IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 3/2002, Seite 28 ff.


HEIZUNGSTECHNIK


In-Kraft-Treten der EnEV 2002

Kleine Schritte im Wärmeschutz, vielfältige Möglichkeiten bei der Anlagentechnik

Dipl.-Ing. Jürgen Holtfort*

Im März 2001 hat die Bundesregierung den Entwurf einer Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden (Energieeinsparverordnung - EnEV) beschlossen. Die EnEV hat als Gesetzentwurf den Bundesrat nach Ergänzungen passiert und wurde durch Gremien des Europarates bestätigt. Daraus resultierte, dass die EnEV am 1. Februar 2002 in Kraft tritt.

Am 13. Juli 2001 hat der Bundesrat dieser EnEV mit Änderungen zugestimmt. Es folgte Ende September die Kabinettsabstimmung. Im November wurde die EnEV im Bundesgesetzblatt verkündet. Nach diesem Zeitplan tritt die Verordnung zum 1. Februar 2002 in Kraft (Bild 1).

Bild 1: Zeitplan In-Kraft-Treten der EnEV.

Die EnEV ist als ein wichtiger Teil des Klimaschutzprogrammes der Bundesregierung zu sehen. Im Gebäudebereich soll die energetische Qualität von Neubauten um etwa 30 % gegenüber dem heute erreichten Standard verbessert werden. Weiterhin sollen im Gebäudebestand vorhandene Energieeinsparpotenziale verstärkt genutzt werden. Dazu wird es Nachrüstverpflichtungen und bedingte Anforderungen im Falle von Modernisierungsvorhaben geben. Ohnehin fällige Sanierungsarbeiten im Gebäudebestand sollen mit energetisch sinnvollen Verbesserungsmaßnahmen gekoppelt werden.

Mit einem künftig vorgeschriebenen Energiebedarfsausweis, der Aussagen zu den spezifischen Werten des Transmissionswärmeverlustes, des Endenergie- und des Primärenergiebedarfs eines Gebäudes macht, soll ein Energiebewusstsein für die energetische Qualität von Gebäuden aufgebaut werden.

Bild 2: Regelwerk zur Energieeinsparverordnung.

Verordnung und mitgeltende Normen

Die Energieeinsparverordnung (EnEV) ersetzt die bisher geltende Wärmeschutzverordnung (WSchV) und die Heizungsanlagenverordnung (HeizAnlV). Sie beinhaltet zwei Berechnungsvorschriften, die DIN V 4108-6 für die Bautechnik und die DIN V 4701-10 für die anlagentechnische Bewertung (Bild 2). Ein einfach zu handhabendes Verfahren zur Ermittlung des aus der WSchV von 1995 bekannten Jahresheizwärmebedarfs (Heizperiodenbilanzverfahren) wird in der EnEV bereitgestellt. Dabei liefert die Verordnung die zukünftig geforderten energetischen Grenzwerte im Neu- und Altbau; die Normen sind die Rechengrundlage zur Ermittlung der in der Verordnung geforderten Energiekennwerte.

Erstmalig werden Gebäude und Anlagentechnik in der Gesamtheit betrachtet. Der Energiebedarf eines Gebäudes umfasst nun nicht mehr nur den Jahresheizwärmebedarf (wie in der WSchV), sondern er wird auf die gesamte Heizungs-, Lüftungs- und Warmwasseranlage inklusive der anfallenden Hilfsenergien ausgedehnt (Bild 3).

Bild 3: Wärme- und Energiebilanz eines Gebäudes.

EnEV für den Bereich der Neubauten

Die EnEV definiert für ein Gebäude zwei energetische Größen in einer Haupt- und einer Nebenanforderung. Zum einen darf ein bestimmter Primärenergiebedarf (Hauptanforderung) nicht überschritten werden, zum anderen soll die wärmeübertragende Umfassungsfläche ein energetisches Mindestniveau erfüllen (Nebenanforderung). Beide Anforderungen gelten in Abhängigkeit des Kompaktheitsgrades des Gebäudes (A/V-Verhältnis = Verhältnis von wärmeübertragender Umfassungsfläche A und dem beheizten Gebäudevolumen Ve, das von der wärmeübertragenden Umfassungsfläche A umschlossen wird.

Für die Hauptanforderung wird unterschieden in Wohngebäude mit stromgestützter Warmwasserbereitung und in Wohngebäude mit nicht stromgestützter Warmwasserbereitung (z. B. mit fossilem Brennstoff) und in andere Gebäude (Nicht-Wohngebäude) ohne Warmwasserbereitung.

Werden Ein- und Zweifamilienhäuser mit Niedertemperaturkesseln ausgestattet, deren Systemtemperatur 55/45 C überschreitet, erhöht sich bei monolithischer Außenwandkonstruktion der Höchstwert des zulässigen Primärenergiebedarfs QP" jeweils um 3 % für die Dauer von fünf Jahren.

In der Nebenanforderung gelten für Nichtwohngebäude mit einem Fensterflächenanteil von > 30% und für Gebäude mit Einzelfeuerstätten Ausnahmeregelungen.

Bild 4: Hauptanforderungen der EnEV.

- Hauptanforderung

In Abhängigkeit des Kompaktheitsgrades (A/V-Verhältnis) des Gebäudes zwischen A/Ve = 0,2 ... 1,05 m-1 und der Nutzfläche AN = 100 ... 10 000 m2 ist folgender jährlicher Primärenergiebedarf zugelassen:

Warmwasserbereitung mit fossilem Brennstoff (z. B. zentrale Warmwasserbereitung) für Wohngebäude:

QP" < 50,94 + 75,29 *

A/Ve +

in kWh/(m2a) Warmwasserbereitung aus elektrischem Strom für Wohngebäude:

QP" < 72,94 + 75,29 * A/Ve in kWh/(m2a)

Für alle anderen Fälle (Bezug ist hier das beheizte Gebäudevolumen):

QP" < 9,9 + 24,1* A/Ve in kWh/(m3a)

Die genannten Zusammenhänge zeigt Bild 4. Da für Wohngebäude mit zentraler, fossiler Warmwasserbereitung die Hauptanforderung sowohl vom Kompaktheitsgrad als auch von der beheizten Nutzfläche AN abhängt, ergibt sich für diese Gebäude der durch die gestrichelte Bandbreite eingeschlossene Bereich (hier berechnet mit Flächen zwischen 150 und 1000 m2).

Für Systeme mit überwiegender Warmwasserbereitung aus elektrischem Strom gilt die grüne Linie.

-Nebenanforderung

In Abhängigkeit des A/V-Verhältnisses (0,2 ... 1,05 m-1) wird der spezifische, auf die wärmeübertragende Hüllfläche bezogene Transmissionswärmeverlust HT' auf folgende Werte begrenzt:

HT' = 1,55 ... 0,58 W/(m2K) für Nichtwohngebäude mit einem Fensterflächenanteil > 30 %

HT' = 1,05 ... 0,44 W/(m2K) für den Rest der Nichtwohngebäude sowie alle Wohngebäude

Ausnahmeregelung: Für Gebäude mit Einzelfeuerstätten sind die Werte auf 0,76 * HT' begrenzt.

Im Gegensatz zur bisherigen Heizungsanlagenverordnung wird aufgrund "europäischer Randbedingungen" der Einsatz von Standardkesseln auch für Neubauten zugelassen. Dies ist ein Kompromiss, der im Hinblick auf die europäische Gesetzeslage beschlossen wurde.

Für Heizungsanlagen werden - in Anlehnung an die bisher geltende Heizungsanlagenverordnung - Mindestdämmstandards der Wärmeverteilung und Einzelanforderungen an die Regelung gestellt.

Dichtheitsanforderung

Für Neubauten wird eine besondere Anforderung an die Dichtheit gestellt und eine Dichtheit von 3 h-1 ohne raumlufttechnische Anlage und von 1,5 h-1 mit raumlufttechnischer Anlage gefordert. Das bedeutet aber auch, dass der hygienisch notwendige Luftwechsel sichergestelt werden muss. Dies ist aus energetischen Gründen sinnvollerweise mit mechanischen Anlagen mit Wärmerückgewinnung am besten zu erzielen.

Bild 5: Kompensationsmöglichkeiten zwischen Gebäude und Anlage.

Kompensationsmöglichkeit zwischen Gebäude und Anlage

Aufgrund der dargestellten Systematik ergeben sich nun Kompensationsmöglichkeiten zwischen Anlage und Gebäude (Bild 5).

Effiziente Anlagentechniken wie z. B. Wärmepumpen oder Wohnungslüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung führen zu einer erheblichen energetischen Verbesserung, sodass die EnEV mit diesen Techniken leicht zu erfüllen ist bzw. durch den max. zulässigen Transmissionswärmebedarf begrenzt wird.

Warmwasserbereitung mit Strom

Durch das Anforderungsniveau in der EnEV (Bild 4, grüne Linie) ergibt sich für Durchlauferhitzersysteme keine besondere Anforderung an den Wärmeschutz im Vergleich zu fossilen zentralen Systemen.

Auch die Wohnungsversorgung mit Elektro-Warmwasserspeichern wird nicht zu unterschiedlichem bzw. höherem Wärmeschutz führen als ein zentrales System mit NT-Kessel.

Erst beim zentralen Elektrosystem z. B. mit Elektrostandspeichern ist ein Ausgleich über verbesserten Wärmeschutz notwendig. Eine Kombination mit einer Solaranlage hingegen kompensiert an dieser Stelle wieder die höhere Wärmeschutzanforderung, wie es auch z. B. durch eine Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung kompensiert wird.

Aus der Vielzahl der Systemkombinationen wie z.B. Niedertemperaturkessel, Brennwertkessel, Wärmepumpe, Wohnungslüftungsanlagen, zentrale oder dezentrale Warmwasserbereitung oder durch den Einsatz von Solaranlagen ist die Erfüllung der EnEV durch die Anlagentechnik variabel. Die genauen Ergebnisse hierzu liefert die DIN 4710 Teil 10.

Wird die Warmwasserbereitung mit Strom mit einer elektrischen Speicherheizung und mit einer Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung kombiniert, so ist für eine Frist von acht Jahren ein Primärenergiefaktor von 2,0 für das gesamte System anzusetzen.

Bild 6: Einbindung der EnEV in das Bauverfahren.

EnEV für Altbauten

In der Altbausanierung gelten bedingte max. Anforderungen an mittlere Wärmedurchgangskoeffizienten für einzelne Bauteile, die bei einer Erneuerung der Gebäudehülle erreicht werden müssen. Die Anforderungen an Altbauten gelten als erfüllt, wenn sowohl die Hauptanforderung (Primärenergiebedarf) als auch die Nebenanforderung (spezifischer Transmissionswärmeverlust) das 1,4fache der Werte für Neubauten nicht überschreiten. Dies kann auch hier durch den Einsatz von Wärmepumpen unterstützend erreicht werden und muss nicht nur über den Wärmeschutz erfolgen.

Die Primärenergieanforderung für Neubauten gilt als erfüllt, wenn mind. 70% der Wärme aus erneuerbarer Energie oder aus Kraft-Wärme-Kopplung erfolgen. Dies ist z. B. durch den Einsatz von Wärmepumpen gegeben, die eine Jahresarbeitszahl von > 3,3 erreichen.

Für diese Nachweise kann allerdings noch nicht auf ein genormtes Nachweisverfahren zur Ermittlung des Heiz- und Primärenergiebedarfes für Bestandsgebäude zurückgegriffen werden. Die von der EnEV starr in Bezug genommenen Normen eignen sich z. Z. nur für den Nachweis neu erstellter Gebäude.

Max. zulässige U-Werte für den Altbau sind:

- Außenwände

bei Ersatz oder erstmaligem Einbau 0,45 W/(m2K)

bei raumseitiger Erneuerung oder bei Bekleidungen 0,35 W/(m2K)

- Decke oder Dach

Steildach 0,30 W/(m2K)

Flachdach 0,25 W/(m2K)

- Kellerdecke, Erdgeschossfußboden

bei z. B. außenseitiger Bekleidung oder Verschalung 0,40 W/(m2K)

Ersatz oder raumseitiger Bekleidung 0,50 W/(m2K)

- Fenster und Türen

bei Erneuerung der reinen Verglasung 1,5 W/(m2K)

bei Erneuerung einschließlich Rahmen 1,7 W/(m2K)

Vorhangfassaden 1,9 W/(m2K)

Türen 2,9 W/(m2K)

Eine Nachrüstverpflichtung besteht bis 31. Dezember 2006 auf einen U-Wert < 0,3 W/(m2K) für nicht begehbare, aber zugängliche oberste Geschossdecken.

Für Heizungsanlagen, die vor dem 1. Oktober 1978 in Betrieb genommen wurden, ist die Umrüstung auf Brennwert- oder NT-Kessel und die Dämmung zugänglicher ungedämmter Leitungen bis 31. Dezember 2006 vorgesehen. Für diese Festlegungen gibt es Ausnahmeregelungen, z. B. verlängert sich die Nachrüstfrist für Anlagen mit nachträglich (nach dem 1. November 1996) eingebauten Brennern bis zum 31. Dezember 2008, für selbst genutzte Eigenheime auf zwei Jahre nach dem Eigentümerwechsel (frühestens aber 31. Dezember 2006 bis 2008). Diese Aussagen gelten mit Ausnahmen, z. B. für Anlagen mit weniger als 4 kW oder mehr als 400 kW.

Der Einsatz dezentraler und zentraler Regeleinrichtungen wird erstmals konsequent auch für den gesamten Bestand gefordert.

Für Altbauten wird der Energiebedarfsausweis nur vorgesehen, wenn diese wesentliche Änderungen erfahren haben. Diese Änderungen umfassen die Erneuerung der Heizungsanlage und mind. drei Maßnahmen der Erneuerung innerhalb eines Jahres (Außenwand, Wände, Fenster, ...) oder eine Erweiterung des beheizten Gebäudevolumens um mehr als 50 %.

Möglichkeiten des Nachweises

Zum rechtlichen Nachweis der energetischen Qualität eines Gebäudes müssen dessen spezifische, auf die gebäudeumschließende Fläche bezogene Transmissionsheizlast (vereinfacht ein mittlerer U-Wert oder früher k-Wert der Gebäudehülle einschließlich der bodenberührenden Bauteile) und der Primärenergiebedarf ermittelt werden. Der Ablauf des Nachweisverfahrens ist schematisch in Bild 6 dargestellt.

Zur Ermittlung dieser beiden Größen sind in den beiden mitgeltenden Normen, die den Jahresheizwärmebedarf als Übergabeparameter haben, verschieden umfangreiche und aufwendige Verfahren zugelassen. Auf diese Verfahren soll hier nicht weiter eingegangen werden.

Energieersparnis

Die mitgeltenden Berechnungsvorschriften der EnEV ermöglichen die Ermittlung der energetischen Kennwerte unter bestimmten Randbedingungen. Diese sind - ohne Anspruch auf Vollständigkeit:

- Eine mittlere Innentemperatur von 19 C (wobei eine weitere Reduzierung mit Berücksichtigung der Nachtabsenkung möglich ist; nicht jedoch im anlagentechnischen Berechnungsteil der DIN V 4701-10)

- Eine Heizgrenze (Außentemperatur, ab der theoretisch geheizt werden muss) von 10 C und daraus resultierend 185 Heiztage p. a.

- Gradtagszahl mit Berücksichtigung der Nachtabsenkung von 66 kKh/a (WSchV 1995: 0,9 * 84 kKh/a = 76 kKh/a)

- Luftwechsel für freie Lüftung 0,7 bzw. 0,6 h-1 ohne bzw. mit Dichtheitsprüfung (WSchV 1995: 0,8 h-1 für Fensterlüftung)

- Geringe Verschattung für alle Fenster - mit der Annahme eines im Mittel unrealistischen Verschattungsfaktors von 0,9

Mit diesen sehr optimistisch angenommenen Randbedingungen ergibt sich schon allein aufgrund der Rechnung für ein und dasselbe Gebäude (und sonst gleiche Annahmen) eine rein rechnerische Energieeinsparung von über 10 % verglichen mit der WSchV von 1995. Erwartungen an den Energieverbrauch - die mit der Ausstellung eines Energiebedarfsausweises gewollt oder ungewollt erweckt werden, können bei heutigen Komfortansprüchen in den meisten Fällen nicht erfüllt werden. Die nach EnEV ermittelten Bedarfswerte können nicht mit den späteren tatsächlichen Verbrauchswerten in Zusammenhang gebracht werden. In der Praxis werden sich i. d. R. höhere Verbrauchswerte einstellen, in die auch das Nutzerverhalten eingeht.

Bild 7: Primärenergie- und CO2-Vergleich verschiedener Systeme.

Primärenergiebezug

Die Energieeinsparverordnung legt erstmalig für die Bewertung eines Gebäudes einen Primärenergiebezug fest. Dies kann als eine wesentliche Verbesserung gegenüber der WSchV von 1995 gesehen werden. Mit dieser Entscheidung wird eine umweltrelevante Bewertung des eingesetzten Energieträgers - z. B. Strom, Erdgas oder Öl - vorgenommen. Die dem Energieträger vorgelagerte Prozesskette vom Rohstoff bis zum Gebäude wird also bewertet.

Für den Nutzer ist jedoch weiterhin die Endenergie von entscheidender Bedeutung, da er diese zu bezahlen hat.

Von diesem primär energetischen Ansatz geht ein wichtiger Impuls aus, die zur Wärmeerzeugung eingesetzten Energieträger in Richtung auf erneuerbare und auf CO2-mindernde Energien zu verschieben. Mit dieser Absicht verbinden sich allerdings zwei Tatsachen:

Zum einen kompensiert die EnEV die primär energetische Bewertung wegen der Wirtschaftlichkeit beim Wärmeschutz in Verbindung mit einer z. B. elektrischen dezentralen Warmwasserbereitung durch hierfür gestellte Anforderungen (Hauptanforderung).

Andererseits weist eine dezentrale elektrische Warmwasserbereitung durch den geringen Endenergiebedarf im Zusammenhang mit dem Primärenergiebedarf doch keine nennenswerten CO2-Emissionsabweichungen gegenüber zentralen, fossilen Brennstoffsystemen auf (Bild 7).

Da das oberste Ziel die CO2-Emissionsreduzierung ist und nicht die eingesetzte Primärenergie, ist die elektrische, dezentrale Warmwasserbereitung ökologisch sinnvoll und von Vorteil.

Zweitens muss bei überwiegendem Einsatz (mehr als 70 %) von Wärme aus Kraft-Wärme-Kopplung, erneuerbaren Energien (auch Wärmepumpen, die regenerative Energien nutzen) und Einzelfeuerstätten kein Nachweis des Primärenergiebedarfes erfolgen, nur die Nebenanforderung zur spezifischen Transmissionsheizlast (HT') ist zu erfüllen. Bei über den HT'-Ansatz hinausgehendem Wärmeschutz in Richtung Niedrigenergiehaus kann mit den hier genannten Systemen weit mehr Energie gespart werden.

Kontrolle der Umsetzung

Schon die WSchV von 1995 war mit der Problematik behaftet, dass keine Festlegung getroffen wurde, in wessen Handlungsbereich die Kontrolle der Verwirklichung der beschlossenen Energieeinsparvorhaben fällt. Auch im Rahmen der EnEV ist man diesbezüglich zu keinem Ergebnis gekommen. Da der Vollzug der Verordnung Aufgabe der Länder ist, kann eine notwendige und nachweisbar erfolgreiche Qualitätssicherung und ggf. -kontrolle nicht einheitlich geregelt werden.

Die Einführung des Energiebedarfsausweises ist ein Instrument der Qualitätssicherung für den energetischen Standard eines Gebäudes. Wie der Wärmebedarfsausweis der WSchV von 1995 kann auch der Energiebedarfsausweis nach 13 der EnEV zu einem Ergebnisblatt für den bauaufsichtlichen Nachweis bzw. für die Bauakte werden.

Weg vom Niedrigenergiehaus zum Passivhaus

Mit dem In-Kraft-Treten der EnEV wird das zukünftige, mittelfristige Energieniveau für den Neubau gesetzlich verankert. Der angestrebte Niedrigenergiehausstandard für Neubauten mit der angekündigten Reduzierung des Energieverbrauches um durchschnittlich 30% (EFH < 70 und MFH < 55 kWh/(m2a) Jahresheizwärmebedarf bezogen auf die tatsächliche Wohnfläche) wird vermutlich nicht erreicht. Die zulässigen Höchstwerte des Jahresheizwärmeverbrauchs werden bei etwa 70 - 120 kWh/(m2a) für EFH und 50 - 90 kWh/(m2a) für MFH liegen.

Mit Erscheinen der EnEV sollte jedoch bekanntlich eine definierte neue Herausforderung gesteckt werden. Beispielsweise das Erreichen des ehrlichen Niedrigenergiestandards in den nächsten fünf Jahren und des Passivhausstandards innerhalb der nächsten zehn Jahre. Dies bleibt jedoch weiterhin der privatwirtschaftlichen Initiative überlassen.

 


* Dipl.-Ing. Jürgen Holtfort, Mitarbeiter Stiebel Eltron, Holzminden


B i l d e r :   Stiebel Eltron GmbH & Co. KG


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