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Dipl.-Ing. Michaela Hoppe Lehrstuhl für Bauphysik Univ.-Prof. Dr.-Ing. Gerd Hauser TU München
Holzbau der Zukunft in der High-Tech-Offensive Zukunft Bayern
Energetische Sanierung von Bestandsgebäuden Improving the Energy Perfor-mance of Existing Buildings
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Impressum
Lehrstuhl für Bauphysik Univ.-Prof. Dr.-Ing. Gerd Hauser Technische Universität München
Projektleitung Project CoordinatorDr.-Ing. Anton Maas Lehrstuhl für Bauphysik, TU München
jetzt:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Anton Maas Fachgebiet Bauphysik an der Universität Kassel
Projektbearbeitung AuthorDipl.-Ing. Architektin Michaela Hoppe
Weitere Projektmitarbeiter AssistantsDaniel Castilla Toledo
Mareike Ettrich
Simone Hiesinger
Josef Reger
Simon Schmidt
Sandra Spindler
Fachliche Beratung Technical AdviceHerr Dipl.-Ing. (FH) Josef Huber, Fa. Huber & Sohn, Bachmehring
Herr Dipl.-Ing. (FH) Johann Weber, Leiter der Baustoffsammlung der Fakultät für Architektur der TU München
Herr Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion, TU München
Zusammenfassung — Summary 1
Energieeinsparpotential beim Gebäudebestand in Deutschland Rund 30 % des Endenergieverbrauchs - und damit rund 20% der bundesweiten CO2-Emissionen - wird in Deutschland von privaten Haushalten verursacht. Den wesent-lichen Anteil dieses Endenergieverbrauchs nimmt mit rund 76% die Raumwärme ein (siehe Abbildung 1).
Gewerbe, Handel,Dienstleistungen
15,8 %Industrie26,8 %
Verkehr28,6 %
Haushalte28,8 %
Raumwärme75,8%
Warmwasser11,3%
sonst. Prozess-wärme 4,2%
mech. Energie7,2%
Beleuchtung1,5%
Abb. 1 links: Anteil der Verbrauchsbereiche am Endenergieverbrauch, rechts: Endener-gieverbrauch nach Anwendungsbereichen in den privaten Haushalten, Stand 2005 [BMWi 2006]
Vor dem Hintergrund zunehmender Klimaveränderungen aufgrund von CO2-Emissi-onen und steigender Energiepreise kommt daher, neben der Nutzung erneuerbarer Energien, der energetischen Sanierung des Gebäudebestandes eine wichtige Rolle zu. Wie Abbildung 2 zeigt, übersteigt das Energieeinsparpotential durch eine zielgerichte-te energetische Sanierung des Gebäudebestandes (nur Wohngebäude) die Energieer-zeugung durch regenerative Energien im Jahr 2005 um ein Vielfaches.
72.700 89.800 83.200
640.000
0
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
600.000
700.000
Str
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Wär
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Ener
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[GW
h]
Abb. 2 Energiebereitstellung aus der Nutzung erneuerbarer Energien in der Bundesrepu-blik Deutschland im Jahr 2006 im Vergleich mit dem Energieeinsparpotential durch Energieef-fizienzsteigerung im Wohngebäudebereich [Hauser 2007].
Im Gebäudebereich besteht also - vor allem durch die Verbesserung des Wärme-schutzes - ein hohes Potential Energie einzusparen. Dieses gilt es durch gezielte ener-getische Sanierungsmaßnahmen auszuschöpfen.
Der Energieausweis für GebäudeEinen wichtigen Schritt stellt in diesem Zusammenhang die Einführung des Energie-ausweises für Gebäude (siehe Abbildung 3) dar. Immobilienbesitzern wird in knapper Form der jährliche Energiebedarf des Gebäudes dargestellt und es werden Moderni-sierungstipps zu dessen Senkung gegeben.
Zusammenfassung
Zusammenfassung — Summary2
Problematisch stellt sich in diesem Zusammenhang der heterogene fachliche Hinter-grund der möglichen Energieausweisaussteller dar [Hauser et al. 2007]. Ziel des vor-liegenden Sanierungsleitfadens ist es daher, den Energieausweisausstellern, deren Kernkompetenz nicht im Bereich des Bauwesens liegt, fachliche Unterstützung bei der Angabe baulicher Modernisierungstipps zu geben.
SanierungsleitfadenVor dem oben angesprochenen Hintergrund steigender Energiepreise sind viele Im-mobilienbesitzer willens, Schritte zur Senkung des Energieverbrauchs ihrer Immobilie zu unternehmen. Dennoch herrscht große Unsicherheit über die gestalterischen und baukonstruktiven Möglichkeiten bei der energetischen Sanierung von Bestandsgebäu-den. Die Entscheidungsfindung ist häufig von Bedenken hinsichtlich bauphysikalischer Konsequenzen und der Wirtschaftlichkeit baulicher Maßnahmen geprägt, was häufig zu Standardlösungen wie z.B. einem Wärmedämmverbundsystem mit Polystyrol- hartschaumdämmung führt. Ein zentrales Anliegen der vorliegenden Arbeit ist es da-her, sinnvolle Alternativen zu herkömmlichen Sanierungsansätzen unter Einsatz eines Materials aufzuweisen, das hohe ökologische, bautechnische und bauphysikalische Qualitäten aufweist, einfach zu verarbeiten ist und zudem eine hohe gestalterische Vielfalt besitzt, wie Holz und Holzwerkstoffe.
Holz und Holzwerkstoffe sind ein gut geeignetes Baumaterial für energetische Sanie-rungsmaßnahmen, da sie neben einer positiven CO2-Bilanz (siehe Abbildung 4) und Wiederverwertbarkeit auch hervorragende technische Eigenschaften aufweisen. Holz weist eine hohe Festigkeit bei geringem Gewicht und wird daher vielfach als Fassa-denbekleidungsmaterial eingesetzt [Wegener/Zimmer 2003] [Herzog et al. 2004]
Der entstandene Sanierungsleitfaden richtet sich an Energieausweisaussteller aber auch interessierte Bauherren und gibt grundsätzliche Information zu den Sanierungs-möglichkeiten. Die wichtigsten hierbei behandelten Aspekte sind
die energetische Bewertung des Bestandsgebäudes, •eine Zusammenstellung der situationsspezifischen Anforderungen, •die Darstellung möglicher Sanierungsmaßnahmen, •die Angabe von Auswahlkriterien, •eine Aufstellung der anfallenden Baukosten sowie •eine Untersuchung der Wirtschaftlichkeit der einzelnen Maßnahmen. •
4
ENERGIEAUSWEIS für Wohngebäudegemäß den §§ 16 ff. Energieeinsparverordnung (EnEV)
Energiebedarf – Seite 2Der Energiebedarf wird in diesem Energieausweis durch den Jahres-Primärenergiebedarf und den Endenergie-bedarf dargestellt. Diese Angaben werden rechnerisch ermittelt. Die angegebenen Werte werden auf der Grundlage der Bauunterlagen bzw. gebäudebezogener Daten und unter Annahme von standardisierten Randbedingungen (z.B. standardisierte Klimadaten, definiertes Nutzerverhalten, standardisierte Innentemperatur und innere Wärme-gewinne usw.) berechnet. So lässt sich die energetische Qualität des Gebäudes unabhängig vom Nutzerverhalten und der Wetterlage beurteilen. Insbesondere wegen standardisierter Randbedingungen erlauben die angegebenen Werte keine Rückschlüsse auf den tatsächlichen Energieverbrauch.
Primärenergiebedarf – Seite 2Der Primärenergiebedarf bildet die Gesamtenergieeffizienz eines Gebäudes ab. Er berücksichtigt neben der End-energie auch die so genannte „Vorkette“ (Erkundung, Gewinnung, Verteilung, Umwandlung) der jeweils eingesetz-ten Energieträger (z. B. Heizöl, Gas, Strom, erneuerbare Energien etc.). Kleine Werte (grüner Bereich) signalisieren einen geringen Bedarf und damit eine hohe Energieeffizienz und Ressourcen und Umwelt schonende Energie-nutzung. Zusätzlich können die mit dem Energiebedarf verbundenen CO2-Emissionen des Gebäudes freiwillig angegeben werden.
Endenergiebedarf – Seite 2Der Endenergiebedarf gibt die nach technischen Regeln berechnete, jährlich benötigte Energiemenge für Heizung, Lüftung und Warmwasserbereitung an („Normverbrauch“). Er wird unter Standardklima und -nutzungsbedingungen errechnet und ist ein Maß für die Energieeffizienz eines Gebäudes und seiner Anlagentechnik. Der Endenergie-bedarf ist die Energiemenge, die dem Gebäude bei standardisierten Bedingungen unter Berücksichtigung der Ener-gieverluste zugeführt werden muss, damit die standardisierte Innentemperatur, der Warmwasserbedarf und die not-wendige Lüftung sichergestellt werden können. Kleine Werte (grüner Bereich) signalisieren einen geringen Bedarf und damit eine hohe Energieeffizienz.Die Vergleichswerte für den Energiebedarf sind modellhaft ermittelte Werte und sollen Anhaltspunkte für grobe Ver-gleiche der Werte dieses Gebäudes mit den Vergleichswerten ermöglichen. Es sind ungefähre Bereiche ange-geben, in denen die Werte für die einzelnen Vergleichskategorien liegen. Im Einzelfall können diese Werte auch außerhalb der angegebenen Bereiche liegen.
Energetische Qualität der Gebäudehülle – Seite 2Angegeben ist der spezifische, auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche bezogene Transmissionswärme-verlust (Formelzeichen in der EnEV: HT’). Er ist ein Maß für die durchschnittliche energetische Qualität aller wärme-übertragenden Umfassungsflächen (Außenwände, Decken, Fenster etc.) eines Gebäudes. Kleine Werte signali-sieren einen guten baulichen Wärmeschutz.
Energieverbrauchskennwert – Seite 3Der ausgewiesene Energieverbrauchskennwert wird für das Gebäude auf der Basis der Abrechnung von Heiz- und ggf. Warmwasserkosten nach der Heizkostenverordnung und auf Grund anderer geeigneter Verbrauchsdaten ermit-telt. Dabei werden die Energieverbrauchsdaten des gesamten Gebäudes und nicht der einzelnen Wohn- oder Nutz-einheiten zugrunde gelegt. Über Klimafaktoren wird der gemessene Energieverbrauch für die Heizung hinsichtlich der konkreten örtlichen Wetterdaten auf einen deutschlandweiten Mittelwert umgerechnet. So führen beispielsweise hohe Verbräuche in einem einzelnen harten Winter nicht zu einer schlechteren Beurteilung des Gebäudes. Der Energieverbrauchskennwert gibt Hinweise auf die energetische Qualität des Gebäudes und seiner Heizungsanlage. Kleine Werte (grüner Bereich) signalisieren einen geringen Verbrauch. Ein Rückschluss auf den künftig zu erwar-tenden Verbrauch ist jedoch nicht möglich; insbesondere können die Verbrauchsdaten einzelner Wohneinheiten stark differieren, weil sie von deren Lage im Gebäude, von der jeweiligen Nutzung und vom individuellen Verhalten abhängen.
Gemischt genutzte GebäudeFür Energieausweise bei gemischt genutzten Gebäuden enthält die Energieeinsparverordnung besondere Vorga-ben. Danach sind - je nach Fallgestaltung - entweder ein gemeinsamer Energieausweis für alle Nutzungen oder für Wohnungen und für die übrigen Nutzungen zwei getrennte Energieausweise auszustellen; dies ist auf Seite 1 der Ausweise erkennbar.
Erläuterungen
3
ENERGIEAUSWEIS für Wohngebäudegemäß den §§ 16 ff. Energieeinsparverordnung (EnEV)
Durchschnitt
KennwertWarmwasserHeizungbisvon
Energieverbrauchskennwert in kWh/(m²a)(zeitlich bereinigt, klimabereinigt)
Klima-faktor
Anteil Warm-wasser[kWh]
Brennstoff-menge[kWh]
Abrechnungszeitraum
Energieträger
Verbrauchserfassung – Heizung und Warmwasser
Energieverbrauch für Warmwasser: enthaltennicht enthalten
Energieverbrauchskennwert
Gemessener Energieverbrauch des Gebäudes
0 50 100 150 200 250 300 350 400 >400
Dieses Gebäude:kWh/(m²·a)
Die modellhaft ermittelten Vergleichswerte beziehen sich auf Gebäude, in denen die Wärme für Heizung und Warmwasser durch Heizkessel im Gebäude bereit-gestellt wird.Soll ein Energieverbrauchskennwert verglichen werden, der keinen Warmwasseranteil enthält, ist zu beachten, dass auf die Warmwasserbereitung je nach Gebäude-größe 20 – 40 kWh/(m²·a) entfallen können.Soll ein Energieverbrauchskennwert eines mit Fern- oder Nahwärme beheizten Gebäudes verglichen werden, ist zu beachten, dass hier normalerweise ein um 15 – 30 % geringerer Energieverbrauch als bei vergleichbaren Gebäuden mit Kesselheizung zu erwarten ist.
*
Vergleichswerte Endenergiebedarf
Das Verfahren zur Ermittlung von Energieverbrauchskennwerten ist durch die Energieeinsparverordnung vorgegeben. Die Werte sind spezifi-sche Werte pro Quadratmeter Gebäudenutzfläche (AN) nach Energieeinsparverordnung. Der tatsächlich gemessene Verbrauch einer Woh-nung oder eines Gebäudes weicht insbesondere wegen des Witterungseinflusses und sich ändernden Nutzerverhaltens vom angegebenen Energieverbrauchskennwert ab.
* EFH – Einfamilienhäuser, MFH – Mehrfamilienhäuser
Erläuterungen zum Verfahren
0 50 100 150 200 250 300 350 400 >400
Pass
ivhau
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FH N
euba
uEF
H Ne
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EFH
ener
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oder
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Durc
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MFH
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oder
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FH e
nerg
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ntlic
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oder
nisie
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194,04
Erdgas 1.9.2004 1.9.2005 32890
X
Modernisierungsempfehlungen zum Energieausweisgemäß § 20 Energieeinsparverordnung
UnterschriftDatum
Unterschrift des AusstellersAussteller
Adresse Hauptnutzung / Gebäudekategorie
Gebäude
sind nicht möglichsind möglichEmpfehlungen zur kostengünstigen Modernisierung
weitere Empfehlungen auf gesondertem Blatt
Maßnahmenbeschreibung
Hinweis: Modernisierungsempfehlungen für das Gebäude dienen lediglich der Information. Sie sind nur kurz gefasste Hinweise und kein Ersatz für eine Energieberatung.
Bau- oder AnlagenteileNr.Empfohlene Modernisierungsmaßnahmen
Einsparung gegenüber Ist-Zustand [%]
Einsparung gegenüber Ist-Zustand [%]
Endenergiebedarf [kWh/(m²·a)]
CO2-Emissionen [kg/(m²·a)]
Einsparung gegenüber Ist-Zustand [%]
Primärenergiebedarf [kWh/(m²·a)]
Modernisierung gemäß Nummern:
Modernisierungsvariante 2Modernisierungsvariante 1Ist-Zustand
Beispielhafter Variantenvergleich (Angaben freiwillig)
Außenwand Außenwanddämmung, 12 cm Mineralfaserdämmung, WLG 035,
vorgehängte hinterlüftete Fassade, horizontale Lärchenverschalung
1
2
Modernisierung der Heizungsanlage Einbau eines Gasbrennwertkessels mit bivalentem Solarspeicher
Fam. Eder, München Obermenzing
X
Dipl.-Ing. Michaela HoppeLehrstuhl für BauphysikTechnische Universität München 20. 11. 2005
Wohnhaus
1, 2 1, 2, 3
69,3
293,7
261,2
28
60%
101,1
61%
143,9
45%
164,7 120,2
45% 59%
37
47%
3
Dach über Treppenhaus Zwischensparrendämmung,12 cm Mineralfaserdämmung, WLG 030
2
ENERGIEAUSWEIS für Wohngebäudegemäß den §§ 16 ff. Energieeinsparverordnung (EnEV)
Lüftungsanlage mit WärmerückgewinnungLüftungsanlage ohne Wärmerückgewinnung
SchachtlüftungFensterlüftungDie Lüftung erfolgt durch:
LüftungskonzeptLüftung
WarmwasserHeizungErneuerbare Energieträger werden genutzt für:
Einsetzbarkeit alternativer Energieversorgungs-systeme nach § 5 EnEV vor Baubeginn berück-sichtigt
Erneuerbare Energien
**
Vergleichswerte Endenergiebedarf
HilfsgeräteWarmwasserHeizungGesamt in kWh/(m2a)Jährlicher Endenergiebedarf in kWh/(m2a) für
Energieträger
Endenergiebedarf „Normverbrauch“
W/(m²K)EnEV-Anforderungswert HT’kWh/(m²a)EnEV-Anforderungswert
W/(m²K)Gebäude Ist-Wert HT’kWh/(m²a)Gebäude Ist-Wert
Energetische Qualität der Gebäudehülle Primärenergiebedarf
Nachweis der Einhaltung des § 3 oder § 9 Abs. 1 der EnEV (Vergleichswerte)
Energiebedarf
Berechneter Energiebedarf des Gebäudes
CO2-Emissionen * kg/(m²·a)
Das verwendete Berechnungsverfahren ist durch die Energieeinsparverordnung vorgegeben. Insbesondere wegen standardisierter Rand-bedingungen erlauben die angegebenen Werte keine Rückschlüsse auf den tatsächlichen Energieverbrauch. Die ausgewiesenen Bedarfs-werte sind spezifische Werte nach der EnEV pro Quadratmeter Gebäudenutzfläche (AN).
* freiwillige Angabe ** EFH – Einfamilienhäuser, MFH – Mehrfamilienhäuser
Erläuterungen zum Berechnungsverfahren
Endenergiebedarf
Primärenergiebedarf „Gesamtenergieeffizienz“kWh/(m²·a)
kWh/(m²·a)
0 50 100 150 200 250 300 350 400 >400
Pass
ivhau
sM
FH N
euba
uEF
H Ne
ubau
EFH
ener
getis
ch
gut m
oder
nisie
rt
Durc
hsch
nitt
Woh
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MFH
ene
rget
isch
nich
t
wese
ntlic
h m
oder
nisie
rt E
FH e
nerg
etisc
h ni
cht
wese
ntlic
h m
oder
nisie
rt
0 50 100 150 200 250 300 350 400 >400
X
293,7
261,2
69,3
293,7
Erdgas
170,7 0,68
0,90
Strom-Mix257,93,3
28,33,3
229,6
Abb. 3 Musterseiten des Energieausweises für Wohngebäude nach Energieeinspar- verordnung 2007 [EnEV 2007]
Zusammenfassung — Summary 3
Maßnahmenblätter Dem Sanierungsleitfaden liegen zudem Maßnahmenblätter bei (siehe Abbildung 5 bzw. Kapitel 8: Maßnahmenblätter), die eine kompakte Darstellung der einzelnen Sa-nierungsansätze auf je einer Doppelseite beinhalten. Sie richten sich vorrangig an Bau-herren und können einem Energieausweis zur Erläuterung der Modernisierungstipps beigefügt werden.
Diese beinhalten eine graphische Darstellung der betrachteten Situation im Ausgangs- sowie im Sanierungszustand und eine kurze Beschreibung der Sanierungsmaßnahme. Daneben findet der Nutzer eine Aufstellung der Vor- und Nachteile sowie Erläuterungen zu den wichtigsten baukonstruktiven und bauphysikalischen Aspekten wie Wärme-schutz, Wärmebrücken, Feuchteschutz, Schallschutz und Brandschutz. Den Abschluss bildet eine kurze Übersicht über die Wirtschaftlichkeit der untersuchten Maßnahme.
WirtschaftlichkeitsbetrachtungDiese Wirtschaftlichkeitsbetrachtung erfolgt in Form einer Tabelle (siehe Tabelle 1 auf der nächsten Seite), die den mittleren Baukosten für die eingesparte kWh Heizenergie die mittleren Energiekosten gegenüberstellt. In die Betrachtung fließt die Bandbrei-te der unterschiedlichen energetischen Ausgangszustände (U-Wert im Bestand, Hei-zungsanlage) ein. Eine Maßnahme stellt sich immer dann in privatwirtschaftlichem Sinne als wirtschaftlich dar, wenn die Kosten der eingesparten kWh unter den mittle-ren Energiekosten im Betrachtungszeitraum liegen.
P10-28 8. Maßnahmenblätter
alt monolithische Außenwand, unge-dämmt
Abb. 8.13 Ausgangssituation
neu vorgehängte hinterlüftete Fas-sade (VHF)
Abb. 8.14 Sanierungsmaßnahme
Auf der ausreichend standsichere und trockene Wand wird mit Hilfe einer Holzunter-konstruktion eine Wärmedämmschicht aus Matten- oder weichen Plattendämmstof-fen angebracht. Durch die Unterkonstruktion (UK) können kleinere Unebenheiten in der Wandfläche einfach ausgeglichen werden. Die Wärmedämmung wird durch die hinterlüftete vorgehängte Bekleidung vor Witterungseinflüssen wie z.B. Schlagregen geschützt. Als Bekleidungsmaterial ist eine hohe Vielfalt an Holz- und anderen Werk-stoffen geeignet.
Diese Sanierungsmöglichkeit bietet neben baukonstruktiven und bauphysikalischen Vorteilen auch die Möglichkeit zu einer Neugestaltung der Fassade.
Vorteile + geringe Nutzungsbeeinträchti-
gung während der Bauphase+ bauphysikalisch unproblematisch+ geringfügige Unebenheiten und
kleinere (optische) Schäden der Fassade können belassen werden
+ guter Schlagregenschutz+ gestalterische Vielfalt+ Eigenleistung der Bauherren möglich+ für den Einsatz von Vakuum-
dämmpaneelen geeignet
Nachteile– ggf. Schwierigkeiten bei der Ein-
haltung der Abstandsflächen
WärmeschutzWerden bei einer Außenwand Bekleidungen von außen angebracht, begrenzt die Ener-gieeinsparverordnung (EnEV) 2004 den U-Wert der Wand auf UAW 0,35 W/(m²K).
Für vorgehängte hinterlüftete Fassaden dürfen nur genormte oder bauaufsichtlich zugelassene Dämmstoffe eingesetzt werden. Abhängig vom Wärmebrückeneinfluss und dem U-Wert der vorhandenen Konstruktion, lassen sich mit einer Dämmstoffdicke von 11 cm (Bemessungswert für die Wärmeleitfähigkeit = 0,045 W/(mK)) U-Werte von 0,28-0,32 W/m²K erreichen. Höhere Dämmstoffdicken und dementsprechend niedrigere U-Werte sind, situationsabhängig, möglich.
Durch Einsatz von Vakuumdämmpaneelen von nur 4 cm Dicke ( = 0,006 W/(mK)) lassen sich, bei minimalem zusätzlichen Wandaufbau, sogar U-Werte von 0,13 - 0,14 W/(m²K) verwirklichen. Die Einbausituation hinter der vorgehängten hinterlüfteten Fas-sade schützt diese vor mechanischer Beschädigung.
WärmebrückenWärmetechnische Unregelmäßigkeiten im Aufbau der bestehenden tragenden Wand, etwa durch Betonteile, werden durch die Wärmedämmung der hinterlüfteten Fassade in ihrer Wärmebrückenwirkung deutlich reduziert.
An den Befestigungspunkten der Unterkonstruktion entstehende Wärmebrücken redu-zieren den Wärmedurchlasswiderstand der Dämmschicht. Es empfiehlt sich deshalb,
U-Werte vorhanden
UAW = 0,9 - 1,7 W/m2K
U-Wert nach EnEV
UAW 0,35 W/m2K
erforderliche Dämmstoffdicke 1)
7 - 11 cm
geeignete Dämmstofftypen 2)
WAB
U-Werte vorhanden
UAW = 0,9 - 1,7 W/m2K
U-Wert nach EnEV
UAW 0,35 W/m2K
erforderliche Dämmstoffdicke 1)
7 - 11 cm
geeignete Dämmstofftypen 2)
WAB
Außenwand
1 Innenputz2 tragende Massivwand (Mauerwerk,
Stahlbeton,...)3 Außenputz4 Unterkonstruktion, zweilagig5 Wärmedämmung, zweilagig6 Hinterlüftung7 Traglattung, evtl. Konterlattung 8 Bekleidung (Holzwerkstoffplatte, Horizon-
talschalung, Vertikalschalung,...)
123
123
45678
min. 2 cm
Abb. 8.15 Anschlussproblematik
P10-298. Maßnahmenblätter
die Unterkonstruktion aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit (z.B. Holz) sowie in zwei gegeneinander versetzten Ebenen auszuführen.
Um Wärmeverluste an den Anschlussstellen an andere Bauteile (Dach, Fenster, etc.) zu vermeiden, sollte die Wärmedämmebene an diesen Stellen nicht unterbrochen wer-den (Abb. 8.15).
BrandschutzBei Gebäuden geringer Höhe (OK Fußboden des obersten Geschosses 7 m) beste-hen keine besonderen Brandschutzanforderungen an die Außenwandbekleidung. Bei höheren Gebäuden dürfen nur Materialien der Baustoffklasse B1 (schwerentflamm-bar) eingesetzt werden, wobei die Unterkonstruktion auch in B2 (normalentflammbar) ausgeführt werden darf, wenn keine Bedenken bestehen.
SchallschutzDer Luftschallschutz einer Außenwand kann durch eine vorgehängte hinterlüftete Fassade tendenziell verbessert werden. Notwendig ist hierfür die verwendung eines schallabsorbierenden Dämmstoffes. Die Verbesserung ist abhängig vom vorhandenen Material, der Dämmstoffdicke und der Fassadenkonstruktion.
FeuchteschutzDer Feuchteschutz bestehender Wände wird durch den zusätzlichen Aufbau einer fach-gerecht ausgeführten vorgehängten hinterlüfteten Fassade verbessert. Ein Feuchte-schutznachweis nach DIN 4108-3 ist nicht erforderlich, wenn eine ausreichende Hin-terlüftung (d 2 cm) mit Be- und Entlüftungsöffnungen von mindestens 50 cm2 pro 1 m Wandlänge gewährleistet ist.
LuftdichtheitEine vorgehängte hinterlüftete Fassade bildet keine luftdichte Schicht. Die luftdichte Schicht muss auf der Innenseite, im ausreichend warmen Bereich, z.B. durch einen intakten Innenputz, ausgebildet werden.
WirtschaftlichkeitTabelle 8.5 stellt die zugrunde gelegten Investitionskosten unter Berücksichtigung ohnehin erforderlicher Instandsetzungsmaßnahmen sowie die erreichbare Heizen-ergieeinsparung in Abhängigkeit vom vorhandenen U-Wert und der Heizungsanlage dar. Die energetische Sanierungsmaßnahme lässt sich dann wirtschaftlich darstellen, wenn über den gewählten Betrachtungszeitraum von 20 Jahren die Kosten einer ein-gesparten kWh Heizenergie unter dem mittlerem Energiepreis liegt.
siehe auchKapitel 7.2 Außenwand
Außenwand
Tabelle 8.5 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
Baukosten von €/Einheit bis EinheitGerüst 6,40 11,00 15,00 m2
WD Mineralfaser ( = 0,040 W/mK) 9,60 15,00 21,00 m2
Bekleidung auf UK, Holz, gestrichen 82,00 90,00 100,00 m2
Summe 116,00 m2
abzüglich Sowiesokosten 3) 70,00 m2
Wirtschaftlichkeit 4) von bis EinheitU-Wert im Bestand 0,9 1,7 W/m2Kmittlere bauteilbezogene Heizenergieeinsparung
Altanlage• e = 1,7 71 174 kWh/m2amoderne Anlage (NT)• e = 1,5 62 153 kWh/m2a
mittlere Kosten der eingesparten kWh 5)
Altanlage• e = 1,7 7,3 3,0 ct/kWhmoderne Anlage (NT)• e = 1,5 8,3 3,4 ct/kWh
mittlerer Energiepreis 5)
ausgehend von 6,0 ct/kWh 6) und einer inflationsbereinigten Energiepreissteigerung von...
1% 6,7 ct/kWh4% 9,6 ct/kWh7% 14,6 ct/kWh
1) Bemessungswert für die Wärmeleitfähig-keit: 0,035 bis 0,045 W/(mK).
2) Anwendungstypen nach DIN 4108-10.3) Abgezogen werden können alle wegen einer
ohnehin erforderlichen Instandsetzung anfal-lenden Kosten wie Gerüst, Reinigung und teilweise Ausbesserung der vorhandenen Putzflächen sowie Anstrich der Fassade.
4) Der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung werden das Mittel der Baukosten unter Berücksichti-gung sowieso anstehender Sanierungsmaß-nahmen (Sowiesokosten) sowie ein Kalku-lationszinssatz von 4% zugrunde gelegt. Die Maßnahme stellt sich wirtschaftlich dar, wenn innerhalb des gewählten Betrach-tungszeitraums die Kosten der eingespar-ten kWh unter dem mittlerem Energiepreis liegt.
5) Innerhalb des gewählten Betrachtungszeit-raums von 20 Jahren.
6) Stand August 2006.
1) Bemessungswert für die Wärmeleitfähig-keit: 0,035 bis 0,045 W/(mK).
2) Anwendungstypen nach DIN 4108-10.3) Abgezogen werden können alle wegen einer
ohnehin erforderlichen Instandsetzung anfal-lenden Kosten wie Gerüst, Reinigung und teilweise Ausbesserung der vorhandenen Putzflächen sowie Anstrich der Fassade.
4) Der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung werden das Mittel der Baukosten unter Berücksichti-gung sowieso anstehender Sanierungsmaß-nahmen (Sowiesokosten) sowie ein Kalku-lationszinssatz von 4% zugrunde gelegt. Die Maßnahme stellt sich wirtschaftlich dar, wenn innerhalb des gewählten Betrach-tungszeitraums die Kosten der eingespar-ten kWh unter dem mittlerem Energiepreis liegt.
5) Innerhalb des gewählten Betrachtungszeit-raums von 20 Jahren.
6) Stand August 2006.
Abb. 5 Musterseiten Maßnahmenblätter: nachträgliche Dämmung einer monolithischen Außenwand durch eine vorgehängte hinterlüftete Fassade
Technische Trocknung
Einschnitt
Rundholztransport (50 km)Rundholztransport (300 km)
Forstliche Produktion
EnergiespeicherFichtenholz
Gespeicherte SonnenenergieVerbrauch an fossiler Primärenergie
Abb. 4 Energiebilanz für die Produktion von getrocknetem Nadelschnittholz (weiße Kreise: fossiler Energieaufwand im Verhältnis zu der in Holz gespeicherten Energie); [Wegener/Zimmer 2003]
Tabelle Mustertabelle Wirtschaftlichkeitsbetrachtung: nachträgliche Dämmung einer mo-nolithischen Außenwand durch eine vorgehängte hinterlüftete Fassade
Baukosten von €/Einheit bis EinheitGerüst 6,40 11,00 15,00 m2
WD Mineralfaser (λ = 0,040 W/mK) 9,60 15,00 21,00 m2
Bekleidung auf UK, Holz, gestrichen 82,00 90,00 100,00 m2
Summe 116,00 m2
abzüglich Sowiesokosten 1) 70,00 m2
Wirtschaftlichkeit 2) von bis EinheitU-Wert im Bestand 0,9 1,7 W/(m2K)mittlere bauteilbezogene Heizenergieeinsparung
Altanlage • e = 1,7 71 174 kWh/m2amoderne Anlage (NT) • e = 1,5 62 153 kWh/m2a
mittlere Kosten der eingesparten kWh 3)
Altanlage • e = 1,7 7,3 3,0 ct/kWhmoderne Anlage (NT) • e = 1,5 8,3 3,4 ct/kWh
mittlerer Energiepreis 3)
ausgehend von 6,0 ct/kWh 4) und einer in-flationsbereinigten Energiepreissteigerung von...
1% 6,7 ct/kWh4% 9,6 ct/kWh7% 14,6 ct/kWh
1) Abgezogen werden können alle wegen ei-ner ohnehin erforderlichen Instandsetzung anfallenden Kosten wie Gerüst, Reinigung und teilweise Ausbesserung der vorhan-denen Putzflächen sowie Anstrich der Fassade.
2) Der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung werden das Mittel der Baukosten unter Berücksichtigung sowieso anstehender Sanierungsmaßnahmen (Sowiesokosten) sowie ein Kalkulationszinssatz von 4% zugrunde gelegt. Die Maßnahme stellt sich wirtschaftlich dar, wenn innerhalb des gewählten Betrachtungszeitraums die Kosten der eingesparten kWh unter dem mittleren Energiepreis liegen.
3) innerhalb des gewählten Betrachtungs-zeitraums von 20 Jahren;
4) Stand August 2006;
Zusammenfassung — Summary 5
Energy savings potential in existing buildings in GermanyIn Germany around 30% of end-use energy consumption – and therefore approx. 20% of CO2 emissions – is accounted for by private households. The main portion of this, at around 76%, falls on space heating (Figure 1).
trade, service industry, retail
15.8 %industry26.8 %
transport28.6 %
households28.8 % space heating
75.8%
hot water11.3%
other process heat4.2%
lighting 1.5%
mechanical energy7.2%
Fig. 1 Left: Breakdown of end-use energy consumption. Right: Breakdown of energy con-sumption in private households. Figures for 2005 [BMWi 2006]
Against a background of advancing climate change, brought about by CO2 emissions, and rising energy prices, it becomes ever more important not only to use renewable energy sources but also to improve the energy performance of existing buildings. A comparison between the energy savings that can be gained through targeted improve-ments to existing buildings and the amount of energy currently generated from renew-able sources illustrates the potential in this field. In 2006, for example, the estimates for residential buildings alone exceed many times the total figures for energy gener-ated from renewable sources (Figure 2).
There is therefore tremendous potential for saving energy in buildings – primarily through improving thermal insulation, but also through a range of other targeted meas-ures.
Energy performance certificates for buildingsA significant step in this connection is the introduction of energy certificates for buil-dings (Figure 3). Of interest to property owners, buyers and tenants, this certificate sets out in compact form the annual energy requirements of the building in question. It also comes with recommendations on how to modernise the building (structure and installations) with the aim of reducing energy consumption. One problem with this
Summary
72,700 89,800 83,200
640,000
0
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
600,000
700,000
elec
tric
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ener
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side
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l bui
ldin
gs
heat
ing
Energy[GWh]
Fig. 2 Energy supplied from renewable sources in Germany in 2006, compared to the energy savings achievable through improving the energy performance of existing residential building [Hauser 2007].
Zusammenfassung — Summary6
new system is that the persons involved in issuing these certificates come from a range of technical backgrounds, as provided for in the Energy Conservation Regulati-ons 2007 (Energieeinsparverordnung 2007) [Hauser et al. 2007]. An important aspect of the research was therefore not only to develop sensible eco-friendly improvement strategies as regards a building´s structure and physical properties, but also to produce a practical manual that would give professional support to those persons whose job it is to issue the energy certificates, but whose core competence does not lie directly in the field of construction (e.g. installations engineers, chimney sweeps etc.)
Manual of energy-efficiency improvements in buildingsBecause of the above-mentioned issue of rising energy costs, many property owners are willing to undertake measures to reduce the energy consumption of their buil-dings. Yet often there is great uncertainty about what measures to take and how these changes will impact on the look of the building. Worries about possible complications, e.g. damp, also affect decisions, as do concerns about the actual cost-effectiveness of any measures taken.
This frequently leads to owners opting for conventional solutions, such as a composite thermal insulation system based on rigid foam polystyrene. A central aim of the study was to identify sensible alternatives to conventional modernisation approaches, alter-natives that are based on the use of a material that has good ecological, structural and physical properties, is also easy to work and in addition offers great scope in terms of design.
Timber is an excellent construction material for energy refurbishment measures, not only for the positive carbon dioxide balance (Figure 4) and good recyclability but also for its technical qualities. As a lightweight but strong material, timber is commonly used as a material for facade cladding [Wegener/Zimmer 2003] [Herzog et al. 2004].
4
ENERGIEAUSWEIS für Wohngebäudegemäß den §§ 16 ff. Energieeinsparverordnung (EnEV)
Energiebedarf – Seite 2Der Energiebedarf wird in diesem Energieausweis durch den Jahres-Primärenergiebedarf und den Endenergie-bedarf dargestellt. Diese Angaben werden rechnerisch ermittelt. Die angegebenen Werte werden auf der Grundlage der Bauunterlagen bzw. gebäudebezogener Daten und unter Annahme von standardisierten Randbedingungen (z.B. standardisierte Klimadaten, definiertes Nutzerverhalten, standardisierte Innentemperatur und innere Wärme-gewinne usw.) berechnet. So lässt sich die energetische Qualität des Gebäudes unabhängig vom Nutzerverhalten und der Wetterlage beurteilen. Insbesondere wegen standardisierter Randbedingungen erlauben die angegebenen Werte keine Rückschlüsse auf den tatsächlichen Energieverbrauch.
Primärenergiebedarf – Seite 2Der Primärenergiebedarf bildet die Gesamtenergieeffizienz eines Gebäudes ab. Er berücksichtigt neben der End-energie auch die so genannte „Vorkette“ (Erkundung, Gewinnung, Verteilung, Umwandlung) der jeweils eingesetz-ten Energieträger (z. B. Heizöl, Gas, Strom, erneuerbare Energien etc.). Kleine Werte (grüner Bereich) signalisieren einen geringen Bedarf und damit eine hohe Energieeffizienz und Ressourcen und Umwelt schonende Energie-nutzung. Zusätzlich können die mit dem Energiebedarf verbundenen CO2-Emissionen des Gebäudes freiwillig angegeben werden.
Endenergiebedarf – Seite 2Der Endenergiebedarf gibt die nach technischen Regeln berechnete, jährlich benötigte Energiemenge für Heizung, Lüftung und Warmwasserbereitung an („Normverbrauch“). Er wird unter Standardklima und -nutzungsbedingungen errechnet und ist ein Maß für die Energieeffizienz eines Gebäudes und seiner Anlagentechnik. Der Endenergie-bedarf ist die Energiemenge, die dem Gebäude bei standardisierten Bedingungen unter Berücksichtigung der Ener-gieverluste zugeführt werden muss, damit die standardisierte Innentemperatur, der Warmwasserbedarf und die not-wendige Lüftung sichergestellt werden können. Kleine Werte (grüner Bereich) signalisieren einen geringen Bedarf und damit eine hohe Energieeffizienz.Die Vergleichswerte für den Energiebedarf sind modellhaft ermittelte Werte und sollen Anhaltspunkte für grobe Ver-gleiche der Werte dieses Gebäudes mit den Vergleichswerten ermöglichen. Es sind ungefähre Bereiche ange-geben, in denen die Werte für die einzelnen Vergleichskategorien liegen. Im Einzelfall können diese Werte auch außerhalb der angegebenen Bereiche liegen.
Energetische Qualität der Gebäudehülle – Seite 2Angegeben ist der spezifische, auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche bezogene Transmissionswärme-verlust (Formelzeichen in der EnEV: HT’). Er ist ein Maß für die durchschnittliche energetische Qualität aller wärme-übertragenden Umfassungsflächen (Außenwände, Decken, Fenster etc.) eines Gebäudes. Kleine Werte signali-sieren einen guten baulichen Wärmeschutz.
Energieverbrauchskennwert – Seite 3Der ausgewiesene Energieverbrauchskennwert wird für das Gebäude auf der Basis der Abrechnung von Heiz- und ggf. Warmwasserkosten nach der Heizkostenverordnung und auf Grund anderer geeigneter Verbrauchsdaten ermit-telt. Dabei werden die Energieverbrauchsdaten des gesamten Gebäudes und nicht der einzelnen Wohn- oder Nutz-einheiten zugrunde gelegt. Über Klimafaktoren wird der gemessene Energieverbrauch für die Heizung hinsichtlich der konkreten örtlichen Wetterdaten auf einen deutschlandweiten Mittelwert umgerechnet. So führen beispielsweise hohe Verbräuche in einem einzelnen harten Winter nicht zu einer schlechteren Beurteilung des Gebäudes. Der Energieverbrauchskennwert gibt Hinweise auf die energetische Qualität des Gebäudes und seiner Heizungsanlage. Kleine Werte (grüner Bereich) signalisieren einen geringen Verbrauch. Ein Rückschluss auf den künftig zu erwar-tenden Verbrauch ist jedoch nicht möglich; insbesondere können die Verbrauchsdaten einzelner Wohneinheiten stark differieren, weil sie von deren Lage im Gebäude, von der jeweiligen Nutzung und vom individuellen Verhalten abhängen.
Gemischt genutzte GebäudeFür Energieausweise bei gemischt genutzten Gebäuden enthält die Energieeinsparverordnung besondere Vorga-ben. Danach sind - je nach Fallgestaltung - entweder ein gemeinsamer Energieausweis für alle Nutzungen oder für Wohnungen und für die übrigen Nutzungen zwei getrennte Energieausweise auszustellen; dies ist auf Seite 1 der Ausweise erkennbar.
Erläuterungen
3
ENERGIEAUSWEIS für Wohngebäudegemäß den §§ 16 ff. Energieeinsparverordnung (EnEV)
Durchschnitt
KennwertWarmwasserHeizungbisvon
Energieverbrauchskennwert in kWh/(m²a)(zeitlich bereinigt, klimabereinigt)
Klima-faktor
Anteil Warm-wasser[kWh]
Brennstoff-menge[kWh]
Abrechnungszeitraum
Energieträger
Verbrauchserfassung – Heizung und Warmwasser
Energieverbrauch für Warmwasser: enthaltennicht enthalten
Energieverbrauchskennwert
Gemessener Energieverbrauch des Gebäudes
0 50 100 150 200 250 300 350 400 >400
Dieses Gebäude:kWh/(m²·a)
Die modellhaft ermittelten Vergleichswerte beziehen sich auf Gebäude, in denen die Wärme für Heizung und Warmwasser durch Heizkessel im Gebäude bereit-gestellt wird.Soll ein Energieverbrauchskennwert verglichen werden, der keinen Warmwasseranteil enthält, ist zu beachten, dass auf die Warmwasserbereitung je nach Gebäude-größe 20 – 40 kWh/(m²·a) entfallen können.Soll ein Energieverbrauchskennwert eines mit Fern- oder Nahwärme beheizten Gebäudes verglichen werden, ist zu beachten, dass hier normalerweise ein um 15 – 30 % geringerer Energieverbrauch als bei vergleichbaren Gebäuden mit Kesselheizung zu erwarten ist.
*
Vergleichswerte Endenergiebedarf
Das Verfahren zur Ermittlung von Energieverbrauchskennwerten ist durch die Energieeinsparverordnung vorgegeben. Die Werte sind spezifi-sche Werte pro Quadratmeter Gebäudenutzfläche (AN) nach Energieeinsparverordnung. Der tatsächlich gemessene Verbrauch einer Woh-nung oder eines Gebäudes weicht insbesondere wegen des Witterungseinflusses und sich ändernden Nutzerverhaltens vom angegebenen Energieverbrauchskennwert ab.
* EFH – Einfamilienhäuser, MFH – Mehrfamilienhäuser
Erläuterungen zum Verfahren
0 50 100 150 200 250 300 350 400 >400
Pass
ivhau
sM
FH N
euba
uEF
H Ne
ubau
EFH
ener
getis
ch
gut m
oder
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Durc
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Woh
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MFH
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ntlic
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oder
nisie
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FH e
nerg
etisc
h ni
cht
wese
ntlic
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oder
nisie
rt
194,04
Erdgas 1.9.2004 1.9.2005 32890
X
Modernisierungsempfehlungen zum Energieausweisgemäß § 20 Energieeinsparverordnung
UnterschriftDatum
Unterschrift des AusstellersAussteller
Adresse Hauptnutzung / Gebäudekategorie
Gebäude
sind nicht möglichsind möglichEmpfehlungen zur kostengünstigen Modernisierung
weitere Empfehlungen auf gesondertem Blatt
Maßnahmenbeschreibung
Hinweis: Modernisierungsempfehlungen für das Gebäude dienen lediglich der Information. Sie sind nur kurz gefasste Hinweise und kein Ersatz für eine Energieberatung.
Bau- oder AnlagenteileNr.Empfohlene Modernisierungsmaßnahmen
Einsparung gegenüber Ist-Zustand [%]
Einsparung gegenüber Ist-Zustand [%]
Endenergiebedarf [kWh/(m²·a)]
CO2-Emissionen [kg/(m²·a)]
Einsparung gegenüber Ist-Zustand [%]
Primärenergiebedarf [kWh/(m²·a)]
Modernisierung gemäß Nummern:
Modernisierungsvariante 2Modernisierungsvariante 1Ist-Zustand
Beispielhafter Variantenvergleich (Angaben freiwillig)
Außenwand Außenwanddämmung, 12 cm Mineralfaserdämmung, WLG 035,
vorgehängte hinterlüftete Fassade, horizontale Lärchenverschalung
1
2
Modernisierung der Heizungsanlage Einbau eines Gasbrennwertkessels mit bivalentem Solarspeicher
Fam. Eder, München Obermenzing
X
Dipl.-Ing. Michaela HoppeLehrstuhl für BauphysikTechnische Universität München 20. 11. 2005
Wohnhaus
1, 2 1, 2, 3
69,3
293,7
261,2
28
60%
101,1
61%
143,9
45%
164,7 120,2
45% 59%
37
47%
3
Dach über Treppenhaus Zwischensparrendämmung,12 cm Mineralfaserdämmung, WLG 030
2
ENERGIEAUSWEIS für Wohngebäudegemäß den §§ 16 ff. Energieeinsparverordnung (EnEV)
Lüftungsanlage mit WärmerückgewinnungLüftungsanlage ohne Wärmerückgewinnung
SchachtlüftungFensterlüftungDie Lüftung erfolgt durch:
LüftungskonzeptLüftung
WarmwasserHeizungErneuerbare Energieträger werden genutzt für:
Einsetzbarkeit alternativer Energieversorgungs-systeme nach § 5 EnEV vor Baubeginn berück-sichtigt
Erneuerbare Energien
**
Vergleichswerte Endenergiebedarf
HilfsgeräteWarmwasserHeizungGesamt in kWh/(m2a)Jährlicher Endenergiebedarf in kWh/(m2a) für
Energieträger
Endenergiebedarf „Normverbrauch“
W/(m²K)EnEV-Anforderungswert HT’kWh/(m²a)EnEV-Anforderungswert
W/(m²K)Gebäude Ist-Wert HT’kWh/(m²a)Gebäude Ist-Wert
Energetische Qualität der Gebäudehülle Primärenergiebedarf
Nachweis der Einhaltung des § 3 oder § 9 Abs. 1 der EnEV (Vergleichswerte)
Energiebedarf
Berechneter Energiebedarf des Gebäudes
CO2-Emissionen * kg/(m²·a)
Das verwendete Berechnungsverfahren ist durch die Energieeinsparverordnung vorgegeben. Insbesondere wegen standardisierter Rand-bedingungen erlauben die angegebenen Werte keine Rückschlüsse auf den tatsächlichen Energieverbrauch. Die ausgewiesenen Bedarfs-werte sind spezifische Werte nach der EnEV pro Quadratmeter Gebäudenutzfläche (AN).
* freiwillige Angabe ** EFH – Einfamilienhäuser, MFH – Mehrfamilienhäuser
Erläuterungen zum Berechnungsverfahren
Endenergiebedarf
Primärenergiebedarf „Gesamtenergieeffizienz“kWh/(m²·a)
kWh/(m²·a)
0 50 100 150 200 250 300 350 400 >400
Pass
ivhau
sM
FH N
euba
uEF
H Ne
ubau
EFH
ener
getis
ch
gut m
oder
nisie
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Durc
hsch
nitt
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ngeb
äude
MFH
ene
rget
isch
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t
wese
ntlic
h m
oder
nisie
rt E
FH e
nerg
etisc
h ni
cht
wese
ntlic
h m
oder
nisie
rt
0 50 100 150 200 250 300 350 400 >400
X
293,7
261,2
69,3
293,7
Erdgas
170,7 0,68
0,90
Strom-Mix257,93,3
28,33,3
229,6
Fig. 3 Sample pages from the energy certificate for residential buildings according to the Energy Conservation Regulations 2007 [EnEV 2007]
Zusammenfassung — Summary 7
The resulting manual takes a detailed look at the various options for modernisation, and as such is intended for both energy-certificate issuers and building owners who are interested in more in-depth information. The main aspects covered in the manual are:
how to assess the energy performance of an existing building; •a review of the requirements that have to be met; •a presentation of the options for modernisation; •the criteria for selecting options; •an itemisation of the expected building costs; •and an investigation of the cost-effectiveness of the individual measures. •
Fact sheetsThe manual is accompanied a series of fact sheets on the recommended measures (Figure 5) which set out, on a double page, what is involved in each case. They are directed primarily at the property owner and can be included with an energy certifi-cate to provide further information on the recommended modernisation measures. The fact sheets contain a short description of the proposed measure, and illustrations to represent the situation before and after measures are taken. Plus a summary of the advantages and disadvantages, as well as an explanation of the main structural and physical aspects such as thermal insulation, thermal bridges, damp proofing, acoustic insulation and fire protection. To conclude the main parameters affecting the cost-effectiveness of the particular measures are set out in a table.
P10-28 8. Maßnahmenblätter
alt monolithische Außenwand, unge-dämmt
Abb. 8.13 Ausgangssituation
neu vorgehängte hinterlüftete Fas-sade (VHF)
Abb. 8.14 Sanierungsmaßnahme
Auf der ausreichend standsichere und trockene Wand wird mit Hilfe einer Holzunter-konstruktion eine Wärmedämmschicht aus Matten- oder weichen Plattendämmstof-fen angebracht. Durch die Unterkonstruktion (UK) können kleinere Unebenheiten in der Wandfläche einfach ausgeglichen werden. Die Wärmedämmung wird durch die hinterlüftete vorgehängte Bekleidung vor Witterungseinflüssen wie z.B. Schlagregen geschützt. Als Bekleidungsmaterial ist eine hohe Vielfalt an Holz- und anderen Werk-stoffen geeignet.
Diese Sanierungsmöglichkeit bietet neben baukonstruktiven und bauphysikalischen Vorteilen auch die Möglichkeit zu einer Neugestaltung der Fassade.
Vorteile + geringe Nutzungsbeeinträchti-
gung während der Bauphase+ bauphysikalisch unproblematisch+ geringfügige Unebenheiten und
kleinere (optische) Schäden der Fassade können belassen werden
+ guter Schlagregenschutz+ gestalterische Vielfalt+ Eigenleistung der Bauherren möglich+ für den Einsatz von Vakuum-
dämmpaneelen geeignet
Nachteile– ggf. Schwierigkeiten bei der Ein-
haltung der Abstandsflächen
WärmeschutzWerden bei einer Außenwand Bekleidungen von außen angebracht, begrenzt die Ener-gieeinsparverordnung (EnEV) 2004 den U-Wert der Wand auf UAW 0,35 W/(m²K).
Für vorgehängte hinterlüftete Fassaden dürfen nur genormte oder bauaufsichtlich zugelassene Dämmstoffe eingesetzt werden. Abhängig vom Wärmebrückeneinfluss und dem U-Wert der vorhandenen Konstruktion, lassen sich mit einer Dämmstoffdicke von 11 cm (Bemessungswert für die Wärmeleitfähigkeit = 0,045 W/(mK)) U-Werte von 0,28-0,32 W/m²K erreichen. Höhere Dämmstoffdicken und dementsprechend niedrigere U-Werte sind, situationsabhängig, möglich.
Durch Einsatz von Vakuumdämmpaneelen von nur 4 cm Dicke ( = 0,006 W/(mK)) lassen sich, bei minimalem zusätzlichen Wandaufbau, sogar U-Werte von 0,13 - 0,14 W/(m²K) verwirklichen. Die Einbausituation hinter der vorgehängten hinterlüfteten Fas-sade schützt diese vor mechanischer Beschädigung.
WärmebrückenWärmetechnische Unregelmäßigkeiten im Aufbau der bestehenden tragenden Wand, etwa durch Betonteile, werden durch die Wärmedämmung der hinterlüfteten Fassade in ihrer Wärmebrückenwirkung deutlich reduziert.
An den Befestigungspunkten der Unterkonstruktion entstehende Wärmebrücken redu-zieren den Wärmedurchlasswiderstand der Dämmschicht. Es empfiehlt sich deshalb,
U-Werte vorhanden
UAW = 0,9 - 1,7 W/m2K
U-Wert nach EnEV
UAW 0,35 W/m2K
erforderliche Dämmstoffdicke 1)
7 - 11 cm
geeignete Dämmstofftypen 2)
WAB
U-Werte vorhanden
UAW = 0,9 - 1,7 W/m2K
U-Wert nach EnEV
UAW 0,35 W/m2K
erforderliche Dämmstoffdicke 1)
7 - 11 cm
geeignete Dämmstofftypen 2)
WAB
Außenwand
1 Innenputz2 tragende Massivwand (Mauerwerk,
Stahlbeton,...)3 Außenputz4 Unterkonstruktion, zweilagig5 Wärmedämmung, zweilagig6 Hinterlüftung7 Traglattung, evtl. Konterlattung 8 Bekleidung (Holzwerkstoffplatte, Horizon-
talschalung, Vertikalschalung,...)
123
123
45678
min. 2 cm
Abb. 8.15 Anschlussproblematik
P10-298. Maßnahmenblätter
die Unterkonstruktion aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit (z.B. Holz) sowie in zwei gegeneinander versetzten Ebenen auszuführen.
Um Wärmeverluste an den Anschlussstellen an andere Bauteile (Dach, Fenster, etc.) zu vermeiden, sollte die Wärmedämmebene an diesen Stellen nicht unterbrochen wer-den (Abb. 8.15).
BrandschutzBei Gebäuden geringer Höhe (OK Fußboden des obersten Geschosses 7 m) beste-hen keine besonderen Brandschutzanforderungen an die Außenwandbekleidung. Bei höheren Gebäuden dürfen nur Materialien der Baustoffklasse B1 (schwerentflamm-bar) eingesetzt werden, wobei die Unterkonstruktion auch in B2 (normalentflammbar) ausgeführt werden darf, wenn keine Bedenken bestehen.
SchallschutzDer Luftschallschutz einer Außenwand kann durch eine vorgehängte hinterlüftete Fassade tendenziell verbessert werden. Notwendig ist hierfür die verwendung eines schallabsorbierenden Dämmstoffes. Die Verbesserung ist abhängig vom vorhandenen Material, der Dämmstoffdicke und der Fassadenkonstruktion.
FeuchteschutzDer Feuchteschutz bestehender Wände wird durch den zusätzlichen Aufbau einer fach-gerecht ausgeführten vorgehängten hinterlüfteten Fassade verbessert. Ein Feuchte-schutznachweis nach DIN 4108-3 ist nicht erforderlich, wenn eine ausreichende Hin-terlüftung (d 2 cm) mit Be- und Entlüftungsöffnungen von mindestens 50 cm2 pro 1 m Wandlänge gewährleistet ist.
LuftdichtheitEine vorgehängte hinterlüftete Fassade bildet keine luftdichte Schicht. Die luftdichte Schicht muss auf der Innenseite, im ausreichend warmen Bereich, z.B. durch einen intakten Innenputz, ausgebildet werden.
WirtschaftlichkeitTabelle 8.5 stellt die zugrunde gelegten Investitionskosten unter Berücksichtigung ohnehin erforderlicher Instandsetzungsmaßnahmen sowie die erreichbare Heizen-ergieeinsparung in Abhängigkeit vom vorhandenen U-Wert und der Heizungsanlage dar. Die energetische Sanierungsmaßnahme lässt sich dann wirtschaftlich darstellen, wenn über den gewählten Betrachtungszeitraum von 20 Jahren die Kosten einer ein-gesparten kWh Heizenergie unter dem mittlerem Energiepreis liegt.
siehe auchKapitel 7.2 Außenwand
Außenwand
Tabelle 8.5 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
Baukosten von €/Einheit bis EinheitGerüst 6,40 11,00 15,00 m2
WD Mineralfaser ( = 0,040 W/mK) 9,60 15,00 21,00 m2
Bekleidung auf UK, Holz, gestrichen 82,00 90,00 100,00 m2
Summe 116,00 m2
abzüglich Sowiesokosten 3) 70,00 m2
Wirtschaftlichkeit 4) von bis EinheitU-Wert im Bestand 0,9 1,7 W/m2Kmittlere bauteilbezogene Heizenergieeinsparung
Altanlage• e = 1,7 71 174 kWh/m2amoderne Anlage (NT)• e = 1,5 62 153 kWh/m2a
mittlere Kosten der eingesparten kWh 5)
Altanlage• e = 1,7 7,3 3,0 ct/kWhmoderne Anlage (NT)• e = 1,5 8,3 3,4 ct/kWh
mittlerer Energiepreis 5)
ausgehend von 6,0 ct/kWh 6) und einer inflationsbereinigten Energiepreissteigerung von...
1% 6,7 ct/kWh4% 9,6 ct/kWh7% 14,6 ct/kWh
1) Bemessungswert für die Wärmeleitfähig-keit: 0,035 bis 0,045 W/(mK).
2) Anwendungstypen nach DIN 4108-10.3) Abgezogen werden können alle wegen einer
ohnehin erforderlichen Instandsetzung anfal-lenden Kosten wie Gerüst, Reinigung und teilweise Ausbesserung der vorhandenen Putzflächen sowie Anstrich der Fassade.
4) Der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung werden das Mittel der Baukosten unter Berücksichti-gung sowieso anstehender Sanierungsmaß-nahmen (Sowiesokosten) sowie ein Kalku-lationszinssatz von 4% zugrunde gelegt. Die Maßnahme stellt sich wirtschaftlich dar, wenn innerhalb des gewählten Betrach-tungszeitraums die Kosten der eingespar-ten kWh unter dem mittlerem Energiepreis liegt.
5) Innerhalb des gewählten Betrachtungszeit-raums von 20 Jahren.
6) Stand August 2006.
1) Bemessungswert für die Wärmeleitfähig-keit: 0,035 bis 0,045 W/(mK).
2) Anwendungstypen nach DIN 4108-10.3) Abgezogen werden können alle wegen einer
ohnehin erforderlichen Instandsetzung anfal-lenden Kosten wie Gerüst, Reinigung und teilweise Ausbesserung der vorhandenen Putzflächen sowie Anstrich der Fassade.
4) Der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung werden das Mittel der Baukosten unter Berücksichti-gung sowieso anstehender Sanierungsmaß-nahmen (Sowiesokosten) sowie ein Kalku-lationszinssatz von 4% zugrunde gelegt. Die Maßnahme stellt sich wirtschaftlich dar, wenn innerhalb des gewählten Betrach-tungszeitraums die Kosten der eingespar-ten kWh unter dem mittlerem Energiepreis liegt.
5) Innerhalb des gewählten Betrachtungszeit-raums von 20 Jahren.
6) Stand August 2006.
Fig. 5 Sample fact sheets: Insulating a monolithic exterior wall by fitting a ventilated façade.
drying
clearing
log transport (50 km)log transport (300 km)
forestal production
solar energy storedin spruce wood
stored solar energyfossile primary energy usage
Fig. 4 Energy balance for timber production, white circles showing the cumulated fossile energy demand in comparison to the amount of energy stored within the material (grey cir-cle) [Wegener/Zimmer 2003]
Zusammenfassung — Summary8
Cost-effectiveness analysisThe cost-effectiveness of each individual measure to improve energy efficiency is il-lustrated in the form of a table (Table 1 below) which compares the mean costs of carrying out building work to save one kilowatt-hour of heating energy with the mean energy costs to be expected in the future. A range of energy parameters (U-value in the existing building, heating system) is taken into account. An individual modernisati-on measure is thus only considered cost-effective when the costs for the kilowatt-hour saved lie below the mean energy costs in the time period. This table can help in the initial assessment of the cost-effectiveness of a particular modernisation measure.
Kontakt Contact DetailsDipl.-Ing. Architektin Michaela Hoppe
Lehrstuhl für Bauphysik Technische Universität München Arcisstraße 21 80333 München
Fon.: +49.89.289-25754 Fax: +49.89.289-25759
hoppe@tum.de www.bp.bv.tum.de
Table 1 Cost-effectiveness (sample table): Insulating a monolithic exterior wall by fitting a ventilated façade
Building costs from €/unit to unitScaffolding 6.40 11.00 15.00 m2
Insulation (λ = 0.040 W/mK) 9.60 15.00 21.00 m2
Cladding on frame, wood, varnished 82.00 90,00 100.00 m2
Total 116.00 m2
minus base costs 1) 70.00 m2
Cost-effectiveness 2) from to unitExisting U-value 0.9 1.7 W/(m2K)Mean savings in heating energy for building component
old system • e = 1.7 71 174 kWh/m2amodern system • e = 1.5 62 153 kWh/m2a
Mean costs per kWh saved 3)
old system • e = 1.7 7.3 3.0 ct/kWhmodern system • e = 1.5 8.3 3.4 ct/kWh
Mean energy price 3)
Assuming 6.0 ct/kWh 4) and an inflation- adjusted rise in energy prices of...
1% 6.7 ct/kWh4% 9.6 ct/kWh7% 14.6 ct/kWh
1) Costs that would have been incurred any-way during necessary maintenance, e.g. scaffolding, cleaning and where needed renovation of existing render and painting the façade. These are deducted from the total.
2) The cost-effectiveness calculation is based on mean building costs, taking into account any costs that would in any case have been incurred on necessary maintenance (base costs), and an assu-med interest rate on the loan of 4%. The measure is deemed to be cost-effective when within the chosen time period the costs of the kWh saved are below the mean energy price.
3) Within the chosen time period of 20 years.
4) Date: August 2006.