerungsgruppen
und nachkommender Generationen.
• Andere Bereiche der Energienutzung rücken ins Zentrum: Durch die Senkung des Energieverbrauchs
für Raumwärme und Warmwasser und die Verfügbarkeit umfassender Bewertungssysteme (z.B.
persönliche CO
2
-Bilanz, ökologischer Fußabdruck) ist die relative Bedeutung der Bereiche
Haushaltsstrom, Mobilität und persönlicher Konsum und Ernährung gestiegen. Auf der Suche nach der
sinnvollsten Maßnahmenkombination muss Energieberatung sich mit den physikalischen und
organisatorischen Grundlagen dieser Bereiche befassen und Empfehlungen ausarbeiten können.
• Vom Stromverbraucher zum (möglichst unabhängigen) Stromerzeuger: Durch kostengünstige
Photovoltaikanlagen verändert sich das System der Stromversorgung. Durch eine große Zahl an
kleinen Erzeugungsanlagen ändern sich die Anforderungen an die Verteilung und Speicherung sowie
deren Steuerung sowohl im regionalen und überregionalen Verbund als auch in den Haushalten selbst.
Über Elektromobilität wird erstmals eine Vision der weitgehenden Eigenversorgung und des
vollständigen Verzichts auf fossile Energieträger im privaten Wirkungsbereich greifbar, das konkrete
14
Wissen und klare Handlungsempfehlungen fehlen noch weitgehend und werden in der
Energieberatung einen wichtigen Stellenwert bekommen.
• Energiearmut: Die Einkommens- und Vermögensunterschiede zwischen reichen Menschen und
solchen in prekären wirtschaftlichen Situationen werden messbar und rasch größer. Energiekosten
sind am unteren Rand der Einkommensskala oft bereits entscheidende Größen. Das kann zu
energiepolitisch und wirtschaftlich falschen, kurzfristig vielleicht sogar individuell entlastenden,
Entscheidungen führen, die immer häufiger Thema in Energieberatungen sind: z.B. Kauf günstiger
Objekte mit schlechter thermischer Qualität und technischer Ausrüstung, Einsatz von Elektro-
Direktheizungen für Ganzhaus- bzw. Wohnungsheizung, Verzicht auf thermische Sanierung. Neben
betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten treten dabei gesundheitliche Fragen und die Vermeidung
von Bauschäden in den Vordergrund.
Energieberater und Energieberaterinnen erfüllen gerade in Zeiten gesellschaftlichen und technologischen
Wandels mehrere Aufgaben: Vermittlung von Handlungsempfehlungen und Anwendungswissen an Kunden
und Kundinnen, gezieltes Verweisen an spezialisierte Fachleute und Institutionen in Einzelfragen,
Informationsweitergabe (z.B. statistische Daten und fachliche Empfehlungen) aus der Beratungspraxis an Politik
und Verwaltung zur Gestaltung von Gesetzen, Förder- und Bildungsprogrammen.
In einem funktionierenden Gesamtsystem lässt sich die Kooperation (der Informationsfluss) zwischen allen
Beteiligten in Form einer Sanduhr graphisch darstellen.
Abbildung 1-1: Energieberatung im energiepolitischen Kontext
1.3. Formen und Ablauf einer Energieberatung
1.3.1. Arten von Energieberatung
Energieberatung hat sich über viele Jahre entwickelt und durch die Nachfrage in den folgenden Ausprägungen
bewährt.
15
Tabelle 1-1: Typische Varianten von Energieberatung
Das HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER von 1989 legte großen Wert auf die Nutzung von Formblättern für die
Beratung. Der ganze Aufbau war am chronologischen Ablauf einer umfassenden Energieberatung orientiert.
Diese Formblätter wurden nur in Ausnahmefällen (z.B. Kurzberatungen mit Energiekennzahl) nachhaltig in der
Energieberatung eingesetzt. Der Schwerpunkt der Nutzung lag in den einfach aufbereiteten Daten und
einzelnen Algorithmen. Für die Aktualisierung wurde daher auf die Ausarbeitung von Formularen verzichtet
und der Aufbau stärker an den Fachbereichen orientiert. Die grundsätzliche Trennung in Kurzberatung (erste
Abschnitte) und umfassende Behandlung einzelner Bereiche wurde beibehalten, um für alle in Tabelle 1-1
beschriebenen Ausprägungen der Beratung umfassende Informationen bereitstellen zu können.
1.3.2. Erwartungen abgleichen
Von einer Beratung wird das individuelle Eingehen auf die Situation des Kunden und Kundinnen erwartet – im
Gegensatz bzw. als Ergänzung zu Informationen, die über andere Kanäle gewonnen werden können.
Die Erwartungen der beiden Seiten, Kunde / Kundin und Berater / Beraterin, können sehr unterschiedlich sein.
Mögliche Kundenmotive:
• Orientierung im Überangebot an Informationen, Meinungen einholen, oft auch die eigene Meinung
bestätigen lassen.
• Die eigene Situation analysieren und bewerten, prinzipielle Lösungsmöglichkeiten sondieren.
• Hilfe und Begleitung bei anstehenden Entscheidungsfindungen, bis hin zu Konstruktionsempfehlungen
bzw. zur Diskussion bereits gesammelter Ausführungsvarianten.
• Energiekosteneinsparung und Hilfe bei der Erstellung bzw. Interpretation von
Wirtschaftlichkeitsabschätzungen und Finanzierungsvarianten.
• Umweltschutz
• Notwendiges Übel, um an Fördergeld zu kommen, möglichst optimale Ausnutzung der
Förderungsbedingungen.
• Manchmal auch Aufschub von Entscheidungen, Zeitgewinn, vor allem dann, wenn große Investitionen
und umfangreiche Änderungen anstehen.
Beratungsart Charakteristik
Einsatz de s
HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG
Online - Selbstcheck
Eingabe von Grunddaten und automatisierte Ausgabe grundlegender
Empfehlungen. Oft in Verbindung mit ökologischen Bewertungen (z.B. 2000-
Watt Gesellschaft) oder spezifischen Fragestellungen (z.B. Photovoltaik,
Haushaltsgeräte). Oft von Energieversorgungsunternehmen angeboten.
Online mit Auswertung
Meist kostenpflichtig! Umfangreicher Fragenbogen, Bearbeitung und
Bantwortung entweder durch ein Software Paket oder eine Beratungsstelle.
Versucht das Aufsuchen einer Beratungsstelle zu ersetzen.
Telefonberatung
Für einfache und standardisierte Fragestellungen (z.B. Förderugnen) sowie
für Vorabklärungen im Rahmen eines differenzierten institutionellen
Angebotes (z.B. Auswahl der Fachleute, nötige Unterlagen).
Zur schnellen Verfügbarkeit von Daten im Fall
spezifischer Fragestellungen (z.B.
Baustoffkennwerte).
Kurzberatung auf
Veranstaltungen und Messen
Entweder mit Aktionen zu (aktuellen) Einzelfragen oder mit einer
standardisierten Energiekennzahlermittlung und Grobanalyse. Hauptzweck
sind Bekanntmachung der Beratungsstelle, Bewusstseinbildung und
Orientierung im Angebot der parallelen Veranstaltung.
Arbeitsunterlage als Datensammlung und zur
Verwendung einfacher Berechnungsformeln.
Beratung in einer
Beratungsstelle
Umfassende Beratung bei Verfügbarkeit der benötigten Information in allen
Themen, die nicht unbedingt eine Begehung des Objektes verlangen (z.B.
Heizkesseltausch, Solaranlage, Elektrogeräte). Berechnungen können
besonders gut in der Beratungsstelle gemacht werden.
Firmenberatung
Gezielte Beratung in der Fachkompetenz des Unternehmens sowie
Überblick über angrenzende und verbundene Themen. Schwerpunkt sind
Wirtschaftlichkeit und technische Ausführung von Maßnahmen sowie die
damit verbundenen indirekten Effekte (z.B. Behaglichkeit).
Vorortberatung
Schwerpunkte sind die Begehung und Begutachtung des Gebäudes sowie
die Befragung der Nutzer und Nutzerinnen in Fällen, in denen eine
umfassende Beratung mit starken Eingriffen in Bau- und Haustechnik
gewünscht ist. Messungen lassen sich nur so integrieren, Berechnungen
müssen oft nachgeliefert werden.
Für interessierte Laien zum Verständnis der
energiewirtschaftlichen Zusammenhänge, für
Beratungsstellen zur Ausarbeitung eines Tools.
Arbeitsunterlage als Datensammlung und zur
Verwendung einfacher Berechnungsformeln
sowie zur Ausarbeitung von Empfehlungen
(Maßnahmen und weitere Informationsquellen)
unter Berücksichtung aller Einflussbereiche
16
Mögliche Erwartungen von Seiten der Beratung:
• Klienten zu (höherer) Investition in besseren Wärmeschutz, effizientere Geräte und mehr erneuerbare
Energien bewegen.
• Möglichst viele Sanierungsprojekte einer Förderung zuführen.
• Abarbeiten vorgegebener Beratungsschwerpunkte bzw. Checklisten und Formulare der Beratungs-
und Förderungsstellen.
• Möglichkeit, selbst weitere Dienstleistungen anbieten zu können (z.B. Messungen oder spezielle
Berechnungen).
• Interessen haben aber nicht nur der Klient (Beratungskunde) und Berater / die Beraterin selbst
sondern auch jene Systeme (Unternehmen, Gesellschaft, Politik etc.), die Beratung anbieten oder
mittragen und mitfinanzieren.
Abbildung 1-2: Energieberatung im Bauprozess
Die Auftragsklärung ist daher ein Erfolgsfaktor für eine gute Beratung. Es gibt oft auch Erwartungen, die von
Energieberatung nicht erfüllbar sind. Die Abgrenzung aber auch die Anschlusspunkte zu Planung und Handwerk
sollen den Beteiligten klar sein. Erfolgt die Klärung der Erwartungen in einer Anlaufstelle, so kann durch
geeignete Fragen bereits wesentliche Information eingeholt werden und danach die geeignete Person und die
geeignete Beratungsmethode mit höherer Treffsicherheit gewählt werden. Erfahrungsgemäß macht sich der
relativ geringe Zeitaufwand für eine gute Auftragsklärung durch größere Zufriedenheit auf beiden Seiten
bezahlt.
Energieberatung Bauherr / in Baumeister Weitere Gewerke Förderstelle / Bank
Grobanalyse (K60) Wünsche Analyse Gebäude
Überprüfung
Heizungsanlage
Fördermöglichkeiten
klimaaktiv Standards,
Qualitätslinien
Definition der
Qualitäten im
Planungsgespräch
Förderhöhe
Finanzierungsplan
Einreichung Förderung
Einreichung
Baubehörde
Beratung
Überprüfung
KV/Angebotsvergleich
Förderzusage
Auftragsvergabe
Hinweise, Checklisten Abnahme Förderabrechnung
Monitoring,
Energiedaten
ggf. Energieausweis z.B. für Förderung
Bestand
Vorentwurf + Kostenvoranschlag
(Baubeschreibung, Einreichplan,
Energieausweis)
Detailplanung
Ausschreibung, Leistungsverzeichnisse
Ausführung
Übergabe
17
1.3.3. Selbstverständnis des Beraters / der Beraterin
„Beraterisches“ Vorgehen ist personen- und aufgabenorientiert. Vor dem Hintergrund einer spezifischen
Situation wird eine Analyse der konkreten Situation durchführt, Entscheidungs- und Handlungsalternativen
erarbeitet und die Konsequenzen der Entscheidung berücksichtigt (Szenarien).
Auch wenn Beratung bewusst situationsabhängig und auch intuitiv sein soll, so verfügt der/die professionelle
Berater/Beraterin im Hintergrund doch über eine große Anzahl an Hilfsmitteln:
• Fragen nach Wünschen, Wertigkeiten, Risikoeinschätzungen sowie Informationen zu Gebäude und
Nutzungsverhalten. Checklisten können dabei unterstützen.
• Strukturierungshilfen und Konzepte (für Problemanalyse, Bewertungen, Folgenabschätzung,
Berechnungen).
• Richtwerte, Kenngrößen (Energiekennzahlen, Kosten etc.) – genau dafür soll das HANDBUCH FÜR
ENERGIEBERATUNG eine geeignete Quelle und Arbeitsunterlage sein.
• Wissen über Technologien und deren Einsatzmöglichkeiten.
• Beispiele (erfolgreiche Sanierungen, Betriebsergebnisse etc.).
Die Beratung hat nicht zum Ziel zu bestimmen, was die richtige Entscheidung für die Klienten ist. Diese wählen
selbst aus den Alternativen aus. Beratung dient vielmehr zur Vorbereitung einer Problemlösung. Das Problem
und seine Lösung gehören dem Klienten. Der Berater ist für die Beziehung zuständig. In dieser Beziehung kann
der Klient für sein Problem Lösungen finden und die Verantwortung dafür übernehmen. Der Klient muss damit
leben, nicht der Berater.
Es ist auch nicht Aufgabe des Beraters, zu „motivieren“ – das funktioniert nämlich meist nicht. Beratung kann
nur an vorhandenen Grundbedürfnissen anknüpfen. Was Beratung leisten kann: Probleme und
Lösungsmöglichkeiten gemeinsam herausarbeiten, neue Informationen einbringen, andere Sichtweisen
eröffnen. Um entscheiden zu können, müssen Handlungsalternativen konstruiert werden.
1.3.4. Welche Beratungsformen kommen zum Einsatz?
Die Erwartungen und Anforderungen an eine Beratung sind sehr unterschiedlich, dementsprechend ist es
wichtig, verschiedene Haltungen und Rollen von Beratung zu unterscheiden, um eine geeignete Beratungsform
anbieten zu können:
1. Vermittlung, Hotline: Auftragsklärung, allgemeine Erstinformation, Verweise auf Unterlagen, Internet,
Vermittlung an Energieberatung (individuell, auf Objekt und Nutzung abgestimmt) oder andere Stelle
2. Energieberatung im Beratungsbüro oder im Gebäude des Klienten, individuell auf dessen Erwartungen
und Möglichkeiten abgestimmt
3. Gutachten (z.B. Energieausweis), schriftliche Bewertung, meist mit mehr oder minder standardisierten
Handlungsempfehlung, die nicht weiter auf die jeweiligen Nutzer abgestimmt werden
4. Systemische Beratung und Prozessberatung: Es wird unterstellt, dass der Klient die Lösung seines
Problems kennt, sie ihm aber nicht bewusst ist. Der Berater gestaltet daher einen Prozess, in dessen
Verlauf sich der Klient die Lösung seines Problems selbst erarbeitet.
5. Mediation: Die Konfliktbeteiligten entwickeln, unter Anleitung eines professionellen Mediators, ihre
Streitbeilegung selbstverantwortlich und ohne Gerichtsverfahren.
1.3.5. Prozessberatung in der Energieberatung
Ein Prozess umschreibt einen Vorgang im Betriebsablauf. Ein Neubau- oder Sanierungsprojekt stellt für Nicht-
professionelle Bauherrn eine große Herausforderung dar, für die eine einmalige Beratung oft nicht ausreichend
Unterstützung bietet. Dieser Prozess kann in fünf Phasen geteilt werden: Klärung des Kundenwunsches,
Einholung von Angeboten/Ausschreibung, Beurteilung der Angebote und Auswahl, vertragliche
Vereinbarungen, Übernahme.
18
Entsprechende Angebote sind zwar bisher nicht Standard in der Energieberatung, mit dem „Wegweiser zur
guten Heizungs- und Lüftungsinstallation“ mit Qualitätslinien für haustechnische Anlagen von klimaaktivstehen
Unterlagen für eine prozessorientiertere Energieberatung zur Verfügung.
1.3.6. Was sind grundlegende Voraussetzungen für gute Beratung?
Beratungskompetenz baut auf einem klaren Selbst- und Professionsverständnis auf und zeigt sich in der
Fähigkeit zur Strukturierung und im Einsatz der geeigneten Methoden. Im Gegensatz zu allgemein bekannten
Berufsbildern wie Architekt, Baumeister oder Installateur sind die Vorstellungen und Erscheinungsformen von
Energieberatung recht unterschiedlich. Umso mehr sind daher Klarstellungen von Interesse: wer bin ich, aus
welcher Perspektive, mit welchem Hintergrund biete ich Beratung an, welche Problemlösungsstrategien wende
ich an (Methoden, Techniken, fachlich-beruflichen Qualitäten im naturwissenschaftlich technischen Bereich),
welche beraterischen Qualitäten habe ich?
Vertrauen ist eine Voraussetzung für eine gute Beratung. Vertrauen baut sich in drei Dimensionen auf:
Vertrauen in die Person, in die Organisation und in den Prozess.
Berater müssen sich Vertrauen oft erst erwerben, Misstrauen kann sich darauf begründen, dass ihre
Kompetenz angezweifelt wird, oder weil sie in einem Naheverhältnis zu bestimmten Interessen stehen. Sie
haben großen Einfluss, ohne selbst Entscheidungen fällen zu müssen und tragen wenig Verantwortung.
Manchmal ist es gut, vertrauensbildende Maßnahmen zu setzen. Beispiele: Wertschätzung für geleistete
Arbeiten ausdrücken, Interesse an der Lösung von Problemen, Kompetenz erkennen lassen, aber auch
Bereitschaft zur Übernahme von Risiko (z.B. in Ausnahmefällen auch Erfolgshonorare).
Fragen können auch vertrauensbildend sein. Sie verhindern, dass der Berater sich als allein Wissender definiert.
Die Fragen und das damit bekundete Interesse werden vom Klienten als empathische Haltung des Beraters
verstanden. Das verstärkt die Beziehungen zwischen Berater und Klienten. Der Ratsuchende sieht sich mehr
und mehr verantwortlich für die Konstruktion seines Problems, das er vorher als „von außen“ auf sich
zukommend bzw. „von innen“ auftauchend und nicht veränderbar erlebt hat. Fragen zu stellen ist also weit
mehr als nur Informationsaustausch. Gleichzeitig wird neue Information geschaffen. Fragen dazu sollen auch
offen, lösungsorientiert und in die Zukunft gerichtet sein. Ziel ist, Zukunftsperspektiven zu entwerfen!
Das Besondere an systemischen Fragen ist, dass die Fragen nicht in erster Linie gestellt werden, um einen
Informationsbedarf des Beraters zu decken, sondern damit beim Befragten ein Denkprozess angeregt wird.
Dieser Denkprozess entspringt ungewohnten Blickwinkeln und schafft neue Einsichten in die Zusammenhänge
des betrachteten Systems. Diese Art des Fragens soll neue Perspektiven eröffnen, neue Lösungswege zeigen,
andere Wirklichkeitskonstruktionen ermöglichen.
Die Strategie der systemischen Beratung: Den Beratungskunden führen, damit er Unterschiede herausarbeiten,
neue Zusammenhänge herstellen und Lösungswege überprüfen kann.
Diese Art der Beratung unterscheidet sich grundlegend von der bekannten Beratungsstrategie Diagnose und
Empfehlung. Werden in einer systemischen Beratung Empfehlungen gegeben, dann bezeichnet man das als
Intervention und meint damit, dass der Berater einen neuen Aspekt einbringt und sich der Beratungskunde zu
diesem in Beziehung setzen soll.
19
2. Datenerhebung für die Energieberatung
2.1. Einleitung
Der Hauptteil des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG beschäftigt sich mit energiewirtschaftlichen
Berechnungen (vereinfachten Abschätzungen!) des Ist-Zustandes von Gebäude, Haustechnik und Benutzung
sowie des Einflusses vorgeschlagenen Maßnahmen in Form einer einfachen Kosten-Nutzen-Analyse. Hier liegt
auch die fachliche Verantwortung des Energieberaters bzw. der Energieberaterin. Darüber darf nicht vergessen
werden, dass der Erfolg der Energieberatung in den meisten Fällen auf anderen Grundsätzen beruht, die
miteinander in enger Beziehung stehen:
Prinzip der Partizipation: Energie wird weder von Beratungsergebnissen noch von Energieausweisen gespart,
sondern durch Bewohner und Bewohnerinnen, somit durch jene Menschen, mit denen im Rahmen der
Energieberatung kommuniziert wird. Die Motivation und Befähigung zur Übernahme von Umsetzung- und
Ergebnisverantwortung durch Kunden und Kundinnen, sowie deren Begleitung über den gesamten
Prozessverlauf, stehen im Zentrum der Beratungsgestaltung. Erfolgreiche Energieberatung ist ein partizipativer
Prozess.
Prinzip der systemischen Beratung: Die Erstellung eines Energieausweises bedingt, wie vor ca. 40 Jahren die
Berechnung der Heizlast nach ÖNORM B8135, die Gefahr einer Verengung des Betrachtungsrahmens der
Energieberatung auf die Kennzahl kWh/m
2
·Jahr. Energieberatung ist dann erfolgreich, wenn Kunden und
Kundinnen die Energieberatung als Unterstützung zur nachhaltigen Optimierung des Wohnens in seiner
Gesamtheit erleben. Fragen, besonders im Rahmen einer Vorortbegehung, sollten daher möglichst viele
fördernde und hemmende Umstände (aus baulichen Gegebenheiten sowie der spezifischen persönlichen
Situation) sowie Querbezüge zu anderen Vorhaben erheben und in das Beratungsgespräch einbinden.
Zusammengefasst sind somit die Ziele der Datenerhebung:
- Einbindung der Kunden und Kundinnen mit ihren konkreten Anliegen und Vorstellungen sowie
Möglichkeiten zur Umsetzung von Maßnahmen.
- Erkennen von fördernden (z.B. Sanierungsbedarf aufgrund von Schäden oder Anlagenalter) oder
hinderlichen (z.B. Einschränkungen durch Bauordnung) Umständen für die Maßnahmenplanung.
- Dokumentation aller Umstände für die zukünftige Bearbeitung bzw. für planende und ausführende
Firmen.
- Möglichst genaue Beschreibung des Objektes in seinen energiewirtschaftlich relevanten
Charakteristika. Auf dieser Basis bauen alle weiteren Berechnungen und Vorschläge auf. Sinnvolle
Vereinfachungen sollten erst bei der weiteren Bearbeitung und Maßnahmenentwicklung
vorgenommen werden.
- Gegenseitige Überprüfung von Energieverbrauch (aus Bezugsdaten wie z.B. Abrechnungen) und
Energiebedarf (aus der Analyse des Objektes und der Nutzungseinflüsse bzw. aus einem vorhandenen
Energieausweis). Durch diesen „Datenabgleich“ können Unsicherheiten in der Datenlage erkannt und
korrigiert werden.
Für eine zügige Abwicklung der Datenerhebung ist es von Vorteil, wenn alle verfügbaren Unterlagen
bereitgehalten bzw. andere gezielt für die Energieberatung eingeholt werden. Beispiele dafür sind:
• Grundrisse und Gebäudeansichten mit Maßen,
• wärmetechnische Nachweise (Energieausweis, frühere Energieberatungsprotokolle),
• Mess- und Begehungsprotokolle (z.B. Abgas-, Luftdichtheits- oder Thermographiemessungen),
• Verbrauchsabrechnungen,
• Beschreibung und Verrechnung bisheriger energiespezifischer Investitionen.
20
2.2. Leitfaden für eine umfassende Vorortbesichtigung
Der folgende Leitfaden unterstützt eine umfassende Beratung. Hier finden Sie Hinweise, worauf bei einer
Besichtigung besonders geachtet werden kann. Die Bauherren sind eingeladen, ihr Gebäude selber
kennenzulernen und werden angeleitet, sich mit allen Themen der Sanierung auseinander zu setzen.
4
Methodische Hinweise für das Herausarbeiten der geeigneten Maßnahmen finden sich nach den Tabellen,
sowie in einer Reihe von Publikationen. Umfassende Darstellungen einer Bestandsanalyse finden sich z.B. in
(Weichmann, 1981), (Kastner, 2000).
2.2.1. Dokumentation und Bewertung
5
In Stichworten sollten Umstände eingetragen werden, welche von direkter Relevanz für die Energieberatung
und / oder für eine langfristige Planung der laufenden Erhaltung und Verbesserung des Gebäudes. Für die
Energieberatung sind vor allem Umstände interessant, welche die energetische Bewertung und die
Sinnhaftigkeit von Maßnahmen beeinflussen.
Die Bewertung erfolgt mit einem einfachen, an Buchstaben orientierten System. Dabei ist die Kombination
einer Bewertung des Zustandes (A/B/C) mit Hinweisen für die Energieberatung (E/O) möglich.
A = In Ordnung B = Instandhaltung sinnvoll bzw. erforderlich C = Erneuerung erforderlich
E = Hohe Relevanz für die Energieberatung aus Sicht des Beraters / der Beraterin
O = Optimierung gewünscht (Kundenwunsch)
4
Siehe auch Kommunikative und soziale Kompetenzen für die Kommunikation und für eine wirksame
Bauherren-Beratung, http://nasabau.de/
5
Weitere Hinweise, Formulare etc. bietet e-genius, Gebäudezustandsanalyse http://www.e-
genius.at/fileadmin/user_upload/gebaeudezustandsanalyse/gebaeudezustandsanalyse.pdf
21
Tabelle 2-1: Besichtigung Umgebung und Außenflächen
Tabelle 2-2: Besichtigung Eingang und Stiegenhaus
Tabelle 2-3: Besichtigung Kellerabgang und Kellerräume
Infrastruktur (Fernwä rme,
Nahversorgung, ÖPNV)
Umgebung, Außenflächen, Eignung
für Wärmepumpe
Gartenanl age, Möglichkei t der
Selbstversorgung / Kompostierung
Entwässerung und
Hochwasserschutz
Fassade (auch Dachüberstand),
Außenwand
Fenster außen, Orientierung
Beschattung (Nachbarobjekte,
Gelände, Baumbestand)
Ba l kone, Loggi en
Dachabschlüsse, Regenrinnen
Elektro-Anlagen / Beleuchtung
außen, Alarmanlagen
Nebengebäude (Garage, Fahrrad)
Zugänglichkeit (Barrieren, Pellets)
Relevante Umstände für die Beratung bzw. die
langfristige Optimierung
Bereich
Bewertung
Zielvorstellung
Eingangstüre, Wohnungstüren
Schmutzschleuse, Pufferraum
Stiegen (räumliche Trennung,
Beheizung)
Stiegenhausfenster (Glasbausteine),
Lage
Aufzug
Zielvorstellung
Bereich
Relevante Umstände für die Beratung bzw. die
langfristige Optimierung
Bewertung
Kel l erabgang i m behei zten Berei ch
Kel l er behei zt, Einfl us s auf behei zte
Räume
Kel l erräume Feuchti gkei t
Kel l erboden, Kel l erdecke
Kellerfenster, Außentüren und Tore
Kellerdeckendämmung
Sondernutzungen
Bewertung
Zielvorstellung
Bereich
Relevante Umstände für die Beratung bzw. die
langfristige Optimierung
22
Tabelle 2-4: Besichtigung Haustechnik
Tabelle 2-5: Besichtigung Dach und Dachraum
Lagerung Hei zmi ttel
Wärmeerzeugung und Kamin
Wä rmevertei lung, Regel ung, Zähl-
und Messeinrichtungen
Versorgung Wasser, Strom, Gas /
Zähl- und Messeinrichtungen
Abwasserentsorgung
Regenwas s er
Lüftung (Heizung / Kühlung)
Weiteres (Schwimmbad, Sauna)
Relevante Umstände für die Beratung bzw. die
langfristige Optimierung
Bereich
Bewertung
Zielvorstellung
Nutzung (auch Tiere)
Schachtwirkung Keller - Dach
Tragwerk Dach
Dachdeckung (sturmsicher)
Dachaufbauten, Dachgauben
Dachflächenfenster
Dachbodentreppe
Sol ara nl a ge (Art, Bes onderhei ten)
Sat-Anlage
Blitzschutz (Solaranlage)
Relevante Umstände für die Beratung bzw. die
langfristige Optimierung
Bereich
Bewertung
Zielvorstellung
23
Tabelle 2-6: Besichtigung Wohnraum - allgemein
Tabelle 2-7: Besichtigung Wohnraum - Nassräume
Tabelle 2-8: Besondere Umstände
Raumanordnung (offen /
ges chl ossen - Behei zbarkei t)
Fenster und Terrassentüren
(Di chtheit)
Sonnenschutz, Rollläden
Boden-, Wand- und Decken
(Schimmel, auch Bad etc.)
Innentüren
Elektroanlagen, Beleuchtung und
Geräte
Wärmeabgabe und Regelung
(Temperaturen, Zufriedenheit )
Besondere Mess- und
Steuereinrichtungen ("Smart Home")
Schallschutz
Ba rri erefrei hei t
Relevante Umstände für die Beratung bzw. die
langfristige Optimierung
Bereich
Bewertung
Zielvorstellung
Küchennutzung (viel/wenig Kochen,
Geräte)
Wäschetrocknung
Leitungs l ängen (Wass er, Abwa sser,
Lüftung)
Abluftanlagen
Bereich
Bewertung
Zielvorstellung
Relevante Umstände für die Beratung bzw. die
langfristige Optimierung
Problematische Produkte, Altlasten
(z.B. Asbest, Hol zschutzmittel )
Bes ondere Bedürfni s se (z.B.
Allergien, Raucher, Behinderung)
Haustiere (Hundeklappe)
Unbenutzte Räume, Heimbüro, lange
Abwesenheiten (Arbeit, Urlaub)
geplante Nutzungsänderung
Mögl i che Gemei nschafts proj ekte
(Energieversorgung, Sanierung)
Fahrzeuge und Nutzung
Einschätzung der Werthaltung (Typ)
und Erwartungen,
finanzielle Möglichkeiten,
Investitionsbereitschaft
Bereich
Zielvorstellung
Relevante Umstände für die Beratung bzw. die
langfristige Optimierung
24
2.2.2. Erläuterung zu den besichtigten Bereichen
Umgebung und Außenflächen
Infrastruktur: Infrastruktur in Umgebung des Hauses, Möglichkeit Nah-/Fernwärme-Anschluss, Mikronetz,
Nahversorgung (Einkauf, Schule, Gesundheit, Pflege, Gemeinde), Anschluss an den öffentlichen Nah- und
Fernverkehr.
Umgebung und Außenflächen: Gesamteindruck, Beeinträchtigungen (Immissionen, Lärm, Elektrosmog; aber
keine Panik erzeugen, wenn keine Verbesserungsmaßnahmen möglich). Eignung für Erdwärme, Solarwärme
und sonstige unterstützende Einrichtungen.
Entwässerung und Hochwasserschutz: Dazu kann folgende Checkliste verwendet werden:
Bleibt bei starken Regenereignissen Wasser auf dem Grundstück stehen?
Kann Wasser (von der Straße) in Richtung des Hauses fließen?
Werden Ein- und Abläufe (Bodenablauf, Lichtschacht etc.) regelmäßig gesäubert? Durchflusstest mit 4
Kübeln Wasser in schneller Reihenfolge.
Kann Wasser unter der Kellertüre in den Keller dringen?
Wird die Dachrinne regelmäßig gereinigt?
Sind die Fallrohre dicht?
Sind die Überläufe aller Regenwassertonnen funktionsfähig und fließt das Wasser weg vom Haus?
Sind Öltanks in hochwassergefährdeten Gebieten auftriebssicher und gegen das Eindringen von Wasser
geschützt?
Pelletlager vor Wassereintritt geschützt? (Quellende Pellets > Sprengwirkung auf Bauteile)
Rückstauklappen im Hauskanal vorhanden und funktionsfähig?
Traten bisher Wasserschäden auf? Welche?
Problematische Grundwasserverhältnisse (Höchststand, Schwankungsbereich), Hangwasser etc.
6
Fassade, Außenwand: Art des vorhandenen Mauer- und Tragwerks. Zustand Putz bzw. Verkleidung, sichtbare
Feuchtewirkung, Risse, Abplatzungen, Befall durch Moose, Algen und Pilze (zu erkennen an grünem bzw.
dunklem Bewuchs oder Verfärbungen). Tragfähigkeit für WDVS, Feuchtigkeitsgehalt (an Verfärbungen und
Wasserrändern zu erkennen), Oberflächenfestigkeit (Farb- oder Putzschichten lösen sich), Salzausblühungen
(Kristallisation).
Fenster außen, Orientierung: Qualität und Zustand der Fenster inkl. Einbau, Beurteilung von außen.
Beschattung, Baumbestand: Beschattung der Glasflächen und Fenster, Beschattung von Solarthermie- oder
PV-Anlagen einschätzen, wie lange wird beschattet, Tageslichtnutzung.
Balkone, Loggien: Möglichkeiten von Wärmebrücken in Bauteilen bei Balkonen, Verschmutzung, Risse und
Verankerungen begutachten.
Dachabschlüsse, Regenrinnen: Intaktheit der Dachabschlüsse, Wärmebrücken, Feuchtigkeit und
Schimmelbefall überprüfen. Funktionalität der Regenrinnen überprüfen, Versickerung, Abfluss, Nutzung, etc.:
Für weitere Informationen siehe „Dach und Dachraum“, „Regenwasser“.
Elektro Außenanlagen, Alarmanlagen
7
: Elektronische Sicherungen (Alarmanlagen bzw. EIB). Alarmanlage von
außen deutlich erkennbar (Außensirene, Blitzleuchte)? Dichtheit von E-Durchführungen nach außen
(Rauchprobe).
6
ÖWAV Leitfaden „Wassergefahren und Schutzmaßnahmen an Gebäuden“ http://www.oewav.at/
25
Nebengebäude (Garage, Fahrrad): Möglichkeit für trockene und sichere Fahrradunterbringung, Garage
eventuell für Solaranlagennutzung.
Zugänglichkeit (Barrieren, Pellets): Erreichbarkeit der Räume, ÖNORM B 1600 Barrierefreies Bauen –
Planungsgrundlagen. Falls für Beheizung relevant: Erreichbarkeit Biomasse-Lagerraum (Pellets,…) für
Lieferanten.
Eingang und Stiegenhaus
Eingangstüre, Wohnungstüren: Einbruchssicherheit, Dichtheit, Wärmeschutz, Zustand. Mechanische
Sicherungen (Tür- und Fensterbereiche durch Balkenriegelschlösser, versperrbare Beschläge,
einbruchshemmende Verglasungen sowie Rollläden).
Schmutzschleuse, Pufferraum: Gitter, Matten (verringert Reinigungsaufwand stark). Ein unbeheizter
Übergangsbereich (Windfang) verringert Wärmeverluste (auch durch offene Türen im Winter).
Stiegen: Hinweise bzgl. Sicherheit und Barrierefreiheit. .
Stiegenhausfenster (Glasbausteine), Lage: Siehe „Fenster“.
Aufzug: Energiebedarfsklassen, Stand-by.
8
Kellerabgang und Kellerräume
Kellerabgang im beheizten Bereich: Möglichkeit einer thermischen Abtrennung erwägen.
Kellerräume Feuchtigkeit: Mauerfeuchte, Feuchtigkeitsschäden und deren Ursachen, Schimmel, etc. besonders
Gebäudeecken.
Kellerbeheizung: Einfluss auf beheizte Räume, Sinnhaftigkeit Kellerdeckendämmung.
Kellerboden, Kellerdecke: Dämmung vorhanden/möglich? Raumhöhe, Einbauten? Wasserdichtheit und
Schäden.
Kellerfenster, Außentüren und Tore: Im Kellerbereich oft schlecht gedämmte Fenster eingebaut, Überprüfen
und ggf. Austauschen, Feuchtigkeit Dichtheit, Zustand überprüfen.
Sondernutzungen: Lagerungen, Hobbyräume mit besonderen Einrichtungen, Anforderungen etc.
Haustechnik
Lagerung Heizmittel: Lagermöglichkeit für Heizmittel (z.B.: Pellets, Hackgut, etc.) überprüfen.
Wärmeerzeugung und Kamin (auch Dachboden): Heizungsanlagenbuch und Unterlagen von Erstüberprüfung
und Periodischer Überprüfung vorhanden?
9
Kamin: Konstruktionen betriebsbereit / in Betrieb / keine Nutzung
/ Umnutzung für Steigleitungen / versottet, Kaminkopf, Putz außerhalb des Kamins, Putztüren (Zugängigkeit für
Kaminkehrer), Adaption z. B. für Brennwertgeräte möglich? Bei Wärmepumpen: Wärmemengen, Stromzähler
für Wärmepumpe zur Ermittlung der Jahresarbeitszahl?
7
Richtlinien zum Einbau einer Alarmanlage, Merkblätter zur Schadenverhütung, Schutz vor Einbruch: VdS
Schadenverhütung GmbH., Tochterunternehmen des Gesamtverbandes der Deutschen
Versicherungswirtschaft, www.vds.de
, VSÖ Verband der Sicherheitsunternehmungen Österreichs,
www.vsoe.at/
8
Bewertung siehe VDI 4707 Blatt 1 "Aufzüge; Energieeffizienz": Messung der Kennwerte, Berechnung des
jährlichen Energieverbrauchs ,Empfehlungen zur Verbesserung der Energieeffizienz
9
Wegweiser www.klimaaktiv.at/qualitätslinien
26
Wärmeverteilung, Regelung: Steig- und Heizleitungen, Dämmung von Leitungen und Armaturen,
Kondensatschäden auf Kaltwasserleitungen. Wärmezählung, Vergleich von realem Verbrauch und
Berechnungen der Heizenergie, Hydraulischer Abgleich des Heizsystems.
Versorgung Wasser, Strom, Gas: Sicherungs- und Verteilerkästen: Ausführung / Baujahr Steigleitungen:
Ausführung / Dimensionierung / Baujahr Zähleranlage: zentral / dezentral; Baujahr Hausanschluss: Baujahr /
Ausführung / Anschlusswert Tarife, vertragliche Regelungen; Schutzmaßnahme Nullung
10
.
Abwasserentsorgung: Beurteilung von Entsorgungsleitungen bis Außenwand auf Funktion, Korrosion,
Befestigung, Zugänglichkeit, etc.
Regenwasser: Versickerung am Grundstück, Ableitung, Nutzung, Zisterne, Gartenbewässerung.
Weiteres (Schwimmbad, Sauna, Rauchmelder): Sprinkleranlage / Hydranten / Feuerlöscher; Wartungsverträge
Betriebssicherheit
Lüftung: Abluftanlage / Abluftwärmerückgewinnung / Klimaanlage / Luftheizung Anlagengröße
Versorgungsbereich Luftdurchsatz Luftbehandlung: Befeuchter / Entfeuchter / Filter (Art) / Entkeimung
(Verfahren) / Kühlung / Nachheizung Luftbeschaffenheit (Hygienekontrolle) Wartungsvertrag
(Wartungsverhalten). weiter mit Wegweiser Haustechnik.
Dach und Dachraum
Nutzung: Derzeitige, geplante und mögliche Nutzungen, Begehbarkeit. Hinweis auf Brandschutz. Tiere: Nisten
von Vögeln, Fledermäuse etc. (schützenswert?). Dachbegrünung: vorhanden / möglich (Statik).
Schachtwirkung Keller – Dach: Eine Durchgängigkeit führt zu Luftströmung (Kamineffekt) und Wärmeverlust.
Tragwerk Dach: Dachneigung, Dachkonstruktion: Innenbekleidung, Dämmung, Schalung, Folien,
Unterspannbahn, Hinterlüftung funktionsfähig? Bei Holzdachstühlen: Feuchteschäden, Insekten- oder
Pilzbefall, wenn Holzschutzmaßnahmen erkennbar, toxische Belastung für die Nutzer möglich.
Dachdeckung (sturmsicher): Dacheindeckung: Material. Dachziegel sturmsicher verklammert? Lt. ÖNORM
B2219, Werkvertragsnorm für Dachdeckerarbeiten, sind ZUMINDEST 2-steinbreit alle Umsäumungen zu
befestigen. Traten bisher Sturmschäden auf? Welche? Dachentwässerung: Gab es Probleme, z.B. Vereisungen,
Rückstau?
Dachaufbauten, Dachgauben, Dachflächenfenster, Dachbodentreppe: Kondensatschäden? Wärmedämmung
und Dichtheit.
Solaranlage: Typ, Zustand, Besonderheiten der Aufstellung bzw. der Verbindung zur Heizung, Verschmutzung,
Rostschäden, undichte Stellen. Bestehende Anlage: Leistung der Anlage, Ertrag vergleichen, eventuelle
Fehler/Schäden erkennen. Solaranlage gewünscht: Photovoltaik oder Solarthermie, ausreichender und
geeigneter Platz vorhanden?
Sat-Anlage: Verankerung, Durchführung luftdicht?
Blitzschutz (Solaranlage): Innerer Blitzschutz gegen Überspannungen? Solaranlage / PV eingebunden?
Wohnraum - allgemein
Offene, geschlossene Raumanordnung (Beheizbarkeit): Entspricht der Grundriss noch aktuellen
Anforderungen? Wie gut wird das Tageslicht genutzt?
Fenster und Terrassentüren (Dichtheit)
11,12
: Zu unterscheiden sind zur Bewertung die Fensterarten:
10
http://www.vorarlbergnetz.at/downloads/at/nullungsverordnung.pdf
27
• Kastenfenster: zwei Einscheibenfenster, um einen Kastenstock angeordnet.
• Verbundfenster: 2 Glasscheiben in „verbundenem“ Fensterflügel, zur Reinigung öffenbar
• Isolierglasfenster: Einfachfenster mit 2 oder 3-Scheiben-Verglasung ohne Beschichtung , luft- bzw.
gasgefüllte Zwischenräume. Scheiben Luft- bzw. Gas- und Feuchtigkeitsdicht durch organische
Dichtungsmassen verbunden.
• Wärmeschutzglasfenster: Einfachfenster mit metallbedampfter und edelgasgefüllter 2 oder 3-
Scheiben-Verglasung. Eine Metallbedampfung ist durch andersfarbige Spiegelung (Verschiebung zu
violett) z.B. einer Feuerzeugflamme erkennbar; Material Glasabstandhalter erkennbar in der
Beschriftung / Seriennummer mit Nachfrage beim Hersteller.
• Glasbausteine: U-Wert von 3,0 bis 4,0 W/m²K (!) durch zeitgemäße Fenster ersetzen oder durch
Montage einer zusätzlichen Wärmeschutzverglasung (an der Außenseite möglichst in Lage der
Dämmebene) verbessern!
Holzqualität der Fensterrahmen und Türen (Feuchtigkeit, Quellen, Schwinden, Verwerfungen oder Fäulnis des
Holzes). Dichtheit testen: Blatt Papier lässt sich bei geschlossenem Fensterflügel nicht herausziehen.
Beschläge, Festigkeit der Bänder.
Sonnenschutz, Rollläden: Zustand des Sonnenschutzes, erkennbare Wärmebrücke, luftdichte Durchführungen,
bei Fernbedienung: Standby-Energieverbrauch?
Boden-, Wand- und Decken (Schimmel, auch Bad etc.): Für die Untersuchung eines Objektes aus den 1960 -
80er Jahren relevante Faktoren:
• Formaldehyd in Spanplatten
• Flüchtige Kohlenwasserstoffe aus diversen Materialien
• Wirkstoffe in Holzschutzmitteln
• Radon, geologisch bedingt oder aus Baustoffen
• Polychlorierte Biphenyle (PCB), bis etwa 1977 z.B. in Dichtungsmassen
• Asbest in PVC-Bodenfliesen, Heizkörperabtrennungen, Brandschutzverkleidungen,
Elektrospeicheröfen (Geräte vor 1977), Asbestzement-Dachdeckungen
• Elektromagnetische Felder von Trafostationen
• Luftströmungen in Gebäuden aufgrund schlechter Bausubstanz
• Lungengängige Fasern aus unverkleideten, innenliegenden Mineralfaserdämmungen
• Weichmacher aus großflächigen PVC-Oberflächen
• Blei in alten Wasserleitungen
• „Altlasten“ in Boden und Wänden
Zu häufig auftretenden Schadstoffgruppen wie Formaldehyd, flüchtige Kohlenwasserstoffe, Radon, etc. können
mit Überblicksmessungen mit relativ geringem Aufwand Aussagen über die Schadstoffsituation getroffen
werden.
Aufgrund der typischen Bauweise empfiehlt sich eine Raumluftuntersuchung vor allem bei Fertigteilhäusern,
die vor 1985 gebaut wurden (Risikofaktor erhöhte Formaldehydbelastung durch ältere Spanplatten), bei
11
Qualität vorhandener Fenster bewerten: Thermische Althaussanierung, Unterlage zum Update FENSTER in
der Sanierung 2013, klimaaktiv
12
Leitfaden Fenstersanierung:
http://www.bauxund.at/fileadmin/user_upload/media/service/fensterstudie/2010bauXundStudie_OekoKaufW
ien_LeitfadenFenstersanierung__behindertengerecht.pdf
28
Betonplattenbauten der sechziger und siebziger Jahre (Risikofaktor PCB) sowie bei großflächig imprägnierten
Holzflächen.
13
Innentüren: Schalldämmung, Lüftungsquerschnitte bei Lüftungsanlagen
Elektroanlagen, Beleuchtung und Geräte: Effizienz der Beleuchtung (Art, Steuerung, Leuchtmittel)
14
Wärmeabgabe und Regelung (Raumtemperaturen und Zufriedenheit): Wärmeabgabesystem, Vorlauf- und
Rücklauftemperaturen, Hydraulischer Abgleich durchgeführt/möglich (K-Ventile), Einstellung der Regelung
(geeignetes Programm), Heizkurve. weiter mit Heizungs-Check (klimaaktiv).
Schallschutz: Schallschutz bei Wänden und Fenstern (mangelnde Luftdichte bedingt auch Schallübertragung),
Trittschalldämmung (schwimmender Estrich ohne Wandkontakt).
Barrierefreiheit: Hindernisse, die man bei einem nächsten Umbau zurückbauen könnte:
• Horizontal, d. h. zu schmale Türen, Hauseingänge – mind. 80 cm, Hausflure: besser: 1,70 m
• Vertikal, d. h. Treppen, Stufen, Schwellen – max. 2 cm, Absätze, Rampen max. 6 %
• Räumlich, d. h. Nischen, zu wenig Platz vor / hinter Türen, ungünstige Raumanordnung - mind: 1,5 m
• Ergonomisch, d. h. Handhabung und Erreichbarkeit, keine Haltegriffe, Thermostate, Bedienelemente
an Türen für Hilfsmittelnutzer – ca. 85 cm, max. 105 cm
• Sensorisch d. h. kontrastreich
Küche, Bad, WC
Küchennutzung (viel/wenig Kochen, Geräte): Alter und Stromverbrauch der Geräte, mögliche
Warmwasseranschlüsse, Betriebszeiten (Option Lastmanagement, Eigenverbrauch PV-Strom erhöhen);
Kochen/Backen mit Gas, Holzherde. Aufstellort Kühlgeräte (Sonnenbestrahlung, Keller).
Wäschetrocknung: Art der Trocknung - Feuchteprobleme in der Wohnung?
Leitungslängen (Wasser, Abwasser): Verluste durch Zirkulation.
Abluftanlagen, Lüftungsanlage: Reinigbarkeit von Lüftungsanlagen, Abluft Küche wohin? Mögliche Undichtheit
/ Lüftungswärmeverluste durch die Abluftöffnung.
Hilfsmittel für Bestandsaufnahmen
Die folgenden einfachen Hilfsmittel können für Bestandsaufnahmen sehr nützlich sein, vorausgesetzt man kann
die Ergebnisse richtig interpretieren und Schäden durch die Untersuchung vermeiden:
• Taschenmesser zum Freilegen und Entnehmen von Proben aus Holz und Mauerwerk
• Stichel zur Bestimmung der Holzfestigkeit (Nagelprobe)
• Hammer zum Abklopfen und Prüfen hohler Putzstellen
• Extra starke Nähnadel zum Messen der Putzstärke
• Spachtel für Kratzproben
• Stemmeisen zum Freilegen von Bauteilen und Öffnen von Deckeln
• Stahlkugel zum Nachweis von Gefällen
• Lot und Wasserwaage
13
Richtlinie zur Bewertung der Luftqualität von Innenräumen, http://www.bmlfuw.gv.at/umwelt/luft-laerm-
verkehr/luft/innenraumluft/richtlinie_innenraum.html
14
Elektrobefund ÖVE/ÖNORM E 8001
29
• Schiebelehre zur Feststellung von Rohrdimensionen
• Kompass zur Feststellung der Orientierung
• Fernglas zur Erkundung unzugänglicher Bereiche (Fassade, Dach)
• Metallsuchgerät
• Stethoskop zur Verfolgung von Fließgeräuschen und Hohlräumen
• Elektronisches Luftfeuchte- und Temperaturmessgerät
• Rauchröhrchen zur Feststellung von Luftbewegungen
• Multifunktions-Messgerät (z.B. Testo)
2.2.3. Methodische Hinweise für das Herausarbeiten der geeigneten Maßnahmen
Grundsätzlich kann unterschieden werden:
• Not-Instandhaltung (Schäden reparieren damit Funktion kurzfristig sichergestellt bleibt)
• Plan-Instandhaltung (zusätzlich vorausschauend, um Standard längerfristig zu halten)
• Verbesserung (Standard verbessern, zusätzliche Funktionen, Energiesparen)
In Zusammenhang mit den Erkundigungen zur Einschätzung der Werthaltung des Beratungskunden (siehe
besondere Umstände; Zuordnung zu einer der typischen Gruppen von Bauherrn), den herausgearbeiteten
Erwartungen, den finanziellen Möglichkeiten und der Investitionsbereitschaft lässt sich die geeignete
Beratungsstrategie herausfinden.
15
Dazu können folgende Darstellungen genutzt werden:
• Gesamtbetrachtung zur ohnehin erforderlichen Instandhaltung (Sowieso Kosten) unter Beachtung der
Lebensdauer von Bauteilen
• Optimaler Einsatz eines bestimmten Budgets (5 Stufen, Kosten eingesparte kWh)
• Kombination von Maßnahmen, Erarbeitung eines Sanierungs-Stufenplanes, ev. längerfristig
15
Z.B. www.nasabau.de
30
Lebensdauer von Bauteilen
Typische Lebensdauern von Bauteilen geben Auskunft darüber, welche Maßnahmen in den nächsten Jahren
einzuplanen sind. Damit können Maßnahmen zur Energieeinsparung mit Instandhaltungsmaßnahmen
abgestimmt und wirtschaftlich optimiert werden („Sowieso Kosten“). Gemeinsam mit den für den Einsatz in der
Wirtschaftlichkeitsrechnung genormten „Rechnerischen Nutzungsdauer“ (gleichbedeutend mit einer
„Mindesthaltbarkeit“, Tabelle 11-7) können die Tabellenwerte zur Diskussion langfristiger Maßnahmen bzw.
zur Gestaltung von Stufenplänen für die Umsetzung einer kontinuierlichen Verbesserung eingesetzt werden.
Tabelle 2-9: Lebensdauer Bauteile und Bauteilschichten
Hartholz, Aluminium 40-60 50
Weichholz 30-50 40
Stahl, verzinkt 40-50 45
Kunststoff 40-60 50
Mehrschei ben-Is ol i ergl as 20-30 25
Glasabdichtung durch Dichtprofile 15-25 20
Glasabdichtung durch Dichtstoffe (Silicone o.ä.) 10-25 12
Flügeldichtungsprofile 15-25 18
Zementputz, Kalkzementputz 20-50 40
Kunststoffputz 25-35 30
Wärmedämmverbundsystem 25-45 30
Hei zkes s el 20-30 30
Pumpe 10-20 15
Zinkblech 25-40 35
Dachziegel, Betondachsteine 40-60 50
Kupfer 40-100 50
Fas erzementpl atten 30-50 40
Bi tumen 50 50
Dampfbrems e (PE) 50 50
Drai nageplatte (EPS) 40 40
PE Dichtungsbahn 20-30 25
Polyethylenbahn 50 50
PVC-Dichtungsbahn 30 30
Vlies (PE,PP) 50 50
Brettschi chtholz 100 100
Hol zfaserplatte 50-60 55
Holzwolle 50 50
MDF-Platte, OSB Pl atte 60 60
Schnittholz 50-100 75
Spanplatte 60 60
Fliesen + Kl eber 50 50
Gummi 25 25
Holzboden, Massivparkett, Mehrschichtparkett 25 25
Laminatboden DPL, Linoleum 10 10
Lebens-
erwartung
(Jahre)
Außenfenster,
Außentüren
Rahmen/Flügel
Verglasung, Abdichtung
Bauteil
Beschreibung
Mittlere
Lebens-
erwartung
(Jahre)
Außenputz
Heizung
Dacheindeckungen
Abdichtungen,
Beschichtungen,
Folien
Holzbaustoffe
Beläge,
Fußböden,
Textilien
31
Rest-Lebensdauer der vorhandenen Komponenten:
In einem 10 Jahre-Raster kann der Stand der bereits verbrauchten Lebensdauer eingetragen werden, damit
kann die Notwendigkeit einer planmäßigen und vorausschauenden Instandhaltung illustriert werden (z.B. durch
Markierung der entsprechenden Felder).
Abbildung 2-1: Erfassung der Restlebensdauer von Bauteilen
Verbesserungen – Energieeinsparung in 5 Stufen (nach NaSaBau)
In der folgenden Tabelle sind die Bandbreiten der Investitionskosten möglicher Maßnahmen(pakete)
zusammengefasst. Ausgehend von einem verfügbaren Budget (Tabelle 2-8) kann so eine schnelle Orientierung
/ Einigung geschaffen werden, welche Handlungsbereiche primär gemeinsam betrachtet werden sollen.
Tabelle 2-10: Größenordnung der Kosten von Maßnahmen
Methoden der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
Alle für eine überschlägige Wirtschaftlichkeitsrechnung nötigen Informationen werden in Kapitel 11.1
behandelt und finden sich immer wieder in Rechenbeispielen im HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG. Hier
werden die in einer Energieberatung möglichen einfachen Betrachtungsweisen kurz vorgestellt. Die Wahl der
Betrachtungsweise(n) sollte Teil einer Vereinbarung mit dem Kunden bzw. der Kundin sein, da das Vertrauen in
die Darstellung einen wichtigen Aspekt der Akzeptanz der Beratungsergebnisse darstellt.
Anmerkung: Hier gibt es z.B. ein kulturell bedingtes West-Ost-Gefälle in Österreich (größere Bedeutung von
langfristiger Erhaltung und Wertzuwachs im Westen – besonders in der benachbarten Schweiz / größere
Bedeutung von kurzfristiger Wirtschaftlichkeit und Einsparung im Osten) sowie den Vorrang der absoluten
Höhe (Grenze nach oben) von Investitionskosten gegenüber einer Gesamtkostenrechnung (Investition +
jährliche Einsparungen) bei sinkenden Einkommen und Ersparnissen.
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Fenster
Putz
Dach
Heizung
Massivbau
Metalle
Folien
Holz
Dämmung
Böden
Bereits abgelaufener Abschnitt der Lebensdauer in Jahren
Bauteil
Bewohnerverhalten x
Stromnutzung x x
Stromerzeugung x x
Wärmeverteilung x x x
Wärmeerzeugung x x x
Gebäudehülle x x x x
Größenordnung der Investitionskosten
Maßnahmenbereich
0 €
100 €
1.000 €
10.000 €
Über
10.000 €
32
Kombination von Maßnahmen
Energiesparmaßnahmen rechnen sich oft, wenn man sie zum richtigen Zeitpunkt setzt, indem man sie mit
anderen ohnehin geplanten notwendigen Maßnahmen kombiniert: Die Matrix zeigt, bei welchen Maßnahmen
Synergien besonders zu beachten sind. Teilweise handelt es sich dabei um Empfehlungen, die verhindern
sollen, dass es zu Folgeschäden kommt (z.B. Lüftungseinbau bei Fenstersanierung zur Vermeidung von
Oberflächenkondensation, Feuchtesanierung vor Dämmung zur Vermeidung von Bauschäden).
Tabelle 2-11: Synergien von Energieeinsparung und Gebäudeerhaltung
In ähnlicher Weise ist zu beachten, dass sich Nutzen von Maßnahmen in Maßnahmenpaketen nicht immer
direkt addieren lassen (z.B. sinkt der Nutzungsgrad eines Kessels bei niedrigerem Energiebedarf durch
Dämmmaßnahmen, Temperaturen in bisher schwer beheizbaren Gebäudeteilen werden steigen). Auf der
anderen Seite ergeben sich Kosteneinsparungen durch gemeinsame Baustelleneinrichtung bzw.
Wiederherstellung von Bauteilen bei Installationsarbeiten). Diese Umstände gleichen sich tendenziell aus. Für
eine erste Abschätzung können daher die Ergebnisse der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der einzelnen
Maßnahmen für die Beurteilung des Gesamtpaktes herangezogen werden.
2.3. Erhebung der Grunddaten
Die wichtigste Grundlage der Energieberatung ist die Erfassung aller energetisch relevanten Gegebenheiten des
Gebäudes. Das betrifft einerseits die bau- und haustechnischen Komponenten im Zusammenspiel mit den
örtlichen Gegebenheiten (Klima, Exposition), andererseits die Nutzung des Gebäudes (Beheizung,
Gerätenutzung etc.).
Nur von einem ausreichend genau definierten Ausgangszustand aus kann Energieberatung die wichtigsten
Handlungsfelder definieren und Maßnahmen vorschlagen und bewerten (energetisch, ökonomisch und im
Zusammenhang mit der Instandhaltung bzw. Verbesserung des Gebäudes).
Zur Sammlung dieser Informationen werden unterschiedliche Methoden angewendet. Während die
Berechnungen für den Energieausweis eine normgemäße Nutzung des Gebäudes annehmen, muss
Energieberatung auch Informationen über die tatsächliche Nutzung erheben, will sie realitätsnahe Aussagen zu
Einsparmöglichkeiten treffen.
Berücksichtigt man in der normgemäßen normgerechten Ermittlung des Energiebedarf das tatsächliche
Nutzerverhalten, so zeigt sich am Grad der Übereinstimmung dieses berechneten Energiebedarfs mit dem
tatsächlichen Verbrauch des Gebäudes, wie zuverlässig die Ergebnisse einer Energieberatung sein dürften. Eine
Energieberatung ohne Abgleich zwischen Verbrauch und Bedarf wäre grob fahrlässig (Janssen, 2010). Genau
dazu sind Rechenverfahren sinnvoll, welche die Variation möglichst vieler Einflussgrößen ermöglichen. Je
unklarer die Datenlage und spezifisch die Umstände eines Beratungsfalles sind, desto besser kann die
Datenerhebung dadurch unterstützt werden.
Fassadenrenovierung
Feuchtesanierung
Hei zkes s el erneuerung
Dacherneuerung
Dachausbau
Fenstererneuerung
Einbau
kontrollierte
Wohnraum-
lüftung
Außenwand-
dämmung
Dämmung
Maßnahmen
(Energieeinsparung /
Erhaltung bzw.
Sanierung)
Dach-
dämmung
Dämmung
oberste
Geschoß-
decke
Passivhaus-
fenster
Umstieg auf
erneuerbare
Energie
Solaranlage
33
Energiebedarf: Rechnerisch ermittelte Energiemenge. Die Menge an Energie, die ein Gebäude unter
festgelegten Bedingungen in einem bestimmten Zeitraum benötigt. Der Energiebedarf ist eine kalkulatorische
Größe und wird nach einem definierten Verfahren berechnet.
Energieverbrauch: Im Unterschied zum Energiebedarf ist der Energieverbrauch eine gemessene Größe: die
Menge Energie, die tatsächlich in einem bestimmten Zeitraum verbraucht wurde. Daher schließt der
Energieverbrauch das reale Klima und das Nutzerverhalten ein. Um den Einfluss des von Jahr zu Jahr
verschiedenen Außenklimas zu neutralisieren, kann eine normierte Klimabereinigung vorgenommen werden.
Exergie: Physikalisch gesehen kann Energie nicht verbraucht, sondern nur in andere Energieformen
umgewandelt werden. „Verbraucht“ werden kann nur die energetische Wertigkeit (Exergie), z.B. die Fähigkeit,
Arbeit zu verrichten (Beispiel: die zum Betrieb von Leuchten und Computern benötigte elektrische Energie wird
vollständig in Wärme umgewandelt, diese lässt aber keine höherwertige Nutzung mehr zu). Dennoch hat sich
der Begriff eingebürgert.
Die Algorithmen und Erhebungsmethoden des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG wurden in dem im Rahmen
eines FFG Projektes erstellten und auf MS Excel programmierten Beratungsprogramm K60 (Kuchar, 60 Minuten
Energieberatung, 2012) weiterentwickelt. Alle Vereinfachungen und Datenaktualisierungen wurden mit K60
erstellt bzw. nachgerechnet und die Checklisten für die Datenerhebung an die Anforderungen des
Programmpaketes angepasst.
Tabelle 2-12: Bedeutung der Datenerhebung in der Energieberatung
In jedem Beratungsfall müssen grundlegende Informationen erfasst und dokumentiert werden. Diese dienen
• der schnellen Erfassung der grundsätzlichen Charakteristik und der zu erwartenden Fragestellungen,
• der Entscheidung über Zuständigkeit und weitere Bearbeitung (z.B. Zeitbedarf, Vorortbesuch,
benötigte Unterlagen),
• einer geordneten Ablage und Weitergabe innerhalb einer Beratungsstelle bzw. während eines
längeren Begleitprozesses durch Planung und Errichtung,
• der Dokumentation für statistische Auswertungen, Evaluierung und Qualitätssicherung.
Wichtige Grunddaten sind:
• Kontaktdaten des Beratungskunden bzw. der Beratungskundin.
• Objektart und –alter.
• Besondere Umstände des Objektes.
Beratungs-
stelle
Vor Ort
Energi everbra uch
Rechnungen, Zählerstände oder
Mengenschätzungen
Sammlung und Auswertung
der Daten über einen längeren
Zei traum, gemei ns a me
Mengenklärung
Sehr hoch Sehr hoch
Klima
Standortklima öffentlich
zugänglich, subjektive Beurteilung
Mikroklima durch Bewohner und
Bewohnerinnen
Auswertung verfügbarer
Datenquellen + persönliche
Einschätzung
Hoch Sehr hoch
Bau- und
Haustechnik
Fehlende oder unvollständige
Unterlagen (Abmessungen,
technische Ausführung)
Begehung und Aufnahme aller
energeti sch rel evanten
Gegebenhei ten
Geri ng
Hoch (Begehung)
Sehr hoch (mit Eingriffen
und Messungen)
Benutzungs-
verhalten
Unterschiedliche Wahrnehmung
der Bewohner und Bewohnerinnen
Befragung, Messung bzw.
Beurteilung nach
Demonstration
Geri ng
Mäßig (durch Abgleich
zwischen Verbrauch und
Erhebung steigerbar)
Elektrogeräte
Die mei sten Geräte si nd l ei cht
messbar und / oder über
Typenschilder beschrieben.
Zählung, Ablesung, Messung.
Erfragen von Nutzungszeiten
Geri ng Sehr hoch
Erreichbare Genauigkeit
Erhebungsbereich
Typische Datenlage
Vorgehensweise in der
Energieberatung
34
• Anlass für die Beratung und Fragestellungen, die in der Beratung bearbeitet und / oder gelöst werden
sollten.
• Bisherige wärmetechnische Investitionen, besonders auffällige Schäden oder bereits geplante
Sanierungsmaßnahmen
• Grundsätzliche Investitionsbereitschaft sowie Bereitschaft, innovative und nachhaltige Technologien
einzusetzen.
In dieser Aufstellung zeigen sich die zentralen Qualitäten der individuellen Energieberatung:
• Im Mittelpunkt stehen die konkreten Fragen der Beratungskunden.
• Die Beratung nimmt die tatsächliche Situation des Objektes (Bauzustand, physikalische und
wirtschaftliche Werte) als Ausgangsbasis für die Analyse und Maßnahmenplanung.
• Der Berater / die Beraterin kennt seine / ihre Grenzen und greift bei Bedarf auf andere Ressourcen in
der Beratungseinrichtung zurück oder verweist auf besser geeignete Dienstleistungen (z.B. für
gewerbliche Objekte).
2.4. Einführung in die Abfrage der Einflussbereiche
Der für die energiewirtschaftliche (Einsparungsziel = Geld) und energie-ökologische (Einsparungsziel = fossile
und nukleare Primärenergie oder Emission von Treibhausgasen) Betrachtung eines Hauses wichtige Größe ist
die zur Beheizung und Stromversorgung gekaufte und dem Gebäude zugeführte Endenergie.
In diesem Handbuch werden für die Gebäudeanalyse die folgenden Einflussbereiche qualitativ und überschlägig
quantitativ erhoben und dokumentiert:
• Gebäudemaße für die Ermittlung von Kennzahlen
o Hüllfläche und Volumen der beheizbaren
16
Gebäudeteile
o Brutto- und Nutzflächen der beheizbaren Gebäudeteile (im HANDBUCH FÜR
ENERGIEBERATER vorrangig verwendet: beheizbare Bruttogrundfläche) (*)
o Wichtig: Die genaue Zuordnung von beheizbaren und nicht beheizbaren Gebäudeteilen ist
eine Voraussetzung für die korrekte Beurteilung des Ist-Zustandes.
• Energieverbrauch
o Brennstoffverbrauch (Energie und Kosten) (*) für alle eingesetzten Energieträger
o Stromverbrauch (Energie und Kosten, ggf. aufgegliedert)
o Ermittlung der relevanten Energiekennzahlen
o Zusatzinformationen zur Interpretation der Erhebungsdaten: Wichtig, da z.B. auch Holz aus
eigener Bringung mit einem konkreten Wert in eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung eingehen
sollte
• Klima und Mikroklima am Standort
o Seehöhe (*): Durch die klimatisch relativ einheitliche Situation in Österreich (geringe Nord-
Süd-Ausdehnung) können aus der Seehöhe ausreichend genaue Schlüsse auf das
Standortklima gezogen werden (Ausnahme z.B. Nebellagen / Tabelle 4-5
o Außentemperatur und etwaige Abweichungen von durchschnittlichen Verhältnissen
o Einstrahlungsverhältnisse und etwaige Abweichungen von durchschnittlichen Verhältnissen
o Windverhältnisse und etwaige Abweichungen von durchschnittlichen Verhältnissen
16
Prinzipiell durch Vorhandensein wärmeabgebender Einrichtungen beheizbar, auch wenn diese (temporär)
nicht tatsächlich betrieben werden.
35
• Baukörper
o Baustoffe und Bauteile mit U-Werten (*) und Erhaltungszuständen: Die überschlägige
Zuordnung ist auch ohne Eingriffe über typische Bauweisen zu den Zeitpunkten der
Errichtung und früherer Sanierungen möglich.
o Wärmebrücken und Undichtheiten in der Gebäudehülle
o Fenster mit Orientierung, Verschattung und Schließverhalten
o Speicherfähigkeit (Sommerverhalten, Überwärmung)
o Bauschäden und sichtbare Schwachstellen
• Benutzungsdaten
o Personenzahl und -anwesenheit (Abwärme)
o Beleuchtung und Elektrogeräte (Stromverbrauch sowie heizungsrelevante Abwärme)
o Mittlere Raumtemperaturen (inklusive Teilbeheizung und Abwesenheiten)
o Lüftungsverhalten
o Dokumentation von besonderen Umständen, die eine Abweichung von durchschnittlichen
Verhältnissen bedingen bzw. nahelegen
• Heizanlage
o Gesamtnutzungsgrad (*)
o Nutzung von Sonnenenergie und Umweltwärme: Ausmaß und Einbindung
o Wärmeerzeugung
o Wärmespeicherung, -verteilung und Regelung)
o Wärmerückgewinnung (z.B. Lüftung, Kamin)
o Erkennbare Schwachstellen
• Warmwasser
o Warmwasserbedarf
o Gesamtnutzungsgrad (Wärmeerzeugung, -speicherung, -verteilung)
o Nutzung von Sonnenenergie und Umweltwärme: Ausmaß und Einbindung
o Wärmerückgewinnung (z.B. Speicherabwärme)
o Erkennbare Schwachstellen
• Strombedarf und -deckung
o Geräteausstattung
o Nutzungsdaten
o Eigenstromerzeugung durch Photovoltaik
(*): In einer kurzen Energieberatung (ausschließlich über die Grobanalyse) werden ausschließlich die so
gekennzeichneten Abfragen eingesetzt.
2.5. Datenabgleich Energieverbrauch - Energiebedarf
Die folgende Grafik zeigt die für den Datenabgleich benötigten Informationen. Das HANDBUCH FÜR
ENERGIEBERATUNG hilft dabei, alle diese Informationen in ausreichender Genauigkeit zu sammeln und die
nötigen Rechenwerte daraus abzuleiten. Die Gebäudeerhebung sollte so auf die Sammlung jener
Einflussgrößen konzentriert werden, die für die Maßnahmenplanung und –bewertung von Bedeutung sind.
Im Idealfall stimmen Verbrauchs- und Bedarfskennzahlen nach der Datenanalyse mit akzeptabler Abweichung
(+/- 10 %) überein. Dann kann man direkt mit den erhobenen Informationen fortfahren. Liegt die Abweichung
höher, erfolgt der Datenabgleich gemeinsam mit dem Beratungskunden bzw. der Beratungskundin in der
Weise, dass die wahrscheinlichsten Fehlerquellen definiert, bewertet und in Korrekturen umgesetzt werden.
Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis die Kennzahlen übereinstimmen. Alle Korrekturen werden
vermerkt.
36
Mögliche Fehlerquellen, welche im Gespräch identifiziert und noch einmal überprüft werden können, sind z.B.:
Warmwasserbedarf oder –verteilverluste, mittlere Innentemperaturen, im Energieverbrauch vergessene
Zusatzheizung. Nach erfolgtem Datenabgleich sollte auch ein über diese Methode ermittelter Heizwärmebedarf
(HWB) eine ausreichend genaue Vorhersage für das Ergebnis einer Energieausweisberechnung ermöglichen.
Abbildung 2-2: Datenabgleich mit Energiekennzahlen
Der Datenabgleich sollte auf jener Ebene erfolgen, die sowohl für das Verständnis von Energieberater/in und
Beratungskunden/in, als auch für die Erwartung an die Beratung hilfreicher ist (z.B. Auf der Ebene Nutzenergie,
wenn ein Energieausweis vorliegt). Ein weiteres Kriterium ist die Qualität der Datenlage: Bei eindeutiger
Ermittlung der Energieverbräuche bietet sich der Datenabgleich Endenergie an, bei Vorhandensein eines
Energieausweises der Datenabgleich Nutzenergie.
2.6. Situationsbeschreibung mit Skizzen und Fotos
Skizzen und Fotos können eine Situationsbeschreibung unterstützen, wenn einige Regeln eingehalten werden:
• Wenn Sie Baumängel erkennen oder vermuten, dann kann man diese leichter einem Dritten
vermitteln, wenn man Fotos und / oder Skizzen vorlegen kann.
• Ein Foto, welches ein Bauproblem darstellt, ist alleine nicht aussagefähig, da der
Gesamtzusammenhang sich nicht erschließt. Wird das Objekt gleichzeitig von weitem aufgenommen,
kann man den Zusammenhang erkennen
• Besonders hilfreich ist eine Kombination von bildlichen Aufzeichnungen: z.B. Thermographieaufnahme
+ Foto + alte Plankopien oder Detailzeichnungen.
37
3. Datenabgleich Energieverbrauch – Energiebedarf
3.1. Energieverbrauchskennzahl
3.1.1. Energiebezugsgrößen
In der Energieberatung ist die Beurteilung des Einsparpotenzials einer Altbausanierung nur anhand der
Beurteilung des tatsächlichen derzeitigen Energieverbrauchs (wenn das Objekt genutzt wird) möglich. Dazu
wird eine geeignete Energieverbrauchskennzahl ermittelt. Diese darf nicht mit den z.B. für einen
Energieausweis berechneten Energiebedarfskennzahlen verwechselt werden. In der Energieberatung wird von
einer konkreten Verbrauchssituation (tatsächliche Benutzungsdaten, Heizung und mikroklimatische
Gegebenheiten) ausgegangen, um wirtschaftlich sinnvolle Maßnahmen definieren und bewerten zu können. Im
Energieausweis muss ein Gebäude möglichst unabhängig von der tatsächlichen Benutzung und von kurzfristig
änderbaren Einrichtungen beurteilt werden, um den durchschnittlichen (!) Energiebedarf als eine wichtige
Kenngröße in die Bewertung als Immobilie zu integrieren.
Es kommen in der Energieberatung drei Bezugsgrößen zur Anwendung.
Rauminhalt: Für den Vergleich von Luftwechsel und Lüftungsverlusten sowie bei Objekten mit von der
Wohnnutzung stark abweichenden Raumhöhen; Brutto oder Netto mit jeweiligen Umrechnungsfaktoren. Im
Prinzip wäre das Objektvolumen auch für die Transmissionswärmeverluste die genauere Bezugsgröße, nicht
allerdings für den Heizenergiebedarf, in dem personen- und flächenbezogene Anteile auch berücksichtigt sind.
Energiebezugsfläche: Für den Vergleich des Gesamtenergiebedarfs, da sich durch ähnliche Raumhöhen und
Flächenbelegungen ein Kompromiss aus den anderen Größen (Rauminhalt, Personenzahl) ergibt, sowie einiger
Elemente des Stromverbrauchs (z.B. Haustechnik, Beleuchtung). Brutto oder Netto, für den beheizbaren
Bereich (nicht beheizbare Gebäudeteile werden als Pufferräume berücksichtigt, nicht beheizte, aber
beheizbare Räume über eine Reduktion der durchschnittlichen Raumtemperatur).
Personenzahl: Für den Vergleich des Warmwasserbedarfs und eines Großteils des Stromverbrauches;
berücksichtigt werden ständige Benutzer des Objektes.
Beispiel 3-1: Ermittlung der Energiebezugsfläche
Ein Einfamilienhaus hat ein Erdgeschoß (Bruttogeschoßhöhe 3,0 m) und ein ausgebautes Dachgeschoß mit
Satteldach. Die Bruttofläche eines Geschoßes beträgt 80 m
2
, Raumhöhe im Dachgeschoß beträgt am
höchsten Punkt 3,6 m, der Dachaufbau hat eine Dicke von ca. 40 cm. Wie groß ist die Energiebezugsfläche?
Bruttovolumen Obergeschoß = 80 • (3,6 + 0,4) / 2 = 160 m
3
Äquivalente Bruttogrundfläche = 160 / 3,0 = ca. 53 m
2
Gesamte Bruttogrundfläche = 80 + 53 = 133 m
2
38
3.1.2. Ermittlung der Energiebezugsfläche
Für Wohngebäude wird die Bruttogrundfläche als Basis für die Ermittlung der Energiebezugsfläche, auf der die
Gebäudeanalyse und Maßnahmenbewertung aufbaut, herangezogen. Um diese Rechenbasis für die
Energieberatung optimal zu gestalten, sollte die folgende Vorgehensweise eingehalten werden:
• Zur Energiebezugsfläche gehören alle nur durch Beheizung oder Klimatisierung nutzbaren und
entsprechend ausgerüsteten Grundflächen des Gebäudes.
• Die Ermittlung erfolgt aus den äußeren Abmessungen einschließlich angrenzender Wände und
Brüstungen.
• Treppenläufe zählen als geschlossene Flächen
• Faktoren zur Berechnung der Energiebezugsgröße aus Nettoflächen (Wohnnutzflächen):
o Einfamilienhaus und Reihenhaus: 1,2 bis 1,5 (Mittelwert 1,35)
o Mehrfamilienhaus: 1,2 bis 1,3 (Mittelwert 1,25)
• Nicht eingerechnet werden Wintergärten und verglaste Veranden, Lager-, Heiz- und Maschinenräume,
unbeheizte Keller- und Dachräume nur dann, wenn keine Heizflächen installiert sind. Etwaige
elektrische Heizer werden dann in den Stromverbrauch eingerechnet.
• Bei nicht konstanten Geschoßhöhen wird das Bruttovolumen abgeschätzt und durch die mittlere
Bruttogeschoßhöhe eines Vollgeschoßes (z.B. Erdgeschoß) dividiert.
3.1.3. Energieverbrauch und Energiekosten
Tabelle 3-1: Energieträgerrechenwerte (Frey, 1981)
Für die Energieberatung reicht die Genauigkeit verfügbarer Tabellenwerte aus. Wenn Schwankungsbreiten
angegeben worden sind, ist bei unbekannten tatsächlichen Werten der Mittelwert aus der Tabelle zu
übernehmen. Häufig vorkommende Spezialfälle betreffen Erdgas und Biomasse als Brennstoffe
l
830
12,0 10,0
l
930
11,4 10,5
m
3
0,70 13,5 9,5-10,2
H
O
: 10,7 (9,5-11,0) kWh/m
3
H
U
: 8,4-9,8 kWh/m
3
kg
2,02
kg
750 je nach Herkunft
(Ei er) Bri kett kg
— je nach Herkunft
kg
500 je nach Herkunft
kg
— je nach Herkunft
Bri kett kg
710 je nach Herkunft
Buche rm
495
3,9 1.930
20 % Wa s sergehal t
Fi chte rm
335
4,1 1.380
20% Wa s sergehal t
Hartholz (Buche) srm
295
3,6 1.065
30 % Wa s sergehal t
Weichholz (Fichte) srm
205
3,8 765
30 % Wa s sergehal t
kg
800 unter 10 % Wassergeha l t
Holzpellets
kg
650 unter 10 % Wassergeha l t
kg
800 unter 10 % Wassergeha l t
kWh
—
— 1,0
NT Spei cher kWh
—
— 1,0
HT Direkt kWh
—
— 1,0
WP kWh
—
— 1,0
4,6
4,8
4,5
12,8
7,0 - 8,1
8,3
7,5 - 8,2
3,5 - 4,5
5,4 - 5,6
Strom:
Fernwärme
Rindenbriketts
Hol zbri ketts
Hackgut G30
Brennholz
Braunkohle
Koks
Steinkohle
Flüssiggas Propan/Butan
Erdgas
Heizöl leicht
Heizöl extra leicht
Energieträger
Mengen-
einheit
ρ
(kg/m3)
Heizwert H
u
Anmerkungen
(kWh/kg)
(kWh/
Einheit)
39
Erdgas: Der Heizwert pro m³ ist vom Druck in der Erdgasleitung und von der Temperatur abhängig. Daher
ergibt sich die hohe Bandbreite. Bei Vorliegen einer Gasrechnung muss man daher den Verbrauch in kWh für
die weitere Bewertung heranziehen, bzw. den Umrechnungsfaktor der Gasrechnung verwenden.
17
Allerdings
ist dabei zu beachten, das auf der Erdgasrechnung immer der Brennwert (H
O
=oberer Heizwert, vollständige
Kondensation der Abgase) aufscheint. Zum unteren Heizwert (H
U
, ohne Kondensation der Abgase) kommt man
durch Multiplikation mit 0,89. In den folgenden Rechnungen ist immer der Hu zu verwenden, die (teilweise)
Kondensation wird über den Nutzungsgrad berücksichtigt.
Nur bei Biomasse (vorrangig Holz) ist der Heizwert schwer zu bestimmen und schwankt durch Holzart und
Wassergehalt in einem großen Bereich (2,15 bis 5,2 kWh/kg). Erschwerend ist die Tatsache, dass Brennholz und
Hackgut üblicherweise in Volumeneinheiten verkauft werden (Raummeter geschlichtet oder geschüttet). Im
Zweifelsfall sollten sowohl der Wassergehalt als auch das Schüttgewicht durch Messung ermittelt werden.
Tabelle 3-2 kann auch herangezogen werden, um bei bekannter Holzart den Wassergehalt und dadurch den
Heizwert von z.B. Hackgut grob zu schätzen.
Tabelle 3-2: Holz als Energieträger (Frey, 1981)
Anmerkung: Zur Verdampfung von Wasser müssen ca. 0,7 kWh pro kg aufgewendet werden. Literaturwerte
schwanken, da das Wasser im Holz vor dem Verdampfen auf 100
o
C erwärmt werden muss, was nicht immer
17
Beispiel:
http://www.wienernetze.at/eportal/ep/programView.do/pageTypeId/65646/programId/38910/channelId/-
46192 (Mai 2015)
kg/fm
1)
kg/rm
2)
kg/srm
3)
kg/rm kWh/rm kWh/srm kg/rm kWh/rm kWh/srm kg/rm kWh/rm kWh/srm kg/rm kWh/rm kWh/srm
Nadelholz
Tanne 370 259 148 288 1324 756 312 1311 749 370 1277 729 518 1166 666
Fi chte 380 266 152 296 1360 777 320 1346 769 380 1311 749 532 1197 684
Ki efer 430 301 172 334 1538 879 363 1523 870 430 1484 848 602 1355 774
Lärche 450 315 180 350 1610 920 380 1594 911 450 1553 887 630 1418 810
Laubholz
Pappel 360 252 144 280 1246 712 304 1230 703 360 1188 679 504 1134 648
Wei de 370 259 148 288 1281 732 312 1264 722 370 1221 698 518 1166 666
Erl e 380 266 152 296 1315 752 320 1298 742 380 1254 717 532 1197 684
Ahorn 500 350 200 389 1731 989 422 1708 976 500 1650 943 700 1575 900
Ulme 530 371 212 412 1834 1048 447 1810 1034 530 1749 999 742 1670 954
Birke 530 371 212 412 1834 1048 447 1810 1034 530 1749 999 742 1670 954
Esche 550 385 220 428 1904 1088 464 1879 1073 550 1815 1037 770 1733 990
Buche 560 392 224 436 1938 1108 472 1913 1093 560 1848 1056 784 1764 1008
Eiche 570 399 228 443 1973 1127 481 1947 1113 570 1881 1075 798 1796 1026
5,20 kWh/kg
Getrocknet (10 % H
2
O)
Wasserfrei (0 % H
2
O)
5,00 kWh/kg
4,45 kWh/kg
4,60 kWh/kg
4,20 kWh/kg
3,45 kWh/kg
4,05 kWh/kg
3,30 kWh/kg
Lufttrocken (17 % H
2
O)
Waldtrocken (30 % H
2
O)
Erntefrisch (50 % H
2
O)
2,25 kWh/kg
2,15 kWh/kg
Holzarten
1): fm = Festmeter
2): rm = geschlichteter Raummeter (Stückholz) = fm * 0,7
3): s rm = Schüttra ummeter (Ha ckgut, Holzabfälle) = fm * 0,4
Beispiel 3-2: Überschlägige Ermittlung des Heizwertes von Hackgut
Von einer Lieferung Fichten-Hackgut wurden mehrere Proben zu je 10 Liter gezogen und gewogen. Der
Mittelwert beträgt 2,1 kg / 10 Liter. Wie hoch sind etwa Wassergehalt und Heizwert?
1 srm = 210 kg
Wassergehalt = (210 - 380 • 0,4) / 210 = 0,28 = 28 %
Holzanteil = 0,72 • 210 = 150 kg
40
berücksichtigt wird. Exakt sind es 2.257 KJ/kg für die Verdampfung und 334 kJ/kg für die Erwärmung (im
Brennraum) von ca. 20
o
C auf ca. 100
o
C.
Zur Umrechnung auf Schüttgut und auf abweichenden Wassergehalt können die folgenden Nährungen
herangezogen werden:
Allgemein: 1 fm (Festmeter) = 1 m
3
Holz ohne Luftzwischenräume
Stückholz: 1 Raummeter geschlichtet (rm) = ca. 0,7 Festmeter (fm)
Hackgut: 1 Schüttraummeter (srm) = ca. 0,35 fm: Gewicht und Heizwert (srm) = Tabellenwert (rm) • 0,5
Holzabfälle: 1 srm = ca. 0,4 fm: Gewicht und Heizwert (srm) = Tabellenwert (rm) • 0,6
Der Energieverbrauch wird für eine mittlere Heizperiode (Zeitraum vom Beginn der Heiztätigkeit im Herbst, bis
zur Beendigung im darauffolgenden Frühjahr) erfasst. Je länger der betrachtete und gemittelte Zeitraum ist,
desto genauer repräsentiert er das tatsächliche Klima und Nutzungsverhalten
.
Um Ungenauigkeiten durch schwer zuzuordnende Lieferungen zu vermeiden, sollen Durchschnittswerte aus
mehreren Heizperioden gebildet werden. Die Summe aller mittleren Energiemengen ergibt den
Jahresenergieverbrauch. Sind nur die Heizkosten bekannt, so können die Mengen überschlägig rückgerechnet
werden (diese Vorgangsweise sollte aber dokumentiert und kommentiert werden). Dabei ist zu beachten, dass
die Energiepreise in den letzten Jahren starken Schwankungen unterworfen waren.
WICHTIG: Immer die vom Beratungskunden genannten Zahlen verwenden! Falls keine Kosten angegeben
werden können (z.B. Holz aus eigener Bringung), muss trotzdem im Gespräch ein fiktiver, aber für die
Maßnahmenbewertung brauchbarer, Wert angegeben werden.
Beispiel 3-3: Heizwert von Holz
Aus den obigen Tabellenwerten lassen sich mit der Verdampfungsenergie von Wasser (0,7 kWh/kg Wasser)
die Heizwerte absolut trockenen („atro“) Holzes ermitteln:
Hartholz (Beispiel Buche, 10 % Wassergehalt): Heizwert
atro
= (1938 / 436 – 0,1 • 0,7) / 0,9 = ca. 4,85 kWh/kg
Die gleiche Rechnung ergibt für Weichholz ca. 5,1 kWh/kg (aufgrund des höheren Harzgehaltes).
Beispiel 3-4: Energiekosten
Einfamilienhaus mit Gasheizung (28.000 kWh/Jahr) und Kachelofen (ca. 3 rm Buchenholz pro Jahr). Das Gas
wurde um 0,075 € pro kWh eingekauft (Brennwert!), das Buchenholz selbst aus einem angrenzenden
Waldstück geholt.
Energieverbrauch = 28.000 + 3 • 1.930 = ca. 33.800 kWh/Jahr
Energiekosten: Für Buchenholz kann man entweder den anteiligen Aufwand für Pflege und Bringung
ermitteln sowie einen angemessenen Stundensatz für die Eigenleistung festlegen (z.B. Schätzung von 40
Stunden für die Aufarbeitung von 20 rm und Bewertung der Arbeitsstunde mit € 10,-). Als Alternative kann
der Marktpreis von Holz (für die Zukunft bzw. im Vergleich mit einem etwaigen Verkauf) von € 60,-/rm
herangezogen werden.
Energiekosten 1 = 28.000 • 0,075 + 3 / 20 • 40 • 10 = € 2.160,- pro Jahr oder ca. 0,07 €/kWh
Energiekosten 2 = 28.000 • 0,075 + 3 • 60 = € 2.180,- pro Jahr oder ca. 0,07 €/kWh
41
3.1.4. Kennzahlermittlung Heizung und Warmwasser und Bewertung
Die Energieverbrauchskennzahl – Heizung ist der jährliche Endenergieverbrauch in der Heizanlage, bezogen auf
1 m
2
beheizbare Bruttogrundfläche. Sie wird durch Division des jährlichen Energieverbrauchs durch die
Bruttogrundfläche errechnet.
Die mögliche Energieeinsparung ist eine erste grobe Abschätzung aus dem Energieverbrauch und der
beheizten Fläche. Sie dient als Entscheidungsgrundlage dafür, ob und in welcher Weise die Beratung
fortgesetzt werden soll, bzw. was von Verbesserungen zu erwarten ist. Eine annähernd verlässliche
Vorabschätzung der möglichen Einsparung ist gegeben, wenn der Energieverbrauch über mindestens
drei Heizperioden ermittelt worden ist. Da zu diesem Zeitpunkt auch alle wichtigen Einflussfaktoren nicht
bekannt sind, sollte die Energieverbrauchskennzahl im Zuge einer nachfolgenden Gebäudeanalyse überprüft
werden.
Die Bewertung der möglichen Energieeinsparung mit Tabelle 3-3: Bewertung von Energieverbrauchskennzahlen
(Frey, 1981) Tabelle 3-3, je nach Art der Warmwasserbereitung und Nutzungsart, ermöglicht eine erste
Abschätzung der Wirtschaftlichkeit eines Maßnahmenpakets.
Wärmepumpenheizungen: Diese können mit dieser Tabelle nicht mit anderen Technologien verglichen und
somit bewertet werden. Als einzige Technologie nutzt sie (1) am Aufstellort verfügbare Umgebungswärme und
ist (2) in ihrer Energieeffizienz von der Qualität der Gebäudehülle (nötige Temperatur der Wärmeabgabe)
abhängig. In erster Nähe können der Stromverbrauch mit dem Faktor 3 (entspricht einer durchschnittlichen
Jahresarbeitszahl) multipliziert und das Resultat mit der Tabelle bewertet werden.
Energiekosten: Der große Vorteil der Betrachtung des Endenergieverbrauchs ist die Möglichkeit, diesen direkt
in tatsächliche Energiekosten umzurechnen. Für eine erste Abschätzung können die Energieverbrauchszahlen in
Objekten mit Brennstoffheizungen (Holz, Kohle, Öl, Gas) mit dem mittleren Preis von € 0,1 für eine kWh
multipliziert und direkt in ein finanzielles Einsparpotenzial umgerechnet werden. Elektrische Direkt- und
Wärmepumpenheizungen können in erster Näherung € 0,25 für eine kWh eingesetzt werden.
Beispiel 3-5: Bewertung einer Wärmepumpenheizung
In einem Haus mit 150 m
2
BGF werden Raumheizung und Warmwasserbereitung mit einer Wärmepumpe
mit Erdkollektor und getrennter Stromzählung betrieben. Der ausgewiesene Verbrauch beträgt 6.000
kWh/Jahr.
Die Ermittlung der Energieverbrauchskennzahl ergibt:
E
Heiz
= 6000 / 150 • 3 = 120 kWh/m
2
.Jahr
Die Bewertung ergibt „niedrig bis durchschnittlich“. Damit ist die Wärmepumpe nicht optimal eingesetzt.
42
Tabelle 3-3: Bewertung von Energieverbrauchskennzahlen (Frey, 1981)
Tabelle 3-4: Interpretation der Bewertung des Energieverbrauchs
Die Energieverbrauchskennzahl ermöglicht eine sehr einfache erste Abschätzung des Einsparpotenzials
(Energieverbrauch und –kosten) und des mit den zu erwartenden Einsparungen finanzierbaren Anteils an den
Investitionskosten für ein Maßnahmenpaket. Dazu sind die folgenden Schritte nötig:
ganzjährig im Winter
unter 80 unter 70 unter 60
sehr niedrig
2)
80 - 130 70 - 120
60 - 110 niedrig
130 - 190 120 - 175 110 - 165 durchschnittlich
190 - 260 175 - 240 165 - 230 hoch
über 260 über 240 über 230 sehr hoch
unter 75 unter 60 unter 45
sehr niedrig
2)
75 - 125 60 - 110 45 - 95 niedrig
125 - 185 110 - 165 95 - 150 durchschnittlich
185 – 255 165 - 230 150 - 210 hoch
über 255 über 230 über 210 sehr hoch
unter 60 unter 55 unter 50
sehr niedrig
2)
60 - 110 55 - 105 50 - 95 niedrig
100 - 155 95 - 150 85 - 140 durchschnittlich
155 - 215 150 – 205 140 - 190 hoch
über 215 über 205 über 190 sehr hoch
1)
Für getrennte Warmwasserbereitung gilt: Kennzahl – Heizung = Kennzahl – Raumwärme
2)
Die Differenz der tatsächlichen Energieverbrauchskennzahl zu diesem Wert gibt das Einsparpotenzial für eine
umfassende Sanierung an.
Verwaltung, Schulen
Handel
Mehrfamilienhaus, Heime
Beherbergungsbetriebe
Wohnungen
Warmwasserbereitung
mit der Heizung
getrennt von
der Heizung
1)
(= E
Raumwärme
)
Ein- und
Zweifamilienhaus
Gebäudetyp
Ermittelte Energieverbrauchskennzahl – Heizung
Bewertung
(der möglichen
Energieeinsparung)
E
Heiz
(kWh/m
2
· Jahr)
Bewertung des
Energieverbrauchs
Sinnhaftigkeit von Maßnahmen Wirtschaftlichkeit Sanierungsmotive
„sehr hoch“ und
„hoch“
Umfassende Sanierung
wahrscheinlich wirtschaftlich.
Beitrag der Energieeinsparung
zur Investitionssumme
zwischen 50 und 100 % zu
erwarten.
Hauptmoti vation i s t der
offensichtlich schlechte
thermische und bauliche
Zustand.
„durchschnittlich“
Einzelne Maßnahmen
wahrscheinlich wirtschaftlich,
zu deren Identifikation ist eine
umfassende Analyse notwendig.
Beitrag der Energieeinsparung
zur Investitionssumme
zwischen 20 und 60 % zu
erwarten.
Hauptmotivation sind die
umfassende Behebung von
Mängeln sowie Werterhaltung.
„niedrig“
Weni ge geziel te wi rtschaftl i che
Maßnahmen möglich, Behebung
einzel ner Schwachstel l en.
Beitrag der Energieeinsparung
zur Investitionssumme bis zu
30 % zu erwarten.
Hauptmotivation sind
Ersatzinvestitionen, Behebung
unangenehmer Schwachstellen
und Komfortverbesserung.
„sehr niedrig“
Kaum wirtschaftliche
Maßnahmen möglich.
Beitrag der Energieeinsparung
zur Investitionssumme bis zu
20 % zu erwarten.
Hauptmotivation sind
Ers atzi nvesti ti onen,
Bestandserhaltung und
Komfortverbesserung.
43
Abschätzung eines Zielwertes der Energiekennzahl nach Sanierung: Je nach dem Umfang des geplanten
Maßnahmenpaketes sind Verbesserungen um eine Bewertungskategorie oder sogar bis zu Passivhausqualität
(E
Heiz
< 30 kWh/m
2
.Jahr) möglich.
Einsparpotenzial: Das Einsparpotenzial ergibt sich aus der Differenz der Energiekennzahlen „Ist“ und „Soll“,
multipliziert mit der Energiebezugsfläche.
Formel 3-1: Jährliches Einsparpotenzial durch thermische Sanierung in kWh
= (
,
,
) (/)
Formel 3-2: Jährliches Einsparpotenzial durch thermische Sanierung in €
= (
,
,
) (€/)
Barwert der Energieeinsparung über die Nutzungsdauer: Das jährliche Einsparpotenzial in Euro lässt sich mit
Definition von Finanzierungsbedingungen (Zinssatz eines Kredits oder einer konkurrierenden Anlage für
vorhandene Barmittel, rechnerische Nutzungsdauer des Maßnahmenpakets als Vorgabe für die Laufzeit der
Finanzierung) in einen Barwert (= Finanzierungsbeitrag) zum Zeitpunkt der Investition umrechnen.
Für eine erste Abschätzung wurden zum Zeitpunkt der Handbucherstellung (2015) die folgenden Rechenwerte
eingesetzt und für die Energieberatung zur Vereinfachung empfohlen:
• Überschlägiger Endenergiepreis: 0,1 €/kWh
• Rechnerische Nutzungsdauer eines Maßnahmenpakets:
o Heizung: 15 Jahre
o Bau: 30 Jahre
o Gesamtsanierung: 20 Jahre
• Kreditbedingungen (inklusive Gebühren): Zinssatz 4 %
• Verzinsung von Sparguthaben (inklusive Gebühren): 2 %
Formel 3-3: Barwert der jährlichen Einsparung durch thermische Sanierung in €
= / ä (€)
Tabelle 3-5: Annuitätsfaktoren zur Abschätzung der Wirtschaftlichkeit von Maßnahmenpaketen
Kredit (4 %) Sparen (2 %)
Bau 30 0,058
0,045
Heizung 15 0,090 0,078
Gesamtsanierung 25 0,064 0,051
Maßnahmenpaket
Annuitätsfaktoren
Rechnerische
Nutzungsdauer
(Jahre)
44
3.1.5. Stromverbrauch
Die Analyse des Stromverbrauchs ermöglicht Aussagen über Geräte, Nutzerverhalten und
Einsparmöglichkeiten. Die Zuordnung des Stromverbrauchs ist in jenen Fällen, in denen auch Heizung und /
oder Warmwasserbereitung elektrisch erfolgen, meist nicht direkt aus der Stromrechnung möglich. Statistische
Daten existieren allerdings, um Vergleichbarkeit zu gewährleisten, nur für Elektrogeräte + Beleuchtung.
Eine weitere wichtige Charakteristik des Stromverbrauchs ist die starke Abhängigkeit von zwei Bezugsgrößen:
der Anzahl der Personen im Haushalt (z.B. Kochen, Waschen) sowie der Wohnungsgröße (z.B. Hilfsenergie für
die Haustechnik). Eine Reihe von Nutzungen weist eine Mischcharakteristik auf (z.B. Beleuchtung).
In ein geeignetes Formular wie z.B. Abbildung 3-1 wird der Jahres-Stromverbrauch aus der Jahres-
Stromabrechnung als Gesamtverbrauch in Kilowattstunden (kWh) eingetragen. Der Stromverbrauch der letzten
2 oder 3 Jahre kann gemittelt werden, wenn sich in diesem Zeitraum weder Personenzahl noch die
verwendeten Elektrogeräte verändert haben. Die entsprechenden Schätzungen für Heizung und Warmwasser
können den folgenden Abschnitten entnommen werden. Wenn es keine genaueren Informationen darüber
gibt, ist eine Korrektur nicht sinnvoll, da Werte stark verfälscht sein könnten. Dann ist die Erhebung im Rahmen
einer Detailanalyse durchzuführen.
Beispiel 3-6: Einsparpotenzial für Gesamtsanierung
Großes Einfamilienhaus mit 300 m
2
beheizbare BGF in Graz, derzeit von einem älteren
Ehepaar bewohnt, soll saniert und für zwei Familien (Kinder) geteilt werden. Der derzeitige
Ölverbrauch (die Warmwasserbereitung erfolgt ganzjährig elektrisch) beträgt 5.400 Liter pro
Jahr, in den letzten Jahren waren das auch € 5.400.-.
Verbrauchsenergiekennzahl = 54.000 / 300 = ca. 180 kWh/m
2
.Jahr
Der Heizenergieverbrauch ist als „hoch“ einzustufen. Aus der Befragung geht allerdings
hervor, dass das Haus nur bei Besuchen ganz genutzt und dann voll beheizt wird. Eine
tatsächliche Temperatursenkung ist nicht direkt zu quantifizieren.
Einsparpotenzial: (180 – 60) • 300 = 36.000 kWh/Jahr oder € 3.600,- pro Jahr. Eine grobe
Abschätzung der Benutzungssituation lässt vermuten, dass der Energieverbrauch bei voller
Bewohnung um mindestens 25 % höher liegen würde: 225 • 300 = 67.500 kWh/Jahr. Das
Einsparpotenzial beträgt dann (225 – 60) • 300 = 49.500 kWh/Jahr = € 4.950,-.
Energiekennzahl-Verbrauch
vor der Sanierung
Kredit, 4 %, 25 Jahre (a =
0,064)
Einlage, 2 %, 25 Jahre (a =
0,051)
180 kWh/m
2
.Jahr € 56.250,- € 70.590,-
225 (+ 25 %) kWh/m
2
.Jahr € 77.340,- € 97.060,-
Der Barwert der Einsparung liegt im Bereich von € 50.000,- bis € 100.000,-. Eine umfassende
Sanierung kann damit kaum voll finanziert werden kann, die Energieeinsparung „übernimmt“
aber einen erheblichen Teil der Kosten, jene „Mehr“-Investitionen, die tatsächlich zur Senkung
des Energiebedarfs eingesetzt werden, wahrscheinlich sogar zur Gänze.
45
Abbildung 3-1: Checkliste für die Erhebung des Stromverbrauchs einer Wohnung
In der folgenden Tabelle ist der durchschnittliche Stromverbrauch in österreichischen Haushalten angegeben.
In den Werten sind durchschnittliche Wohnungsgrößen angenommen. Die verfügbare Wohnfläche hat sich in
Österreich in den letzten 30 Jahren von ca. 30 m
2
/Person (1985) auf ca. 42 m
2
/Person (2013) um etwa 40 %
erhöht. Daraus ergibt sich ein mittlerer Stromverbrauch pro m
2
Wohnfläche von ca. 37 kWh/Jahr.
In diesen Durchschnittswerten ist kein Stromverbrauch für die Warmwasserbereitung oder Heizung enthalten.
Diese Verbrauchsdaten für Heizung und Warmwasser müssen für den Vergleich mit den österreichischen
Durchschnittswerten gegebenenfalls abgezogen werden.
Tabelle 3-6: Stromverbrauch im Ein- und Zweifamilienhaus in Abhängigkeit von der Haushaltsgröße
18
18
www.co2online.de
Einfamilienhaus □ Wohnung □ Anzahl der Personen im Haushalt:
Jahresstromverbrauch laut letzter Abrechnung kWh/Jahr
Hochrechnung Jahresstromverbrauch aus einem bestimmten Ablesezeitraum
Abrechnungszeitraum von: bis: Anzahl Tage:
Stromverbrauch im Ablesezeitraum: kWh
Hochrechnung Stromverbrauch pro Jahr (365 Tage): kWh/Jahr
Warmwasserbereitung
Nicht elektrisch □ Elektrisch (inkl. Wärmepumpe) □
Stromverbrauch geschätzt □ Eigener Stromzähler □
Stromverbrauch für Warmwasser: kWh
Heizung
Nicht elektrisch □ Elektrisch (inkl. Wärmepumpe) □
Stromverbrauch geschätzt □ Eigener Stromzähler □
Stromverbrauch für die Heizung: kWh
Jahresstromverbrauch ohne Warmwasser und Heizung kWh/Jahr
kWh/Person.Jahr
Sehr Niedrig Niedrig
Durch-
schnittlich
Hoch Mittelwert
1-Personenhaushalt < 1.500 1.500 – 2.200 2.200 – 3.200 > 3.200 2.700
2-Personenhaushalt < 2.100 2.100 – 3.000 3.000 – 3.600 > 3.600 3.200
3-Personenhaushalt < 2.700 2.700 – 3.500 3.500 – 4.300 > 4.300 4.000
4-Personenhaushalt < 3.000 3.000 – 4.000 4.000 – 5.000 > 5.000 4.400
5-Personenhaushalt < 3.500 3.500 – 4.900 4.900 – 6.000 > 6.000 5.500
Pro weitere Pers on < 500 500 - 900 900 -1000 > 1000 1.000
Haushaltsgröße
im Ein- und
Zweifamilienhaus
Verbrauch nach Anzahl Personen im Haushalt (kWh/Jahr)
Beispiel 3-7: Heizungsbeitrag durch Elektrogeräte in einem durchschnittlichen Einfamilienhaus?
Ein Stromverbrauch von 37 kWh/m
2
.Jahr bedeutet ca. 37 • 0,5 = 18,5 kWh/m
2
in der Heizperiode in einem
Niedrigenergie- oder Passivhaus (sechs Monate).
Der durchschnittliche Heizungsbeitrag (abzüglich Abwasser und Verbrauch außerhalb der beheizten Zone
(vergl. Tabelle 6-2) beträgt ca. 50 % des Verbrauchs: ca. 9 kWh/m
2
.Jahr
Das bedeutet, dass rechnerisch ein großer Teil des Heizwärmebedarfs von den Elektrogeräten gedeckt wird.
Ohne besondere Sparmaßnahmen sowie hohem Ausstattungsgrad (z.B. Büronutzung), ist ein
„Nullheizenergiehaus“ technisch leicht umsetzbar.
46
Tabelle 3-7: Stromverbrauch im Mehrfamilienhaus in Abhängigkeit von der Haushaltsgröße (co2online, 2015)
3.2. Grobanalyse zur Ermittlung des Heizenergiebedarfs
Für eine Grobanalyse werden im HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG die folgenden Vereinfachungen
angeboten:
• Anlagen- und Bauteilkennwerte, die aus der Beratungspraxis abgeleitet sind und durch eine einfache
Abfrage ermittelt werden können.
• Keine Ermittlung spezifischer Klima- und Benutzungsdaten.
• Einsatz einfacher Grafiken und Tabellen, aus denen Ergebnisse direkt abgelesen werden können.
Durch eine Grobanalyse erfolgt ein erster Abgleich zwischen ermitteltem Energieverbrauch und aus
Gebäudedaten abgeschätztem Energiebedarf. Bei starker Abweichung sind in jedem Fall eine Detailanalyse
(Verbrauch, Abmessungen, Bauteil- und Anlageninformationen) sowie ein sorgfältiger Abgleich nötig. Durch die
Erhebung von Bauteil- und Heizungsinformationen ergibt sich auch ein erster Hinweis darauf, wo
Schwerpunkte in einer Sanierung zu setzen sind.
Trotz Vereinfachung sollten alle in Abbildung 2-2 aufgelisteten Einflussbereiche mit einfachen Abfragen und /
oder Kennzahlen erfasst werden:
Klima: Über die Korrelation zur abgefragten Seehöhe (Mittelwerte für Heizgradtage, Heiztage und
Globalstrahlung)
Wärmeverluste: U-Werte über Bauteilabfrage erfassen und über eine Bewertung der thermischen Qualität
sowohl die Lüftungswärmeverluste (vorrangig Infiltration und Fugenverluste) als auch die spezifische Heizlast
(Gebäudeleitwert) abschätzen. In Mehrfamilienhäusern ist in der Beurteilung des Energieverbrauchs einzelner
Wohnungen deren Lage im Gebäude zu beachten.
Wärmegewinne: Mittelwert für solare und interne Gewinne sowie die Fremdwärmeausnutzung in einer Grafik
zur Ermittlung des Heizwärmebedarfs beinhaltet.
Nutzungsgrad der Wärmeversorgung: Abschätzung als Mittelwert (inklusive Wärmeverteilung und –abgabe)
nach Abfrage der Wärmeerzeugung.
Warmwasserenergiebedarf: Abschätzung über statistische Mittelwerte aus der Abfrage der Personenzahl im
Gebäude (in der Wohnung) sowie der Einschätzung des Verbraucherverhaltens.
Bedarf an elektrischer Energie: Abschätzung des Anteils ohne Warmwasserbereitung über statistische Daten
aus der Abfrage der Personenzahl im Gebäude (in der Wohnung) sowie der Einschätzung des
Verbraucherverhaltens.
Sehr Niedrig Niedrig
Durch-
schnittlich
Hoch Mittelwert
1-Personenhaushalt < 800 800 – 1.300
1.300 – 1.700 > 1.700 1.500
2-Personenhaushalt < 1.400 1.400 – 2.000 2.000 – 2.500 > 2.500 2.200
3-Personenhaushalt < 1.800 1.800 – 2.600 2.600 – 3.300 > 3.300 3.000
4-Personenhaushalt < 2.000 2.000 – 3.000 3.000 – 3.800 > 3.800 3.400
5-Personenhaushalt < 2.300 2.300 – 3.600 3.600 – 4.700 > 4.700
4.100
Pro weitere Pers on < 300 300 600 - 900 > 900 700
Haushaltsgröße im
Mehrfamilienhaus
Verbrauch nach Anzahl Personen im Haushalt (kWh/Jahr)
47
Abbildung 3-2: Checkliste für die Abfrage der Grunddaten für die Grobanalyse
3.2.1. Wärmeverluste
Die folgenden Tabellen ermöglichen eine erste Abschätzung der U-Werte für die wichtigsten Außenbauteile
bzw. Bauteile zu nicht beheizten bzw. beheizbaren Nebenräumen.
Die Datensammlung umfasst häufig vorkommende Konstruktionen bei Altbauten und gibt thermische Werte
an. Zweck dieser Daten ist die überschlägige Abschätzung der thermischen Qualität von Altbaukonstruktionen,
über deren Zusammensetzung und Baustoffqualität nichts Näheres bekannt ist.
Die thermische Qualität von bestehenden Baukonstruktionen ist im Allgemeinen nicht exakt zu ermitteln, da
deren Zusammensetzung, sowie Eigenschaften und Verarbeitungsweise der verwendeten Baustoffe i.A. nicht
zu erfassen sind, und der Wassergehalt nur schwer zu ermitteln und sowohl räumlich und zeitlich großen
Schwankungen unterworfen ist.
Um für eine Bestandsaufnahme dennoch brauchbare Werte zu bekommen, sind für die Daten durchschnittliche
Annahmen zugrunde gelegt worden. Die Werte sind ausreichend genau, um Verbesserungsentscheidungen
damit zu begründen.
48
Opake Bauteile
Tabelle 3-8: U-Werte von erdanliegenden Fußböden in Altbauten (Frey, 1981)
Tabelle 3-9: U-Werte von erdanliegenden Wänden in Altbauten (Frey, 1981)
Tabelle 3-10: U-Werte von Decken zu nicht beheizbarem Keller in Altbauten (Frey, 1981)
Skizze Beschreibung
Gesamt-
dicke ca.
(m)
R-Wert
(m
2
K/W)
U-Wert
(W/m
2
K)
Skizze Beschreibung
Gesamt-
dicke ca.
(m)
R-Wert
(m
2
K/W)
U-Wert
(W/m
2
K)
Betonfußboden,
mit oder ohne Estri ch
0,30 0,38 2,6
Unterbeton,
Dämmlage unbekannter Art u.
Dicke (Rechenwert 2 cm)
Es tri ch
0,35 0,72 1,4
Unterbeton Holzfußboden mit
Beschüttung (Schlacke)
0,30 0,68 1,5
Unterbeton,
Dämmlage 10 cm
15 cm
Estri ch
0,45
0,50
2,9
4,0
0,35
0,25
Skizze Beschreibung
Gesamt-
dicke ca.
(m)
R-Wert
(m
2
K/W)
U-Wert
(W/m
2
K)
Skizze Beschreibung
Gesamt-
dicke ca.
(m)
R-Wert
(m
2
K/W)
U-Wert
(W/m
2
K)
Massivbeton oder
Schwerbetonsteine, mit oder
ohne Verputz
0,20
0,30
0,25
0,32
4,0
3,1
Na turs tei n,
mit oder ohne Verputz
0,50
0,75
1,00
1,50
0,37
0,50
0,62
0,87
2,7
2,0
1,6
1,1
Vollziegel,
mit oder ohne Verputz
0,25
0,38
0,51
0,50
0,68
0,87
2,0
1,5
1,2
Leichtbetonhohlsteine
Verputz
Feuchtigkeitsanstrich
0,34 0,73 1,4
Skizze Beschreibung
Gesamt-
dicke ca.
(m)
R-Wert
(m
2
K/W)
U-Wert
(W/m
2
K)
Skizze Beschreibung
Gesamt-
dicke ca.
(m)
R-Wert
(m
2
K/W)
U-Wert
(W/m
2
K)
Hohlkörper ohne Dämmung,
- mi t Betonestrich
- mit Holzfußboden
0,30
0,30
0,57
0,73
1,8
1,4
Hohlkörper mit Beschüttung,
- mi t Betonestrich
- mit Holzfußboden
0,35
0,35
0,81
0,95
1,2
1,1
Hohl körper mi t
2 cm Dämmung,
- mi t Betonestrich
- mit Holzfußboden
0,30
0,30
1,01
1,15
1,0
0,9
Massivbeton ohne
Beschüttung,
- mi t Betones trich
- mit Holzfußboden
0,25
0,25
0,47
0,61
2,1
1,6
Massivbeton mit
Beschüttung,
- mi t Betones trich
- mit Holzfußboden
0,30
0,30
0,63
0,81
1,6
1,2
Massivbeton mit
2 cm Dämmung, Betonestrich
Holzfußboden
5 cm Dämmung, Betonestrich
Holzfußboden
0,25
0,25
0,30
0,30
0,97
1,11
1,66
2,0
1,0
0,9
0,6
0,5
Ziegelgewölbe mit
Beschüttung,
- mi t Betonestrich
- mit Holzfußboden
0,3-0,5
0,3-0,5
1,05
1,20
1,0
0,9
Kappendecke auf Stahl-
trägern,
mit Beschüttung,
- mi t Betones trich
- mit Holzfußboden
0,25-0,35
0,25-0,35
0,92
1,07
1,1
0,9
49
Tabelle 3-11: U-Werte von Außenwänden in Altbauten (Frey, 1981)
Skizze Beschreibung
Gesamt-
dicke ca.
(m)
R-Wert
(m
2
K/W)
U-Wert
(W/m
2
K)
Skizze Beschreibung
Gesamt-
dicke ca.
(m)
R-Wert
(m
2
K/W)
U-Wert
(W/m
2
K)
Vollziegel, Verputz
0,29
0,34
0,42
0,55
0,68
0,53
0,60
0,71
0,90
1,08
1,9
1,7
1,4
1,1
0,9
Hohlziegel, Verputz
0,29
0,34
0,42
0,55
0,67
0,77
0,91
1,11
1,5
1,3
1,1
0,9
Schalungssteine aus
Holzspanbeton (z.B.Durisol)
oder Leichtbeton (z.B. Leca )
Betonfüllung
Verputz
0,29
0,34
1,31
1,42
0,8
0,7
Mantelbeton
Holzwolleplatten 2 x 3,5 cm
Holzwolleplatten 2 x 5 cm
Verputz
0,25
0,30
1,06
1,39
0,9
0,7
Blähton-Hohlsteine
(z.B. Leca )
Verputz
0,29
0,34
0,42
1)
1,25
1,43
2,50
0,8
0,7
0,4
Ortbeton, Holzwolleplatten
- 2,5 cm
- 5 cm
0,30
0,33
0,62
0,87
1,6
1,2
Gasbeton-Blockstein
(z.B. Ytong)
Verputz
0,26
0,32
0,39
1,03
1,23
1,47
1,0
0,8
0,7
Leichtbetonhohlsteine
(z.B. Zieglesplit, Schlacke,
Hüttenbims)
1000 kg/m
3
Verputz
0,29
0,34
0,40
0,66
0,77
0,77
1,5
1,3
1,3
Naturstei n,
mit oder ohne Verputz
0,50
0,75
1,00
1,50
0,42
0,54
0,67
0,92
2,4
1,8
1,5
1,1
Leichtbetonhohlsteine
(z.B. Ziegelsplit, Schlacke,
Hüttenbims)
1400 kg/m
3
Verputz
0,29
0,34
0,40
0,54
0,63
0,63
1,8
1,6
1,6
Hohlblocksteine (Ziegel,
Leichtbeton)
Holzwolleleichtbauplatten
innen
Verputz
0,33
0,45
0,98
1,11
1,0
0,9
Schwerbeton
mit oder ohne Verputz
0,15
0,20
0,30
0,28
0,29
0,33
3,6
3,4
3,0
Holz-Blockwand ohne
Dämmung
mit oder ohne Verkleidung
0,15
0,20
1,25
1,67
0,8
0,6
Holz-Blockwand
10 cm Dämmung innen
Dampfbremse
mit Verkleidung
0,3 3,7 0,27
Holz-Riegelwand
Füllung unbekannt
0,15 0,83 1,2
Holz-Riegelwand
10 cm Dämmung zwischen
Riegel
Dampfbremse
mit Verkleidung
0,15 3,7 0,27
1)
Gebäude nach 1990
50
Tabelle 3-12: U-Werte von Decken zu nicht beheizbarem Dachraum in Altbauten (Frey, 1981)
Tabelle 3-13: U-Werte von Wänden zu nicht beheizbarem Dachraum in Altbauten (Frey, 1981)
Skizze Beschreibung
Gesamt-
dicke ca.
(m)
R-Wert
(m
2
K/W)
U-Wert
(W/m
2
K)
Skizze Beschreibung
Gesamt-
dicke ca.
(m)
R-Wert
(m
2
K/W)
U-Wert
(W/m
2
K)
Hohlkörperdecke
Beschüttung
Betones tri ch
0,35 0,72 1,4
Hohlkörperdecke
Dämmlage unbekannter Art
u.
Dicke (Rechenwert 3 cm)
Betones trich
0,30 0,87 0,9
Massivbeton
Beschüttung
Betones tri ch
0,30 0,58 1,7
Massivbeton
Dämmlage unbekannter Art
u.
Dicke (Rechenwert 3cm)
Betones trich
0,25 1,00 1,0
Holzbalkendecke
Beschüttung
- Betonestrich
- Hobel dielen
0,35
0,35
1,05
1,2
1,0
0,8
Dippelbaumdecke mit
Beschüttung
Ziegelbelag
0,35 1,95 0,5
Holzbalkendecke
Beschüttung
10 cm Dämml age
- Betonestrich
- Hobel dielen
0,45
0,45
3,33
3,70
0,30
0,27
Massivbeton
10 cm
Dämmlage
Betones trich
0,30 2,86 0,35
Hohlkörperdecke
10 cm Dämmlage
Betones tri ch
0,35 3,33 0,3
Skizze Beschreibung
Gesamt-
dicke ca.
(m)
R-Wert
(m
2
K/W)
U-Wert
(W/m
2
K)
Skizze Beschreibung
Gesamt-
dicke ca.
(m)
R-Wert
(m
2
K/W)
U-Wert
(W/m
2
K)
Vollziegel
Verputz
0,15
0,29
0,43
0,60
2,3
1,7
Hohl zi egel
Verputz
0,18
0,28
0,58
0,78
1,7
1,3
Vollziegel
Verputz
Dämmung außen mit 5 cm
10 cm
0,34
0,39
1,82
3,10
0,55
0,32
Hohlziegel
Verputz
Dämmung außen mit 5 cm
10 cm
0,34
0,39
2,00
3,30
0,50
0,30
Riegelwand mit Holzschalung
Holzwolleplatten: 3,5 cm
5,0 cm
7,5 cm
Verputz
0,08
0,10
0,12
0,78
1,00
1,42
1,3
1,0
0,7
Riegelwand mit Holzschalung
Verputz (auf Putzträger)
0,05 0,47 2,1
Riegelwand mit Dämmung
Holzwolleplatten: 3,5 cm
5,0 cm
7,5 cm
Verputz
0,08
0,10
0,12
0,78
1,00
1,42
1,3
1,0
0,7
Riegelwand mit Dämmung
Dä mmdicke: 8 cm
12 cm
Holzschalung, Dampfsperre
Gipskarton
0,12
0,16
2,51
3,33
0,4
0,3
51
Tabelle 3-14: U-Werte von Dachschrägen in Altbauten (Frey, 1981)
Tabelle 3-15: U-Werte von Flachdächern und Terrassen in Altbauten (Frey, 1981)
Tabelle 3-16: U-Werte von Decken über Außenluft in Altbauten (Frey, 1981)
Skizze Beschreibung
Gesamt-
dicke ca.
(m)
R-Wert
(m
2
K/W)
U-Wert
(W/m
2
K)
Skizze Beschreibung
Gesamt-
dicke ca.
(m)
R-Wert
(m
2
K/W)
U-Wert
(W/m
2
K)
Holzdachstuhl
Verputz
0,05 0,37 2,7
Holzdachstuhl mit Holzschalung
Holzwolleplatten: 3,5 cm
5,0 cm
7,5 cm
Verputz
0,08
0,10
0,12
0,72
0,87
1,10
1,4
1,2
0,9
Holzdachstuhl
Mineralwolle
4 cm
zw. Spa rre n 10 cm
16 cm
Holzwolleplatte, Verputz
0,08
0,16
0,24
1,32
2,5
3,33
0,8
0,4
0,3
Holzdachstuhl
Schilfrohrmatte 3 cm
Verputz
0,05
0,94
1,1
Holzdachstuhl
Mineralwolle zw.
Spa rren
10 cm
16 cm
Holzschalung, Gipskarton
0,16
0,24
2,1
3,0
0,47
0,33
Skizze Beschreibung
Gesamt-
dicke ca.
(m)
R-Wert
(m
2
K/W)
U-Wert
(W/m
2
K)
Skizze Beschreibung
Gesamt-
dicke ca.
(m)
R-Wert
(m
2
K/W)
U-Wert
(W/m
2
K)
Hohlkörper
Dämmlage Rechenwert 2 cm
Rechenwert 5 cm
Feuchtigkeitsabdichtung
Kies oder Gehbelag
0,40
0,40
0,95
1,35
2,3
1,7
Massivbeton
Dämmlage Rechenwert 2 cm
Rechenwert 5 cm
Feuchtigkeitsabdichtung
Kies oder Gehbelag
0,35
0,35
0,81
1,26
1,2
0,8
Gas beton
Feuchtigkeitsabdichtung
Kies oder Gehbelag
0,20
0,25
0,96
1,20
1,0
0,8
Holzdachstuhl
Holzschalung, Dampfsperre
Dämmlage Rechenwert 2 cm
Rechenwert 5 cm
Kies oder Gehbelag
0,10
0,15
0,85
1,30
1,2
0,8
Holzdachstuhl, hinterlüftet
Gipskartonplatte auf Lattung
Da mpfs pe rre
Dämmlage, Rechenwert 4 cm
Dachschalung mit Abdichtung
Dachdeckung
0,20
0,25
0,96
1,20
1,0
0,8
Massivbeton
Dämmlage, Rechenwert 4 cm
Aufständerung, hinterlüftet
Dachschalung mit Abdichtung
Dachdeckung
0,40 1,15 0,90
Hohlkörper, Abdichtung
Dämmung XPS 5 cm
10 cm
16 cm
Kies oder Gehbelag
0,45
0,50
0,55
1,82
3,33
5,0
0,55
0,3
0,2
Massivbeton, Abdichtung
Dämmung XPS 5 cm
10 cm
16 cm
Kies oder Gehbelag
0,40
0,45
0,50
1,78
3,2
5,0
0,56
0,31
0,2
Skizze Beschreibung
Gesamt-
dicke ca.
(m)
R-Wert
(m
2
K/W)
U-Wert
(W/m
2
K)
Skizze Beschreibung
Gesamt-
dicke ca.
(m)
R-Wert
(m
2
K/W)
U-Wert
(W/m
2
K)
Hohlkörper
Beschüttung
- mi t Betones trich
- mit Holzfußboden
0,35
0,35
0,71
0,83
1,4
1,2
Hohlkörper
Dämmlage, Rechenwert 2 cm
- mi t Betones trich
- mit Holzfußboden
0,30
0,30
0,99
1,13
1,0
0,9
Massivbeton
Beschüttung
- mi t Betones trich
- mit Holzfußboden
0,30
0,30
0,55
0,69
1,8
1,4
Massivbeton
Dämmlage, Rechenwert 2 cm
- mi t Betones trich
- mit Holzfußboden
0,25
0,25
0,85
0,99
1,2
1,0
Hohlkörper
Dä mmung 10 cm
16 cm
Betonestrich oder
Holzfußboden
0,40
0,45
3,0
4,3
0,33
0,23
Massivbeton
Dä mmung 10 cm
16 cm
Betonestrich oder
Holzfußboden
0,30
0,35
2,86
4,16
0,35
0,24
52
Fenster
Tabelle 3-17: U-Werte von Fenstern (Frey, 1981) gibt Rechenwerte für typische Fenster bei üblichen Größen
(ca. 1 m
2
Architekturlichte) und Rahmenanteil. Bei Abweichenden Größen und Rahmen sind U-Werte aus
Verglasung, etwaigen Luftschichten sowie Rahmen zu berechnen.
Die Werte wurden auf der Basis üblicher Materialkennwerte unter folgenden Annahmen errechnet:
• Die Werte gelten für die gesamte Fläche der Mauerlichte bei durchschnittlich 30 % Rahmen- und
Stockanteil
• α
a
an verglasten Flächen = 15 W/m
2
K
• g-Werte: In Prüfberichten ermittelt nach EN 67507, daher exakt gültig nur bei sauberen Oberflächen
und senkrechtem Strahlungseinfall. Die Tabellenwerte wurden daher durch Multiplikation mit einem
Faktor von 0,85 für durchschnittliche Einstrahlungsverhältnisse und Verschmutzung während der
Heizperiode aus den Prüfdaten zusammengestellt (Beispiel: das Prüfstandergebnis für eine 2-IV
Verglasung liegt bei ca. 0.65/0,85 = 0,75).
Tabelle 3-17: U-Werte von Fenstern (Frey, 1981)
19
19
Zur Erläuterung der Ermittlung der Werte siehe 5.2
Mehrkammer
U = 2,0
1,0 - 1,5
Einkammer
U = 2,5
Gedämmt
U = 3,5
Ungedämmt
U = 6,0
EINSCHEIBENFENSTER
1 Scheibe
(EV)
--- 4,6 --- --- --- 5,9
ISOLIERGLASFENSTER
2 Scheiben
(2-IV)
0,6
1,2
1,6
2,7
2,5
2,4
2,8
2,6
2,5
3,1
2,9
2,8
3,3
3,1
3,0
4,0
3,8
3,7
ISOLIERGLASFENSTER
3 Scheiben
(3-IV)
2 x 1,2 1,9 2,0 2,1 2,4
3,1
WÄRMESCHUTZFENSTER
2 Scheiben
metallbedampft, Gasfüllung
(2-IV
IR
)
0,8
1,2
1,6
1,7
1,5
1,3
1,8
1,5
1,2
--- 2,0 - 2,3 ---
WÄRMESCHUTZFENSTER
3 Scheiben
metallbedampft, Gasfüllung
(3-IV
IR
)
2 x 1,2 0,7 - 0,9 0,6 - 1,0 --- --- ---
VERBUNDFENSTER
2 Scheiben
(DV, Verbund)
2,0 -
4,0
2,3 2,5 2,6 2,9 3,7
WÄRMESCHUTZ-
VERBUNDFENSTER
3 Scheiben
(EV + 2-IV, Verbund)
1,2 +
2,4
1,7 1,9 2,0 2,3 ---
KASTENFENSTER
2 Scheiben
(DV, Kasten)
ca. 20 2,2 --- --- --- ---
WÄRMESCHUTZ-
KASTENFENSTER
3 Scheiben
(EV + 2-IV, Kasten)
1,2 +
ca. 20
1,6 --- --- --- ---
Schnittzeichnung
Bezeichnung
Scheiben-
abstand
(cm)
U (W/m
2
K)
Rahmenmaterial
Holz
Kunststoff
Metall
53
3.2.2. Spezifische Heizlast
Die geschätzten U-Werte ermöglichen die Beurteilung der thermischen Qualität der Gebäudehülle. Diese wird
in weiterer Folge zur Ermittlung einer überschlägigen spezifischen Heizlast verwendet. Aus der spezifischen
Heizlast kann durch Multiplikation mit der Bruttogrundfläche und der Temperaturdifferenz bei
Normaußentemperatur die Gebäudeheizlast als Richtgröße für die Auslegung einer Heizanlage (Wärmeabgabe
und Wärmeerzeugung) abgeschätzt werden.
Tabelle 3-18: Kategorien der thermischen Qualität der Gebäudehülle (Kuchar, 2015)
Die Tabelle gibt typische wärmetechnische Bauweisen wieder, die sich zwischen Passivhaus oder
Niedrigstenergiehaus („Ausgezeichnet“), Niedrigenergiehaus („Sehr Gut“), Standard Neubau („Gut“ bis
„Durchschnittlich“) und Gebäuden mit mangelhaftem Wärmeschutz („Schlecht“ oder „Sehr Schlecht“)
bewegen.
Durch den „äquivalenten Luftwechsel“ werden Kombinationen aus typischen Undichtheiten, Fensterlüftung
und / oder kontrollierte Be- und Entlüftung berücksichtigt. 0,10 h
-1
entspricht dichten Fenstern und
Wärmerückgewinnung, 0,4 h
-1
einem durchschnittlichen Zustand, 0,6 h
-1
undichten Fenstern und / oder
nachlässigem Lüftungsverhalten.
Anmerkung: Im tatsächlichen Betrieb ist in jedem Fall sicherzustellen, dass ein dem hygienischen Bedarf
entsprechender Luftaustausch vorliegt. Werte unter 0,4 h
-1
dürfen daher nur durch Wärmerückgewinnung bzw.
bei geringer Personenbelegung erreicht werden.
Wenn einzelne Bauteilkennwerte unterschiedlichen Kategorien entsprechen, muss in der folgenden Grafik
zwischen diesen interpoliert werden. Die Umrechnung auf die Nettogrundfläche (NGF) erfolgt durch
Multiplikation der Bruttogrundfläche (BGF) mit dem Faktor 0,85.
Äquivalenter
Luftwechsel (h
-1
)
Oberste
Decke Dach
Außenwand
Unterste
Decke
Boden
Fenster Lüftung
Ausgezei chnet 0,10 0,10 0,15 0,80 0,10 0,4 10 A++ / A+
Sehr Gut 0,15 0,20 0,25 1,35 0,30 0,8 35
A / B
Gut 0,30 0,40 0,50 1,50 0,40 1,2 75 B / C
Durchschnittlich 0,50 0,60 0,70 2,10 0,40
1,7 120 C / D
Schlecht 1,00 1,00 1,00 2,50 0,50 2,6 200 E
Sehr Schlecht 1,50 1,40 1,40 2,90 0,60 3,5
280 F / G
1)
Für 200 m
2
BGF und Seehöhe < 350 m
U-Wert (W/m
2
.K)
Thermische
Qualität des
Gebäudes
Richtwert
Spezifische
Heizlast
1)
(W/m
2
BGF
.K)
Richtwert
Heizwärme-
bedarf
1)
(kWh/
m
2
BGF
.K)
Richtwert
Kategorie
Energie-
ausweis
54
Abbildung 3-3: Überschlägige Ermittlung der spezifischen Heizlast (Kuchar, 2015)
Die Grafik ermöglicht eine grobe Ermittlung einer überschlägigen spezifischen Heizlast in W/m
2
BGF
.K aufgrund
der thermischen Qualität eines Gebäudes und der Bruttogeschoßfläche. Sie ersetzt keine normgerechte
Berechnung des Gebäudeleitwerts, ist aber genauer als übliche Schätzwerte und für die Grobanalyse des
Gebäudes meist ausreichend.
Die spezifische Heizlast wurde mit folgenden Annahmen ermittelt:
• Quaderförmiges, freistehendes Gebäude.
• Nicht beheizbarer Keller, nicht beheizbarer Dachraum.
• Typische Verhältnisse für verschiedene Gebäudegrößen bezüglich Geschoßanzahl und
Außenabmessungen.
• Geschoßhöhe = 3 m.
• Fensterfläche = 15 % der BGF.
• Anmerkung: Bei Abweichungen von diesen Normwerten kann man selbst überschlägig kleine
Korrekturen vornehmen. Beispiel: Bei einem Fensteranteil von 20 % und darüber kann sich
die spezifische Heizlast um bis zu 0,1 W/m
2
höher, bei einem Fensteranteil von 10 % und
darunter um bis zu 0,1 W/m
2
niedriger sein.)
Doppelhäuser haben denselben Wert für die spezifische Heizlast (mit dem gemeinsamen Vorteil der geringeren
Oberfläche), in Reihenhäusern haben Mittelhäuser eine um ca. 15 % niedrigere Heizlast als Randhäuser.
Beispiel 3-8: Vergleich der spezifischen Heizlast von Doppelhaus und Einzelhaus
Ein freistehendes Einfamilienhaus mit 150 m
2
BGF hat eine spezifische Heizlast von 1,2 W/m
2
.K. Wie groß
wäre diese bei Errichtung als Doppelhaus?
Die Ermittlung erfolgt durch Vergleich der Werte für 150 m
2
und 300 m
2
(zwei aneinandergebaute Einheiten)
in Abbildung 3-4:
Ein Wert von 1,2 bei 150 m
2
entspricht ca. einem Wert von 1,0 bei 300 m
2
. Die Heizlast würde dann im ersten
Fall bei z.B. 30 K Temperaturdifferenz (Normaußentemperatur = -10
o
C) ca. 5,4 kW betragen, als Reihenhaus
ca. 4,5 kW.
55
Einzelwohnungen in Mehrfamilienhäusern können, in Abhängigkeit von der Lage im Wohnungsverband,
deutlich vom Gebäudemittelwert (= 100 %) abweichen. Für eine erste Abschätzung kann der Gebäudewert
eines Mehrfamilienwohnhauses für Wohnungen mit zwei Außenbauteilen (z.B. Eckwohnung in einem
Mittelgeschoß) herangezogen. Wohnungen mit nur einer Außenwand (z.B. Mittelwohnung in einem
Mittelgeschoß) können eine ca. 30 % niedrigere Heizlast haben, mit vier Außenbauteilen (z.B. Decke oder Dach
und drei Außenwände) eine um ca. 30 % höhere.
Abbildung 3-4: Spezifische Heizlast von Wohnungen in % des Gebäudewertes (Haas, 2015)
Beispiel 3-9: Abschätzung der spezifischen Heizlast einer Wohnung
Das in Abbildung 3-4 skizzierte Mehrfamilienhaus mit 18 gleich großen Wohnungen und 1.200 m2 BGF hat
eine „gute“ thermische Qualität (Tabelle 3-18). Wie hoch ist die Heizlast in einer Mittelwohnung im 1. Stock
ungefähr (T
NA
= - 10
o
C)?
Spezifische Heizlast des Gebäudes = 1,2 W/m
2
.K
Spezifische Heizlast der Wohnung = 1,2 • 0,8 = 0,96 W/m
2
.K
Heizlast des Gebäudes = 1,2 • (20 – (-10)) • 1200 / 1000 = 43,2 kW
Heizlast der Wohnung = 0,96 • (20 – (-10)) • 1200 / 18 = 1.120 W = 1,92 kW
56
3.2.3. Heizwärmebedarf
In den Heizwärmebedarf fließen ein:
• Wärmeverluste: Transmissions- und Lüftungswärmeverluste, welche sich aus der spezifischen Heizlast
mit den Heizgradtagen des Standorts ermitteln lassen.
• Gewinne durch Solarstrahlung sowie Abwärme von Personen und Stromverbrauchern im beheizten
Bereich.
Die tatsächlichen Werte der Fremdwärmegewinne sind stark von der Länge der Heizperiode abhängig, die
wieder auch von der thermischen Qualität der Gebäudehülle beeinflusst wird. Die folgende Grafik zeigt den für
die Ermittlung des Heizwärmebedarfs verwendeten Zusammenhang und somit die tatsächlichen Heizgradtage
in Abhängigkeit der spezifischen Heizlast („x“ bedeutet eine von der thermischen Qualität abhängige
Heizgrenztemperatur). Die Grafik zeigt auch den möglichen Fehler, wenn man mit einer auf 12
o
C fixierten
Heizgrenztemperatur (graue Linien und Legende) rechnet. Diese gilt mit ausreichender Genauigkeit nur für
Objekte mit einer spezifischen Heizlast von annähernd 1 W/m
2
.K (bzw. gute bis sehr gute thermische Qualität
der Gebäudehülle).
Abbildung 3-5: Tatsächliche Heizgradtage (x) in Abhängigkeit der Seehöhe und spezifischen Heizlast (Kuchar,
2015)
Einen ähnlichen Zusammenhang gibt es für die Heiztage („x“ bedeutet wieder eine von der thermischen
Qualität abhängige Heizgrenztemperatur). Die Grafik zeigt auch den möglichen Fehler, den man macht, wenn
man mit einer auf 12
o
C fixierten Heizgrenztemperatur (graue Linien und Legende) rechnet.
57
Abbildung 3-6: Tatsächliche Heiztage (x) in Abhängigkeit der spezifischen Heizlast (Kuchar, 2015)
Die Senkung / Erhöhung der Heizgrenztemperatur um 1 K hat denselben Effekt wie die Senkung / Erhöhung der
Raumtemperatur um 1 K. Die Länge der Heizperiode wird genauso verändert wie die Temperaturdifferenz
zwischen innen und außen. Dadurch ergibt sich eine Änderung des HWB, die, je nach thermischer Qualität des
Gebäudes (die Änderung wirkt umso stärker, je besser diese ist), der folgende Zusammenhang:
Formel 3-4: Abhängigkeit des Heizwärmebedarfs von der Raumtemperatur
= % %
Beispiel 3-10: Ermittlung der tatsächlichen Heizgradtagzahlen und Heiztagzahlen „x“
Drei Häuser am gleichen Standort (Seehöhe 500 m, HGT 20/12 = 3.800 Kd, HT 12 = 230 d) haben mit (A) 0,7
W/m
2
K), (B) 1,7 W/m
2
K) und (C) 2,7 W/m
2
K) sehr unterschiedliche thermische Qualitäten. Wie hoch sind die
tatsächlichen HT x/20 und HGT x/20?
(A): HGT x/20 = ca. 3.650 Kd; HT x = ca. 210 d (Heizgrenztemperatur < 12
o
C)
(B): HGT x/20 = ca. 4.200 Kd; HT x = ca. 285 d (Heizgrenztemperatur > 12
o
C)
(B): HGT x/20 = ca. 4.400 Kd; HT x = ca. 330 d (Heizgrenztemperatur >> 12
o
C)
Die Rechenwerte deuten an, dass die Wärmeverluste der Gebäude deutlich stärker abweichen, als eine
Berechnung mit konstanter Heizgrenztemperatur ergeben würde.
58
Abbildung 3-7: Heizwärmebedarf in Abhängigkeit der Seehöhe und spezifischen Heizlast (Kuchar, 2015)
Abbildung 3-8: Heizwärmebedarf und spezifische Heizlast – Niedrigenergiehaus (Kuchar, 2015)
59
3.2.4. Jahresnutzungsgrad
Der Jahresnutzungsgrad ist das Verhältnis der während eines Jahres nutzbar gemachten Energiemenge (im Fall
einer Heizanlage ist das die an die Räume abgegebene Wärme) zur dafür dem System zugeführten
Energiemenge. Für Heizanlagen liegt er etwa zwischen 0,5 und 0,95.
Einen Sonderfall stellen Anlagen dar, mit denen kostenlos verfügbare Umweltwärme (aus Abwärme, einem
Bodenspeicher, Grundwasser oder einer Solaranlage) in das System eingebracht wird. Der gebräuchlichste
Begriff ist in diesem Fall die Jahresarbeitszahl (JAZ) von Wärmepumpen, welche das Verhältnis der zugeführten
elektrischen Energie zur abgegeben Wärmemenge beschreibt und etwa zwischen 2,0 und 4,5 liegen kann.
Tabelle 3-19: Jahresnutzungsgrad von Wärmeerzeugungsanlagen (Frey, 1981)
Tabelle 3-19 gibt Richtwerte für Jahresnutzungsgrade von Raumwärmeversorgungsanlagen für die Grobanalyse
eines Gebäudes an. Alter (Technologie) und Überdimensionierung (Bereitschaftsverluste) sind Beispiele für
Einflussfaktoren, die den Jahresnutzungsgrad stark bestimmen, und leicht in einem Erstgespräch zu erfragen
Wärmeerzeuger Neu
< 10 Jahre
gut
dimensioniert
> 10 Jahre
über-
dimensioniert
Holz, Kohle, Koks 0,65 0,60 0,55
Öl, Gas, Pellets 0,80 0,75 0,70
Hackgut 0,75 0,70 0,65
Fernwärme 0,95 0,90 0,85
Stromspeicherheizung 0,90 0,85 0,80
Stromdirektheizung
Wärmepumpe 3,20 3,00 2,80
0,95
Beispiel 3-11: Vergleich von spezifischer Heizlast und HWB für Gebäude unterschiedlicher thermischer
Qualität
Die Gebäude aus Beispiel 3-10 weisen die folgenden überschlägigen HWB auf (Abbildung 3-7):
Der Vorteil der höheren Wärmegewinne in einer um bis zu vier Monaten ausgedehnten Heizperiode fällt
neben den deutlich höheren Wärmeverlusten über die gesamte Heizperiode kaum ins Gewicht. Das
Verhältnis der HWB fällt noch deutlicher aus als jenes der spezifischen Heizlasten.
Der Unterschied im Heizwärmebedarf ist in diesem Fall somit: 240 kWh/m
2
.Jahr zu ca. 50 kWh/m
2
.Jahr
60
sind. Eine genauere Ermittlung sollte durch die Aufnahme der wichtigsten Einflüsse im Rahmen einer
Besichtigung des Objektes erfolgen (Detailanalyse).
Sind einzelne Informationen über die Art des Wärmeerzeugers, Wärmeabgabe (Temperaturen) und
Wärmeverteilung verfügbar, können aus Tabelle 3-20 die entsprechenden Einflüsse auf den
Jahresnutzungsgrad, in Tabelle 3-21 von Jahresarbeitszahlen bei Wärmepumpen, herausgelesen werden.
Folgende Einflussfaktoren werden dabei berücksichtigt:
• Oberflächenverluste und Verteilverluste im Unbeheizten (Die Vor- und Rücklauftemperaturen werden
an die wechselnden Außentemperaturen angepasst).
• Abgasverluste bei Voll- und Teillast und Ausnutzung des Brennwertes (übliche Bedingungen).
• Regelverluste und zusätzliche Regelverluste durch Überwärme bei händischer Beschickung.
• Zusätzliche Verluste durch Überdimensionierung.
• Rechnerische Oberflächen- und Verteilverluste im Beheizten als Nutzwärme berücksichtigt.
• Auskühlverluste über den Rauchfang bei händischer Beschickung.
Folgende Einflussfaktoren werden dabei nicht berücksichtigt:
• Wärmerückgewinnung über den Rauchfang.
• Wärmerückgewinnung aus dem Heizraum, wenn dieser im Unbeheizten liegt.
• Hilfsenergie (z.B. Pumpenstrom, Steuerung Brennstoffzuführung).
61
Tabelle 3-20: Jahresnutzungsgrade von Kesselanlagen (Kuchar, 2015)
ged. unged. ged. unged. ged. unged. ged. unged. ged. unged. ged. unged. ged. unged. ged. unged.
40/30 0,86 0,77 0,84 0,73 0,84 0,75 0,83 0,72
70/55 0,82 0,68 0,76 0,59 0,80 0,66 0,74 0,58 0,85 0,76 0,82 0,70 0,83 0,74 0,79 0,68
90/70 0,84 0,73 0,78 0,64 0,81 0,70 0,75 0,62
40/30 0,89 0,80 0,87 0,76 0,89 0,80 0,88 0,76
70/55 0,85 0,70 0,79 0,61 0,85 0,70 0,78 0,61 0,88 0,79 0,84 0,72 0,89 0,79 0,84 0,72
90/70 0,87 0,75 0,81 0,66 0,87 0,75 0,80 0,66
40/30
0,96 0,86 0,94 0,81 0,96 0,86 0,94 0,82
70/55
0,89 0,73 0,79 0,62 0,89 0,73 0,79 0,62 0,92 0,82 0,85 0,73 0,93 0,83 0,85 0,73
90/70 0,88 0,76 0,81 0,66 0,88 0,76 0,80 0,66
40/30
70/55
90/70
40/30
70/55
90/70
40/30
70/55
90/70
40/30
70/55
90/70
40/30 0,84 0,75 0,83 0,72 0,79 0,71 0,78 0,68
70/55 0,81 0,67 0,75 0,59 0,76 0,63 0,71 0,56 0,82 0,74 0,80 0,68 0,78 0,69 0,75 0,64
90/70 0,81 0,71 0,76 0,63 0,76 0,66 0,72 0,59
40/30 0,89 0,79 0,87 0,76 0,89 0,79 0,87 0,76
70/55 0,85 0,70 0,79 0,61 0,85 0,70 0,78 0,61 0,88 0,79 0,84 0,72 0,88 0,79 0,84 0,72
90/70 0,87 0,75 0,80 0,66 0,87 0,75 0,80 0,66
40/30
0,93 0,83 0,91 0,79 0,93 0,83 0,91 0,79
70/55
0,87 0,72 0,79 0,61 0,87 0,72 0,79 0,62 0,91 0,81 0,85 0,72 0,91 0,81 0,85 0,72
90/70 0,87 0,76 0,80 0,66 0,87 0,76 0,80 0,66
40/30 0,77 0,70 0,76 0,67 0,70 0,63 0,69 0,61
70/55 0,74 0,62 0,70 0,55 0,67 0,56 0,63 0,50 0,75 0,68 0,73 0,63 0,69 0,62 0,66 0,57
90/70 0,74 0,65 0,70 0,58 0,68 0,59 0,63 0,53
40/30
0,85 0,76 0,83 0,72 0,84 0,75 0,82 0,72
70/55
0,81 0,67 0,75 0,58 0,80 0,66 0,74 0,58 0,84 0,75 0,80 0,69 0,83 0,74 0,79 0,68
90/70 0,82 0,71 0,76 0,63 0,81 0,71 0,75 0,62
40/30
0,84 0,75 0,83 0,74
70/55
0,80 0,66 0,79 0,65 0,83 0,74 0,83 0,74
90/70 0,81 0,71 0,81 0,70
40/30
70/55
90/70
40/30 0,78 0,70 0,74 0,67
70/55 0,74 0,62 0,71 0,59 0,78 0,70 0,74 0,67
90/70 0,77 0,67 0,73 0,64
40/30
0,81 0,72 0,79 0,71
70/55
0,77 0,64 0,76 0,63 0,77 0,71 0,75 0,70
90/70 0,74 0,68 0,73 0,66
40/30 0,68 0,61 0,64 0,58
70/55 0,65 0,54 0,62 0,52 0,65 0,60 0,61 0,57
90/70 0,63 0,58 0,60 0,55
40/30 0,66 0,58 0,56 0,50
70/55 0,60 0,48 0,52 0,42 0,61 0,56 0,52 0,48
90/70 0,59 0,52 0,50 0,45
40/30 0,70 0,63 0,67 0,60
70/55 0,67 0,56 0,64 0,54 0,67 0,62 0,63 0,59
90/70 0,65 0,60 0,62 0,57
40/30 0,69 0,61 0,60 0,53
70/55 0,63 0,50 0,55 0,45 0,64 0,58 0,56 0,51
90/70 0,62 0,55 0,53 0,48
40/30 0,69 0,61 0,60 0,53
70/55 0,63 0,50 0,55 0,45 0,64 0,58 0,56 0,51
90/70 0,62 0,55 0,53 0,48
40/30 0,79 0,71 0,76 0,69
70/55 0,75 0,63 0,73 0,61 0,75 0,70 0,72 0,67
90/70 0,73 0,66 0,69 0,63
40/30 0,77 0,69 0,73 0,66
70/55 0,74 0,62 0,70 0,59 0,73 0,68 0,69 0,64
90/70 0,72 0,65 0,67 0,62
40/30 0,73 0,64 0,67 0,60
70/55 0,67 0,53 0,62 0,50 0,69 0,62 0,62 0,57
90/70 0,66 0,58 0,59 0,53
thermische Qualität
angemessen - dimensioniert
über - dimensioniert
angemessen - dimensioniert
über - dimensioniert
Rohrleitungen
Rohrleitungen
Rohrleitungen
Regelung
Regelung
Regelung
Regelung
automatisch
händisch
automatisch
händisch
automatisch
händisch
Art der Wärmeerzeugung
durch Heizkessel
Vl/Rl
(°C)
Gaskessel
im Unbeheizten
Gaskessel Niedertemp.
Modulierend im
Unbeheizten
Gas Brennwertkessel
modulierend im
Unbeheizten
Gas Brennwertkessel
modulierend im Beheizten
0,96
0,90
0,93
0,86
automatisch
händisch
Rohrleitungen
0,93
0,86
0,95
0,86
0,96
0,86
0,97
0,90
1,00
0,98
1,01
0,99
0,91
0,92
0,91
0,91
0,85
0,89
0,84
0,90
0,84
0,90
0,91
0,88
0,90
0,87
0,92
0,84
Gastherme modulierend
im Beheizten
0,92
0,89
0,93
0,89
0,93
0,92
0,94
0,92
Gastherme
im Beheizten
0,85
Gas Brennwerttherme
modulierend im Beheizten
0,96
0,90
0,97
0,90
1,00
0,98
1,01
0,91
0,86
0,92
0,86
0,91
0,85
0,99
0,93
0,86
Pelletskessel
im Beheizten
0,89
0,86
0,88
0,86
0,89
Ölkessel
im Unbeheizten
Ölkessel Niedertemp.
mod. im Unbeheizten
Öl Brennwertkessel mod.
im Unbeheizten
Öl/Holzkomb. Ölbetrieb
ohne Puffer im Unbeh.
Pelletskessel ohne Puffer
im Unbeheizten
Pelletskessel mit Puffer
im Unbeheizten
Holz Untenabbrandkessel
ohne Puffer im Unbeh.
Öl/Holzkomb. Holzbetr.
ohne Puffer im Unbeh.
Holzvergaserkessel
mit Puffer im Unbeh.
Pellets/Holzkomb. mit
Puffer Holzbetr. im Unbeh.
Kokskessel ohne Puffer im
Unbeheizten
gut
0,82
Pellets/Holzkomb. m. P.
Pelletsbetr. im Unbeh.
Hackgutkessel mit Puffer
im Unbeheizten
Holz Durchbrandkessel
mit Puffer im Unbeheizten
Holz Durchbrandkessel
ohne Puffer im Unbeh.
Holz Untenabbrandkessel
mit Puffer im Unbeh.
0,88
0,90
0,89
0,88
0,95
0,86
0,96
0,86
0,92
0,83
0,88
0,83
0,88
0,82
0,88
0,93
0,86
unterdurchschnittlich
62
Tabelle 3-21: Jahresarbeitszahlen von Wärmepumpenheizungen (Kuchar, 2015)
Anmerkung Warmwasserbereitung: Die Tabellenwerte betreffen den Heizbetrieb. Bei gleichzeitiger
Warmwasserbereitung müssen immer wieder höhere Temperaturen (60/35) erreicht werden. In erster
Näherung kann zur Abschätzung der JAZ in der Tabelle entsprechend interpoliert werden.
gedämmt ungedämmt gedämmt ungedämmt
35/28 2,68 2,06
40/30 2,44 1,81 2,56 2,16
60/35 1,90 1,50
35/28
40/30
60/35
35/28 3,86 2,95
40/30 3,52 2,60 3,61 3,03
60/35 2,70 2,12
35/28
40/30
60/35
35/28 3,71 2,83
40/30 3,40 2,51 3,50 2,94
60/35 2,66 2,08
35/28
40/30
60/35
35/28 4,12 3,15
40/30 3,75 2,77 3,85 3,24
60/35 2,88 2,26
35/28
40/30
60/35
35/28 3,96 3,03
40/30 3,53 2,61 3,62 3,04
60/35 2,56 2,01
35/28
40/30
60/35
Art der
Wärmepumpenheizung
Vl/Rl
(
o
C)
Rohrleitungen
Grundwasser
Wärmepumpe
im Unbeheizten
Grundwasser
Wärmepumpe im
Beheizten
Erdkollektor
Direktverdampfung im
Beheizten
3,66
3,65
2,82
4,39
4,03
4,02
3,05
4,22
3,80
3,78
2,72
3,77
Erdkollektor
Wärmepumpe im
Beheizten
Erdkollektor
Wärmepumpe
im Unbeheizten
Erdkollektor
Direktverdampfung
im Unbeheizten
Tiefenbohrung
Wärmepumpe
im Unbeheizten
Tiefenbohrung
Wärmepumpe im
Beheizten
2,02
4,12
3,96
thermische Qualität
Luft Wärmepumpe im
Unbeheizten
Luftwärmepumpe im
Beheizten
2,87
3,79
gut
schlecht
2,86
2,63
2,66
63
3.2.5. Warmwasserbedarf
Der tatsächliche Warmwasserwärmebedarf kann nur mit einer Messung ermittelt werden. Sowohl das
Benutzungsverhalten als auch die Verteilungsverluste lassen sich nur sehr ungenau schätzen. Für einen groben
Abgleich von Energieverbrauch und –bedarf kann daher nur eine überschlägige Abschätzung erfolgen. Tabelle
3-22 fasst Nutzwärmebedarf, Verteilungsverluste und Nutzungsgrad der Wärmeerzeugung für typische
Altanlagen so zusammen, dass der Brennstoffbedarf für den Datenabgleich abgezogen werden kann.
Tabelle 3-22: Brennstoffverbrauch pro Person für die Warmwasserversorgung
Hoch
Durch-
schnittlich
Niedrig
Festbrennstoff
händisch
2700 1800 1100
Pellet, Heizöl,
Gas
2000 1300 800
Wärmepumpe 600 400 250
Festbrennstoff
händisch
1600 1050 650
Pellet, Heizöl,
Gas
1200 750 450
Ganzjährig
mit der
Heizung
Selbsteinschätzung Verbrauch
(kWh/Person.Jahr)
Wärmeerzeugung zur
Warmwasserbereitung
Im Wi nter
mit der
Heizung
Beispiel 3-12: Abschätzung Endenergiebedarf
Großes Einfamilienhaus mit 300 m
2
beheizbare BGF in Graz, derzeit von einem älteren Ehepaar bewohnt, soll
saniert und für zwei Familien (Kinder) geteilt werden. Der derzeitige Ölverbrauch (die Warmwasserbereitung
erfolgt ganzjährig elektrisch) beträgt 5.400 Liter pro Jahr, in den letzten Jahren waren das auch € 5.400.-.
Ergebnis der Begutachtung des Gebäudes: Ziegelmauerwerk, Betondecken mit Beschüttung aus den 70er
Jahren, Fenster im Jahr 2000 getauscht. Zentralheizung gut gewartet, 25 kW Nennleistung, teilweise
Schwächen der Dämmung von Verteilleitungen und Armaturen
Abschätzung der U-Werte (Tabelle 3-8 bis Tabelle 3-17): 1,1 W/m
2
.K für die Außenwand, 2,5 W/m
2
.K für die
Außenfenster, jeweils 1,4 W/m
2
.K für die Decken zum Dachraum und zum Keller. Mit diesen Werten kann
der Heizwärmebedarf abgeschätzt werden. Dazu wird folgendermaßen vorgegangen:
a) Aus der Schätzung der U-Werte wird das Gebäude einer thermischen Qualität zugeordnet (Tabelle
3-18), in diesem Fall wahrscheinlich „schlecht“ (teilweise sehr schlechter Wärmeschutz der Bauteile,
Fenster gut, geringer Luftwechsel).
b) Mit der Bruttogeschoßfläche wird dem Gebäude eine spezifische Heizlast zugeschrieben (Tabelle
3-18: Kategorien der thermischen Qualität der Gebäudehülle (Kuchar, 2015)): ca. 2,4 W/m
2
.K.
Daraus lässt sich die Heizlast abschätzen und mit der Kesselnennleistung vergleichen: 2,4 • (20-(-
12)) • 300 / 1000 = 23 kW (die Anlage ist somit gut dimensioniert)
c) Mit der Seehöhe (entspricht überschlägig der Klimazone) wird diese in einen überschlägigen
Heizwärmebedarf umgerechnet (Abbildung 3-7): ca. 180 kWh/m
2
.Jahr
d) In einem nächsten Schritt muss noch der Jahresnutzungsgrad der Heizanlage berücksichtigt
werden. Ohne genaue Kenntnis der Anlagendaten kann aus Tabelle 3-19 ein durchschnittlicher
Wert von ca. 75 % (0,75) abgeschätzt werden.
e) Daraus ergibt sich eine Endenergiebedarfskennzahl von 180 / 0,75 = 240 kWh/m
2
.Jahr. Diese liegt
deutlich über dem erhobenen Verbrauch von 180 kWh/m
2
.Jahr. Es ist somit ein Datenabgleich
durch Veränderung der wahrscheinlich verantwortlichen Parameter im Rahmen einer
Gebäudeanalyse durchzuführen.
64
3.3. Datenabgleich Energieverbrauch – Heizwärmebedarf
Der Energieverbrauch eines Hauses ist grundsätzlich ausschließlich physikalisch bedingt und lässt sich,
vorausgesetzt, er wurde korrekt gemessen und dokumentiert, und es sind alle Informationen zu Klima,
Gebäudehülle und Lage des Gebäudes, Heizanlage, Warmwasserversorgung, Stromverbraucher und alle
Facetten des Benutzungsverhaltens bekannt, aus diesen Informationen verifizieren. Das wird in den wenigsten
Fällen exakt möglich sein.
Dennoch ermöglicht der Abgleich von Energieverbrauch und Energiebedarf im Allgemeinen eine hinlänglich
genaue Annährung an die tatsächlichen energetischen Verhältnisse. Gemeinsam mit informierten Kunden und
Kundinnen können die Ursachen für Unterschiede identifiziert und korrigiert werden. Erst ein so ermittelter
Heizwärmebedarf bietet eine seriöse Grundlage für die Planung und energiewirtschaftliche Bewertung von
Verbesserungsmaßnahmen und Maßnahmenpaketen.
Einen ersten Überblick ergibt der „Benutzungsfaktor“, der sich aus der Division des gemessenen durch den
errechneten Energieverbrauch ergibt. Zeigt dieser eine Abweichung von mehr als 10 % zwischen den beiden
Werten, sollte man auf die Suche nach der Ursache gehen, bevor mit der Maßnahmenplanung begonnen wird.
Formel 3-5: Benutzungsfaktor Heizung
=
Beispiel 3-13: Warmwasser-Korrektur des Energieverbrauchs für den Datenabgleich
Variante A: 25.000 kWh/Jahr Brennstoffverbrauch für Wärme, Pelletsanlage mit Warmwasserbereitung in
der Heizperiode, 4 Personen, durchschnittlicher Verbrauch.
Warmwasser-Korrektor: 25.000 – 4 • 750 = 25.000 – 3.000 = 22.000 kWh/Jahr für Raumwärme
Variante B: 10.000 kWh/Jahr Stromverbrauch für Wärme, Wärmepumpe mit ganzjähriger
Warmwasserbereitung, 4 Personen, durchschnittlicher Verbrauch.
Warmwasser-Korrektor: 10.000 – 4 • 400 = 25.000 – 1.600 = 8.400 kWh/Jahr für Raumwärme
Der korrigierte Wert ist für den Datenabgleich mit dem abgeschätzten Heizwärmebedarf heranzuziehen.
Beispiel 3-14: Typisches Beispiel für einen Datenabgleich
Fünfköpfige Familie, 50 Jahre altes Haus, 200 m
2
BGF, Heizölverbrauch: 3.500 Liter/Jahr; Warmwasser ganzjährig mit
der Heizung (Kessel mit 20 kW, 20 Jahre alt), Stromverbrauch 5.500 kWh/Jahr.
HWB-Abschätzung ergibt 150 kWh/m
2
.Jahr (spezfische Heizlast 2,0 W/m
2
.K = ca. 14 kW Heizlast)
Energiebedarf aus HWB: 150 • 200 / 0,7 + 5 • 1.300 = 49.400 kWh/Jahr
Energieverbrauch gemessen: 3.500 • 10 = 35.000 kWh/Jahr
Benutzungfaktor-Heizung: 35.000 / 49.400 =0,71 (Energieverbrauch = 71 % des gerechneten Wertes)
Mögliche Ursachen: Teilbeheizung oder niedrigere Raumtemperaturen; ein vergessenes Zusatzheizgerät (z.B. Holzofen,
Elektroheizkörper); sehr milder Winter im Erhebungszeitraum des Energieverbrauchs; nicht berücksichtigte Dämmung
(z.B. Decke) oder Unterschätzung des Nutzungsgrades.
Gemeinsame Entscheidung: Der Winter war tatsächlich um 10 % milder als der Durchschnitt und ein Teil der Räume war
nicht beheizt worden (Verminderung des Bedarfs um ca. 15 %). Da dieser Umstand weiterhin zu erwarten ist (Kinder
ziehen aus), wird ein Energiebedarf von 42.000 kWh (mittlere Raumtemperatur von 19
o
C, etwas mildere Bedingungen
als in der Vergangenheit – über HGT berücksichtigt) vereinbart.
65
3.4. Gebäudeanalyse – vereinfachte Berechnung des Heizwärmebedarfs
In der folgenden Gebäudeanalyse werden Schritt für Schritt alle in Kapitel 3.2 betrachteten Bereiche abgefragt
und aus den Abfragen werden die für die energiewirtschaftliche Beurteilung und spätere Maßnahmenplanung
nötigen Rechenwerte abgeleitet.
Die Bedeutung dieser Analyse zeigt sich an der Gegenüberstellung der Schwankungsbreite einer Auswahl dieser
Rechenwerte in allen Bereichen (jeweils für eine Heizperiode):
Tabelle 3-23: Einflussgrößen und Schwankungsbreiten
In extremen Kombinationen ergibt sich dadurch für zwei Objekte, die auf den ersten Blick ähnlich sein können,
ein Verhältnis von bis zu 1:10 für den Gesamtenergieverbrauch bzw. –bedarf. Entsprechend unterschiedlich
würden auch Maßnahmenvorschläge und deren Wirtschaftlichkeit ausfallen.
Fehlermöglichkeiten verteilen sich über den gesamten Erhebungsprozess, sind aber besonders auffällig und
groß in der Datenaufnahme. Typisch schwer zu erhebende Parameter sind z.B. Bauteilflächen, tatsächliche
Dämmdicken, Luftwechselraten und Undichtheiten, Nutzungsgrade haustechnischer Anlagen,
Einstrahlungsverhältnisse in das Gebäude (Beschattung, Verschmutzung, Reflexion, Glasflächen).
Abbildung 3-9: Fehlermöglichkeiten in der Energieberatung (Berben, 2004)
Einflussgröße auf den
Energieverbrauch
Schwankungsbreite
Außentemperatur (HGT 20/12): 2500 bis 5000 Kd
Mittlere Innentemperatur (inklusive
Teilbeheizung und bestimmte
Nutzungen):
<15
o
C bis >25
o
C
Einstrahlung in den Raum pro m
2
Fens terfl äche in der Hei zperiode:
100 bis 300 kWh
Mi ttl erer u-Wert der Außenbauteil e: 0,2 bis 2,0 W/m2.K
Mi ttl erer Luftwechsel i nkl us i ve der
Undichtheiten:
0,25 bis 1,0 h-1
Warmwasserenergieverbrauch pro
Person (inklusive aller Verluste):
500 bis 2000 kWh/Jahr
Nutzungsgrad der Heizanlage (in
Kl ammer Jahresarbei ts zahl einer
Wärmepumpe):
0,5 (2,0) bis 0,95 (4,5)
Stromverbrauch (Wohnnutzung) pro
m
2
und Jahr:
10 bis 50 kWh
66
4. Klima
In der Gebäudeanalyse können die folgenden Rechenwerte überprüft und genauer ermittelt werden:
• Außentemperaturen am Standort: Abweichung durch geographische Lage, Seehöhe und Mikroklima.
• Einflüsse einer windstarken Lage: Fugenverluste, Betriebs- und Bereitschaftsverluste von
Zentralheizungen und Einzelöfen. Auch der äußere Wärmeübergang ist von der Windgeschwindigkeit
abhängig.
• Korrektur der Heizperiodenlänge in Abhängigkeit von Innentemperaturen, Gebäudequalität und
Mikroklima.
• Besonnungsverhältnisse und Orientierung der Verglasungsflächen und ihre Einflüsse auf
Fremdwärmegewinne und sommerliche Überwärmung.
4.1. Außentemperatur
Die Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) veröffentlich laufend aktuelle und historische
Informationen zu allen auch für die Energieberatungen benötigten Mess- und Rechenwerten.
20
Diese Daten
werden für die vier österreichischen Klimaregionen ermittelt: Nord, West, Inneralpin und Südost.
Das Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft stellt einen Klimadatenrechner
21
zur
Verfügung, in welchem die folgend erläuterten Informationen für jeden Ort in Österreich abgerufen werden
können (Monatsmittelwerte der Temperatur, Heizgradtage 12/20 (in Kd), mittlere monatliche Tagessummen
von Global- und Himmelstrahlung auf die Horizontalfläche).
Für genaue Informationen kann somit jederzeit auf Originaldaten zurückgegriffen werden. Im HANDBUCH FÜR
ENERGIEBERATER werden daher nur Daten so zusammengefasst und vereinfacht (z.B. Beschränkung auf
Mittelwerte für verschiedene Höhenlagen, unabhängig von der geografischen Lage), dass sie für überschlägige
jährliche und monatliche Abschätzungen direkt in Berechnungen eingesetzt werden.
Die Temperaturdifferenz zur Außentemperatur ist die für die Wärmeverluste von Gebäuden entscheidende
physikalische Größe. Drei Temperaturwerte sind dabei von besonderer Bedeutung:
• Innentemperatur (T
I
): Mittlere Raumtemperatur eines Gebäudes in der Heizperiode, die durch ein
Heizsystem aufrechterhalten werden muss. Für Wohngebäude werden standardmäßig 20
o
C
angenommen. Typische andere rechnerische Innentemperaturen sind z.B. 5
o
C (Garage), 15
o
C
(Werkstatt), 25
o
C (Operationssaal, Hallenbad). Entscheidend ist die Differenz zwischen Innen- und
Außentemperatur. Mit dem Tagesmittelwert der Außentemperatur ergibt sich daraus die Gradtagzahl
(siehe auch unten) für einen beliebigen Tag der Heizperiode. Anmerkung: Die durchschnittliche
Innentemperatur in Wohnräumen ist in den letzten 30 Jahren um ca. 2 Kelvin gestiegen.
• Normaußentemperatur (T
ne
): Tagesmittelwert der Außentemperatur, für den eine
Unterschreitungshäufigkeit von einem Tag pro Jahr (Alternative: Zweitagesmittelwert, zehnmal in 20
Jahren) gilt. In Stadtkernen liegt der Wert durchschnittlich um 2 K höher als im freien Gelände
(Abstrahlung der versiegelten Flächen und Gebäude). Die Normaußentemperatur wird zu Bemessung
der Nennleistung von Heizanlagen benötigt und liegt in Österreich zwischen ca. -10 und -20
o
C.
• Heizgrenztemperatur (T
HG
): Außentemperatur in der Übergangszeit, unterwelcher Wärmegewinne die
Wärmeverluste bei 20
o
C (oder einer anderen definierten) Innentemperatur nicht mehr ausgleichen
können und somit geheizt werden muss. Die Heizgrenztemperatur ist stark von der Innentemperatur,
20
http://www.zamg.ac.at/histalp/
21
http://www.bmwfw.gv.at/EnergieUndBergbau/klimadatenrechner/Seiten/default.aspx
67
von der thermischen Qualität der Gebäudehülle und der solaren Orientierung des Gebäudes abhängig
(siehe Tabelle 4-10
). Sie kann sich somit im Rahmen einer thermischen Sanierung ändern und den
Effekt der Energieeinsparung durch Verringerung der Dauer der Heizperiode verstärken (Anmerkung:
Daher ist der Effekt einer Senkung der Innentemperatur mit 10 % Einsparung pro Kelvin auch stärker
als oft angenommen). Anmerkung: Die mittlere Heizgrenztemperatur der Gebäude ist durch Neubau
und Sanierungen in den letzten 30 Jahren um ca. 1-2 Kelvin gesunken.
Die wichtigsten abgeleiteten Größen für energiewirtschaftliche Berechnungen sind:
• Heizgradtage (HGT): Die Jahressumme der Gradtagzahlen für eine definierte Innentemperatur und
Heizgrenze (für Wohngebäude üblicherweise HGT 20/12). Anmerkung: In einigen Tabellen werden
Werte für definierte Heizperiodenlängen angegeben (z.B. Oktober bis April). Jährliche Werte
berücksichtigen auch kältere Tage in den anderen Monaten, an denen allerdings meist nicht geheizt
werden muss (Wärmespeicherung, höhere Fremdwärmegewinne). Anmerkung: Die für die
Abschätzung des Energiebedarfs korrekten HGT haben sich in den letzten 30 Jahren kaum geändert
(gestiegene Innentemperatur und gesunkene Heizgrenze gleichen sich im Mittel etwa aus).
• Heiztage (HT): Die Länge der Heizperiode (zwischen den Tagen mit Heizgrenztemperatur,
üblicherweise 12
o
C) in Tagen. Je nach Heizgrenztemperatur und Seehöhe liegt dieser Wert zwischen
ca. 180 Tagen für ein sehr gut gedämmtes Haus in günstiger Klimalage und 365 Tagen in großen
Höhen.
Zum Auffinden geeigneter Temperaturdaten können die folgenden Informationsquellen herangezogen werden:
• Werte für konkrete Ortschaften aus dem Internet oder geeigneten Tabellen.
• Mittelwerte für Orte einer bestimmten Seehöhe entweder für Österreich oder eine der Klimazonen.
Mit Hilfe des Ortsnamens oder der Postleitzahl des Standortes werden Klimadaten (HGT 20/12, HT 12,
T
ne
oder mittlere Außentemperaturen für bestimmte Zeiträume) gesucht.
• Liegt der Standort mehr als 100 m höher oder tiefer als das Postamt, werden Korrekturen
vorgenommen und die korrigierten Werte eingetragen:
Formel 4-1: Höhenkorrektur für Heizgradtage 20/12
HGT 20/12
Standort
= HGT 20/12
Referenzort
± 3 % pro ± 100 m Höhendifferenz
Formel 4-2: Höhenkorrektur für Heiztage 12
HT 12 ± 8 HT pro ± 100 m Höhendifferenz.
Formel 4-3: Höhenkorrektur für die Normaußentemperatur
Normaußentemperatur (T
ne
): ± 0,2 K pro ± 100 m Höhendifferenz (Seehöhe < 1500 m)
Normaußentemperatur (T
ne
): ± 0,5 K pro ± 100 m Höhendifferenz (Seehöhe > 1500 m)
• Besteht die berechtigte Annahme, dass die örtlichen Verhältnisse von der üblichen Beziehung
„höhere Lage = strengeres Klima“ abweichen, ist auf die Korrekturen zu verzichten und der
Umstand zu kommentieren. Besondere Standortverhältnisse (z.B. Südhang, Kaltluftsee) können im
Abgleich als Vermutung berücksichtigt werden.
• Ist der Standort in keiner Datensammlung vertreten, so ist mit den Werten des nächsten,
ähnlich gelegenen Ortes zu rechnen.
Im Allgemeinen ist es für einfache Berechnungen im Rahmen der Energieberatung ausreichend, mit einer
festgesetzten Heizgrenze zu operieren, da zwei oder mehrere Varianten jeweils unter denselben
Klimabedingungen verglichen werden. Der Fehler, der dadurch entsteht, dass sich die Heizgrenze durch
bauliche Maßnahmen verschieben kann, ist, bis auf Sonderfälle (umfassende Sanierung mit Einsparung < 50 %),
vernachlässigbar. In den meisten Fällen werden Klimadaten direkt für den Standort verfügbar sein. Für erste
Abschätzungen können die folgenden Tabellen dienen. Heizgradtage, Heiztage und mittlere Temperaturen sind
68
speziell für Energiethemen entwickelte Kenngrößen und können überschlägig aus den jeweils zwei anderen
berechnet werden. Für jeden Seehöhenbereich wurden Mittelwerte aus 10 – 15 über das Bundesgebiet
verstreuten Orten gebildet.
Tabelle 4-1: Mittelwerte der monatlichen HGT 20/12 (Frey, 1981)
Die Mittelwerte in Tabelle 4-1 sind im Zeitraum von 1961 – 1990 ermittelt worden. Eine sachlich
gerechtfertigte Korrektur war für die Aktualisierung des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG noch nicht
möglich, da die Datenbasis fehlt. Andererseits deutet die Klimaentwicklung der letzten Jahrzehnte auf eine
leichte Erwärmung hin. Die mittleren Werte für HGT 20/12 und HT 12 haben sich z.B. am Standort Retz in den
langjährigen Mittelwerten wie folgt verändert:
1961-1990: 3525 HGT 20/12 und 212 HT 12
1981-2010: 3249 HGT 20/12 und 199 HT 12
Konkrete Werte sollten daher möglichst aus aktuellen Daten entnommen werden.
Für eine erste Beurteilung der erhobenen Vergleichswerte kann die Entwicklung der durchschnittlichen
Heizgradtage in Österreich seit 1980 (letzter Wert: 2012) herangezogen werden (Gewichtung nach
Bevölkerungsanteilen). Allerdings zeigt die Kurve auch, wie groß die jährlichen Schwankungen sind (z.B. -13 %
von 2010 auf 2011) und wie wichtig im Datenabgleich die Verfügbarkeit konkreter und jährlicher
Standortinformationen ist.
Abbildung 4-1: Entwicklung der mittleren jährlichen HGT 20/12 in Österreich
JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ
100 – 350 3425 19,5 16,5 13,5 7,0 2,5 0,5 0,0 0,0 1,5 7,5 13,5 18,0
350 – 750 3805 18,0 15,0 13,5 8,0 3,5 1,0 0,5 0,5 2,0 8,0 13,0 17,0
750 – 1250 4665 15,5 13,5 12,5 9,0 5,5 2,5 1,0 1,5 4,0 8,5 11,5 15,0
1250 – 1750 5520 14,0 12,0 12,0 9,0 7,0 4,0 2,5 3,0 4,5 8,0 11,0 13,0
Monatliche % – Anteile der HGT 20/12
Seehöhe
(m)
HGT 20/12
(K.d/Jahr)
Beispiel 4-1: Rechenbeispiel HGT 20/12
Um wieviel % sind die HGT 20/12 im Schnitt der letzten Jahre pro Jahr geringer geworden?
Verringerung von ca. 3600 (1980) auf ca. 3200 (2012) = 100 • (1 – 3200 / 3600) / 32 = ca. 0,35 %/Jahr
69
Tabelle 4-2: Anteilige HGT 20/12 für verschiedene Heizperiodenlängen (Frey, 1981)
Tabelle 4-3: Monatliche Mittelwerte der Außentemperatur (Frey, 1981)
Die Tabelle gibt Mittelwerte der Außentemperatur in °C für das Jahr, den Winter (= Heizperiode, Oktober –
April in niederen Lagen, September bis Mai auf 1500 m) und die einzelnen Monate für vier Seehöhenbereiche
an. Die Daten können auch als Basis für die Berechnung der Wärmepumpen (L/W) – Arbeitszahlen und
Deckungsgrade und der mittleren Kollektor – Wirkungsgrade von Sonnenkollektoren herangezogen werden.
360 330 300 270 240 210 180 150 120
90 60 30
100 – 350 100 100 100 99,5 98,5 95,5 91 81 68 54 37,5 19,5
350 – 750 100 99,5
99 98 96 92,5 87 16,5 63,5 50 35 18
750 – 1250 100 99 98 95 91,5 85,5 79 67 56,5 44 30,5 15,5
1250 – 1750 99,5 97,5
94,5 90,5 86 79 71,5 62 51 39 27 14
Länge der Heizperiode
[d]
Seehöhe
[m]
JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ
100 – 350 9,5 4,0 -1,5 -0,5 4,5 10,0 15,0 18,0 20,0 19,0 16,0 10,0 4,0 0,0
350 – 750 8,5 2,5 -2,0 -1,0 3,0 8,5 13,0 17,0 18,5 17,5 14,0 8,5 3,0 -1,0
750 – 1250 6,0 0,5 -3,5 -2,5 0,5 5,0 10,5 13,5 15,0 14,5 12,0 6,0 2,0 -2,5
1250 – 1750 4,0 -1,0 -6,5 -6,0 -3,5 0,5 4,5 8,0 10,5 10,0 8,0 2,5 -2,0 -4,5
Seehöhe (m)
Jahres-
mittel-
temperatur
(°C)
Winter-
mittel-
temperatur
(°C)
Monatliche Mittelwerte der Außentemperatur (°C)
Beispiel 4-2: Rechenbeispiel HGT 20/12
Wie hoch sind die HGT 20/12 für einen Standort auf 500 m während der Heizperiode Oktober – April?
Berechnung mit Tabelle 4-1 (Abzug % HGT Mai – September)oder direkte Ablesung aus Tabelle 4-2.
3805 • (100 – 3,5 – 1 – 0,5 - 0,5 – 2) / 100 = 3805 • 0,925 = 3520 Kd
3805 • 92,5 / 100 = 3520 Kd
Beispiel 4-3: Abschätzung des jährlichen Energieverbrauchs aus kurzfristigen Daten
Der Heizenergieverbrauch eines Hauses in St. Pölten ist für den Februar mit 2.500 kWh bekannt. Wie hoch
sollte der Jahresenergieverbrauch in einer ersten Abschätzung sein?
2.500 / 16,5 • 100 = 15.150 kWh/Jahr (mit Abrundung für größere Wärmegewinne in der Übergangszeit ca.
15.000 kWh/Jahr) und wenn der Februar einigermaßen durchschnittliches Wetter hatte
Beispiel 4-4: Abschätzung der Heiztage und Heizgradtage für abweichende Innentemperatur
Abschätzung der HT 12 für verschiedene Standorte und Innentemperaturen (Tabelle 4-1 und Tabelle 4-3)
350-750 m Seehöhe: 3805 / (20-2,5) = 217 d
1250-1750 m Seehöhe: 5520 / (20+1) = 263 d
Auf 1500 m würde das außerdem bedeuten, dass z.B. bei 23
o
C Innentemperatur (Hotel) mit mindestens den
folgenden HGT 23/12 gerechnet werden müsste (in diesem Fall wird die Verlängerung der Heizperiode
vernachlässigt).
HGT 23/12 = HGT 20/12 + 3 • HT 12 = 5520 + 790 = 6310 Kd
70
4.2. Einstrahlungsverhältnisse
Besonnungsverhältnisse während der Heizperiode: Eine exakte Erfassung ist nur mit großem Aufwand möglich.
Für die Bemessung der Besonnungsverhältnisse sind im Beratungsgespräch die Faktoren Zeit
(Winter/Übergangsperiode/Stunden pro Tag) sowie Ausmaß von Beschattung der Fassaden zu erörtern und
subjektiv abzuschätzen. Für Sonnenenergie-Anlagen (Kollektoren oder Wintergärten) ist die Besonnung
genauer zu erfassen.
Tabelle 4-4: Monatliche Globalstrahlung in % der Jahressumme (Frey, 1981)
Die Tabelle gibt einen Mittelwert der jährlichen Globalstrahlung für vier Seehöhenbereiche sowie Mittelwerte
der monatlichen Anteile in % der jährlichen Globalstrahlung an. Die Daten dienen der Ermittlung der
Globalstrahlung für beliebige Zeiträume. G kann für Abschätzung ohne Kenntnis der örtlichen Globalstrahlung
herangezogen werden. Besonders in hügeligen und gebirgigen Gegenden können sich durch Nebellagen
abweichende Bedingungen ergeben, die nur schwer zu quantifizieren sind. Tabelle 4-5 kann zur groben
Abschätzung herangezogen werden.
Tabelle 4-5: Korrektur der Globalstrahlung für besondere Nebellagen (Gmeiner H., 1994)
Nebellage Beschreibung
Korrektur der
Globalstrahlung G
(% der Tabellenwerte)
Stark
Häufig dichter Tagesnebel in der
Heizperiode, auch in Zeiten hoher
Sonneneinstrahlung
- 5 %
Mittel
Zeitweise auftretender Tagesnebel in
Zeiten geringer Sonneneinstrahlung
(z.B. am Morgen)
Keine Korrektur
(Situation in der Ermittlung
von G berücksichtigt)
Frei
Ständig außer- oder oberhalb der
Nebelzonen
+ 5 %
Die folgenden Tabellen ermöglichen die monatliche Abschätzung der Solarstrahlung. Dadurch können Erträge
von Solaranlagen und PV-Anlagen genauer ermittelt und das Verhalten von Gebäuden in besonders heißen
(Überwärmung) und kalten (Diskussion Null-Heizenergiehaus) abgeschätzt werden.
Eine genauere Ermittlung für konkrete Orte ist mit dem Klimadatenrechner des Bundesministerium für
Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft (BMWFW) möglich.
22
22
http://www.bmwfw.gv.at/EnergieUndBergbau/klimadatenrechner/Seiten/zurBerechnung.aspx
JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ
100 – 350 1105 2,5 4,1 7,6 10,7 13,6 14,5 15,0 12,7 9,1 5,6 2,7 1,9
350 – 750 1115 3,1 4,7 8,2 10,7 13,0 13,9 14,3 11,9 8,8 5,8 3,2 2,4
750 – 1250 1130 3,2 4,8 8,2 10,6 12,6 13,6 14,0 12,0 8,9 6,0 3,4 2,7
1250 – 1750 1175 3,6 5,0 8,4 10,6 11,8 12,9 13,8 12,2 8,9 6,1 3,7 3,0
Seehöhe
(m)
G
(kWh/m2 Jahr)
Monatliche % – Anteile der Globalstrahlung
71
Tabelle 4-6: Monatliche Lagefaktoren für Seehöhen unter 350 m (ÖNORM_B8110, 2007)
Tabelle 4-7: Monatliche Lagefaktoren für Seehöhen zwischen 350 und 750 m (ÖNORM_B8110, 2007)
Tabelle 4-8: Monatliche Lagefaktoren für Seehöhen zwischen 750 und 1250 m (ÖNORM_B8110, 2007)
Tabelle 4-9: Monatliche Lagefaktoren für Seehöhen zwischen 1250 und 1750 m (ÖNORM_B8110, 2007)
Höhe Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
S 1,33 1,17 0,94 0,70 0,57 0,50 0,51 0,63 0,83 1,09 1,33 1,54
SW & SO 1,07 0,96 0,83 0,69 0,60 0,56 0,57 0,65 0,76 0,92 1,06 1,21
W & O 0,66 0,63 0,63 0,60 0,58 0,57 0,58 0,59 0,61 0,64 0,64 0,66
NW & NO 0,46 0,44 0,42 0,45 0,46 0,48 0,47 0,43 0,44 0,42 0,44 0,45
N 0,44 0,41 0,34 0,35 0,36 0,38 0,37 0,32 0,36 0,37 0,42 0,43
S 1,46 1,36 1,23 1,05 0,96 0,90 0,91 1,02 1,14 1,33 1,47 1,62
SW & SO 1,27 1,20 1,11 1,00 0,93 0,89 0,91 0,98 1,06 1,17 1,27 1,37
W & O 0,91 0,89 0,89 0,88 0,86 0,86 0,86 0,87 0,88 0,89 0,90 0,90
NW & NO 0,66 0,63 0,63 0,69 0,73 0,76 0,75 0,69 0,66 0,61 0,63 0,63
N 0,62 0,56 0,47 0,56 0,66 0,72 0,70 0,58 0,51 0,48 0,58 0,60
Orientierung
100 - 350 m
90°
45°
Höhe Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
S 1,54 1,26 0,96 0,70 0,55 0,49 0,51 0,62 0,83 1,15 1,48 1,70
SW & SO 1,20 1,02 0,84 0,69 0,59 0,56 0,57 0,65 0,76 0,96 1,16 1,31
W & O 0,66 0,63 0,63 0,60 0,58 0,57 0,58 0,60 0,62 0,64 0,65 0,67
NW & NO 0,42 0,40 0,41 0,45 0,46 0,48 0,47 0,45 0,44 0,40 0,41 0,42
N 0,39 0,36 0,33 0,35 0,36 0,38 0,37 0,33 0,36 0,34 0,39 0,40
S 1,62 1,45 1,24 1,05 0,94 0,89 0,91 1,01 1,14 1,38 1,59 1,74
SW & SO 1,38 1,26 1,12 1,00 0,92 0,89 0,91 0,97 1,06 1,21 1,35 1,45
W & O 0,91 0,89 0,89 0,88 0,86 0,86 0,86 0,87 0,88 0,89 0,91 0,91
NW & NO 0,59 0,58 0,62 0,69 0,73 0,77 0,75 0,70 0,66 0,58 0,58 0,59
N 0,54 0,48 0,44 0,56 0,67 0,72 0,70 0,59 0,51 0,44 0,52 0,55
Orientierung
> 350 m - 750 m
90°
45°
Höhe Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
S 1,88 1,42 0,98 0,70 0,52
0,48 0,50 0,61 0,82 1,25 1,73 1,97
SW & SO 1,42 1,12 0,86 0,69 0,58 0,56 0,56 0,65 0,76 1,02 1,33 1,49
W & O 0,68 0,65 0,64 0,61 0,59 0,58 0,58 0,61 0,63 0,65 0,68 0,69
NW & NO 0,35 0,34 0,40 0,45 0,47 0,48 0,47 0,47 0,44 0,37 0,37 0,38
N 0,32 0,29 0,31 0,34 0,36 0,37 0,36 0,35 0,35 0,30 0,33 0,36
S 1,90
1,59 1,27 1,06 0,92 0,89 0,91 1,00 1,14 1,47 1,79 1,95
SW & SO 1,55 1,35 1,14 1,01 0,91 0,89 0,90 0,97 1,06 1,27 1,49 1,60
W & O 0,91 0,90 0,89 0,88 0,86 0,86 0,86 0,88 0,89 0,90 0,92 0,92
NW & NO 0,48 0,49 0,60 0,69 0,75 0,77 0,75 0,72 0,67 0,54 0,50 0,52
N 0,41 0,35 0,41 0,56 0,69 0,73 0,70 0,62 0,51 0,37 0,42 0,47
Orientierung
> 750 m - 1250 m
90°
45°
Höhe Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug
Sep
Okt Nov Dez
S 1,86 1,43 0,99 0,71 0,53 0,49 0,51 0,62 0,81 1,31 1,72 2,16
SW & SO 1,41 1,13 0,87 0,70 0,59 0,56 0,57 0,65 0,76 1,06 1,32 1,61
W & O 0,69 0,67 0,65 0,62 0,59 0,59 0,58 0,61 0,63 0,66 0,68 0,73
NW & NO 0,35 0,36 0,40 0,45 0,47 0,50 0,47 0,46 0,44 0,36 0,36 0,35
N 0,32 0,30 0,29 0,33 0,35 0,40 0,37 0,33 0,34 0,28 0,32 0,32
S 1,88 1,59 1,28 1,07 0,93 0,88 0,91 1,01 1,14 1,51 1,79 2,10
SW & SO 1,55 1,35 1,15 1,01 0,92
0,89 0,90 0,97 1,06 1,30 1,49 1,69
W & O 0,92 0,91 0,90 0,88 0,87 0,87 0,86 0,87 0,89 0,90 0,92 0,94
NW & NO 0,48 0,51 0,59 0,69 0,74 0,78 0,76 0,71 0,66 0,51 0,50 0,47
N 0,40 0,37 0,38 0,54 0,68 0,74 0,70 0,60 0,50 0,34 0,41 0,41
> 1250 m bis 1750 m
90°
45°
Orientierung
72
4.3. Windverhältnisse
Windverhältnisse am Standort haben Einfluss auf drei Aspekte, die den Energiebedarf eines Hauses
mitbestimmen:
• Undichtheiten in der Gebäudehülle (inklusive Fenster- und Türfugen) des beheizten Bereichs
(abgeschätzt entweder über w
f
-Werte in Abstimmung mit U-Werten in W/m
2
K oder über einen
zusätzlichen Luftwechsel). Diese Verluste müssen in Heizlast und Heizwärmebedarf berücksichtigt
werden (Tabelle 5-21).
• Verstärkung des Rauchfangzugs mit dem Effekt zusätzlicher Abgas- und Bereitschaftsverluste für
einige Ofen- und Kesseltypen (Tabelle 8-6).
• Verringerter Wärmeübergangswiderstand aller Außenbauteile zur Außenluft (üblicherweise
vernachlässigbar).
Windverhältnisse:
- Windstark: Gipfel- und Kammlagen; das Donautal; nördlich des Donautales über 600 m Seehöhe;
Standorte in den Alpen oberhalb 500 m über dem Talgrund; subjektiv vom Beratenen als windstark
erlebte Lage.
- Windschwach: Alle anderen Standorte.
Lage:
- Geschützt: Gebäude in dicht besiedelten Gebieten oder in aufgelockerter windgeschützter Verbauung
(praktisch alle möglichen Standorte).
- Frei: Gebäude in Pass- und hohen Hanglagen, sowie an freien Ufern größerer Seen und Flüssen.
Beispiel 4-5: Fensterbilanz im Winter
Sie könnten zeigen, dass im Jänner auf 500 m Seehöhe z.B. die folgende Energiemenge aus der Sonne zur
Verfügung steht:
Formel: Anteil Einstrahlung Monat • jährliche Globalstrahlung / 100
Horizontal: 3,1 • 1115 / 100 = 34,6 kWh/m
2
(Tabelle 4-4)
Dachflächenfenster 45
o
geneigt, nach Süden orientiert:
Einstrahlung = Lagefaktor
Jänner
• Globalstrahlung
Jänner
= 1,46 • 34,6 = 50,5 kWh/m
2
(Tabelle 4-7)
Dachflächenfenster 45
o
geneigt, nach Westen orientiert: 0,91• 34,6 = 31,5 kWh/m
2
10 m
2
Fensterfläche in einem nach Süden orientierten Schrägdach können somit (Wärmeschutzverglasung,
keine Beschattung) etwa die folgende mittlere Wärmeleistung beitragen (über den ganzen Zeitraum
gemittelt):
Q
S
=Einstrahlung
Jänner
• Verglasungsanteil • Gesamtenergiedurchlassgrad • 1000 / Stunden pro Monat
Q
S
= 50,5 • 10 • 0,6 • 0,7 • 1000 / (24 • 31) = 285 Watt
Der Transmissions-Wärmeverlust ist im gleichen Zeitraum:
Q
T
= U-Wert • Fläche • mittlere Temperaturdifferenz • 1000 (W)
Q
T
= 1,3 • 10 • (20 – (-2)) • 1000 = 286 Watt
Transmissions-Wärmeverlust und Strahlungs-Wärmegewinn halten sich annähernd die Waage.
73
4.4. Spezielle Fragestellungen
Heizgrenztemperatur
Diese beschreibt physikalisch jene Außentemperatur, bei der sich Fremdwärmegewinne und Wärmeverluste
für eine bestimmte Innentemperatur die Waage halten. Die dadurch definierte Länge der Heizperiode liegt z.B.
bei niedrigen Lagen bis 350 m Seehöhe für 20
o
C Innentemperatur je nach Seehöhe und Gebäudebauweise
zwischen sechs (Mitte Oktober bis Mitte April) und neun (Anfang Oktober bis Ende Mai) Monaten.
Tabelle 4-10: Abschätzung der Heizgrenztemperatur (Frey, 1981)
Die Berücksichtigung der Heizgrenztemperatur ermöglicht eine genauere Abschätzung des Nutzwärmebedarfes
bzw. von Einsparungen durch Maßnahmen am Baukörper. In Abhängigkeit der Farbgebung der Außenwände,
und unabhängig von der thermischen Qualität der Außenhülle, hört der Wärmefluss durch die Außenbauteile
bei Außentemperaturen zwischen 16
o
C und 19
o
C auf. Auf dieser Basis lässt sich der Einfluss der
Heizgrenztemperatur (T
HG
) auf den Energiebedarf durch eine Korrekter der maßgeblichen Größen (für
durchschnittliche Gebäude) grob abschätzen (Frey, 1981). Bis auf die Farbgebung sind die in den folgenden
Formeln beschriebenen Verhältnisse in üblichen Rechenprogrammen (Monatsbilanzen) bereits berücksichtigt.
Formel 4-4: Heizgradtage für von 12
o
C abweichende Heizgrenze
HGT20/T
HG
= HGT 20/12 + 5 (T
HG
– 12) • (28 – T
HG
)
Formel 4-5: Heiztage für von 12
o
C abweichende Heizgrenze
HGT20/T
HG
= HGT 20/12 + 5 (T
HG
– 12) • (28 – T
HG
)
Die Kombination aus kleinerer / größerer Temperaturdifferenz und kürzerer / längerer Heizperiode führt auch
im Fall von abweichenden Innentemperaturen dazu, dass die Einsparung / der Mehrverbrauch pro K von 20
o
C
abweichender Innentemperatur real zwischen 8 und 10 % der temperaturabhängigen Wärmeverluste betragen
können (je nach Dämmstandard).
hoch durchschnittlich niedrig
dunkel (a=0,6) 10 10,5 11,5
mittel (a =0,4) 10,5 11 12
hel l (a=0,2) 10,5 11 12
dunkel 11,5 11 13
mittel 12 12,5 13,5
hel l 12,5 13 14
dunkel 13 13,5 14,5
mittel 13,5 14 15
hel l 14,5 15 16
1) a = Absorptionsfaktor (schwarzer Körper = 1)
durchschnittlich
gut
schlecht
Heizgrenztemperatur (˚C)
Solare Orientierung
Farbe der
Außenwand
1)
Thermische Qualität
des Baukörpers
Beispiel 4-6: Einfluss der Heizgrenztemperatur auf den Energiebedarf
Passivhaussanierung eines sehr schlecht gedämmten Hauses:
Heizgrenztemperatur vor der Sanierung: 15
o
C; HGT 20/15 = 3600 + 5•(15-12)•(28-15) = 3795 Kd
Heizgrenztemperatur nach der Sanierung: 10,5
o
C; HGT 20/10,5 = 3600 + 5•(10,5-12)•(28-10,5) = 3470 Kd
Allein dadurch verringern sich die Wärmeverluste des Hauses um zusätzliche 9 %.
74
5. Baukörper
In der Gebäudeanalyse werden die folgenden Parameter zur Berechnung von Wärmeverlusten und
Verbesserungspotenzialen genauer untersucht:
• Flächen zu unbeheizten Gebäudeteilen, Boden und Außenluft.
• U-Werte von Bauteilen.
• Temperatur- und Besonnungsverhältnisse.
• Wärmebrücken, Undichtheiten und Fugen in der Gebäudehülle.
• Speicherfähigkeit des Gebäudes (für Sommertauglichkeit und zur Abschätzung von
Regelungsverlusten).
• Bauschäden (als Einschränkung der sofortigen Durchführbarkeit von Maßnahmen) und
Sanierungsbedarf (zur realistischen Abschätzung der tatsächlich dem verbesserten Wärmeschutz
zuzurechnenden Investition).
5.1. Transmissionsverluste opaker Bauteile
Abbildung 5-1: Ziel-U-Werte für den Mindestwärmeschutz nach Sanierung (ÖNORM_B8110, 2007)
Für von der ersten Abschätzung abweichende Aufbauten ist eine Berechnung des U-Wertes durchzuführen.
75
Abbildung 5-2: Formblatt U-Wert Ermittlung (Frey, 1981)
Konstruktionsskizze: Die einzelnen Schichten sind zu nummerieren, um eine eindeutige Zuordnung
sicherzustellen.
d: Dicke der Baustoffschicht (m).
λ (Wärmeleitfähigkeit): Die Wärmeleitfähigkeit gibt an, welcher Wärmestrom in einer Stunde durch 1 m
2
einer
1 m dicken Schicht durchgeht, wenn das Temperaturgefälle in Richtung des Stromes 1 K beträgt. (Die
Wärmefähigkeit steigt im Allgemeinen mit der Feuchtigkeit des Baustoffes). Die Berechnung einer
Baustoffschicht über den λ-Wert macht nur Sinn, wenn diese homogen ist (Ständerkonstruktionen sind so nicht
zu berechnen).
D (Wärmedurchlasskoeffizient): Gibt den Widerstand einer Schicht der Dicke d mit der Wärmeleitfähigkeit λ an
(D = d/λ). Für Luftschichten und mehrschichtige Dämmelemente ist D aus den entsprechenden Tabellen zu
entnehmen.
α
(Wärmeübergangskoeffizient): Der Wärmeübergangskoeffizient α gibt den Wärmestrom an, der in einer
Stunde durch eine 1 m
2
große Trennfläche zwischen einem festen und einem gasförmigen oder flüssigen
Körper fließt, wenn der Temperaturunterschied zwischen beiden Medien 1 K beträgt. Der
Wärmeübergangskoeffizient wird durch die Konvektion erhöht. Es ist damit an der Gebäudeaußenseite deutlich
höher (15-30 W/m
2
.K), in Bauteilecken und hinter Verkleidungen manchmal deutlich geringer - <5-10 W/m
2
.K
(dadurch geringere Oberflächentemperaturen und Gefahr der Schimmelbildung).
1/
α
(Wärmeübergangswiderstand, R
S
): Gibt den Widerstand der Grenzschicht gegen den Wärmeübergang an.
• An der äußeren Bauteiloberfläche (= zur Innenluft) liegen die mittleren Wärmeübergangswiderstände
bei ca. 0,07 m
2
.K/W (windschwach, geschützt), 0,04 m
2
.K/W (windschwach, frei), 0,03 m
2
.K/W
(windstark, frei).
• An der inneren Bauteiloberfläche liegen die mittleren Wärmeübergangswiderstände bei ca.
0,2 m
2
.K/W (Ecken, hinter Möbeln, nach unten), 0,13 m
2
.K/W (horizontal) und 0,1 m
2
.K/W (aufwärts).
• Durch raue Oberflächen wird der Wärmeübergang begünstigt (Putzstruktur), an glatten Oberflächen
ist er geringer (Verglasungen).
1/α
i
+ 1/α
a
(Summe der Wärmeübergangswiderstände, R
Si
+ R
Sa
): Wert, der zu den baustoffbezogenen
Widerständen addiert wird, um den Wärmedurchlasswiderstand und in weiterer Folge den U-Wert des Bauteils
zu ermitteln.
Nr Schichtaufbau
d
[m]
λ
[W / mK]
d/λ
[m
2
K / W]
1
2
3
4
5
6
7
Konstruktion
Innen (Skizze) Außen
U = 1 / R [W/m
2
.K]
D = Σ d/λ [m
2
.K/W]
R
SI
+ R
SE
= 1/α
i
+ 1/α
a
[m
2
.K/W]
R = D + 1/α
i
+ 1/α
a
[m
2
.K/W]
76
Tabelle 5-1: Rechenwerte Wärmeübergangswiderstände an Bauteilen (ÖNORM_B8110, 2007)
Abbildung 5-3: Rechenwerte Wärmeübergangswiderstände am Beispielhaus
R (Wärmedurchgangswiderstand): Summe der Bauteil-Wärmeübergangs- und Wärmedurchlasswiderstände.
U (Wärmedurchgangskoeffizient): Gibt den Wärmestrom (in Wh) an, der in einer Stunde (h
-1
) durch eine
Bauteilfläche von 1 m
2
hindurchgeht, wenn der Temperaturunterschied der das Bauteil auf beiden Seiten
umgebenden Luft 1 K beträgt (U = 1/R).
Für inhomogene Bauteile (z.B. Fenster, Dämmung zwischen Lattung) ist der U-Wert (bzw. 1/D für einzelne
Schichten) in einer ersten Näherung für jede spezifische Kombination von Schichten zu berechnen und mit den
Flächenanteilen zu gewichten. Bei deutlichem Unterschied der Wärmeleitzahlen der verschiedenen Baustoffe
wird der Querstrom der Wärme so groß, dass es sich um eine integrierte Wärmebrücke handelt, die instationär
berechnet und berücksichtigt werden muss.
Aufwärts Horizontal Abwärts
1/αi (R
si
)
0,1 0,13 0,17
1/αa (R
sa
)
0,04 0,04 0,04
R
si
+ R
sa
(Außenbauteil)
0,14 0,17 0,21
R
si
+ R
sa
(Innenbauteil)
0,20 0,26 0,34
Richtung des Wärmestroms
Bezeichnung
Wärmeübergangswiderstand (m
2
K/W)
77
Die folgenden Tabellen fassen wichtige mittlere Kennwerte für übliche Baustoffe zusammen.
Tabelle 5-2: Baustoffkennwerte von Mauersteinen (Frey, 1981) (Wernhart, 2011)
Wärmeleitzahl
λ (W/mK)
Dichte
ρ (kg/m
3
)
Diffusions-
widerstands-
faktor
µ (–)
Spezifische
Wärme
kapazität
c (Wh/kg K)
0,6 – 0,8 1500 – 1700 10 0,26
0,3 – 0,5 800 – 1400 7 0,26
0,2 – 0,25 800 5 0,26
0,11 600 8 0,26
1,0 1800 100 0,25
0,3 700 – 1000 5 0,26
Altbau 0,3 750 5 – 10 0,31
Neubau - hohl 0,22 650 10 0,31
Neubau - voll 0,18 800 10 0,31
Leicht 0,21 600-800 10 0,26
Mi ttel 0,36 800-1200 10 0,26
Massiv 1,00 1200-2000 10 0,26
0,6 1500 10 0,31
Holzspanbeton 0,2 500 10 0,56
Leichtbeton 0,3 – 0,5 700 – 1000 15 0,31
Polystyrol – Beton 0,2 600 15
0,31
< 400 kg/m
3
< 400 5 0,31
< 500 kg/m
3
< 500 5 0,31
< 600 kg/m
3
< 600 5 0,31
< 800 kg/m
3
< 800 5 0,31
3,5 2800 100 0,26
1,7 – 2,3 2600 100 0,22
0,9 – 1,0 1700 10 0,26
Zwischenwandziegel
Hohl zi egel
Porosierte Hohl zi egel
Massivlehm – Formlinge
Kristalline Gesteine (Granit, Basalt, Mamor)
Sedimentgesteine (Sandstein, Muschelkalk)
Porenbeton
Vollziegel
Bezeichnung
Schalungssteine:
Betonhohlsteine (Schlacke, Hüttenbims,
Ziegelsplitt, Steinsplitt)
MAUERSTEINE
Kl i nkerzi egel
Hochporosierte Hohl zi egel
Blähton Hohl- und
Vollsteine
Lehmzi egel
Beispiel 5-1: U-Wert eines inhomogenen Bauteils mit ähnlichen λ-Werten
10 cm MWL Dämmung (
λ
= 0,04 W/m.K), Fichtenlattung (
λ
= 0,15 W/m.K) mit ca. 15 % Flächenanteil.
1/D = 0,85 • 0,04 / 0,1 + 0,15 • 0,15 / 0,1 = 0,565 W/m
2
.K
D = 1,77 m
2
.K/W gegenüber 2,0 m
2
.K/W für eine ungestörte Dämmschicht mit Mineralwolle
U = 1 / (1,77 + 0,17) = 0,51 W/m
2
.K
78
Tabelle 5-3: Baustoffkennwerte Mörtel und Beton (Frey, 1981) (Wernhart, 2011)
Tabelle 5-4: Baustoffkennwerte von Dämmstoffen (Frey, 1981) (Wernhart, 2011)
Wärmeleitzahl
λ (W/mK)
Dichte
ρ (kg/m
3
)
Diffusions-
widerstands-
faktor
µ (–)
Spezifische
Wärme
kapazität
c (Wh/kg K)
1,0 1800 20 0,31
0,7 1400 10 0,25
Polystyrol/Perlite 0,2 450 5 0,26
Leca/Perli te/Schl acke 0,4 900 5 0,26
Stahlbeton 2,3 2400 100 0,31
Schütt- und Stampfbeton 1,5 2200 50 0,31
Estrichbeton 1,4 2000 50 0,31
0,4 - 0,9 1200 – 1800 10 0,31
0,5 – 0,8 1400 – 2000 10 0,31
hoher Blähtonzuschlag 0,17 < 1100 10 0,31
geringer Blähtonzuschlag 0,55 > 1100 10 0,31
0,2 – 0,55 600 – 1200 10 0,31
Leichtbeton
MÖRTEL
BETON
Bezeichnung
Polystyrolbeton
Hüttenbimsbeton
Ziegelsplittbeton
Ki es beton:
Leichtmörtel
Kalk – Zementmörtel
Gi psmörtel
Wärmeleitzahl
λ (W/mK)
Dichte
ρ (kg/m
3
)
Diffusions-
widerstands-
faktor
µ (–)
Spezifische
Wärme
kapazität
c (Wh/kg K)
0,045 90 1 0,17
0,04 35 1 0,44
0,048 120 10 0,50
0,06 70 - 200 1 0,33
0,04 55 1 0,50
0,04 50 1 0,50
0,04 30 1 0,50
0,04 20 1 0,17
0,04 - 0,05 120 1 0,17
Dämmfilz 0,032 - 0,04 15 - 50 1 0,25
Dämmplatte leicht
0,04 50 - 80 1 0,25
Dämmpl atte schwer 0,039
80 - 170 1 0,25
0,06 bis ca. 200 1 0,25
0,145 300 1 0,25
Leicht 0,045 120 dicht 0,25
Schwer 0,05 160 dicht 0,31
Wei ß 0,04 15 – 30 30 – 70 0,35
Grau (Graphit) 0,03 15 – 30 30 – 70 0,35
0,035 35 150 0,35
0,03 30 – 80 50 – 100 0,35
0,05 30 – 50 3.000 0,35
0,045 6 – 50 10 0,35
0,045 30 – 100 50 0,35
0,045
50 – 100 200 0,35
0,010 250 dicht n.a.
Korkplatte
Vakuumdämmplatte
DÄMMSTOFFE:
Zel l ul os efaserpl atten
Phenol – Formaldehyd (PF)
Harnstoff – Formaldehyd (UF)
Schaumglasschotter erdfeucht
Schlackenwolle
Mineralwolle
Schilfrohrplatte
Polystyrol –
Hartschaum (EPS)
Schafwolle Dämmfilz
Kokosmatte
Bezeichnung
Hanffasermatte
Pol yethylen (PE)
Polyurethan (PU)
Pol ystyrol – extrudi ert
Strohballen und -platten
Schaumglas
Polyvinylchlorid (PVC)
Zel l ul os efaserflocken
Flachs
79
Tabelle 5-5: Baustoffkennwerte von Putzen und Tapeten (Frey, 1981) (Wernhart, 2011)
Tabelle 5-6: Baustoffkennwerte von Holz und Bauplatten (Frey, 1981) (Wernhart, 2011)
Wärmeleitzahl
λ (W/mK)
Dichte
ρ (kg/m
3
)
Diffusions-
widerstands-
faktor
µ (–)
Spezifische
Wärme
kapazität
c (Wh/kg K)
1,40 2100 30 0,31
0,90 1800 25 0,31
0,80 1600 15 0,26
0,70 1500 10 0,25
0,50 1000
5
0,22
0,09 250 5 0,26
0,13 450 5 0,26
0,81 1700 10 0,26
0,70 1200 150 0,31
Texti l 0,07 300 5 0,65
Papi er 0,08 600 5 0,65
Kunststoff auf Gewebe 0,08 350 150 0,35
PUTZE und TAPETEN
Tapeten
Kunststoffdünnputz
Gipsputz auf Rohrmatten
Dämmputz (Perlite, Polystyrol)
Lehmputz
Kalkputz
Gipsputz, Kalk- Gipsputz
Zementputz
Kalk – Zementputz
Bezeichnung
Wärmeleitzahl
λ (W/mK)
Dichte
ρ (kg/m
3
)
Diffusions-
widerstands-
faktor
µ (–)
Spezifische
Wärme
kapazität
c (Wh/kg K)
0,22 500 50 0,65
0,13 500 50 0,65
0,18 750 50 0,65
0,21 900 50 0,24
0,20 900 10 0,29
0,4 – 0,6 1000 – 1200 10 0,22
weich (15 < d < 40 mm) 0,055 260 5 0,47
wei ch (d > 40 mm) 0,04 160 5 0,47
halhart 0,10 600 20 0,47
hart 0,15 1000 30 0,47
0,14 600 70 0,65
0,15 600 100 0,65
0,14 500 10 0,26
0,13 600 50 0,47
leicht 0,30 1300 50 0,30
Schwer 0,60 1800 100 0,30
0,12 500 15 0,56
Magnesit 0,14 400 5 0,50
Zement 0,09 400 5 0,50
Fas erzementpl atte
Gipsbauplatten
Asbestzementfeuerschutzpl atten
1)
Fichte, Tanne, Ki efer - l ä ngs der Fa ser
Bezeichnung
Sperrholzplatte
1)
Diese Bauplatten sollten nur in jenen Fällen verwendet werden, in denen keine anderen gleichwertigen Materialien
zur Verfügung stehen. Besondere Vorsicht ist bei Selbstbau (Bearbeitung vor Ort) geboten!
Lehmbauplatte
Spanplatte
Gipskartonplatten
OSB (oriented structural board) Platte
Fichte, Tanne, Ki efer - quer zur Faser
Eiche, Buche
Hol zfaserplatte
Holzwolle-
leichtbauplatten
HOLZ
BAUPLATTEN
Porenverschlussplatte
80
Tabelle 5-7: Baustoffkennwerte von Deckenkonstruktionen und Schüttungen (Frey, 1981) (Wernhart, 2011)
Tabelle 5-8: Baustoffkennwerte von Bodenbelägen (Frey, 1981) (Wernhart, 2011)
Wärmeleitzahl
λ (W/mK)
Dichte
ρ (kg/m
3
)
Diffusions-
widerstands-
faktor
µ (–)
Spezifische
Wärme
kapazität
c (Wh/kg K)
0,8 1200 - 1600 35 0,26
0,8 1200 - 1600 50 0,31
0,7 900 - 1200 8 0,26
schwer 1,3
1800 35 0,31
leicht 1,0 1400 35 0,31
feucht 1,8 1700 2
0,22
trocken 0,5 1800 --- ---
lufttrocken 0,7 – 0,9 1800 1 0,25
feucht (20 %) 1,4
1650 --- ---
0,2 – 0,35 300 – 800 5 0,25
0,45 1700 5 0,25
0,12 400 5
0,25
0,15 700 5 0,25
0,05 100 3 0,25
0,07
100 3 0,25
0,04 40 – 100 3 0,50
0,10 200 1 0,65
Zement, schwer 0,08 < 350 10 28,00
Zement, leicht 0,06 < 125 10 0,28
Bi tumen 0,05 < 125 10 0,28
Ziegelhohlkörper mit Aufbeton
Betonhohlkörper mit Aufbeton
Porosierte Fül l s teine ohne Aufbeton
Expandiertes
Polystyrol (EPS)
Granulat
Sägemehl, Hobelspäne
Beton Hohldiele
DECKENKONSTRUKTIONEN
SCHÜTTUNGEN
Bezeichnung
Blähglimmer
Korkschrott expandiert
Hüttenbims, Bimskies
Blähperlite
Ziegelsplitt
Bl ähton
Schl acke (Kes s el , Hochofen)
Sand/Kies
Erde
Wärmeleitzahl
λ (W/mK)
Dichte
ρ (kg/m
3
)
Diffusions-
widerstands-
faktor
µ (–)
Spezifische
Wärme
kapazität
c (Wh/kg K)
1,4 2000 50 0,31
1,1 2000 20 0,31
0,8 2200 20.000 0,28
1,2 2000 150 0,26
0,22 850 50 0,68
0,06 300 30 0,42
0,07 300 1 0,50
0,08 300 10 0,45
0,08 800 2 0,40
0,15 1000 50 0,53
0,07 700 10 0,40
0,06 650 10.000 0,30
0,20 1400 10.000 0,30
Korkplatte
Ha rtholzkl ebepa rkett
Gußasphalt
Zementes tri ch
Anhydrid-Estrich
BODENBELÄGE:
Bezeichnung
Nadelfilz
Textil auf Schaumunterlage
Fliesen und kerami sche Bel ege
Schurwolle
PVC – auf Schaumunterlage
PVC
Linol eum
Korklinoleum
81
Tabelle 5-9: Baustoffkennwerte von Einzelbaustoffen (Frey, 1981) (Wernhart, 2011)
Tabelle 5-10: Wärmedurchlasswiderstände von Luftschichten (Frey, 1981) (Wernhart, 2011)
Wärmeleitzahl
λ (W/mK)
Dichte
ρ (kg/m
3
)
Diffusions-
widerstands-
faktor
µ (–)
Spezifische
Wärme
kapazität
c (Wh/kg K)
60 7800 ∞ 0,14
380 8900 ∞ 0,11
200 2800 ∞ 0,25
0,8 2500 10.000 0,22
0,2
1500 5.000 0,30
0,2 1200 2.500 0,42
0,25 1100 100.000 0,22
0,35 950 100.000 0,53
Luft
0,025 1,23 1 0,28
Argon 0,017 1,70 1 0,14
Krypton 0,009 3,56 1 0,07
Fensterfüllungen (bei
10 °C)
EINZELBAUSTOFFE
Bezeichnung
PE – Dichtungsbahnen
PP-Filz mit PE-Film
Kunststoffpl atten
Dachpappe
Aluminium
Glas
Stahl
Kupfer
Vertikal
Bei Wärmefluss
hörizontal nach oben nach unten
0,005 0,12 0,11 0,12
0,01 0,15 0,14 0,16
0,02 0,17 0,15 0,19
0,04 0,18 0,16 0,22
0,06 0,18 0,16 0,22
0,080 – 0,200 0,18 0,16 0,23
≥ 0,200 0,18 0,16 0,24
Bei Wärmefluss
Horizontal
Äquivalenter Wärmedurchlaßwiderstand D (m
2
K/W)
für Luftschichtlage
Luftschichtdicke
(m)
Beispiel 5-2: Berechnung eines Verglasungs-U-Wertes
Berechnung des U-Wertes einer 2-Scheiben Isolierverglasung (4 mm Glas, 12 mm Scheibenabstand)
R = 1/
α
i
+ d/
λ
Glas
+ D
Luft
+ d/
λ
Glas
+ 1/
α
i
= 0,1 + 0,004/0,8 + 0,15 + 0,004/0,8 + 0,07 = 0,33 m
2
.K/W
U-Verglasung = 3,0 W/m
2
.K
Anmerkung: Der Wert kann in der Realität etwas höher liegen, da sowohl an der Innenseite, als auch im
Scheibenzwischenraum bei hohen Temperaturdifferenzen zusätzliche Konvektion auftritt. Der Abstandhalter
als Wärmebrücke steigert den mittleren U-Wert eines Glaselementes zusätzlich!
82
5.2. Transmissionswärmeverluste und Gesamtenergiedurchlass verglaster
Flächen
Tabelle 5-11 gibt U- und g-Werte zur Ermittlung von Transmissionsverlusten und Strahlungsaufnahme von
verglasten Flächen, die von den für Tabelle 3-17 gültigen Voraussetzungen abweichen.
• Die U-Werte von Isolierglaseinheiten gelten für metallische Randverbindungen. Durch Unterbrechung
dieser Wärmebrücken in neuesten Fensterentwicklungen, ist eine Senkung um maximal 0,2 W/m
2
K
gegenüber den Tabellenwerten möglich.
• Die U-Werte von Sonnenschutzgläsern variieren beliebig und können den jeweiligen Anforderungen
angepasst werden. Für Neubauten mit erhöhtem Wärmeschutz wird der niedrigste U-Wert eingesetzt.
• IR-Beschichtung: Heute übliche Edelmetallbedampfung mit sehr geringem Emissionsvermögen (z.B. Silber;
ε = 0,1).
• Gasfüllung: Argon als typisches Beispiel, andere Stoffe haben ähnliche Effekte (Verringerung des
konvektiven Wärmeübergangs durch höheres spezifisches Gewicht und geringere Wärmeleitzahl, siehe
Tabelle 5-9). Krypton ist aus Kostengründen (Konkurrenznutzen) kaum im Einsatz.
• g-Werte: In Prüfberichten ermittelt nach EN 67507, daher exakt gültig nur bei sauberen Oberflächen und
senkrechtem Strahlungseinfall. Die Tabellenwerte wurden daher durch Multiplikation mit einem Faktor
von 0,85 für wechselnde Einstrahlung und Verschmutzung zusammengestellt.
Tabelle 5-11: U-Werte und g-Werte von Verglasungen (Frey, 1981)
Anmerkung: Die zusätzlichen Wärmeverluste durch den Glasrandverbund sind für die jeweils üblichen
Konstruktionen berücksichtigt. Die entsprechenden Werte liegen zwischen 0,09 W/m.K (Aluminium),
0,06 W/m.K (Edelstahl) und 0,03 W/m.K (Kunststoff-Sonderkonstruktionen).
Luft Argon Luft Argon
--- 5,8 --- 0,75 --- --- ---
>30 2,7 --- 0,65 --- --- ---
8 3,3 3,1 2,4 2
12 3,1 2,9 2 1,6
16 3,0 2,8 1,7 1,5
18 --- --- --- 1,1 0,6
8+8 2,4 2,1 1,9 1,6
10+10 2,2 2,1 1,7 1,4
12+12 2,1 2 1,6 1,3
12+12 --- --- --- 0,7 0,5
16+16 --- --- --- 0,6 0,5
28+8 2,0 1,9 1,6 1,4
24+12 1,9 1,8 1,4 1,2
12 --- --- --- 1,5-3,1 --- 0,35
0,6
0,5
0,5
2-Scheibenisolierverglasung (2-IV) - NEU
(< 10 Jahre, zwei Scheiben beschi chtet)
3-Scheibenisolierverglasung (2-IV) - NEU
(< 10 Jahre - zwei Schei ben bes chi chtet)
Unbeschichtet
Verglasungsart
(Glasdicke 4-6 mm)
3-Scheibenisolierverglasung
(3-IV - ei ne Schei be beschi chtet)
2-Scheibenisolierverglasung (2-IV)
k- UND g-WERTE ÜBLICHER VERGLASUNGEN
Einfachverglasung (EV)
Mit IR-Beschichtung (ε = 0,1)
U-Werte (W/m2K)
g
Doppelverglasung (DV)
EV + 2-IV
Sonnenschutzgläser (2-IV)
Scheiben-
abstand
[mm]
U-Werte (W/m2K)
g
0,65
0,6
0,6
83
Tabelle 5-12: U-Werte üblicher Rahmenkonstruktionen (Frey, 1981)
Tabelle 5-13: U-Werte und g-Werte von Sonderverglasungen (Frey, 1981)
Vorrichtungen des temporären Wärmeschutzes sollten nur in Ausnahmefällen in der Berechnung des U-Wertes
von Fenstern berücksichtigt werden. Tabelle 5-14 gibt Rechenwerte in Abhängigkeit von Konstruktion und
Benutzung an und kann dazu dienen, im Beratungsgespräch die Sinnhaftigkeit zu besprechen und z.B. mit
einem Fenstertausch zu vergleichen.
Rahmenkonstruktion Ausführung
U-Wert
(W/m
2
K)
0,9-1,0
EV 30 mm
2,3-2,7
EV 50 mm
1,8-2,3
IV70 mm 1,6-2,0
DV 90 mm 1,5-1,9
DV 110 mm 1,3-1,7
Kastenstock 0,7-1,0
Einkammer 2,5
2-3 Kammern 1,7-2,2
4-5 Kammern 1,3-1,5
Gedämmt 2,5-4,0
Ungedämmt 6,0
Kunststoff
Meta l l
Hochdämmende Rahmenkonstruktionen
Holz
(unterer Wert für
Wei chhol z, oberer Wert
für Hartholz)
Dicke
(mm)
g
12 0,35
10 0,6
50 0,65
80 0,6
40 0,65
60 0,55
16 0,7
20 0,65
40 0,6
60 0,55
100 0,5
einschalig 5 0,75
zweischalig, klar 40 0,65
zweischalig opal 40 0,5
18 0,65
30 0,6
48 0,45
Sonnenschutzgläser (2-IV)
Verglasungsart
Kunststoffverglasung
PVC - Li chts tei ne
Glasbausteine
Profilglas, zwei Schalen
Drahtglas
1,5
1,0
Lichtel emente aus PS-Kapi l l arpl atten
Lichtel emente aus PVC-Schal en,
Plexiglas, Stegplatten,
gewellte Doppel pl atten,
Pol yesterpl atten
5,2
2,9
2,5
2,1
2,8
2,6
2,8
3,0
2,3
2,2
2,9
2,4
3,1
Lichtkuppeln
(Acrylglas)
U-Wert
(W/m
2
K)
1,5 - 3,1
5,6
84
Tabelle 5-14: Effektive Wärmedurchlasswiederstände von Vorrichtungen zum temporären Wärmeschutz
(Frey, 1981)
Effektive Wärmedurchlasswiderstände von Vorrichtungen zum temporären Wärmeschutz
Die Berechnungsgrundlage bilden folgende Festlegungen:
Bei undichten Anschlüssen wurde der niedrigere Wert, bei dichten der höhere eingesetzt.
Benutzung: Immer: 50 % der Heizperiode geschlossen (jede Nacht).
Manchmal: 25 % der Heizperiode geschlossen.
Bei einigen Fenstern: Bei 50 % der Fenster.
Wi eviel e Fens ter Wann Dicht Undicht Dicht Undicht Dicht Undicht
Immer 0,04 0,02 0,12 0,04 0,20 0,10
50 % der Zeit
Immer
50% der Zeit
0,1 - 0,4
0,3 - 0,8
0,05
Nicht in der Rechnung berücksichtigt
0,02
0,01
0,06
0,02
0,10
D-Werte am Prüfs ta nd
Alle
50 % der Fens ter
Benutzungsintensivität
D
WS,eff
(m2K/W)
Rolladen,
Klappladen
Jalousie
Isolier-
klappladen
0,05 - 0,1
Beispiel 5-3: U-Wert Berechnung für ein spezifisches Fenster
U-Wert eines zwei-flügeligen beschichteten Isolierglasfensters neuer Bauart (1,2 m
2
Architekturlichte,
16 mm, zwei Beschichtungen, Edelstahl Glasverbund) mit durchgehenden horizontalen und vertikalen
Sprossen (3 cm breit und dick, ca. 2,5 m) und einem Rahmenanteil (Holz, 70 mm) von 30 %.
Verglasungsfläche = Architekturlichte – Rahmen – Sprossen = 1,2 • 0,7 – 0,03 • 2,5 = 0,765 m
2
= 64 %
Länge Randverbund (Felder < 20 • 50 cm) = ca. 10 m
U (Summe U-Wert • Flächenanteil + Länge Randverbund • Kennwert Seite 80 ) = 0,3
• 1,5 + 0,64 • 1,1 + 0,06 • 2,5 + 10 • 0,06 = 1,9 W/m
2
.K
Ohne Sprossen und einflügelig hätte das Fenster einen U-Wert von:
U = 0,3 • 1,5 + 0,7 • 1,1 + 0,06 • 4,6 = 1,5 W/m
2
.K
Anmerkung: Durch die Teilung sind auch die Fugenlänge und damit der w
f
-Wert höher.
Beispiel 5-4: Dämmwirkung eines temporären Wärmeschutzes
Alte Isolierglasfenster (U = 2, 8 W/m
2
.K)
Was bringt der Einbau von Rollläden im Vergleich mit dem Tausch gegen neue Fenster (U = 1,4 W/m
2
.K)?
U
mit Rollladen
= 1 / (1/2,8 + 0,12) = 2,1 W/m
2
.K
Die Einsparung beträgt etwa 50 % jener durch ein neues Fenster, die durch geringere Fugenverluste noch
deutlich gesenkt werden kann (diese wirken auch untertags!).
Bei Rollladenkästen sind Maßnahmen zur Vermeidung von Wärmebrücken und Undichtheiten erforderlich.
85
5.3. Wärmebrücken – Berücksichtigung in Berechnung
Wärmebrücken sind Stellen und Bereiche in der Gebäudehülle, die einen gegenüber den anliegenden Bauteilen
stark erhöhten Wärmedurchgang aufweisen. Dadurch verursachen sie niedrige Oberflächentemperaturen auf
der Innenseite der Bauteile der Gebäudehülle und erzeugen Querströme aus anliegenden Bauteilen, welche
den mittleren Wärmedurchgang in diesem Bereich steigern.
Folgen von Wärmebrücken:
• Bauschäden durch Eindringen (Dampfdiffusion) von Feuchtigkeit.
• Schimmelbefall durch Oberflächenkondensat.
• Höhere Wärmeverluste durch den Bauteil.
Im Rahmen einer Energieberatung sollten Wärmebrücken erkannt und überschlägig bewertet werden. In der
Maßnahmenplanung ist darauf Wert zu legen, dass bestehende Wärmebrücken saniert werden und keine
neuen Wärmebrücken entstehen. Im Sinn der Beschreibung im vorigen Absatz birgt jede Dämmmaßnahme
durch den stark reduzierten Wärmefluss durch die Dämmung die Gefahr von zusätzlichen Wärmebrücken an
den Bauteilübergängen, aber auch in Befestigungssystemen (z.B. Lattung, Dübel, Verschraubungen).
Typische Wärmebrücken sind (vgl. Abbildung 5-4: Typische Wärmebrücken in der Gebäudehülle):
1. Sockelanschlüsse (geringerer Wärmeschutz von Bodenplatten und Kellerwänden): Außenwandanschluss an
Sockel
2. Deckenauflager (Beton, Rostziegel): Außenwandanschluss an Decken und Dach
3. Decken- und Maueranschlüsse und Bauteilübergänge zur Außenluft: Außenwandanschlüsse an
Zwischendecken
4. Auskragende Bauteile und Balkonplatten: Besonders Balkonplatten sind durch Dämmmaßnahmen in der
Sanierung schwer zu verbessern. Hier bieten sich Entfernung und alternativer Aufbau als sichere Variante an.
5. Innenwandanschlüsse zu unbeheizten Gebäudeteilen
6. Fenster und deren Einbau:
6.1. Glasrandverbund, Sprossen, unterschiedliche U-Werte der verschiedenen Komponenten
6.2. Fenstersturz, Rollladenkasten
6.3. Einbausituation (Laibung und seitlicher Maueranschluss, Fensterbrett)
6.4. Sonderbauteile wie Dachflächenfenster, Glasbausteine, Lichtkuppeln
86
Abbildung 5-4: Typische Wärmebrücken in der Gebäudehülle
Wenn die genaue Ausbildung der Wärmebrücke nicht bekannt ist bzw. auf eine genaue Ermittlung des
Korrekturkoeffizienten verzichtet wird, schlägt die ÖNORM B8110 überschlägige Rechenwerte vor, die sich im
oberen Bereich des möglichen Einflusses befinden. Die Wärmebrücken mit dem stärksten Einfluss sind in
Tabelle 5-15 zusammengefasst.
Tabelle 5-15: Korrekturkoeffizienten für typische Wärmebrücken (ÖNORM_B8110, 2007)
Korrektur-
koeffizient Y
(W/m.K)
0,60
0,30
0,50
0,70
Sturz 0,40
Laibung 0,30
Brüstung 0,25
0,07
Zuschlag für Bauteilheizung
Wichtigste
Bauteilübergänge mit
Wärmebrücken
Fens ter
Balkonpl atte
Atti ka, oberste Decke
Kel l ersockel , unters te Decke
Zwischendecke
87
Berechnung der zusätzlichen Wärmeverluste durch Wärmebrücken:
Wärmebrücken verursachen Wärmeverluste, die mit der U-Wert Berechnung nicht berücksichtigt werden. Bei
wärmebrückenfreier Konstruktion (lt. Definition Passivhaus Institut) kann der Heizwärmebedarf in Neubauten
gegenüber heute noch üblichen, nicht Wärmebrücken optimierten Konstruktionen um etwa
(12 kWh/m²BGF.Jahr) reduziert werden. Dies entspricht einer Verbesserung des mittleren U-Wertes der
Gebäudehülle um etwa 0,09 W/(m²K)
23
. (Feist, 1999)
Bauordnung: „Gebäude und Änderungen an solchen sind so zu planen und auszuführen, dass Wärmebrücken
möglichst minimiert werden. Im Falle zweidimensionaler Wärmebrücken ist bei Neubau und größerer
Renovierung die ÖNORM B 8110-2 einzuhalten.“ (OIB Richtlinie 6, 2015)
Wichtig für die Energieberatung: In der Beurteilung alter Gebäude im Rahmen der Energieberatung ist
allerdings zu bedenken, dass alle Verluste auf die Bruttofläche der beheizbaren Gebäudeteile, also auf die
Außenmaße der umhüllenden Bauteile bezogen werden. An allen Gebäudeecken (vertikal und horizontal)
ergeben sich somit „negative“ Wärmebrücken (geringerer Wärmefluss durch die inneren Bauteiloberflächen im
Vergleich zum Abfluss an der Außenseite). Weist das Gebäude keine offensichtlich übermäßigen
Schwachstellen auf (auskragende Betonteile, problematischer Fenstereinbau), gleichen sich positive und
negative Wärmebrücken rechnerisch aus und müssen in einer überschlägigen Rechnung nicht berücksichtigt
werden.
Auch in Energieausweisen wird die Wärmebrückenwirkung oft nur mit einem pauschalen Zuschlag
eingerechnet. Meist sind Fensteranschlüsse dabei die wesentlichste Wärmebrücke.
Das folgende Beispiel (auskragende Balkonplatte) wurde aus einem Wärmebrückenkatalog ( (BFE, 2004)
24
)
übernommen und in Tabelle 5-16 berechnet (ψ = Wärmebrückenverlustkoeffizient).
Abbildung 5-5: Bauteil-Detail aus einem Wärmebrückenkatalog (BFE, 2004)
Für die Berechnung und die Abschätzung des Einflusses der Wärmebrücke bieten sich drei Kennwerte an: der
zusätzliche jährliche Wärmeverlust in kWh bzw. die äquivalente zusätzliche Bauteilfläche in m
2
(in diesem Fall
die Außenwand) oder, bei Kenntnis der Gesamtfläche des Bauteils, ein U-Wert-Zuschlag in W/m
2
.K.
23
klimaaktiv Gebäudedeklarationsplattform (www.baubook.at)
24
siehe www.bbl.admin.ch/bundespublikationen
88
Tabelle 5-16: Beispiel der Berechnung des zusätzlichen Wärmeverlustes einer Balkonplatte
Tabelle 5-17: Beispiel einer Wärmebrückenberechnung für ein Gebäude
U-Wert Zuschlag: Günstig zu bewerten ist, wenn der durch Wärmebrücken bedingte U-Wert-Zuschlag auf
ΔU
WB
= 0,06 W/m²K beschränkt werden kann (Mindestanforderung klimaaktiv Sanierung).
5.4. Wärmebrücken – Beurteilung der Gefahr von Feuchteschäden
Durch den stärkeren Wärmefluss und die niedrigeren Oberflächentemperaturen erzeugen Wärmebrücken eine
konvektive Luftströmung an diese Stellen und Abkühlung und Kondensation der Raumluft unter bestimmten
Bedingungen. Diese Umstände sind die Hauptursachen des Auftretens von Pilzbefall (Schimmelbildung), da die
Zusatzbedingung vorhandener Nährstoffe in bewohnten Räumen grundsätzlich immer gegeben ist. Keimung
und Wachstum von Schimmelpilzsporen können bereits auftreten, wenn die relative Feuchte in der
Grenzschicht zur Bauteiloberfläche größer als 80 % ist.
Bei Standardbedingungen (Raumluftfeuchte 50%, Raumlufttemperatur 20°C, Außenlufttemperatur – 5 °C)
können relative Feuchten von 80 % an der Bauteiloberfläche auftreten, wenn die minimale
Oberflächentemperatur kleiner als 12,5 °C beträgt [AKKP 24]. Diese Werte erreichen nicht nur typische
Wärmebrücken sondern auch ungedämmte Bauteile.
Eingabeparameter Werte Hinweise
L: Länge der Bal konpl atte (m) 4,0 ~
A: Fläche der zugehörigen Wand (m
2
)
15,0
Dieser Wert kann mi t oder ohne vergl as te
Flächen angegeben, der Zuschlag dann
aber entsprechend i nterpreti ert werden
U-Wert der Wand (W/m
2
.K)
0,40
je geri nger der U-Wert, desto höher i s t der
Antei l der Wä rmebrücke am
Wä rmeverl ust des Bautei l s
Ψ-Wert (W/m) 0,80
Zuschlag für Bodenheizung 0,07
U-Wert-Zuschlag für den Bauteil durch
di e Wärmebrücke (W/m
2
.K)
0,23 ∆U [W/m²K] = L [m] * Ψ [W/mK] / A [m²]
Wärmeverlust entspricht Wandfläche
aus U-Wertberechnung
8,7 [m²] = L [m] * Ψ [W/mK] / U [W/m²K]
HGT 3.600 Heizgradtage Standort
Wä rmeverl ust (kWh/a) 301 Q
WBR
= L * Ψ * HGT / 0,024 [kWh/Jahr]
Aus Tabelle, Berechnung oder
Wärmebrückenkatalog
Ψ Länge
Temperatur-
korrektur-
faktor
Korrektur-
faktor
Flächen-
heizung
Leitwert-
zuschlag
[W/(mK)] [m] [-] [-] [W/K]
Außenwand / Bodenplatte 0,074 39,2 0,7 1 2,0
Geschossdecke 0,049 35,2 1
1 1,7
Traufe Pfettenda ch -0,010 12,8 1 1 -0,1
Ortgang 0,036 13,8 1 1 0,5
Fensteranschlag 0,112 87,8 1 1 9,8
Fensterbrüstung 0,149 35,5 1 1 5,3
Fensters turz 0,192 35,5 1 1 6,8
Außenwandecke -0,239 23 1 1 -5,5
20,6
350
0,06
Detailpunkt /
Wärmebrücke
Leitwertzuschlag gesamt
Fläche der wärmeabgebenden Gebäudehülle [m²]
U-Wert Zuschlag ΔU
WB
[W/m²K] = Lei twertzus chl a g [W/K] / Fl äche [m²]
89
Der Nachweis kann entweder durch entsprechende Werte aus Wärmebrückenkatalogen oder detaillierte
Wärmebrückenberechnungen nach ÖNORM EN ISO 10211-1 bzw. 2 erfolgen. Tabelle 5-18 und Tabelle 5-19
geben einen ersten Überblick über mögliche Mindesttemperaturen (bei -10 °C Außentemperatur) an typischen
Problemstellen sowie Kondensationsbereiche in Abhängigkeit des U-Wertes der Außenwand.
Tabelle 5-18: Kondensationsbereiche an Außenbauteilen für verschiedene U-Werte bei T
A
= -10
o
C (Frey,
1981)
Wichtig: Schimmelwachstum ist nicht an das Vorliegen von flüssigem Wasser (z.B. Tauwasser) gebunden. Es
genügt bereits das Vorliegen eines ausreichenden Maßes an kapillar gebundenem Wasser. Dies kann schon der
Beispiel 5-5: Abschätzung der Kondensationsgefahr an einem Bauteil
Die Außenwand des Gebäudes besteht aus 30 cm Vollziegel. Wie hoch ist die Kondensationsgefahr?
U-Wert (Tabelle 3-11): 1,7 W/m
2
.K
Kondensationsbedingungen (Tabelle 5-18): ca. 70 % relative Luftfeuchte bei 20
o
C Innentemperatur, 65 % bei
22
o
C.
Diskussion: In Küche und Bad können diese Bedingungen leicht auftreten. In Wandbereichen mit geringer
Konvektion kann der innere Wärmeübergangswiderstand deutlich höher, die Oberflächentemperatur und
somit auch die Grenzfeuchte dadurch niedriger sein.
90
Fall sein, wenn die relative Luftfeuchte in der Nähe einer Oberfläche über eine längere Zeit mehr als 80%
beträgt (IBO, 2011). Je niedriger die Oberflächentemperatur von Bauteilen ist, desto höher ist die relative
Feuchte in der Grenzschicht zum Bauteil. Aus diesem Grunde müssen Konstruktionen so ausgeführt werden,
dass bei üblichen Raumluftfeuchten und -temperaturen auch im Grenzbereich zum Bauteil relative Feuchten
von über 80% nicht dauerhaft auftreten.
An metallischen Fensterrahmen, Fensterscheiben und dem Glasrandverbund von Isoliergläsern können
besonders niedrige Temperaturen auftreten (Tabelle 5-19). Diese Stellen sind somit erste Kontrollbereiche für
die Raumluftfeuchte im Rahmen einer Objektbesichtigung bei Minustemperaturen im Winter. Kondensation an
diesen Stellen zeigt an, wie hoch etwa die relative Luftfeuchtigkeit im Raum ist. Während an einer
Isolierglasscheibe in der ungestörten Mitte Kondensation bei ca. 55 % auftreten würde, geschieht das am
Randverbund schon bei ca. 40 %.
Die Grenzfeuchtigkeit ist jener Wert der relativen Feuchtigkeit der Raumluft, bei dessen Überschreitung
Kondensatbildung an einer Oberfläche bestimmter Temperatur auftritt. Sie ist der Quotient aus dem zur
Oberflächentemperatur gehörigen und dem der Raumlufttemperatur entsprechenden Sättigungsdampfdruck.
Tabelle 5-19: Oberflächentemperaturen und Grenzfeuchte an Wärmebrücken bei T
e
= -10
o
C (Frey, 1981)
Konstruktionsdetail Maßnahme
T
min
(
°C)
Grenzfeuchte
(%)
1. Sockelanschl uß (Kel lermauer =
Schüttbeton)
kei ne
mit Außendämmung
(auch das Kel l ermauerwerk)
14
16
68
78
2. Deckenaufl ager, mi t Rostzi egel
kei ne
oben unten
mit Außendämmung
16
13
18
76
64
88
3. Dachanschluß (Flachdach oder
Steildach)
kei ne
mit Außendämmung und
Einfassung
12
16
60
78
4. Balkonpl atten
kei ne oben
unten
mit Außendämmung und
Einfassung der Platte
mit Außendämmung und
thermischer Entkopplung
15
11
16
17
73
56
78
83
5. Wandkanten vertikal
kei ne
mit Außendämmung
13
16
64
78
6. Innenwandanschlüsse
kei ne
mit Außendämmung
17
18
83
88
7. Fenster Fensterart
T
min
(
°C)
Grenzfeuchte
(%)
7.1 Seitlicher Maueranschluß
2IV ohne Anschlag
2IV mit Anschlag
Kastenstock
12
12,5
17
60
62
83
7.2 Sturz, Brüstung, Rolladenkosten
2IV ohne Anschlag
2IV mit Anschlag
2IV gedämmt
10
10,5
16,5
53
55
80
7.3 Glasanschluß
Holz Isolierglas 2IV
2IV randentkoppelt
2IV
IR
, 3IV
Verbund
Kastenstock 2-fach
3-fach
Holz / Aluminium 2IV
2IV
IR
3IV
5,5
11,5
6,5
11
11,5
12,5
4
5
6
39
58
41
56
58
61
35
37
40
91
Genaue Werte und Berechnungen für verschiedene Konstruktionen, Einbauvarianten sowie Veränderungen
durch Verbesserungsmaßnahmen finden sich in Wärmebrückenkatalogen, die oft im Internet frei zugänglich
sind oder bei Herstellern energiesparender Komponenten.
25
5.5. Fugenverluste der Fenster und Türen
Undichte Stellen in der Gebäudehülle führen zu Wärmeverlusten (im Sommer zu unerwünschter Erwärmung)
durch direkten Stofftransport über entweichende Raumluft und nachströmende Außenluft. Die treibende Kraft
ist der Druckunterschied zwischen Innen- und Außenluft, der durch Luftbewegung („Windverhältnisse“)
oder/und Temperaturdifferenz hervorgerufen wird. Diese Verluste entstehen unabhängig vom
Lüftungsverhalten.
Der Wärmeverlust durch Fugen an Fenstern und Türen kann in erster Näherung über einen
Luftdurchlasskoeffizienten „a“ abgeschätzt werden. Dieser Näherung liegen die folgenden Annahmen
zugrunde:
• Zugverhältnisse: Persönliche Begutachtung und Mitteilung der Bewohner und Bewohnerinnen.
Wichtig ist dabei die Unterscheidung zu Fallluft an kalten Scheiben. Die Abfrage des Zuges sollte sich
auf 0
o
C Außentemperatur und Windstille beziehen.
• Passung und Dichtung: Begutachtung im Rahmen der Begehung. Ein „deutlicher“ Zug tritt sicher dort
auf, wo sich ein Blatt Papier ohne Widerstand durch die Fuge ziehen lässt.
Tabelle 5-20: Abschätzung der Luftdurchlässigkeit von Fugen (Frey, 1981)
• Luftdurchlässigkeit:
o „Sehr gering“: Neue und dichte Fenster.
o „Gering“: Ältere Fenster mit Dichtung, Kastenfenster.
o „Mäßig“: Keine Dichtung bzw. spürbarer Luftzug bei 0
o
C Außentemperatur und Windstille.
o „Hoch“: Deutlicher Zug und deutliche Schwächen der Passung. Diese Fugen müssen bereits
aus Komfortgründen gedichtet werden.
• Windgeschwindigkeiten:
o „Windschwach / Geschützt“: 2 m/s
o „Windschwach / Frei“ und „Windstark / Geschützt“: 4 m/s
o „Windstark / Frei“: 6 m/s
• Windstark sind Kammlagen sowie freie Lagen im Donautal und im östlichen Flachland.
25
Wärmebrückenkatalog Fenstereinbau, klimaaktiv,
http://www.klimaaktiv.at/tools/bauen_sanieren/waermebruecken.html
Wärmebrücken, Bundesamt für Energie BFE, 2002 www.bbl.admin.ch/bundespublikationen
Holzforschung Austria, http://dataholz.com/
Passung Dichtung
Nicht wahrnehmbar Gut Vorhanden Sehr geri ng
Gut Kei ne
Mäßig Vorhanden
Geri ng Mäßig Keine Mäßig
Deutlich Schlecht Kei ne Hoch
Durchschnittlicher Zustand
der Anschlüsse
Zug
Luftdurchlässigkeit
Kaum wahrnehmbar
Geri ng
92
• Schraffierte Flächen: Praktisch alle Wohnobjekte in Österreich liegen in diesen Windzonen.
• Enthalpiedifferenz der Luft: Im Winterhalbjahr beträgt diese in Österreich bei ca. 50 % relative
Luftfeuchtigkeit im Wohnraum zwischen 0,40 und 0,45 Wh/m
3
.K.
• Die Flächenwerte entsprechen der Architekturlichte (und ermöglichen so den Einsatz als „Äquivalente
U-Werte“) und einer mittleren Fugenlänge von 4 m/m
2
. Stark geteilte Fenster können deutlich höhere,
großflächige Fenster deutlich geringere w
f
-Werte aufweisen.
• Die Anwendung auf andere Gebäudefugen (z.B. in ausgebauten Dachgeschoßen) kann mit den Spalten
„mäßig“ und „hoch“ versucht werden.
• Da bei Normaußentemperatur nur minimal gelüftet wird, ist der w
f
-Wert die genaueste Abschätzung
des Anteils der Lüftung an der Heizlast.
Tabelle 5-21: Abschätzung des Wärmeverlustkoeffizienten (w
f
) von Fenstern und Türen (Frey, 1981) (Kuchar,
60 Minuten Energieberatung, 2012)
Das bedeutet in jedem Fall, dass durch Dichtung der Fugen Energie gespart werden kann, allerdings nur in
einem Ausmaß, welches in der Summe von Fugen- und Bedarfslüftung nicht zu einem Unterschreiten eines
hygienisch notwendigen Luftwechsels führt (siehe Benutzungsdaten).
5.6. Verluste durch Undichtheit der opaken Gebäudehülle
Kaum beurteilbar sind Undichtheiten an anderen Bauteilen. Warme Luft aus dem Innenraum kann in der
Konstruktion kondensieren und schwere Schäden verursachen. Nach Dämmmaßnahmen können sich die
Verhältnisse derart ändern, dass Undichtheiten, die früher keine Feuchteprobleme bereitet haben, plötzlich
relevant werden. Die Luftdichte der Gebäudehülle kann im Allgemeinen nur durch eine Luftdichtheitsmessung,
gemeinsam mit den Fenster- und Türenfugen, ermittelt werden.
Dicht Sehr gering Gering Mäßig Hoch
Windschwach Geschützt 0,2 0,4 0,7 1,4 2,8
Windschwach Frei
Windstark Geschützt
Windstark Frei 0,5 1,4 2,8 5,6 11,2
Windschwach Geschützt 0,1 0,3 0,5 1,0 2,0
Windschwach Frei
Windstark Geschützt
Windstark Frei 0,3 1,0 2,0 4,0 8,0
0,04 0,1 0,2 0,4 0,8
0,3
0,2
Gebäudetyp
Windverhältnisse
Lage
Luftdurchlässigkeit
w
f
-Werte (W/m
2
.K)
Luftdurchlasskoeffizient (m
3
/ h.m.Pa
2/3
) a =
Freistehendes
Ein- oder
Zweifamiliehaus
0,9
1,7
3,4
6,8
Reihenhaus,
Mehrfamilienhaus
0,6
1,2
2,4
4,8
Beispiel 5-6: Umrechnung des w
f
-Wertes in einen mittleren Luftwechsel
Ein Einfamilienhaus (HGT 20/12 = 3500 Kd; T
ne
= -12
o
C) in windschwacher aber freier Lage, mit Fenster- und
Türflächen im Ausmaß von 20 % der Wohnfläche(insgesamt 130 m
2
) und einer „geringen“ mittleren
Luftdurchlässigkeit hat den folgenden Anteil der Fugenverluste an Heizlast und jährlichen Wärmeverlusten.
Verlustleistung bei T
ne
= 1,7 • 26 • 32 / 1000 = 1,4 kW
Jährlicher Fugenverlust: 1,7 • 26 • 3500 • 0,024 = 3.710 kWh
Dieser Fugenverlust entspricht unter typischen Bedingungen (2,5 m Raumhöhe, 0,33 Wh/m
3
.K Wärmeinhalt
der Luft) etwa einem mittleren Luftwechsel von:
n
L
= 1,7 • 26 / (130 • 2,5 • 0,33) = 0,41 h
-1
93
An den folgenden Stellen kommt es häufig zu Undichtheiten, besonders dann, wenn verschiedene
Baumaterialien (z.B. Durchdringung durch Holzbalken) und Bauweisen (z.B. Leichtbau und Massivbau)
aufeinandertreffen.
Abbildung 5-6: Übliche Stellen mit Undichtheiten in der Gebäudehülle
26
Die Ursachen für Undichtigkeiten in Gebäudehülle, auch zu unbeheizten Gebäudeteilen, sind vielfältig. Je nach
der räumlichen Zuordnung können häufig folgende Schwachstellen vorgefunden werden:
• Bauteilflächen (1)
Verklebungen von Stößen und Überlappungen der Luftdichtheitsschichten (z.B. Folien,
Plattenwerkstoffe), unverputzte Mauerwerksflächen (z.B. hinter Vorwandinstallationen, in Höhe des
Fußbodenaufbaus).
• Übergänge zwischen Bauteilen bzw. Bauteilanschlüssen (2)
Innen-Außenwandanschlüsse bei Holzkonstruktionen, Einbindungen von Holzbalken-decken in
Außenwände, Fußboden-Wandanschlüsse, Anbindungen von Dampfbremsen (hier zugleich
Luftdichtheitsschicht) an Massivbauteile und Holzkonstruktionen, Anschlüsse von Fenster,
Fensterbänken, Rollladenkästen und Türen.
• Durchdringungen (3)
sanitäre Rohrleitungen, Kamine, Elektroleitungen, Steckdosen, Schalter, Einbauleuchten, Sparren bei
Sichtdachstühlen, Installationsschächte.
• Funktionsfugen (4)
Schließfugen/Beschläge an Fenstern und Türen, Dachbodentreppe.
Wie hoch sind die Lüftungswärmeverluste durch Undichtheiten?
Die Ermittlung der Infiltrationsluftwechselrate n
x
gemäß ÖNORM B 8110-6 beinhaltet alle Verlustquellen in der
Gebäudehülle und kann wie folgt aus den Messwerten bei 50 Pa Differenzdruck abgeleitet werden (gilt genau
für windschwache, geschützte Lagen):
Für n
50
-Werte ≥ 1,5 h
-1
gilt: n
x
= 0,11 • n
50
in h
-1
Für n
50
-Werte ≥ 0,6 und ≤ 1,5 gilt: n
x
= 0,07 • n
50
in h
-1
26
Quelle: http://www.luftdicht.info/
94
Für n
50
-Werte < 0,6 h
-1
gilt: n
x
= 0,04 h
-1
Wichtig für die Energieberatung: Viele Menschen verwechseln „luftdicht“ mit „dampfdicht“ und damit mit
fehlender Feuchteregulation und ungesundem Innenraumklima. Ein Gebäude kann sehr luftdicht ausgeführt
sein, aber dennoch nur einen geringen Widerstand bei der Dampfdiffusion aufweisen. Luftdichtheit ist ein
Qualitätsmerkmal für hochwertige und energieeffiziente Gebäude und sollte auch bei Sanierung bestmöglich
sichergestellt werden.
5.7. Gebäudeleitwert- bzw. Heizlastberechnung
Die Abschätzung der spezifischen Heizlast (Seite 53) erfolgt unter Annahme einer Reihe von Vereinfachungen:
typische Gebäudegeometrie, mittlere Fensterflächen und –orientierung, keine besonderen Abweichungen von
üblichen Gebäudeformen und Raumanordnungen. Für die Beurteilung der Dimensionierung der Heizanlage ist
das in den allermeisten Fällen ausreichend.
Für die genaue Ermittlung des Heizwärmebedarfs ersetzt der Gebäudeleitwert (Transmissions- +
Lüftungsleitwert) die spezifische Heizlast. Er beschreibt den Quotienten aus Wärmestrom und
Temperaturdifferenz (Wärmestrom pro K) zwischen dem Inneren der Gebäudehülle und außen, und somit auch
den Leistungsbedarf in W/K, der zum Ausgleich der Transmissions- und Lüftungswärmeverluste nötig ist. Der
Leitwert gibt genaue Auskunft über die thermische Qualität eines Gebäudes.
Formel 5-1: Spezifische Heizlast und Gebäudeleitwert
ü ä = ä =
+
=
+
+
+
+
L
T
: Transmissionsleitwert (W/K)
L
e
: Thermischer Leitwert zu Außenluft (W/K)
L
u
: Thermischer Leitwert zu unbeheizten Räumen (W/K)
L
g
: Thermischer Leitwert zu Erdboden (W/K)
Beispiel 5-7: Abschätzung des Infiltrationsluftwechsels
Bei einer Messung wurde der n
50
mit 1,8 h
-1
ermittelt.
n
x
= 0,11 • 1,8 = 0,2 h
-1
Für ein Gebäude mit 300 m³ Nettovolumen (120 m
2
WNF), mittlere Außenlufttemperatur in der Heizperiode
2°C, 250 Heiztage, beträgt dieser Energieverlust:
300 m³ • 0,2 h
-1
• (250 d• 24 h/d) • 0,34 Wh/m³K • 18 K / 1000 = 2.200 kWh/Jahr
Bei luftdichter Ausführung (n
50
= 0,6 h
-1
) wäre der Wärmeverlust:
300 m³ • 0,024 h
-1
• (250 d• 24 h/d) • 0,34 Wh/m³K • 18 K / 1000 = 265 kWh/Jahr
Der zusätzliche Heizwärmebedarf beträgt ca. (2.200 – 265) / 120 = ca. 16 kWh/m
2
.Jahr (und liegt damit im
Bereich des Heizwärmebedarfs eines Passivhauses.
Bei in schlecht gedichteten Leichtbauten (Typisch: Fertigteil- und Selbstbauhäuser zwischen 1980 und 1990)
sind Werte von n
50
> 3,0 h
-1
durchaus üblich. Der zusätzliche HWB liebt dann bei fast 30 kWh/m
2
.Jahr!
95
L
ψ
: Leitwertzuschlag für (zweidimensionale) Wärmebrücken (W/K)
27
L
V
: Lüftungsleitwert (W/K)
Zur Ermittlung der Leitwerte zu unbeheizten Räumen und zum Boden werden Korrekturfaktoren eingesetzt,
durch welche die Abweichungen der durchschnittlichen Temperaturen an der Außenseite dieser Bauteile im
Vergleich zur Außentemperatur berücksichtigt werden. Da diese Temperaturen meist nicht tatsächlich im
Verhältnis zur Außentemperatur schwanken, sind diese Faktoren als grobe Näherung zu begreifen. Es wird
davon ausgegangen, dass diese „Pufferräume“ (als solcher kann auch der Boden gelten), indirekt auch von der
Außentemperatur abhängen und somit eine proportionale Abkühlung hin zur Normaußentemperatur erfolgt.
Abbildung 5-7: Temperaturkorrekturen für die Wärmeverluste durch die Gebäudehülle (ÖNORM_B8110,
2007)
Tabelle 5-22 berücksichtigt einige Umstände, die zu abweichenden Temperaturdifferenzen führen, wie z.B.
Wärmeeinträge durch eine Heizanlage (ein Heizraum hat meistens mindestens Raumtemperatur), durch
Sonneneinstrahlung im Wintergarten oder auch aus dem beheizten Bereich im Fall sehr hoher U-Werte der
trennenden Bauteile. Genauere Berechnungen sind dann möglich, wenn die Temperaturen in den
entsprechenden Räumen bekannt sind.
Formel 5-2: Ermittlung des Temperaturkorrekturfaktors bei bekannter Pufferraumtemperatur
() =
20
20
T
e
= Außentemperatur zum Messzeitpunkt (
o
C)
T
Puffer
= Pufferraumtemperatur bei T
e
(
o
C)
27
Der Zuschlag für dreidimensionale Wärmebrücken wird im Wärmebrückenzuschlag berücksichtigt
96
Tabelle 5-22: Korrekturfaktoren für Temperaturdifferenzen zu unbeheizten Gebäudeteilen (Frey, 1981)
Unter 0,6 0,6 bis 1,3 1,4 bis 2,0 über 2,0
Alle Bauteile zur Außenluft
Fußboden zum Erdreich > 1,5 m unter Erdboden 0,30 0,20
0,15
1)
0,10
0,5 ÷ 1,5 m unter Erdboden 0,50 0,35 0,25 0,30
0,5 unter bis 0,5 m über Erdboden 0,75 0,45 0,35 0,30
> 0,5 m über Erdboden 0,90 0,60 0,45 0,40
Wände zum Erdreich Höhe über 1,5 m 0,70 0,55
0,50
1)
0,40
Höhe 0,5 ÷ 1,5 m 0,80 0,65 0,60 0,50
Wand zu unbeheiztem Wintergarten mit:
Einfachverglasung (U > 3 W/m
2
K)
0,90
0,80
1)
0,70 0,60
Is ol i ervergl a sung (U = ca. 2,5 W/m
2
K)
0,80
0,70
1)
0,60 0,50
Wärmeschutzverglasung (U < 1,6 W/m
2
K)
0,70
0,60
1)
0,50 0,40
Bauteile zum nichtbeheizbaren Dachraum oder
vorgebautem Stiegenhaus
0,90
0,80
1)
0,70 0,60
Ba uteile zu ni cht behei zbarem Kell er
Wärmeerzeuger mit hoher Abstrahlung
Wä rmeerzeuger mi t geri nger Abs tra hl ung
oder keine Zentralheizung
0,50
1)
0,45 0,40 0,35
Bauteile zu nicht beheizten Nebenräumen und
eingebauten Stiegenhäusern
Ba uteile zu fremdbehei zten Nebenräumen
Ba uteile zu Ti efgara ge: ges chlos sen
offen
Bauteile zu großen außenliegenden Pufferräumen
Decke zu hinterlüftetem Flachdach
Ba uteile zum Heizra um
1)
Werte laut ÖNORM B8110
0,70
0,80
0,90
0,15
Kei n Wä rmeverl ust
0,90
0,15
0,30
0,30
0,25
k
m
-Wert des Bauteiles (W/m
2
K)
f (Korrekturfaktor)
1,0
Bauteil
0,20
Beispiel 5-8: Ermittlung des Korrekturfaktors für einen Pufferraum
Für ein noch nicht genutztes aber gut gegen Außenluft dichtes und gedämmtes Dachgeschoß soll der
Korrekturfaktor für die Wärmeverluste durch die Decke ermittelt werden. Bei – 5
o
C Außentemperatur
werden + 5
o
C gemessen.
f = (20 – 5) / (20 – (-5) = 15 / 25 = 0,6
Diskussion: Dieser Wert liegt unter dem für Dachräume vorgeschlagenen Wert (0,8), aber so hoch, dass die
Decke als Außenbauteil der beheizten Räume berücksichtigt werden muss. Mit dieser Abschätzung kann z.B.
eine Abweichung im Datenabgleich zwischen Verbrauch und Bedarf ausgeglichen werden.
97
5.8. Baukörper - Wärmegewinne
5.8.1. Wärmegewinne über verglaste Flächen
Tabelle 5-23: Korrekturfaktor zur Ermittlung der Globalstrahlung für verschiedene Heizperiodenlängen (Frey,
1981)
Tabelle 5-23 gibt Umrechnungsfaktoren für verschiedene Heizperiodenlängen und Seehöhen zur Ermittlung der
Globalstrahlung-Heizperiode aus der Globalstrahlung-Jahr an. Die Tabelle dient der Ermittlung der
Fremdwärmegewinne. Die monatlichen Anteile der Globalstrahlung wurden durch Durchschnittsbildung von
jeweils 10 Orten der jeweiligen Seehöhe ermittelt.
Tabelle 5-24 und Tabelle 5-25 geben R-Werte (Multiplikatoren / Lagefaktoren) zur Umrechnung der
Globalstrahlung auf die jeweilige Orientierung und Neigung verglaster Flächen für verschiedene Längen von
Heizperioden an. Sie können somit direkt mit der jeweiligen Globalstrahlung auf horizontale Flächen
multipliziert werden.
Neigung: Der Bezeichnung „Senkrecht“ wurden die R-Werte von genau senkrechten Flächen zugeordnet (90˚),
der Bezeichnung „Geneigt“ die Werte für eine Neigung von 40˚, da sich die meisten Dachneigungen zwischen
30˚ und 50˚ bewegen. Für die Bezeichnung „Flach“ gilt R = 1,0 für alle Orientierungen.
Die monatlichen R-Werte für alle angeführten Orientierungen und Neigungen wurden den auch für den
Energieausweis gültigen Regelwerken (ÖNORM_B8110, 2007) entnommen. Den dort unterschiedenen
Seehöhen von 200, 500, 1000 und 1500 m wurden die Bereiche 100 – 350 m, 350 – 750 m, 750 – 1250 m und
1250 – 1750 m zugeordnet.
330
1.8.–30.6
300
15.8–15.6.
270
1.9.–31.5.
240
15.9.–15.5.
210
1.10.–30.4.
180
5.10.–15.4.
150
1.11.–31.5
120
5.11.–15.3.
90
1.12.–28.2.
60
15.12.–15.2.
30
1.1.–31.1
100 – 350 0,85 0,71 0,58 0,45 0,35 0,26 0,19 0,13 0,09 0,06 0,03
350 – 750 0,86 0,72 0,6 0,48 0,38 0,29 0,21 0,15 0,10 0,06 0,03
750 – 1250 0,86 0,73 0,61 0,49 0,39 0,30 0,22 0,16 0,11 0,07 0,03
1250 – 1750 0,86 0,73 0,61 0,50 0,40
0,31 0,24 0,18 0,12 0,08 0,04
Länge der Heizperiode (d)
Seehöhe
(m)
98
Tabelle 5-24: Mittlere Lagefaktoren für verschiedene Heizperiodenlängen für senkrechte Flächen (Frey, 1981)
Tabelle 5-25: Mittlere Lagefaktoren für verschiedene Heizperiodenlängen für geneigte Flächen (Frey, 1981)
100–350 m
350–750 m 750–1.250 m 1.250–1.750 m
Süd 1,03
1,11 1,18 1,25
Südwest / Südost 0,88 0,93 0,97 1,02
Ost / West 0,60 0,62 0,64 0,65
Nordwest / Nordost 0,44 0,41 0,39 0,36
Nord 0,41
0,39 0,37 0,34
Süd 0,97 1,04 1,10 1,16
Südwest / Südost 0,84 0,88 0,92 0,97
Ost / West 0,59 0,61
0,62 0,63
Nordwest / Nordost 0,44 0,41 0,38 0,36
Nord 0,40 0,39 0,36 0,33
Süd 0,92 0,97
1,02 1,06
Südwest / Südost 0,81 0,84 0,87 0,90
Ost / West 0,59 0,60 0,61 0,62
Nordwest / Nordost
0,43 0,42 0,40 0,38
Nord 0,40 0,38 0,36
0,33
Süd 0,88 0,91 0,94 0,97
Südwest / Südost 0,78 0,80 0,82 0,84
Ost / West 0,59 0,60 0,61
0,62
Nordwest / Nordost 0,43 0,42 0,41 0,40
Nord 0,39 0,37 0,35 0,33
Süd 0,84
0,86 0,88 0,90
Südwest / Südost 0,75 0,77 0,78 0,80
Ost / West 0,58 0,59 0,60 0,61
Nordwest / Nordost 0,43 0,42 0,41 0,41
Nord 0,38 0,37 0,35 0,34
240
270
300
Seehöhe
180
210
Heizperio-
denlänge
(HT 12)
(d)
Orientierung
R (Lagefaktor) für senkrechte Flächen
100–350 m 350–750 m 750–1.250 m 1.250–1.750 m
Süd 1,26 1,31 1,37 1,42
Südwest / Südost 1,13 1,16 1,21 1,25
Ost / West 0,89 0,90 0,91 0,92
Nordwest / Nordost 0,66 0,64 0,61 0,58
Nord 0,59 0,56 0,50 0,46
Süd 1,23 1,27 1,32 1,37
Südwest / Südost 1,11 1,13 1,18 1,21
Ost / West 0,89 0,90 0,91 0,92
Nordwest / Nordost 0,68 0,66 0,63 0,60
Nord 0,60 0,57 0,51 0,47
Süd 1,19 1,23 1,27 1,32
Südwest / Südost 1,08 1,10 1,15 1,17
Ost / West 0,89 0,90 0,90 0,00
Nordwest / Nordost 0,69 0,67 0,65 0,61
Nord 0,61 0,57 0,52 0,47
Süd 1,16 1,19 1,23 1,28
Südwest / Südost 1,06 1,08 1,12 1,13
Ost / West 0,89 0,89 0,90 0,91
Nordwest / Nordost 0,70 0,68 0,66 0,63
Nord 0,62 0,58 0,53 0,48
Süd 1,13 1,16 1,19 1,24
Südwest / Südost 1,04 1,06 1,09 1,10
Ost / West 0,80 0,88 0,89 0,90
Nordwest / Nordost 0,71 0,69 0,67 0,65
Nord 0,62 0,58 0,54 0,50
240
270
300
R (Lagefaktor) für geneigte Flächen (45
o
)
Seehöhe
180
210
Heizperio-
denlänge
(HT 12)
(d)
Orientierung
99
Abminderungsfaktoren zur Ermittlung der solaren Gewinne berücksichtigen den Glasanteil der besonnten
Fläche, die Verschattung, Reflexion und Verschmutzung sowie den Ausnutzungsgrad der Fremdwärme.
Glasanteil: Architekturlichte abzüglich der Flächen für Rahmen und Fenstersprossen. Wenn keine genaue
Berechnung erfolgt, ist als Mittelwert 70 % (Faktor 0,7) anzunehmen. In allen anderen Fällen (z.B. große
Fixverglasungen, sehr kleinteilige Fenster mit Sprossen) sind genauere Werte zu ermitteln. Die
Schwankungsbreite liegt zwischen 0,4 und 0,9.
Verschattung: Entweder durch Objekte, welche zwischen verglaster Fläche und Sonne stehen (Bäume,
Gebäude, Gebirge) oder Mauervorsprünge und Balkone. Im Rahmen der Gebäudeanalyse reicht es, den Anteil
der Verschattung als Mittelwert für die Heizperiode grob zu schätzen. Genauere Erhebungen müssen
mindestens monatlich erfolgen.
• Beschattungsfaktor (H): Mulitplikator für die Globalstrahlung zur Berücksichtigung der
Besonnungsverhältnisse für die Orientierungen Ost, Südost, Süd, Südwest und West (direkte
Sonneneinstrahlung) (Frey, 1981)
o Voll besonnt: H = 1,0
o Teilweise beschattet: H = 0,85
o Stark beschattet: H = 0,75
o Für die Orientierungen Nordwest, Nord und Nordost ist H = 1 (keine direkte
Sonneneinstrahlung).
Reflexion und Verschmutzung: Diese Effekte werden in einer ersten Näherung nicht berücksichtigt, da sie nur
sehr schwer zu quantifizieren sind.
Ausnutzungsgrad und Regelungsverluste: Diese werden gemeinsam mit den anderen Fremdwärmegewinnen
behandelt. Das Ausmaß ist abhängig von der Gebäudemasse, der Regelbarkeit der Heizanlage und dem
Verhältnis von Gewinnen zu Verlusten.
Beispiel 5-9: Fenstervergleich über die Einstrahlung
Vergleich der Einstrahlung während der Heizperiode auf ein nach Westen orientiertes Dachflächenfenster
mit einem nach Westen orientierten senkrechten Fenster in einem Niedrigenergiehaus (jährliche
Globalstrahlung = 1100 kWh/m
2
) in Wien.
Geschätzte Länge der Heizperiode: 180 Tage
Senkrechtes Fenster: 1100 • 0,6 • 0,26 = 172 kWh/m
2
.Jahr
Dachflächenfenster: 1100 • 0,89 • 0,26 = 255 kWh/m
2
.Jahr
Dachflächenfenster: 1100 • 0,89 • 0,26 = 255 kWh/m
2
.Jahr
100
5.8.2. Verringerung der Wärmeverluste durch die Außenwand durch solare Gewinne
Immer wieder wird die Erwärmung der Außenwand durch auftreffende Sonnenenergie als Argument gegen die
Außendämmung eingebracht. Tabelle 5-26 und Tabelle 5-27 ermöglichen eine genauere Abschätzung dieses
tatsächlich auftretenden Effektes und dessen sachliche Einordnung in eine Energiebedarfsrechnung.
Tabelle 5-26: Einfluss der Wandfarbe opaker Bauteile auf die Transmissionsverluste (Frey, 1981)
Tabelle 5-27: Einfluss der Besonnung auf die Transmissionsverluste (Frey, 1981)
hel l mittel dunkel
Süd 6 15 25
Ost/West 4 10 17
Nord 2 6 10
Gebä udemi ttel 4 10 17
ÜBER EINE HEIZPERIODE VON DER AUSSENWAND ABSORBIERTE
WÄRMEMENGE IN % DER TRANSMISSIONSVERLUSTE
Wandfarbe
Orientierung
voll
besonnt
teilweise
beschattet
stark
beschattet
hel l 0,98 0,98 0,99
mittel 0,96 0,97 0,97
dunkel 0,94 0,95 0,96
KORREKTURFAKTOR FÜR DIE JÄHRLICHEN WÄRMEVERLUSTE
DURCH TRANSMISSION (GESAMTGEBÄUDE)
Mittlere Besonnungsverhältnisse
Farbe der
Außenwände
Beispiel 5-10: Wärmebilanz für Fenster verschiedener Orientierung
Für die oben beschriebenen Fenster sind die tatsächlichen Einstrahlungswerte in den Raum bei teilweiser
Beschattung des senkrechten Fensters:
Senkrechtes Fenster: 172 • 0,85 • 0,7 = 102 kWh/m
2
.Jahr
Dachflächenfenster: 255 • 0,7 = 179 kWh/m
2
.Jahr
Zum Vergleich: Ein dichtes Fenster mit 2-Scheiben Wärmeschutzverglasung (u-Wert 1,4 W/m
2
.K) hätte in
dieser Heizperiode die folgenden Transmissionswärme- und Fugenverluste, die von den Gewinnen im
Dachflächenfenster gemeinsam gedeckt werden können (Anmerkung: Die erhöhte Abstrahlung zum
Nachthimmel fällt bei IR-Beschichtung kaum ins Gewicht):
Q
T
= 1,4 • 3500 • 0,91 • 0,024 = 107 kWh/m
2
.Jahr
Q
F
= 0,4 • 3500 • 0,91 • 0,024 = 31 kWh/m
2
.Jahr
Anmerkung: Die Fugenverluste werden erst dann relevant, wenn sie in Summe über dem hygienisch nötigen
Luftwechsel liegen oder wenn eine kontrollierte Be- und Entlüftung eingebaut wird.
101
Die Tabellen geben über eine Heizperiode die mittlere Reduktion der Transmissionsverluste der
nichttransparenten Außenwände, die sich durch Berücksichtigung des Einflusses der Sonnenstrahlung ergibt, in
% bzw. als Korrekturfaktor an.
Wichtig: Diese einfache Abschätzung kann nur zeigen, dass es (A) einen solaren Effekt gibt, dass dieser aber (B)
im Vergleich zur Wirkung von Dämmmaßnahmen vernachlässigbar ist und keinesfalls als Argument gegen eine
Außendämmung vorgebracht werden kann. Eine genaue Berechnung ist nur mit dynamischer Simulation
möglich, da es sich um instationäre bauphysikalische Prozesse handelt. Ebenso ist es kaum möglich, Einflüsse
der Bauteilmasse und der Lage einzelner Dämmschichten zu berücksichtigen.
5.8.3. Transparente Wärmedämmung
Eine besondere Bedeutung würden diese Effekte erst durch den Einsatz transparenter Wärmedämmung
bekommen. Dann tritt an die Stelle des äußeren Wärmeübergangswiderstandes der Widerstand des
Dämmmaterials und die eingestrahlte Sonnenenergie kann fast vollständig nach innen abgegeben werden und
macht eine Südwand zur Heizfläche.
Verfügbare Komplettsysteme haben g-Werte zwischen 0,4 und 0,6 (vergleichbar einer 3-Scheiben
Wärmeschutzverglasung) und Wärmedurchlasswiderstände von ca. 1,0 m
2
K/W bei 10 cm Dicke (λ = 0,1 W/mK).
Die Gesamtwirkung im Vergleich zu einer herkömmlichen Dämmung ist daher nur als Gesamtsystem
abschätzbar.
Die transparente Wärmedämmung hat sich allerdings aus mehreren am Markt nicht durchgesetzt:
• Hohe Materialkosten für den Dämmstoff.
• Aufwändige Konstruktion (Transparenter Wetterschutz, Luftspalt, dunkle Wandfarbe).
• Beschattung für den Sommerbetrieb (konstruktiv oder durch Bepflanzung). Durch Zirkulation über den
Luftspalt kann die Wandoberfläche im Sommer gekühlt werden.
• Ästhetisch nicht an jedem Gebäude umsetzbar.
• Verfügbarkeit deutlich billigerer und ebenso effizienter hochdämmender Verbundkonstruktionen
(20 cm opake Dämmung wirken ebenso effektiv und in jeder Orientierung gleich wie 10 cm
transparente Dämmung).
• Eine Kombination mit innen unverstellter Oberfläche und Baustoffen mit hohen λ-Werten ist für die
Wirksamkeit nötig.
102
6. Benutzungseinflüsse auf den Heizwärmebedarf
6.1. Personenanwesenheit
Personen, die sich während der Heizperiode in den beheizten Gebäudeteilen aufhalten, geben die gesamte
Abwärme an die Räume ab. Diese Energie wird über den Stoffwechsel (Energiequelle = Nährwert der
konsumierten Lebensmittel) erzeugt und muss nicht vom Heizsystem bereitgestellt werden.
Die Summe der Heizungsbeiträge aller im Mittel anwesenden Personen ergibt den „Wärmegewinn“ durch
Personenabwärme im Heizwärmebedarf eines Gebäudes.
Tabelle 6-1: Spezifischer Heizungsbeitrag aus Personenabwärme (Frey, 1981)
6.2. Elektrogeräte
Ein Großteil des Energieverbrauchs von Haushaltsgeräten und der Beleuchtung in den beheizten Gebäudeteilen
trägt während der Heizperiode als Abwärme zur Beheizung bei und muss nicht vom Heizsystem bereitgestellt
werden. Dieser Heizungsbeitrag kann somit als „Wärmegewinn“ in die Ermittlung des Heizwärmebedarfs
eingehen.
Für eine erste Abschätzung des Heizungsbeitrags durch die Abwärme von Elektro- und Gasgeräten kann
Tabelle 6-2 herangezogen werden. Die Abschätzung ist nicht ausreichend für die tatsächliche Erhebung des
Strombedarfs.
Leichte Aktivität Mittlere Aktivität
12 0,9 1,0
15 1,2 1,4
18 1,5 1,8
21 1,8 2,2
6 0,6 0,8
9 0,9 1,2
Wohnung
Büro, Schule
Spez. Heizungsbeitrag
(kWh/Person · Tag)
Nutzungsart
Anwesenheit
(h/Person · Tag)
Beispiel 6-1: Abschätzung des Heizungsbeitrags durch Personenabwärme
Berechnung für eine typische fünfköpfige Familie (Mutter zu Hause – mittlere Aktivität, Kinder in der Schule
– leichte Aktivität):
Personenabwärme Familie = Personenabwärme (Mutter + 2 • Kind + Vater) =
2,2 + 2 • 1,5 + 1,2 + 0,9 = 6,9 kWh/d
103
Tabelle 6-2: Spezifischer Heizungsbeitrag durch Haushaltsgeräte (Frey, 1981)
Tabelle 6-2 gibt Richtwerte für Stromverbrauch und für die Raumwärmeversorgung nutzbaren Heizungsbeitrag
von älteren Elektrogeräten an (für Neugeräte siehe Tabellen 10.1-6). Der Heizungsbeitrag dient der Ermittlung
der Fremdwärmegewinne. Beleuchtung und sonstige Geräte sind als Sockelbetrag immer zu berücksichtigen.
Bei abweichenden Personenzahlen wird die ermittelte Summe um ±15 % pro Person korrigiert. In
Mehrfamilienhäusern muss dabei die durchschnittliche Personenzahl pro Wohnung herangezogen werden.
6.3. Raumtemperaturen
Tabelle 6-3 gibt Temperaturkorrekturfaktoren in Abhängigkeit des Heizverhaltens an, die der Abschätzung der
tatsächlichen Wärmeverluste des Gebäudes durch Transmission und Lüftung dienen. Durch Multiplikation aller
zutreffenden Faktoren erhält man einen Gesamtkorrekturfaktor für den Gebäudewärmeverlust. Dieser
Korrekturfaktor ist eines der wesentlichen Mittel, um eine Abweichung zwischen Energieverbrauch und
berechnetem Energiebedarf zu erklären und für weitere Berechnungen zu berücksichtigen.
(%) (kWh/Tag)
1,0 100 1,0
1,3 100 1,3
1,7 100 1,7
ohne Dunstabzug 1,4 70 1,0
mit Dunstabzug 1,4 40 0,6
1,6 25 0,4
1,0 10 0,1
1,0 10 0,1
1,0 40 0,4
0,5 100 0,5
0,1 100 0,1
1,0 100 1,0
Beleuchtung 1,7 100 1,7
Sons t. Geräte 0,7 100 0,7
*) Heizungsbeitrag nur zu berücksichtigen, wenn im Wohnbereich aufgestellt
Sockel wert:
Verbrauch
(kWh/Tag)
Elektrogerät
Spez. Heizungsbeitrag
Gefri ertruhe, -s chrank *)
Kühl-Gefrier-Kombination *)
Kochen
Fernsehen
Stereoanl age
Hei zs trahl er, -Lüfter
Geschirrspüler
Waschmaschine *)
Kleinspeicher (Durchlauferhitzer)
Wä s chetrockner *)
Kühlschrank
Beispiel 6-2: Abschätzung des Heizungsbeitrags durch Haushaltsgeräte
Voll ausgestatteter Haushalt mit drei Kindern
Geräteabwärme = 1,0 + 1,3 + 1,0 + 0,4 + 0,1 + 0,1 + 0,6 + 2,4 = 6,9 • 1,3 = 9 kWh/d
Gemeinsam mit der Personenabwärme (insgesamt ca. 15,9 kWh/d) entspricht das etwa dem Defaultwert
aus einem typischen Energieausweis (3,75 W/m
2
•24 h•140/0,85 m
2
BGF = 15,8 kWh/d)
Beispiel 6-3: Abschätzung der mittleren Raumtemperatur bei bestimmtem Benutzungsverhalten
Mittlere gemessene Temperatur 22
o
C, zwei Wochen Urlaub im Winter mit starker Absenkung, ein Raum
nicht beheizt. Wie hoch ist dann etwa die mittlere Innentemperatur in der Heizperiode?
F
T
= 1,16 • 0,95 • 0,92 = 1,01 (das entspricht fast genau einer mittleren Innentemperatur von 20
o
C über die
gesamte Heizperiode.
104
Tabelle 6-3: Temperaturkorrekturfaktoren für den Energiebedarf (Frey, 1981)
Temperaturkorrekturfaktor (f
1
-f
4
): Korrekturfaktor für die Wärmeverluste zur Berücksichtigung von
Umständen, die eine Abweichung der mittleren Raumtemperatur von 20 ˚C bedingen.
Formel 6-1: Ermittlung des Temperaturkorrekturfaktors aus Benutzungsdaten
=
6.4. Lüftung
Durch Bedarfslüftung wird, zusätzlich zum temperaturabhängigen Verlust durch Fugen und Undichtheiten, ein
über eine Luftwechselrate darstellbarer Wärmeverlust erzeugt. Bei durchschnittlichem Fensteranteil kann
Dieser zwischen kaum über 0 (geschlossene und dichte Fenster) bis zu 50 h
-1
(bewusste Querlüftung in Räumen
mit großem Fensteranteil) schwanken.
Tabelle 6-4: Luftwechsel bei unterschiedlichen Fensterstellungen
T
R
16 17 18 19 20 21 22 23 24
f
1
0,68 0,76 0,84 0,92 1,00 1,08 1,16 1,24 1,32
Wochen 0 1 2 3 4 5 6
f
2
1,0 0,975 0,95 0,925 0,90 0,875
0,85
Ba uweise Massiv Gemi scht
Leicht
f
3
0,98
0,96 0,93
Raumzahl 0 1 2 3
f
4
1,00 0,92 0,85 0,80
f
1
(Raumtemperatur)
f
2
(Heizungsunterbrechung)
f
3
(Nachtabsenkung)
f4 (Teilbeheizung)
Fensterstellung
Luftwechsel
(h
-1
)
Fenster u, Türen zu 0 - 0,5
Fensterzu, Rollladen zu 0,3 - 1,5
Fens ter gekippt, kei n Rol l aden 0,8 - 4,0
Fens ter hal b offen 5 - 10
Fens ter ga nz offen 9 - 15
Maximale Querlüftung > 30
105
Tabelle 6-5: Mittlerer Luftwechsel in der Heizperiode durch verschiedene Lüftungsarten (Frey, 1981)
Die Tabelle gibt Richtwerte für den mittleren stündlichen Luftvolumens in Wohngebäuden an, bezogen auf den
gesamten beheizten Bereich, der durch bestimmtes Benutzerverhalten und/oder technische Einrichtungen
bedingt ist.
Stündlicher Luftwechsel (n
L
): Anteil des Gebäude-Luftstromes, der im Mittel über eine Heizperiode stündlich
durch einströmende Außenluft ersetzt wird.
• Der stündliche Luftwechsel durch Bedarfslüftung ergibt sich durch Addition aller Teilwerte.
• Als mechanische Entlüftung werden nur Anlagen berücksichtigt, die ständig in Betrieb sind.
Abluftanlagen in innenliegenden Naßräumen und Küchen mit zeitgemäßer Regelung bleiben
unberücksichtigt.
• Zeiten: „Kurzes Öffnen“, „Einige Minuten“: Maximal 10 min; „Längeres Kippen“: Etwa 30 min
• Der Beitrag von Einzelöfen zum Luftwechsel beschreibt nur das Entweichen von Raumluft über den
Kamin bei Feuerungsstillstand. Der „Luftverbrauch“ im Betrieb wird über die Abgasverluste
berücksichtigt. Der Tabellenwert gilt genau dann, wenn die ganze Wohnung mit der entsprechenden
Ofenart beheizt wird.
Abbildung 6-1 zeigt, dass der Gesamtluftwechsel über die Heizperiode durch die Bedarfslüftung konstant
gehalten wird, in der Übergangszeit stark ansteigt und bei Normaußentemperatur gleich der Infiltrationsrate ist
(keine Bedarfslüftung). Die Werte können für überschlägige für monatliche Darstellungen herangezogen
werden.
1 mal 3 mal 6 mal
0,1 0,25 0,5
durch kurzes Öffnen 0,03 0,1 0,2
durch längeres Kippen 0,05 0,15 0,3
bei geki pptem Fens ter 0,1
bei geöffnetem Fens ter 0,2
0,2
Feste Brenns toffe 0,03
Hei zöl 0,05
Gas 0,15
Einzelraumheizung mit
Fanganschluß
(bei Gerätestillstand)
Mechanische Entlüftung
Einzelraumlüftung
Schl afen
Lüftungsart
Stündlicher Luftwechsel (n
L
)
Häufigkeit pro Tag
Querlüftung für einige Minuten
Beispiel 6-4: Wärmeabfuhr durch Querlüftung in einer Sommernacht
Bei einer Außentemperatur von 15
o
C soll ein auf 30
o
C erwärmtes massives Haus (140 m
2
NGF, 400 m
3
NRI)
auf 20
o
C gekühlt werden. Wie kann man die Wirkung abschätzen?
Dieses Haus hat ca. 1.000 m
2
innere Oberflächen (Decken, Böden und Wände) und kann bei 30
o
C in 2 cm der
Bauteile (mittleres Gewicht 1.000 kg/m
3
und mittlerer spezifischer Wärmekapazität von 0,3 Wh/kg.K etwa
die folgende Wärmemenge speichern (Vernachlässigung der Raumluft):
Gespeicherte Energie = 1.000 • 0,02 • 1.000 • 0,3 • (30 – 20) / 1000 = 60 kWh
Kühlwirkung zu Beginn der Kühlung = 400 • 0,33 • (30 – 15) • 30 / 1000 = 60 kWh/h = 60 kW
Diese Kühlleistung sinkt mit sinkender Raumtemperatur auf einen Endwert (
∆
T = 5 K) von ca. 20 kW ab. Die
Kühldauer beträgt somit ca. 2 Stunden (im Idealfall gegen Ende der Nacht am frühen Morgen).
106
Abbildung 6-1: Lüftungsverhalten in Abhängigkeit der Außentemperatur (Panzhauser, 1985)
6.5. Kontrollierte Be- und Entlüftung
Eine Sonderstellung in der Abschätzung und Bewertung des Energiebedarfs eines Gebäudes nehmen
Einrichtungen zur kontrollierten Be- und Entlüftung ein. Sie haben zum Ziel, den hygienisch nötigen Luftwechsel
(Summenkurve in Abbildung 6-1) gezielt und mit der Möglichkeit der Wärmerückgewinnung zu sichern. In der
Betrachtung handelt es sich somit um eine Schnittstelle zwischen Baukörper (Infiltration), Haustechnik
(Lüftungsgerät, Verteilleitungen) und Benutzungsverhalten (eingestellter Luftwechsel).
Die kontrollierte Be- und Entlüftung ersetzt die Bedarfslüftung durch Öffnen der Fenster und ermöglicht den
Einbau von Fensterdichtungen bzw. dichten Fenstern ohne die Luftfeuchtigkeit und damit die
Wasserdampfkondensation und damit die Schimmelgefahr zu steigern.
Ein mittlerer Luftwechsel von 0,4 h
-1
führt ab einer Temperaturdifferenz von ca. 30 K (-6 bis -10
o
C
Außentemperatur) zu erhöhten Wärmeverlusten gegenüber der Fensterlüftung wenn keine
Wärmerückgewinnung integriert ist. Bei Außentemperaturen über 10
o
C kann die mechanische Lüftung
entweder abgeschaltet oder durch Fensterlüftung ergänzt werden.
Beispiel 6-5: Umrechnung von Luftwechsel in Lüftungs-Heizlast
Ein gesamter Luftwechsel bei Heizlastbedingungen von ca. 0,3 h
-1
bei einer mittleren Raumhöhe von 2,5 m
entspricht einer spezifischen Heizlast von
P
spez
= 0,3 h
-1
• 0,33 Wh/m
3
.K • 2,5 m • 0,85 = ca. 0,2 W/m
2
BGF.K
Beispiel 6-6: Abfuhr von Wärmelasten durch Nachtlüftung
Der Luftwechsel über einen Erdkollektor zur Nachtkühlung bei 30
o
C Innentemperatur und 15
o
C
Nachttemperatur beträgt max. 0,8; welche Leistung kann in einem Haus mit 140 m
2
abgeführt werden?
P
Kühlung
= 0,8 h
-1
• 0,33 Wh/m
3
.K • 2,5 m • 140 m
2
• 15 K = 1.400 Watt oder ca. 14 kWh pro Nacht.
107
Tabelle 6-6: Wirkungsgrad von Luft / Luft Wärmetauschern der kontrollierten Be- und Entlüftung
Die Energieeinsparung durch eine kontrollierte Be- und Entlüftung errechnet sich aus den
Lüftungswärmeverlusten direkt über den mittleren Wirkungsgrad („Rückwärmezahl“) der
Wärmerückgewinnung.
Wichtig: Undichtheiten in der Gebäudehülle und Fugen an Fenstern und Türen führen weiterhin zum vollen
ihnen zugeordneten Lüftungswärmeverlust durch Infiltration. Vor der Errichtung einer Lüftungsanlage muss
daher unbedingt die Luftdichtheit des versorgten Gebäudes bzw. der Wohnung auf ein Maximum erhöht
werden.
6.6. Feuchteabfuhr und Feuchtebilanz
6.6.1. Feuchteabfuhr durch die Lüftung
Ein wesentlicher Zweck der Lüftung ist die Abfuhr des durch die Bewohner und Bewohnerinnen selbst bzw.
durch deren Aktivitäten bedingten Wasserdampfes in der Raumluft. Die Abschätzung der Feuchtbilanz kann
den Bewohnern die Sinnhaftigkeit von Maßnahmen näherbringen und helfen, die Ursachen von
Feuchteschäden zu klären.
Die wichtigen Rechengrößen für die Beurteilung der Raumluft sind in Fehler! Verweisquelle konnte nicht
gefunden werden. zusammengefasst bzw. ablesbar:
• Wasserdampfkonzentration gesättigter Luft (C
D
, g/m
3
): Maximale Aufnahmekapazität von trockener
Luft für Wasser, entspricht einer relativen Luftfeuchte von 100 %. Dieser Wert steigt mit der
Temperatur.
• Relative Luftfeuchte (rF, %): Verhältnis der tatsächlich in der Luft enthaltenen Menge an
dampfförmigem Wasser zum Wert gesättigter Luft (z.B. 8,65 g/m
3
für 20
o
C und 50 % rF).
Luft / Luft
Wärme-
tauscher
Stand der
Technik
Mittlerer
Wirkungsgrad
(%)
Durchschnitt 50
Bestwerte 60
Durchschnitt 70
Bestwerte 80
Kreuzstrom
Gegenstrom
Beispiel 6-7: Energieeinsparung durch Wärmerückgewinnung aus der Abluft
Durch Fenstertausch wurde der Luftwechsel Infiltration von 0,5 h
-1
auf 0,1 h
-1
gesenkt und für die
Bedarfslüftung (0,4 h
-1
) eine Lüftungsanlage mit Gegenstrom-Wärmetauscher eingebaut. Es ergibt sich die
folgende Energieeinsparung (3.500 HGT, 350 m
3
Luftvolumen). Rechenwert für die Spezifische Wärme der
Luft = 0,33 Wh/m
3
.K (keine Rückgewinnung von latenter Wärme eingerechnet). Wie hoch ist die Einsparung
an Energie im Bestfall?
∆
Q
L
= 0,4 * 0,8 * 0,33 * 350 * 3.500 * 0,024 = 3.105 kWh/Jahr
Diskussion: Bei einem Energiepreis von 0,1 €/kWh und günstigsten Finanzierungsbedingungen (0 % Zinsen)
kann die Anlage in 20 Jahren ca. € 6.200,- einsparen und damit ca. 60 % zu den Anlagenkosten beitragen.
108
Für die Abfuhr von Wasser aus Wohnräumen durch die Lüftung gilt der folgende Zusammenhang:
Formel 6-2: Wasserdampfabfuhr durch Außenluft
=
,
,
Abbildung 6-2: Wassergehalt gesättigter Luft
Anmerkung: Wenn Raumluft in einer Lüftungsanlage befeuchtet werden soll, muss der zusätzliche
Energieaufwand berücksichtigt werden. Aus Beispiel 6-8: Wärmebedarf für Feuchteabfuhr über
Bedarfslüftung
würde sich, wenn diese Verhältnisse z.B. über drei Wintermonate aufrechterhalten werden, ein zusätzlicher
Energiebedarf von ca. 320 kWh ergeben (0,17 Wh/m
3
.K Mehraufwand für die Befeuchtung).
Beispiel 6-8: Wärmebedarf für Feuchteabfuhr über Bedarfslüftung
Luftwechsel 0,1 h
-1
, Raumluftvolumen 400 m
3
(ca. 140 m
2
Wohnfläche). Luftaustausch: 40 m
3
/h
Annahme für Luftwerte:
Innenluft: rF = 50 %, T
i
= 22
o
C (295 k), C
D,i
= 19,4 • 0,5 = 9,7 g/m
3
Außenluft: rF = 90 %, T
i
= 0
o
C (273 K), C
D,a
= 4,8 • 0,9 = 4,3 g/m
3
Abgeführte Wassermenge = 40 • (9,7 – 4,3 • 273 / 295) = ca. 230 g/h
Der gesamte Wärmeverlust ist somit (Verdampfungswärme = 625 Wh/kg H
2
O, spezifische Wärme trockener
Luft = 0,33 Wh/m
3
.K):
Q
L
= 40 •0,33 • 22 + 0,230 • 625 = 434 W (entspricht rückgerechnet mit dem Luftvolumen und der
Temperaturdifferenz einem spezifischen Wärmeinhalt der ausgetauschten Luft von ca. 0,5 Wh/m
3
.K). Dieser
Wärmeverlust muss durch zusätzlichen Energieeinsatz (u.a. Raumluft, Anteil an der Warmwasserbereitung)
aufgebracht werden.
109
6.6.2. Feuchteabfuhr durch Dampfdiffusion
Neben Bedarfslüftung und Fugen nehmen Baustoffe Wasser auf und führen dieses dampfförmig
entlang des Temperaturgradienten an die Außenluft. Dieser Feuchtetransport ist abhängig von der
Wasserdampfdurchlässigkeit des Bauteils und vom Vorhandensein von Kondensationsebenen im
Bauteil, welche einen Weitertransport verhindern.
Abbildung 6-3: Feuchteabfuhr durch Dampfdiffusion
Abbildung 6-4: Gleichgewichts-Wassergehalt von Baustoffen
Beispiel 6-9: Feuchteabfuhr durch Dampfdiffusion
Außenwand Ziegel, 60 m² Wandfläche (abzüglich Verglasungen!):
Feuchteabfuhr: 60 m² • 0,23 •24 = 330 g/d
Die Sorption an der Oberfläche wurde nicht in Rechnung gestellt, da dies Ausgleichsvorgänge sind, die vor
allem wirksam sind um Feuchtigkeitsspitzen zu puffern.
Dieses Beispiel zeigt, dass die Wasserdampfdiffusion durch Bauteile gegenüber der Bedarfslüftung einen
deutlich geringeren Einfluss auf den Feuchtehaushalt von Wohnräumen hat.
110
Beispiel 6-10: Energiebedarf für Bauteiltrocknung im Passivhaus
Austrocknung Passivhaus im Herbst bei 50 % rel. Luftfeuchte und 2 cm (5 cm bei Holz) aktive Eindringtiefe.
Annahme: 140 m2 Betondecke, 140 m2 Holzfußboden, 200 m2 Kalkzementmörtel, 100 m2 sonstige
Holzflächen. Im Winter erfolgt die Lüftung mit trockener Luft.
Beton: 140 • 0,02 • 2400 • 0,009 = 60 kg Wasser
Putz: 200 • 1800 • 0,02 • 0,045 = 325 kg Wasser
Holz: 240 • 500 • 0,05 • 0,08 = 480 kg Wasser
Summe: 765 kg Wasser = 765 • 0,7 = ca. 500 kWh Energiebedarf
Oder vereinfacht: 10-50 g/kg Austrocknung bei Änderung der Bedingungen von 25
o
C/70 % auf 20
o
C/40 % =
(17000•10 + 6000•50 + 7000•30) = 600 kg Wasser (ca. 380 kWh Energiebedarf).
Für die Beheizung bedeutet das bei einer Austrocknung während der Monate Oktober und November einen
mittleren Leistungsbedarf von ca. 2 W/m
2
oder ca. 40 % der mittleren Heizlast (mittlere Außentemperatur
ca. 7
o
C).
Beispiel 6-11: Feuchtebilanz einer Wohnung
Feuchtebilanz für einen Wintertag in einer 80 m
2
Wohnung mit zwei Bewohnern:
Im Mittel kann die Feuchtigkeit abgeführt werden. Da die Wäschetrocknung den größten Anteil an der
Produktion hat, kann Stoßlüftung gut eingesetzt werden.
Der Infiltrationsluftwechsel von 0,1 h
-1
entspricht einem durchschnittlichen Bestandsgebäude mit dichten
Fenstern in der Heizsaison.
111
7. Berechnung des Heizwärmebedarfs
Mit den Informationen aus Abfragen und Erhebungen zu Klima, Bauteilen und Benutzungsverhalten kann der
tatsächliche Heizwärmebedarf des Gebäudes oder Wohnung ermittelt werden. Er unterscheidet sich von dem
für den Energieausweis berechneten Wert vor allem durch die Berücksichtigung des tatsächlichen
Benutzungsverhaltens der Bewohner und Bewohnerinnen sowie etwaiger mikroklimatischer Gegebenheiten.
Die Ergebnisse lassen sich somit direkt (1) zum Datenabgleich mit dem erhobenen Energieverbrauch und damit
zur Überprüfung der Plausibilität der Analyse, sowie (2) für energiewirtschaftliche Berechnungen der
vorgeschlagenen Maßnahmen einsetzen.
Die Algorithmen zur Berechnung des Heizwärmebedarfes entsprechen im Wesentlichen denen der gültigen
Normen (ÖNORM_B8110, 2007), sind aber in einigen Punkten so vereinfacht, dass eine schnelle Berechnung
möglich ist. Diese Vereinfachungen sind aus dem ursprünglichen HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER (Frey,
1981) bzw. der Anleitung zur Energiebilanzierung im Energiesparhaus Vorarlberg (Gmeiner H., 1994)
übernommen. Für die Ausstellung eines Energieausweises sind die Ergebnisse damit allerdings nicht geeignet.
Als wichtigste Vereinfachung wird in der Energieberatung mit Jahreswerten des Energiebedarfs gerechnet, da
diese für die Empfehlung und Abschätzung der Wirtschaftlichkeit von Maßnahmen ausreichend genau sind und
sich direkt in Jahreskosten und in weiterer Folge einen Barwert der Einsparung umrechnen lassen, der den
Investitionskosten gegenübergestellt werden kann.
In den folgenden Abschnitten werden die für das HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG bewusst vereinfachten
Formeln für die Ermittlung der Wärmeverluste, der Wärmegewinne sowie des Ausnutzungsgrades der
Wärmegewinne zusammengefasst und kurz erläutert. Gemeinsam ermöglichen sie eine einfache Abschätzung
des Heizwärmebedarfs und damit einen Ausblick auf das Ergebnis einer genauen Ermittlung aller für einen
Energieausweis benötigten Werte.
7.1. Transmissionswärmeverlust
Formel 7-1: Wärmeverlust durch Transmission (Q
T
)
=
(kWh/Jahr)
L
T
: Transmissions-Leitwert der Bauteile zu Außenluft, Pufferräumen und Boden (W/K)
HGT: Jährliche Heizgradtage inklusive aller Korrekturen für den Standort des Gebäudes
24/1000 = 0,024: Umrechnung der Einheiten (24 Stunden pro Tag / 1000 Wh pro kWh)
7.2. Lüftungswärmeverlust
Formel 7-2: Wärmeverlust durch Fugen (Q
L1
):
=
,
(kWh/Jahr) oder
=
,
(kWh/Jahr)
L
V,Inf
= n
x
• 0,41 • V
L
: Lüftungs-Leitwert durch Infiltration durch Fugen von Fenstern, Türen und Undichtheiten
der Gebäudehülle (W/K)
Formel 7-3: Wärmeverlust durch Bedarfslüftung (Q
L2
):
=
,
(kWh/Jahr) oder
=
,
(kWh/Jahr)
n
L
: Mittlerer Luftwechsel aus der Bedarfslüftung über die Heizperiode (h
-1
)
V
L
: Lüftungsvolumen (Netto-Volumen der beheizbaren Gebäudeteile); Umrechnung aus dem Bruttovolumen
überschlägig durch Multiplikation mit 0,75
112
0,41 (Wh/m
3
.K): Spezifische Wärmekapazität trockener Raumluft bei ca. 20
o
C zuzüglich der über die Heizung
generierten latenten Wärme durch Wasserdampf (mittlere Differenz der Enthalpien zwischen Raumluft und
Außenluft über die Heizperiode).
0,01: Multiplikation von 0,41 und 0,024 zu einem Multiplikator
Anmerkung: In der ÖNORM B8110 wird der Wert für trockene Luft eingesetzt (0,034 Wh/m
3
.K). Dieser Wert
berücksichtigt nicht, dass ein Teil des Wassergehalts der Luft durch Verdunstung im Wohnraum über
Wärmeeintrag durch die Heizung erfolgt (z.B. Bauteilaustrocknung, Transpiration von Zimmerpflanzen,
trocknende Handtücher), oder durch einen Teil der Geräteabwärme (z.B. Kochen). Wasserdampf aus Baden
und Duschen wird nicht berücksichtigt.
Formel 7-4: Hygienischer Lüftungsbedarf (Q
L3
):
=
20 0,41
(kWh/Jahr) oder
=
0,2 (kWh/Jahr)
n
P
: Anzahl der Personen im Haushalt
20 m
3
/h: hygienischer Lüftungsbedarf bei durchschnittlicher Anwesenheit von 18 h (= 30 • 2/3)
0,2: Multiplikation von 20, 0,41 und 0,024 zu einem Multiplikator
Wärmeverluste durch Lüftung (Q
L
): Die tatsächlichen Wärmeverluste durch Lüftung setzen sich zusammen
aus den Verlusten durch die Fugen von Fenstern und Türen durch Gebäudeundichtheiten (Fugenverluste),
und durch geöffnete Fenster, Türen und Luftschächte (Bedarfslüftung). Der dadurch bedingte Luftaustausch
soll den hygienischen Bedarf nicht unterschreiten. Die Berechnung der Wärmeverluste durch Lüftung (QL)
erfolgt je nach Art des Objektes unterschiedlich:
Formel 7-5: Wärmeverlust durch Lüftung im Bestand (aus der Erhebung)
=
+
(/)
Formel 7-6: Wärmeverlust durch Lüftung im Bestand (gemäß ÖNORM)
= ,
,
(/)
Anmerkung: Die zur Berechnung des Heizwärmebedarfs üblicherweise eingesetzte Luftwechselrate von 0,4 h
-1
entspricht im Mittel den durch Addition ermittelten Wärmeverlusten durch Lüftung und setzt sich etwa zur
Hälfte aus Bedarfslüftung und aus Fugenverlusten zusammen.
Formel 7-7: Wärmeverlust durch Lüftung nach Verbesserung
=
+
(kWh/Jahr) oder
=
(kWh/Jahr)
Es wird der größere der beiden Werte gewählt, da eine Verbesserung, außer im Fall einer kontrollierten Be-
und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung, nur bis zum hygienischen Lüftungsbedarf Einsparungen bringen
kann.
113
7.3. Gesamtwärmeverlust
Formel 7-8: Gesamtwärmeverlust des Gebäudes
Q
=
(
+
)
(
)
f
T
(Temperaturkorrekturfaktor): Der in der Norm errechnete Wert für den Gesamtwärmeverlust setzt
Standard-Nutzungsbedingungen voraus (Temperaturkorrekturfaktor = 1,0): Tag und Nacht Vollbeheizung über
die Heizperiode, einheitliche Innentemperatur von 20˚C. Diese Situation tritt nur in Ausnahmefällen auf. Über
den Temperaturkorrekturfaktor (Tabelle 6-3) lassen sich die konkreten Bedingungen im Bestand ebenso
berücksichtigen, wie etwaige Veränderungen nach Verbesserungen.
Anmerkung: Die mittlere Raumtemperatur von Wohnungen in der Heizperiode ist in den vergangenen 30
Jahren um mehr als 2 K gestiegen und liegt zurzeit bei über 22
o
C. Das bedeutet einen im Mittel um fast 20 %
höheren Wärmebedarf (ohne Berücksichtigung des ebenfalls gestiegenen Flächenbedarfs pro Person).
Berücksichtigt man die durch besseren Wärmeschutz gesunkene Heizgrenztemperatur (Tabelle 4-10), so kann
man in erster Näherung weiterhin mit den Tabellenwerten der Heizgradtage rechnen (höhere Innentemperatur
und niedrigere Heizgrenztemperatur gleichen sich aus).
Einfluss von Sanierungsmaßnahmen auf die Raumtemperatur: Nach Durchführung aller Verbesserungen kann
sich der Temperaturkorrekturfaktur ändern (f
1
: ± 0,08 pro 1 K Temperaturänderung gegenüber Bestand,
Tabelle 6-3). Dieser Umstand kann in der Abschätzung von Einsparungen berücksichtigt werden. Diese
Veränderungen können sowohl eine höhere Durchschnittstemperatur bedingen (z.B. Übergang von einer
Teilbeheizung zur Vollbeheizung) als auch eine Senkung (z.B. durch höhere Oberflächentemperaturen nach
Dämmung). Eine Senkung der Komforttemperatur durch den Einsatz von Strahlungsheizungen (z.B.
Elektrodirektheizungen) ist nur dadurch möglich, dass warme Zonen und Zeiträume geschaffen und bewusst
genutzt werden. Es handelt sich somit um die gezielte Umsetzung einer Teilbeheizung bzw.
Heizungsunterbrechung (mit entsprechendem Komfortverlust).
7.4. Sonneneinstrahlung
Die Sonneneinstrahlung ist die durch die verglasten Flächen während einer Heizperiode in das Gebäude
eingestrahlte Energiemenge in kWh. Sie ist abhängig von einer Reihe von Faktoren, die im Rahmen einer
Energieberatung nur überschlägig berücksichtigt werden können. Es werden nur jene Einflüsse erhoben, die
Beispiel 7-1: Energieeinsparung durch Fugendichtung
Grunddaten: 350 m
3
Nettovolumen, 3.600 Kd, 5 Personen
Aus der Erhebung haben sich die folgenden Werte ergeben (spürbar undichte Fensterfugen):
w
f
= 1,7 W/m
2
.K für 25 m
2
Fensterflächen; Bedarfslüftung: 0,15 h
-1
Q
L1
= 0,7•25•3.600•0,024 = 3.670 kWh/Jahr
Q
L2
= 0,15•350•0,41•3.600•0,024 = 1.860 kWh/Jahr
Q
L
= 3.670+1.860 = 5.530 kWh/Jahr
Hygienischer Bedarf als Mindestwert nach Sanierung (n
L
von 0,4 h
-1
oder 20 m
3
/Person.h):
Q
L3
= 0,4•350•0,41•3.600•0,024 = 4.960 kWh/Jahr oder Q
L3
= 5•20•0,41•3.600•0,024 = 3.540 kWh/Jahr
Je nach Zielwert liegt die maximale Einsparung somit zwischen 570 kWh/Jahr (ca. 10 %) und 1.990 kWh/Jahr
(ca. 35 %)
114
entweder einen wesentlichen quantitativen Anteil haben, oder welche sich durch Maßnahmen am Gebäude
oder im Benutzungsverhalten ändern und beeinflussen lassen.
Die Sonneneinstrahlung (Q
S
) ergibt sich aus dem Strahlungsangebot (Lage des Gebäudes, Dauer der
Heizperiode) und Informationen zu den verglasten Flächen (Konstruktion, Fläche, Orientierung). Zur
Vereinfachung werden im HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG dafür zwei Rechengrößen ermittelt und
multipliziert.
Formel 7-9: Sonneneinstrahlung in das Gebäude in der Heizperiode
=
(
)
G
HT
: Globalstrahlung auf die horizontale Fläche (kWh/m2.Jahr). Dieser Wert wird für verschiedene
Heizperiodenlängen (je nach Heizgrenztemperatur) aus Tabelle 5-23 übernommen.
A
S
: Äquivalente Strahlungsfläche (m
2
). In dieser Rechengröße sind alle die Strahlung beeinflussenden Faktoren
für das Gebäude zusammengefasst. Die äquivalente Strahlungsfläche wird für alle Fenster ermittelt und
addiert.
Formel 7-10: Ermittlung der äquivalenten Strahlungsfläche
= ä
(
)
Fensterfläche: Architekturlichte
Rechenwerte: Aus Kapitel 5.2
Der äquivalente Strahlungsfaktor gibt jene unbeschattete horizontale Fläche an, die in der betrachteten Zeit die
gleiche Energiemenge als Einstrahlung erhalten würde. Je größer das Verhältnis dieser Fläche zur
Bruttogrundfläche ist, desto stärker „solar orientiert“ ist das Haus
Die Bewertung der solaren Orientierung eines Hauses kann durch Division der äquivalenten Strahlungsfläche
durch die Bruttogrundfläche erfolgen.
Sehr hoch: A
S
/ BGF > 0,07
Überdurchschnittlich: 0,07 > A
S
/ BGF > 0,05
Durchschnittlich: 0,05 > A
S
/ BGF > 0,03
Niedrig: 0,03 > A
S
/ BGF
115
7.5. Personen- und Geräteabwärme
Personen- und Geräteabwärme (Q
P
und Q
G
) werden aus Tabellenwerten für die spezifische (tägliche) Abwärme
ermittelt (Tabelle 6-1 und Tabelle 6-2) und für die Heizperiode zusammengefasst.
Formel 7-11: Ermittlung der Personenabwärme
=
(
)
Formel 7-12: Ermittlung der Geräteabwärme
=
(
)
Anmerkung zur Geräteabwärme: Neben den Elektro- und Gasgeräten kann das auch ein Gasherd oder der im
beheizten Gebäudeteil verlegte Teil einer zentralen Warmwasserverteilung sein. Dieser Anteil muss aus den
Verteilverlusten abgeschätzt werden (Tabelle 9-4).
7.6. Fremdwärmeausnutzung und Fremdwärmegewinne
Die tatsächlich nutzbaren Wärmegewinne aus Sonneneinstrahlung und Abwärme sind immer niedriger als das
Angebot. Der Grund dafür ist, dass es, vor allem in der Übergangszeit, zu Überwärmung durch gleichzeitiges,
oft plötzliches Auftreten der Fremdwärme und geringen Wärmebedarf kommt. Ein typisches Beispiel dafür sind
Sonneneinstrahlung und Abwärme durch Kochen zur Mittagszeit.
Dieser Umstand wird durch den Fremdwärmeausnutzungsgrad (η
G
) überschlägig als Mittelwert über die
Heizperiode berücksichtigt. η
G
ist umso niedriger, je höher das Verhältnis von Fremdwärme zu Wärmeverlusten
(Fremdwärmeanteil f
F
) ist. Durch hohe interne Speichermassen und gute Regelbarkeit der Wärmeerzeugung
Beispiel 7-2: Ermittlung und Bewertung der Sonneneinstrahlung
Ein Haus mit 150 m
2
BGF hat eine Heizperiode von 210 Tagen und liegt auf ca. 200 m Seehöhe (HGT ca. 3400
Kd). Die Fenster in den senkrechten Wänden (Wärmeschutzverglasung, typische Größe) sind während der
Heizperiode leicht beschattet, in der Dachfläche voll besonnt.
Globalstrahlung in der Heizperiode (Tabelle 4-4, Tabelle 5-23): G
HT
= 1105 • 0,35 = 390 kWh/m
2
Äquivalente Strahlungsfläche:
Q
S
= 390 • 7 = 2.730 kWh/Jahr
Bewertung der solaren Orientierung: 7/150 = 0,046 = „durchschnittlich“
Die Sonnenenergiegewinne können insgesamt etwa die Transmissionsverluste der Fenster über die
Heizperiode ausgleichen, nicht die Fugenverluste, wenn sie den Fenstern angerechnet werden.
116
und Wärmeabgabe kann die Fremdwärmeausnutzung gesteigert werden. Diese Verhältnisse werden durch den
Fremdwärmeverlustfaktor (f
V
) berücksichtigt.
Tabelle 7-1: Fremdwärmeverlustfaktor f
V
zur Ermittlung der Fremdwärmegewinne (Frey, 1981)
Formel 7-13: Ermittlung des Fremdwärmeanteils
=
(
+
+
)
/
Formel 7-14: Ermittlung des Fremdwärmeausnutzungsgrades
= 1
Formel 7-15: Ermittlung des Fremdwärmegewinns
=
(
+
+
)
(
)
7.7. Heizwärmebedarf
Der Heizwärmebedarf ergibt sich durch die Subtraktion des Wärmegewinns vom Gesamtwärmeverlust.
Formel 7-16: Ermittlung des Heizwärmebedarfs
=
(
)
Schnell Mittel Langsam
Massiv 0,15 0,2 0,3
Gemi scht 0,2 0,3 0,5
Leicht 0,3 0,4 0,7
Reaktion der Heizung auf Fremdwärme
Bauweise
Beispiel 7-3: Berechnung der Fremdwärmegewinne und des Heizwärmebedarfs
Für ein leicht gebautes Fertighaus mit moderner Gasheizung wird der Heizwärmebedarf abgeschätzt. Die
Gebäudeanalyse hat die folgenden Werte ergeben:
Gesamtwärmeverluste: Q
V
= 25.000 kWh/Jahr
Sonneneinstrahlung: Q
S
= 2.700 kWh/Jahr
Personen- und Geräteabwärme: Q
P
+ Q
G
= 6.300 kWh/Jahr
Fremdwärmeanteil: f
F
= (2.700 + 6.300 ) / 25.000 = 0,36
Fremdwärmeverlustfaktor: f
V
= 0,3
Fremdwärmeausnutzungsgrad:
η
G
= 1 – 0,3 • 0,36 = 0,89
Fremdwärmegewinn: Q
G
= 0,89 • 9.000 = 8.010 kWh/Jahr
Heizwärmebedarf: Q
H
= 25.000 – 8.010 = ca. 17.000 kWh/Jahr
117
8. Heizung
8.1. Abschätzung des Nutzungsgrades einer Heizanlage
Eine Analyse der Raumwärmeversorgung kann grundsätzlich nur durch eine Besichtigung der Anlage
gemeinsam mit dem Betreiber durchgeführt werden. Auch alle über die Beantwortung der Abfragen
hinausgehenden Beobachtungen und Angaben sind zu dokumentieren, da sie für die Interpretation der ersten
Ergebnisse und für die Planung gezielter Maßnahmen von Bedeutung sind.
Die üblichen mathematischen Formeln zur Berechnung von Wärmeerzeugungswirkungs- und nutzungsgraden
haben zwei wesentliche Nachteile: Genau gelten sie nur für automatische Öl- und Gasfeuerungen ohne
Teillastbetrieb und sie arbeiten mit Durchschnittswerten für die Bereitschaftsverluste und bieten daher nur
beschränkte Möglichkeiten, eine konkrete Anlage zu beurteilen und die Verluste bestimmten Ursachen
zuzuordnen.
Für die Energieberatung, durch die Maßnahmen an einer konkreten Anlage oder deren Austausch
vorgeschlagen werden sollen, sind sie unbrauchbar. Eine Beurteilung allein aufgrund von Brennstoff,
Dimensionierung und Anlagenalter ist unseriös.
Es wurde daher aus allgemein anerkannten Zusammenhängen ein Modell entwickelt, das eine getrennte
Berücksichtigung der wesentlichen Verlustquellen (bei Interesse auch der Wärmerückgewinnung im Rauchfang)
ermöglicht. Die Einordnung der Festbrennstoffkessel erfolgte durch Angleichung der Rechenwerte für die
spezifischen Verlustgrößen an praktische Erfahrungen, Prüfergebnisse und theoretische Überlegungen.
Die Berechnung des Jahresnutzungsgrades in der Energieberatung dient vor allem der Abschätzung von
Veränderungen an demselben durch Maßnahmen an Baukörper und/oder Raumwärmeversorgung. Es wurde
daher eine Vorgangsweise gewählt, die einerseits die wesentlichen Einflüsse möglichst getrennt erfasst und
andererseits auch für Festbrennstoff-Anlagen anwendbar ist. Um dennoch eine gute Handhabbarkeit zu
ermöglichen, mussten die komplexen Zusammenhänge dementsprechend vereinfacht dargestellt werden.
Der Jahresnutzungsgrad der Heizanlage setzt sich aus dem Nutzungsgrad der Wärmeerzeugung und dem
Nutzungsgrad der Wärmeverteilung zusammen. In einer ersten Abschätzung sind in Fehler! Verweisquelle
konnte nicht gefunden werden. typische Werte kombiniert und für mehrere Dimensionierungsvarianten
(angemessen bis stark überdimensioniert) berechnet.
Der Wärmeerzeugungsnutzungsgrad ist das Verhältnis der vom Wärmeerzeuger zur Deckung des
Nutzwärmebedarfes jährlich abzugebenden Wärmemenge zum Energiebedarf. Der
Wärmeerzeugungsnutzungsgrad wird durch die Addition aller Verluste des Heizkessels über die Heizperiode
ermittelt.
Formel 8-1: Wärmeerzeugungsnutzungsgrad
Wärmeerzeugungsnutzungsgrad = 1 – (Abgasverluste + Auskühlverluste + Regelungsverluste) / 100
Der Wärmeverteilungsnutzungsgrad ist das Verhältnis der an die beheizbaren Gebäudeteile abgegebenen
zur vom Wärmeerzeuger abgegebenen jährlichen Wärmemenge.
Formel 8-2: Wärmeverteilungsnutzungsgrad
Wärmeverteilungsnutzungsgrad = 1 – (Wärmeverteilungsverluste + Nutzwärmebedarf) /
Nutzwärmebedarf
Formel 8-3: Jahresnutzungsgrad der Wärmeversorgung
Jahresnutzungsgrad = Wärmeerzeugungsnutzungsgrad Wärmeverteilungsnutzungsgrad
118
Während Abgasverluste nur in der Betriebszeit des Wärmeerzeugers anfallen, müssen Auskühl- und
Regelungsverluste über die gesamte Heizperiode berücksichtigt und daher in der Rechnung mit dem Verhältnis
von üblicher Betriebszeit bei angemessener Dimensionierung (ca. 1.700 h für reinen Heizbetrieb) und
Heizperiodenlänge (bei sieben Monaten ca. 5.100 h) multipliziert werden. Die Überdimensionierung wird
zusätzlich als Faktor (doppelte Leistung = ca. halbe Betriebszeit) eingerechnet. Dies erfolgt über die drei
Rechengrößen „Spezifischer Bereitschaftsverlust“ (Abstrahlung bzw. Verlust über den Rauchfang in Relation
zur Anlagenleistung in Abhängigkeit der Technologie und Umgebungsbedingungen sowie Regelungsverluste)
und „Betriebszeitfaktor“ sowie „Dimensionierungsfaktor“.
Die folgenden Rechenwerte können im Rahmen einer Besichtigung erhoben und für die Abschätzung der
Verlustgrößen herangezogen werden:
Spezifischer Bereitschaftsverlust (q
B
): Fiktiver Rechenwert zur Berücksichtigung aller Verluste, die von der
Dimensionierung des Wärmeerzeugers abhängen und durch unterschiedliche Lastzustände während einer
Heizperiode auftreten (Abstrahlung, innere Auskühlung, erhöhte Abgasverluste durch höheren Luftüberschuss
und/oder unvollständige Verbrennung, Überwärmung durch mangelnde Regelbarkeit der Anlage). Entspricht
nicht dem von einigen Kesselherstellern angegebenen Wert laut VDI 3815. Zur Vereinfachung wird
angenommen, dass der Bereitschaftsverlust über die Heizperiode konstant auftritt. Das ist vor allem dann
richtig, wenn die Stillstandszeiten relativ kurz sind (keine oder mäßige Überdimensionierung). Für
Festbrennstoffkessel wurden tatsächliche Praxismessungen so ausgewertet, dass äquivalente spezifische
Bereitschaftsverluste für den Einsatz in der Formel errechnet wurden.
Betriebszeitfaktor (f
B
): Überschlägiger Wert für das Verhältnis von Vollaststunden zu Bereitschaftsstunden
(Länge der Heizperiode) bei exakter Dimensionierung. Stellt ein Maß für die Dimensionierung der Anlage dar
(gilt nicht für Wärmepumpen). Bei Einzelofen ist zu beachten, dass in der Praxis oft deutlich höhere
Überdimensionierungen auftreten. Für die Abschätzung in der Energieberatung wird als Basiswert eine
Heizperiode mit 5100 Stunden (ca. sieben Monate) angenommen. Somit ergibt sich mit ca. 1700
Volllaststunden der Wert für „Angemessen“ (Dimensionierung auf Heizlast) mit f
B
= 0,3 (Bedeutung: der
Heizkessel ist während 1/3 der Heizperiode in Betrieb, bezogen auf die Betriebszeit müssen
Bereitschaftsverluste mit dem Faktor „3,33“ multipliziert werden. In bivalenten Systemen (z.B. mit
Wärmepumpe, selten mit Einzelofen) kann der Betriebszeitfaktor entsprechend korrigiert werden (Tabelle 8-8
oder Tabelle 8-9).
Dimensionierungsfaktor (f
Dim
): Verhältnis der (Kessel)Nennleistung zur maximal benötigten Heizleistung
(Heizlast) bzw. der Betriebszeit bei angemessener Dimensionierung (Annahme = 1700 Stunden) zur
tatsächlichen Betriebszeit) und somit auch ein Maß für die Vollbenutzungsstunden (Betriebszeit bei
angenommener Volllast) der Anlage (siehe Betriebszeitfaktor). Wenn man die Dauer der Heizperiode durch (
f
Dim
/ f
B
) dividiert, erhält man überschlägig die Betriebsstunden (bzw. kann man aus den Betriebsstunden auf
die anderen Größen schließen).
Formel 8-4: Abschätzung des Jahresnutzungsgrades der Raumwärmeversorgung aus typischen Verlustgrößen
(Frey, 1981)
= 1
(
%
)
100
öß
(
%
)
100
0,97
Für die Ermittlung der Tabellenwerte wurde der Wärmeverteilungsnutzungsgrad mit 97 % angenommen.
119
Tabelle 8-1: Übliche Rechenwerte zur Ermittlung der Jahresnutzungsgrade der Wärmeerzeugung (Frey, 1981)
Bilden zwei Anlagen gemeinsam die Grundheizung (bivalente Raumwärmeversorgung), so sind Werte für die
beiden Anlagen abzuschätzen und über ihre Anteile an der Raumwärmeversorgung zu mitteln.
8.2. Abgasverluste
Wenn auch der Energieberater oder die Energieberaterin in der Regel keine Messungen durchführt, ist eine
Kenntnis der folgenden Zusammenhänge als Hintergrund für Beratungen erforderlich. Abgasmessungen
werden vom Rauchfangkehrer (Rauchfangkehrerin) oder Installateur (Installateurin) durchgeführt. Die
österreichischen Bundesländer publizieren Listen der Fachleute, die zur periodischen Überprüfung von
über die
Oberfläche
über den
Rauchfang
Holz 30 1,8 0,2 1,5 0,57 0,51 0,45
Braunkohle 25 1,8 0,2 1,5 0,61 0,56 0,50
Koks, Steinkohle 20 1,8 0,2 1,0 0,68 0,63 0,58
Holz 25 1,8 0,2 1,0 0,63 0,58 0,53
Kohle 20 1,8 0,2 1,0 0,68 0,63 0,58
Holz 20 1,8 0,1 0,5 0,70 0,66 0,62
Kohle 15 1,8 0,1 0,5 0,75 0,71 0,67
Hackgut 15 2,8 0,1 ~ 0,73 0,68 0,64
Pel l ets 10 1,1 ~ ~ 0,84 0,82 0,80
Vorofenfeuerung Hackgut 15 2,8 0,1 ~ 0,73 0,68 0,64
Heizöl EL 15 2,8 ~ ~ 0,73 0,69 0,64
Holz 25 2,8 0,2 1,0 0,60 0,53 0,47
Öl Spezialkessel atm Heizöl EL 20 0,8 ~ ~ 0,75 0,74 0,72
Gas Spezial kess el a tm Gas 10 0,8 ~ ~ 0,85 0,83 0,82
Gas Hei ztherme Gas 10 ~ ~ 1,0 0,84 0,82 0,81
Öl -Gas Gebl ä s ekes sel HT Heizöl EL / Ga s 10 0,8 ~ ~ 0,85 0,83 0,82
Öl -Gas Gebl ä s ekes sel NT Hei zöl EL / Gas 10 0,6 ~ ~ 0,85 0,84 0,83
Brennwertkessel
1)
Öl / Gas 5 0,6 ~ ~ 0,90 0,89 0,88
El ektro-Zentral spei cher Strom ~ 2,0 ~ ~ 0,91 0,87 0,84
El ektro-Durchfl ußkes s el Strom ~ 0,5 ~ ~ 0,95 0,95 0,94
Fernwärmeumformer Heißwasser ~ 0,5 ~ ~ 0,95 0,95 0,94
Wärmepumpe Strom
η
RW
für grobe
Abschätzung
(f
Dim
= 1,5)
η
RW
für grobe
Abschätzung
(f
Dim
= 2,0)
Jahresarbeitszahl berechnen
1)
Abgasverlust bezogen auf H
u
in Abhängigkeit von Vorlauf und Rücklauftemperatur: 0 bis 5 %
Untenabbrandkessel
mit Naturzug
Untenabbrandkessel
mit Gebläse
Retortenfeuerung
Umstel l brandkes sel
η
RW
für grobe
Abschätzung
(f
Dim
= 1,0)
Durchbrandkessel
Wärmeerzeugungsverluste [%]
Spez. Auskühlverlust
Mittlerer
Abgas–
verlust
Spez.
Regelungs–
verlust
Wärmeerzeuger
Brennstoff
Beispiel 8-1: Heizlastabschätzung aus Kesselleistung und Betriebsstunden
Ein Ölkessel mit 25 kW Nennleistung, der nur für die Heizung eingesetzt wird, weist pro Jahr laut Zähler 1100
Betriebsstunden auf. Wie hoch ist nach erster Abschätzung die Heizlast des Gebäudes?
f
Dim
= P
N
/ P
tot
= 1700 / 1100 = 1,55
P
tot
= 25 / 1,55 = ca. 16 kW
120
Feuerstätten für befugt sind.
28
Es macht in jedem Fall Sinn, diesen Vorgang in einen Vorortbesuch im Rahmen
einer Energieberatung zu integrieren.
Abgasverluste = Summe der Verluste durch fühlbare Wärme (Wärmeinhalt der Abgase unter Prüfbedingungen
am Kesselausgang in % des Energieverbrauchs) und durch Unverbranntes (Heizwert der unter
Prüfbedingungen nicht verbrannten Brennstoffanteile in % des Energieverbrauchs. In erster Näherung wird
nur der Verlust durch CO berücksichtigt).
Die Zwecke der Abgasmessung sind:
• Feststellung der Betriebssicherheit (z.B. Emissionen, Kondensation, Minimalanforderungen an den
Wirkungsgrad).
• Bereitstellung des Rechenwertes für den feuerungstechnischen Wirkungsgrad bzw. die Abgasverluste,
vorrangig durch fühlbare Wärme (Umrechnung aus den Messungen von Temperaturdifferenz und
CO2) und Unverbranntes (Umrechnung aus dem Messwert der CO-Konzentration).
Eine Abgasmessung allein kann keine Aussage zur Effizienz der Anlage (Jahresnutzungsgrad) treffen.
Alle Messungen sollten nur bei typischen Anlagenbedingungen (z.B. geschlossener Heizraumtür) und
Vorlaufbedingungen vorgenommen werden. Bei Öl- und Gaskesseln wird das Ergebnis einer Einzelmessung als
typisch für die mittleren Betriebsbedingungen während der gesamten Heizperiode angenommen. Bei
Festbrennstoffkesseln ist es erforderlich, eine Reihe von Messungen über eine Verbrennungsphase
durchzuführen.
Grundsätzlich kann eine Abgasmessung auch bei Einzelöfen durchgeführt werden. Die
Verbrennungsbedingungen sind jedoch dermaßen schwankend, dass auch eine Reihe von Messungen keine
ausreichend genauen Schlüsse auf eine gesamte Heizperiode zulässt.
8.2.1. Kenn- und Rechenwerte zur Ermittlung der Abgasverluste
Abgasverluste entstehen durch den Wärmeinhalt des Abgases bei vollständiger Verbrennung und den Heizwert
unverbrannter Bestandteile des Brennstoffs im Abgas (vor allem CO / Kohlenmonoxid: Heizwert = 3,5 kWh/kg).
Letztere entstehen in alten, schlecht angepassten und geregelten Anlagen sowie unter ungünstigen (z.B. zu
starker Rauchfangzug) und stark wechselnden (z.B. Anfahren und Abstellen) Verbrennungsbedingungen sowie
bei Verwendung feuchter und in der Form wenig geeigneter Festbrennstoffe. Verluste durch Unverbranntes (=
„Rauch“) können im Einzelfall über 5 % zum Abgasverlust beitragen.
Die Verlustgrößen können aus den Messwerten (Temperaturen und CO
2
-Konzentration) über Algorithmen
abgeschätzt werden, welche die wichtigsten Einflussgrößen (chemische Zusammensetzung, Luftbedarf pro
kg/Brennstoff, Förderdruck im Kamin) in Kenngrößen zusammenfassen: σ (Siegertfaktor) und f
CO
(Emissionsfaktor für Kohlenmonoxid).
28
Beispiel NÖ: http://www.noe.gv.at/bilder/d84/Alph-Liste_2014-12-30_.xlsx
121
Tabelle 8-2: Beiwerte zur Berechnung der Abgasverluste (Frey, 1981)
0,80 als σ für Holz wurde rechnerisch für einen Luftüberschuss von 2 ermittelt und gilt genau für ca. 30 %
Feuchtigkeit. Der Wert schwankt von 0,75 für getrocknetes Holz (ca. 15 % Feuchtigkeit) bis 0,85 für
waldfrisches Holz (ca. 50 % Feuchtigkeit). Die anderen Werte gelten für übliche Luftüberschüsse (je nach
Brennstoff zwischen 1,2 und 2).
Formel 8-5: Überschlägige Berechnung nach Siegert (Frey, 1981)
ü ä =
(
+
)
T
A
- T
L
: Differenz zwischen Abgastemperatur und Heizraumtemperatur
Formel 8-6: Abgasverluste durch Unverbranntes (CO) (Frey, 1981)
Q
CO
= f
CO
· CO / (CO
2
+CO) [%]
Rußzahl: Relative Bestimmung des Anteiles von Ruß (unverbrannter fester oder flüssiger Brennstoff) im Abgas
nach Bacharach (Rußzahl von 0 – 9; sichtbare Rauchgrenze bei einer Rußzahl von ca. 5). Aus der Rußzahl kann
man zumindest qualitativ auf weitere Verluste durch Unverbranntes schließen.
8.2.2. Einflüsse der Zugstärke des Rauchfangs auf den Abgasverlust
Nicht immer ist es möglich, den typischen Betriebszustand einer Anlage im Rahmen der Abgasmessung zu
erfassen (z.B. Windverhältnisse). Es ist somit sinnvoll, sich einen Eindruck vom Zusammenspiel von Kessel und
Rauchfang zu verschaffen.
Brennstoff
σ
(Siegertfaktor)
f
CO
Holz 0,80 75
Braunkohle 0,90 70
Braunkohle Briketts 0,75 62
Steinkohle 0,67 60
Koks 0,75 67
Hei zöl 0,69
50
Erdgas 0,45 36
Flüssiggas 0,50 41
Beispiel 8-2: Ermittlung des feuerungstechnischen Wirkungsgrades
Ölheizung, 20
o
C im Heizraum, 150
o
C Abgastemperatur, 15 % CO
2
, 0,5 % CO
Verluste durch fühlbare Wärme = 0,69 • 130 / 15,5 = 5,8 % (Anmerkung: runden auf 6 %)
Verluste durch CO = 50 • 0,5 / 15,5 = 1,6 % (Anmerkung: Werte in Festbrennstoffheizungen können bis zu
10-fach höher ausfallen und sollten in der Berechnung berücksichtigt werden.
Gesamtverluste: 5,8 + 1,6 = 7,4 %
Der feuerungstechnische Wirkungsgrad dieses Kessels beträgt somit ca. 92,6 %.
122
Abbildung 8-1: Zugbedarf von Wärmeerzeugern (Frey, 1981)
Wenn Zugbedarf und Zugstärke stark abweichen und keine Zugregelung installiert ist, können zusätzliche
Verluste auftreten. Diese werden zum Abgasverlust addiert, wenn der Umstand nicht bereits in der
Abgasmessung berücksichtigt ist.
Tabelle 8-3: Zusätzliche Abgasverluste durch zu hohen Rauchfangzug (Frey, 1981)
Tabelle 8-3 gibt Richtwerte jenes Anteiles der Abgasverluste in % des Energieverbrauches an, die durch hohen
Rauchfangzug bedingt sind. Im Falle einer Abgasmessung sind diese Verlustwerte bereits im errechneten
Abgasverlust enthalten. Da für Festbrennstoffkessel und atmosphärische Ölkessel keine Literaturwerte
vorliegen, wurden Erfahrungen mit Einzelöfen auf Zentralheizungen extrapoliert.
Diese Anteile lassen sich durch Maßnahmen zur Zugverminderung reduzieren, die Tabellenwerte stellen die
maximalen Einsparungsmöglichkeiten dar.
8.3. Auskühlverluste von Wärmeerzeugern in Betrieb und Bereitschaft
Der wichtigste und direkt im Rahmen einer Energieberatung leicht zu beurteilende Verlust ist die
Wärmeabstrahlung von Kesseloberfläche und –anschlüssen. Diese wird in % der Kesselnennleistung auch in
Prüfberichten angeführt. Die Tabellenwerte sind für Kessel mit 30 kW ermittelt, bei abweichenden
< 1,5 1,5 – 2,5 > 2,5
Festbrennstoffkes s el , atm Ölkessel 0 5 10
Öl-Gaskessel mit Zugbedarf, atm. Gaskessel 0 2 4
Öl-Gaskessel ohne Zugbedarf 0 0 0
Kesselart
Abgasverluste von Heizkesseln durch
hohen Rauchfangzug % des
Energieverbrauchs
Verhältnis Zugstärke zu Zugbedarf
Beispiel 8-3: Bewertung des Einflusses von Zugbedarf und Zugstärke
Festbrennstoffkessel, 25 kW, gemessene Zugstärke 25 Pa
Zugbedarf laut Grafik = ca. 20 Pa; Zugstärke / Zugbedarf < 1,5, daher weder zusätzliche Verluste noch ein
nennenswertes Einsparpotenzial durch entsprechende Maßnahme.
123
Kesselleistungen muss mit einem Faktor (siehe Tabelle 8-4) korrigiert werden (abhängig vom Verhältnis
Kesselleistung zu Kesseloberfläche). Wichtige Einflussgrößen für die Höhe des spezifischen Auskühlverlustes
sind die Kesseltemperatur, das Ausmaß der Dämmung und der Anteil ungedämmter Bereiche (z.B. Füll- und
Aschentüren bei Festbrennstoffkesseln).
Formel 8-7: Abstrahlverluste von Wärmeerzeugern über die Oberfläche
=
100
(
%
)
Tabelle 8-4: Verhältnis von Kesseloberfläche und Nennleistung (Frey, 1981)
Tabelle 8-5: Abschätzung des spezifischen Auskühlverlustes über die Kesseloberfläche (Frey, 1981)
Tabelle 8-5 gibt spezifische Auskühlverluste von Heizkesseln über die Kesseloberfläche in Abhängigkeit von der
Kesseldämmung und der durchschnittlichen Kesseltemperatur an. Für Wärmepumpen kann dieselbe Tabelle
herangezogen werden. Der Rechenwert ist dabei im Normalfall mit 0,3 % und angemessener Dimensionierung,
somit mit insgesamt ca. 1 % des Energiebedarfs anzunehmen, und somit praktisch vernachlässigbar.
Spezifischer Auskühlverlust: Durchschnittlicher Verlustanteil in % der Kesselnennleistung während der
Heizperiode. Der spezifische Auskühlverlust stellt einen Mischwert zwischen Verlusten während des
Vollastbetriebes (höhere Abstrahlung), der Bereitschaftszeit und des Kleinlastbetriebes (nur bei festen
Brennstoffen) dar. Die Abhängigkeit von der Kesseltemperatur wurde unter Annahme einer linearen Abnahme
des spezifischen Auskühlverlustes durch den Mantel mit sinkender Temperaturdifferenz zum Heizraum (T
Heizraum
= 20˚C) ermittelt. Der spezifische Auskühlverlust über die ungedämmten Kesselteile, der vor allem für
Festbrennstoffkessel entscheidend ist, sinkt nicht linear mit der Kesseltemperatur, da diese nicht nur von der
Feuerraumtemperatur abhängt. Durch die Annahme einer linearen Absenkung wird berücksichtigt, dass bei
deutlicher Überdimensionierung (auch z.B. nach Dämmmaßnahmen am Haus) das Heizverhalten geändert wird
(selteneres Einheizen). Die Tabellenwerte wurden für Dämmdicken von 4 bzw. 8 cm errechnet.
Ein Sonderfall sind atmosphärische Gaskessel, die durch die offene Flamme einen hohen Abstrahlverlust in der
Bereitschaft haben, der allerdings im Fall von Etagenheizungen und Einzelöfen direkt der Beheizung
zugerechnet und nicht im Nutzungsgrad berücksichtigt wird.
P
N
[kW] 10 15 20 25 30 35 45 60 80 100 150 200
Korrekturfaktor 1,7 1,5 1,3 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,65 0,6 0,55 0,5
Überwiegend
über
70 °C
Konstant 70 °C
oder schwankend
90 – 50 °C
Konstant 50 °C
oder schwankend
70 – 30 °C
Überwiegend
unter
50 °C
Über 6 cm 1,0 0,8 0,5 0,3
Bis 6 cm 2,0 1,6 1,0 0,6
Über 6 cm 2,0 1,7 1,3 1,0
Bis 6 cm 3,0 2,5 1,8 1,3
Über 6 cm 3,0 2,6 2,1 1,7
Bis 6 cm 4,0 3,4 2,6 2,0
Geri ng
Mäßig
Groß
Spezifischer Auskühlverlust über die Kesseloberfläche in % der
Kesselnennleistung
Mittlere Kesseltemperaturen in der Heizperiode
Ungedämmte
Kesseloberfläche
Kesseldämmung
124
Hat ein Heizkessel oder Ofen keine Vorrichtung, welche die Durchströmung im Stillstand verhindert, ergeben
sich zusätzliche Bereitschaftsverluste durch Auskühlung über den Rauchfang.
Formel 8-8: Auskühlverluste über den Rauchfang
ü ü
=
ü
(
%
)
Tabelle 8-6: Spezifischer Auskühlverlust über den Rauchfang (Frey, 1981)
Tabelle 8-6 gibt spezifische Auskühlverluste von Heizkesseln über den Rauchfang (Innere Abkühlung) in
Abhängigkeit von der Wärmetauscherfläche (moderne Stahlkessel haben kleinere Flächen, daher ist auch die
Wärmeabgabe im Stillstand geringer), Zugstärke des Rauchfanges und der mittleren Kesseltemperaturen an.
Die Auskühlung über den Rauchfang erfolgt nur außerhalb der Betriebszeit. Der Tabellenwert stellt allerdings
einen Mischwert für die gesamte Heizperiode dar, dessen Genauigkeit für die Abschätzung der Auskühlverluste
ausreicht. Bei Luftabschluss im Stillstand (händisch oder automatisch) wird keine Innere Auskühlung
berücksichtigt.
Die Zugstärke des Rauchfanges ist entweder im Rahmen einer Überprüfung zu messen oder abzuschätzen
(Zugstärke [Pa] = 4 · Höhe des Rauchfanges in m).
8.3.1. Nutzbare Abstrahlverluste („Wärmerückgewinnung“)
Prinzipiell sind Abstrahlverluste, die zum beheizten Wohnraum erfolgen, entweder nicht in die Berechnung des
Nutzungsgrades der Heizanlage einzubeziehen, oder „Fremdwärmebeiträge“ zu berücksichtigen.
In der Praxis betrifft das
überwiegend
über
70 °C
konstant 70 °C
oder schwankend
90 – 50 °C
konstant 50 °C
oder schwankend
70 – 30 °C
überwiegend
unter
50 °C
< 1,5 0,25 0,20 0,15 0,10
< 1,5
< 1,5
≥ 1,5 1,00 0,80 0,60 0,40
Luftabschluß
im Stillstand
Geri ng
Groß
Kein innerer Auskühlverlust
0,50
0,40
0,30
0,20
Wärmetauscher-
fläche
Verhältnis
Zugstärke
zu Zugbedarf
Spezfischer Auskühlverlust über den Rauchfang % der Kesselnennleistung
Mittlere Kesseltemperaturen
Beispiel 8-4: Bereitschaftsverluste und Einsparpotenzial
Ermittlung der Auskühlverluste über die Oberfläche als Basis für das Einsparpotenzial.
Alter Hackgutkessel auf der Basis eines Holzkessels, doppelt überdimensioniert mit 45 kW, dadurch aber im
Mittel mit ca. 50
o
C betrieben.
Spezifischer Auskühlverlust = 2,6 %
Über die Heizperiode beträgt der Verlust allerdings (Betriebszeitfaktor von 0,8 und Überdimensionierung
berücksichtigt): 2,6 • 3 • 2 • 0,8 = 12,5 % (inklusive der Betriebszeit).
Andere Betrachtungsweise über Gesamtenergiemengen:
0,026 • 45 • 0,8 = 0,94 kW (Dauerabstrahlung über die Heizperiode)
0,94 • 5100 = ca. 4.800 kWh (von geschätzten ca. 45 • 1700 / 2 = 38.300 kWh)
125
o die Erhöhung der Heizraumtemperatur (Änderung des Abminderungsfaktors für die
Ermittlung der Wärmeverluste zum Keller),
o die Abstrahlung des Rauchrohres von Einzelöfen, die im Wohnraum aufgestellt sind (Tabelle
8-15),
o die Abstrahlung des Kamins zum Wohnraum (eigentlich müsste die für die Verlustrechnung
verwendete Abgastemperatur in der oberen Putzöffnung, z.B. auf dem Dachboden, gemessen
werden). Diese Messung kann auch zur Abschätzung von Kondensationsgefahr Sinn machen.
Erhöhung der Heizraumtemperatur: Bei hohen Abstrahlverlusten wird die mittlere Temperatur des Heizraums
in den Bereich der Raumtemperatur des beheizten Bereiches gehoben. Das kann überschlägig durch die
Korrektur des für die gesamte Kellerdecke verwendeten Korrekturfaktors ausgeglichen werden, verringert
somit die tatsächlichen Transmissionswärmeverluste. Die Tabelle 8-7 gilt für typische Größenverhältnisse, der
Heizraum umfasst ca. 25 % der Kellerfläche, beeinflusst somit auch die Temperatur der anderen Kellerräume.
Bei anderen Verhältnissen muss der Korrekturfaktor nach unten oder oben angepasst werden (Schätzung!).
Tabelle 8-7: Korrektur der Kellertemperatur bei Vorhandensein eines Wärmeerzeugers (Frey, 1981)
Bauteil
f (Korrekturfaktor)
U
m
-Wert des Bauteiles [W/m
2
K]
Unter 0,6
0,6 bis 1,3
1,4 bis 2,0
über 2,0
Bauteile zu nicht beheizbarem Keller
0,30 0,25 0,20 0,15
Wärmeerzeuger mit hoher Abstrahlung
Wärmeerzeuger mit geringer Abstrahlung
oder keine Zentralheizung
0,50
1)
0,45 0,40 0,35
1)
Wert für unbeheizten Keller aus den entsprechenden Normen
Diese Energiemenge kann einen guten Teil der über die Analyse der Heizanlage errechneten Wärmeverluste
(Kessel und Verteilung) ausmachen. Durch das Berechnungsbeispiel soll dieser Umstand qualitativ ins
Bewusstsein geholt werden, da er auch etwaige Einsparrechnungen durch Heizungsumstellung beeinflusst bzw.
auf andere Weise nicht nur negativ gesehen wird (z.B. Trocknung von Schuhen im Winter).
Abstrahlung des Kamins zum Wohnraum: Zwischen Unter- und Oberkante des beheizten Wohnbereichs
fungiert ein eingebauter Kamin als Heizkörper, der während der Betriebszeit ungeregelt aber relativ konstant
und oft zentral Wärme abgibt. Erst darüber kann die fühlbare Wärme des Abgasstromes tatsächlich als Verlust
betrachtet werden. Diese Wärmeabgabe hat ihre Ursache allerdings in einer Abkühlung, die im Grenzfall zu
unerwünschter Kondensation im Kamin führen kann.
• Kondensationsgefahr ist gegeben, wenn die Austrittstemperatur im Bereich des Taupunktes der
Abgase liegt.
o Säuretaupunkt: Bei schwefelhältigen Brennstoffen zwischen 100˚C und 150˚C. Die untere
Grenze gilt bei geringem Schwefelgehalt (0,3 %), vollständiger Verbrennung mit niedrigem
Beispiel 8-5: Abschätzung des Transmissionsverlustes zu einem erwärmten Keller
Wie beeinflusst die Kesselabstrahlung die Transmissionswärmeverluste?
Kellerdecke 80 m
2
, u-Wert 1,0, starke Abstrahlung, 3600 Kd HGT 20/12
Reduktion der Transmissionswärmeverluste = (0,45 – 0,25) • 80 • 1,0 • 3600 • 0,024 = 1380 kWh/Jahr
Das bedeutet, dass die Wirtschaftlichkeit einer Kellerdeckendämmung entsprechend reduziert ist.
126
Luftüberschuss und niedrigem Wassergehalt der Abgase (z.B. Heizöl EL), die obere Grenze für
stark schwefelhaltige (ca. 2 %) Kohle.
o Wassertaupunkt: Je nach Wassergehalt der Abgase und Luftüberschuss zwischen 35˚C
(Steinkohle, hoher Luftüberschuss) und 70˚C (feuchte Braunkohle oder frisches Holz, zu
geringe Luftzufuhr).
o Kondensat im Kamin führt Problemen und Emissionssteigerungen beim Anheizen, da ein Teil
der Wärme im Abgas jeweils zur Austrocknung genutzt werden müssen, wenn das nicht
ausreichend gewährleistet werden kann, langfristig auch zu Bauschäden.
Abbildung 8-2: Wärmerückgewinnung und Kondensation in ungedämmten Rauchfängen (Frey, 1981)
Abbildung 8-3: Wärmerückgewinnung und Kondensation in gedämmten Rauchfängen (Frey, 1981)
127
• Wärmerückgewinnung: Die Diagramme ermöglichen die Berechnung der Wärmerückgewinnung
aus dem Abgas durch Abstrahlung des Rauchfanges in den Nutzräumen sowie die Quantifizierung
der Kondensationsgefahr.
o Der Rückgewinnungsfaktor ist in einem logarithmischen Zusammenhang (die Abstrahlung
sinkt mit sinkender Abgastemperatur von unten nach oben) von einer Vielzahl von
Einflussgrößen abhängig, die für die vorliegende Abschätzung nur überschlägig
berücksichtigt wurden (Frey, 1981).
o Für ein Haus mit zwei bewohnten Geschoßen und einem gemauerten, ungedämmten Kamin
beträgt die mittlere Heizleistung desselben ca. 1 kW und trägt somit bis zu 5.000 kWh/Jahr
zur Heizung bei.
o Durch die Dämmung des Rauchrohres wird die Temperatur im Rauchfang erhöht. Dadurch
steigt die Rückgewinnung während gleichzeitig die Gefahr der Kondensation sinkt.
Ohne einen Prüfbericht, aus dem der verbrennungstechnische mittlere Wirkungsgrad der Heizanlage
abschätzbar ist, muss auf Schätzwerte zurückgegriffen werden. Sowohl bei gut gewarteten Altanlagen
(Unterschätzung) als auch bei schlecht dimensionierten und eingestellten Neuanlagen (Überschätzung) kann
man dabei sehr weit daneben liegen. Das gilt besonders für Festbrennstoffkessel und deren Teillastverhalten.
Bei vollständiger Verbrennung kann der Wirkungsgrad in Teilllast sehr hoch sein (niedrige Abgastemperatur),
bei unvollständiger Verbrennung entsprechend niedrig. Hauptursache dafür sind unverbrannte Anteile und
deren Energieinhalt (verkohlte Reste in der Asche, CO und „Rauch“).
8.4. Wärmepumpenheizung
Wärmepumpen zur Raumheizung werden durch die folgenden Charakteristika unterschieden: Wärmequelle
(und damit meistens auch Wärmequellentemperatur), Medium der Wärmeübertragung, Betriebsweise,
Auslegungstemperatur, erforderliche Heizwassertemperatur (Vorlauftemperatur und durch die Abhängigkeit
von der thermischen Qualität indirekt somit auch eine Gebäudekenngröße!), Leistungszahl unter genormten
Bedingungen. Der für die Energieberatung entscheidende Wert ist die Jahresarbeitszahl (β), das Verhältnis der
während der gesamten Einsatzperiode erzeugten Wärmemenge zur eingesetzten Antriebsenergie (zumeist
elektrischer Strom). Sie entspricht prinzipiell dem Jahresnutzungsgrad der Wärmeerzeugung beim Einsatz eines
Heizkessels, beinhaltet aber die elektrischen Hilfsantriebe.
Beispiel 8-6: Wärmerückgewinnung und Kondensation in Rauchfängen
Ein überdimensionierter Festbrennstoffkessel (30 kW, Abgasverlust durch fühlbare Wärme 30 %), in einem
Einfamilienhaus mit zwei beheizten Stockwerken soll gegen einen Ölkessel (10 – 15 kW) ausgetauscht
werden. Rauchfang und Rauchrohr sind ungedämmt. Das Diagramm ermöglicht folgende Abschätzungen:
- Wärmerückgewinnung: ca. 27 % der Abgasverluste, d.h. (30 x 0,27 = 8,1 % der Gesamtverluste),
sodass der tatsächliche Abgasverlust zurzeit ca. 22 % beträgt.
- Durch Dämmung des Rauchrohres könnte die Wärmerückgewinnung in den beheizten Bereich um
ca. 1 % erhöht werden (30 x 0,31 = 9,3 %).
- Nach Einbau eines Ölkessels mit 10 kW liegt die Wärmerückgewinnung im
Kurvenmaximum (f = 0,38), das bedeutet große Kondensationswahrscheinlichkeit im Kamin.
- Durch Dämmung des Rauchrohres (f = 0,58) kann die Gefahr nicht ganz gebannt werden.
- Möglichkeiten zur Behebung der Kondensationsgefahr: Rauchfangdämmung (unteres Diagramm):
Wärmerückgewinnung ca. 2 % (10 x 0,18), hohe Kosten. Anschaffung eines Kessels mit höherer
Leistung (oberes Diagramm): bei 20 kW Wärmerückgewinnung ca. 3 % (10 x 0,33), dadurch
auch höhere Bereitschaftsverluste.
128
Wärmequelle: Durch die Wärmequelle ist auch deren Temperatur über die Heizperiode bestimmt. Je tiefer in
der Erde die Wärmeentnahme erfolgt, desto höher und gleichmäßiger ist diese Temperatur.
• Luft: Ventilator mit Innen- oder Außenaufstellung oder Solekreislauf mit Sonnenenergienutzung. Bei
kontrollierter Be- und Entlüftung auch im Abluftstrom möglich.
• Erdreich: Solekreislauf in Flächen- oder Grabenkollektoren oder Erdsonden (bis über 100 m).
• Grundwasser: Direkte oder indirekte (Wärmetauscher mit Solekreislauf) Nutzung.
Wärmeübertragung:
• Direkt: Die Wärmequelle (Luft, Wasser, direkt verdampfendes Medium) wird durch die Wärmepumpe
transportiert und dort abgekühlt.
• Direktverdampfer: Durch horizontal verlegte Kupferrohre mit Kunststoffummantelung zirkuliert das
Kältemittel direkt in 1,2-1,5m Tiefe (30 cm unter der Frostgrenze) im Boden. Der "Verdampfer" der
Wärmepumpe liegt also im eigenen Garten. Das System ist dem Sole-Flächenkollektor ähnlich. Durch
den Entfall der Wärmeübertragung von einem Solekreislauf auf das Kältemittel ist dieses System zwar
effizienter als der Sole-Flächenkollektor, die Qualitätssicherung ist aber problematisch.
• Durch Sole: Ein speziell geeignetes Übertragungsmedium (Sole) wird in einem geschlossenen Kreislauf
in der Wärmequelle (Luft, Erdreich, Wasser) erwärmt und in der Wärmepumpe abgekühlt.
Betriebsweise:
• Monovalent: Die Wärmepumpe stellt den einzigen Wärmeerzeuger dar.
• Bivalent-alternativ: Die Wärmepumpe ist einer von zwei Wärmeerzeugern, die nie gleichzeitig in
Betrieb sind. Die Wärmepumpe liefert die erforderliche Wärme bis zu einer bestimmten minimalen
Außentemperatur (zwischen +5˚C und -5˚C). Unter dieser Temperatur wird der zweite Wärmeerzeuger
zur Deckung des Bedarfes eingesetzt.
• Bivalent-parallel: Die Wärmepumpe ist einer von zwei Wärmeerzeugern, die alleine oder gleichzeitig
in Betrieb sind. Die Wärmepumpe liefert die erforderliche Wärme bis zu einer bestimmten minimalen
Außentemperatur (zwischen +5˚C und -5˚C) alleine. Unter dieser Temperatur wird der zweite
Wärmeerzeuger zur Deckung des Restbedarfes zugeschaltet.
Auslegungstemperatur: Jene Außentemperatur, bis zu der die Wärmepumpe den gesamten Wärmebedarf
decken kann.
Bei monovalenten Anlagen ist die Auslegungstemperatur im Allgemeinen gleich der Normaußentemperatur.
Bei bivalenten Anlagen entspricht die Auslegungstemperatur jener Außentemperatur, bei der der zweite
Wärmeerzeuger in Betrieb genommen wird. Die Auslegungstemperatur ist mitentscheidend für
Jahresarbeitszahl, Deckungsgrad und Dimensionierung der Wärmepumpe.
Heizwassertemperatur: Maximal benötigte Vorlauftemperatur bei reinem Wärmepumpenbetrieb. Die
Heizwassertemperatur wird unter Auslegungsbedingungen von der Wärmepumpe erreicht, wenn diese ständig
läuft. Dieser Wert ist mitentscheidend für Leistungs-, Arbeitszahl und Dimensionierung der Wärmepumpe. Die
Übereinstimmung der Heizkurve mit der Heizwassertemperatur sollte kontrolliert werden.
Durch die niedrigen Temperaturen und die Möglichkeit der vollständigen Dämmung ist die Dimensionierung
einer Wärmepumpe von relativ untergeordneter Bedeutung, stellt aber eine Kenngröße zur Orientierung (z.B.
im Anlassfall zu geringer Raumtemperaturen im Winter) dar.
Tabelle 8-8 und Tabelle 8-9 zeigen das Verhältnis der Leistungszahl zur Jahresarbeitszahl für typische
Wärmepumpenanlagen. Wichtige Informationen aus der Tabelle betreffen die niedrigen Leistungszahlen von
Luft-Wasser-Wärmepumpen bei Norm-Außentemperatur sowie die Reduktion der Bereitschaftsverluste von
Heizkesseln (höhere Betriebszeitfaktoren) bei bivalent-alternativen Anlagen (z.B. für Warmwasserbereitung im
Sommer und Heizung in der Übergangszeit).
129
Tabelle 8-8: Typische Betriebswerte von Wärmepumpen über die Heizperiode (Frey, 1981)
Tabelle 8-9: Erreichbare Bestwerte für Betriebsergebnisse von Wärmepumpen über die Heizperiode (Frey,
1981)
Die Tabellen geben folgende Rechenwerte für verschiedene Wärmepumpenheizsysteme an: Deckungsgrad,
Wirkungsgrad, Leistungsziffer bei Auslegungstemperatur, Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe, sowie
Bereitschaftsfaktor des Heizkessels bei bivalentem Betrieb.
ε
(Leistungszahl bzw. COP
29
Wert): Gibt für Wärmepumpe bei definierten Auslegungstemperaturen für
Wärmequelle und Wärmeabgabe (z.B. A2/W35) das Verhältnis von elektrischer Leistung zu
Wärmeabgabeleistung an das Wärmeverteilungssystem an.
Formel 8-9: Leistungszahl von Wärmepumpen
=
η
T
(Technischer Wirkungsgrad): Verhältnis der tatsächlichen zur theoretisch erreichbaren Leistungszahl.
T
H
(Heizwassertemperatur in Kelvin): Mittlere Temperatur, mit der Wärme an das Wärmeabgabesystem
übertragen wird (Vorlauftemperatur).
29
Coefficient of Performance
30 °C 35 °C 45 °C 55 °C 30 °C 35 °C 45 °C 55 °C 3500 4500 5500 3500 4500 5500
12 5,9 4,7 3,4 2,7 5,9 4,7 3,4 2,7 100 100 100 – – –
10 5,3 4,3 3,2 2,6 5,3 4,3 3,2 2,6 100 100 100 – – –
8 4,8 4,0 3,0 2,4 4,8 4,0 3,0 2,4 100 100 100 – – –
4 4,1 3,5 2,7 2,3 4,1 3,5 2,7 2,3 100 100 100 – – –
2 3,8 3,3 2,6 2,2 3,8 3,3 2,6 2,2 100 100 100 – – –
0 3,5 3,1 2,5 2,1 3,5 3,1 2,5 2,1 100 100 100 – – –
- 12 2,2 2,0 1,7 1,5 3,6 3,0 2,4 2,0 100 – – – – –
- 16 1,9 1,8 1,6 1,4 3,1 2,8 2,2 1,9 – 100 – – – –
- 20 1,8 1,7 1,5 1,3 2,7 2,6 2,1 1,8 – – 100 – – –
+ 5 3,6 3,1 2,4 2,0 4,3 3,5 2,6 2,1 29 27 24 0,41 0,41 0,41
0 3,0 2,6 2,1 1,8 3,5 3,1 2,4 2,0 64 58 48 0,47 0,47 0,47
- 5 2,6 2,3 1,9 1,6 2,9 3,0 2,3 1,9 90 84 76 0,51 0,54 0,57
Grundwasser
Erdreich
Monovalent
Monovalent
ε (COP) bei Auslegungstemperatur
Für eine Heizwassertemperatur von
Für eine Heizwassertemperatur von
β (Jahresarbeitszahl)
Außenluft
Bivalent –
alternati v
Außenluft
Monovalent
Wärmequelle
Betriebs-
weise
Wärme-
quellen- /
Auslegungs-
temperatur
[°C]
Deckungsgrad %
für HGT 20/12
Betriebszeitfaktor des
Heizkessels für HGT 20/12
30 °C 35 °C 45 °C 55 °C 30 °C 35 °C 45 °C 55 °C 3500 4500 5500 3500 4500 5500
12 6,7 5,4 3,9 3,1 6,7 5,4 3,9 3,1 100 100 100 – – –
10 6,1 4,9 3,7 2,9 6,1 4,9 3,7 2,9 100 100 100 – – –
8 5,5 4,6 3,4 2,7 5,5 4,6 3,4 2,7 100 100 100 – – –
4 4,7 4,0 3,1 2,6 4,7 4,0 3,1 2,6 100 100 100 – – –
2 4,3 3,8 3,0 2,5 4,3 3,8 3,0 2,5 100 100 100 – – –
0 4,0 3,5 2,9 2,4 4,0 3,5 2,9 2,4 100 100 100 – – –
- 12 2,9 2,7 2,3 2,0 4,0 4,0 3,2 2,7 100 – – – – –
- 16 2,5 2,4 2,1 1,9 3,7 3,7 2,9 2,5 – 100 – – – –
- 20 2,4 2,3 2,0 1,7 3,5 3,5 2,8 2,4 – – 100 – – –
+ 5 4,8 4,1 3,2 2,7 4,7 4,7 3,5 2,8 29 27 24 0,41 0,41 0,41
0 4,0 3,5 2,8 2,4 4,1 4,1 3,2 2,7 64 58 48 0,47 0,47 0,47
- 5 3,5 3,1 2,5 2,1 4,0 4,0 3,1 2,5 90 84 76 0,51 0,54 0,57
Grundwasser
Monovalent
Erdreich
Monovalent
β (Jahresarbeitszahl)
Für eine Heizwassertemperatur von
ε (COP) bei Auslegungstemperatur
Für eine Heizwassertemperatur von
Betriebszeitfaktor des
Heizkessels für HGT 20/12
Deckungsgrad %
für HGT 20/12
Außenluft
Bivalent –
alternati v
Außenluft
Monovalent
Wärmequelle
Betriebs-
weise
Wärme-
quellen- /
Auslegungs-
temperatur
[°C]
130
T
Q
(Wärmequellentemperatur): Durchschnittliche Temperatur der Wärmequelle (Luft, Erdreich,
Grundwasser) am Verdampfer in Kelvin. Grundwassertemperaturen liegen üblicherweise zwischen 8 und 12
o
C
(Mittelwert 10
o
C), für Erdreichkollektoren und –sonden zwischen 0 und 4
o
C (jeweils beim
Wärmepumpeneintritt). Wichtig: Bei Luft-Wärmepumpen ist diese zur Zeit des höchsten Wärmebedarfs am
niedrigsten. An diesem Punkt hat die Wärmepumpe ihre geringste Leistungszahl.
Mindestanforderungen COP für Wärmepumpen zur Raumheizung für das European „quality label for heat
pumps EHPA“
30
:
• Sole - Wasser: B0/W35 4,30
• Wasser - Wasser: W10/W35 5,10
• Luft - Wasser: A2/W35 3,10
• Direktverdampfer Boden - Wasser: E4/W35 4,30
β (JAZ): Jahresarbeitszahl und Verhältnis der während der Heizperiode abgegebenen Wärmemenge zur
verbrauchten Strommenge.
Laut Literaturangaben sind technische Wirkungsgrade zwischen 0,4 und 0,6 erreichbar. Laut Testergebnissen
und Herstellerangaben zwischen 0,25 und 0,4 für L/W-Wärmepumpen und 0,30 bis 0,45 für W/W und S/W-
Wärmepumpen. Der Tabelle 8-8 „Typische Betriebsergebnisse“ für liegen Werte von 0,35 für Grundwasser-
und Erdreich-Wärmepumpen sowie 0,30 für Außenluft- Wärmepumpen zugrunde. Diese Werte entsprechen
praktischen Erfahrungen guter Anlagen und berücksichtigen alle Verluste bei durchschnittlichem
Betriebsverhalten (z.B. Abtauverluste bei L/W-Wärmepumpen). Immer wieder zeigen Praxistests allerdings,
dass speziell LW-Wärmepumpen unter realen Bedingungen (z.B. Abtaubedarf) selten Werte über 0,3 erreicht
werden. Der Tabelle 8-9 (bei Neuanlagen und für Großanlagen über 50 kW) liegt ein technischer Wirkungsgrad
von 0,4 zugrunde.
Für Grundwasser- und Erdreich-Wärmepumpen entspricht die JAZ den Leistungszahlen, da näherungsweise
konstante Wärmequellentemperaturen angenommen werden. Für Außenluft-Wärmepumpen wird die JAZ aus
den Wärmebedarfsanteilen, die auf bestimmte Außentemperaturen entfallen und den dazugehörigen
Leistungsziffern ermittelt. Sie liegt damit deutlich über den Leistungszahlen bei Auslegungstemperatur.
Luftfeuchtigkeitseinflüsse auf die Arbeitszahlen sind nicht berücksichtigt.
Die JAZ ist eine Kennzahl für die Effizienz, sie zeigt das Verhältnis von investierter Energie zur gewonnenen
Wärme. Je größer die erforderliche Temperaturanhebung, desto kleiner wird die JAZ.
In Niedrigstenergiehäusern erreichen Wärmepumpen für Warmwasser und Heizung kaum hervorragende
Arbeitszahlen. Auf Grund des niedrigen Energiebedarfs für die Raumheizung muss die Wärmepumpe vor allem
für die Warmwasserbereitung arbeiten, was größere Temperaturanhebung erfordert.
Die JAZ ist daher nicht das einzige Kriterium. Letztlich kommt es auf die Energiekosten und die
Umweltbelastung an (siehe Primärenergiebedarf und CO
2
im Energieausweis).
Die Berechnung der JAZ erfolgt nach unterschiedlichen Methoden. Die VDI 4650
31
ergibt im Allgemeinen
deutlich höhere JAZ Werte als die genauere Berechnung mit JAZcalc
32
.
30
www.ehpa.org
31
www.vdi.de/technik/fachthemen/energie-und-umwelt/fachbereiche/energiewandlung-und-
anwendung/richtlinien/vdi-4650/
32
www.klimaaktiv.at/tools/erneuerbare/JAZcalc.html
131
Deckungsgrad:
Bei bivalent-alternativer Betriebsweise entspricht er dem Anteil der HGT20/12 bei Außentemperaturen über
der Auslegungstemperatur, die Wärmepumpe wird bis zur Auslegungstemperatur betrieben und dann für den
Rest der Heizperiode abgeschaltet. Wegen der kürzeren Bereitschaftszeit des Heizkessels steigt der
Betriebszeitfaktor und damit sinken die dimensionierungsabhängigen Bereitschaftsverluste (wichtig z.B. für alte
oder Festbrennstoffkessel). Eine Wärmepumpe kann in diesem Sinn eine gute Ergänzung für eine Holzheizung
sein, die in der Übergangszeit hohe Bereitschaftsverluste aufweist.
Daneben gibt es die bivalent-parallele Betriebsweise, bei der die Wärmepumpe während der gesamten
Heizperiode im System tätig ist. Durch diese Betriebsweise steigen die Bereitschaftsverluste des Heizkessels so
stark, dass sie nicht empfohlen werden kann.
Ab September 2015 trat eine EU-Vorschrift zur allgemeinen Einstufung für Wärmepumpenanlagen in
eingebautem Zustand in Kraft (vergleichbar mit Elektrogeräten). Diese wird wahrscheinlich auf Förderkriterien
Einfluss und berücksichtigt erstmals die Einbindung in ein Gesamtsystem.
Abbildung 8-4: Ökodesign – Energie-Label
33
33
www.heizungslabel.de
Beispiel 8-7: Leistungszahl einer Luft-Wasser-Wärmepumpe
Die Leistungszahl (COP, Formel 8-9) am Prüfstand (A2/W35) für eine Luft-Wasser Wärmepumpe ist mit 3,9
angegeben. Wie hoch ist sie etwa bei einer Außentemperatur von -15
o
C? Es wird angenommen, dass dann
die Vorlauftemperatur 40
o
C betragen muss. Abtauverluste und üblicherweise geringe Wirkungsgrade in der
Praxis werden nicht berücksichtigt. (Anmerkung: 273,15 K = 0
o
C)
3,9 =
η
T
• (35 + 273) / (35 – 2) =
η
T
• 308 / 33
η
T
= 3,9 • 33 / 308 = 0,42 (Anmerkung: hoher technischer Wirkungsgrad)
COP (-15/40) = 0,42 • (40 + 273) / (40 - -15) = 0,42 • 313 / 55 = 2,4
132
8.5. Wärmespeicherung und –verteilung
Die Wärmeverteilungsverluste werden einfacher absolut abgeschätzt (in Analogie zu den Verlusten durch
Transmission durch Gebäudebauteile). Dazu dienen Informationen zu den mittleren Temperaturen des
Heizwassers, zu Speichervolumina und Leitungslängen sowie den entsprechenden Dämmmaßnahmen.
Eine wesentliche Rechengröße für Wärmeverluste innerhalb des Hauses sowie die Jahresarbeitszahl einer
Wärmepumpe ist die mittlere Temperatur des Heizwassers im System während der Heizperiode. Diese kann
zwischen 30
o
C und über 70
o
C liegen. Sie ist direkt von der gewünschten Innentemperatur, der Auslegung der
Wärmeabgabeflächen und dem thermischen Zustand der Gebäudehülle abhängig.
Eine einfache Grafik der Heizkurve reicht für die Ermittlung der mittleren Verteilungstemperatur. Dazu benötigt
man mindestens zwei Werte, einer davon kann direkt bei der Besichtigung ermittelt werden. Als zweiten Wert
kann man z.B. den höchsten eingestellten Wert einsetzen. Beide Werte werden durch eine Gerade verbunden
und mindestens durch den Bereich der mittleren Außentemperatur (Tabelle 4-3) geführt.
Abbildung 8-5: Diagramm zur Aufnahme von Heizkurve und mittlerer Wassertemperatur (Frey, 1981)
Leitungen und Armaturen: Mit ausreichender Genauigkeit wird angenommen, dass Leitungen in unbeheizten
Räumen, in Außenwänden und im Erdreich annähernd gleiche Wärmeverluste haben. Armaturen (Pumpen,
Ventile, Absperrschieber etc.) werden in der Verlustermittlung von ungedämmten Rohrleitungen mit ihrem
Anteil an der Rohrlänge mitberücksichtigt. Befinden sich ungedämmte Armaturen in gedämmten
Rohrleitungen, so wird deren Verlust dem von 1 m Rohrleitung gleichgesetzt, gedämmte Armaturen werden
mit ihrem tatsächlichen Abschnitt (ca. 0,2 - 0,3 m) eingesetzt.
Formel 8-10: Rechnerische Länge von Verteilleitungen mit ungedämmten Armaturen
ä = ä ä + ( )
Formel 8-11: Leitungs- und Armaturenverluste
Leitungs- und Armaturenverluste = Täglicher Wärmeverlust pro m · Länge inkl. Armaturen · HT 12 [kWh/a]
133
Tabelle 8-10: Tägliche Wärmeverluste von Rohrleitungen und Armaturen (Frey, 1981)
Pufferspeicher: Der Zweck eines Pufferspeichers ist es, unregelmäßigen Anfall von Wärmemengen (z.B.
Solaranlagen, Stückholzkessel) aufnehmen zu können, oder Bereitschaftsverluste dadurch zu reduzieren, dass
Anlagen über längere Zeiträume im optimalen Leistungsbereich betrieben werden können (z.B.
überdimensionierte Hackgutheizung). In Luft-Wärmepumpenheizungen können Pufferspeicher Spitzenzeiten
(z.B. extreme Außentemperaturen) durch längeren Dauerlauf geringerem Leistungsbedarf ausgleichen.
• Energieeinsparung: In allen beschriebenen Fällen wird der Nutzungsgrad der Wärmeerzeugung
erhöht. Rechnerisch erfolgt das für Heizkessel durch Änderung des Dimensionierungsfaktors auf „1“
und damit zur Reduktion der Bereitschaftsverluste. Bei einer Wärmepumpe wird die Jahresarbeitszahl
leicht gesteigert (überschlägig: + 0,1; genaue Berechnung nötig)
• Abstrahlverlust: Ein Pufferspeicher verliert über die gesamte Betriebszeit Wärme an den
Aufstellungsort, der sich meist im unbeheizten Bereich befindet.
• Wärmebilanz: In den meisten Fällen gleichen sich Gewinne und Verluste ungefähr aus, mit einer leicht
positiven Tendenz. Dadurch werden Nebeneffekte wie die Verlängerung der Nutzungsdauer und
Komfortgewinne bedeutsam.
Formel 8-12: Pufferspeicherverluste
Pufferspeicherverluste = Täglicher Wärmeverlust · HT12 (bzw. Betriebszeit, falls diese abweicht) [kWh/a]
Die Tabellenwerte wurden mit der folgenden Formel ermittelt, wobei als pauschale Korrektur für
Wärmebrücken 0,1 W/K eingesetzt wurde. Die mittlere Wassertemperatur im Speicher ist angenähert gleich
der mittleren Wassertemperatur der Wärmeverteilung. Die Umgebungstemperatur wurde mit 15˚C
angenommen.
Formel 8-13: Tägliche Verluste von Pufferspeichern
Täglicher Speicherverlust = ktur für Wärmebrücken) [kWh/d]
30 50 70 30 50 70 30 50 70
Ungedämmt ~ ~ 0,30 0,70 1,10 0,50 1,10 1,75 0,90 1,90 3,10
0,50 0,15 0,30 0,45 0,25 0,45 0,75 0,40 0,80 1,20
2,00 0,10 0,20 0,30 0,10 0,25 0,40 0,20 0,40 0,60
3,00 0,10 0,15 0,25 0,10 0,20 0,30 0,15 0,30 0,45
5,00 0,05 0,15 0,20 0,10 0,15 0,25 0,10 0,25 0,35
2,00 0,05 0,15 0,20 0,10 0,15 0,25 0,15 0,25 0,40
3,00 0,05 0,10 0,15 0,10 0,15 0,20 0,10 0,20 0,30
5,00 0,05 0,10 0,15 0,05 0,10 0,15 0,10 0,15 0,20
ca. 2 cm
ca. 3,5 cm
ca. 6 cm
T
m
(°C)
T
m
(°C)
T
m
(°C)
Polyurethan
(λ = 0,03
W/mK)
Mineralwolle
Polyethyl en
(λ = 0,04
W/mK)
Dämmstoff
Dicke
(cm)
Dämmung
Art der Dämmung
Wärmeverlust in kWh/m·Tag
Außendurchmesser der Rohre
Gedämmt
134
Tabelle 8-11: Tägliche Wärmeverluste von Warmwasser- und Pufferspeichern (Frey, 1981)
Tabelle 8-12: Abschätzung der Oberfläche von Warmwasserspeichern
8.6. Heizungsregelung
Regelungsverluste treten dann auf, wenn es der Wärmeversorgung nicht gelingt, bei wechselnden
Außentemperaturen eine bestimmte Raumtemperatur einzuhalten. Es kommt zu einer Überwärmung, welche
nicht der Nutzenergie zugerechnet werden kann. Für automatische Wärmeerzeuger und Witterungs- oder
Raumtemperatur-geführte Systeme ist kein Verlust zu berücksichtigen.
Formel 8-14: Regelungsverluste
Regelungsverluste = Spezifischer Regelungsverlust · f
Dim
Dämmstoff
Dicke
(cm)
100 200 400 600 800 1000 1500
5 0,6 0,9 1,2 1,6 1,9 2,2 2,9
10 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,7
15 0,2 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1,1
5 0,4 0,7 0,9 1,2 1,4 1,7 2,1
10 0,2 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1,1
5 1,1 1,8 2,5 3,1 3,8 4,5 5,8
10 0,6 1,1 1,4 1,8 2,2 2,6 3,4
15 0,4 0,7 0,9 1,2 1,4 1,7 2,1
5 0,8 1,4 1,9 2,4 2,8 3,3 4,3
10 0,4 0,7 0,9 1,2 1,4 1,7 2,1
5 1,6 2,7 3,7 4,7 5,7 6,7 8,7
10 0,9 1,6 2,2 2,7 3,3 3,9 4,9
15 0,6 1,1 1,4 1,8 2,1 2,5 3,2
5 1,2 2,1 2,8 3,6 4,3 5,0 6,4
10 0,6 1,1 1,4 1,8 2,1 2,5 3,8
T
m
(°C)
Wärmeverlust in kWh/Tag
Volumen (l)
Dämmung
Mineralwolle
Polyurethan
35
55
75
Mineralwolle
(λ = 0,04W/mK)
Polyurethan
(λ = 0,03W/mK)
Mineralwolle
Polyurethan
135
Tabelle 8-13: Spezifischer Reglungsverlust von Zentralheizungen
8.7. Nutzungsgrade von Etagen- und Einzelofenheizungen
Etagen- und Einzelofenheizungen mit Brennstoffnutzung haben keine Abstrahlverluste zu unbeheizten
Räumen, sind aber im Verbrennungsverhalten (Abgasverluste) schwer einschätzbar und messbar.
Nutzungsgrade können daher nur grob abgeschätzt werden. Die Tabellenwerte sind vor allem dann anzusetzen,
wenn eine Wohnung vollständig mit Einzelöfen oder Etagenheizung beheizt wird und dafür geeignete Geräte
eingesetzt werden.
Eine Sonderrolle nehmen einfache Kaminöfen (η
RW
= ca. 0,4) und offene Kamine mit (η
RW
= ca. 0,3) oder ohne
(η
RW
= ca. 0,2) Wärmerückgewinnung (Raumluftzirkulation) ein. Sie dienen ausschließlich der zeitweise
genutzten Zusatzheizung bzw. sind aus Komfortgründen („Hotspot“ oder „offenes Feuer“) eingesetzt. Die in
diesen Öfen verheizte Brennstoffmenge wird oft unterschätzt und kann ein wichtiges Kriterium in einem
erfolgreichen Datenabgleich sein.
Regelung Systembeschreibung
Spez. Regelungsverlust
in % der Kesselleistung
Automa ti s che Wä rmeerzeuger 0,0
Händisch beschickte Festbrennstoffkessel mit Pufferspeicher 0,0
Automa ti s che Wä rmeerzeuger 0,5
Händisch beschickte Festbrennstoffkessel mit Pufferspeicher 0,5
Hä ndisch bes chi ckte Festbrennstoffkess el bei großer Wärme-
speicherfähigkeit von Gebäude und Wärmeabgabe
1,0
Hä ndisch bes chi ckte Festbrennstoffkess el bei geringer Wä rme-
speicherfähigkeit von Gebäude und Wärmeabgabe
1,5
Hä ndisch bes chi ckte Festbrennstoffkess el bei großer Wärme-
speicherfähigkeit von Gebäude und Wärmeabgabe
1,5
Händisch beschickte Festbrennstoffkessel bei geringer Wärme
speicherfähigkeit von Gebäude und Wärmeabgabe
2,0
Automatis ch
Händisch
Kei ne
Beispiel 8-8: Verteilverluste und Einsparpotenzial
Händisch beschickter Holzkessel, 35 kW, 2• 1.000 l Pufferspeicher mit 10 cm PU, ca. 30 m Heizleitungen (1,5
Zoll) im Keller, davon 1/3 ungedämmt, der Rest mit Polyethylenschläuchen (0,5 cm), 15 ungedämmte
Armaturen, 210 HT, mittlere Temperatur geschätzt mit 60
o
C;
Speicherverluste: 1,8 • 2 • 210 = 750 kWh
Leitungsverluste: (0,6 • (20 + 15) + 1,42 • 10) • 210 = 7.300 kWh
Regelungsverluste: 0 % (Pufferspeicher)
Verteilverluste = 8050 kWh pro Jahr
Mögliche Einsparung: Sinnvoll nur durch die Leitungsdämmung (z.B. auf einheitlich 5 cm MWL). Anmerkung:
eine gedämmte Armatur ändert ihre rechnerische Länge auf die tatsächliche (ca. 0,2 m).
Leitungsverluste-Neu: 0,2 • (30 + 15 • 0,2) • 210 = 1.390 kWh
Verteilverluste-Neu = 2.140 kWh pro Jahr
Einsparung = 5.910 kWh pro Jahr
136
Tabelle 8-14: Jahresnutzungsgrade in % von Etagenheizungen und Einzelöfen (Frey, 1981)
Abstrahlung des Rauchrohres bei Einzelöfen und Etagenheizungen: Ausgehend von der Abschätzung der
Nutzungsgrade von Einzelöfen in Tabelle 8-15 (unter Berücksichtigung typischer Umstände wie z.B. Verluste
durch Rauchfangzug im Stillstand) ergeben sich in der Praxis geringere Verluste durch die Berücksichtigung der
Abstrahlung des Rauchrohres.
Das Rauchrohr ist bei Einzelöfen und Etagenheizung oft integraler Bestandteil der Heizanlage und so verlegt,
dass seine Abstrahlung direkt den Wohnräumen zugutekommt. In der Analyse muss allerdings beurteilt
werden, ob dadurch nicht eine etwaige Überdimensionierung noch verstärkt wird.
Tabelle 8-15: Wärmeabstrahlung des Rauchrohres (Frey, 1981)
Zusätzliche Verluste durch Rauchfangzug und Regelung: Die Verbrennung in Einzelöfen (selbst mit aktiver
Luftzufuhr) ist stark vom Rauchfangzug abhängig, was, besonders in Mehrfamilienhäusern und bei undichten
Fenstern, zu einer Erhöhung der Abgasverluste führt. In neueren Gebäuden sind Öfen meist deutlich
überdimensioniert, was zu Überwärmung und starken rechnerischen Verlusten durch mangelnde Regelbarkeit
führt.
Heizungsart
Auto-
matisch
Händisch Keine
Auto-
matisch
Händisch Keine
Auto-
matisch
Händisch
Auto-
matisch
Händisch
64 62 53 47 62 50
Pel lets 75 70 70 65
68
66 57 50 68 57
81 79 77 69 64 62 55 50
81 79 77 69 77 74 72 65
93 91 98 95 95 87
100 97 100 92
Etagenheizung
Einzelofenheizung
Srom – di rekt
Strom – Spei cher
Gas
Hei zöl
Stei nkohl e, Koks
Stückholz, Braunkohle
Regelung
Angemessen
Überdimensioniert
Dimensionierung
Angemessen
Überdimensioniert
0,5 1,0 2,0 3,0 4,0
3
3 6 10 13 15
5 2 4 7 9 11
7 1 3 5 7 9
3 4 7 12 16
19
5 2 5 9 11 14
7
1 4 6 9 11
3 4 9 15 19 22
5 3 6 10 13 16
7 2 4 7 10 13
Dauerbrandofen
Holz
Kaminofen Holz
Gewinne in % des Energieeinsatzes
Rauchrohrlänge [m]
Geräte-
leistung
[kW]
Geräteart
Dauerbrandofen
Kohle,
Öl ofen
Beispiel 8-9: Nutzungsgrad von Einzelöfen mit Berücksichtigung des Rauchrohres
Abschätzung des Nutzungsgrades für einen Einzelofen.
Dauerbrandofen Holz, überdimensioniert mit 5 kW, 3 Meter Rauchrohr
Verluste geschätzt: 100 – 50 + 11 = 39 %
Nutzungsgrad = 61 %
137
Tabelle 8-16: Erhöhter Abgasverlust in Einzelöfen durch Rauchfangzug (Frey, 1981)
Tabelle 8-17: Regelungsverluste von Einzelöfen (Frey, 1981)
Einzelöfen werden besonders oft als Zweitheizungen in Niedrigstenergie- und Passivhäusern (Heizlast < 20
W/m
2
) eingesetzt. Der von diesen beheizte Wohnbereich umfasst im Mittel maximal 80 m
2
und weist somit
einen Heizbedarf von maximal 1,6 kW bei Normaußentemperatur auf. Das führt in allen Fällen zu starker
Überdimensionierung und Überschreitung der Soll-Raumtemperatur. Bei massiver Ausführung der Gebäude ist
dieser Effekt deutlich geringer und es können die besseren Tabellenwerte („angemessen“) eingesetzt werden.
8.7.1. Primärenergieaufwand für Elektro-(Direkt)-Heizungen
Elektro-Direktheizungen stellen einen Sonderfall in der Energieberatung dar, da sie sowohl als (oft mobile)
Zusatzheizkörper für besondere Situationen eingesetzt werden, als auch wieder vermehrt als Alleinheizung in
Wohnungen und Häusern mit sehr niedrigem Energiebedarf. Es muss daher in der Energieberatung geklärt
werden, ob die Geräte im Rahmen der Aufgliederung des Haushaltsstromverbrauchs oder des
Heizenergieverbrauchs berücksichtigt werden müssen. Der Vorteil der Elektroheizung gegenüber anderen
Einzelöfen liegt in der Möglichkeit, auch kleine Heizlasten ohne Überdimensionierung abdecken zu können.
Ein wesentliches Kriterium in der Bewertung einer Elektroheizung ist für die Bereitstellung einer kWh Strom im
Verteilnetz des Hauses benötigte Energiemenge an Brennstoffen zur Stromerzeugung. Direkt nutzbare
Energiequellen wie Wind, Sonne und Wasserkraft werden in dieser Berechnung nicht berücksichtigt. Dazu sind
mehrere Betrachtungsweisen möglich:
unter 20 Pa 20 – 30 Pa 30 – 40 Pa über 40 Pa
Nein 0 0 5 10
Drosselklappe 0 0 5 5
Nein 0 5 10 20
Pendelklappe 0 0 5 10
Gaskonvektor
(Fanganschluß)
Strömungs-
sicherung
0 0 5 10
Pel l etofen
Zuluft oder
Abgasventilator
0 0 5 10
Dauerbrandofen
Öl ofen
Verluste in % des Energieeinsatzes bei Rauchfangzug von
Ofenart
Zugbegrenzer
Angemessen Überdimensioniert
Händisch 15 20
Automatis ch
1)
0 10
Händisch 10 25
Automatis ch 0 15
Händisch 5 10
Automatis ch 0 5
El ektrospei cher Automatis ch 5 10
0 5
1)
Rechenwert für schweren Kachel ofen
2)
Z.B. einzusetzen in Wochenendhäusern
VERLUSTE DURCH ÜBERSCHREITUNG
DER SOLL-RAUMTEMPERATUR BEI EINZELRAUMHEIZGERÄTEN
Geräteart
Regelungsart
Verluste in % des Energieeinsatzes
Raumtemperatur
Elektrodirektheizung (Strahlung oder Konvektion)
Kei ne Verlus te
zu
berücksichtigen
Weitgehend konstant
Heizgerät – Dimensionierung
Festbrennstoffofen
Stark
schwankend
2)
Öl ofen
Gaskonvektor
138
• Über ein Jahr gemittelter Wert, entweder von einem konkreten Stromversorgungsunternehmen oder
als österreichischer oder europäischer Durchschnittswert. Für Österreich beträgt dieser Wert ca. 1,6
(entspricht einem Systemnutzungsgrad von ca. 60 %).
• Über eine Heizperiode gemittelter Wert, entweder von einem konkreten
Stromversorgungsunternehmen oder als österreichischer oder europäischer Durchschnittswert. Für
Österreich beträgt dieser Wert ca. 2,0 (entspricht einem Systemnutzungsgrad von ca. 50 %).
• Mittlerer Wert des eingesetzten Kraftwerkspark zum Zeitpunkt der Nutzung der Elektroheizung. Diese
Werte sind kaum verfügbar und schwanken zwischen ca. 1,4 (Übergangszeit, großer Anteil an
Wasserkraft, Systemnutzungsgrad ca. 70 %) und ca. 2,8 (Winter, großer Anteil an kalorischer
Stromerzeugung, Systemnutzungsgrad ca. 35 %).
• Nutzungsgrad des „schlechtesten“ Kraftwerks, da die zusätzliche Elektroheizung dessen Abschaltung
verhindert (gilt besonders für die kältesten Tage des Jahres, an denen auch die Stromerzeugung aus
Wasserkraft ihr Minimum hat). Dieser Wert entspricht einem kalorischen Kraftwerk älterer Bauart
ohne Fernwärmeauskopplung und liegt bei ca. 3,0 (Systemnutzungsgrad ca. 30 %).
Für den Einsatz von Elektroheizungen kann somit gesagt werden, dass der Einsatzzeitraum für den
Systemnutzungsgrad entscheidend ist. Während für Kälteperioden zwischen Mai und September fast
vollständig erneuerbarer Strom zur Verfügung steht, müssen für Zusatzstrom an den kältesten Tagen die
unwirtschaftlichsten Kraftwerke betrieben werden. Das betrifft in besonderem Maß auch den Einsatz von Luft-
Wasser-Wärmepumpen.
8.7.2. Einzelraumheizung Raumtemperatur und Infrarotanteil
Einzelofenheizungen mit hohem Anteil der Strahlung an der Wärmeabgabe (Kachelofen, Holzofen, Gasofen,
Elektroheizgeräte) wird oft zugutegehalten, dass dadurch niedrigere Raumtemperaturen als komfortabel
empfunden werden und sich ein zusätzlicher Einspareffekt (8-10 % Nutzwärme pro Grad Kelvin) ergibt. Dieser
Effekt wird speziell in der Bewerbung von „Infrarotheizungen“ (Elektro-Direktheizungen mit geringer
Speichermasse, hoher Oberflächentemperatur und glatten Oberflächen zur Reduktion des konvektiven
Wärmeübergangs, die, laut Herstellerbezeichnung, einen
Strahlungsanteil von über 50 % aufweisen) oft direkt dem Heizsystem angerechnet und in
Betriebskostenvergleichen berücksichtigt.
In einer Energieberatung müssen die entsprechenden Effekte wie folgt berücksichtigt und kommuniziert
werden:
• Die Wärmeabgabe durch Strahlung folgt nach dem Gesetz von Stefan Boltzmann und steigt mit der 4.
Potenz der Temperaturdifferenz (absolute Temperatur!
o
C + 273): P (W/m
2
) = 5,67•10
-8
• T
4
(z.B. ca.
900 W/m
2
bei 100
o
C Oberflächentemperatur eines Ofens in einem Raum mit 20
o
C
Beispiel 8-10: Primärenergienutzungsgrad (η
PE
) für die Heizung mit Luft-Wasser-Wärmepumpe
Vergleich des Einsatzes als monovalentes System bei -15
o
C und als bivalent-alternatives Zweitsystem bei 10
o
C (April) oder im Mittel über die Heizperiode (2
o
C) . (siehe Beispiel 8-7)
Kältester Tag: COP (-15/40) = 2,4 →
η
PE
= 2,4 / 3,0 = 0,8
Heizperiode: COP (2/35) = 3,9 →
η
PE
= 2,4 / 2,0 = 1,2
Übergangszeit: COP (10/30) = 6,3 →
η
PE
= 6,3 / 1,4 = 4,5
Dieser Primärenergienutzungsgrad ist direkt ein Maß für die Intensität der Emission von CO
2
. Diese
Wärmepumpe hat, je nach Betriebsweise, entweder knapp höhere Emissionen als ein moderner Heizkessel
(trotz Umweltwärme) oder deutlich geringere.
139
Wandoberflächentemperatur, nur mehr ca. die Hälfte bei 50
o
C). Dies ergibt einen Konflikt zwischen
einer möglichst gleichmäßigen Temperaturverteilung und hohen Heizleistungen.
• Jede Wärme abgebende Fläche (z.B. Glühbirne, Computer, Menschen) tut dies mit einem von der
Temperatur abhängigen Anteil an Infrarot-Strahlung. Die Wellenlänge der Strahlung ist umso höher, je
geringer die Strahlungstemperatur: η
max
= 2900 µm·K/T (die Glasoberfläche einer Glühlampe mit 150 –
200
o
C strahlt somit „Infrarotlicht“ mit einer Wellenlänge von 6 bis 7 µm ab). Der für medizinische
Anwendungen genutzte Wellenlängenbereich liegt allerdings bei ca. 1 µm und entspricht somit einer
Strahlungstemperatur von ca. 2500
o
C! Das wird nur mit einer Glühlampe erreicht.
• Jede Heizfläche überträgt Wärme durch Konvektion, Strahlung und Leitung. Im Temperaturbereich
von Heizkörpern (zwischen 50 und 150
o
C) ist das Verhältnis dieser drei Mechanismen relativ konstant.
• Der Strahlungsanteil einer Heizfläche steigert den subjektiven Komfort nur dann wenn Personen direkt
erreicht werden (= sich davor aufhalten), für die Erwärmung der Luft und der Gebäudeteile ist die Art
der Wärmeübertragung irrelevant.
• Strahlungsheizungen können eine Wohnung nicht gleichmäßig erwärmen. Es ergibt sich eine
Teilbeheizung (warme und kühle Zonen), welche über die Temperaturkorrektur berücksichtigt werden
kann. Dieser Komfortverlust (nicht ausreichend temperierte Wohnungsbereiche) muss in Kauf
genommen werden. Einzelöfen mit Brennstoffen können das teilweise durch Überheizung des
Strahlungsbereichs ausgleichen (Senkung des Nutzungsgrades, siehe Tabelle 8-17).
• Durch die Schaffung warmer Zonen wird nicht nur die mittlere Raumtemperatur gesenkt, die
Temperaturen an der Oberfläche von Wärmebrücken sinken nach stärker ab und die Gefahr der
Taupunktunterschreitung (Schimmelbildung) steigt (Tabelle 5-18).
• Einzelöfen bedingen durch den hohen Luftüberschuss meist ausreichende Lüftung und fördern somit
die Abfuhr von Raumluftfeuchtigkeit über den Kamin. Durch hohe Oberflächentemperaturen,
Überdimensionierung (Heizleistung < 5 kW) und geringe Brennstoffkosten wird das nicht als
unangenehm empfunden.
• Elektroheizungen haben deutlich geringere Leistungen, benötigen keine Verbrennungsluft und werden
mit teurer Elektrizität betrieben. Durch dichte Fenster und geringes Lüften wird der
Temperaturkomfort spürbar erhöht und dadurch indirekt die auch die Kondensationsgefahr an
Wärmebrücken.
Tabelle 8-18: Strahlungsanteil von Heizflächen
34
34
( Mai 2015) http://infrarot-heizung24.de/pdf/Strahlungsanteil.pdf
Oberflächen-
temperatur
(
o
C)
Wärmeleistung
Konvektion
(W/m
2
)
Wärmeleistung
Strahlung
(W/m
2
)
Wärmeleistung
Durchgang
(W/m
2
)
Wärmeleistung
Gesamt
(W/m
2
)
Strahlungs-
anteil
(%)
50 155 180 30 365 49
60 225 255 40 520 49
70 305 330 50 685 48
80 385 420 60 865 49
90 470 515 70 1055 49
100 560 615 80 1255 49
110 650 725 90 1465 49
120 745 845 100 1690 50
150 1040 1265 130 2435 52
200 1565 2190 180 3935 56
140
9. Warmwasserversorgung
Die Warmwasserversorgung spielt in der Beurteilung des Energieverbrauchs und der Abschätzung und Planung
von Maßnahmen eine Sonderrolle. Einerseits können sowohl der tatsächliche Verbrauch oder ein zukünftiger
Bedarf an Warmwasser, sowie die Verteilverluste (bei jeder Entnahme werden die Verteilleitungen erwärmt
und kühlen anschließend wieder aus) nur sehr überschlägig abgeschätzt werden. Andererseits werden gerade
für die Deckung des Warmwasserbedarfs Wärmeerzeuger eingesetzt, die in ihrer Wirtschaftlichkeit sehr stark
von den Betriebskosten, und damit von der Menge des zu erwärmenden Wassers, abhängen.
9.1. Ermittlung des Energiebedarfs für die Warmwasserbereitung
In der Abfrage kann man sich somit nur an die Wirklichkeit annähern. Die Installation eines eigenen
Mengenzählers (z.B. in den Kaltwasserzulauf zum Erhitzer) macht gerade für die Abschätzung dieses Anteils des
Energieverbrauchs in jedem Fall Sinn.
Der Energieverbrauch für die Warmwasserbereitung setzt sich aus den folgenden Größen zusammen:
• Personenanzahl und durchschnittlicher Verbrauch (Körperpflege, Reinigung): Hier muss zwischen der
Erwärmung über die Heizung (zu berücksichtigen) oder direkt in Haushaltsgeräten (dort in der
Erhebung erfasst) unterschieden werden.
• Nutzungsgrad der Erwärmung: Wichtig ist die Unterscheidung zwischen Sommer und Winter.
• Verluste durch Speicher (konstant gerechnet) und Verteilung (in Abhängigkeit vom Verbrauch und der
thermischen Qualität der Installation).
Tabelle 9-1: Täglicher Warmwasserbedarf (Frey, 1981)
Tabelle 9-2: Jährlicher Warmwasserwärmebedarf (Frey, 1981)
Beschreibung l
45°C
/P•d kWh/P•d Beschreibung l
45°C
/P•d
2 Vollbäder pro Woche 75 3,0 2 mal duschen pro Woche 25 Hoch
1 Vollbad pro Woche 50 2,0 1 mal duschen pro Woche 15 Durchschnittlich
Nur duschen 25 1,0 Nur Waschbecken 8 Niedrig
0,3
0,6
1,0
Wohnung, Heime
Schulen, Büro, Industrie
Bewertung
kWh/P•d
Hoch
Durch-
schnittlich
Niedrig Hoch
Durch-
schnittlich
Niedrig
Wohnung, Heime 200 600 400 200 145 400 250 150
Schulen 130 130 80
40 80 80 50 25
Büro, Industrie 140 140 85 40 100 100 60 30
Objektart
Heizperiode
Sommer
Benutzungs-
dauer
(Tage)
Warmwasserbedarf kWh/Person
Benutzungs-
dauer
(Tage)
Warmwasserbedarf kWh/Person
141
Tabelle 9-3: Jährliche Verluste von Warmwasserspeichern (Frey, 1981)
Tabelle 9-4: Verteilverluste der Warmwasserbereitung (Frey, 1981)
20 50 80 100 150 300 500 1000 1500
45 50 110 150 190 260 390 510 820 1060
60 80 150 210 270 380 560 730 1170 1520
75 100 200 270 350 480 720 950 1520 1970
45 30 60 80 110 160 230 300 470 610
60 50 90 120 150 230 330 430 670 870
75 60 120 160 200 300 430 670 870 1130
45 30 70 90 120 160 240 310 500 650
60 50 100 140 180 230 340 440 710 930
75 70 130 180 230 300 440 570 930 1210
45 20 40 50 70 100 140 180 290 380
60 30 60 80 100 140 200 260 410 540
75 40 80 100 130 180 260 330 540 700
Hei zperi ode
Speicherverluste (kWh/Periode)
Speichervolumen (l)
Einsatzzeitraum
Mittlere
Temperatur
(°C)
Dämmdicke
(cm)
Sommer
ca. 5
ca. 10
ca. 5
ca. 10
Sehr gut 10 15 25
Gut 20 30 50
Mi ttel 40 60 100
Schlecht 80 120 200
Sehr gut 20 30 50
Gut 40 60 100
Mi ttel 80 120 200
Schlecht 120 180 300
Sehr gut 10 15 20
Gut 20 25 40
Mi ttel 30 40 60
Schlecht 50 70 130
Objekt
Verteilungs-
konzept
Verteilungsverluste
in % des Nutzwärmebedarfs
Warmwasserbedarf
Hoch
Durch-
schnittlich
Niedrig
Einfamilienhaus
ohne Zirkulation;
Büro, Schule
Einfamilienhaus
mit Zirkulation
Mehrfamilienhaus,
bis 16 Wohnungen
Beispiel 9-1: Ermittlung Warmwasser-Energiebedarf
Erhebungsdaten: Vier Personen, durchschnittlicher Verbrauch, ganzjährig mit einer modernen Ölheizung (
η
= 85 %), 300 Liter Speicher mit 10 cm Dämmung und ca. 60
o
C Temperatur, Verteilkonzept durchschnittlich.
Der niedrige Nutzungsgrad im Sommer (besonders von älteren überdimensionierten Heizanlagen) ist einer
der Hauptgründe für die Wirtschaftlichkeit von Solaranlagen.
142
Tabelle 9-5: Nutzungsgrade von bestehenden Warmwasser-Wärmeerzeugern (Frey, 1981)
In Tabelle 9-5 werden die Nutzungsgrade von Wärmepumpe und Solaranlage als „Jahresarbeitszahlen“
verstanden und beschreiben den Wärmeertrag pro eingesetzter kWh elektrische Energie (ca. 6-7 % des
Wärmeertrags bei Kollektoranlagen ohne Zusatzheizung).
9.2. Solare Warmwassererwärmung
Bestimmende Parameter für die Effizienz von Solaranlagen zur Warmwasserbereitung und
Heizungsunterstützung sind:
• Konversionsrate des Kollektors: Wirkungsgrad ohne thermische Verluste, genau gegeben, wenn
Kollektor- und Umgebungstemperatur gleich hoch sind (abhängig von der Energiedurchlässigkeit der
Verglasung sowie der Absorption am Absorber),
• Mittlerer U-Wert des Kollektors (linearer Verlustfaktor): Abhängig vom Einbau (z.B. stärkere
Konvektion bei Aufständerung auf Flachdach), der Dämmung sowie der Bauweise (z.B. Evakuierung),
• Temperaturdifferenz zwischen Kollektor und Umgebungsluft: Besonders für Winterbetrieb und
Heizungsunterstützung sowie Erzeugung von Prozesswärme (> 60
0
C) von Bedeutung.
Abbildung 9-1: Energieflüsse an einem thermischen Kollektor ( (Quaschning, 2010)
Ein einfacher Zusammenhang kann mit Kennwerten linear hergestellt werden und ist für typische Kollektoren
und Betriebszustände (Warmwasserbereitung) in Tabelle 9-6 zusammengefasst (Pöhn, 2011):
Formel 9-1: Wirkungsgrad von thermischen Kollektoren
=
Heizperiode Sommer
Alt η
RW
η
RW
·0,7
Neu η
RW
η
RW
·0,85
1,0 1,0
1,0 1,0
0,85 0,85
T
m
45 °C
50 °C 2,4 2,8
55 °C 2,2 2,5
4
15
Solaranlage
ohne Zusatzheizung
2,8
3,2
Regi s ters pei cher mi t E-Patrone
Elektrospeicher, Durchlauferhitzer
im Wohnbereich
Gasspeicher, Gastherme
im Wohnbereich
Solaranlage mit
Elektrozusatzheizung
Brauchwasser-
Wärmepumpe
Nutzungsgrad des Wärmeerzeugers
Bereitungsart
Mit der Heizanlage
143
a
1
(linearer Verlustfaktor): Entspricht etwa einem mittleren U-Wert der Gesamtkonstruktion (bezogen auf die
bestrahlte Fläche des Kollektors)
x: Eine Funktion der mittleren Temperaturdifferenz zur Außenluft
Tabelle 9-6: Mittlere Wirkungsgrade und Speicherbedarf von Kollektoren
Unter Berücksichtigung von Anlauf- und Abstellverlusten in Kollektor und Verteilleitungen zum Speicher
ergeben sich etwas niedrigere mittlere Systemnutzungsgrade, welche für die Maßnahmenplanung
heranzuziehen sind. Besonders bei niedrigen Temperaturen bzw. hohen Temperaturdifferenzen verläuft die
Kurve des Wirkungsgrades nicht linear. In der Realität werden dann die nötigen Warmwassertemperaturen
nicht mehr erreicht und die Anlage kann keine Nutzleistung erbringen. Die Systemnutzungsgrade in Tabelle 9-7
gelten somit nur unter der Voraussetzung, dass die Wärme auch bei niedrigen Temperaturen (z.B.
Kaltwasservorwärmung oder Wärmepumpe) genutzt werden kann.
Tabelle 9-7: Mittlere Systemnutzungsgrade von Solaranlagen (Gmeiner H., 1994)
JAN FEB MAR APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ
Einfacher Kollektor 0,80 4,1 0,23 0,27 0,33 0,37 0,39 0,41 0,43 0,43 0,41 0,35 0,29 0,23
40 Li ter
Hochselekti ver Kol l ektor 0,80 3,5 0,31 0,35 0,40 0,43 0,45 0,47 0,49 0,49 0,47 0,42 0,36 0,31
50 Li ter
Vakuum-Röhrenkollektor 0,77 1,9 0,50 0,52 0,55 0,57 0,58 0,59 0,60 0,60 0,59 0,56 0,53 0,50
70 Li ter
0,140 0,130 0,115 0,105 0,100 0,095 0,090 0,090 0,095 0,110 0,125 0,140
Mittlere monatliche Wirkungsgrade auf 200 m Seehöhe (HGT 20/12 = ca. 3400 Kd)
Konversions-
rate
η
0
Linearer
Verlust-
faktor
Monatliche Betriebspunkte (Rechenwert für x)
Kollektortyp
Speicher-
größe
(Liter/m
2
)
JAN FEB MRZ APR MAI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEZ Sommer
EV
selektiv
/DV
nicht sel.
10 15 20 25 30
35 40 35 30 25 20 15 35
DV
selektiv
15 20 25 30 35 40 45 40 35 30 25 20 40
Vakuumröhren 25 30
35 40 45 50 55 50 45 40 35 30 50
1)
: Verluste der Kollektoren und der Leitungen zum Speicher
Systemnutzungsgrad der Solaranlage in %
1)
Kollektortyp
Beispiel 9-2: Wirtschaftlichkeit einer Solaranlage
Erhebungsdaten aus Beispiel 9-1
Wieviel darf eine Solaranlage (Doppelverglasung, selektiv beschichtet) mit 100 % Deckung im
Sommerbetrieb nach Abzug einer etwaigen Förderung kosten, damit sich bei einem Ölpreis von 0,1 €/kWh
und Stromkosten von 0,2 €/kWh die Investitionskosten (2 % Verzinsung) unter 15 Jahren amortisieren (a =
0,078)?
Jährliche Einsparung = 3.000 • 0,1-3.000/15•0,2 = € 260,- pro Jahr
Maximale Investitionssumme = 260/0,078 = € 3.330,-
Um diese Summe kann eine Solaranlage nicht installiert werden. Die Einsparung trägt aber einen großen
Anteil der Investition (zwischen 30 und 50 %).
144
10. Stromverbrauch
10.1. Vorgehensweise bei der Erhebung
Die wichtigsten Parameter sind:
• Nennleistung im Betrieb (gemessen oder abgelesen)
• Betriebszeit pro Einschaltzyklus / Tag / Woche / Jahr
• Standby-Leistung
• Anzahl gleichartiger Geräte und Beleuchtungskörper
Die Bewertung des Stromverbrauchs erfolgt in den zwei Schritten Erhebung und Messung und anschließendem
Vergleich mit der Stromrechnung. Für die Messung wird ein steckbares Strommessgerät benötigt, für die
Berechnung ein Taschenrechner oder ein Computer mit entsprechender Software (z.B. Tabellenkalkulation).
10.1.1. Erhebung und Messung der Elektrogeräte
Es werden in allen Räumen sowie in den Außenanlagen möglichst alle Verbraucher erfasst und die Ergebnisse
in eine Tabelle (Tabellenkalkulationsprogramm) eingetragen.
Das Strommessgerät wird zwischen Steckdose und Verbraucher angesteckt. Jedes Energiemessgerät kann
entweder Energie (kWh oder Wh) oder Leistung (W oder kW) messen. Was gerade gemessen wird, scheint
üblicherweise im Display auf.
Kleingeräte messen: Geräte mit etwa gleich bleibender Leistung, wie Fernseher, Computer, Monitor,
Spielkonsolen, Lampen, etc. wird am besten die Leistung (W oder kW) gemessen und mit der Betriebszeit in
Stunden (h) multiplizieren. Stand-By-Verbraucher können so auch einfach gemessen werden.
Großgeräte Typ 1 messen: Bei Waschmaschinen, Wäschetrockner oder Geschirrspülern, die zeitweise
betrieben werden, werden die kWh pro Durchgang gemessen.
Großgeräte Typ 2 messen: Bei Kühlgeräten, Aquarien, oder anderen Geräten im Dauerbetrieb, werden die kWh
über mindestens 12 bis 24 Stunden gemessen, noch genauere Werte ergibt eine Messung über eine ganze
Woche.
Beleuchtung und andere nicht messbare Geräte: Den Verbrauch der Beleuchtung im Haushalt kann man über
das Ablesen der Wattzahl der einzelnen Lampen ermitteln. Um die verbrauchte Strommenge zu erhalten, muss
die Leistung (in kW) mit der Betriebszeit in Stunden (h) multipliziert werden. Bei Geräten, die nicht an das
Messgerät angeschlossen werden können (wie Elektroherde oder Warmwasserboiler) kann die
Leistungsaufnahme vom Typenschild abgelesen werden, manchmal findet man auch Verbrauchsangaben auf
dem Gerät. Wenn nicht, kann versucht werden, den Verbrauch direkt am Stromzähler des Hauses / der
Wohnung abgelesen zu werden (alle anderen Verbraucher sind vom Netz getrennt, wenn der Zähler still steht,
wird das zu messende Gerät eingeschaltet und der Verbrauch direkt am Zähler beobachtet.
Wenn kein Messgerät zur Verfügung steht können die Informationen aus dem HANDBUCH FÜR
ENERGIEBERATUNG (Tabelle 10-1 bis Tabelle 10-6) herangezogen werden.
Alle erhobenen Verbräuche werden auf den Zeitraum eines Jahres bezogen und addiert. Daraus ergibt sich der
Jahresstrombedarfs, vergleichbar dem aus Gebäudedaten ermittelten Heizwärmebedarf und dem aus der
Anlagenerhebung ermittelten Jahresnutzungsgrad der Wärmeversorgung.
10.1.2. Bewertung des Jahresstrombedarfs
Stimmt der rechnerisch ermittelte Stromverbrauch der Elektrogeräte ungefähr mit dem Verbrauch auf der
Jahresabrechnung überein (Abweichungen von +/- 10% sind dabei tolerabel), kann begonnen werden, die
145
größten Verbraucher herauszufinden, wie z.B. Stand-By-Verluste, veraltete Geräte, Geräte im nicht
notwendigen Dauerbetrieb, etc.
Stimmt der rechnerisch ermittelte Stromverbrauch der Elektrogeräte nicht mit dem Verbrauch auf der
Jahresabrechnung überein, müssen Hochrechnung und Abschätzung der Nutzungsdauern nochmals überprüft
werden. Tabelle 10-1 bis Tabelle 10-6 können dabei helfen herauszufinden, ob wesentliche Verbraucher
übersehen wurden (z.B. Warmwasserboiler, Heizungspumpe, ein kürzlich erworbenes Gerät, etc.). Mit (*)
bezeichnete Geräte sind Beispielgeräte aus der Produktdatenbank von klimaaktiv.
35
Erst nach dem Datenabgleich ist der Ist-Zustand eine ausreichend genaue Basis für die Planung und Bewertung
von Maßnahmen. Eine erste Abschätzung des Einsparpotenzials kann durch den Vergleich des Bedarfs mit
einem typischen niedrigen Verbrauch für ein vergleichbares Gebäude und ähnlich Nutzungsbedingungen
erfolgen (Beispiel 10-1).
Tabelle 10-1: Strombedarf für Beleuchtungskörper
35
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Standby-
Verbrauch
pro Tag
ON-Betrieb
pro Stunde
Einschaltzeit pro
Betriebszyklus
(h)
durchschn. Tages-
verbrauch
Stromverbrauch
pro Jahr
Standby-
Verbrauch
pro Tag
ON-Betrieb
pro Stunde
Einschaltzeit pro
Betriebszyklus
(h)
durchschn. Tages-
verbrauch
Stromverbrauch
pro Jahr
Energiesparlampe 11W 0,011 4,0 0,044 16,1
Energiesparlampe 20W 0,020 4,0 0,080 29,2
Energiesparlampe 6W 0,006 4,0 0,024 8,8
Energiesparlampe 8W 0,008 4,0 0,032 11,7
Glühbirne 100W 0,100 4,0 0,400 146,0
Glühbirne 150W 0,150 4,0 0,600 219,0
Glühbirne 25W 0,025 4,0 0,100 36,5
Glühbirne 40W 0,040 4,0 0,160 58,4
Glühbirne 60W 0,060 4,0 0,240 87,6
Halogenlampe (Hochvolt, 230 V) 60W 0,060 4,0 0,240 87,6
Halogenlampe (Niedervolt, 12 V) 25W 0,025 4,0 0,100 36,5
LED-Leuchte 1W 0,001 4,0 0,004 1,5
LED-Leuchte 3W 0,003 4,0 0,012 4,4
LED-Leuchte 8W 0,008 4,0 0,032 11,7
LED-Leuchte 11W 0,011 4,0 0,044 16,1
LED-Leuchte 20W 0,020 4,0 0,080 29,2
Leuchtstoffröhre 36W mit EVG 0,036 4,0 0,144 52,6
Leuchtstoffröhre 36W mit KVG 0,046 4,0 0,184 67,2
Leuchtstoffröhre 36W mit VVG 0,042 4,0 0,168 61,3
Leuchtstoffröhre 58W mit EVG 0,055 4,0 0,220 80,3
Leuchtstoffröhre 58W mit KVG 0,071 4,0 0,284 103,7
Leuchtstoffröhre 58W mit VVG 0,066 4,0 0,264 96,4
Sonderbeleuchtung (Weihnachten etc.) 0,040 4,0 0,160 58,4 0,200 4,0 0,800 292,0
Bezeichnung
Beleuchtung (Betriebszyklus pro Tag: 4h)
neues energiesparendes Gerät
(Verbrauch in kWh)
altes Gerät
(Verbrauch in kWh)
146
Tabelle 10-2: Strombedarf für Elektronik und sonstige Geräte
Standby-
Verbrauch
pro Tag
ON-Betrieb
pro Stunde
Einschaltzeit pro
Betriebszyklus
(h)
durchschn. Tages-
verbrauch
Stromverbrauch
pro Jahr
Standby-
Verbrauch
pro Tag
ON-Betrieb
pro Stunde
Einschaltzeit pro
Betriebszyklus
(h)
durchschn. Tages-
verbrauch
Stromverbrauch
pro Jahr
Anrufbeantworter 0,072 0,003 26,3
Drucker (Laser-Multifuktionsdrucker S/W
bis 40 S/min) (*)
0,170 0,186 36,4 0,350 0,371 124,8
DVBT-Box / SAT-Receiver 0,016 0,022 4,0 0,104 38,0
DVD-/Videoplayer 0,010 0,012 2,0 0,034 12,4
Elektro-Auto (100 km) 13,5 20,0
Elektro-Fahrrad (100 km) 0,5 2,0
Fernsehgerät Röhre (50cm
Bildschirmdiagonale)
0,006 0,058 4,0
0,238 86,9
Fernsehgerät LED/Plasma (40 - 42 Zoll) (*) 0,004 0,040 4,0 0,164 59,9 0,120 4,000
Infrarotkabine 1,500 3,0 4,500 2,000 3,000 6,000
Ladegerät (Mobiltelefon) 0,046 0,035 1,0 0,081 29,6
Modem / Router 0,240 0,005 4,0 0,260 94,9
Monitor (LCD, 20 - 21 Zoll) (*) 0,003 0,013 4,0 0,055 20,0 0,001 0,029
PC / Laptop 0,065 4,0 0,260 94,9 0,500 0,500 4,000 2,500 912,5
Radio, Radiowecker 0,016 0,001 4,0 0,020 7,3 0,100 0,008 4,000 0,132 48,2
Sauna 7,000 3,0 21,000 7,500 3,000
Solarium 3,000
Spielkonsole 0,068 0,120 2,0 0,308 112,5 0,024 0,150 2,000 0,324 118,3
Stereoanlage 0,220 0,050 2,0 0,320 116,8 0,440 0,100 2,000 0,640 233,6
Telefon / Fax 0,161 0,065 1,000 0,226 82,5
Elektronik, sonstige
(wenn nicht anders angegeben, bezieht sich der Tagesverbrauch auf einen Betriebszyklus plus Standby-Verlust)
Bezeichnung
neues energiesparendes Gerät
(Verbrauch in kWh)
altes Gerät
(Verbrauch in kWh)
147
Tabelle 10-3: Strombedarf für Geräte und Anlagen für Essen und Trinken
Tabelle 10-4: Strombedarf für Geräte für Sauberkeit und Hygiene
Standby-
Verbrauch
pro Tag
ON-Betrieb
pro Stunde
Einschaltzeit pro
Betriebszyklus
(h)
durchschn. Tages-
verbrauch
Stromverbrauch
pro Jahr
Standby-
Verbrauch
pro Tag
ON-Betrieb
pro Stunde
Einschaltzeit pro
Betriebszyklus
(h)
durchschn. Tages-
verbrauch
Stromverbrauch
pro Jahr
Essen und Trinken
Backrohr 180° C 0,019 1,800 1,000 0,532 194,2 2,000 1,000 0,570 208,0
Brotschneidemaschine 0,119 0,082 0,25 0,139 50,8 0,238 0,147 0,25 0,274 100,1
Dampfgarer 0,071 0,850 0,50 0,496 180,9 0,118 1,600 0,50 0,918 334,9
Dunstabzug 0,140 0,40 0,056 20,4 0,150 0,40 0,060 21,9
E-Griller 2,000 1,00 0,142 52,0 2,300 1,00 0,164 59,8
Espresso-/Kaffeemaschine (*) 0,009 28,0 0,085 28,0
Gefrierschrank (Standgerät > 160 cm) (*) in
beheizter Umgebung
181,0 181,0
Gefrierschrank (Standgerät > 160 cm) (*) in
unbeheizter Umgebung
153,9 153,9
Getreidemühle 0,400 1,00 20,8 0,800 1,00 41,6
Geschirrspüler (Einbau, 60 cm) (*) 194,0 194,0
Elektro-Herd 0,047 2,000 0,50 1,047 382,2 3,000 0,50 1,500 547,5
Küchenmaschine / Handmixer 0,300 7,8 0,800 20,8
Kühl-Gefrierkombi (Einbau, 120 - 140 cm)
(*) in beheizter Umgebung
117,0 117,0
Kühl-Gefrierkombi (Einbau, 120 - 140 cm)
(*) in unbeheizter Umgebung
99,5 99,5
Kühlschrank (Einbau, > 110 cm) (*) in
beheizter Umgebung
71,0 71,0
Kühlschrank (Einbau, > 110 cm) (*) in
unbeheizter Umgebung
60,4 60,4
Mikrowellenherd 0,071 1,200 0,50 0,671 244,7 0,118 1,500 0,50 0,868 316,6
Reiskocher 0,024 0,700 0,50 0,374 136,3 0,071 0,800 0,50 0,471 171,7
Tiefkühlschrank in beheizter Umgebung 101,0 101,0
Tiefkühlschrank in unbeheizter Umgebung 85,9 85,9
Tiefkühltruhe in beheizter Umgebung 117,0 117,0
Tiefkühltruhe in unbeheizter Umgebung 99,5 99,5
Toaster 0,900 0,250 0,225 82,1 1,100 0,250 0,275 100,4
Brotbackmaschine 1,000 26,0 1,500 39,0
Fritteuse 1,700 44,2 1,800 46,8
Wasserkocher (1 l, 10°c) 1,000 0,100 0,200 73,0 0,100 0,200 73,0
Bezeichnung
neues energiesparendes Gerät
(Verbrauch in kWh)
altes Gerät
(Verbrauch in kWh)
Standby-
Verbrauch
pro Tag
ON-Betrieb
pro Stunde
Einschaltzeit pro
Betriebszyklus
(h)
durchschn. Tages-
verbrauch
Stromverbrauch
pro Jahr
Standby-
Verbrauch
pro Tag
ON-Betrieb
pro Stunde
Einschaltzeit pro
Betriebszyklus
(h)
durchschn. Tages-
verbrauch
Stromverbrauch
pro Jahr
Sauberkeit und Hygiene
Bügeleisen 1,000 104,0 1,500 156,0
Haarfön 1,500 156,0 1,800 187,2
Rasierapparat, Epiliergerät 0,024 0,002 0,250 0,024 8,9 0,048 0,005 0,250 0,049 17,8
Staubsauger (*) 0,145 7,5 1,300 67,6
Trockner (Füllmenge bis 7 kg) (*) 95,0 504,0
Waschmaschine (Füllmenge < 7 kg),
Standardwaschgang 60°C
0,750 137,0 1,500 185,0
E-Zahnbürste 0,024 0,002 0,250 0,024 8,9 0,048 0,005 0,250 0,049 17,8
Waschtrockner (Waschen und Trocknen)
(*)
3,400 176,8 5,670 294,8
Bezeichnung
neues energiesparendes Gerät
(Verbrauch in kWh)
altes Gerät
(Verbrauch in kWh)
148
Tabelle 10-5: Strombedarf für Geräte und Anlagen der Haustechnik
Tabelle 10-6: Strombedarf für Luxus
Standby-
Verbrauch
pro Tag
ON-Betrieb
pro Stunde
Einschaltzeit pro
Betriebszyklus
(h)
durchschn. Tages-
verbrauch
Stromverbrauch
pro Jahr
Standby-
Verbrauch
pro Tag
ON-Betrieb
pro Stunde
Einschaltzeit pro
Betriebszyklus
(h)
durchschn. Tages-
verbrauch
Stromverbrauch
pro Jahr
Haustechnik
Antrieb_Jalousie (Betriebzyklus = 3 min) 0,120 4,4 0,240 6,2
Antrieb_Markise (Betriebzyklus = 3 min) 0,200 3,1 0,400 6,2
Alarmanlage 0,006 26,3 0,010 43,8
Elektro-Handtuchtrockner 0,600 15,6 1,500 39,0
Elektro-Dachrinnenheizung (20 m) 0,400 876,0
Elektro-Fußbodenheizung (1 m²) 0,100
219,0
Elektro-Heizkörper 1000W 1,000 1,000
Elektro-Heizkörper 2000W 2,000 2,000
Elektro-Rasenmäher 1,500 39,0 1,800 46,8
Elektro-Warmwasserboiler (100 l) (*) 281,0 803,0
5l WW-Boiler (2kW Anschlußleistung) 0,200 73,0
Frostwächter (500 W) 0,500 26,0 0,500 26,0
Heizstrahler (2 kW) 2,000 104,0 2,000 104,0
Heizungsanlage (Stückholz-
Vergaserkessel)
0,150 328,5
Klimaanlage (Kühlbetrieb, Kühlleistung
2,5 kW, Fixmontage) (*)
0,024 103,0 65,700 698,0
Luftbefeuchter (Ultraschall) 0,024 0,050 12,000 0,624
Luftbefeuchter, Brunnen 0,010 0,240 43,9
Lüftungsanlage
(180m³; 0,3 W/(m³/h) + 12 h/d)
236,5 354,8
Pumpe_Warmwasser 0,022 143,0 0,150 975,0
Stromzähler 0,004 35,0 0,003 26,3
Umwälzpumpe Heizung 0,013 28,5 0,041 89,8
Wärmepumpe 2.130,0 4.260,0
Werkzeug (Bohrmaschine etc.) 0,800 8,0
1,200
12,0
Ventilator 0,040 1,0 0,060 1,6
Pumpen (Pool, Teich, Regenwasser) 0,500 250,0 0,800 400,0
Bewegungsmelder 0,010 0,010 4,000 0,050 18,3 0,040 0,020 4,000 0,120
43,8
Antrieb (Türöffner, Garagentoröffner) 0,048 0,200 0,250 0,098 35,6 0,166 0,300 0,250 0,241 88,1
Ölpumpe (Heizung) 0,030 65,7 0,040 87,6
Förderanlage Pellets (Ventilator,
Schnecke)
0,800 58,4 1,000 73,0
Pelletszündung 1,000 36,5 1,300 47,5
Bezeichnung
neues energiesparendes Gerät
(Verbrauch in kWh)
altes Gerät
(Verbrauch in kWh)
Standby-Verbrauch
pro Tag
ON-Betrieb
pro Stunde
pro Betriebszyklus
durchschn. Tages-
verbrauch
Stromverbrauch
pro Jahr
Standby-Verbrauch
pro Tag
ON-Betrieb
pro Stunde
pro Betriebszyklus
durchschn. Tages-
verbrauch
Stromverbrauch
pro Jahr
Luxus
Whirlpool
5,000 1.825,0 5,000 1.825,0
Swimmingpool (Pumpe, Filter, etc) 1.872,0
Sauna (2 h/Betriebszyklus, 2-3 Personen) 6,000 12,000
Wasserbett (Wintermonate) 1,200 175,0 3,000 250,0
5l WW-Boiler (2kW Anschlußleistung) 0,200 73,0
Bezeichnung
neues energiesparendes Gerät
altes Gerät
149
10.1.3. Beispiel für die Strombedarfserhebung in einem Haushalt
Beispiel 10-1: Erhebung der Stromverbraucher zur Abschätzung des Energiebedarfs
Die Verbraucher eines von drei Personen bewohnten Hauses mit 120 m
2
werden erhoben und der
Strombedarf bewertet.
Flächenbezogene Energiekennzahl: 4320 / 120 = 36 kWh/m
2
.Jahr
Haushaltsbezogene Energiekennzahl = durchschnittlich (Tabelle 3-6)
Die Differenz zu einem „sehr niedrigen“ Verbrauch für einen 3-Personen-Haushalt beträgt (4320 – 3500) =
ca. 820 kWh oder ca. € 150,- pro Jahr (Strompreis ca. 0,2 €/kWh). Durch diesen Wert ist der
Wirtschaftlichkeitsrahmen für eine Stromberatung überschlägig festgelegt.
150
11. Prioritäten und Empfehlungen
11.1. Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen in der Energieberatung
In diesem Kapitel werden grundlegende Vorschläge zum Vergleich der Wirtschaftlichkeit energetischer
Verbesserungsmaßnahmen vorgestellt und erläutert.
Die Anwendung derartiger Methoden liefert nur dann eindeutige Ergebnisse, wenn mit der Investition keine
deutliche Erhöhung des Nutzwertes oder des Verkehrswertes des Gebäudes verbunden ist. Eine
Wärmedämmung wird z.B. einerseits Energiekosten reduzieren, andererseits aber auch den Wohnkomfort
erhöhen bzw. den Immobilienwert um ein Mehrfaches der Dämmkosten steigern. Wie diese Erhöhung des
Nutzwertes zu bewerten ist, lässt sich nicht aus Tabellen ablesen und bleibt der individuellen Bewertung
vorbehalten.
Von Wirtschaftlichkeitsberechnungen sind keine absoluten Aussagen zu erwarten. Das Ergebnis von
Wirtschaftlichkeitsberechnungen hängt stark von den angenommenen Nutzungsdauern, Zins- und
Energiepreisen ab. Wenn Energieberatung Aussagen zur Wirtschaftlichkeit trifft, dann sollten unbedingt die
Methoden und Annahmen erläutert werden.
Einsparungen von Energie sind monetär bewertbar, darüber hinaus gibt es aber auch Nutzen, die meist nicht
monetär bewertet werden: mehr Komfort durch behaglich warme Oberflächen, leichtere Bedienbarkeit von
Anlagen, Unabhängigkeit von unsicheren Energieformen u.v.m. Wie viel ist das dem Nutzer wert? Welche
Investitionen werden auf Grund der erforderlichen Instandhaltung in jedem Fall fällig, was sind tatsächlich
Mehrkosten für energetische Verbesserungen?
Bezieht man diese Überlegungen nicht ein, so wird man mit Wirtschaftlichkeitsberechnungen zu
Schlussfolgerungen gelangen, die wesentliche Aspekte nicht berücksichtigen. Tabelle 11-1 zeigt die
verschiedenen Optimierungsziele. Die letztlich gewählten Ziele sind möglichst mit den Kunden und Kundinnen
gemeinsam zu klären.
Tabelle 11-1: Optimierungsziele der thermischen Sanierung
Nutzungsoptimierung
Nutzungsänderung, Gebäudeteilung
Nutzbarmachung von Gebäudeteilen, Zubauten
Wertoptimierung
Gabäudeerhaltung, Bewahrung vor Verfall
Steigerung des Verkehrs- bzw. Verkaufswertes
Betriebswirtschaftliche Optimierung
Gesamtkosten über die Nutzungsdauer (bauteil-, anlagenbezogen)
Gesamtkosten über die Nutzungsdauer bezogen auf das Gebäude
Bauphysik, Gesundheit und Hygiene
Raumklima, Temperaturverhältnisse, Feuchtigkeitsverhältnisse
Schallschutz, Brandschutz, Erdbeben
Baubiologie, Allergiepotential
Ökologische Optimierung
Primärenergieaufwand, CO
2
Emissionen
Ökologischer Fußabdruck
Regionale Wertschöpfung
151
11.1.1. Grundsätze der Wirtschaftlichkeitsrechnung
In der Energieberatung wird die Wirtschaftlichkeit über die aus einer Energiebedarfsdifferenz errechnete
jährliche Einsparung abgeschätzt. Die daher dazugehörige Größe zum Vergleich mit den nötigen Investitionen
ist somit die Annuität (jährliche gleichbleibende Rückzahlung eines Kredits bei bekannter Laufzeit und Zinssatz),
oder, im Fall der Verfügbarkeit von Kapital, die jährliche Rente (gleichbleibende Auszahlung über einen
definierten Zeitraum).
Ziel der Wirtschaftlichkeitsrechnung ist es eine möglichst klare Aussage zu treffen, die eine Beurteilung der
ökonomischen Sinnhaftigkeit von Maßnahmen(paketen) ermöglicht. Diese kann mehrere Ausprägungen haben:
• Bei bekannten Investitionskosten: Überschlägiger Vergleich von Kosten und Nutzen (Statische
Amortisation) oder Annuität und Nutzen (dynamische Wirtschaftlichkeitsbetrachtung).
• Ohne Kenntnis der Investitionskosten: Barwert des Beitrags der Einsparung über die Nutzungsdauer
zur Investition = Grenzkosten einer Maßnahme, bei der sie 100 % der Investition über die Einsparung
finanzieren würde.
In der Energieberatung für Wohngebäude wird Wirtschaftlichkeit über einen langen Zeitraum entschieden. Die
rechnerische Nutzungsdauer von Maßnahmen reicht von ca. 5 Jahren (einfache Dichtungsmaßnahmen an
Fenstern) bis über 50 Jahre (massive Bauteile). Die tatsächliche Nutzungsdauer kann darüber hinaus deutlich
kürzer (z.B. Ausführungsmängel) oder länger (z.B. regelmäßige Wartung) ausfallen. Daraus ergeben sich
mehrere Empfehlungen für die Energieberatung:
• Für diesen langen Zeitraum lassen sich keine Vorhersagen für die Entwicklung der Energiepreise
machen. In der Energieberatung sollte daher prinzipiell mit konstanten Energiepreisen gerechnet
werden (Entwicklung = Verbraucherpreisindex bzw. Inflation). Etwaige langfristig erwartete
Steigerungen können in der Interpretation der Ergebnisse als zusätzliche Motivation qualitativ
argumentiert werden.
• Ähnliches gilt für die Entwicklung von Bau- und Nebenkosten (z.B. Stromkosten für Hilfsaggregate,
Reparatur und Wartung) sowie für etwaige Restwerte und Refinanzierungskosten, je nach
Betrachtungszeitraum für den Vergleich von Maßnahmen unterschiedlicher Nutzungsdauer.
Nebenkosten werden nur dort berücksichtigt, wo sie klar definierbar und für den Vergleich
entscheidend sein können (z.B. Rauchfangkehrerkosten, die nur für Heizkessel, nicht für eine
Wärmepumpe anfallen).
• Externe Kosten (z.B. Umweltschäden) und gesellschaftliche Zielsetzungen werden in einer
Wirtschaftlichkeitsrechnung nicht berücksichtigt. Teilweise sind diese allerdings in Kriterien für
Förderungsprogramme und in den Energiekosten selbst (z.B. Zuschläge zum Strompreis,
Einspeisetarife) enthalten.
Auch für das Ausmaß der Finanzierungskosten sind mehrere Umstände maßgeblich, die entweder schwer
vorhersehbar (z.B. Entwicklung des Zinsniveaus) oder im Rahmen einer Energieberatung nicht zu erheben sind
(z.B. Möglichkeiten der Steuerabschreibung). Aussagen über die Wirtschaftlichkeit müssen daher als Richtwerte
verstanden und jedenfalls im Rahmen der konkreten Umsetzung überprüft und adaptiert werden. Das einzige
Finanzierungselement, das traditionell im Rahmen der Energieberatung eingebracht und geklärt werden sollte,
ist die Verfügbarkeit öffentlicher (z.B. Bundesland, Gemeinde) oder privatwirtschaftlicher (z.B. Aktionen
einzelner Unternehmen) Förderungen für Geräte und Anlagen, Maßnahmen und Maßnahmenpakete. Im
HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG werden Förderungen nur beispielhaft zur Erläuterung der
Wirtschaftlichkeitsrechnung verwendet. Die tatsächliche Ausgestaltung variiert so stark zwischen Regionen und
Maßnahmen, dass eine umfassende Darstellung nicht möglich ist. Diese muss individuell aus verfügbaren
Quellen erfolgen.
152
Für die Energieberatung mit dem HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG werden somit nur die für
energiewirtschaftliche Vergleiche wichtigen Größen ermittelt und gegenübergestellt (siehe Markierungen in
Tabelle 11-2).
Tabelle 11-2: Einflussfaktoren auf die Wirtschaftlichkeitsrechnung in der Energieberatung
Betriebskosten können im Allgemeinen aus der Erhebung bzw. Berechnung des Energieverbrauchs, des
Energiebedarfs nach Verbesserung, des Einsparpotenzials sowie der Energieeinsparung selbst, sowie aus
bekannten oder erhobenen aktuellen Preisen und Nebenkosten für Energieträger mit ausreichender
Genauigkeit ermittelt werden. Sie stellen somit ein wesentliches und tragfähiges Ergebnis einer
Energieberatung dar.
Wichtig ist, dass für den Energieverbrauch tatsächliche Energiepreise erhoben werden. Das ist überall dort
aufwändiger, wenn Energieträger nicht gekauft sondern aus anderen Quellen bezogen werden. In den
allermeisten Fällen handelt es sich dabei um Holz oder vergleichbare Brennstoffe. Oft werden diese
Energieträger erst auf Nachfrage oder bei Abweichungen im Datenabgleich ermittelt. Gemeinsam mit den
Beratungskunden oder –kundinnen muss entschieden werden, ob und welche fiktiven Kosten für diesen Anteil
einzusetzen sind. Für die Selbstbringung und –verarbeitung von Holz kann das entweder ein möglicher
Verkaufspreis oder ein Schätzwert für die benötigte Arbeitszeit mit einem angemessenen Stundenlohne (z.B. €
10,-) sein.
Finanzierungskosten variieren im Allgemeinen nur sehr wenig zwischen Bankinstituten und können einfach
erfragt werden. Förderungen lassen sich meist direkt entweder in die Finanzierungskosten (z.B. Zins- und
Annuitätenzuschüsse) einrechnen oder von den Investitionskosten subtrahieren (Direktförderungen). Durch die
Verwendung von Annuitätenfaktoren lassen sich auch verschiedene Kreditkonditionen schnell vergleichen.
Investitionskosten für Maßnahmen(pakete) sollten nur eingesetzt werden, wenn sie für den Beratungsfall mit
hoher Wahrscheinlichkeit zutreffen. Diese Forderung grenzt die Integration von Kosteninformationen und
damit die Wirtschaftlichkeitsrechnung in der Energieberatung auf die folgenden Fälle ein:
• Das Objekt weist übliche Rahmenbedingungen auf und die zuständige Beratungsstelle (in Einzelfällen
auch individuelle Berater und Beraterinnen aufgrund ihrer praktischen Erfahrung) kann konkrete
Durchschnittswerte zur Verfügung stellen.
Element der
Betrachtung
Einflussgrößen Einheiten, Zusatzinformation
Investitionskosten Euro (Material + Arbeit)
Reparaturkosten % der Investition pro Jahr
Kostenindex % pro Jahr
Rechnerische Nutzungsdauer Jahre
Abschreibung % pro Jahr oder Funktion (linear oder nicht linear)
Res twert oder Rei nves ti tion Euro (Materi al + Arbei t)
Eigenmittel Anteil oder Euro, Zinssatz (z.B. Sparbuch)
Förderung
Anteil oder Euro (Laufzeit, Bedingungen)
Kredit Anteil oder Euro (Zinssatz, Laufzeit, Nebenkosten)
Steuerabschreibung Euro oder % (Grenzsteuersatz, sonstige Informationen)
Energieverbrauch(sdifferenz) kWh/Jahr
Energiepreis Euro/kWh (derzeit bezahlt)
Energiepreisentwicklung % Veränderung pro Jahr
Betriebskos ten(di fferenz) Euro/Jahr
Kostenindex % pro Jahr
Statisch Kosten / Nutzen (Statische Amortisationsdauer)
Dynamisch Annuitäten (Vergleichbarkeit mit jährlichen Einsparungen)
Investitionen
Finanzierung
Betrieb
Rechen-
methoden
153
• Der Kunde bzw. die Kundin ist bereit, Angebote zu den Maßnahmen einholen zu lassen und mit diesen
Informationen in einem weiteren Gespräch die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung abzuschließen.
Im Normalfall steht für die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung somit nur die Abschätzung der
Betriebskosten(einsparung) durch die Umsetzung einer Maßnahme zur Verfügung. Das für den Kunden oder
die Kundin sinnvollste Ergebnis ist dann die Information über den auf den Zeitpunkt der Investition
zurückgerechneten Barwert der erwarteten Energieeinsparung. Dieser Barwert kann auf zwei Arten
argumentiert und in die Energieberatung eingebracht werden:
• Der Barwert der Energieeinsparung entspricht jenen Grenzkosten einer Investition, unter denen die
Maßnahme sich durch Einsparungen über die Nutzungsdauer selbst finanzieren (refinanzieren) würde.
• Der Barwert der Energieeinsparung entspricht dem Betrag, den die Einsparung zur Investition beiträgt,
um den also die Investitionskosten rechnerisch reduziert werden.
Für den Vergleich von Maßnahmen wird grundsätzlich die (fiktive!) Kreditlaufzeit mit der Nutzungsdauer
gleichgesetzt. Da Kreditbedingungen in den für die Energieberatung bedeutsamen Zeiträumen zwischen 10 und
30 Jahren nur geringfügig streuen (da mit steigender Laufzeit das Risiko für die Bank steigt, werden Kredite
allerdings nur mit Zinsanpassung vergeben), wird damit ein vernachlässigbarer Fehler gegenüber realen
Bedingungen (fixe Kreditlaufzeit bei variablen Nutzungsdauern) gemacht. Im Gegenzug vermeidet man dadurch
den beträchtlichen Aufwand zur Berücksichtigung von Restwerten oder Refinanzierungskosten (Tabelle 11-2).
11.1.2. Methoden der Wirtschaftlichkeitsrechnung
• Höhe der Investitionskosten: Vergleich des absoluten Betrags eines Maßnahmenpaketes mit dem
verfügbaren Geldvolumen in Euro. Durch diese Betrachtung wird sichergestellt, dass keine
langfristigen Kreditvereinbarungen abgeschlossen werden müssen.
• Kosten/Nutzen Verhältnis: Die Division der Investitionskosten (€) durch die Energieeinsparung in
kWh/Jahr ergibt eine überschlägige („statische“) Amortisationszeit der Maßnahmen. Dieser Wert
sollte für bauliche Maßnahmen unter ca. 15 (Jahren) und für haustechnische Maßnahmen unter ca. 10
(Jahren liegen).
• Annuität/Nutzen Verhältnis: Unter Einrechnung einer Nutzungsdauer und der Kosten für die
Geldbeschaffung, können Investitionen auf jährliche Kosten (Rückzahlungen = Annuitäten)
zurückgerechnet werden. Die jährlichen Kosten sollten unter den jährlichen Einsparungen liegen, aber
in jedem Fall zeigt sich, welchen Anteil der Kosten die Einsparungen „übernehmen“.
• Kosten der eingesparten Kilowattstunde: Eine Maßnahme ist wirtschaftlich, wenn die eingesparte
kWh weniger kostet, als die derzeitig eingesetzte kWh.
o kWh
vorher
= Energiekosten
vorher
/ Energieverbrauch
vorher
(€/kWh)
o kWh
eingespart
= Annuität der Investition / jährliche Energieeinsparung (€/kWh)
• Grenzkosten der Investition: Unter welcher Summe müssen die Investitionskosten liegen, damit die
einen bestimmten Anteil (oder 100 %) der Rückzahlungen „übernehmen“ können.
o Grenzkosten (100 %) = Einsparung (€) / Annuitätsfaktor (aus Nutzungsdauer und Zinssatz)
154
11.1.3. Überschlägige Investitionskosten für Maßnahmenpakete
In den folgenden Tabellen sind Kosten für Maßnahmen
36
zusammengefasst, welche einen großen Teil der
Anfragen im Rahmen umfassender Energieberatungen für kleinere Wohngebäude ausmachen. Die
Kostenangaben sind Mittelwerte aus durchgeführten Energieberatungen und können zumindest als Richtwerte
sowie als Rechenwerte für Wirtschaftlichkeitsabschätzungen herangezogen werden.
Diese Kosten können für erste Abschätzungen der Kosten von umfassenden Sanierungsmaßnahmen verwendet
werden bzw. zur Demonstration der Rechenmethoden im Rahmen der Weiterbildung. Mit einiger Erfahrungen
kann man sie auch zur Abschätzung der Kosten von abweichend dimensionierten Maßnahmen heranziehen.
Für größere oder geringere Dämmdicken, abweichende Kessel- und Wärmepumpenleistungen oder
Teilinvestitionen sind dann entsprechende Zu- oder Abschläge zu schätzen.
37
36
Eigene Berechnungen aus Informationen von Energieberatungen in Niederösterreich
37
Es ist geplant, Kostendaten im Rahmen der Wartung des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG mithilfe der
Energieberatungsstellen zu sammeln und eine Datenbank aufzubauen.
Beispiel 11-1: Arten der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
Anmerkung: Siehe dazu vor allem Kapitel 11.1
Ergebnisse einer Beratung:
Derzeitiger Energieeinsatz = 20.000 kWh/ Jahr (€ 2.000,-/Jahr)
Einsparung = 7.000 kWh/Jahr (€ 700,-/Jahr)
Maßnahmenpaket (baulich, Nutzungsdauer = 20 Jahre, Zinssatz = 3 %): € 20.000,- bzw. € 1.340,-/Jahr
Kosten/Nutzen Verhältnis: 20.000 / 700 = 28,6 Jahre (deutlich über der mittleren Nutzungsdauer)
Annuität/Nutzen Verhältnis: 1.340 / 700 = 1,9 (etwas mehr als die Hälfte der Investition wird von der
Einsparung finanziert)
Kosten der eingesparten kWh:1.340 / 7.000 = 0,19 € (ca. doppelt so hoch wie der derzeitige Energiepreis)
Grenzkosten der Investition: 700 / 0,067 = € 10.500,- (wenn es gelingt, die Maßnahmen um diesen Preis
umzusetzen, werden sie vollständig von der Einsparung finanziert
Interpretation: In jedem Fall werden 50 % der Maßnahme (und damit der Erhaltung und Wertsteigerung)
von der Einsparung finanziert. Eine „Unwirtschaftlichkeit“ sollte daher nicht behauptet werden. Die
Grenzkostendarstellung kann in Einzelfällen die Anregung für alternative Vorgehensweisen (z.B. gezielte
Eigenarbeit, Anschaffung gebrauchter Komponenten) darstellen.
155
Tabelle 11-3: Investitionskosten (inkl. Mwst.) für Maßnahmen an der Gebäudehülle
Tabelle 11-4: Investitionskosten (inkl. Mwst.) für sonstige haustechnische Maßnahmen
günstig typisch hoch Erläuterung
Dämmung der Decke zum Dachboden
30 cm Dämmdi cke € 130 € 150 170€ Kos ten / m²
30 cm Dämmdi cke € 30 € 60 80€ Kosten / m²
Dämmung von Dachschräge und Flachdach
Schalung, Dampfbremse, 15 cm
Dämmung, λ = 0,023 Polyurethan,
Schalung, Dichtbahn, Lattung,
Konterlattung, Deckung Tondach
70€
€ 90 130€ Kos ten / m²
Sparrenaufdopplung + Dämmung-
Klemmfilz 30 cm - λ = 0,038,
Dampfbrems e feuchteva ri abel &
Gipskartonplatten zweilagig
70€
€ 90 130€ Kos ten / m²
alten Kies und Dämmung entfernen,
Abdichtung erneuern, Dämmung 20cm
XPS
λ = 0,035, Kies erneuern,
Verblechung anpassen
€ 70 € 90 130€ Kos ten / m²
Dämmung von Außenwand/Wand zu Pufferraum/Wand zu Garage
Kl eber, Dämmpl a tte 18cm, Gewebe &
Spachtelung, Putz (ohne Nebenkosten)
€ 70 € 85 180€
Kos ten / m²
(Fens terantei l 15%)
Dämmung der Kellerdecke
Mineralwolle verklebt 12cm
λ=0,035,
Deckenuntersei te i s t eben und frei
zugänglich
€ 60 € 80 100€ Kos ten / m²
Fenstertausch
Einflügelig 1,23 m breit 1,48 m hoch,
(1,82 m²) entfernen der Altfens ter,
Einbau nach ÖNORM B5320
€ 800 € 1.000 1.200€ Kosten / Fenster
Maßnahmen
Details
Kosten für die Sanierung
Mi neral wol l e λ=0,035 begehba r
EPS + Brandschutzplatte λ = 0,04
begehbar
Aufsparrendämmung + Deckung
Bestehendes Kaltdach
Zwischensparrendämmung
Umkehrdach (flach) sanieren &
dämmen
WDVS EPS plus λ=0,031 (grau)
Mineralwolle auf der
Deckenuntersei te
Kunststoff Fenster Uw = 0,8
W/m²K
günstig typisch hoch Erläuterung
Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung
für ein Zimmer 15-30m²
€ 500 € 800 1.000€ Kosten / Anlage
für insgesamt 200m² WNF, inklusive
aller Verteilleitungen mit Dämmung
und Schalldämpfung, Luftaus- und -
einlässe
€ 7.000 € 8.500 € 10.000 Kosten / Anlage
Heizungsverteilung
ca. 25m Dämmstärke
Rohrdurchmesser inclusive 6
Abzweigungen und Bögen
€ 700 € 800 1.000€ Kos ten
Entleerung, Pumpentausch
Neubefüllung
€ 600 € 900 1.200€ Kos ten
thermische Solaranlage
6 m² Kollektorfläche + Rohrl ei tungen
(insgesamt 30 m) & Pumpe &
Ausdehnungsgefäß & Steuerung &
Montage & 300l Solarboiler
€ 6.000 € 7.000 8.000€
Kos ten gesa mter
Einbau
Photovoltaik
Polykristaline Zellen + Wechselrichter
& Montage & Einspeiseinfrastruktur
€ 9.000 € 11.000 13.000€
Kos ten gesa mter
Einbau
Dämmung der Heizungsrohre und
Warmwasserrohre
Thermische Solaranlage mit
sel ekti v beschi chtetem
Flachkollektor
Photovoltaikanlage mit 5 kW
Spitzenleistung
Tausch der Heizungspumpen
Maßnahmen
Details
Kosten für die Sanierung
Dezentral Lüftungsgerät
Zentrales Lüftungsgerät
156
Tabelle 11-5: Investitionskosten (inkl. Mwst.) für Maßnahmen an der Wärmeerzeugung
11.1.4. Dynamische Wirtschaftlichkeitsabschätzung in der Energieberatung
Ausgangsbasis für die Wirtschaftlichkeitsrechnung ist meistens eine Energiebedarfsdifferenz (kWh/ Jahr oder
kWh/m
2
.Jahr) zwischen einem Bestand und einer verbesserten Situation (z.B. Energieverbrauch vor und nach
einer thermischen Sanierung oder einem Heizkesseltausch). Diese Energiebedarfsdifferenz wird durch
Verwendung möglichst realer Energiepreise in eine Kostendifferenz, und anschließend über die Nutzungsdauer
in einen Barwert der Einsparung umgerechnet.
Formel 11-1: Barwert der Energieeinsparung oder Energiekosten
Barwert der Energieeinsparung
€
m
2
Energiepreis
€
m
2
Energiepreis
Barwert der Energieeinsparung: Beitrag der Maßnahme zur Anschaffung / Investition. Wurde die Investition
über einen Kredit finanziert, dann handelt es sich um Fremdkapitalkosten (Tilgung und Zins), wurde die
günstig typisch hoch Erläuterung
Heizungstausch
Leistung 20 kW, Einbindung in die
Zentralheizung, samt Regelung,
Pufferspei cher 1000 Liter,
Rauchfangsanierung
€ 11.000 € 14.000 17.000€
Kos ten gesa mter
Umbau
Leistung 10 kW, Einbindung in die
Zentralheizung, Regelung,
Förderanl age (10 m) & Gewebeta nk für
3,5 t, Rauchfangsanierung
€ 17.000 € 21.000 25.000€
Kos ten gesa mter
Umbau
Leistung 15 kW, Einbindung in die
Zentralheizung, Regelung,
Rauchfangsanierung (ohne Tank)
€ 7.000 € 8.000 10.000€
Kos ten gesa mter
Umbau
Leistung 10 kW, Einbindung in die
Zentralheizung,Regelung,
Rauchfangsanierung
€ 8.000 € 9.000 11.000€
Kos ten gesa mter
Umbau
Leistung 10 kW, Einbindung in die
Zentralheizung,Regelung,
Rauchfangsanierung
€ 6.000 € 7.000 8.500€
Kos ten gesa mter
Umbau
Wärmeleistung 10 kW, Einbindung in
die Zentralheizung, Regelung, Zu- und
Abluft Installationen
€ 13.000 € 15.000 17.000€
Kos ten gesa mter
Umbau
Wärmeleistung 10 kW, Einbindung in
die Zentralheizung, Regelung,
Erdkol l ektor komplett (bei 20 W/m² &
JAZ = 4 -> ca. 375 m²)
€ 20.000 € 22.500 25.000€
Kos ten gesa mter
Umbau
Wärmeleistung 10 kW, Einbindung in
die Zentralheizung, Regelung,
Tiefenbohrungen komplett (bei 40
W/m & JAZ = 4 -> ca. 2 x 95 m)
€ 25.000 € 27.100 30.000€
Kos ten gesa mter
Umbau
Wärmeleistung 10 kW, Einbindung in
die Zentralheizung, Regelung,
Entnahme und Schluckbrunnen jeweils
8 m ti ef
€ 24.000 € 26.100 28.000€
Kos ten gesa mter
Umbau
Leistung 25 kW, Einbindung in die
Zentralhei zung, Regel ung, Lager 15 m³,
Förderanlage, Rauchfangsanierung
€ 22.000 € 26.000 30.000€
Kos ten gesa mter
Umbau
Leistung 8 kW € 6.000 € 9.000 15.000€
Kos ten gesa mter
Umbau
Leistung 5 kW, Einbindung in die
Zentralhei zung, Regel ung, Pel l ets l a ger,
Förderanl age 10 m, Gewebetank für 2
to, Rauchfangsanierung
€ 13.000 € 15.000 18.000€
Kos ten gesa mter
Umbau
Kosten für die Sanierung
Details
Holzverga serkessel & Puffer
Pel l etskessel moduli erend
Öl kessel Brennwert modul i erend
Gasbrennwertkes s el
modulierend
Luft WP
Erd WP & Kollektor Direktverd.
Erd WP & Tiefenbohrung
Grundwasser WP
Ha cks chni tzel kes sel
Holz Kachel ofen
Pelletsofen für Ganzhausheizung
Maßnahmen
Gasbrennwerttherme
modulierend
157
Investition aus eigenen Mitteln finanziert spricht man von Eigenkapitalkosten und berücksichtigt dabei, dass
dieses Kapital nun gebunden ist und in der Zukunft Zinserträge entgehen.
Energiebedarfsdifferenz: Im Rahmen der Energieberatung ermittelt (kWh oder kWh/m
2
)
Energiepreis: Tatsächlicher momentaner Energiepreis unter Berücksichtigung der Bewertung von
Eigenleistung, ohne Energiepreissteigerungen (gegenüber der Inflationsrate). Will man bewusst eine
Energiepreissteigerung berücksichtigen, so kann man dafür die Annuitätentabelle (Tabelle 11-6) heranziehen,
da die Berechnungsmethoden von Verzinsung und Preissteigerung sehr ähnlich sind.
Annuitätenfaktor (Tabelle 11-6): Zinssatz (Kredit oder Spareinlage mit Nebenkosten) und rechnerische
Nutzungsdauer der Maßnahme bzw. der Maßnahmenpakete. Wenn nicht mit Energiepreissteigerungen
gerechnet wird, muss für den Zinssatz der sogenannte Realzins eingesetzt werden, die Differenz des von der
Bank verrechneten Nominalzinssatzes (inklusive Bearbeitungsgebühren) und der Inflationsrate.
Formel 11-2: Ermittlung Realzins
(%) = 100 (100 + )
(
100 +
)
100 (%)
Für den Vergleich von Maßnahmen mit unterschiedlichen Energiepreisen und unterschiedlichen
Nutzungsdauern (z.B. Pelletkessel und Wärmepumpe in einer Heizungssanierung) müssen zuerst die Barwerte
der Gesamtkosten, sowohl des Ist-Zustandes (Barwert der Energiekosten) als auch der Maßnahmen
(Investitionskosten + Barwert der Energiekosten), ermittelt und dann subtrahiert werden.
Beispiel 11-2: Berücksichtigung einer Energiepreissteigerung
Ölpreis 2015: 0,85 €/Liter Angenommene Energiepreissteigerung über der Inflationsrate: 1 %
Nutzungsdauer: 15 Jahre Annuitätenfaktor (1 % / 15 Jahre) = 0,072
Energiekostenfaktor (mittlere Energiekosten) = 0,072 • 15 = 1,08
Mittlerer Ölpreis (bei gleichbleibendem Verbrauch) über die kommenden 15 Jahre = 0,85 • 1,08 = 0,92
€/Lit
Beispiel 11-3: Berücksichtigung der Inflation - Realzinsermittlung
Nominalzins: 6 % Inflation: 2 % Realzins = 100 • (106 / 102) – 100 = 3,9 %
In erster Näherung kann der Realzins durch Subtraktion von Nominalzins und Inflation ermittelt werden.
158
Tabelle 11-6: Annuitätenfaktoren
Die Werte für den Annuitätenfaktor sind auf drei Kommastellen gerundet, der Zinssatz sollte so gewählt
werden, dass Kreditgebühren des Kreditgebers (dadurch leichte Erhöhung) oder Bearbeitungsgebühren der
Bank für Einlagen (dadurch leichte Reduktion) beinhaltet sind.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1 1,000 1,010 1,020 1,030 1,040 1,050 1,060 1,070 1,080 1,090 1,100 1,110 1,120 1,130 1,140
2 0,500 0,508 0,515 0,523 0,530 0,538 0,545 0,553 0,561 0,568 0,576 0,584 0,592 0,599 0,607
3 0,333 0,340 0,347 0,354 0,360 0,367 0,374 0,381 0,388 0,395 0,402 0,409 0,416 0,424 0,431
4 0,250 0,256 0,263 0,269 0,275 0,282 0,289 0,295 0,302 0,309 0,315 0,322 0,329 0,336 0,343
5 0,200 0,206 0,212 0,218 0,225 0,231 0,237 0,244 0,250 0,257 0,264 0,271 0,277 0,284 0,291
6 0,167 0,173 0,179 0,185 0,191 0,197 0,203 0,210 0,216 0,223 0,230 0,236 0,243 0,250 0,257
7 0,143 0,149 0,155 0,161 0,167 0,173 0,179 0,186 0,192 0,199 0,205 0,212 0,219 0,226 0,233
8 0,125 0,131 0,137 0,142 0,149 0,155 0,161 0,167 0,174 0,181 0,187 0,194 0,201 0,208 0,216
9 0,111 0,117 0,123 0,128 0,134 0,141 0,147 0,153 0,160 0,167 0,174 0,181 0,188 0,195 0,202
10 0,100 0,106 0,111 0,117 0,123 0,130 0,136 0,142 0,149 0,156 0,163 0,170 0,177 0,184 0,192
11 0,091 0,096 0,102 0,108 0,114 0,120 0,127 0,133 0,140 0,147 0,154 0,161 0,168 0,176 0,183
12 0,083 0,089 0,095 0,100 0,107 0,113 0,119 0,126 0,133 0,140 0,147 0,154 0,161 0,169 0,177
13 0,077 0,082 0,088 0,094 0,100 0,106 0,113 0,120 0,127 0,134 0,141 0,148 0,156 0,163 0,171
14 0,071 0,077 0,083 0,089 0,095 0,101 0,108 0,114 0,121 0,128 0,136 0,143 0,151 0,159 0,167
15 0,067 0,072 0,078 0,084 0,090 0,096 0,103 0,110 0,117 0,124 0,131 0,000 0,147 0,155 0,163
16 0,063 0,068 0,074 0,080 0,086 0,092 0,099 0,106 0,113 0,120 0,128 0,136 0,143 0,151 0,160
17 0,059 0,064 0,070 0,076 0,082 0,089 0,095 0,102 0,110 0,117 0,125 0,132 0,140 0,149 0,157
18 0,056 0,061 0,067 0,073 0,079 0,086 0,092 0,099 0,107 0,114 0,122 0,130 0,138 0,146 0,155
19 0,053 0,058 0,064 0,070 0,076 0,083 0,090 0,097 0,104 0,112 0,120 0,128 0,136 0,144 0,153
20 0,050 0,055 0,061 0,067 0,074 0,080 0,087 0,094 0,102 0,110 0,117 0,126 0,134 0,142 0,151
21 0,048 0,053 0,059 0,065 0,071 0,078 0,085 0,092 0,100 0,108 0,116 0,124 0,132 0,141 0,150
22 0,045 0,051 0,057 0,063 0,069 0,076 0,083 0,090 0,098 0,106 0,114 0,122 0,131 0,139 0,148
23 0,043 0,049 0,055 0,061 0,067 0,074 0,081 0,089 0,096 0,104 0,113 0,121 0,130 0,138 0,147
24 0,042 0,047 0,053 0,059 0,066 0,072 0,080 0,087 0,095 0,103 0,111 0,120 0,128 0,137 0,146
25 0,040 0,045 0,051 0,057 0,064 0,071 0,078 0,086 0,094 0,102 0,110 0,119 0,127 0,136 0,145
30 0,033 0,039 0,045 0,051 0,058 0,065 0,073 0,081 0,089 0,097 0,106 0,115 0,124 0,133 0,143
35 0,029 0,034 0,040 0,047 0,054 0,061 0,069 0,077 0,086 0,095 0,104 0,113 0,122 0,132 0,141
40 0,025 0,030 0,037 0,043 0,051 0,058 0,066 0,075 0,084 0,093 0,102 0,112 0,121 0,131 0,141
45 0,022 0,028 0,034 0,041 0,048 0,056 0,065 0,073 0,083 0,092 0,101 0,111 0,121 0,131 0,140
50 0,020 0,026 0,032 0,039 0,047 0,055 0,063 0,072 0,082 0,091 0,101 0,111 0,120 0,130 0,140
Laufzeit /
Nutzungs-
dauer
(Jahre)
Zinssatz (%) eines Kredites oder einer alternativen Anlageform für vorhandenes Bargeld
Beispiel 11-4: Grenzkostenermittlung für eine Maßnahme
Eine Wohnung in Graz wird mit elektrischem Strom (Nachtspeicher und Direktheizung) beheizt. Der
Bruttopreis einer kWh beträgt € 0,2. Ist der Tausch der bestehenden Isolierglasfenster (U = 2,5 W/m
2
K)
gegen neue Wärmeschutzfenster (U = 1,5 W/m
2
K) wirtschaftlich? (Anmerkung: ohne Berechnung der
Fugenverluste, HGT 20/12 = 3.400 Kd, rechnerische Kreditzinsen 3 %, ND = 30 Jahre)
Einsparung (Energiekostendifferenz) pro m
2
: (2,5 – 1,5) • 3400 • 0,024 • 0,2 = 16,3 €/m
2
.Jahr
Annuitätsfaktor (3 %, 30 Jahre) = 0,051
Grenzkosten für 1 m
2
Fenster für 100 % Refinanzierung über die Lebensdauer = 16,3 / 0,051 = € 320,-
Aussage - Variante 1: Wenn die neuen Fenster inklusive Abbruch und Einbau weniger als € 320,- pro m
2
kosten, bezahlen sie die gesamte Investition über die Einsparungen.
Aussage – Variante 2: Die neuen Fenster tragen durch die Energieeinsparung insgesamt € 320,- pro m
2
zu
den Investitionskosten bei (Anmerkung: Vergleichbar einer Förderung).
159
Zur Berechnung der jährlichen Rückzahlungen (Annuitäten) abweichender Paare von Verzinsung und Laufzeit
wird der Annuitätenfaktor (a) mit folgender Formel errechnet:
Formel 11-3: Annuitätenfaktor
=
+
+
p = Realzinssatz des Kredites in %
n = Kreditlaufzeit, Rentenlaufzeit (Rendite) der Bareinlage
Beispiel 11-5: Einfluss der Nutzungsdauer auf den Wirtschaftlichkeitsvergleich von Maßnahmen
Welche der folgenden (undefinierten) Maßnahmen mit gleicher Energieeinsparung ist wahrscheinlich
wirtschaftlicher (kann einen größeren Teil der Investition über die Einsparung finanzieren)?
Maßnahme 1: Kosten von € 12.000,- und Nutzungsdauer (rechnerisch) 10 Jahre
Maßnahme 2: Kosten von € 25.000,- und Nutzungsdauer (rechnerisch) 30 Jahre
a) Vergleich mit Geld, das ich habe und mit 2 % Zinsen auf die Bank legen könnte.
Annuitätsfaktor
10 Jahre
= 0,111; Annuitätsfaktor
30 Jahre
= 0,045
Jahreskosten: Maßnahme 1 = € 1.330,- pro Jahr; Maßnahme 2 = € 1.125,- pro Jahr
b) Vergleich bei Aufnahme eines Kredits mit 5 % Zinsen.
Annuitätsfaktor
10 Jahre
= 0,130; Annuitätsfaktor
30 Jahre
= 0,065
Jahreskosten: Maßnahme 1 = € 1.560,- pro Jahr; Maßnahme 2 = € 1.630,- pro Jahr
Je niedriger die rechnerische Verzinsung (Sparen oder Kreditaufnahme), desto eher sind auch teurere
langfristig wirksame Maßnahmen (z.B. Außendämmung) wirtschaftlicher als kurzfristige (z.B. Kesseltausch).
Anmerkung: Im direkten Vergleich kann die Inflation in erster Näherung vernachlässigt werden.
Beispiel 11-6: Wirtschaftlichkeitsvergleich von Heizungsvarianten
Ein Gebäude wird mit einer Ölheizung (
η
ges
= 0,65; Ölpreis = 1,0 €/l; 3000 l/Jahr) beheizt. Die Heizung soll
entweder gegen eine Pelletanlage (Gesamtkosten € 12.000,-, Pelletpreis 0,05 €/kWh;
η
ges
= 0,80) oder gegen
eine Luft-Wasser-Wärmepumpe (Gesamtkosten € 16.000,- Strompreis 0,2 €/kWh; JAZ = 3,0) getauscht
werden? Wie sieht der Kostenvergleich bei einer ND von 15 Jahren und 4 % Kreditzinsen für beide Anlagen
aus?
Ist-Zustand: Heizwärmebedarf = 3.000 • 10 • 0,65 = 19.000 kWh/Jahr
Barwert der Energiekosten (15 Jahre) = 3.000 • 1,0 / 0,09 = € 33.300,-
Pelletanlage: Barwert der Energiekosten (15 Jahre) = 19.000 / 0,8 • 0,05 / 0,09 =€ 13.200,-
Barwert der Gesamtkosten = 12.000 + 13.200 = € 25.200,-
Wärmepumpe: Barwert der Energiekosten (15 Jahre) = 19.000 / 3,0 • 0,2 / 0,09 =€ 14.100,-
Barwert der Gesamtkosten = 16.000 + 14.100 = € 30.100,-
Beide Maßnahmen sind unter den angenommenen Bedingungen wirtschaftlich. Ausgehend von diesem
Ergebnis können andere Einflussfaktoren diskutiert und in die Entscheidung einbezogen werden (z.B.
geringer Platzbedarf der Wärmepumpe, Beheizbarkeit mit Wärmepumpe an kalten Tagen, Fragen der
Ökologie und Zukunftssicherheit).
160
Tabelle 11-7: Rechnerische Nutzungsdauer von Maßnahmen(paketen)
11.2. Zusammenfassung der Empfehlungen zur Wirtschaftlichkeitsrechnung
Im Rahmen einer Energieberatung sind selten alle nötigen Informationen für eine genaue
Wirtschaftlichkeitsrechnung verfügbar, die objektive Wirtschaftlichkeit von Maßnahmen ist immer nur ein
Entscheidungskriterium und die Refinanzierungszeiträume sind meist so lang, dass eine seriöse Prognose von
Preisentwicklungen und tatsächlicher Nutzungsdauer von Maßnahmen nicht möglich ist.
Die folgenden Empfehlungen nehmen Rücksicht auf diese Unsicherheiten und versuchen, den Rahmen der
Wirtschaftlichkeitsrechnung so abzustecken, dass sie einen konstruktiven Beitrag zur Entscheidungsfindung
leisten kann.
• Tatsächliche Energiepreise verwenden: Diese müssen von den Kunden oder Kundinnen erfragt
werden. Das ist besonders dann wichtig, wenn ein Anteil der Energieträger selbst bereitgestellt
werden kann und man sich auf einen fiktiven Preis einigen muss. Wenn z.B. Abfallholz bewusst mit 0,-
€ bewertet wird, können wirtschaftliche Einsparungen nicht erzielt werden.
• Realzinsen für die Berechnung der Finanzierungskosten heranziehen. Nur die Mehrkostengegenüber
der Inflationsrate müssen tatsächlich aufgewendet werden. Dadurch ist privat verfügbares Geld somit
momentan zinsenfrei, auf Sparbüchern sogar mit einem „Negativzinssatz“, einzusetzen. Das zeigt die
Attraktivität von Sanierungsmaßnahmen mit „garantierten“ Einnahmen.
• Konstante Energiepreise (über die Nutzungsdauer) verwenden: Es ist nicht zu erwarten, dass
Energiepreise langfristig gegenüber der Inflationsrate zurückbleiben. Mit einer automatischen
Nutzungs-
dauer
(a)
Wärmeversorgung
Nutzungs-
dauer
(a)
50 Rauchfang (-sanierung) 30
Mit Verkleidung 30 Wä rmeerzeuger-Zentralhei zung 15
Ohne Verkleidung 20 Gebl äsebrenner 10 (15)
1)
Verputzt
25 Gas thermen 15
Flachdach 25 Öl tank + Leitungen 20
30 Fl üssiggastank + Lei tungen 20
20 Wärmepumpe: ohne Kompressor 15 (20)
2)
Selbs tkl ebend 5 mit Kompres sor 10 (15)
2)
Gekl ebt 10 Wärmequellenanlage für Wärmepumpe 20
Gefräst 15 Fernwärmeumformer 30
Stromanschluß 50
El ektro-Hei zungen 20
Regel ungen 10
Armaturen 15
Rohrleitungen 40
Wa rmwa s serspei cher, Pufferspei cher 20
Leitungs- und Speicherdämmung 20
Hei zfl ä chen 20
Fußbodenheizung 30
Thermostatventile 15
Wa rmwa s serberei ter 15
Sonnenkol l ektoren 15
15
2)
Gilt für Saisonbetrieb
1)
Gilt für Gasbrenner
Fenster
Fensterdichtung:
Überschlägiger Wert für
Maßnahmenpakete
30
Überschlägiger Wert für
Maßnahmenpakete
Baukörper
Lagerung (z.B. Schuppen)
30
Temporärer Wärmeschutz
Wärmedä mmung:
Massive Bauteile
161
Energiepreissteigerung (z.B. 2 % pro Jahr) lässt sich jede Maßnahme „wirtschaftlich machen“. Dennoch
wird es immer wieder Zeiträume geben, in denen Energiepreise (zumindest in der öffentlichen
Meinung) sinken, oft auch nur von einem Energieträger relativ zu den anderen. Einsparungen
konservativ zu schätzen ist eine Vertrauensbildende Maßnahme.
• Immer „auf der sicheren Seite“ bleiben – es kann ja nur billiger werden: Diese Empfehlung gilt auch
für die Abschätzung von Kreditzinsen und Zinsen alternativer Sparformen (eher aufrunden), für die
Abschätzung von Energieeinsparungen und Nutzungsdauern (eher abrunden) und Investitionskosten
(eher aufrunden).
• Klarstellen, welche Anteile der Maßnahmenpakete (und der Kosten) der Energieeinsparung
zuzurechnen sind: Oft wird eine Maßnahme erst dann als „wirtschaftlich“ eingestuft wird, wenn die
gesamten Investitionskosten innerhalb der Nutzungsdauer durch die Energieeinsparung refinanziert
werden können. Einige der Abfragen der Gebäudeanalyse haben zum Ziel, nötige
Erhaltungsmaßnahmen zu identifizieren, die bei Bedarf zur Ermittlung der zusätzlichen Kosten der
Energiesparinvestitionen dienen können (Beispiel: Mehrkosten eines energieeffizienten Heizkessels
gegenüber einem einfachen Kesseltausch, Mehrkosten von 20 cm Dämmung gegenüber einer für den
Mindestwärmeschutz nötigen Dämmdicke oder reinen Sanierung des Außenputzes, Mehrkosten von
3-Scheiben-Wärmeschutzverglasung gegenüber einer 2-Scheiben-Verglasung.
• Mit Umweg-Rentabilität nicht rechnen, diese als „Zubrot“ argumentieren: In manchen Fällen ist es
zum Beispiel möglich, dass eine gedämmte Gebäudehülle geringere Innentemperaturen ermöglicht. In
die erstmalige Berechnung der Einsparung sollte dieser Effekt nicht integriert werden. Sehr wohl kann
in einem zweiten Schritt gezeigt werden, wie sich die Wirtschaftlichkeit verändert, wenn der Effekt
doch eintritt. Besonders schwer ist es, die Wertsteigerung des Gebäudes durch die Sanierung in
Rechnung zu stellen, obwohl sie in manchen Fällen den größten finanziellen Nutzen (= die wichtigste
Umweg-Rentabilität) darstellt.
• K/N < ½•ND (dann sollte eine Maßnahme auch dynamisch wirtschaftlich sein): Diese Formel gilt
annährend genau z.B. bei 5 % Kreditzinsen und 30 Laufzeit / Nutzungsdauer (oder 8 % und 20 Jahre).
Diese Finanzierungskosten sind leicht zu unterschreiten, man befinden sich somit in praktisch allen
Fällen „auf der sicheren Seite“. Man kann sich dann eine genauere Ermittlung sparen.
• Errechnung der Kosten (aus der Einsparung), ab denen Wirtschaftlichkeit zu erwarten ist: Oft sind
die tatsächlichen Investitionskosten die unsicherste Rechengröße der Wirtschaftlichkeitsrechnung. Aus
der Energieeinsparung, den Energiekosten, der rechnerischen Nutzungsdauer und den
Finanzierungsbedingungen lässt sich aber jene Grenze der Investitionskosten abschätzen, bei der ein
bestimmtes Wirtschaftlichkeitsziel erreicht wird. Das kann dann ein Zielwert für das Einholen von
Angeboten sein.
• Nur die Energieverbrauchskennzahl lässt auf Einsparpotenzial schließen: Der Heizwärmebedarf gibt
ein idealisiertes Bild des Energiesystems „Haus“. Trotz hohem HWB kann ein Haus durch Teilbeheizung
einen niedrigen Energieverbrauch aufweisen: Bei gleichbleibender Nutzung ist dann auch die mögliche
Energieeinsparung gering, bei sich ändernder Nutzung kann der Verbrauch durch
Temperaturerhöhung sogar steigen („Reboundeffekt“). In diesem Umstand liegt ein wesentlicher
Unterschied zwischen Energieausweisrechnung (Energiebedarf) und Datenerhebung für die
Energieberatung (Energieverbrauch).
• Angebote einholen und vergleichen lassen: Investitionskosten können nur auf der Basis konkreter
Angebote genau festgelegt werden. Angebote von ausführenden Firmen sind in mehrfacher Hinsicht
von großem Wert: Sie können gemeinsam mit dem Kunden / der Kundin analysiert und verglichen
werden. Aus ihnen können konkrete Werte für Investitionskosten als Basis für zukünftige Beratungen
gesammelt und verglichen werden. Unternehmen werden motiviert, klare Aussagen zu einzelnen
Maßnahmen zu machen.
• Verlustreduktion vorziehen (vor Gewinnmaximierung): Die Senkung von Energieverlusten
(Transmission und Lüftung) wirkt an den kältesten Tagen am Stärksten und beeinträchtigt
162
Energiegewinne und Komfort meist nicht negativ. Die Steigerung von (Wärme)Gewinnen für den
Winterbetrieb bedingt oft zusätzliche Maßnahmen, um Überwärmung im Sommer zu vermeiden.
• Längerfristige Maßnahmen vorziehen / Maßnahmen am Bau vorziehen (vor der Haustechnik): Je
länger die Nutzungsdauer einer Maßnahme ist, desto wahrscheinlicher sind Energiepreissteigerungen
in diesem Zeitraum und desto länger wird ein suboptimaler Zustand (z.B. zu geringe Dämmung) fixiert.
Ein Heizkessel kann bei Bedarf in kurzer Zeit getauscht werden, ein einmal sanierter Bauteil nur mit
großem Aufwand verbessert.
• Erneuerbare und ökologische Varianten immer mitbewerten: Energieberatung sollte möglichst keine
Lösung ausklammern und die Wünsche der Kunden und Kundinnen in den Vordergrund stellen. Durch
die Mitbewertung nachhaltiger Maßnahmen können diese Varianten aufgezeigt werden, auch wenn
z.B. der Ersatz des bestehenden durch einen modernen Ölkessel im Vordergrund steht.
11.3. Beurteilung der Wirtschaftlichkeit von typischen Maßnahmenbereichen
In diesem Abschnitt sind die 10 wichtigsten typischen Maßnahmenpakete nach dem im Normalfall zu
erwartenden Ergebnis einer auf die Wirtschaftlichkeit ausgerichteten Energieberatung, welche alle in Tabelle
11-1 beschriebenen Optimierungsziele berücksichtigt, gereiht und kurz beschrieben (Fechner, Grundlagen zu
Wirtschaftlichkeitsberechnungen, 2010).
1. Oberste Geschoßdecke: Die Wärmedämmung von Decken, die beheizte Räume von unbeheizten
Dachböden trennen, ist eine günstige Maßnahme. Es empfiehlt sich eine Dämmung an der Oberseite
der Decke (im Dachboden) einzubauen.
2. Kesseltausch mit oder ohne Energieträgerwechsel (z.B. Wechsel zu Wärmepumpe): Haustechnische
Anlagen haben deutlich geringere Nutzungsdauern und schnellere Innovationszyklen. In Verbindung
mit einer nötigen Modernisierung und Optimierung des Gesamtsystems ist ein Tausch oft
wirtschaftlich. Wichtig: In einem Gesamtkonzept zuerst den Energiebedarf reduzieren.
3. Dach: Die Wirtschaftlichkeit hängt von der Ausgangssituation ab. Sie ist immer gegeben, wenn die
Wärmedämmung als Zusatzmaßnahme zu einer sowieso anstehenden Neueindeckung bzw.
Flächendachsanierung ausgeführt wird.
4. Kellerdecke: Die nachträgliche Wärmedämmung von waagrecht verlaufenden Kellerdecken aus Beton
(an der Unterseite) ist eine sehr wirtschaftliche Maßnahme, jedoch ist die absolute Menge der
eingesparten Energie beim üblichen Flächenanteil von Kellerdecken relativ gering. Weniger effektiv ist
die Dämmung von Gewölbedecken, weil diese teurer ist. Zudem ist das Maß der Verbesserung
niedriger, da die vorhandene Dämmwirkung von Kellergewölben höher ist.
5. Außenwände: Eine allgemeine Aussage ist hier kaum möglich, da die Wirtschaftlichkeit sehr stark von
der vorhandenen Dämmwirkung des Bauteils abhängig ist. Meistens aber zahlt sich der Einbau einer
Wärmedämmung aus, wenn ohnehin Instandhaltungsmaßnahmen durchgeführt werden müssen.
6. Fenster: Der Austausch einfachverglaster Fenster durch Fenster mit Wärmeschutzverglasung ist meist
wirtschaftlich, bei Fenstern mit Isolierverglasung fällt der Kostenspareffekt geringer. Die
resultierenden Kapitalkosten sind meist höher als die Energiekosteneinsparung. Ein Austausch von
alten Isolierfenstern lohnt sich daher nur, wenn sie technisch nicht mehr in Ordnung sind oder im
Zusammenhang mit der Wärmedämmung der Außenwände erneuert werden.
7. Kontrollierte Be- und Entlüftung: Im Rahmen einer Sanierung meist nur mit beträchtlichem Aufwand
nachträglich so zu installieren, dass wichtige Qualitätskriterien (z.B. Schallschutz, geringer Wärme- und
Druckverlust der Leitungen, Zugänglichkeit) eingehalten werden. Sinnvoll vor allem im Rahmen von
großen Umbauten und in Verbindung mit neuen und dichten Fenstern.
8. Thermische Solaranlage: Nur in Ausnahmefällen betriebswirtschaftlich zu argumentieren, da oft auch
der Warmwasserbedarf im Sommer deutlich niedriger ist als im Winter. Vor allem dann sinnvoll, wenn
Teile der Anlage (z.B. Pufferspeicher) schon vorhanden sind und ein hoher konstanter
Warmwasserbedarf im Sommer gegeben ist (z.B. Schwimmbad, Sommerhaus).
163
9. Erdberührte Wände: Unterirdisch gelegene Außenwände beheizter Räume können an der Außenseite
mit Perimeterdämmung versehen werden. Die Wirtschaftlichkeit ist auch hier nur dann gegeben,
wenn dies im Zusammenhang mit anderen Maßnahmen geschieht (z.B. Abdichtung der Wände gegen
Erdfeuchte bzw. Grundwasser oder Verlegung einer Drainage). In diesen Fällen ist der Einbau einer
Wärmedämmung auf jeden Fall sinnvoll.
10. Bodenplatte: Als Alternative bietet sich eine Wärmedämmung über der Bodenplatte (unter dem
Estrich) an, jedoch muss auf die Abdichtung gegen Bodenfeuchte geachtet werden und bei
Innendämmungen muss im Zuge einer bauphysikalischen Untersuchung bereits im Vorfeld
ausgeschlossen werden, dass Tauwasser im Bauteil entsteht. Diese Maßnahme ist nur dann
wirtschaftlich, wenn sie in Verbindung mit ohnehin durchgeführten Umbauarbeiten erfolgt.
164
12. Ausgewählte Fragestellungen der Energieberatung
Eine umfassende Behandlung der in der Energieberatung auftretenden Fragestellungen ist nicht möglich.
12.1. Interpretation der Energieverbrauchskennzahl
Tabelle 3-3 und Tabelle 3-4 ermöglichen es, mithilfe der Energieverbrauchskennzahl eine Bewertung des
Einsparpotenzials vorzunehmen und daraus Schlüssen für die Maßnahmenplanung zu ziehen. Aus diesen lassen
sich drei Kategorien von Maßnahmen(paketen) ableiten, für die in den nächsten Kapiteln typische Beispiele
vorgestellt werden:
• (Sehr) Hohes Einsparpotenzial: In diesem Fall ist eine umfassende Sanierung ins Auge zu fassen. Die
Wahrscheinlichkeit ist hoch, dass wirtschaftliche Maßnahmen in allen Bereichen (Bauhülle, Heizung,
Warmwasserversorgung, Benutzungsverhalten, Stromverbrauch) gesetzt werden können. Eine
umfassende Sanierung bringt eine Kombination von Komfortgewinn und Wertsteigerung und kann
Anlass für Änderungen in der Nutzung sein. Alle Maßnahmen sind aufeinander im Rahmen eines
Sanierungsplanes abzustimmen. Anmerkung: Mit dem HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG werden
Einzelmaßnahmen bewertet und maximal Hinweise darauf gemacht, welche Auswirkungen sich auf
andere Maßnahmen ergeben. Diese Umstände müssen überschlägig berücksichtigt werden, da die
Gesamteinsparung meistens geringer als die Summe der Einzeleinsparungen ist (Beispiele für diesen
„Reboundeffekt“: Der Nutzungsgrad einer Heizanlage ist bei sehr kleiner Heizlast geringer. Mittlere
Raumtemperaturen steigen meistens nach einer Sanierung).
• Mittleres Einsparpotenzial: Dieses ergibt sich entweder durch große Potenziale in einzelnen oder
durch eine durchschnittliche thermische Qualität in allen Bereichen. Im ersten Fall sind wirtschaftliche
Maßnahmen sehr wahrscheinlich (z.B. Ersatz eines alten und stark überdimensionierten Kessels),
müssen aber durch eine zumindest grobe Analyse gefunden und definiert werden. Im zweiten Fall
können oft andere fördernde Umstände ins Treffen geführt werden (z.B. nötige Ersatzinvestitionen,
Wertsteigerung). Die Wirtschaftlichkeit einzelner Maßnahmen ist oft nicht direkt gegeben.
• Niedriges Einsparpotenzial: In diesem Fall werden von Kunden und Kundinnen meist andere Ursachen
als die Wirtschaftlichkeit als Entscheidungsgrundlage formuliert und Variantenvergleiche sind von
größerer Bedeutung als Einsparungen. Beispiele dafür sind Ersatzinvestitionen (z.B. Kesseltausch),
Komfortsteigerung (z.B. 3-Scheiben-Wärmeschutzverglasung), Verbesserung an einzelnen Punkten
(z.B. Strom sparende Geräte) oder geplante Nutzungsänderung (z.B. von Teil- auf Vollbeheizung), die
sogar eine umfassende Sanierung sinnvoll erscheinen lassen (Umrechnung des Ist-Verbrauches auf
Vollbeheizung als Ausgangswert für Berechnungen).
12.2. Umgang mit Feuchte(schäden) in und an Bauteilen
Feuchteschäden am und im Gebäude sind für die Energieberatung und darauf folgende Planung einer
thermischen Sanierung in mehrfacher Hinsicht von größter Bedeutung. Vorab ist daher zu prüfen, ob das zu
sanierende Gebäude bereits Feuchtigkeitsschäden aufweist und diese (bzw. auch deren vermutete Ursachen)
müssen in die Gebäudeanalyse einfließen. Es muss außerdem geprüft werden, welche neuen Zustände durch
die Sanierungsmaßnahmen auftreten können, ob dadurch Feuchteschäden behoben oder vermieden werden
oder ob kritische Feuchtigkeitsbelastungen zusätzlich eintreten können.
In jedem Fall müssen dazu die entsprechenden Fachleute bzw. Institutionen eingebunden werden. Durch
Fehler in der Analyse und Interpretation von Feuchteschäden können diese durch vorgeschlagene Maßnahmen
sogar verstärkt werden. Die Vorgehensweisen sind durch Normen beschrieben:
ÖNORM B 3355 - Trockenlegung von feuchtem Mauerwerk (Teil 1: Bauwerksdiagnostik und
Planungsgrundlagen, Teil 2: Maßnahmen gegen aufsteigende Feuchtigkeit, Teil 3: Begleitende Maßnahmen)
165
ÖNORM B 2202 - Arbeiten gegen aufsteigende Feuchtigkeit bei Trockenlegung von feuchtem Mauerwerk
(Werkvertragsnorm)
Die folgende Übersicht zeigt die verschiedenen Ursachen von Feuchtanreicherungen in Bauteilen.
Tabelle 12-1: Ursachen von Feuchtanreicherungen in Bauteilen
Oberflächenkondensat
(Taupunktunterschreitung, Tabelle 5-19)
Überhöhte Feuchteproduktion
Geringe oder ungleichmäßige Lüftung
Geringe Raumtemperaturen
Geringe Wärmedämmwerte, Wärmebrücken
Verminderung der Wärmedämmung durch
Baufehler (Durchfeuchtung, Lufteintritt)
Kernkondensation
Taupunktunterschreitung in Bauteilen
Ungünstige Baustoffauswahl
Ungünstiger Schichtenaufbau
Luftkonvektion in Bauteile hinein
Dampfdichte Beschichtungen
Fehlende Hinterlüftung
Hygroskopische Feuchteanreicherung
Hygroskopische Stoffe in Baumaterialien
Einwanderung von hygroskopischen Stoffen
Kapillarkondensation (Bodenfeuchtigkeit)
Wassereintritt
Schlagregen oder Spritzwasser
Schäden an Regenrinnen
Schäden an haustechnischen Leitungen
Schäden an der Gebäudehülle
Die wichtigsten Anknüpfungspunkte für die Energieberatung sind:
• Oberflächenkondensation gibt deutliche Hinweise auf Fragen des Nutzungsverhaltens (Lüftung,
Raumtemperaturen, Feuchteproduktion) und den U-Wert von Bauteilen (Abschätzung der
Oberflächentemperatur bei bekannter Luftfeuchte). Es bietet sich so die Möglichkeit, diese
Zusammenhänge mit den Kunden und Kundinnen zu besprechen und Vorgehensweisen zu empfehlen.
• Eine erhöhte Mauerwerksfeuchtigkeit verschlechtert auch die Wärmedämmung. Faustregel: ein
Prozent mehr Feuchte erhöht den U-Wert um 5 Prozent. Dieser Effekt tritt auch bei gedämmten
Bauteilen auf, wenn die Dampfdurchlässigkeit nach außen abnimmt.
• Für feuchte Bauteile dürfen Dämmmaßnahmen nicht unkommentiert vorgeschlagen werden.
Diffusionsoffene (und hinterlüftete) Außendämmung kann zur Sanierung beitragen (höhere
Bauteiltemperatur, Austrocknung nach außen), Innendämmung (niedrigere Bauteiltemperatur) und
außenliegende Dampfbremsen (Dämm- und Putzmaterialien mit geringer
Wasserdampfdurchlässigkeit) können Feuchteschäden verstärken.
• Mit einer kontrollierten Be- und Entlüftung und ausreichendem Luftwechsel kann Feuchte konstant
und schon am Ort der Entstehung abgeführt werden.
• Durch Dämmmaßnahmen und Einbau wärmedämmender Fenster kann die innere
Oberflächentemperatur der Bauteile über den Taupunkt (auch bei relativer Raumluftfeuchtigkeit > 50
%) gehoben werden.
• Eine durch neue Fenster stark steigende Dichtheit der Gebäudehülle (Kondensationsgefahr) muss
durch Begleitmaßnahmen (Dämmung und/oder neue Lüftungsstrategien oder –technologien)
ausgeglichen werden um Schäden zu vermeiden.
12.3. Dichtheit der Gebäudehülle
Undichtheiten führen zu besonders hohen Wärmeverlusten und möglichen Bauschäden, da direkt warme (und
somit auch feuchte) Luft aus dem beheizten Bereich entweicht.
166
Typische Schwachstellen in der Gebäudehülle finden sich in Abbildung 5-6.
Da Undichtheiten in der Gebäudehülle nachträglich schwer zu sanieren sind, müssen in der Energieberatung
Empfehlungen gegeben werden, wie diese rechtzeitig identifiziert und im Rahmen des Bauprozesses vermieden
bzw. behoben werden können.
12.3.1. Checkliste Luft-/Winddichte für Energieberatung
Eine Luftdichtheitsmessung sollte im Bauvertrag aufgenommen werden und Bestandteil jeder Bauabnahme
sein. Große Vorteile bieten früh angesetzte, baubegleitende Untersuchungen, weil dann fehlerhafte
Ausführungen oder Fehlstellen zumeist rasch und kostengünstig beseitigt werden können.
Die Überprüfung folgender Punkte trägt wesentlich dazu bei, die Luft-Winddichte sicherzustellen:
Kontrolle der Entwurfsplanung
Die Lage der luftdichten Hülle ist in Plänen (Schnitte) als durchgehende Linie erkennbar (Stiftregel)
Durchdringungen der Luftdichtheitsebene (Rohre, Kabeln z.B. für Beleuchtung, Antennen etc.) wurden
soweit wie möglich vermieden bzw. in der Planung berücksichtigt
Kontrolle der Ausführungsplanung
Ausführungsdetails (mind. 1:10) sind vorhanden, die Geschlossenheit der luftdichten Hülle wurde
überprüft
Die Materialien für die Luftdichtheitsebene und Anschlüsse sind festgelegt, die Dauerhaftigkeit der
Anschlüsse und Materialien wurde berücksichtigt
Ausschreibung bzw. Kostenvoranschlag
Die Anforderung Luftdichtheit wurde spezifiziert (z.B. max. 0,6-facher Luftwechsel bei 50 Pa) und der
Nachweis mittels Messung gemäß ÖNORM EN 13829, Verfahren A und B
38
in
Ausschreibung/Kostenvoranschlag/Angebot und Verträgen aufgenommen. Für elektrotechnische
Installationen wurde auf die OVE-Richtlinie R7:2011 verwiesen.
Kontrolle der Ausführung
Sichtkontrolle der ausgeführten Anschlüsse und Durchdringungen, verwendete Materialien überprüft,
Dampfbremsen/Folien sind verklebt
Fenster und Türen laut ÖNORM B 5320 dicht eingebaut, Zuständigkeit: Fenstermonteur
Massivbau: Innenputz dicht hergestellt (bis zur Rohdecke geputzt), Zuständigkeit: Baumeister
Leichtbau: Luftdichtungsebene hergestellt, Zuständigkeit: Zimmermeister
Rauchfang verputzt, Zuständigkeit: Baumeister
Ziegelwände hinter Rauchfängen, Abwassersträngen oder anderen Einbauten verputzt, Zuständigkeit:
Baumeister
Elektroinstallationen dicht eingebaut (E-Verteiler, Hohlwand- oder Unterputzdosen ...), Zuständigkeit:
Elektriker
Diverse Leerrohre nach außen abgedichtet (z.B. Solaranlage, Elektroleitungen, …), Zuständigkeit: Elektriker,
Installateur
Luftdichtheitsmessung durchgeführt, n
50: … entspricht der vereinbarten Anforderung
12.4. Beurteilung und Vermeidung sommerlicher Überwärmung
Gemäß Bauordnung, OIB RL 6, ist die sommerliche Überwärmung von Gebäuden zu vermeiden: „Bei Neubau
und umfassender Sanierung von Wohngebäuden ist die ÖNORM B 8110-3 einzuhalten.“
38
http://www.luftdicht.info/#
167
Die ÖNORM B 8110-3 (2012) sieht zwei Berechnungsmethoden zum Nachweis der Sommertauglichkeit vor.
Zum einen kann die Berechnung in bestimmten Fällen vereinfacht über die speicherwirksame Masse der
Bauteile geführt werden. Zum anderen ist es möglich, den Nachweis über die operative Raumtemperatur zu
führen.
Ein entsprechender Nachweis kann vom Baumeister, Architekten, Bauphysiker geliefert werden. Ein
Rechenprogramm ist in vielen Energieausweisprogrammen enthalten, der Nachweis kann daher beim
Energieausweisersteller angefragt werden.
Für die Energieberatung reicht ein einfaches Abschätzverfahren mit Punktebewertung in Anlehnung an ÖN
B8110-3, das allerdings einen Nachweis nicht ersetzt, sehr wohl aber eine Orientierung über Ursachen und
weitere Maßnahmen geben kann. Dazu werden die wichtigsten Einflussfaktoren in ihrem Einfluss bewertet,
diese Einflüsse addiert und das Gesamtergebnis beurteilt. Aus den Wertungen für die einzelnen Punkte kann
das Potenzial für Verbesserungsmaßnahmen abgeleitet werden.
Das Ergebnis kann wie folgt interpretiert werden:
< 0 Punkte: Sommertauglichkeit wahrscheinlich gegeben
0 – 3 Punkte: Sommertauglichkeit wahrscheinlich nicht gegeben
> 3 Punkte: Sommertauglichkeit sicher nicht gegeben.
Für eine erste Abschätzung der Auswirkung auf die maximale Innentemperatur im Sommer können die Punkte
des Ergebnisses von einer noch akzeptablen Grenztemperatur von 30
o
C abgezogen bzw. zu dieser addiert
werden. Im Beispiel in Abbildung 12-1 bedeutet das, dass die Innentemperatur in diesem kritischen Raum im
Sommer auf bis zu 35
o
C steigen kann.
Abbildung 12-1: Sommerliche Überwärmung - Beispiel für ein ausgefülltes Erhebungsblatt
Gegen sommerliche Überwärmung kann nachträglich meistens nur ein Sonnenschutz angebracht oder die
Möglichkeit der Nachlüftung gezielt genutzt werden. In der Planungsphase können Fensterflächen verkleinert,
Speichermassen vorgesehen oder sogar eine Bepflanzung eingeplant werden.
Erläuterungen zu den Abfragen und Punktewertungen:
1. Ermittlung des kritischsten Raumes: Hoher süd- bis west ausgerichteter besonnter Fensteranteil im
Vergleich zur Fläche des Raumes; Dachflächenfenster (schräg) Geringe Speicherwirksame Masse (z.B. im
ausgebauten Dachgeschoß; auch abgehängte Decken, aufgeständerte Fußböden etc. vermindern die
Speicherwirksamkeit weitgehend!); Möglichkeit zur Nachlüftung nicht gegeben (z.B. im Erdgeschoß)
Anmerkung: Schlafräume besonders kritisch, aufgrund des Umgebungslärms werden in Schlafräumen Fenster
eher geschlossen gehalten bzw. maximal gekippt, zu hohe Temperaturen sind hier besonders ungünstig
Werte-
bereich
Punkte Hinweise
1 Kriti s chster Raum: Zimmer im ausgebauten OG ~ ~ Dachschräge, Dachflächenfenster
2 Standortkli ma 0 - 6 4 Hanglage (mittelerer Bereich)
3 Besonnung 3 - 15 8 Schräge (W), WS-Fenster, 10 % von NGF
4 Lüftungsmöglichkeit / Lüftung (-2) - (-6) -2 keine Querlüftung möglich
5 Ba uwei se (-7) - 2 0 Massiver Boden, Dachraum, gut gedämmt
6 Interne Wärmel asten 0 - 3 2 Stereoanlage, Fernseher, Computer
7 Beschattungseinrichtung 0 - ca. (-15) -7 Außenjalousie
8 Gesamtpunkte ca. (-10) - 20 5 deutliche Überwärmungsgefahr
Wichtigste Einflussbereiche
168
Abbildung 12-2: Mittlere monatliche Lufttemperaturen in Juli
2. Norm Außentemperatur Sommer:
Roter Bereich 6 Punkte
gelb-oranger Bereich 4 Punkte
grüner Bereich 2 Punkte
3. Fensterart und –fläche im kritischen Raum
Fensterflächenanteil in % der Wohnfläche:
10 % der Raumfläche 5 Punkte
20 % der Raumfläche 8 Punkte
30 % der Raumfläche 10 Punkte
Schrägverglasung 5 Punkte (zusätzlich! Außerdem oft keine Beschattung durch z.B. Bäume)
Wärmeschutzverglasung -2 Punkte
4. Lüftungsmöglichkeit / Lüftung im kritischen Raum
Eine Fensterfront - 2 Punkte
Mehrere Fensterfronten - 5 Punkte
Sonstige Nachtlüftungsmöglichkeit - 3 Punkte (zusätzlich)
Lüftungsanlage - 1 Punkte
5. Bauweise des kritischen Raums
Massiv - 5 Punkte
Mischbauweise -2 Punkte
Leichtbauweise 2 Punkte
Guter Wärmeschutz - 2 Punkte
6. Interne Wärmelasten
Wohnen normal 0 Punkte
Hohe Geräteausstattung 1 bis 3 Punkte
Bürobetrieb 2 Punkte
169
5. Beschattungseinrichtung im Raum und an den Fenstern
• keine Abschattungsvorrichtung 0
• Außenjalousie, Roll- oder Fensterlägen -7
• Zwischenjalousie -4
• Innenjalousie, helle Vorhänge -2
• Vordächer, Balkone etc -2 bis -6
• Markisen -5
• Nachbargebäude, Bepflanzung -3 bis -5
12.5. Kontrollierte Be- und Entlüftung
Lüftungsanlagen sind kaum über die Wirtschaftlichkeit alleine zu begründen sondern können bei richtiger (!)
Ausführung eine spürbare Komfortsteigerung bewirken und über eine geregelte und ausreichende Versorgung
mit frischer Luft gesundes Wohnen fördern.
Im Rahmen der Energieberatung ist daher vor allem auf jene Themen Bedacht zu nehmen, welche für das
Gesamtergebnis / die Akzeptanz von Maßnahmenpaketen von großer Bedeutung sind:
• Betonung der Bedeutung der kontrollierten Be- und Entlüftung in einem Gesamtkonzept (z.B.
Ergänzung zum Einbau dichter Fenster und Türen) aus baulichen und haustechnischen
Sanierungsmaßnahmen.
• Empfehlungen für die Vermeidung von Planungs- und Ausführungsfehlern (z.B. Schallschutz).
Für diesen Zweck gibt es eine Reihe von Publikationen und Informationsquellen im Internet.
39
In Deutschland ist seit Mai 2009 bei jedem Neubau oder umfassender Sanierung, bei der die Luftdichtheit des
Gebäudes relevant beeinflusst wird, ein Lüftungskonzept gemäß DIN 1946-6 vorzulegen. Damit ist
gewährleistet, dass in der Planungsphase Feuchte- und Schimmelschutz, Raumluftqualität und Energieeffizienz
thematisiert werden, und gegebenenfalls entsprechende Lüftungsmaßnahmen eingeplant und umgesetzt
werden müssen.
In einem Rechtsgutachten des Deutschen Bundesverbandes für Wohnungslüftung kommt man zum Schluss,
dass die für die Minimalanforderungen der Raumlufthygiene erforderliche Stoßlüftungsfrequenz (alle 4 bis 6
Stunden, auch nachts) bei den nach Energiesparverordnung gebauten Gebäuden für den Mieter nicht zumutbar
ist. „Eine Wohnung müsse so beschaffen sein, dass bei einem üblichen Wohnverhalten die erforderliche
Raumluftqualität ohne besondere Lüftungsmaßnahmen gewährleistet ist.“ (Fechner, 2014)
Diese Argumentationsweise ist selbstverständlich auch für Österreich anwendbar.
Bei Neubauten bzw. Sanierungen mit dichten Fenstern ohne Konzeptionierung einer Lüftungsanlage ist die
Warn- und Hinweispflicht wahrzunehmen, indem der Nutzer bzw. Auftraggeber schriftlich zu informieren ist,
dass zur Sicherstellung des Feuchteschutzes ein entsprechendes Lüftungsverhalten notwendig ist.
Textvorschlag zur Veranschaulichung der Relevanz des Themas (Haftungsproblem in der Energieberatung):
Die Ausführung des Gebäudes erfolgt entsprechend den geltenden österreichischen bautechnischen
Verordnungen. Die Luftdichtheit des Gebäudes erfüllt hohe Anforderungen an den Wärmeschutz,
Feuchteschutz, an die Raumlufthygiene und den Schallschutz. Da keine mechanische Lüftungsanlage mit
39
www.komfortlüftung.at
170
ausreichendem Luftwechsel vorgesehen ist, wird darauf hingewiesen, dass mindestens der für den
Feuchteschutz notwendige Luftaustausch über manuelle Fensterlüftung (mind. 3 bis 5 Stoßlüftungen pro Tag)
erfolgen muss. Eine mittlere bis hohe Raumluftqualität lässt sich allein mit einer Fensterlüftung aufgrund der
nicht praktikabel umsetzbaren Lüftungsfrequenz (alle 1 bis 3 Stunden in belegten Aufenthaltsräumen, auch
nachts) ganzjährig nicht umsetzen.
Das folgende Beispiel zeigt die Berechnung der Wirtschaftlichkeit mit dem Tool „eco-balance
Wohnraumlüftung“ des „Institute of Building Research & Innovation“
40
.
12.6. Umfassender Heizungs-Check - Heizung sanieren
Energieberatung ist als freiwilliges Angebot zur Ergänzung der Angebote des Gewerbes sowie gesetzlicher
Maßnahmen zu sehen. Für die Energieberatung bedeutet dies, dass die Gesetzeslage sowie der Vollzug in der
Praxis im jeweiligen Bundesland, andererseits die Praktiken des Gewerbes bekannt sein müssen.
Energieberatung zielt vor allem darauf ab, den Kunden und Kundinnen aus einer Position der Unabhängigkeit
von bestimmten Produkten oder Verkaufsinteressen Einsichten zu vermitteln, damit dieser über die
Mindestanforderungen hinaus Maßnahmen zum Schutz von Gesundheit und Umwelt setzt.
12.6.1. Zustand bzw. Problemsicht der Kunden und Kundinnen einholen
Mögliche Fragen, die sich besonders auf die Heizung beziehen:
40
www.building-research.at/
Beispiel 12-1: Bilanz einer Lüftungsanlage
Luftvolumenstrom: 120 m³/h Wärmerückgewinnungsgrad: 75 %
Spezifische Stromaufnahme d. Ventilatoren: 0,35 W/(m³/h) Strombedarf. der Frostsicherung: 100 kWh/a
Heizgradtage: 3.500 Kd/a Jahresnutzungsgrad Heizanlage: 60 %
Anteilige jährliche Laufzeit Lüftung: 50 % Elektr. Leistungsaufnahme Ventilatoren: 42 W
Stromverbrauch Lüftungsgerät: 284 kWh/a Einsparung Endenergie Heizung: 4.158 kWh/a
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Anschaffungspreis Lüftungsgerät: 5.000,- € Anschaffungspreis Rohrnetz: 6.000,- €
Kosten Filtertausch u Wartung: 100,- €/a Mittlere Nutzungsdauer der Anlagenkomponenten: 20 Jahre
Strompreis: 0,20 €/kWh Endenergiepreis: Heizung 0,10 €/kWh
Realer Kreditzinssatz: 1,00 % p.a.
Stromkosten: 57,- €/a Kosten Filtertausch u Wartung: 100 €/a
Finanzierungskosten Investition: 593 €/a Einsparung Heizkosten: 416 €/a
Fazit: Die Lüftungsanlage sichert die Frischluftversorgung, spart Energie, ist aber keine
Energiesparmaßnahme, die insgesamt Kosten reduziert. Sie trägt aber über die Einsparungen ca. 70 % der
Gesamtkosten der Investition und macht diese somit interessant, wenn Gesundheit und Komfort wichtige
Beweggründe sind.
171
• Was ist der Anlass für die Beratung?
• Lassen Sie sich die Heizung erklären (Alter, Adaptierungen, verwenden Sie Zusatzheizgeräte?)
• Sind Sie mit der Wärmeverteilung zufrieden, gibt es Räume, die zu warm bzw. zu kalt sind? Wird
Wärme weggelüftet? Werden unterversorgte Räume mit Elektroheizlüftern versorgt?
• Gluckern und Rumoren in der Anlage? Wann haben Sie zuletzt entlüftet?
• Stellen Sie fest, dass der Heizkessel häufig ein- und ausschaltet?
• Wer hat die Heizkurve (zuletzt) eingestellt?
• Wie schätzen Sie ihren Energieverbrauch ein?
• Wie schätzen Sie ihre Heizkosten ein?
• Wie schätzen Sie die Gesundheits- und Umweltbelastung durch Ihre Heizung ein?
• An welche Verbesserungen haben Sie bereits gedacht?
Derartige Fragen bringen in der Regel wertvolle Informationen über die Sicht des Kunden und zeigen
Anknüpfungspunkte für die weitere Beratung. Es gibt eine Reihe von Checklisten, die dafür sorgen können,
keine wichtige Frage zu übersehen.
4142
12.6.2. Vorhandene Unterlagen sichten: Prüfbericht
Es sollte nach vorhandenen Unterlagen gefragt werden. Beispiele dafür sind:
Das Heizungsanlagenbuch und die Erstüberprüfung einer neuen Heizungsanlage. Im Rahmen der
Inbetriebnahme sollte jede Heizungsanlage – normentsprechend (ÖNORM M7510 Teil 1
43
) dem Kunden samt
dem Heizungsanlagenbuch übergeben werden.
Das Heizungsanlagenbuch umfasst:
• die Gebäudedaten, auf deren Basis die ausführende Firma die Anlage geplant und errichtet hat,
• alle Angaben und Dokumentationen zur Heizungsanlage und
• einen technischen Prüfbericht, in dem einerseits die erste feuerungstechnische Überprüfung und
andererseits auch die Bestätigung der Ausführung schriftlich dargelegt sein sollten.
Die Periodische Überprüfung von Heizungsanlagen ist in den Landesgesetzen oder Landesverordnungen
geregelt. Intervalle und Umfang variieren je nach Brennstoff, Leistung und Heizungsart.
Unabhängig von gesetzlichen Vorgaben ist eine regelmäßige Überprüfung, richtige Einstellung und Wartung des
Wärmeerzeugers durch eine Fachfirma empfehlenswert, um Effizienz und Lebensdauer der Anlage zu erhöhen
und optimale Betriebsbedingungen zu gewährleisten.
In diesen Gesetzesblättern sind gut einsetzbare Checklisten und Formulare mit allen Anforderungen für
Heizanlagenüberprüfungen enthalten und im Internet zu finden.
4445
41
http://www.richtigheizen.at/ms/richtigheizen_at/ofen/leistung/
42
http://www.enu.at/images/doku/32-heizungoptimierung-ratgeber-energieberatung.pdf
43
Die ÖNORM M 7510-1 bietet eine Grundlage für die Dokumentation der Heizungsanlage. In den Anhängen A
B C gibt es Vordrucke für Datenblätter, welche die Objekt, Hydraulik und Wärmeerzeuger erfassen. Anhang D
und E sind Protokolle für die Überprüfung der Zentralheizungsanlage (geeignet für §189 NÖ BTV)
44
Beispiel NÖ: http://www.noe.gv.at/Bauen-Wohnen/Bauen-Neubau/NOe-
Bauordnung/Wiederkehrende_Uberpruefung_von_Feuerstaetten.html
45
Beispiel OÖ:
https://www.ris.bka.gv.at/GeltendeFassung/LrOO/20000208/O%C3%B6.%20LuftREnTG%2c%20Fassung%20vo
m%2011.11.2014.pdf
172
Die Interpretation von Prüfberichten kann mithilfe der Abfragen und Rechenwerte des HANDBUCH FÜR
ENERGIEBERATER erfolgen:
• Baujahr vor 1990: Erneuerung in Erwägung ziehen, da ein niedriger Nutzungsgrad und
Überdimensionierung zu erwarten sind (genaue Prüfung nötig)
• Nennwärmeleistung: Überdimensionierung?
• Kesselaustrittstemperatur: Bereitschafts- und Verteilverluste
• Dämmung von Verteilleitungen und Armaturen: Abschätzung der Verteilverluste
• Etc.
12.6.3. klimaaktiv Heizungs-Check
46
Mit geringem Mehraufwand kann der kundige Installateur auch den klimaaktiv Heizungs-Check ausstellen:
• Wärmeerzeugung, Abgasverluste, Oberflächenverluste, Ventilationsverluste, Brennwertnutzung,
Überprüfung der Kesseldimensionierung, Kesselregelung, und Rauchgasverbindungsleitung.
• Wärmedämmung der Leitungen, Armaturen und Einbauten in unbeheizten Gebäudeteilen, der
Warmwasserbereitstellung und Zirkulationsleitungen.
• Thermosiphon beim Warmwasser- und Heizungsspeichern, Wärmeverteilung (Hydraulischer Abgleich),
Pufferspeicher.
• Regelung des Wärmeabgabesystems, Effizienz der Heizungspumpe.
Diese umfassende und standardisierte Begutachtung bewertet den Istzustand der Gesamtanlage mit einem
Punktesystem und enthält auch konkrete Verbesserungsvorschläge, sowie eine Liste von Ansprechpartnern mit
entsprechender Kompetenz und Weiterbildung.
12.6.4. Vorort-Begutachtung und eigene Abschätzungen
In jedem Fall sollte die Dimensionierung überprüft werden (Vergleich der Nennleistung mit dem
Heizleistungsbedarf des Gebäudes, siehe dazu Kapitel 3.2.2). Das ist zwar in den wiederkehrenden
Überprüfungen bereits vorgesehen, dennoch werden oft keine entsprechenden Informationen zu finden sein.
Bei suboptimaler Dimensionierung können ganz spezifische Mängel auftreten, die im Rahmen der Begehung
besprochen und evaluiert werden sollten.
Überdimensionierung: Die Wunschtemperatur wird zwar erreicht, jedoch ist die Heizung permanent im
Teillastbetrieb, was eine ineffiziente Verbrennung, höhere Luftschadstoffemissionen und unnötig hohe
Anschaffungs- und Betriebskosten zur Folge hat.
Unterdimensionierung: Die Wunschtemperatur wird an kalten Wintertagen selbst bei Volllastbetrieb nicht
erreicht, wobei die Gefahr besteht, die Feuerungsanlage zu überhitzen und zu beschädigen.
Fehlende Abstimmung mit dem Kamin: Der Kaminquerschnitt kann zu gering für den Ofen sein. Die Abgase der
Verbrennung können nicht optimal abgeführt werden. Es fehlt der Zug. Im Extremfall bei Niederdruckwetter
oder feuchtem Holz können gefährliche Rauchgase in die Wohnräume gelangen (Ein Kaminbefund durch
den Rauchfangkehrer ist notwendig!).
Zu geringe Luftzufuhr: Eine ineffiziente Verbrennung mit hohen Emissionen ist die Folge.
Weitere Überprüfungen nach Augenschein:
• Dämmung der Rohrleitungen und Armaturen
46
www.klimaaktiv.at/erneuerbare/erneuerbarewaerme/heizungs-check.html
173
• Ist die Wärme räumlich und zeitlich dort, wo sie sein soll: Einstellungen der Schaltuhr (Am
Wochenende, od. nachts inspizieren, Verbrauchsablesungen über Nacht, übers Wochenende (bei
Bedarf Temperaturmessungen machen)
• Werden Räume in der Aufheizphase unterschiedlich (schnell) warm? Daraus kann ein Hinweise auf
einen nötigen hydraulischen Abgleich abgeleitet werden.
• Ist die Wartung des Kessels ausreichend? Z.B. Reinigen der Wärmetauscherflächen, Putzen/Erneuern
der Öldüse, Brennereinstellung. Anmerkung: Diese Einschätzung erfordert Sachkenntnis).
• Ist die Verbrennungsluftversorgung bei Raumheizgeräten ausreichend (z.B. nach Fenstertausch)
• Funktionstüchtigkeit von Pumpen, Ventilatoren und Ventilen
• Lüftungsanlage: Zustand von Luftfiltern, Kondensatanfall, Funktionstüchtigkeit des Bypass.
Empfehlung: Es ist von Vorteil, die Energieberatung mit einer gemeinsamen Begehung mit Installationsfirma
und / oder Kaminkehrer zu kombinieren und gemeinsame Rückschlüsse zu ziehen.
12.6.5. Bewertung von Sanierungsmaßnahmen
Die folgende Reihenfolge in der Suche nach Lösungen ist aus Sicht der Nachhaltigkeit zu empfehlen:
1. Minimierung des Heizwärme- bzw. Warmwasserwärmebedarfs: Eine Beratung zur Heizung ist somit
immer auch eine Gelegenheit, eine umfassende Sanierung zu überlegen und dafür Unterstützung
anzubieten.
2. Überprüfung ob das bestehende System weiterbetrieben werden kann (ist es sinnvoll und mit
einfachen Maßnahmen zu optimieren) oder soll (den Tausch einer Heizanlage kann man meistens
leichter auf einen zukünftigen Zeitpunkt verschieben).
3. Prüfung eines Umstieg auf erneuerbare Energieträger bzw. auf deutlich effizientere Wärmeerzeuger
wie Wärmepumpe oder Brennwerttechnologie: Diese Option bedingt in jedem Fall eine
weiterführende Beratung zur Optimierung des Heizsystems bzw. des Gebäudes (z.B. Kaminsanierung,
Pufferspeicher, Senkung von Vor- und Rücklauftemperatur).
Die folgenden Tabellen sind aus dem ursprünglichen HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG übernommen und
versuchen, die oft pauschal und überschlägig behaupteten Einsparungen durch typische übliche
Sanierungsmaßnahmen an der Wärmeversorgung zu erläutern und mit den Tabellen und Algorithmen der
Anlagenanalyse zu verknüpfen.
Anmerkungen: Die überschlägigen prozentuellen Einsparungen gelten für eine etwa zweifach
überdimensionierte Anlage. Es ist zu beachten, dass der Nutzen eines Maßnahmenpaketes im Allgemeinen
geringer ist als die Summe der Einzeleinsparungen. Die Formeln beziehen sich auf die Tabellen in Kapitel 0.
174
Tabelle 12-2: Abschätzung der Einsparung durch Maßnahmen an der Wärmeerzeugung (Frey, 1981)
Beschreibung
Über-
schlägig
[%]
Berechnung
Verringert die Auskühlung über den Rauchfang ,
wenn kein Luftabschluß im Stillstand erfolgt
0 – 3
[%] = (f
Dim
/ 0,3) · Differenz der spezifischen
Auskühlverluste über den Rauchfang
Senkt die Abgasverluste, wenn diese durch
Rauchfangzug erhöht sind
0 – 10
[%] = Abgasverluste durch hohen Rauchfangzug · (1 –
Rückgewinnungsfaktor)
Verhindert die Auskühlung über den Rauchfang 1 – 5 [%] = Auskühlverluste über den Rauchfang
Verringert die Auskühlung über die
Kesseloberfläche
3 – 6
[%] = (fDim / 0,3) · Kesselleistungskorrekturfaktor ·
Differenz der spezifischen
Auskühlverluste über die Oberfläche
Verringert die Auskühlung über die
Kesseloberfläche
4 – 6
[%] = (f
Dim
/ 0,3) · Kesselleistungskorrekturfaktor ·
Differenz der spezifischen
Auskühlverluste über die Oberfläche
Verringert die Abstrahlung zum Heizraum 1 – 2
[%] = Abgasverluste durch fühlbare Wärme · Differenz der
Rückgewinnungsfaktoren
Erhöht die Abstrahlung der Rauchfanges zum
Wohnbereich
Ermöglicht niedrigere Abgastemperaturen
bis 30 kW
30 – 60 kW
60 – 100 kW
bis 30 kW
30 – 60 kW
60 – 100 kW
bis 30 kW
30 – 60 kW
60 – 100 kW Verringert die Auskühlung über den Rauchfang
Senkt die Abgastemperaturen und damit die
Abgasverluste durch fühlbare Wärme
1 – 3
[%] = 0,1 · Abgasverlust durch fühlbare Wärme pro 25%
Leistungsreduktion · (1 – Rückgewinnungsfaktor)
bis 30 kW
30 – 60 kW
Ermöglicht eine Leistungsminderung des
Brenners
Verringert die Abgastemperatur und damit die
Abgasverluste durch fühlbare Wärme
0 – 5 [%] = Abga s ve rlus t durch fühlba re Wä rme · ∆T
A,neu
/∆T
A,alt
Je nach Art des neuen Wärmeerzeugers können
alle Verlustgrößen beeinflußt werden
—
[%] = Summe der Verluste des alten Wärmeerzeugers –
Summe der Verluste des neuen Wärmeerzeugers
Austausch des Wärmeerzeugers
Einbau von Turbulatoren
in dafür vorgesehene
Rauchgaszüge
Keine Nutzenabschätzung
60 – 100 kW
Erhöht die Auskühlung über den Rauchfang
Leistungsanpassung des Brennes durch
Verringerung des Brennstoffdurchsatzes
Einbau eines Schamottetunnels
in einen
Heizkessel für Ölbetrieb
Erhöht die Vollständigkeit der Verbrennung und
senkt dadurch die Abgasverluste
—
Der maximale Nutzen entspricht etwa dem Effekt eines
Zugbegrenzers
Abdichten eines
Gußgliederkessels
Verringert den Luftüberschuß der Verbrennung
und damit die Abgasverluste
0 – 10
Kesselreinigung, mechanisch
Senkt die Abgastemperaturen und damit die
Abgasverluste durch fühlbare Wärme
1 – 3
[%] = Differenz der Verschmutzungsverluste
[%] = Differenz der Verschmutzungsverluste
1 – 3
[%] = Abga sve rlus t · (1 – ∆TA,min/∆TA)·(1 –
Rückgewinnungsfaktor)
– ∆T
A,Min = ∆Toben,min / Abgasverlustanteil nach
Rauchrohr – Rückgewinnungsfaktor
Kesselreinigung, chemisch
Senkt die Abgastemperaturen und damit die
Abgasverluste durch fühlbare Wärme
1 – 3
Dämmung ungedämmter Kesselteile
(Putzöffnungen, Brenneranschluß)
Dämmung des Rauchrohres mit mindestens
5 cm Mineralwolle
Einbau einer Motor-Abgasklappe in ein
Rauchrohr, Regelung, E-Anschluß
Einbringen zusätzlichen
Dämmstoffes in die Verkleidung
des Kessels
Zentralheizung:
Einbau einer Zugbegrenzungsklappe
in einen
Rauchfang
Maßnahmen am Wärmeerzeuger
Nutzen der Maßnahmen
175
Tabelle 12-3: Maßnahmen an Wärmeverteilung und Kamin (Frey, 1981)
Tabelle 12-4: Maßnahmen an Einzelraumheizungen (Frey, 1981)
12.6.6. Beispiel: Empfehlungen nach einer Überprüfung der Heizanlage
Die im Folgenden markierten Empfehlungen sind das Ergebnis einer typischen Überprüfung einer Heizanlage
für feste Brennstoffe mit dem HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG:
1. Energieausweis durch befugte Planerin oder befugten Planer erstellen lassen: Überprüfung der
eigenen Abschätzungen, Vorbereitung für eine etwaige Einreichung zur Förderung.
2. Sachverständige für Spezialfragen beiziehen wenn nötig (z.B. hydraulischer Abgleich der Heizanlage,
zusätzliche Informationen von der Installationsfirma benötigt.
3. Prüfbericht der Feuerungsanlage durch berechtigtes Prüforgan (Rauchfangkehrerin oder
Rauchfangkehrer, Installateurin oder Installateur) bis zu einem vereinbarten weiteren Termin erstellen
Beschreibung
Über-
schlägig
[%]
Berechnung
Verringert die Auskühlung über die
Kesseloberfläche
1 – 5
[%] = (f
Dim
/0,3) · Differenz der spezifischen
Auskühlverluste über die Oberfläche ·
Kesselleistungskorrekturfaktor
Verringert die Auskühlung über den Rauchfang 1 – 2
[%] = (f
Dim
/0,3) · Differenz der spezifischen
Auskühlverluste über den Rauchfang
Verringert die Abgastemperatur und damit die
Abgasverluste durch fühlbare Wärme
1 – 2
[%] = 0,1 · Abgasverlust durch fühlbare Wärme pro 20 K
Temperatursenkung · (1 – Rückgewinnungsfaktor)
Verringert die Regelungsverluste 0 – 10
[%] = (f
Dim
/0,3) · Differenz der spezifischen
Regelungsverluste
Erhöht die Verteilungsverluste (Zusätzlicher
Verlust!!)
(–) 1 – 3 [kWh/a] = Speicherverluste pro Tag · Einsatzdauer)
Verringert die Abgasverluste bestimmter
Kesselarten
0 – 5 Für händische Holzfeuerungen: ca. 5%
Verringert die Regelungsverluste 3
[%] = (f
Dim
/0,3) · Differenz der spezifischen
Regelungsverluste
Ermöglicht niedrigere Abgastemperaturen und
damit eine Senkung der Abgasverluste
Verringert die Wärmeabstrahlung des
Rauchfanges zum Wohnbereich (Zusätzlicher
Verlust!!)
Ermöglicht niedrigere Kesseltemperaturen und
somit eine Senkung der Auskühlverluste
1 – 5 Ermöglicht Reduktion der Kesseltemperatur (siehe dort)
Verringert die Verteilungsverluste 2 – 10
[kWh/a] = Differenz der spezifischen Leitungsverluste ·
HT12
Verringert die Verteilungsverluste 1 – 5
[kWh/a] = Anzahl · 0,25 · Differenz der spezifischen
Leitungsverluste · HT12
Erhöht die Fremdwärmeausnutzung 1 – 5
[kWh/a] = Fremdwärme · Fremdwärmefaktor · Differenz
der Gewinnfaktoren · (Q
E
/Q
N
)
Kann die Regelungsverluste verringern 0 – 3 Keine Nutzenabschätzung
Maßnahmen an der Wärmeverteilung
und am Kamin
Nutzen der Maßnahmen
Einbau von Thermostatventilen
Dämmung der freiverlegten Verteilleitungen
Dämmung von Armaturen
Dämmung des Rauchfanges
0 – 5
[%] = Abgasverlust durch fühlbare Wärme · [(1 –
∆T
A,min
/∆T
A
) – Differenz der
Rückgewinnungsfaktoren
Einbau einer automatischen Vorlauf-
temperaturregelung
Einbau eines Pufferspeichers
Reduktion der Kesseltemperatur
Beschreibung
Über-
schlägig
[%]
Berechnung
Senkt die Abgastemperatur und verringert die
Abgasverluste
3 – 10
[%] = Gewinn nach Verlängerung – Gewinn vor
Verlängerung
Verringert die Abgasverluste durch hohen
Rauchfangzug
0 – 15
[%] = Differenz der Abgasverluste durch hohen
Rauchfangzug
Verhindert den Luftwechsel über den Rauchfang
bei Stillstand
0 – 10 [kWh/a ] = n
L,EO
• BRI • HGT • 0,008
Senkt den Luftüberschuß und verringert die
Abgasverluste
Senkt den Luftwechsel über den Rauchfang bei
Stillstand
Verringerung der Abgasverluste
Verbesserung der Regelung von Ölöfen möglich
0 – 5 Keine Nutzenabschätzung
Wartung, Reinigung
Maßnahmen an Einzelraumheizungen
Nutzen der Maßnahmen
Einbau einer Luftabschlußklappe
Ofen abdichten
0 – 10
Keine Nutzenabschätzung
Verlängerung des Rauchrohres
Einbau eines Zugbegrenzers
176
lassen. Einige der Ergebnisse (z.B. Abgasverluste, Verhältnis Kaminzug zu Zugbedarf) sind wichtige
Rechengrößen zur genaueren Beurteilung von Verbesserungsmaßnahmen.
4. Pufferspeichergröße überprüfen lassen (bzw. den Einbau eines Pufferspeichers erwägen, wenn es
keinen gibt): Mindestgröße aus dem Energieinhalt einer Brennraumfüllung mit typischem Brennstoff
und mittlerem Heizleistungsbedarf abschätzen. Wichtig: Gibt es ausreichend Platz bzw. lässt sich ein
Pufferspeicher in den Heizraum einbringen?
5. Wärmedämmung des Pufferspeichers ist mangelhaft. Fachgerechte Dämmung veranlassen
(Erneuerung oder Verstärkung)
6. Die heizungsgebundene Warmwasserbereitung im Sommerbetrieb bringt hohe Verluste. Eine
Neukonzeption sollte geprüft werden. Mögliche Lösungen: Solaranlage mit Einbindung in den
Pufferspeicher, Luft/Wasser-Wärmepumpe mit Möglichkeit der Heizungseinbindung in der
Übergangszeit (u.U. mit Photovoltaik zur Stromerzeugung).
7. Die notwendigen Laufzeiten der Zirkulation überprüfen, gegebenenfalls Regelungen nachrüsten
(Zeitsteuerung, Temperatursteuerung), noch vorteilhafter wär ein Verzicht auf Zirkulation. Dazu kann
die Einsparung durch Wegfall der Zirkulation abgeschätzt werden.
8. Wärmedämmung des Warmwasserspeichers ist mangelhaft. Fachgerechte Dämmung veranlassen.
9. Die Wärmedämmung der Heizwasser- und Warmwasserleitungen ist ungenügend und in schlechtem
Zustand und Armaturen sind nicht gedämmt. Wärmedämmung mit einer Dämmstärke von 2/3
Rohrdurchmesser, aber mindestens 3 cm herstellen lassen. Es sollen jene Armaturen ausgewählt
werden, bei denen eine Dämmung sinnvoll ist (Zugänglichkeit im Notfall, hohe Temperaturen an
dieser Stelle)
Beispiel 12-2: Einfluss des Pufferspeichers auf den Energieverbrauch
1000 Liter Pufferspeicher, mit 5 cm MWL händisch gedämmt, im Winter im Mittel 60-70
o
C. Welche
Einsparung bringt der Ersatz durch eine optimale Dämmung?
Derzeitige Verluste: (6,7 + 4,5) / 2 • 210 = 1180 kWh (sieben Monate)
Nach Sanierung: (2,5 + 1,7) / 2 • 210 = 440 kWh
Einsparung = 740 kWh pro Jahr (Anmerkung: zur Berechnung der Einsparung an Brennstoff muss dieser Wert
noch durch den Jahresnutzungsgrad der Wärmeerzeugung dividiert werden und kann somit deutlich über
1000 kWh liegen).
Beispiel 12-3: Einfluss der Zirkulation auf den Energieverbrauch für Warmwasser
Täglicher Verbrauch (Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden.) geschätzt mit konstant 8,0
kWh/Tag: Sommer ca. 1.100 kWh, Winter ca. 1.600 kWh
Nutzungsgrad Kessel (Tabelle 9-5): Winter 0,65, Sommer 0,7*0,65 = 0,45
Verluste für die WW Verteilung (Mittleres Verteilkonzept, Tabelle 9-4): mit Zirkulation: 120%, ohne: 60 %
vom Nutzwärmebedarf bei durchschnittlichem Warmwasserbedarf
Einsparung an Brennstoff durch Verzicht auf Zirkulation (ohne Speicherverluste):
(1,2-0,6)*(1.600/0,65+1.100/0,45) =2.940 kWh/Jahr
177
10. Regelung und hydraulischen Abgleich durch fachkundige Person überprüfen lassen
(Durchflussmengen, Regelintervalle, Pumpenleistungen, Entlüften der Heizkörper, Pumpendruck, etc.).
Dazu die Erfahrungen der Bewohner und Bewohnerinnen erfragen bzw. aus dem Begehungsprotokoll
(vgl z.B. Tabelle 2-6) entnehmen.
11. Die Energieverbrauchskennzahl ist auffällig hoch. Einsparmaßnahmen auch durch Verbesserung der
Gebäudehülle sollten geprüft werden (Dämmung, Fenster). Bei Holz als Brennstoff sollten aber auch
unbedingt Mengenangaben (u.U. Ausmessen des Brennstofflagers) und Wassergehalt überprüft
werden (z.B. durch Volumenmessung und Wiegen eines Holzscheites).
12.7. Dimensionierung eines Pufferspeichers
Ein Pufferspeicher erhöht den Nutzungsgrad von Heizsystemen, deren Leistung nur sehr träge an sich ändernde
Anforderungen angepasst werden können. Dazu zählen Stückholzkessel und Hackgutfeuerungen (die große im
Brennstoff gespeicherte Energiemenge im Glutbett muss in jedem Fall abgeführt werden), die für kleine
Wohnhäuser immer stark überdimensioniert sind (durch das Glutbett sind Leistungen unter 15 kW nicht
realisierbar).
Die Dimensionierung des Speichers für den typischen Anwendungsfall der Stückholzheizung ergibt sich somit
aus der Anforderung, zumindest eine Kesselfüllung aufnehmen zu können.
Die zur Berechnung benötigten Größen sind aus der Gebäudeerhebung und aus Herstellerangaben abzuleiten:
• Heizwert des Scheitholzes (kWh/rm): Tabelle 3-2
• Volumen des Füllraumes: Herstellerangabe
• Füllraumausnutzungsfaktor relativ zur Schlichtung im Holzlager: ohne Nachweis ca. 0,8
• Mittlerer Kesselwirkungsgrad: Tabelle 3-20
• Maximale nutzbare Temperaturdifferenz im Speicher: Abhängig von der benötigten
Wärmeabgabetemperatur; liegt in der für den Einsatz in der Übergangszeit zwischen ca. 40 und 60
Kelvin.
• Spezifische Wärmekapazität von Wasser: 1,16 kWh/m
3
.K
• Abbrandzeit: dieser Wert hat einen direkten Bezug zu Kesselnennleistung und zum Füllraum:
Herstellerangaben (mittlerer Wert üblicher Kessel: 4 Stunden)
Von der Energiemenge, die aus einer Kesselfüllung an den Speicher geliefert wird, wird die während des
Betriebs direkt abgeführte Heizenergie abgezogen. Zur Überprüfung der Dimensionierung sollte diese
Abgabeleistung in Bezug zur gespeicherten Energiemenge gesetzt werden: Der Pufferspeicher sollte das Haus
im Winter für ca. einen Tag heizen können (Verhältnis gespeicherte zu laufend abgegebener Energie ca. 15 –
20).
Beispiel 12-4: Energieeinsparung durch Leitungsdämmung
Wieviel Energie spart man durch Dämmung von einem Meter Rohrleitung?
Die Schwankungsbreite ist sehr hoch – zwischen ¾ Zoll Leitungen in einer Niedertemperaturheizung (Fall A)
und 2 ½ Zoll und Hochtemperatur (z.B. ältere Schule – Fall B). In beiden Fällen muss noch durch den
Nutzungsgrad des Wärmeerzeugers dividiert werden, um die Einsparung an Energieträger zu ermitteln. Und
trotz des Unterschiedes sind beide Maßnahmen wirtschaftlich.
Fall A: (0,3 – 0,05) • 210 = ca. 50 kWh/m.Jahr
Fall B: (3,1 – 0,3) • 210 = ca. 590 kWh/m.Jahr
178
12.8. Heizungswärmepumpe in der Beratung zum Kesseltausch
12.8.1. Klärung der Eignung einer Wärmepumpenheizung
Prinzipiell soll die Installation einer Wärmepumpe immer in Betracht gezogen werden. Erweist sie sich als gut
geeignet, ist sie wahrscheinlich der komfortabelste, oft auch kostengünstigste und umweltfreundlichste
Wärmeerzeuger. Ergeben sich wesentliche Bedenken aus der Energieberatung, kann sie Auslöser für wichtige
Sanierungsmaßnahmen an Gebäude und Haustechnik sein.
Als Faustregel kann gelten, dass eine Wärmepumpe (auch bei Normaußentemperatur) eine Leistungszahl von
3,0 nicht unterschreiten sollte. Im Idealfall sollte sie im Jahresmittel eine Arbeitszahl von 4,0 erreichen. Dann ist
der Primärenergiebedarf jedenfalls niedriger als beim Einsatz von Brennstoffen und die Wärmepumpe ist mit
hoher Wahrscheinlichkeit auch die wirtschaftlichste Entscheidung.
Das erste Ziel ist allerdings mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe nur in sehr wenigen Fällen
(Niedrigenergiehaus, Fußbodenheizung und Normaußentemperatur nicht unter -10
o
C) erreichbar. Das zweite
Ziel auch mit einer Erdwärmepumpe nur mit den oben formulierten Rahmenbedingungen. Nur eine
Grundwasserwärmepumpe kann somit z.B. ein saniertes Wohngebäude auch beim Erhalt der alten Heizkörper
mit ausreichender Effizienz beheizen (mittlere Wärmeabgabetemperatur bei ca. 35
o
C), sichert aber nicht, dass
auch in längeren Kälteperioden ausreichend Wärme zur Verfügung gestellt werden kann.
Die maximale Heizleistung der Fußbodenheizung (größte verfügbare Fläche) durch Strahlung liegt bei 20
o
C
Raumtemperatur bei 35 bis 50 W/m
2
(je nach Verteilverlusten, 26-28
o
C Wärmeabgabetemperatur) und würde
sich pro Grad höherer Raumtemperatur um ca. 5 W/m
2
verringern. Durch Konvektion (Annahme: ca. 3 W/m
2
.K)
lässt sich die Abgabe um bis zu 50 % steigern (allerdings ist diese grundsätzlich ungewollt und nur durch
zusätzlichen Stromeinsatz über Ventilatoren einzubringen). Für ein Niedrigenergiehaus mit einer Heizlast von
ca. 20 W/m
2
NGF (2,6 kW für 130 m
2
) bedeutet das, dass zwischen 35 und 50 % der gesamten Wohnfläche zur
Verfügung stehen müssen und nicht abgedeckt werden dürften. Die gleiche Betrachtungsweise legt nahe, dass
bei einer Heizlast von über 50 W/m
2
NGF (6,5 kW Heizlast für 130 m
2
) in jedem Fall die Grenze der
Sinnhaftigkeit für den Einsatz von Wärmepumpen erreicht ist.
Beispiel 12-5: Dimensionierung eines Pufferspeichers für einen Stückholzkessel
Kesselwirkungsgrad: 75 % Füllvolumen: 150 Liter Nutzbare Temperaturdifferenz: 50 K
Heizwert: 2.000 kWh/rm Abbranddauer: 5 Stunden Abgenommene Heizleistung: 8 kW
Wärmelieferung an den Speicher = 2.000 • 0,15 • 0,8 • 0,75 = 180 kWh
Wärmeabgabe an das Haus = 5·8 = 40 kWh
Benötigte Wärmespeicherkapazität (ohne Berücksichtigung von Speicherverlusten) = 140 kWh
Benötigtes Speichervolumen = 140 / (50 • 1,16) = 2,4 m
3
= 2.400 Liter
In der Energieberatung sollte eine Mindestgröße von 2.000 Liter vorgeschlagen werden. Mit der
gespeicherten Energiemenge können die 8 kW für ca. 16 Stunden bereitgestellt werden. Der Kessel muss
somit einmal pro Tag in Betrieb genommen werden.
179
Abbildung 12-3: Eignungsmatrix Heizanlage / Gebäudeklasse (vgl. Tabelle 3-18)
12.8.2. Empfehlung für die Energieberatung
• In klimaaktiv finden sich umfangreiche Dokumentationen zu Qualitätsanforderungen an
Wärmepumpen sowie Links zu weiteren Informationsquellen (z.B. von Herstellerverbänden).
47
• Warmwasserbereitung mit Solaranlage macht in allen Fällen Sinn (Wirtschaftlichkeit prüfen!),
ausgenommen der Außenluftwärmepumpe (hohe Arbeitszahl im Sommer). Die Ausweitung auf eine
teilsolare Raumheizung in der Übergangszeit nur für die Stückholzheizung (Kessel oder Kachelofen).
Die Kosten für eine Wärmepumpenanlage (Tabelle 11-5) liegen in derselben Höhe wie jene der anderen in
Abbildung 12-3, werden aber sehr stark von der Gebäudequalität und der Art der Wärmequelle und
Bodenbedingungen beeinflusst. Genau ermittelt werden kann der zu erwartende Stromverbrauch bzw.
Energie- und Kostenersparnis (bzw. die Mehrkosten) im Betrieb. Für die Investitionskosten müssen Angebote
eingeholt werden. (vgl. Beispiel 11-6).
• Für Wärmepumpenanlagen gibt es mit MachVier ein einfaches und online kostenlos nutzbares
Berechnungswerkzeug.
48
Damit kann man sehr die Einflüsse verschiedener Rahmenbedingungen auf
die Jahresarbeitszahl von Wärmepumpen sichtbar machen.
• Eine Außenluftwärmepumpe als Alleinheizung hat die geringsten Investitionskosten, aber gravierende
Nachteile im Betrieb: An kalten Tagen hohen Stromverbrauch (dadurch auch hohen fossilen und
nuklearen Primärenergiebedarf) und Probleme, die benötigte Heizleistung zu erbringen
(Zusatzenergieaufwand für Abtauvorgänge).
• Außenluftwärmepumpen sind in bivalent-alternativen Heizanlagen prinzipiell attraktive Ergänzungen
zu Heizkesseln und können auch deren Jahresnutzungsgrad steigern (Tabelle 8-8). In diesem Fall wird
die gesamte Heizleistung (inkl. Warmwasserbereitung) bis zu einer bestimmten Außenlufttemperatur
von der Wärmepumpe übernommen (z.B. +5
o
C), dann geht der Heizkessel in Betrieb, der dann mit
geringeren Bereitschaftsverlusten betrieben werden kann. Zudem kann die Wärmepumpe auf ca. 50 %
der Heizlast sowie auf niedrigere Wärmeabgabetemperaturen ausgelegt werden und kommt somit
deutlich billiger.
• Der Beitrag einer eigenen PV Anlage zum Betrieb einer Wärmepumpe im Winter ist vernachlässigbar,
kann aber sehr wohl eine wirtschaftlich und ökologisch sinnvolle Alternative zur thermischen
Solaranlage für die sommerliche Warmwasserbereitung sein.
• Ein Pufferspeicher (< 500 Liter) ermöglicht es, mit einer Wärmepumpe Spitzenleistungen (z.B. durch
Warmwasserbereitung, kalte Nächte) durch konstanten Betrieb zu ersetzen und diese mit einer
höheren Leistungsziffer zu betreiben.
47
http://www.klimaaktiv.at/erneuerbare/erneuerbarewaerme/Waermepumpe.html
48
www.klimaaktiv.at/tools/erneuerbare/machvier.html
A++/A+ A B C D F/G
Pellets-Wohnraum-- / Pellets-Zentralheizung
++ ++ ++ ++ ++ ++
Kachelofen-Ganzhausheizung
+ ++ + 0 - --
Stückhholzkessel mit Pufferspeicher
0 ++ ++ + + 0
Wärmepumpe mit Erdreich- Flächenkollektor oder Sonde
++ ++ + 0 - --
Grundwasserwärmepumpe
+ ++ + 0 - --
Außenluftwärmepumpe
+ 0 - -- -- --
Abluftwärmepumpe
++ + - -- -- --
Eignung: ++
= sehr gut / + = gut / 0 = weniger gut / - = schl echt geei gnet / -- = nicht geeignet oder nicht verfügbar
Energieeffizienzklasse des Gebäudes
Bewertungsmatrix für ökologisch sinnvolle Heizsysteme
180
12.9. Elektrische Direktheizung („Infrarotheizung“) als Ganzhausheizung
12.9.1. Betriebswirtschaftliche Betrachtung
In Kapitel 8.7.2 sind die Grundlagen der Wärmeabgabe von „Strahlungsheizungen“ insbesondere von
Elektrodirektheizungen („Infrarotheizungen“) zusammengefasst. In der Gebäudeanalyse werden immer
elektrische Einzelheizkörper (Heizlüfter, Radiatoren mit Thermo-Öl, fix montierte Paneele) als Zusatzheizungen
auftauchen, die fallweise (z.B. in Kälteperioden im Sommer) oder lokal begrenzt (z.B. Keller, WC) besondere
Spitzenbelastungen oder Schwachstellen ausgleichen.
Mit sehr geringen Preisen von 5 – 20 €/kW für Heizlüfter (keine Installationskosten) und 200 – 500 €/kW für
Wandgeräte (Fix-Installation oder Steckdose) lassen sich üblich benötigte Heizleistungen in gut gedämmten
Häusern mit einem Bruchteil der Investitionskosten von Warmwasserzentralheizungen realisieren.
Beispiel 12-6: Bivalent-parallel Wärmepumpe in der Heizanlagenverbesserung
Ausgangssituation: Haus mit 5 kW Heizlast nach Sanierung (8.000 kWh/Jahr Heizwärmebedarf), alter 15 kW
Ölkessel in gutem Zustand aber wenig gedämmt (Tabelle 8-5
: Auskühlverlust ca. 1 %), nach Sanierung
dreifach überdimensioniert. Vorschlag der Installation einer L/W-WP als bivalent-parallele Ergänzung bis 5
o
C Außentemperatur. Vergleich der beiden Va
rianten (ohne Betrachtung der sommerlichen
Warmwasserbereitung). Die Wärmepumpe kann somit 30 % der Heizwärme liefern, wird in einem
angemessenen Temperaturbereich betrieben und trägt dazu bei, dass der Heizkessel einen höheren
Nutzungsgrad aufweist (und geringere Belastung durch Teillastbetrieb).
Nutzungsgrad Ölkessel bei Alleinheizung (Tabelle 9-5) bzw. im bivalenten Betrieb (Tabelle 8-9):
η
allein
= 1 – 0,1 – 1•3/0,3•100 = 0,80
η
bivalent
= 1 – 0,1 – 1•3/0,41•100 = 0,83
Ölbedarf: 8.000•0,7/0,83 = 6.750 kWh/Jahr Strombedarf: 8.000•0,3/4,7 =510 kWh/Jahr
Jahreskosten (Öl: 0,1 €/kWh; Strom: 0,2 €/kWh): 675+102 = ca. € 775,-
Jahreskosten Ölkessel monovalent: 8.000•0,1/0,8 = € 1.000,-
Jahreskosten L/W-WP monovalent (JAZ=2,7) = 8.000•0,2/2,7 = ca. € 590,-
Mit einer zinsenfreien Finanzierung (z.B. Eigenkapital) und einer angenommenen ND von 15 Jahren ist die
bivalente Lösung wirtschaftlicher, wenn die Mehrkosten der monovalenten Wärmepumpe (doppelte
Leistung!) über € 2.800,- liegen (u.U. muss der Abbau der Altanlage auch eingerechnet werden).
Grenzkosten der Mehrinvestition = (775-590)•15 = ca. € 2.800,-
181
12.9.2. Umweltaspekte und Behaglichkeit
In der Energieberatung sind die folgenden Themen zu erwarten und entsprechend zu behandeln:
Herkunft des Heizstroms und Effizienz der Stromerzeugung
Die relevante Frage ist: Was ändert sich, wenn (viele) neue Infrarotheizungen an Heiztagen zusätzlich Strom
benötigen. Welche Kraftwerke (Speicher) werden dann zugeschaltet?
Schon jetzt wird an Heiztagen Strom importiert, da die Produktion in Österreich zu gering ist und zudem
weniger Erneuerbarer Strom produziert wird als im Jahresschnitt. Während der Heizperiode wird daher Strom
vor allem aus Tschechien (10 TWh/Jahr) und Deutschland (14 TWh/Jahr) importiert. Nettostromimport 2014:
13,5 %, das sind ca. 10 TWh/Jahr
Dieser Strom stammt zu einem großen Teil aus Kohle- und Atomkraftwerken und ist somit nicht nur mit hohen
CO
2
Emissionen sondern auch mit der Erzeugung von radioaktivem Abfall verbunden. Mit der Tatsache, dass
neue Stromheizungen die Abschaltung der ineffizienten Kraftwerke (keine Fernwärmeauskopplung) verhindern,
muss der Primärenergieaufwand somit mit ca. 3 (kWh/kWh) angesetzt werden.
Schlussfolgerung: Für die Bewertung der Beheizung mit Strom (auch Wärmepumpe) durch Energieberatung
sowie die Erarbeitung von Empfehlungen sollten Primärenergie- und CO
2
-Konversionsfaktoren verwendet
werden, die den tatsächlichen Verhältnissen in der Betriebszeit entsprechen und die auch die Effektive durch
Veränderungen der Stromnachfrage berücksichtigen.
Nutzung der eigenen Photovoltaikanlage
Aus der eigenen PV-Anlage ist in den Wintermonaten ein monatlicher Ertrag von etwa 30 kWh/kWp zu
erwarten, mit einer 5 kWp Anlage (ca. 40 m²) kann in der Zeit also nicht einmal der Haushaltsstrombedarf
gedeckt werden.
Schlussfolgerung: Heizen mit PV-Strom vom Hausdach ist damit auch mit üblichen Batteriespeicherung nicht
realistisch.
Mögliche Einsparung durch Senkung der Raumtemperatur
Eine ganze Reihe von Heizsystemen arbeitet mit Wärmeabgabeflächen, die einen relativ hohen
Strahlungsanteil aufweisen. Elektro-Direktheizungen sind hier nicht gesondert hervorzuheben.
Beispiel 12-7: Kostenvergleich für Ganzhausheizung mit elektrischen Einzelheizkörpern
Ein zum Niedrigenergiehaus saniertes Altgebäude (HWB 40 kWh/m
2
.Jahr, Heizlast 4 kW, 150 m
2
Energiebezugsfläche), das bisher mit Einzelöfen beheizt wurde, soll entweder mit elektrischen Heizkörpern
(Wandpaneele, 500 €/kW, Jahresnutzungsgrad 100 %, Strompreis gesamt 0,21 €/kWh, Nutzungsdauer 10
Jahre) oder mit einer herkömmlichen Öl-Zentralheizung (Jahresnutzungsgrad 80 %, Kostenvoranschlag €
20.000,-, Ölpreis 0,09 €/kWh, Nutzungsdauer 20 Jahre) versorgt werden. Das Geld ist vorhanden, es werden
keine Zinsen (weder für Kredit noch für andere Investition) berücksichtigt.
Gesamtkosten Zentralheizung (Energiekosten + jährlicher Anteil der Investitionskosten):
40 • 150 •0,09 / 0,8 + 20.000 / 20 = € 1.680,-/Jahr
Gesamtkosten elektrische Direktheizung:
40 • 150 • 0,21 + 500 • 4 / 10 = € 1.460,-/Jahr
Je nach dem konkreten Verhältnis der Energiepreise (es gibt Energieversorgungsunternehmen, die
Heizungsstrom für unter 0,1 €/kWh anbieten) und der Investitionskosten können Elektrodirektheizungen
auch unter Einrechnung kürzerer Lebenszeiten wirtschaftliche Alternativen der Ganzhausheizung darstellen.
182
Die Argumentation der Anbieter: Durch die gerichtete Wärmestrahlung auf Personen können subjektiv
angenehme Konditionen bei niedrigeren Luft-Temperaturen erreicht werden, wodurch die
Innenraumlufttemperatur etwa 2 bis 3 Grad kälter gehalten werden kann, was die Transmissions- und
Lüftungswärmeverluste reduziert. Dieser Effekt wird zum Beispiel bei Industriehallen genutzt und kann
energiesparend wirken, weil die Innentemperatur niedrig bleiben kann.
In Wohnräumen erreicht die alleinige Beheizung mit elektrischen Paneelen die heute erwarteten
Komfortbedingungen nicht. Ohne direkt gefühlte Bestrahlung liegen die Raumtemperaturen deutlich zu
niedrig. Die Positionierung und der Abstand der Paneele zu den Personen ist somit ein heikler Punkt. Direkte
Bestrahlung ist nur kurzfristig angenehm, da der menschliche Körper Wärme abgeben muss (ebenfalls ca. 49 %
Strahlungsanteil!).
Schlussfolgerung: Zur Ermittlung des Energieverbrauchs bei gleichem Komfort muss für Elektro-
Direktheizungen mit den üblichen Innentemperaturen gerechnet werden. Werden nur einzelne Gebäudeteile
temperiert, so ist das ein bewusster Komfortverzicht („Teilbeheizung“), der nicht in einem
betriebswirtschaftlichen Vergleich berücksichtigt werden kann.
Behandlung der „Infrarotheizung“ in der Energieberatung
Da es zurzeit noch keine anerkannten Richtlinien für den Einsatz von elektrischen Direktheizungen gibt, sind die
Aussagen der Anbieter mit Vorsicht zu behandeln. Für die Dimensionierung wird die normgemäße
Heizlastberechnung (EN 12831, ÖNORM H7500-1) als ungeeignet bezeichnet, stattdessen werden meist
Heizleistungen pro Quadrat- oder Kubikmeter angegeben, ohne Berücksichtigung von Transmissions- und
Lüftungsverlusten. Das direkte Anstrahlen von Fenstern und Außenwänden ist zu vermeiden, da sich dabe
sogar erhöhte Wärmeverluste ergeben können.
Da Infrarotheizsysteme meist auf einzelnen, individuell schaltbaren Modulen beruhen, kann ihre Heizwirkung
kurzfristig ein- beziehungsweise ausgeschaltet werden. Somit könnten gezielt ausgerichtete
Strahlungsheizungen, die lediglich für kurze Zeit (z. B. einige Minuten nach dem Duschen aber auch wenig
genutzte Ferienhäuser oder einzelne Räume) pro Tag benötigt werden, in Verbindung mit geringeren
Lüftungswärmeverlusten, Einsparungen im Vergleich mit konventionellen Heizsystemen, die den Raum
durchgehend beheizen, bringen.
Schlussfolgerung: „Infrarotheizungen“ sind genauso zu dimensionieren wie andere Heizsysteme und bevorzugt
dort einzusetzen, wo kurzzeitige und räumlich begrenzte Wärmezufuhr von Vorteil ist. Zu beachten sind:
erforderliche Leistung, Fläche, Anzahl der Paneele, Oberflächentemperaturen, genaue Berechnung der
Raumheizlasten.
12.10. Eigenstromerzeugung und Stromeinspeisung mit Photovoltaik
Um diese Frage im Rahmen einer Beratung zu beantworten, können Sie folgende Grobabschätzung gemeinsam
mit dem Beratungskunden vornehmen.
• 70 % des Jahresertrags werden in unseren Breiten im Sommerhalbjahr (April - September) erzielt. Im
Dezember trifft nur 20 % der Strahlung eines guten Sommermonats auf die Module.
• Die Jahressumme der Globalstrahlung liegt in Österreich je nach Region zwischen 900 und 1300
kWh/m²a, 1050 bis 1100 kWh/m²a kann als Globalstrahlung in den meisten Tieflagen in Österreich
angenommen werden.
• Bei netzparallelen Anlagen mit kristallinem Silizium und guter Ausrichtung wird eine elektrische
Ausbeute von ca. 1000 kWh/kWp erreicht. Für 1 kWp installierte Leistung wird eine Fläche von ca. 7
bis 8 m² benötigt (bei kristallinen Silizium-Modulen).
Tabelle 12-5: Ertragsrechnung für eine PV - Anlage
183
Parameter für die Berechnung Beispiel
49
Hinweis
Globalstrahlung [kWh/m²a] 1.050 Referenzstandort wählen (Tabelle 4-4)
Ausrichtung und Dachneigung [-] 0,95 Anteil der Einstrahlung vom Optimum (Tabelle 12-6)
Beschattung [-] 0,9 1: keine, 0,9: leicht, 0,8: mäßig
Wirkungsgrad (Modulart) [-] 0,13 Monokristallin/Polykristallin/Dünnschicht
Modulfläche [m²] 32 Gewählte PV-Modulfläche
Stromertrag PV [kWh/a] 3.789 Produkt der ersten bis fünften Zeile
Strombedarf Haushalt [kWh/a] 4.000 Stromrechnung
Strompreis [€/kWh] 0,2 Stromrechnung
Eigenbedarfsdeckung [-] 0,3
Zuordnung Faktor: 0,3 - 0,5 (
Tabelle
12-8)
Eigenbedarfsdeckung [kWh/a] 1.200 Strombedarf mal Faktor 0,3
Ertrag Eigenstrom [€/a] 240 Stromertrag – Eigenbedarf gedeckt
Stromeinspeisung [kWh/a] 2.589 Stromertrag - Eigenbedarfsdeckung
Einspeisevergütung [€/kWh] 0,08 Durchschnittlicher Wert in Österreich
Ertrag Stromeinspeisung [€/a] 180
Gesamtertrag [€/a] 420
Anschaffungskosten [€] inkl. MwSt. 8.000 Richtwert: 2.000 €/kWp (Tabelle 11-4)
Förderung [€] 1.500 z.B. Klima und Energiefonds (375 Euro/kWp)
Amortisation statisch [a] 15,5 (Anschaffungskosten - Förderung)/Ertrag pro Jahr
• Im Mittel können etwa 30 % des Ertrags in einem Haushalt selbst genutzt werden. Dieser Anteil kann
durch geeignete Steuerungsmaßnahmen und zusätzliche Speichermöglichkeiten auf bis zu über 50 %
gesteigert werden. Eine Wirtschaftlichkeit derartiger Maßnahmen ist selten gegeben.
• Für genaue Berechnungen steht eine steigende Anzahl von Online-Tools zur Verfügung.
50
49
Typische Anlage für Einfamilienhäuser
50
www.pvaustria.at/daten-fakten/technologie/pv-auslegung/
184
Tabelle 12-6: Relativer jährlicher Ertrag von Photovoltaikanlagen in Prozent
51
Tabelle 12-7: System-Wirkungsgrade von PV Anlagen
Die Tabellenwerte berücksichtigen einen Wirkungsgrad von 95 % für den Wechselrichter (5 % Verluste).
Tabelle 12-8: Abschätzung der Eigenbedarfsdeckung durch eine PV Anlage
Hinweis: Die Anschaffung einer Batterie ist derzeit nicht wirtschaftlich. Im Beispiel in Tabelle 12-8 ergeben sich
Stromkosten von ca. 0,40 – 0,60 €/kWh über die Lebensdauer der Batterie. Das könnte sich in den nächsten
Jahren durch niedrigere Einspeisetarife bei steigenden Strompreisen, gezielte Förderungen oder neue billige
Produkte („Tesla Powerwall“, angekündigt um $ 3.500,- für 10 kWh) ändern.
51
http://www.photovoltaik-web.de/dacheignung/dachneigung.html
Süd
Südost /
Südwest
Ost / West
Nordost /
Nordwest
Nord
0 100 100 100 100 100
30 115 110 95 90 70
60 105
100 80 55 40
90 80 75 55 35 20
Himmelsrichtung
Neigung
Modulart
Wirkungsgrad
(%)
Spezifischer
Ertrag
(kW
P
/m
2
)
Monokristalline Photovoltaik Module 15 0,16
Polykristalline Photovoltaik Module 13 0,14
Dünnschichtzellen 7 0,08
Einsatzmöglichkeiten von PV zur Deckung des
Strombedarfs
Eigenbedarf-
deckungsgrad
(%)
Eigenbedarfsdeckung bei 3 kWp PV Anlage ohne
wei tere Maßnahmen
30
Mögliche Einbindung bei optimalem
Lastmanagement
Zusätzliche
Deckung
Waschmaschine (Zeitsteuerung) 70 % 3
Geschirrspüler (Zeitsteuerung) 70 % 3
Trockner (Zeitsteuerung) 70 % 5
Gefrieren (Gezi eltes Kühl en tags über, weniger
Strombedarf nachts) 50 %
1
E-Fahrrad bis 5
E-Auto bis 20
Batteri e (3 kWh) 15-20
185
12.11. Thermische Solaranlage oder PV + Wärmepumpe zur
Brauchwassererwärmung
Der Ersatz ineffizienter Heizanlagen (Nutzungsgrad im Sommer wegen geringer Einschaltzeiten und hohen
Bereitschaftsverlusten nur ca. 70 % des Wertes im Winter, Tabelle 9-5) zur sommerlichen
Warmwasserbereitung war das erste Einsatzgebiet thermischer Solaranlagen vor ca. 40 Jahren. Deren
Wirtschaftlichkeit muss heute unter neuen Gesichtspunkten betrachtet werden:
• Bessere Heizanlagen (Dimensionierung, Dämmung, Kesseltemperaturen)
• Erneuerbare Alternative durch effiziente Hackgut- und Pelletheizungen
• Geringere Personendichte / Familiengröße und damit geringerer Warmwasserverbrauch
• Effiziente Waschmaschinen und Geschirrspüler mit Wärmerückgewinnung machen den Betrieb mit
Warmwasser wirtschaftlich uninteressant und haben sich nicht durchgesetzt
• Der sommerliche Warmwasserverbrauch wird prinzipiell meistens überschätzt (um bis zu 100 %),
wenn mit einem Jahresdurchschnittswert gerechnet wird (Abwesenheit durch Urlaub, geringeres
Wärmebedürfnis)
• Angebot effizienter Brauchwasserwärmepumpen
In der Energieberatung wird immer öfter gefragt, ob die Kombination einer Wärmepumpe mit einer eigenen
Photovoltaikanlage wirtschaftlicher für die Warmwasserbereitung ist als eine thermische Solaranlage. Da beide
Technologien ausschließlich mit erneuerbarer (kostenloser) Energie betrieben werden (allerdings ca. 6 %
Pumpenstrom für eine Solaranlage), muss die Entscheidung ausschließlich über eine Betrachtung der
Wirtschaftlichkeit erfolgen. Dabei ergeben sich die folgenden Überlegungen:
• Energieüberschüsse im Sommer können von der PV Anlage eingespeist werden, für die thermische
Solaranlage senken sie den Nutzungsgrad.
• Zur Nutzung als Zusatz- oder Alleinheizung in der Übergangszeit (März-April sowie September-
Oktober) sind beide Systeme geeignet, es müssen die entsprechenden Möglichkeiten (Abstimmung
des Gesamtsystems geschaffen werden. Für die thermische Solaranlage ist ein effizienter
Parallelbetrieb mit einem Heizkessel deutlich problematischer (Steuerung, Temperaturschichtung im
Speicher).
• Der Nutzungsgrad der thermischen Wärmeerzeugung sinkt im Winter sehr schnell ab, der
Wirkungsgrad einer Photovoltaikanlage steigt mit sinkender Temperatur.
Beispiel 12-8: Wirtschaftlichkeit der PV Anlage aus Tabelle 12-5
Einspeiseerlös: 3789 kWh • 0,7 • 0,08 €/kWh = 212 €/a
Einsparung: 3789 kWh • 0,3 • 0,18 €/kWh = 205 €/a
Ertrag: 417 €/a
Amortisation statisch: 6.500 € / 417 €/a = 15,5 Jahre
Amortisation dynamisch mit 2 % Verzinsung (Eigenkapital) und 15 (20) Jahren Nutzungsdauer: a = 0,078
(0,061):
6.500 • 0,078 (0,061) = € 507,- (€ 397,-) pro Jahr
Im Vergleich zum Sparbuch rechnet sich die Anlage bei gleichbleibenden Energiepreisen nur, wenn sie
annähernd 20 Jahre betrieben werden kann.
186
• Eine komplette Eigenversorgung ist mit thermischen Kollektoren nur mit hohem Aufwand
(Saisonspeicher) und niedrigem Nutzungsgrad (Sommerüberschüsse, Speicherverluste) erreichbar,
eine PV Anlage kann beliebig groß sein, da Überschüsse eingespeist werden können.
12.12. Ökologischer Vergleich von Heizsystemen
Einen ökologischen Vergleich kann man auf drei Ebenen versuchen:
• Primärenergieaufwand: Berücksichtigt alle Verluste (umgerechnet in % des Energieinhaltes) im
Produktionssystem eines Energieträgers von der Prospektion (z.B. Suche nach neuen Öl- und
Gasvorkommen) über die Förderung, den Transport, die Veredelung zum handelbaren
Endenergieträger.
• Schadstoffemissionen in der Nutzung: Vergleicht Energieversorgungsanlagen anhand der bei der
Verbrennung entstehenden traditionellen Schadstoffe (z.B. über eine Gewichtung, die sich an
Vorgaben zur maximal zulässigen Konzentration an Arbeitsplätzen orientiert). Für die fossile
Stromerzeugung können diese Emissionen mitberücksichtigt werden. Zu diesen Schadstoffen zählen
Stickoxide (aus Stickstoff in Brennstoffen und aus der Luft), Schwefeldioxid (Kohle und schwere
Heizölsorten) sowie Staub und Schwermetalle.
• Emission von Treibhausgasen: Bei der Verbrennung von Kohlenstoff (Biomasse und fossile
Energieträger) entsteht CO
2
, das als menschliche Ursache der beobachteten Verstärkung des
Treibhauseffektes (Anstieg der atmosphärischen CO
2
-Konzentration auf inzwischen über 400 ppm
oder 0,04 %). Mit CH
4
wird ein weiteres Treibhausgase werden in der Förderung und Verteilung
(Leckagen) fossiler Brennstoffe emittiert.
Beispiel 12-9: Vergleich PV / Wärmepumpe und thermische Solaranlage Anlage
Ausganssituation: Beispiele 9-1 und 9-2, Tabelle 12-5
Zeitraum: Mai-September, ca. 65 % der Globalstrahlung, mittlerer Lagefaktor: 1,0
η
PV
= 10 %
Energiebedarf: 3.000 kWh
Einsparung Solaranlage = € 260,- Jahr
Ungefähre Kosten (mit Speicher): € 6.000,-
K/N = ca. 23 (Jahre)
Strombedarf Wärmepumpe (
β
= 2,8): 3.000 / 2,8 = ca. 1.700 kWh
Energieertrag PV (Tabelle 4-4 und Tabelle 4-6): 1.105 * 0,65 * 1,0 * 0,1 * 32 = 2.300 kWh
Dieser Energieertrag kann zu 100 % im Haushalt im Haushalt genutzt werden, rechnerisch kann die
Wärmepumpe (gut steuerbar, daher sinnvolle Strategie zur Eigennutzung) komplett mit Eigenstrom
betrieben werden.
Einsparung PV = € 300,- pro Jahr
Ungefähre Kosten L/ W Wärmepumpe (mit Speicher): € 4.000,-
Anteilige Kosten PV Anlage: € 3.000,-
K/N = ca. 23 Jahre
Das Ergebnis zeigt in erster Näherung eine ähnliche Situation. Ein seriöser Vergleich der beiden Technologien
ist nur mit genauer Kalkulation und Berücksichtigung aller Rahmenbedingungen möglich.
187
• Ökologischer Fußabdruck: Fiktive Fläche in gha (global hectares, produktive Landfläche im globalen
Durchschnitt), die eine Einheit (z.B. eine Person) benötigen würde, um alle benötigen Produkte und
Dienstleistungen zu erzeugen (im Hintergrund sehr stark mit den Algorithmen zur Ermittlung von
Primärenergiebedarf und CO
2
-Emissionen verknüpft). Ein großer Unterschied ergibt sich in den online
verfügbaren Berechnungsprogrammen in der Berechnung des Flächenverbrauchs von fossilen
Energieträgern. Nur ein an der TU Graz entwickeltes Programm geht von der Fähigkeit der Erde aus,
Kohlenstoff zu re-mineralisieren, ein Prozess, der um ein Vielfaches langsamer abläuft, als die
derzeitigen Emissionen.
52
In Tabelle 12-11 sind die entsprechenden Rechenwerte zusammengefasst.
In den folgenden Tabellen sind zwei Versuche zusammengefasst welche eine relative Beurteilung von Wärme-
und Stromversorgungsanlagen mit physikalisch und technisch begründeten, am Ort der Entstehung allerdings
fiktiven, Werten ermöglichen. Tabelle 12-9 ermittelt jenes Luftvolumen in m
3
, mit dem das Abgas zur
Erzeugung von 1 kWh Nutzenergie verdünnt werden müsste, um für jeden enthaltenen Schadstoff die maximal
zulässige Konzentration am Arbeitsplatz zu unterschreiten (Kombinationseffekte von Schadstoffen sowie CO
2
sind dabei nicht berücksichtigt).
Die folgenden Schadstoffe wurden in die Bewertung aufgenommen: SO
2
, NO
2
, CO, Staub, F, Cl, HCHO, Pb, Cd,
aromatische Kohlenwasserstoffe (Verwendung von Mittelwerten).
Tabelle 12-9: Relative Emissionskennzahlen von Heizsystemen (Spitzer, 1988)
Mit Tabelle 12-10 wurde in Vorarlberg versucht, neben dem Primärenergieaufwand, einen Emissionsfaktor zu
definieren, der die Schadstoffe aus Tabelle 12-9 mit den CO
2
-Emissionen kombiniert. So sind vier Klassen von
52
www.fussabdrucksrechner.at
Kleine FW Große FW
Scheitholz (Altanlage, Durchbrand) 241 159 138 --- ---
Scheitholz (Neuanlage, Untenabbrand) 139 102 94,5 --- ---
Hackgut (Altanlage, Vorofen) --- --- 28,9 --- ---
Ha ckgut (Neuanl age, Retorte) --- --- 9,1 12,3 ---
Stei nkohl e (0,6% Schwefel) 322 250 178 --- 8,9
Braunkohle (0,5% Schwefel) 174 144 98,3 41,9 ---
Bri ketts (0,3% Schwefel ) 161 132 89 --- ---
Koks (0,6% Schwefel ) 53,9 50,7 46 --- ---
Hei zöl 0,1% Schwefel 3,6 2,7 2,8 --- ---
0,5% Schwefel --- --- --- 9,1 ---
1% Schwefel --- --- --- --- 1,8
Erdgas 1,3 1,3 1,5 1,7 0,5
Strom-Di rekthei zung Al te Kraftwerke 49 --- --- --- ---
Moderne Kraftwerke 18,8 --- --- --- ---
Strom-Wärmepumpe Al te Kraftwerke
--- --- 49 --- ---
Moderne Kraftwerke --- --- 18,8 --- ---
Mit Spitzenlastkessel Heizöl 0,1%
*)
--- --- 30,5 --- ---
Erdgas – BHKW – Motor --- --- --- 4,3 ---
Erdgas – BHKW – SK --- --- --- 1,6 ---
Kleine FW: kleine Fernwärmenetze zur Ortsversorgung
Große FW: große Fernwärmenetze mit Heizwerk oder Heizkraftwerk
Fernwärme
Wärmeversorgungsanlage
Energieträger
*)
Deckungsgrad der Wärmepumpe: 60 %
Einzelofen
Etagen-
heizung
Zentral-
heizung
188
Heizsystemen entstanden, was eine Qualitative Erstbeurteilung ermöglicht. In diesem Fall wird zwar für
Biomasse ein Bereitstellungsaufwand von 2-5 % berücksichtigt, die CO
2
-Emissionen aber vernachlässigt.
Tabelle 12-10: C02 Emissionen und Primärenergieaufwand (Gmeiner H., 1994)
Anmerkungen zur CO
2
-Neutralität von Biomasse:
• Diese gilt genau nur dann, wenn der Energierohstoff nachhaltig produziert wird. In jedem Fall ist
dieses energie- und umweltpolitische Ziel umso leichter zu erreichen, je geringer der Verbrauch von
Biomasse ist. Jede Einsparmaßnahme trägt somit zur möglichen CO
2
-Neutralität bei.
• In Abhängigkeit von Transportdistanzen (z.B. Holzheizung in Ballungsgebieten) und Verarbeitungstiefe
(z.B. Pellets) sind fossile Treibstoffe und Strom nötig, um Biomasse als Energieträger nutzbar zu
machen. Besonders hoch ist dieser Zusatzaufwand bei der Bereitstellung von Treibstoffen auf
pflanzlicher Basis (z.B. Pflanzenöl, Ethanol, Biogas).
Tabelle 12-11: Fußabdruck und CO
2
-Emissionen mit Berücksichtigung der CO2-Rücklagerung
Emissions-
bewertungs-
zahl
(Nm
3
/kWh)
CO
2
Emission
(kg/kWh)
Summe
1)
(-)
Emissions-
faktor
2)
(-)
Primär-
energie-
faktor
3 0,31 34 1,15
2 0,20 22 1,09
10 0,00 10 1,02
5 0,00 5 1,05
4 0,12 16 1,09
Strom Winter 15 0,34 49 3,00
Sommer 4 0,10 14 1,00
Mi ttel wert 10 0,24 34 2,20
95 0,00 95 1,02
50 0,44 94 1,10
140 0,00 140 1,02
100 0,36 136 1,08
175 0,36 211 1,08
180 0,34 214 1,08
1)
Fikti ver Wert: Emi s sions bewertungszahl + 100 * CO
2
Emission
2)
Fiktiver Wert zum ökologischen Vergleich von Maßnahmen
Scheitholz zentral
Koks
Scheitholz Einzelofen
Braunkohle zentral
Braunkohle Einzelofen
Steinkohle
1,00
1,05
1,10
1,20
Heizungsart
Hei zöl
Erdgas / Fl üssiggas
Hackgut
Pel l ets
KWK Erdgas
Fußabdruck
(m
2
/kWh)
CO
2
Emission
(kg/kWh)
28,8 0,098
7,9 0,014
2,6 0,009
23,7 0,105
16,1 0,055
65,0 0,395
72,5 0,475
59,8 0,368
255,4 1,759
Strom (direkt) Jahreswert 196,0 0,660
Strom (Wärmepumpe,
β
=4,0)
Jahres wert 50,4 0,170
Energieträger für Heizung
und Warmwasser
Pellets, Holzbricketts
Hackschnitzel
Stückholz
Solarthermie
Fernwärme (Bi oma sse)
Fernwärme (fos s i l )
Erdgas
Hei zöl
Kohle
189
13. Neue Themen in der Energieberatung
Immer häufiger werden in der Energieberatung Fragen angesprochen, die auf eine Optimierung des gesamten
direkt persönlich beinflussbaren Energieverbrauchs abzielen. Während für den Strombedarf im Haushalt
ähnliche Datenquellen und Vorgehensempfehlungen existieren wie für den Wärmebedarf, ist das für die
Handlungsfelder Mobilität und Konsum, mit besonderer Berücksichtigung der Ernährung, entweder erst in
Ansätzen möglich oder wird von anderen Beratungsinstitutionen und –initiativen angeboten.
Ganz überschlägig zeigt die folgende Darstellung die relative Bedeutung von Mobilität und Ernährung in einer
Gesamtsicht des persönlichen Energiekonsums. Insgesamt werden in diesem Fall ca. 17.000 kWh an Endenergie
konsumiert, davon ca. 40 % für die Mobilität, 35 % für die Energieversorgung der Wohnung und 25 % für die
Ernährung (inklusive des konsumierten Nährwertes). Umgerechnet auf die benötigte Dauerleistung sind das
fast genau 2.000 Watt.
Tabelle 13-1: Beispiel für den privaten Energiekonsum einer typischen Lebensweise
In den folgenden Kapiteln wird der Versuch gemacht, erste Informationen für die Energieberatung
bereitzustellen und Empfehlungen für den Einsatz zu formulieren.
13.1. Mobilität
13.1.1. Physikalische Grundlagen und Verkehrsmittelwahl
Der Nutzenergiebedarf für Mobilität ist kaum physikalisch beschreibbar. Versucht man, das Zurücklegen eines
Weges durch eine Person zugrunde zu legen, können zwei Bezugspunkte gewählt werden: Auf einer ebenen
Strecke entsprechen sowohl eine Gehgeschwindigkeit von ca. 6 km/h als auch eine Fahrgeschwindigkeit mit
dem Fahrrad von ca. 18 km/h einer Arbeitsleistung von ca. 150 Watt und einem Kalorienverbrauch von ca. 500
kcal/Stunde. Beide Geschwindigkeiten liegen auch in einem flachen Energieminimum und sind somit die für
einen Menschen effizientesten Fortbewegungsmöglichkeiten.
Umgerechnet auf einen Kilometer zurückgelegte Distanz bedeutet das für die minimal benötigte Nutzenergie:
Zu Fuß: ca. 25 Wh/km Nutzenergie (physikalischer Energiebedarf) und ca. 100 Wh/km Endenergie („verbrannte
Kalorien“)
Mit dem Fahrrad: 8,5 Wh/km Nutzenergie und ca. 32 Wh/km Endenergiebedarf.
Der Nutzungsgrad der Wärmekraftmaschine Mensch beträgt somit, ähnlich wie jener für ein thermisches
Kraftwerk ohne Abwärmenutzung, 25-30 %. Das unterstreicht die Bedeutung der Personenabwärme in der
Wärmebilanz von Niedrigenergiehäusern.
Heizung + WW Elektrizität Auto Ernährung
Niedrigenergiehaus,
4 Bewohner,
130 m2, Erdgas
Typischer Haushalt
und Strommix
2 Personen,
20.000 km,
7 lt/100 km
Durchschnitt
Österreich +
Produktionskette
Nutzenergiebedarf
(kWh/Person.Jahr)
1.500 1.000 700 1.400
Endenergieverbrauch
(kWh/Person.Jahr)
2.500 3.000 7.000 4.500
Systemnutzungsgrad 60% 30% 10% 30%
Vergleichsgröße
190
Tabelle 13-2: Wärmeleistung (Endenergieeinsatz) für Gehen und Radfahren
Im Vergleich zu den oben beschriebenen Werten liegt der Endenergiebedarf für die Fortbewegung in einem
PKW mit ca. 160 Wh/km (Elektroauto) bis ca. 500 Wh/km (Kleinwagen) um etwa den Faktor 10 höher.
Für die Berechnung des persönlichen Energieverbrauchs (in weiterer Folge auch der Umweltauswirkungen)
sowie den Vergleich verschiedener Mobilitätslösungen sind zwei Einflussbereiche entscheidend:
• Form der Kraftübertragung und Energieversorgung: Muskelkraft (Ernährung), Elektromotor
(thermische oder erneuerbare Umwandlung), Verbrennungsmotor (fossile oder biogene Treibstoffe).
• Anzahl der Personen, die ein Verkehrsmittel gleichzeitig nutzen: Zwischen einer (z.B. Fahrrad, oft
auch PKW) bis zu ca. 1.500 (großer Intercity Zug). In diesem Zusammenhang ist vor allem die
Auslastung von Interesse (tatsächliche Personenanzahl / maximale Personenanzahl).
Für eine energieeffiziente und nachhaltige Gestaltung der persönlichen Mobilität sind somit vier Grundsätze, in
absteigender Priorität, von Bedeutung:
1. Weg durch Entscheidungen im Vorfeld kurz (z.B. Nutzung von Nahversorgung, Wahl des Wohnortes)
und selten halten (z.B. Einkaufsplanung, Nutzung von Telekommunikation).
2. Möglichst viele Wege zu Fuß oder mit dem Fahrrad zurücklegen.
3. Öffentliche Verkehrsmittel mit möglichst vielen anderen Personen gleichzeitig benutzen.
4. Elektrische Antriebe jenen mit Verbrennungsmotoren vorziehen.
13.1.2. Datengrundlagen der Mobilität für die Energieberatung
Während der Energieaufwand für Fahrzeuge, die im eigenen Besitz sind, leicht zu berechnen und auch auf die
Anzahl der diese nutzenden Personen aufzuteilen ist, muss für die Bewertung der Nutzung des öffentlichen
Verkehrs eine Entscheidung darüber getroffen werden, welcher Anteil einer Person zuzurechnen ist.
In Informationsquellen zum Einfluss des Verkehrs auf den Gesamtenergieverbrauch wird meistens mit einer
durchschnittlichen Auslastung der Verkehrsmittel gerechnet. Für die Statistik ist diese Herangehensweise
ausreichend, für die Energieberatung hat sie gravierende Nachteile. Es ist z.B. offensichtlich, dass es Sinn
macht, einen nicht gut ausgelasteten Regionalbus zu benutzen und somit besser auszulasten. Die Umlegung
des durchschnittlichen Wertes auf den zusätzlichen Fahrgast erscheint in diesem Fall nicht zielführend.
In Tabelle 13-3 wurde eine Spalte angefügt, mit der der zusätzliche Energiebedarf pro Passagier abgeschätzt
werden kann, wenn man annimmt, dass das Fahrzeug ohnehin unterwegs sein würde. Für diese Abschätzung
Fortbewegung Intensität
Wärme-
leistung
(W)
Energie-
bedarf
(Wh/Pkm)
Gehen langsam (2 km/h) 118 59
mittel (4 km/h) 217 54
schnell (6 km/h) 372 62
bergauf 5% 5 km/h 547 109
bergauf 10% 5 km/h 993 199
bergab 5% 5 km/h 153 31
bergab 15% 5 km/h 133 27
bergab 25% 5 km/h 232 46
Laufen 4 km/h 700 175
12 km/h 798 67
15 km/h 917
61
20 km/h 1.610 81
Fahrradfahren 10 km/h 197 20
15 km/h 328 22
20 km/h 547 27
Autofahren innerorts 167 7
191
gibt es nur für LKW Daten, die für Vollbeladung einen ca. 20 % höheren Energieverbrauch gegenüber einem
leeren Fahrzeug ergeben. Für eine erste Abschätzung wurde dieses Verhältnis auf alle Verkehrsmittel
übertragen. Das stimmt annähernd genau nur, wenn man zwei Annahmen trifft: Die relative Zuladung ist etwa
gleich große, und die unterschiedlichen Motorenarten und Fahrtwiderstände (Rollwiderstand, Lagerreibung
und Luftwiderstand, letzterer ist unabhängig vom Gewicht und dominiert ab Geschwindigkeiten über 80 km/h)
werden nicht berücksichtigt. In der Realität wird der tatsächliche Mehraufwand der meisten Verkehrsmittel
darunter liegen, außer z.B. ausschließlich im Stadtverkehr (geringe Geschwindigkeit, häufige Beschleunigung).
Tabelle 13-3: Direkter Energieeinsatz von Verkehrsmitteln (Brauner, 2010)
Speziell für Einrichtungen des öffentlichen Verkehrs ist oft nur der Gesamtenergieeinsatz (GEV), der alle für den
Betrieb und die Infrastruktur nötigen zusätzlichen Energieverbräuche berücksichtigt, bekannt (Tabelle 13-4).
Dieser ist um einen Faktor von 1,5 bis ca. 4 höher, je nach gewählter Systemgrenze. Für die Energieberatung
wurde auf diese Darstellung verzichtet, um im persönlichen Gespräch direkt die selbst beeinflussbaren und
Messgrößen zu erörtern.
Verkehrsmittel
Direkter
Energieeinsatz
(kWh/Fkm)
Direkter
Energie-
einsatz
(kWh/Pkm)
Sitzplätze
Mittlere
Passagier-
zahl
Mittlere
Auslastung
in %
Zusätzlicher
Energieeinsatz
bei Zustieg
(Wh/Pkm)
PKW-normal 0,55 0,46 5 1,2 24 0,028
PKW-sparsam 0,40 0,33 5 1,2 24 0,020
E-Auto 0,18 0,15 5 1,2 24 0,009
Regionalbus 3,60 0,45 40 8 20 0,018
Stadtbus 4,00 0,13 80 30 38 0,010
Stadt-/Regionalbahn 18,00 0,18 500 100 20 0,007
Straßenbahn 10,00 0,25 150 40 27 0,013
U-Bahn 19,00 0,16 600 120 20 0,006
Fernzug 37,00 0,18 700 210 30 0,011
Flugzeug A320-200 35,00 0,33 150 105 70 0,047
192
Tabelle 13-4: Gesamtenergieverbrauch (GEV) von Mobilitätssystemen
Verkehrsmittel
DEV
Fahrzeug
(kWh/Fkm)
Besetzungs-
Grad
Kapazität
(Personen)
Mittlere
Auslastung
DEV bei mittlerer
Auslastung
(kWh/Pkm)
Zusätzlicher DEV
bei Zustieg
(kWh/Pkm)
GEV
(kWh/Pkm)
Zusätzlicher GEV bei
Zustieg (kWh/Pkm)
PKW benzin 0,65 1,18 5 24% 0,55 0,03 1,38 0,08
PKW di es el 0,53 1,18 5 24% 0,45 0,03 1,10 0,06
PKW autogas 0,73 1,18 5 24% 0,62 0,04 1,82 0,11
PKW hybrid (benzin) 0,48 1,18 5 24% 0,41 0,02 1,08 0,06
PKW hybrid (diesel) 0,40 1,18 5 24% 0,34 0,02 0,88 0,05
PKW el ektri s ch 0,20 1,18 5 24% 0,17 0,01 0,53 0,03
Kleinbus (bis 3,5t) 1,12 7 13 54% 0,16 0,02 0,37 0,04
Motorrad ~ k.a. 2 k.a. k.a . ~ 0,50 ~
Motorroller/Scooter 0,28 1,10 2 55% 0,26 0,06 0,44 0,10
El ektromoped 0,04 1,10 2 55% 0,04 0,01 0,12 0,03
e-Scooter 0,03 1,10 2 55% 0,03 0,01 0,15 0,03
e-Bi ke 0,01 1 1 100% 0,01 ~ 0,09 ~
Fahrrad 0,02 1 1 ~ 0,02 ~ 0,02 ~
zu Fuss 0,06 1 1 ~ 0,06 ~ 0,06 ~
Sammel taxi 1,12 7 13 54% 0,16 0,02 0,37 0,04
Linienbus (ÖV stadt) ~ k.a. 100 k.a. k.a. ~ 0,13 ~
Rei s ebus 3,0 21 50 42% 0,14 0,01 0,24 0,02
Strassenbahn ~ k.a. 140 k.a . k.a. ~ 0,08 ~
U-Ba hn ~ k.a. 600 k.a. k.a. ~ 0,02 ~
S-Bahn ~ k.a. 250 k.a. k.a. ~ 0,04 ~
Zug (regional) 7,9 95 271 35% 0,08 0,01 0,20 0,01
Zug (interci ty) 12 93 309 30% 0,13 0,01 0,34 0,02
Zug (hochgeschwindigkeit) 25 308 669 46% 0,08 0,01 0,30 0,03
Schiff ~ k.a. k.a. k.a. k.a. ~ k.a. ~
Passagierflugzeug Europa 52 98 150 65% 0,53 0,07 0,69 0,09
Passagierflugzeug Interkontinental 107 319 380 84% 0,34 0,06 0,45 0,08
Beispiel 13-1: Jährlicher Energieverbrauch für Mobilität
Diese Darstellung des direkten Energieeinsatzes (Energiebedarf) zeigt eine typische Situation für jemanden,
der täglich mit der Bahn zur Arbeit pendelt (ca. 60 km/Tag) und den PKW meistens alleine nutzt.
Ersetzt diese Person z.B. 5.000 km der PKW Strecken (Verzicht auf das Zweitauto) durch die Regionalbahn
und benutzt ein vorhandenes zweites Auto für 5.000 km zu zweit, so kann der Energieverbrauch um ca. 60 %
reduziert werden.
193
13.2. Ernährung
Der Nutzenergiebedarf für die Ernährung kann von zwei Kennzahlen hergeleitet werden, eine direkt aus der
Ernährungslehre (Empfehlung der täglichen Kalorienzufuhr – 2000 kcal + Zusatzbedarf je nach Tätigkeit) und
die andere aus dem Energieumsatz des Menschen (Metabolismus = 80 W Grundumsatz + 40 – 120 W je nach
Tätigkeit).
Tabelle 13-5: Beispielhafte Erhebung des Lebensmittelkonsums
Dieses Beispiel zeigt die grundsätzliche Richtung für eine „Energieberatung“, welche das Ernährungsverhalten
mit einbezieht:
• Fleischprodukte und Getränke verursachen, relativ zu ihrem Beitrag zur Energieversorgung des
Körpers (Nährwert / Ernährung) den höchsten Energieverbrauch im Lebensmittelsystem. Die
Lebensmittel
Mittlerer
Konsum
(kg/Woche)
Jährlicher
Konsum
(kg)
Nährwert
(kJ/kg)
Nährwert
konsumiert
(kWh/Jahr)
Graue
Energie
Produktion
(kWh/kg)
Graue
Energie
konsumiert
(kWh/Jahr)
Energie-
verbrauch
Ernährung
(kWh/Jahr)
Mais 0,1 5,2 15000 22 0,3 2 23
Reis 0,1 5,2 15000 22 1 5 27
Äpfel 1 52 2200 32 0,3 16 47
Kartoffeln 0,8 41,6 3600 42 0,2 8 50
Tomaten 0,5 26 700 5 2,1 55 60
Bohnen 0,3 15,6 2800 12 0,4 6 18
Milch 2 104 1950 56 0,7 73 129
Eier 0,2 10,4 0 6,9 72 72
Butter 0,2 10,4 30600 88 5,3 55 144
Wurst 0,3 15,6 10000 43 20 312 355
Schweinfleisch 0,5 26 8000 58 8,8 229 287
Geflügel 0,3 15,6 9000 39 8,3 129 168
Bier 4 208 1700 98 0,8 166 265
Fruchtsaft 10 520 1500 217 1,3 676 893
Wein 0,5 26 3400 25 1,3 34 58
Roggenbrot 1 52 10000 144 1,6 83 228
Kuchen 0,5 26 18000 130 2,5 65 195
Gesamtmenge 1,5 78 10000 217 3 234 451
Summen 24 1238 143450 1249 65 2220 3469
Fleischprodukte und Fisch
Getränke
Gebäck und Süßspeisen
Fertigprodukte
Getreide, Teigwaren und Pflanzenfette
Obst und Obstprodukte
Gemüse und Hülsenfrüchte
Milchprodukte und Ei
Beispiel 13-2: Jährlicher Nutzenergiebedarf für Ernährung bei durchschnittlicher Betätigung
Grundumsatz = 80 W = ca. 1,9 kWh/Tag = 700 kWh/Jahr
Mittlere Aktivität = 80 W, somit mittlerer Gesamtumsatz = 3,8 kWh/Tag = 1400 kWh/Jahr
194
Reduktion des Fleischkonsums, den Verzicht auf alkoholische und zuckerhaltige Getränke zugunsten
des Wassers (Kohlenhydrate kann man über andere Nahrungsmittel zuführen) haben somit auch den
größten Effekt.
• Die Verringerung von Transportwegen und der Anzahl von Verarbeitungsschritten ist dort leicht
möglich, wo es eine regionale Versorgungsstruktur mit effizienter Logistik gibt. Dabei ist zu bedenken,
dass der Energieaufwand für den Individualverkehr in der Beschaffung von Lebensmitteln einen
besonders hohen Stellenwert hat (z.B. frische Semmeln mit dem Auto beim Bäcker holen).
Die folgenden Tabellen (Taylor, 2000) geben einen Überblick über Rechenwerte üblicher Lebensmittel und
ermöglichen so eine erste Orientierung in diesem Themenbereich aus der Sicht des Energieverbrauchs. Für die
tatsächliche Integration des Themas in eine Energieberatung gibt es derzeit noch kaum Beispiele. Die
Wahrscheinlichkeit ist aber groß, dass Fragen der Rohstoff- und Energieeffizienz (z.B. Verringerung der
Lebensmittelabfälle) der Lebensmittelversorgung in den nächsten Jahren stärker in das Bewusstsein dringen
werden.
Tabelle 13-6: Kennwerte Getreide, Teigwaren und Pflanzenfette (Taylor, 2000)
Tabelle 13-7: Kennwerte Obst und Obstprodukte (Taylor, 2000)
PE (kWh)
CO
2
(g)
Wei zenmehl 14000
0,8 280
Haferflocken 14000
1,2 410
Vollgetreide 13000
0,6 230
Mais 15000
0,3 130
Reis 15000
1,0 4140
Reis verarbei tet 15000
7,4 11230
Tei gwaren 15000
1,1 360
Margarine 22000
1,4 360
Rapsöl 30000
1,7 540
Getreide, Teigwaren
und Pflanzenfette
Primärenergie und
Emissionen
(pro kg Produkt)
Nährwert
(kJ/kg)
PE (kWh)
CO
2
(g)
Erdbeeren 1350
0,5 110
Kirs chen 2640
0,8 210
Zwets chgen 1930
0,4 120
Weintrauben 2900
0,7 170
Äpfel 2200
0,3 60
Orangen 2000
0,7 180
Trockenobst 10000
7,3 2340
Kompott 3000
1,6 500
Obst und
Obstprodukte
Primärenergie und
Emissionen
(pro kg Produkt)
Nährwert
(kJ/kg)
195
Tabelle 13-8: Kennwerte Gemüse und Hülsenfrüchte (Taylor, 2000)
Tabelle 13-9: Kennwerte Milchprodukte und Ei (Taylor, 2000)
PE (kWh)
CO
2
(g)
Tomaten Fei l and 700
0,1 90
Treibhaus 700
4,7 1570
Blumenkohl 1000
0,6 180
Broccoli 1500
0,4 120
Kohl 1100
0,2 40
Karotten 1500
0,2 70
Rote Rüben 1100
0,1 30
Spargel 800
1,6 430
Zwi ebel 1700
0,3 90
Lauch 1300
0,7 190
Salat 800
0,2 50
Kartoffeln 3600
0,2 50
Spinat 1000
0,4 110
Sellerie 750
0,3 80
Bohnen 2800
0,4 80
Erbs en 3500
0,3 80
Soja 6150
0,5 120
Gemüse und
Hülsenfrüchte
Primärenergie und
Emissionen
(pro kg Produkt)
Nährwert
(kJ/kg)
PE (kWh)
CO
2
(g)
Mi ttelwert Mi l chprodukte 3000
0,9 780
Milch 1950
0,7 550
Joghurt, Buttermlich 2500
1,1 890
Sahne, Kondensmilch 12500
3,3 2770
Käse 15000
8,0 6640
Topfen 4000
2,0 1660
Butter 30600
5,3 4430
Ei 6800
6,9 2470
Milchprodukte
und Ei
Primärenergie und
Emissionen
(pro kg Produkt)
Nährwert
(kJ/kg)
196
Tabelle 13-10: Kennwerte Fleisch und Fleischprodukte (Taylor, 2000)
Tabelle 13-11: Kennwerte Getränke (Taylor, 2000)
PE (kWh)
CO
2
(g)
Kochwurst 10000
13,9 8000
Rohwurst 12000
38,9 14190
Schinken 8000
22,9 6430
Rindfleisch 8800
15,7 10690
Kalbfleisch 8200
14,3 4540
Schwei nefl eis ch 8000
8,8 3120
Geflügel 9000
8,3 2920
Zuchtforelle 6300
4,3 1250
Fischkonserve 8000
4,6 1330
Nährwert
(kJ/kg)
Fleisch- und
Fischprodukte
Primärenergie und
Emissionen
(pro kg Produkt)
PE (kWh)
CO
2
(g)
Obstsaft 1.500 1,3 410
Multivitaminsaft 2.000 1,6 490
Gemüs es aft 100 1,1 430
Fruchtsaftnektar 2.200 1,4 430
Multivitaminnektar 2.000 1,6 510
Diätnektar 200 1,0 330
Limonade 1.500 1,0 320
Wei n, Sekt 3.400 1,3 430
Bier 1.700 0,8 350
Spirituosen 10.000 5,1 2.770
Mineralwasser 0 0,2 50
Kaffee 50 1,0 360
Tee 100 0,7 260
Primärenergie und
Emissionen
(pro kg Produkt)
Getränke
Nährwert
(kJ/kg)
197
Tabelle 13-12: Kennwerte Gebäck und Süßspeisen (Taylor, 2000)
Tabelle 13-13: Kennwerte Fertigprodukte (Taylor, 2000)
PE (kWh)
CO
2
(g)
Roggenbrot 10000
1,6 470
Wei zenbrot 10000
1,7 490
Kuchen 18000
2,5 850
Torte 14000
2,4 980
Salzgebäck 12000
5,2 1430
Keks 18000
2,2 690
Knäckebrot 15000
5,1 1400
Eis 9000
2,3 680
Zuckerl n 17000
5,1 1530
Zucker 17000
4,2 1310
Marmelade 8000
4,1 1160
Nährwert
(kJ/kg)
Gebäck und
Süßspeisen
Primärenergie und
Emissionen
(pro kg Produkt)
PE (kWh)
CO
2
(g)
Kartoffelpüree 15000
8,4 2500
Pizza ohne Fleisch 7000
3,1 1050
Pizza mit Fleisch 9000
5,4 2180
Suppe ohne Fleisch 1500
0,1 30
Suppe mit Fleisch 2500
3,8 1720
Eintopf ohne Fleisch 2500
0,1 40
Eintopf mit Fleisch 3000
1,7 740
Soße 8000
0,2 80
Feinkostsalat ohne Fleisch 3000
1,2 340
Feinkostsalat mit Fleisch 2500
19,2 8620
Salatdressing 10000
1,6 540
Mayonnaise 30000
5,0 1470
Sauerkraut 600
0,8 190
Sauergemüse 600
8,8 2910
Tofu 3000
10,1 5270
Nährwert
(kJ/kg)
Fertigprodukte
Primärenergie und
Emissionen
(pro kg Produkt)
198
14. Ausgangssituation und Projektabwicklung
14.1. Das Original aus dem Jahr 1989: HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER
Das ursprüngliche HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER stützte sich auf einen Prototyp, den DI Arch. Konrad Frey
1981 verfasst und immer wieder ergänzt hat (Frey, 1981). Die siebenjährigen Erfahrungen mit dessen
Anwendung durch die Energieberatungsstelle beim Amt der Steiermärkischen Landesregierung sowie neuester
Erkenntnisse aus der Energieberatung sowie der physikalisch-technischen Beschreibung von Baukörper und
Wärmeversorgung in Österreich, der Schweiz und Deutschland sind verarbeitet worden. Die Autoren waren in
den späten 70er-Jahren am Aufbau einer Energieberatung in der Steiermark maßgeblich beteiligt und haben
u.a. Sanierungsprojekte, wie das von der Wohnbauforschung und dem Land Steiermark geförderte
Forschungsprojekt „Kritische Erprobung von Energiesanierung an Altwohnbauten“, durchgeführt.
Das HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER wurde in der Zeit von September 1986 bis Dezember 1988 am Institut
für Energieforschung im JOANNEUM RESEARCH mit Förderungsmitteln der Wohnbauforschung des
Bundesministeriums für Wirtschaftliche Angelegenheiten erstellt. Es wurde angestrebt, im nunmehr
vorliegenden Werk den international letztgültigen Erkenntnisstand zu verarbeiten. Eine zweckmäßige
Gliederung der Vorgangsweise bei der Beratung, sowie gewisse Rechenmethoden sind neu entwickelt worden.
In den Jahren danach sind einige punktuelle Aktualisierung durchgeführt worden (z.B. Anpassung der Preise
und Kosten). Im Jahr 2004 wurde das HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER allen Nutzern und Nutzerinnen
kostenlos zur Verfügung gestellt und in weiterer Folge vom Institut für Energieforschung nicht mehr bearbeitet.
Einige der mit Energieberatung betrauten Organisationen haben laufend für den eigenen Gebrauch einzelne
Datenblätter aktualisiert und ergänzt.
14.1.1. Zielsetzung des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER
Das HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER ist eine Sammlung von Berechnungshilfen und
technisch/betriebswirtschaftlichen Daten zu allen Faktoren, die die Wärmeversorgung von Gebäuden
bestimmen. Es gestattet energiewirtschaftliche Berechnungen zur Bautechnik und Heizungstechnik von Alt-
und Neubauten unter Berücksichtigung des Benutzerverhaltens. Die dazu notwendigen Investitionskosten
wurden in Zusammenarbeit mit allen Innungen ermittelt und firmenunabhängig angegeben. Der durch
Energieeinsparung erzielbare Nutzen kann somit in guter Näherung abgeschätzt werden.
Das HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER ermöglicht es einem Nutzer und einer Nutzerin mit gewissen
Grundkenntnissen in der Bau- und Heizungstechnik,
• Berechnungen zur Wärmeversorgung von Gebäuden bis zu etwa 100 kW Heizlast durchzuführen,
• Altbauten zu beurteilen und Verbesserungsvorschläge mit Kosten und Nutzen zu machen, sowie
• für Neubauten Ausführungsvarianten vorzuschlagen und diese mit Kosten und Nutzen zu
belegen und zu vergleichen.
Das HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER richtete sich nicht nur an Personen und Organisationen, die
Energieberatung durchführen, sondern grundsätzlich an alle Personen und Organisationen, die mit Planung und
Abwicklung von Neubauten bzw. Altbauverbesserungen befasst sind. Eine wichtige Voraussetzung für eine
erfolgreiche Benutzung sind gewisse Grundkenntnisse der Bau- und Heizungstechnik. Auch aus diesem Grund
entwickelte sich das HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER zu einer Grundlage für die Ausbildung von
Energieberatern und Energieberaterinnen.
14.1.2. Einsatzbereich und Grenzen des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER
Das HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER war angelegt für Wohnnutzung in kleineren Gebäuden (bis zu ca. 20
Wohneinheiten), das hieß:
199
• Benötigte Heizleistung ≤ 100 kW, einfache Konzepte der Wärmeteilung und Regelung
• Fensterlüftung, keine Kühlung, keine Abwärmenutzung, keine Wärmerückgewinnung
• Personendichte 20-25 m
2
pro Person, Innentemperatur in der Heizperiode (T
i
) ~ 20 °C
• Heizmittelpreise/Tarife, Anlagen- und Baukosten für kleine, private Verbraucher
• Für den Wohnbau übliche Bauweise, Geräteausstattung und Beleuchtung entsprechend Wohnnutzung
In Tabelle 14-1 sind für mehrere Nutzungsarten von Gebäuden typische Abweichungen gegenüber der
Wohnnutzung in kleineren Gebäuden zusammengestellt und nach der Behandlung der einzelnen Bereiche im
Handbuch geordnet. Ein Kreis bedeutet jeweils, dass die entsprechende Gebäudeart bezüglich dieses Bereiches
Abweichungen aufweist.
Tabelle 14-1: Typische Abweichungen anderer Nutzungstypen (Frey, 1981)
Typische Abweichung bei anderen Nutzungen
Großes MFH
Verwaltungsge bäude
Geschäftshäuser
Hotels und Gaststätten
Unterrichtsge bäude
Theater und
Kirchen
Krankenhaus
Werkstätten
Schwimmbäder
Energiekennzahl
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
Benutzungszeiten
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
Heizgrenztemperatur
❍
❍
❍
❍
Raumtemperaturen
– Betriebsniveau
❍
❍
❍
❍
❍
❍
– Absenkung
– Nacht
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
– Wochenende
❍
❍
❍
❍
❍
❍
– Aufwendige Regelung
❍
❍
❍
❍
❍
❍
Lüftung
– Anzahl Personen
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
– Schadstoffanfall
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
– Entfeuchtung
❍
❍
❍
❍
❍
– Strömungsverhältnisse im Gebäude
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
– mechanische Lüftung
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
Fremdwärme
– Personen -Anzahl
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
– Geräte, Maschinen, Beleuchtung
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
Abwärmenutzung/Wärmerückgewinnung
❍
❍
❍
❍
❍
❍
Kühlenergie
❍
❍
❍
❍
Warmwasserbedarf
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
Energieverbrauch für Geräte, Maschinen, Beleuchtung
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
Einfluß der Wärmeverteilung und Regelung
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
Nutzungsgrade des Heiz- und BW-Systems
❍
❍
❍
❍
Fachkundige Betreuung der Heizanlage nötig
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
Heizmittelkosten (Rabatte, höhere, niedere Tarife)
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
Bau- u. Anlagenkosten (aufwendige o. rationellere Bauweise)
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
❍
14.1.3. Verständnis der Energieberatung im HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER
Die Autoren sahen das Ziel der individuellen Energieberatung darin, in Summe Energieeinsparungen in einer
volkswirtschaftlich messbaren Größenordnung herbeizuführen. Um bei Kunden und Kundinnen die Schwelle
zur Realisierung zu überwinden, muss die Energieberatung auf jeden speziellen Fall eingehen, dabei
200
insbesondere die Wirtschaftlichkeit verschiedener Investitionen bewerten und vergleichen können, und dies
mit so geringem zeitlichen Aufwand wie möglich.
Energieberatung ist nach Meinung der Autoren erst dann erfolgreich, wenn mit individuellen und
überzeugenden Informationen die Inangriffnahme von energiesparenden Maßnahmen durch den Beratenen
eingeleitet wird. Ergebnisse der Beratung sollten dem Beratenen in Form eines Protokolls mitgegeben werden,
dem er die für seinen Fall empfohlenen Maßnahmen mit Kosten und Nutzen in Schilling
53
entnehmen kann.
Dieses Protokoll ist Grundlage für Detailprojektierung und Angebotslegung durch Fachfirmen und kann dem
Berater und der Beraterin für statistische Zwecke dienen. Um diese hohen Ansprüche zu befriedigen, muss die
Energieberatung allmählich das Niveau einer hochwertigen Dienstleistung erlangen. Neben geeigneten
Arbeitshilfen sind dafür Fachkompetenz und psychologische Eignung der Berater Voraussetzung.
14.1.4. Das HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER als Werkzeug
Eine Energieberatung, die eine Abschätzung des Nutzens von Verbesserungsmaßnahmen und den Vergleich
von Ausführungsvarianten ermöglicht, basiert immer auf einer Ermittlung des Energiebedarfes eines Gebäudes
und des Ausmaßes seiner Veränderung durch bestimmte Maßnahmen. Für die Analyse und Prognose des
Energiebedarfs von Gebäuden werden im Wesentlichen zwei Strategien angewendet:
• Die einfache Strategie stützt sich in der Regel auf die Berechnung des Jahresenergiebedarfs mittels
einfacher Kennzahlen und Faustwerte (damals z.B. der Heizlast und der Hilfsgröße
Vollbenutzungsstunden). Diese Methode berücksichtigt Fremdwärmegewinne pauschal, wobei
individuelle Unterschiede bei Bausubstanz, Wärmeversorgung und Benutzerverhalten nicht
berücksichtigt werden. Dies ergibt Werte für die Prognose von Einsparungen, die im Allgemeinen von
der Wirklichkeit allzu weit abweichen.
• In der aufwendigeren Strategie wird der Jahresenergiebedarf über eine Wärmebilanz mit Hilfe von
umfangreichen Rechenprogrammen ermittelt. Erst mit einer Wärmebilanz können das
Zusammenwirken von Baukörper und Wärmeversorgung berücksichtigt und die Fremdwärmegewinne
ermittelt werden. Viele der hierfür einzugebenden Daten sind im Allgemeinen nicht verfügbar oder
nicht wirklichkeitsnah anzugeben und die Berechnung ist zeitaufwendig.
Es war daher das Ziel der Autoren, eine Strategie anzubieten, die zwischen diesen Extremen angesiedelt ist. Für
grobe Abschätzungen sollte weiterhin die Methode der Vollbenutzungsstunden verwendet werden. Wo für
Investitionsentscheidungen genauere Prognosen erforderlich sind, werden vereinfachte
Wärmebilanzrechnungen durchgeführt. Darüber hinaus werden umfangreiche Kosteninformationen
bereitgestellt, um aus den Berechnungen konkrete Vorgehensempfehlungen ableiten zu können. Daraus ergibt
sich eine gewisse Komplexität und ein gewisser Zeitaufwand, die jedoch nach Auffassung der Autoren nicht
vermieden werden können.
Trotz des erforderlichen Tiefganges sollte die Handhabung der Arbeitsunterlagen so einfach wie möglich und
der Umfang so gering wie möglich gehalten werden. Hierzu sind in allen Teilen des HANDBUCHES FÜR
ENERGIEBERATER wesentliche und zahlreiche Vereinfachungen getroffen worden, die in den Erläuterungen
nachvollziehbar dargestellt sind. Die Daten und Rechenverfahren sind auf durchschnittliche, überwiegend
auftretende Verhältnisse ausgerichtet. Wie sich aus zahlreichen Testrechnungen ergeben hat, sind die
Rechenergebnisse bei Anwendung des HANDBUCHES FÜR ENERGIEBERATER ausreichend genau, um technische
und betriebswirtschaftliche Entscheidungen darauf zu begründen.
53
Publikation 1989!
201
14.1.5. Mitwirkende Personen und Institutionen
Wertvolle Unterstützung bei der Strukturierung des Projektes bzw. bei der Datenermittlung und –korrektur,
insbesondere für die Kostendaten (Material und Arbeit), kam dabei von folgenden Institutionen, Firmen und
Personen:
Landesinnungen des Baugewerbes: Rauchfangkehrer (Innungsmeister F. Rappold), Baumeister (Innungsmeister
R. Paschek), Installateure (Innungsmeister J. Franz), Dachdecker und Spengler (Innungsmeister H. Lintschinger),
Zimmerer (J. Löcker)
Öffentliche Energieberatungsstellen: Energiebeauftragter des Landes Steiermark (H. Zankel),
Energieberatungsstelle des Landes Steiermark (E. Platzer), Energiesparverein Vorarlberg,
Energieverwertungsagentur Wien, Geschäftsstelle für Energiewirtschaft im Amt der Niederösterreichischen
Landesregierung (F, Schörghuber), Grazer Energieinformation und Kommunale Energiesparagentur,
Landesenergieverein Steiermark (G. Ulz), Salzburger Stadtwerke und Energieberatung des Landes Salzburg (E.
Six), WIEN ENERGIE
Bildungs- und Forschungseinrichtungen: Austrian Solar and Space Agency, ASSA (Dr. M. Bruck, Univ. Prof. Dr. G.
Faninger), Prof. DI R. Jauschowetz (HTL Pinkafeld), Univ. Prof. Dr. P.J. Jansen und Univ. Prof. Dr. E. Panzhauser
(TU Wien)
Unternehmen (alphabetisch): AQUA-SOLAR, Biber-Bau Kaminbau GmbH, DSV-Dämmsysteme GmbH, EMFA
GmbH, Eternitwerke L. Hatschek, Hinteregger-Estec GmbH, Hoval GmbH, IDEAL-Baustoffe, Internorm,
Elektrobau Konrad, Mea, Olymp-Werke, Riku-Solar, Roth, Schaffer, Solkav-Solartechnik, Waeco-GmbH
14.1.6. Einsatz in der Energieberatung, Aus- und Weiterbildung seit 1989
Die ersten Schulungen mit dem HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER wurden 1989 in Graz (Stadtwerke Graz), in
Linz (im Rahmen des ersten österreichischen Lehrgangs für Energieberatung am BFI und in Vorarlberg
(Energiesparverein Vorarlberg) abgehalten.
1991 wurden die ersten modellhaften Lehrgänge nach dem noch heute üblichen Modell des „A“ (Anfänger und
Anfängerinnen, ca. 50 Kurseinheiten) und „F“ (Fortgeschrittene, ca. 120 Kurseinheiten plus angeleitete
Beratungspraxis) Kurses in Vorarlberg organisiert. Die Gestaltung der Kurseinheiten war sehr stark an das
Konzept des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER, Energiekennzahl – Grobanalyse – Feinanalyse –
Maßnahmenbewertung, angelehnt und verwendete die im Handbuch enthaltenen Algorithmen und
Datensätze. Mithilfe der ausgebildeten Energieberater und Energieberaterinnen wurde die persönliche und
umfassende Energieberatung im Sinn der Zielsetzungen des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER neu organisiert
und seither erfolgreich abgewickelt.
In fast allen österreichischen Bundesländern entstanden vergleichbare Initiativen, welche das HANDBUCH FÜR
ENERGIEBERATER in unterschiedlicher Intensität und Ausprägung für die Ausbildung und Beratung einsetzten
und einsetzen. Besondere Erwähnung verdienen z.B.
• die Energieberatung in Salzburg, die in den ersten Jahren konsequent mit der Software-Version EBSYS
alle Grobanalysen abgewickelt hat, da daraus die Eigenentwicklung besser auf die Anforderungen des
Landes abgestimmter Software-Pakete für Beratung, Förderung und detailliertere Berechnungen
entstand;
• der Energiesparverband Oberösterreich, der nach Freigabe des Dokumentes durch das Institut für
Energieforschung der Joanneum Research eine adaptierte Version für den eigenen Gebrauch erstellte
und seither einsetzt;
• die Energieberatung der Energie- und Umweltagentur Niederösterreich, die das HANDBUCH FÜR
ENERGIEBERATER bis dato in allen Ausbildungen als Grundlage einsetzt und mit dieser Erfahrung
wesentliche Beiträge zu dieser Aktualisierung leistet.
202
14.2. Arbeit mit dem HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER
Da sich das vorliegende Werk bewusst möglichst eng an die ursprüngliche und erfolgreiche Version eines
Handbuchs aus dem Jahr 1989 anlehnt, wird im folgenden Kapitel kurz die Arbeitsweise mit dem HANDBUCH
FÜR ENERGIEBERATER zusammengefasst (Frey, 1981). Anschließend werden die wichtigsten Änderungen in der
Handhabung, die sich im Rahmen der Aktualisierung ergeben haben, beschrieben.
Das HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER war nur für Wohngebäude konzipiert, die zudem eine bestimmte Größe
nicht überschreiten. Grenzen und Möglichkeiten seiner Anwendbarkeit oder von Teilen daraus für andere
Objekte waren in einem Anhang angeführt. Dadurch wurde klargestellt, dass einerseits bestimmte Elemente
bearbeitbar sein könnten und andererseits derartige Objekte im Normalfall einer ingenieurmäßigen Analyse
bedürfen.
14.2.1. Benutzungsanleitung
Der Aufbau des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER ergab sich aus einer Abfolge von Formblättern, durch
welche durch eine umfassende Energieberatung geführt wurde. Der nötige Aufwand für die Durchführung hat
in der Praxis, je nach Aufgabenstellung und Beratungssituation, eine sehr große Bandbreite. Eine Kurzberatung
mit Ermittlung der Energiekennzahl und/oder Aushändigung von Merkblättern und Informationsmaterial kann
so in 10 Minuten abgeschlossen sein. Eine umfassende Beratung unter Ausschöpfung aller Möglichkeiten des
Handbuches kann fünf Stunden oder länger dauern. Es wurde daher darauf geachtet, schrittweise vorzugehen
und bewusste Entscheidungsebenen einzuführen
Die ERFASSUNG DER GRUNDDATEN (ein benötigtes Formblatt) musste für jedes Beratungsgespräch
durchgeführt werden. Sie ermöglicht eine grobe Abschätzung der Charakteristik der durchgeführten Beratung
und dient darüber hinaus deren statistischer Erfassung. Daher sollte nach Beendigung einer Beratung auch das
Ergebnis in Kurzform auf derselben Seite wie die Grunddaten dokumentiert werden. Durch die Erfassung der
Grunddaten kann auch schnell festgestellt werden, ob der Energieberater oder die Energieberaterin für die
Beantwortung der Fragen und die Erfassung des Objektes ausreichend kompetent ist, oder ob der Beratungsfall
an eine andere Institution weitergeleitet werden müsste (z.B. starke Abweichung von der Wohnnutzung).
Durch die Ermittlung der ENERGIEKENNZAHL als Verbrauchskennzahl sollten zu Beginn das betroffene Objekt
mit dem Gebäudebestand verglichen und mögliche Einsparungspotenzial ermittelt werden. Durch die
Verwendung der Endenergie (Brennstoffenergie) war diese Einschätzung direkt in finanzielle Überlegungen
übersetzbar. Eine niedrige Energiekennzahl bedeutet immer ein niedriges Einsparpotenzial, erlaubt aber noch
keine Aussage über die Gebäudequalität (z.B. kann die Ursache dafür eine geringe mittlere Raumtemperatur
durch Teilnutzung sein).
Eine GROBANALYSE ist ohne vorherige Vereinbarung (z.B. an einem Messestand) innerhalb einer Stunde
durchführbar. Sie dient dazu, die verschiedenen Einflüsse auf den Energieverbrauch (Klima, Baukörper,
Raumwärmeversorgung, Warmwasserversorgung, Benutzerverhalten, Haushaltsgeräte) in ihrer relativen
Bedeutung abzuschätzen und so die Entscheidung über das „ob“ und „wie“ einer Feinanalyse einzelner
Themenbereiche bzw. der weiterführenden Umsetzungsberatung zu treffen.
Auf eine Grobanalyse sollte nur dann verzichtet werden, wenn nach Erhebung der Grunddaten keine weiteren
Berechnungen erforderlich oder erwünscht sind (wenn z.B. nur Informationsmaterial mitgegeben wird).
Eine Beratung kann nach der Grobanalyse beendet werden,
• wenn die Bewertung der Energiekennzahl einen derart niedrigen Energieverbrauch ergibt, dass wenig
Einsparungen zu erwarten sind. (Es sollte aber jedenfalls durch Abfragen der einzelnen Verlustquellen
eine Erklärung für den niedrigen Verbrauch gesucht werden.),
• wenn hoher Verbrauch nicht durch Mängel an Baukörper oder Wärmeversorgung begründet werden
kann (z.B. bei bewusst anspruchsvollem Benutzerverhalten),
203
• wenn nach Durchführung der Grobanalyse bereits Vorschläge möglich sind und/oder der Beratene an
andere Stellen verwiesen werden kann.
Die FEINANALYSE ist in den meisten Fällen nicht ohne genauere Unterlagen und/oder eine Besichtigung des
Objektes möglich. Dadurch kann sich der Beratungsaufwand erheblich erhöhen. Baukörper und
Wärmeversorgung werden getrennt analysiert. Werden Maßnahmenpakete aus beiden Bereichen gebildet, so
können Einsparungen nur nach Berechnung der Wärmebilanz abgeschätzt werden.
Der Aufwand für diese Vorgangsweise ist dadurch gerechtfertigt, dass die oft geübte Abschätzung des
Jahresnutzwärmebedarfs (bzw. von Einsparungen) mit Hilfe von einfachen Faustregeln wie den
Vollbenutzungsstunden nicht selten um 50% und mehr falsch ist. Will man durch eine Energieberatung
Aussagen treffen, die ausreichend genau sind, sodass Kunden und Kundinnen daraufhin
Investitionsentscheidungen treffen können, ist dieser Aufwand unvermeidlich. Je nach Beratungsart wurden für
die Feinanalyse und Maßnahmenplanung einzelne Formblätter ausgewählt und eingesetzt. Für die
Durchführung dieser Arbeiten sind allerdings durch den Einsatz einschlägiger Softwarepakete deutliche Vorteile
geboten.
Die FINANZIERUNGSANALYSE ermöglichte den Vergleich von Maßnahmenpaketen auf der Basis einer
stark vereinfachten dynamischen Wirtschaftlichkeitsanalyse unter Berücksichtigung der
Förderungsbedingungen und der rechnerischen Nutzungsdauer der Maßnahmen. Dasselbe Rechenverfahren
wurde zum Vergleich von Einzelmaßnahmen und von Maßnahmenpaketen eingesetzt.
14.3. Projekt der Aktualisierung zum HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG
14.3.1. Auftrag und Projektinhalt
Das HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG wird, unter Beibehaltung der Ausrichtung (Wohngebäude und
vergleichbare Nutzung, bis ca. 1000 m
2
beheizte Nutzfläche, Schwerpunkt in der thermischen Sanierung) in der
Struktur, in den Checklisten, den Datenblätter und Erläuterungen überarbeitet und den derzeitigen und in den
nächsten Jahren zu erwartenden Anforderungen angepasst. In Kooperation mit Beratungseinrichtungen wird
eine Grobversion während der Projektlaufzeit in der Schulungs- und Beratungspraxis erprobt und bei Bedarf
adaptiert. In dieser Kooperation wird die laufende zukünftige Aktualisierung wichtiger Daten sichergestellt.
Kern des aktualisierten HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG (HfE2013) bleibt ein Druckwerk mit allen für die
persönliche Energieberatung von Gebäuden mit zumindest wohnungsähnlicher Nutzung (z.B.
Bildungseinrichtungen, Tourismusbetriebe, Bürogebäude) benötigen Checklisten (dem tatsächlichen Ablauf
einer Beratung folgend), Algorithmen, Daten und Erläuterungen. Das bestehende Handbuch wird, unter
Einbindung der beteiligten Beratungseinrichtungen, geprüft, gegebenenfalls gekürzt, adaptiert oder um
Elemente ergänzt, die seit der Erstausgabe Bedeutung in der Beratung gewonnen haben.
Im Rahmen des Projektes wurden vier gleichwertige Bereiche bearbeitet:
(1) Überprüfung und Adaptierung noch immer aktueller Teile des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER als Basis
für das HfE2013 (z.B. Vereinfachung der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung);
(2) Einbau oder Ausweitung fehlender oder nur angedeuteter Bereiche (z.B. Lüftung, Kühlung, Stromverbrauch,
Eigenstromerzeugung, ökologische und High-Tech Maßnahmen, Energieverbrauch für andere Lebensbereiche,
neue Kennzahlen und Gesamtkonzepte wie Passivhaus, Plus-Energie-Haus, ökologischer Fußabdruck und
verwandte Initiativen);
(3) Einbau in ein Gesamtpaket zum direkten Einsatz in der Beratung (Vorbereitung für Softwareunterstützung
und mobile Applikationen für einfache Berechnungen, Berücksichtigung unterschiedlicher Typen von Kunden
und Kundinnen und eines gesamtheitlichen Blicks auf die Beratungssituation);
204
(4) Definition der Nahtstellen zu anderen Initiativen und Werkzeugen (z.B. Ausbildung von Energieberater n
und Energieberaterinnen, Energieausweis, Passivhausberechnung).
Um die oben formulierten Ziele zu erreichen wurde das Konsortium so gewählt, dass Erfahrung mit der
Erstellung des ursprünglichen Handbuchs, mit der Übersetzung der Grobanalyse in aktuelle Software (K60), mit
neuesten F&E Ergebnissen und mit der Gestaltung von Ausbildungsmodulen integriert sind. Durch einen Beirat
aus direkt mit der Energieberatung befassten Organisationen, die sich auch in die Erprobung, den Vertrieb und
die laufende Wartung des Handbuchs einbringen werden, ist der direkte Austausch mit der Beratungs- und
Schulungspraxis sichergestellt.
14.3.2. Mitwirkende Personen
Projektteam
DI Johannes Fechner, 17&4 Organisationsberatung: Verantwortung für die Integration aktueller Forschungs-
und Entwicklungsergebnisse (Haus der Zukunft, Klima:Aktiv) sowie nationaler und internationaler
Entwicklungen in der Gestaltung von Richtlinien, Zertifizierungen und der Integration von Energieberatung in
dieselben.
DI Johannes Haas, Energie und Umwelt Unternehmensberatung: Co-Autor des HANDBUCH FÜR
ENERGIEBERATER im Jahr 1989 und Mitgestalter der Aktivitäten des Energiesparverein Vorarlberg in den
Jahren 1990 bis 1996 und Lektor in einer Reihe von Lehrgängen mit dem Fokus der Einführung in die Arbeit mit
dem HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER.
DI Franz Kuchar, IT for Energy: Energieberater für die Energie- und Umweltagentur Niederösterreich und
Projektleiter des Projektes K60, der Umsetzung des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER in eine Software-
Version mit MS Excel.
Projektmitarbeiter und –mitarbeiterinnen
DI Ulrike Tröppel, Die Energieberaterin
DI(FH) Daniel Berger:
Projektbeirat:
DI Dr. Eckart Drössler, Energieinstitut Vorarlberg: Kommunikation zu den Energieberatern und
Energieberaterinnen in Vorarlberg
DI Wolfgang Jilek, Landesenergiebeauftragter Steiermark: Kommunikation zu den Energieberatern und
Energieberaterinnen in der Steiermark
DI Kurt Königshofer, Joanneum Research: Bereitstellung der ursprünglichen Dokumente aus der Erstellung des
HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER
Ing. Karl Lummerstorfer, Energieinstitut: Einbringen persönlicher Erfahrung aus der Beratung und aus der
Ausbildung von Energieberatern und Energieberaterinnen
14.3.3. Projektabwicklung
Das Projekt wurde in mehreren Phasen abgewickelt:
• Sichtung und Adaptierung der aus der Erstellung des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATER bei Joanneum
Research verfügbaren Datensätze und Hintergrundinformationen. In den meisten Fällen mussten diese
neu generiert werden, da Urdaten wegen fehlender Kompatibilität der Soft- und Hardware nicht mehr
lesbar und bearbeitbar waren.
• Definition des Umfangs der Bearbeitung, der Gestaltung des Produktes „Handbuch“ und der
Vorgehensweise gemeinsam mit dem Beirat.
205
• Auswahl der einzubeziehenden Datenblätter und Betrachtungsweisen sowie der wichtigsten in der
Beratungspraxis vorkommenden Fragen und Anlassfälle für die Beispielsammlung mit Energieberatern
und Energieberaterinnen in den beteiligten Bundesländern Steiermark, Vorarlberg und
Niederösterreich.
• Überarbeitung aller Datensätze, um sie an neue Anforderungen und verfügbare Technologien
anzupassen. Dazu zählte vor allem die Nachrechnung bzw. Neuerstellung von Tabellen und Grafiken
mit der für die „60 Minuten Energieberatung“ entwickelten Software.
• Erarbeitung von Vorschlägen, wie neue Themen in die bestehende Beratungsstruktur eingebaut
werden können.
• Gemeinsame Verfassung des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG.
Als Bearbeitungszeitraum war ursprünglich ein Jahr (März 2013 bis Februar 2014) vereinbart. Eine
Verlängerung um ein Jahr aufgrund beruflicher Umstände des Projektleiters wurde im Jahr 2014 genehmigt
und das Projekt mit Februar 2015 (Abgabe des Endberichtes Ende Mai 2015) abgeschlossen.
14.3.4. Wartung und Aktualisierung
Mit der Arbeitsgemeinschaft Energieberatung (Arge EBA)
54
wurde vereinbart, dass, anstelle einer finanziellen
Beteiligung während der Erarbeitung des HANDBUCH FÜR ENERGIEBERATUNG, die nachhaltige Wartung der
wichtigen sich ändernden Daten, sowie die laufende Anpassung an die tatsächliche Praxis der Aus- und
Weiterbildung und der Beratung, nach Projektabschluss hauptverantwortlich übernommen bzw. finanziert
wird.
54
Netzwerke der Energieberater und Energieberaterinnen de Energievereine der Länder und der
Energieversorgungsunternehmen; sieh z.B. http://www.enu.at/bedeutung-der-arge-eba
206
15. Anhang
15.1. Umrechnungsfaktoren für physikalische Einheiten
VORSILBEN
Faktor
10
-15
10
-12
10
-9
10
-6
10
-3
10
-2
10
-1
10
1
10
2
10
3
10
6
10
9
10
12
10
15
Symbol
f
p
n
µ
m
c
d
da
h
k
M
G
T
P
Vorsilbe
Femto
Pico
Nano
Mikro
Milli
Centi
Deci
Deka
Hekto
Kilo
Mega
Giga
Tera
Peta
ENERGIE
J [Ws]
kWh
kcal
Btu
1
2,78 ·
10
-7
2,39 ·
10
-4
9,48·10
-4
3,60 ·
10
6
1
860
3,41·10
3
4,19 ·
10
3
1,163 ·
10
-3
1
3,97
1,055·
10
3
2,93·
10
-4
0,252
1
LEISTUNG
W
kcal/h
1
0,860
1,163
1
WÄRMELEITFÄHIGKEIT (
λ)
W/m·K
kcal/m·h·˚C
1
0,860
1,163
1
WÄRMEDURCHGANGSKOEFFIZIENT (
U)
W/m
2
·K
kcal/m
2
·h˚C
1
0,860
1,163
1
DRUCK
Pa
[N/m
2
]
mbar
bar
at
[kp/cm
2
]
mm WS
[kp/m
2
]
atm
mmttg
(Torr)
Psi
(lb/in
2
)
1
10
-2
10
-5
1,020 ·
10
-5
0,1020
9,87 ·
10
-6
7,5 ·
10
-3
1,45 ·
10
-4
10
2
1
10
-3
1,020 ·
10
-3
10,20
9,87 ·
10
-4
0,75
1,45 ·
10
-2
10
5
10
3
1
1,020
1,020 ·
10
4
0,987
7,5 ·
10
2
14,5
9,81 ·
10
4
981
0,981
1
10
4
0,968
7,36 ·
10
2
14,22
9,81
9,81 ·
10
-2
9,81 ·
10
-5
10
-4
1
9,87 ·
10
-5
7,36 ·
10
-2
1,422 ·
10
-3
1,013 ·
10
5
1013
1,013
1,033
1,033 ·
10
4
1
760
14,7
1,333 ·
10
2
1,333
1,333 ·
10
-3
1,360 ·
10
-3
13,60
1,316 ·
10
-3
1
1,934 ·
10
-2
6,89 ·
10
3
6,89
6,89 ·
10
-2
7,03 ·
10
-2
7,03 ·
10
2
6,8 ·
10
-2
51,7
1
207
15.2. Verwendete Symbole und Begriffe
Symbol Bezeichnung Einheit
a Annuitätenfaktor / Annuitätsfaktor —
a Absorptionsfaktor (für Strahlung) —
a
1
Linearer Verl ustfa ktor thermi s cher Kol l ektoren —
A Bauteilfläche
m
2
A
S
Äquivalente Strahlungsfläche
m
2
A/N Annuität/Nutzen Verhältnis
—
BF Benutzungsfaktor —
BGF Bruttogrundfläche
m
2
BRI Bruttorauminhalt
m
3
c Spezifische Wärmekapazität Wh/kg.K
C
D
Wasserdampfkonzentration gesättigter Luft
g/m
3
COP Coefficient of Performance (z.B. Leistungszahl Wärmepumpen) —
d Schichtdicke m
D Wärmedurchlasswiderstand
m
2
K/W
D
WS,eff
effektiver Wärmedurchlaßwiderstand des temporären Wärmeschutzes
m
2
K/W
E
CO2
Emissionsfaktor CO
2
kg/kWh
E
Heiz
Energieverbrauchskennzahl (Endenergie) für Heizung
kWh
(Hu)
/m
2
a
E
Raumwärme
Energieverbrauchskennzahl-Raumwärme (Abzug Warmwasser)
kWh
(Hu)
/m
2
a
EBF Energiebezugsfläche (meistens Bruttogrundfläche)
m
2
EBZ Emissionsbewertungszahl
Nm
3
/kWh
EKW Emissionskennwert
Nm
3
/a
f Außentemperatur-Korrekturfator (für Pufferräume) —
f Rückgewinnungsfaktor für Kaminabwärme —
f
B
Betri ebs zei tfaktor Wärmeerzeuger
f
CO
CO-Verlus tfaktor —
f
DIM
Dimensi oni erungs faktor Wärmeerzeuger —
f
F
Fremdwärmea ntei l —
f
GK
Größenkorrekturfaktor für den Energieverbrauch —
f
HT
Korrekturfaktor für die Heizperiodenlänge —
f
KK
Klimakorrekturfaktor für den Energieverbrauch —
f
T
Temperaturkorrektur a us dem Heizverhal ten —
f
V
Fremdwärmeverl us tfaktor —
f
1
Temperaturkorrektorfaktor Raumtemperatur —
f
2
Temperaturkorrektorfaktor Heizungsunterbrechung —
f
3
Temperaturkorrektorfaktor Nachtabsenkung —
f
4
Temperaturkorrektorfaktor Tei lbehei zung —
fm Festmeter (Hol z)
m
3
frm Raummeter (Hol z, geschl ichtet)
m
3
fsrm Schüttraummeter (Holz, Abfälle, Hackgut)
m
3
g Gesamtenergi edurchl ass grad —
G Globalstrahlung
kWh/m
2
a
G
HT
Globalstrahlung während der Heizperiode kWh
H Beschattungsfaktor —
208
Symbol Bezeichnung Einheit
H
o
Oberer Heizwert (mi t Rückgewi nnung l atenter Wärme, "Brennwert") kWh/Einheit
H
u
Unterer Hei zwert (ohne Rückgewi nnung l atenter Wärme) kWh/Einheit
HGT Heizgradtage Kd
HT Heizta ge d
HWB Heizwärmebedarf (Nutzenergiekennzahl - Heizung)
kWh/m
2
BGF
K
L Gebäudeleitwert / stündlicher Wärmeverlust pro K W/K
L
e
Transmissionsleitwert zur Außenluft W/K
L
u
Transmissionsleitwert zu unbeheizten Räumen W/K
L
g
Transmissionsleitwert zum Erdboden W/K
L
T
Transmissionsleitwert W/K
L
V
Lüftungsl eitwert W/K
L
ψ
Transmissionsleitwertzuschlag für Wärmebrücken W/K
n
L
stündlicher Luftwechsel
h
-1
n
p
Bewohner-(Benutzer-) Zahl —
n
x
Infiltrationsluftwechselrate bei Normalbedingungen
h
-1
n
50
Messwert des stündlichen Luftwechsel bei 50 Pa Druckdifferenz
h
-1
ND Rechnerische Nutzungsdauer a
NGF Nettogrundfläche = Wohnnutzfläche
m
2
p Zinssatz (Kredite, Sparformen) %
p
L
Wärmeverlust durch Lüftung pro 1K W/K
p
T
Wärmeverlust durch Transmission pro 1K W/K
p
tot
Ges a mtwärmeverl ust pro 1K W/K
P Personenanzahl —
PN Nennl eis tung Wärmeerzeuger
kW
P
Sp ez
Spezifische Heizlast
W/m
2
BGF
K
P
tot
Gebäudeheizlast kW
q
B
Spezi fi scher Berei ts chaftsverl us t Wärmeerzeuger —
q
E
Heizungsbeitrag durch Haushaltsgeräte kWh/d
q
P
Heizungsbeitrag durch Personen kWh/d
Q
A
Abgasverluste %
Q
Ab
Abwärme kWh
Q
E,RW
Endenergieverbrauch (-bedarf) für Raumwärmeversorgung kWh/a
Q
F
Fremdwärme kWh
Q
G
Fremdwärmegewi nne kWh/a
Q
H
Energi eei ns atz in der Hei zanl age kWh
(Hu)
/a
Q
H,WW
Energi eei ns atz in der Hei zanl age f. d. Warmwasservers org. kWh
(Hu)
/a
Q
L
Wärmeverluste durch Lüftung kWh/a
Q
L1
Wärmeverluste durch Fugenlüftung kWh/a
Q
L2
Wärmeverluste durch Fensterlüftung kWh/a
Q
L3
Wärmeverluste durch physiologischen Luftbedarf kWh/a
Q
N
Nutzwärmebedarf für Heizung kWh/a
Q
P
Personenwärme kWh
Q
S
Sonneneinstrahlung kWh
209
Symbol Bezeichnung Einheit
Q
T
Wärmeverluste durch Transmission kWh/a
Q
V
Ges a mtwärmeverl uste kWh/a
Q
WBR
Zusätzlicher Wärmeverlust durch Wärmebrücken kWh/a
Q
WV
Wärmevertei lungs verl uste kWh/a
rF Rel ati ve Luftfeuchte %
R Lagefaktor / Transpositionsfaktor
—
R Wärmedurchgangswiderstand
m
2
K/W
R
s
= 1/α Wärmeübergangswiderstand
m
2
K/W
Rl Rücklauftemperatur °C
T
A
Abgastemperatur °C
T
e
Außentemperatur °C
T
H
Hei ztemperatur (hei ße Sei te) von Wärmepumpenheizungen °C
T
HG
Hei zgrenztemperatur °C
T
i
Berechnungsraumtemperatur / Innentemperatur °C
T
l
Hei zraumtemperatur °C
T
m
Mi ttlere (Heiz)Wassertemperatur °C
T
min
Minimale innere Oberflächentemperatur (Kondensationsgefahr)
°C
T
ne
Normaußentemperatur °C
T
oben
Abgastemperatur an der oberen Putzöffnung °C
T
Q
Quellentemperatur (kalte Seite) von Wärmepumpenheizungen °C
T
V
Vorlauftemperatur °C
U Wärmedurchgangskoeffizient
W/m
2
K
U
eff
effektiver U-Wert
W/m
2
K
U
m
mittl erer UWert
W/m
2
K
Vl Vorlauftemperatur °C
V
L
Lüftungsvolumen (Nettovolumen)
m
3
w
f
Wärmeverl us tkoeffi zi ent für Fugenverl uste
W/m
2
K
α Wärmeübergangs koeffizi ent
W/m
2
K
β Jahresarbeitszahl (JAZ) einer Wärmepumpe —
∆T Berechnungstemperaturdifferenz K
∆T
A
Abkühlung des Abgases im Rauchfang K
ε Leistungszahl (COP) einer Wärmepumpe —
ε Emissionsgrad von Verglasungen —
η
G
Fremdwärmenutzungsgrad —
η
PE
Pimärenergienutzungsgrad von Energiesystemen —
η
RW
Jahresnutzungsgrad der Raumwärmeversorgung —
η
Sol
Wirkungsgrad thermischer Kollektoren —
η
T
Technischer Wirkungsgrad von Wärmepumpen —
η
0
Optischer Wirkungsgrad (Konversionsfaktor9 thermischer Kollektoren —
λ Wärmeleitfähigkeit W/mK
ρ Spezifisches Gewicht / Dichte
kg/m
3
σ Si egertfaktor 1/K
µ Diffusionswiderstandsfaktor —
ψ Wärmebrückenverlustkoeffizi ent W/mK
210
15.3. Quellensammlung aus der Erstausgabe des ENERGIEBERATER
15.3.1. Klima, Bautechnik und Benutzung
Meteorologische Daten und Berechnungsverfahren ASSA, Zentralanstalt f. Meteorologie und Geodynamik,
1983, ZAMG
Katalog für empfohlene Wärmeschutzrechenwerte von Baustoffen und Baukonstruktionen, Bundesministerium
für Bauten und Technik, 1979
k-Werte alter Bauteile, Schriftenreihe der RG-Bau, 1983 (bearbeitet im Inst.f.Bauforschung, Hannover)
V.Nikolic, L.Rouvel, Bauteilkartei, Verlag TÜV-Rheinland
K. Gertis, Bauphysik 5/6 (1983) 183
H.Werner, IBP-Mitteilungen 110 (1986), Dunkle Wandoberflächen – ihr Einfluß auf den Wärmeverlust.
Bundesministerium für Bauten und Technik, Katalog für empfohlene Wärmeschutzrechenwerte von Baustoffen
und Baukonstruktionen, 1979
SIA- Publikation 35/1987 „Zur Bedeutung des Fensters“
Fraunhofer-Inst.f.Bauphysik; Forschungsbericht EB. 15/1986; H. Schaube „Untersuchungen über
Wärmeübergangskoeffizienten an Fenstern mit und ohne Wärmeschutzeinrichtungen unter natürlichen
Klimabedingungen“
Bauphysikalische Grundlagen, Feuchtelehre, Vorlesungsskript Bauphysik I und II, UNIVERSITÄT
GESAMTHOCHSCHULE KASSEL, FACHGEBIET BAUPHYSIK, UNIV.-PROF. DR.-ING. GERD HAUSER,
ÖNORM B 8110-6 Wärmeschutz im Hochbau
Recknagel, Sprenger, Hönmann, „Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik“, Ausgabe 86/87
Erich Panzhauser, TU Wien; „Die Luftwechselzahlen in österr. Wohnungen“, F827 (siehe Grafik unten)
H. Künzel, Fraunhofer Inst. für Bauphysik, „Lüftung in Wohnungen“, FBW-Blätter 5/1982
P. Hartmann, EMPA-Bericht 41645/1
B. Geiger, L.Rouvel, HLH 38/4 (1987) 185; Lüftung im Wohnungsbau-Fensterlüftung“
15.3.2. Haustechnik
J. Wildburger (Diss): „Vergleichende Untersuchung der Nutzungs- und Wirkungsgrade von
Einzelraumheizungssystemen“, TU Wien, 1986
Recknagel, Sprenger, Hönmann: „Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik“, Ausgabe 1986/87
Handbuch der Holzheizung, Studie Nr. 38, Schriften des Bundesamtes für Energiewirtschaft, Bern 1986
H. Brötzenberger: „Einfluß der Beratungstätigkeit auf die Verbesserung des Betriebswirkungsgrades von
Heizsystemen des Hausbrandes“, Beiträge zur regionalen Energiepolitik Österreichs, Band 5, 1978
Rendement des chaufferies à mazout, Schweizer Energieforschungsprogramm, 1983 Lausanne
VDI Richtlinie 2067 (Raumheizung)
Typenprüfung von Festbrennstoffkesseln; Wieselburg
Auswahlliste für Heizkessel und Gebläsebrenner, Schweizer Impulsprogramm Haustechnik, 1986
Lothar Brenner: Optimierung von Heizungsanlagen, AT-Verlag Aarau 1981
Handbuch Schweiz „Planung und Projektierung wärmetechnischer Gebäudesanierungen“, 1983
211
Haustechnik heute, Schweizer Impulsprogramm Haustechnik, 1986
K. Frey, W. Stanzel, J. Spitzer: „Kritische Erprobung von Energiesanierung an Altwohnbauten“, 1986, F639
Konsument 6(1979); Marktübersicht Wärmepumpen
ASSA; „Marktübersicht 1982“
IEA Heat Pump Center: „Wärmepumpen zur Gebäudeheizung“ 1984 – 1987
„Wärmepumpen zur Hausheizung“ Förderungsgesellschaft Techn. Ausbau, Bonn 1982
Publikationen des Institutes für Wärmetechnik, TU Graz; Doz. Halozan
15.4. Abbildungen
Abbildung 1-1: Energieberatung im energiepolitischen Kontext .......................................................................... 14
Abbildung 1-2: Energieberatung im Bauprozess ................................................................................................... 16
Abbildung 2-1: Erfassung der Restlebensdauer von Bauteilen ............................................................................. 31
Abbildung 2-2: Datenabgleich mit Energiekennzahlen ......................................................................................... 36
Abbildung 3-1: Checkliste für die Erhebung des Stromverbrauchs einer Wohnung ............................................. 45
Abbildung 3-2: Checkliste für die Abfrage der Grunddaten für die Grobanalyse ................................................. 47
Abbildung 3-3: Überschlägige Ermittlung der spezifischen Heizlast (Kuchar, 2015) ............................................ 54
Abbildung 3-4: Spezifische Heizlast von Wohnungen in % des Gebäudewertes (Haas, 2015) ............................. 55
Abbildung 3-5: Tatsächliche Heizgradtage (x) in Abhängigkeit der Seehöhe und spezifischen Heizlast (Kuchar,
2015) ..................................................................................................................................................................... 56
Abbildung 3-6: Tatsächliche Heiztage (x) in Abhängigkeit der spezifischen Heizlast (Kuchar, 2015) ................... 57
Abbildung 3-7: Heizwärmebedarf in Abhängigkeit der Seehöhe und spezifischen Heizlast (Kuchar, 2015) ........ 58
Abbildung 3-8: Heizwärmebedarf und spezifische Heizlast – Niedrigenergiehaus (Kuchar, 2015) ...................... 58
Abbildung 3-9: Fehlermöglichkeiten in der Energieberatung (Berben, 2004) ...................................................... 65
Abbildung 4-1: Entwicklung der mittleren jährlichen HGT 20/12 in Österreich ................................................... 68
Abbildung 5-1: Ziel-U-Werte für den Mindestwärmeschutz nach Sanierung (ÖNORM_B8110, 2007) ................ 74
Abbildung 5-2: Formblatt U-Wert Ermittlung (Frey, 1981) ................................................................................... 75
Abbildung 5-3: Rechenwerte Wärmeübergangswiderstände am Beispielhaus .................................................... 76
Abbildung 5-4: Typische Wärmebrücken in der Gebäudehülle ............................................................................ 86
Abbildung 5-5: Bauteil-Detail aus einem Wärmebrückenkatalog (BFE, 2004) ...................................................... 87
Abbildung 5-6: Übliche Stellen mit Undichtheiten in der Gebäudehülle .............................................................. 93
Abbildung 5-7: Temperaturkorrekturen für die Wärmeverluste durch die Gebäudehülle (ÖNORM_B8110, 2007)
.............................................................................................................................................................................. 95
Abbildung 6-1: Lüftungsverhalten in Abhängigkeit der Außentemperatur ........................................................ 106
Abbildung 6-2: Wassergehalt gesättigter Luft .................................................................................................... 108
Abbildung 6-3: Feuchteabfuhr durch Dampfdiffusion ........................................................................................ 109
212
Abbildung 6-4: Gleichgewichts-Wassergehalt von Baustoffen ........................................................................... 109
Abbildung 8-1: Zugbedarf von Wärmeerzeugern (Frey, 1981) ........................................................................... 122
Abbildung 8-2: Wärmerückgewinnung und Kondensation in ungedämmten Rauchfängen (Frey, 1981) .......... 126
Abbildung 8-3: Wärmerückgewinnung und Kondensation in gedämmten Rauchfängen (Frey, 1981) .............. 126
Abbildung 8-4: Ökodesign – Energie-Label ......................................................................................................... 131
Abbildung 8-5: Diagramm zur Aufnahme von Heizkurve und mittlerer Wassertemperatur (Frey, 1981) .......... 132
Abbildung 9-1: Energieflüsse an einem thermischen Kollektor ( (Quaschning, 2010) ........................................ 142
Abbildung 12-1: Sommerliche Überwärmung - Beispiel für ein ausgefülltes Erhebungsblatt ............................ 167
Abbildung 12-2: Mittlere monatliche Lufttemperaturen in Juli .......................................................................... 168
Abbildung 12-3: Eignungsmatrix Heizanlage / Gebäudeklasse (vgl. Tabelle 3-18) ............................................. 179
15.5. Tabellen
Tabelle 1-1: Typische Varianten von Energieberatung ......................................................................................... 15
Tabelle 2-1: Besichtigung Umgebung und Außenflächen ..................................................................................... 21
Tabelle 2-2: Besichtigung Eingang und Stiegenhaus ............................................................................................. 21
Tabelle 2-3: Besichtigung Kellerabgang und Kellerräume..................................................................................... 21
Tabelle 2-4: Besichtigung Haustechnik ................................................................................................................. 22
Tabelle 2-5: Besichtigung Dach und Dachraum .................................................................................................... 22
Tabelle 2-6: Besichtigung Wohnraum - allgemein ................................................................................................ 23
Tabelle 2-7: Besichtigung Wohnraum - Nassräume .............................................................................................. 23
Tabelle 2-8: Besondere Umstände ........................................................................................................................ 23
Tabelle 2-9: Lebensdauer Bauteile und Bauteilschichten ..................................................................................... 30
Tabelle 2-10: Größenordnung der Kosten von Maßnahmen ................................................................................ 31
Tabelle 2-11: Synergien von Energieeinsparung und Gebäudeerhaltung ............................................................. 32
Tabelle 2-12: Bedeutung der Datenerhebung in der Energieberatung................................................................. 33
Tabelle 3-1: Energieträgerrechenwerte (Frey, 1981) ............................................................................................ 38
Tabelle 3-2: Holz als Energieträger (Frey, 1981) ................................................................................................... 39
Tabelle 3-3: Bewertung von Energieverbrauchskennzahlen (Frey, 1981) ............................................................ 42
Tabelle 3-4: Interpretation der Bewertung des Energieverbrauchs ..................................................................... 42
Tabelle 3-5: Annuitätsfaktoren zur Abschätzung der Wirtschaftlichkeit von Maßnahmenpaketen ..................... 43
Tabelle 3-6: Stromverbrauch im Ein- und Zweifamilienhaus in Abhängigkeit von der Haushaltsgröße ............... 45
Tabelle 3-7: Stromverbrauch im Mehrfamilienhaus in Abhängigkeit von der Haushaltsgröße (co2online, 2015) 46
Tabelle 3-8: U-Werte von erdanliegenden Fußböden in Altbauten (Frey, 1981) ................................................. 48
Tabelle 3-9: U-Werte von erdanliegenden Wänden in Altbauten (Frey, 1981) .................................................... 48
Tabelle 3-10: U-Werte von Decken zu nicht beheizbarem Keller in Altbauten (Frey, 1981) ................................ 48
213
Tabelle 3-11: U-Werte von Außenwänden in Altbauten (Frey, 1981) .................................................................. 49
Tabelle 3-12: U-Werte von Decken zu nicht beheizbarem Dachraum in Altbauten (Frey, 1981) ......................... 50
Tabelle 3-13: U-Werte von Wänden zu nicht beheizbarem Dachraum in Altbauten (Frey, 1981) ....................... 50
Tabelle 3-14: U-Werte von Dachschrägen in Altbauten (Frey, 1981) ................................................................... 51
Tabelle 3-15: U-Werte von Flachdächern und Terrassen in Altbauten (Frey, 1981) ............................................. 51
Tabelle 3-16: U-Werte von Decken über Außenluft in Altbauten (Frey, 1981)..................................................... 51
Tabelle 3-17: U-Werte von Fenstern (Frey, 1981) ................................................................................................ 52
Tabelle 3-18: Kategorien der thermischen Qualität der Gebäudehülle (Kuchar, 2015) ....................................... 53
Tabelle 3-19: Jahresnutzungsgrad von Wärmeerzeugungsanlagen (Frey, 1981) ................................................. 59
Tabelle 3-20: Jahresnutzungsgrade von Kesselanlagen (Kuchar, 2015) ................................................................ 61
Tabelle 3-21: Jahresarbeitszahlen von Wärmepumpenheizungen (Kuchar, 2015)............................................... 62
Tabelle 3-22: Brennstoffverbrauch pro Person für die Warmwasserversorgung ................................................. 63
Tabelle 3-23: Einflussgrößen und Schwankungsbreiten ....................................................................................... 65
Tabelle 4-1: Mittelwerte der monatlichen HGT 20/12 (Frey, 1981) ..................................................................... 68
Tabelle 4-2: Anteilige HGT 20/12 für verschiedene Heizperiodenlängen (Frey, 1981) ......................................... 69
Tabelle 4-3: Monatliche Mittelwerte der Außentemperatur (Frey, 1981) ........................................................... 69
Tabelle 4-4: Monatliche Globalstrahlung in % der Jahressumme (Frey, 1981) ..................................................... 70
Tabelle 4-5: Korrektur der Globalstrahlung für besondere Nebellagen (Gmeiner H., 1994) ................................ 70
Tabelle 4-6: Monatliche Lagefaktoren für Seehöhen unter 350 m (ÖNORM_B8110, 2007) ................................ 71
Tabelle 4-7: Monatliche Lagefaktoren für Seehöhen zwischen 350 und 750 m (ÖNORM_B8110, 2007) ............ 71
Tabelle 4-8: Monatliche Lagefaktoren für Seehöhen zwischen 750 und 1250 m (ÖNORM_B8110, 2007) .......... 71
Tabelle 4-9: Monatliche Lagefaktoren für Seehöhen zwischen 1250 und 1750 m (ÖNORM_B8110, 2007) ........ 71
Tabelle 4-10: Abschätzung der Heizgrenztemperatur (Frey, 1981) ...................................................................... 73
Tabelle 5-1: Rechenwerte Wärmeübergangswiderstände an Bauteilen (ÖNORM_B8110, 2007)........................ 76
Tabelle 5-2: Baustoffkennwerte von Mauersteinen (Frey, 1981) (Wernhart, 2011) ............................................ 77
Tabelle 5-3: Baustoffkennwerte Mörtel und Beton (Frey, 1981) (Wernhart, 2011) ............................................. 78
Tabelle 5-4: Baustoffkennwerte von Dämmstoffen (Frey, 1981) (Wernhart, 2011) ............................................. 78
Tabelle 5-5: Baustoffkennwerte von Putzen und Tapeten (Frey, 1981) (Wernhart, 2011) .................................. 79
Tabelle 5-6: Baustoffkennwerte von Holz und Bauplatten (Frey, 1981) (Wernhart, 2011) .................................. 79
Tabelle 5-7: Baustoffkennwerte von Deckenkonstruktionen und Schüttungen (Frey, 1981) (Wernhart, 2011) .. 80
Tabelle 5-8: Baustoffkennwerte von Bodenbelägen (Frey, 1981) (Wernhart, 2011) ............................................ 80
Tabelle 5-9: Baustoffkennwerte von Einzelbaustoffen (Frey, 1981) (Wernhart, 2011) ........................................ 81
Tabelle 5-10: Wärmedurchlasswiderstände von Luftschichten (Frey, 1981) (Wernhart, 2011) ........................... 81
Tabelle 5-11: U-Werte und g-Werte von Verglasungen (Frey, 1981) ................................................................... 82
Tabelle 5-12: U-Werte üblicher Rahmenkonstruktionen (Frey, 1981) .................................................................. 83
214
Tabelle 5-13: U-Werte und g-Werte von Sonderverglasungen (Frey, 1981) ........................................................ 83
Tabelle 5-14: Effektive Wärmedurchlasswiederstände von Vorrichtungen zum temporären Wärmeschutz (Frey,
1981) ..................................................................................................................................................................... 84
Tabelle 5-15: Korrekturkoeffizienten für typische Wärmebrücken (ÖNORM_B8110, 2007) ............................... 86
Tabelle 5-16: Berechnung des zusätzlichen Wärmeverlustes einer Balkonplatte ................................................ 88
Tabelle 5-17: Beispiel einer Wärmebrückenberechnung für ein Gebäude ........................................................... 88
Tabelle 5-18: Kondensationsbereiche an Außenbauteilen für verschiedene U-Werte bei T
A
= -10
o
C (Frey, 1981)
.............................................................................................................................................................................. 89
Tabelle 5-19: Oberflächentemperaturen und Grenzfeuchte an Wärmebrücken bei T
e
= -10
o
C (Frey, 1981) ...... 90
Tabelle 5-20: Abschätzung der Luftdurchlässigkeit von Fugen (Frey, 1981) ......................................................... 91
Tabelle 5-21: Abschätzung des Wärmeverlustkoeffizienten (w
f
) von Fenstern und Türen (Frey, 1981) (Kuchar, 60
Minuten Energieberatung, 2012) .......................................................................................................................... 92
Tabelle 5-22: Korrekturfaktoren für Temperaturdifferenzen zu unbeheizten Gebäudeteilen (Frey, 1981) ......... 96
Tabelle 5-23: Korrekturfaktor zur Ermittlung der Globalstrahlung für verschiedene Heizperiodenlängen (Frey,
1981) ..................................................................................................................................................................... 97
Tabelle 5-24: Mittlere Lagefaktoren für verschiedene Heizperiodenlängen für senkrechte Flächen (Frey, 1981)
.............................................................................................................................................................................. 98
Tabelle 5-25: Mittlere Lagefaktoren für verschiedene Heizperiodenlängen für geneigte Flächen (Frey, 1981) .. 98
Tabelle 5-26: Einfluss der Wandfarbe opaker Bauteile auf die Transmissionsverluste (Frey, 1981) .................. 100
Tabelle 5-27: Einfluss der Besonnung auf die Transmissionsverluste (Frey, 1981) ............................................ 100
Tabelle 6-1: Spezifischer Heizungsbeitrag aus Personenabwärme (Frey, 1981) ................................................. 102
Tabelle 6-2: Spezifischer Heizungsbeitrag durch Haushaltsgeräte (Frey, 1981) ................................................. 103
Tabelle 6-3: Temperaturkorrekturfaktoren für den Energiebedarf (Frey, 1981) ................................................ 104
Tabelle 6-4: Luftwechsel bei unterschiedlichen Fensterstellungen .................................................................... 104
Tabelle 6-5: Mittlerer Luftwechsel in der Heizperiode durch verschiedene Lüftungsarten (Frey, 1981) ........... 105
Tabelle 6-6: Wirkungsgrad von Luft / Luft Wärmetauschern der kontrollierten Be- und Entlüftung ................. 107
Tabelle 7-1: Fremdwärmeverlustfaktor f
V
zur Ermittlung der Fremdwärmegewinne (Frey, 1981) .................... 116
Tabelle 8-1: Übliche Rechenwerte zur Ermittlung der Jahresnutzungsgrade der Wärmeerzeugung (Frey, 1981)
............................................................................................................................................................................ 119
Tabelle 8-2: Beiwerte zur Berechnung der Abgasverluste (Frey, 1981) .............................................................. 121
Tabelle 8-3: Zusätzliche Abgasverluste durch zu hohen Rauchfangzug (Frey, 1981) .......................................... 122
Tabelle 8-4: Verhältnis von Kesseloberfläche und Nennleistung (Frey, 1981).................................................... 123
Tabelle 8-5: Abschätzung des spezifischen Auskühlverlustes über die Kesseloberfläche (Frey, 1981) .............. 123
Tabelle 8-6: Spezifischer Auskühlverlust über den Rauchfang (Frey, 1981) ....................................................... 124
Tabelle 8-7: Korrektur der Kellertemperatur bei Vorhandensein eines Wärmeerzeugers (Frey, 1981) ............. 125
Tabelle 8-8: Typische Betriebswerte von Wärmepumpen über die Heizperiode (Frey, 1981) ........................... 129
215
Tabelle 8-9: Erreichbare Bestwerte für Betriebsergebnisse von Wärmepumpen über die Heizperiode (Frey,
1981) ................................................................................................................................................................... 129
Tabelle 8-10: Tägliche Wärmeverluste von Rohrleitungen und Armaturen (Frey, 1981) ................................... 133
Tabelle 8-11: Tägliche Wärmeverluste von Warmwasser- und Pufferspeichern (Frey, 1981) ........................... 134
Tabelle 8-12: Abschätzung der Oberfläche von Warmwasserspeichern ............................................................ 134
Tabelle 8-13: Spezifischer Reglungsverlust von Zentralheizungen ..................................................................... 135
Tabelle 8-14: Jahresnutzungsgrade in % von Etagenheizungen und Einzelöfen (Frey, 1981) ............................ 136
Tabelle 8-15: Wärmeabstrahlung des Rauchrohres (Frey, 1981) ....................................................................... 136
Tabelle 8-16: Erhöhter Abgasverlust in Einzelöfen durch Rauchfangzug (Frey, 1981) ....................................... 137
Tabelle 8-17: Regelungsverluste von Einzelöfen (Frey, 1981) ............................................................................ 137
Tabelle 8-18: Strahlungsanteil von Heizflächen .................................................................................................. 139
Tabelle 9-1: Täglicher Warmwasserbedarf (Frey, 1981) ..................................................................................... 140
Tabelle 9-2: Jährlicher Warmwasserwärmebedarf (Frey, 1981) ......................................................................... 140
Tabelle 9-3: Jährliche Verluste von Warmwasserspeichern (Frey, 1981) ........................................................... 141
Tabelle 9-4: Verteilverluste der Warmwasserbereitung (Frey, 1981) ................................................................. 141
Tabelle 9-5: Nutzungsgrade von bestehenden Warmwasser-Wärmeerzeugern (Frey, 1981) ............................ 142
Tabelle 9-6: Mittlere Wirkungsgrade und Speicherbedarf von Kollektoren ....................................................... 143
Tabelle 9-7: Mittlere Systemnutzungsgrade von Solaranlagen (Gmeiner H., 1994) ........................................... 143
Tabelle 10-1: Strombedarf für Beleuchtungskörper ........................................................................................... 145
Tabelle 10-2: Strombedarf für Elektronik und sonstige Geräte .......................................................................... 146
Tabelle 10-3: Strombedarf für Geräte und Anlagen für Essen und Trinken ........................................................ 147
Tabelle 10-4: Strombedarf für Geräte für Sauberkeit und Hygiene .................................................................... 147
Tabelle 10-5: Strombedarf für Geräte und Anlagen der Haustechnik ................................................................ 148
Tabelle 10-6: Strombedarf für Luxus ................................................................................................................... 148
Tabelle 11-1: Optimierungsziele der thermischen Sanierung ............................................................................. 150
Tabelle 11-2: Einflussfaktoren auf die Wirtschaftlichkeitsrechnung in der Energieberatung ............................ 152
Tabelle 11-3: Investitionskosten (inkl. Mwst.) für Maßnahmen an der Gebäudehülle ...................................... 155
Tabelle 11-4: Investitionskosten (inkl. Mwst.) für sonstige haustechnische Maßnahmen ................................. 155
Tabelle 11-5: Investitionskosten (inkl. Mwst.) für Maßnahmen an der Wärmeerzeugung ................................ 156
Tabelle 11-6: Annuitätenfaktoren ....................................................................................................................... 158
Tabelle 11-7: Rechnerische Nutzungsdauer von Maßnahmen(paketen) ............................................................ 160
Tabelle 12-1: Ursachen von Feuchtanreicherungen in Bauteilen ....................................................................... 165
Tabelle 12-2: Abschätzung der Einsparung durch Maßnahmen an der Wärmeerzeugung (Frey, 1981) ............ 174
Tabelle 12-3: Maßnahmen an Wärmeverteilung und Kamin (Frey, 1981) ......................................................... 175
Tabelle 12-4: Maßnahmen an Einzelraumheizungen (Frey, 1981) ..................................................................... 175
216
Tabelle 12-5: Ertragsrechnung für eine PV - Anlage .......................................................................................... 182
Tabelle 12-6: Relativer jährlicher Ertrag von Photovoltaikanlagen in Prozent ................................................... 184
Tabelle 12-7: System-Wirkungsgrade von PV Anlagen ..................................................................................... 184
Tabelle 12-8: Abschätzung der Eigenbedarfsdeckung durch eine PV Anlage ................................................... 184
Tabelle 12-9: Relative Emissionskennzahlen von Heizsystemen (Spitzer, 1988) ................................................ 187
Tabelle 12-10: C02 Emissionen und Primärenergieaufwand (Gmeiner H., 1994) ............................................... 188
Tabelle 12-11: Fußabdruck und CO
2
-Emissionen mit Berücksichtigung der CO2-Rücklagerung ........................ 188
Tabelle 13-1: Beispiel für den privaten Energiekonsum einer typischen Lebensweise ...................................... 189
Tabelle 13-2: Wärmeleistung (Endenergieeinsatz) für Gehen und Radfahren ................................................... 190
Tabelle 13-3: Direkter Energieeinsatz von Verkehrsmitteln (Brauner, 2010) ..................................................... 191
Tabelle 13-4: Gesamtenergieverbrauch (GEV) von Mobilitätssystemen ............................................................ 192
Tabelle 13-5: Beispielhafte Erhebung des Lebensmittelkonsums....................................................................... 193
Tabelle 13-6: Kennwerte Getreide, Teigwaren und Pflanzenfette (Taylor, 2000) .............................................. 194
Tabelle 13-7: Kennwerte Obst und Obstprodukte (Taylor, 2000) ....................................................................... 194
Tabelle 13-8: Kennwerte Gemüse und Hülsenfrüchte (Taylor, 2000) ................................................................. 195
Tabelle 13-9: Kennwerte Milchprodukte und Ei (Taylor, 2000) .......................................................................... 195
Tabelle 13-10: Kennwerte Fleisch und Fleischprodukte (Taylor, 2000) .............................................................. 196
Tabelle 13-11: Kennwerte Getränke (Taylor, 2000) ............................................................................................ 196
Tabelle 13-12: Kennwerte Gebäck und Süßspeisen (Taylor, 2000) ..................................................................... 197
Tabelle 13-13: Kennwerte Fertigprodukte (Taylor, 2000) ................................................................................... 197
Tabelle 14-1: Typische Abweichungen anderer Nutzungstypen (Frey, 1981) ..................................................... 199
15.6. Beispiele
Beispiel 3-1: Ermittlung der Energiebezugsfläche ................................................................................................. 37
Beispiel 3-2: Überschlägige Ermittlung des Heizwertes von Hackgut ................................................................... 39
Beispiel 3-3: Heizwert von Holz ............................................................................................................................. 40
Beispiel 3-4: Energiekosten ................................................................................................................................... 40
Beispiel 3-5: Bewertung einer Wärmepumpenheizung ........................................................................................ 41
Beispiel 3-6: Einsparpotenzial für Gesamtsanierung ............................................................................................ 44
Beispiel 3-7: Heizungsbeitrag durch Elektrogeräte in einem durchschnittlichen Einfamilienhaus? ..................... 45
Beispiel 3-8: Vergleich der spezifischen Heizlast von Doppelhaus und Einzelhaus .............................................. 54
Beispiel 3-9: Abschätzung der spezifischen Heizlast einer Wohnung ................................................................... 55
Beispiel 3-10: Ermittlung der tatsächlichen Heizgradttagzahlen und Heiztagzahlen „x“ ...................................... 57
Beispiel 3-11: Vergleich von spezifischer Heizlast und HWB für Gebäude unterschiedlicher thermischer Qualität
.............................................................................................................................................................................. 59
217
Beispiel 3-12: Abschätzung Endenergiebedarf ..................................................................................................... 63
Beispiel 3-13: Warmwasser-Korrektur des Energieverbrauchs für den Datenabgleich ........................................ 64
Beispiel 3-14: Typisches Beispiel für einen Datenabgleich ................................................................................... 64
Beispiel 4-1: Rechenbeispiel HGT 20/12 ............................................................................................................... 68
Beispiel 4-2: Rechenbeispiel HGT 20/12 ............................................................................................................... 69
Beispiel 4-3: Abschätzung des jährlichen Energieverbrauchs aus kurzfristigen Daten ......................................... 69
Beispiel 4-4: Abschätzung der Heiztage und Heizgradtage für abweichende Innentemperatur .......................... 69
Beispiel 4-5: Fensterbilanz im Winter ................................................................................................................... 72
Beispiel 4-6: Einfluss der Heizgrenztemperatur auf den Energiebedarf ............................................................... 73
Beispiel 5-1: U-Wert eines inhomogenen Bauteils mit ähnlichen λ-Werten ........................................................ 77
Beispiel 5-2: Berechnung eines Verglasungs-U-Wertes ........................................................................................ 81
Beispiel 5-3: U-Wert Berechnung für ein spezifisches Fenster ............................................................................. 84
Beispiel 5-4: Dämmwirkung eines temporären Wärmeschutzes .......................................................................... 84
Beispiel 5-5: Abschätzung der Kondensationsgefahr an einem Bauteil ................................................................ 89
Beispiel 5-6: Umrechnung des w
f
-Wertes in einen mittleren Luftwechsel ........................................................... 92
Beispiel 5-7: Abschätzung des Infiltrationsluftwechsels ....................................................................................... 94
Beispiel 5-8: Ermittlung des Korrekturfaktors für einen Pufferraum .................................................................... 96
Beispiel 5-9: Fenstervergleich über die Einstrahlung ............................................................................................ 99
Beispiel 5-10: Wärmebilanz für Fenster verschiedener Orientierung ................................................................. 100
Beispiel 6-1: Abschätzung des Heizungsbeitrags durch Personenabwärme ....................................................... 102
Beispiel 6-2: Abschätzung des Heizungsbeitrags durch Haushaltsgeräte ........................................................... 103
Beispiel 6-3: Abschätzung der mittleren Raumtemperatur bei bestimmtem Benutzungsverhalten .................. 103
Beispiel 6-4: Wärmeabfuhr durch Querlüftung in einer Sommernacht .............................................................. 105
Beispiel 6-5: Umrechnung von Luftwechsel in Lüftungs-Heizlast ....................................................................... 106
Beispiel 6-6: Abfuhr von Wärmelasten durch Nachtlüftung ............................................................................... 106
Beispiel 6-7: Energieeinsparung durch Wärmerückgewinnung aus der Abluft .................................................. 107
Beispiel 6-8: Wärmebedarf für Feuchteabfuhr über Bedarfslüftung .................................................................. 108
Beispiel 6-9: Feuchteabfuhr durch Dampfdiffusion ............................................................................................ 109
Beispiel 6-10: Energiebedarf für Bauteiltrocknung im Passivhaus ...................................................................... 110
Beispiel 6-11: Feuchtebilanz einer Wohnung ..................................................................................................... 110
Beispiel 7-1: Energieeinsparung durch Fugendichtung ....................................................................................... 113
Beispiel 7-2: Ermittlung und Bewertung der Sonneneinstrahlung...................................................................... 115
Beispiel 7-3: Berechnung der Fremdwärmegewinne und des Heizwärmebedarfs ............................................. 116
Beispiel 8-1: Heizlastabschätzung aus Kesselleistung und Betriebsstunden ...................................................... 119
Beispiel 8-2: Ermittlung des feuerungstechnischen Wirkungsgrades ................................................................. 121
218
Beispiel 8-3: Bewertung des Einflusses von Zugbedarf und Zugstärke ............................................................... 122
Beispiel 8-4: Bereitschaftsverluste und Einsparpotenzial ................................................................................... 124
Beispiel 8-5: Abschätzung des Transmissionsverlustes zu einem erwärmten Keller .......................................... 125
Beispiel 8-6: Wärmerückgewinnung und Kondensation in Rauchfängen ........................................................... 127
Beispiel 8-7: Leistungszahl einer Luft-Wasser-Wärmepumpe ............................................................................ 131
Beispiel 8-8: Verteilverluste und Einsparpotenzial ............................................................................................. 135
Beispiel 8-9: Nutzungsgrad von Einzelöfen mit Berücksichtigung des Rauchrohres ........................................... 136
Beispiel 8-10: Primärenergienutzungsgrad (η
PE
) für die Heizung mit Luft-Wasser-Wärmepumpe .................... 138
Beispiel 9-1: Ermittlung Warmwasser-Energiebedarf ......................................................................................... 141
Beispiel 9-2: Wirtschaftlichkeit einer Solaranlage .............................................................................................. 143
Beispiel 10-1: Erhebung der Stromverbraucher zur Abschätzung des Energiebedarfs ...................................... 149
Beispiel 11-1: Arten der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung .................................................................................... 154
Beispiel 11-2: Berücksichtigung einer Energiepreissteigerung ........................................................................... 157
Beispiel 11-3: Berücksichtigung der Inflation - Realzinsermittlung .................................................................... 157
Beispiel 11-4: Grenzkostenermittlung für eine Maßnahme................................................................................ 158
Beispiel 11-5: Einfluss der Nutzungsdauer auf den Wirtschaftlichkeitsvergleich von Maßnahmen ................... 159
Beispiel 11-6: Wirtschaftlichkeitsvergleich von Heizungsvarianten.................................................................... 159
Beispiel 12-1: Bilanz einer Lüftungsanlage .......................................................................................................... 170
Beispiel 12-2: Einfluss des Pufferspeichers auf den Energieverbrauch ............................................................... 176
Beispiel 12-3: Einfluss der Zirkulation auf den Energieverbrauch für Warmwasser ........................................... 176
Beispiel 12-4: Energieeinsparung durch Leitungsdämmung ............................................................................... 177
Beispiel 12-5: Dimensionierung eines Pufferspeichers für einen Stückholzkessel ............................................. 178
Beispiel 12-6: Bivalent-parallel Wärmepumpe in der Heizanlagenverbesserung ............................................... 180
Beispiel 12-7: Kostenvergleich für Ganzhausheizung mit elektrischen Einzelheizkörpern ................................. 181
Beispiel 12-8: Wirtschaftlichkeit der PV Anlage aus Tabelle 12-5 ....................................................................... 185
Beispiel 12-9: Vergleich PV / Wärmepumpe und thermische Solaranlage Anlage ............................................. 186
Beispiel 13-1: Jährlicher Energieverbrauch für Mobilität .................................................................................... 192
Beispiel 13-2: Jährlicher Nutzenergiebedarf für Ernährung bei durchschnittlicher Betätigung ......................... 193
15.7. Literaturverzeichnis
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