Energieeffizienz und Energieeinsparverordnung

Spätestens seit der Klimakonferenz von Rio de Janeiro 1992 ist die Reduktion des Klimakillers CO2 in aller Munde. Die jüngsten Klimaereignisse zeigen, dass wir den eingeschlagenen Weg noch deutlich konsequenter gehen müssen. Ca. 40% (2002: 171 Mio. t SKE = 1392 TWh = 315 Mio. t CO2) der in Deutschland verbrauchten Endenergie wird für Heizung und Warmwasser verbraucht. Mit einfachen Mitteln wären Einsparungen von gut 50% zu erzielen, die neben der Umwelt auch die Geldbeutel der Verbraucher deutlich entlasten würde. Die aktuelle Energieeinsparverordnung (EnEV 2009) ist ein guter Schritt in diese Richtung.

 

Lassen Sie sich von uns beraten!

 

Schon in der ersten Planungsphase werden die Weichen für energieeffizentes Bauen gestellt, da Gebäudeform und Ausrichtung mehr als viele andere Maßnahmen den Energieverbrauch beeinflussen.
Die Energieeinsparverordnung (EnEV – aktuell gilt die Fassung von 2009) setzt mit Höchstwerten beim Primärenergieverbrauch gesetzliche Rahmenbedingungen, staatliche Förderprogramme machen zusätzliche Einsparungen auch wirtschaftlich interessant.
Die EnEV macht im Neubau das 7-Liter-Haus (Niedrigenergiehaus) zum Standard, erhöht die Anforderungen bei wesentlichen Änderungen im Gebäudebestand und forciert den Austausch veralteter Heizkessel. Die Einführung eines Energieausweises schaffte Marktransparenz. Von der Erschließung der enormen Energieeinsparpotentiale profitieren alle Beteiligten, eine Erhöhung des Wohnkomforts ist inbegriffen. Bei unsanierten Altbauten liegt der durchschnittliche Energieverbrauch bei 200 – 300 kWh/m²a, was einem Heizölverbrauch von 20 – 30 Litern pro Jahr und Quadratmeter entspricht. Moderne Passivhäuser haben nur noch einen Verbrauch von 1,5 Litern.
Die EnEV führt als Messlatte den Primärenergieverbrauch ein und legt Höchstwerte in Abhängigkeit von der Gebäudegeometrie fest. Wie diese Werte erreicht werden, bleibt dem Bauherrn weitgehend selbst überlassen. Eine optimierte Haustechnik und gute Dämmwerte tragen hierzu bei. Höhere Investitionen in die Dämmung reduzieren die Anforderung an die Haustechnik und umgekehrt. Mit einer kompakten Gebäudeform und guter Dämmung lässt sich am wirtschaftlichsten sparen.
Zinsgünstige Kredite durch die Kreditanstalt für Wiederaufbau werden vergeben für Gebäude, die weniger als 6 bzw. 4 Liter pro qm verbrauchen und für energetische Sanierungen. Häufig gibt es zusätzliche lokale Förderprogramme.

 

Gebäudeform und Ausrichtung

Je weniger Außenfläche für Wärmeverluste zur Verfügung steht, desto eher kann man auf andere meist deutlich aufwändigere Maßnahmen verzichten. Freistehende Einfamilienhäuser haben schlechtere Werte als Reihen- und Mehrfamilienhäuser, v.a. wenn sie mit zahlreichen Vor- und Rücksprüngen versehen sind. Eine Ausrichtung mit Fensterflächen nach Süden führt zu Wärmegewinnen, die die Energiebilanz verbessern.

 

Situation

pro Bürger und Jahr entstehen in Deutschland 11t CO2. Wir alle sind verantwortlich für globale Erwärmung und Umweltkatastrophen.

Primärenergie

nur 1/3 der eingesetzten Energie kommt beim Verbraucher an

  1. 1/3 Umwandlungsverluste
  2. 1/3 Verbraucherverluste
  3. 1/3 Endenergie
Anteile am Endenergieverbrauch

Anteile am Endenergieverbrauch

  1. Industrie 27%
  2. Verkehr 28%
  3. Haushalte 45%,
    • 3a 10% Geräte
    • 3b 90% Heizung+Warmwasser = 315 Mio. t CO2


 

Dämmung von Gebäuden

Gute Dämmung führt zu warmen Wänden, erhöhter Behaglichkeit und geringen Heizkosten. Auch Bauschäden werden so vermieden. Ein U-Wert von 0,3 W/m²K sollte heute nur noch bei den Fenstern überschritten werden. Fenster können heute mit einem U-Wert von 0,5 gefertigt werden, ein Wert von 1,1 ist Standard.
Die EnEV fordert eine Berücksichtigung von Wärmebrücken, geometrischen Schwachstellen der Außenhülle wie z.B. Außenecken. Ihnen muss bei der Planung besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Wärmebrücken können für bis zu 30% der Wärmeverluste verantwortlich sein. Im Bestand kommt man Ihnen mit Wärmebildfotografien (Thermografie) auf die Spur.

 

Luftdichtheit von Gebäuden

Je höher der Dämmstandard, desto wichtiger ist, dass Wärme nicht durch Fugen entweicht und so neben hohen Energieverlusten auch Bauschäden entstehen. Eine Fuge von 1mm x 1m erhöht den U-Wert einer 1m² großen Wandfläche bei mittlerem Wind von 0,3 auf 1,4. Die EnEV berücksichtigt die Gebäudedichtheit, bei dem der unfreiwillige Luftwechsel pro Stunde gemessen wird (Nachweis mit Blower-Door-Test). Energiesparende Gebäude haben eine Luftwechselzahl < 0,6.
Aus hygienischen Gründen kann der Luftwechsel nicht beliebig reduziert werden, da wir auf frische Atemluft angewiesen sind und ein Abtransport von Schadstoffen und Feuchtigkeit gewährleistet bleiben muß. Ansonsten droht schnell die Gefahr von Schimmel. 30m³ Frischluftzufuhr sind pro Person und Stunde mind. erforderlich. Im Winter ist deshalb ein Mindestluftwechsel von 0,3 pro Wohnung einzuhalten, bei warmer Witterung mehr. Lesen Sie hierzu auch unsere Ausführungen über richtiges Lüften.
Ausreichende Lufthygiene und geringe Energieverluste ermöglichen Lüftungsanlagen, die für energiesparende Gebäude zum Standard geworden sind. Neben reinen Abluftanlagen gibt es Anlagen mit Wärmerückgewinnung, durch die Lüftungswärmeverluste um 90% reduziert werden können. Ergebnisse von Schadstoffuntersuchungen zeigen, dass die Raumluftqualität in Wohngebäuden mit Lüftungsanlagen deutlich günstiger ist als in Wohngebäuden mit Fensterlüftung. Durch den Einbau von Filtern können Staub, Pollen und weitere Allergene in der Raumluft reduziert werden. Eine regelmäßige Wartung ist jedoch bei Lüftungsanlagen unabdingbar (lesen Sie hierzu unsere Ausführungen zu regelmäßigen Hygienekontrollen nach VDI 6022).

 

Heizungssysteme – Öl, Gas, Holz und andere Brennstoffe

Die Wahl des Heizsystems beeinflusst den Primärenergieverbrauch stark. Bei besonders hohem Dämmstandard (Passivhaus) reicht es aus, die Luft nur über die Lüftungsanlage zu erwärmen. Ab einem Heizenergieverbrauch von ca. 1 Liter / m²a wird eine eigene Heizanlage sinnvoll, die bei neuen Gebäuden mit Heizleistungen von 1 bis 5 kW auskommt. Als Energieträger kommen Gas und Öl, aber auch – förderfähige – nachwachsende Rohstoffe (z.B. Holzpellets) zum Einsatz. Gas verbrennt sehr sauber, nachwachsende Rohstoffe haben den Vorteil, nicht zur Erwärmung unserer Atmosphäre beizutragen. Strom sollte nicht zum Einsatz kommen, da für seine Herstellung die dreifache Energiemenge benötigt wird.
Niedrige Heizflächentemperaturen verbessern den Wirkungsgrad aller Anlagen, Temperaturen über 55° C sollten auch aus hygienischen Gründen (Pyrolysereaktionen bei Staub und anderen Schadstoffen) vermieden werden.
Die weit verbreiteten Niedertemperaturkessel verwerten die eingesetzte Energie um etwa 20% besser als veraltete Standard- oder Konstanttemperaturkessel. Brennwertkessel nutzen den eingesetzten Brennstoff nochmals ca. 9% besser, in dem sie die Kondensationswärme des Abgases nutzen. Die etwas höheren Anschaffungskosten machen sich durch die Energieeinsparung schnell bezahlt.
Wärmepumpen holen Wärme z.B. aus Boden oder Grundwasser. Der Primärenergieverbrauch liegt ca. 30% unter dem von Niedertemperaturkesseln. Gasbetriebene Wärmepumpen haben einen nochmals deutlich reduzierten Primärenergieverbrauch.
Durch die verbesserte Anordnung von Heizung und Wärmeverteilung werden Wärmeverluste reduziert. Moderne Heizkessel können in der beheizten Wohnung stehen, Heizleitungen im Inneren des Gebäudes verlaufen.
Effizienter als die herkömmliche Erzeugung von Strom und Wärme in Kraftwerken und Heizanlagen ist die Kraft-Wärme-Kopplung in Blockheizkraftwerken. Die bei der Herstellung von Strom anfallende Wärme wird dabei zum Heizen der angeschlossenen Gebäude verwendet, wodurch sich der Primärenergieaufwand erheblich reduziert.

Seit 2009 gilt das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz, nach dem Hausbesitzer bei Neubauten zumindest einen Teil ihrer Wärme über erneuerbare Energien abdecken oder überdurchschnittlich dämmen müssen. Bei Einsatz einer Solaranlage muss mindestens 15%, bei Einsatz einer Biomasseheizung oder Wärmepumpe müssen mindestens 50% des Gesamtwärmebedarfs über diesen Energieträger gedeckt werden. Alternativ ist auch der Anschluss des Gebäudes an ein Nah- oder Fernwärmenetz aus Kraft-Wärme-Kopplung möglich. Ohne Einsatz dieser Energieträger muss bei Neubauten der Energiebedarf mindestens 15% unter den gesetzlichen Anforderungen liegen. Seit 2011 müssen auch öffentliche Gebäude im Bestand einen Teil ihrer Energie aus erneuerbaren Quellen decken. Hiermit will der Staat eine gewisse Vorbildfunktion übernehmen.

 

Chancen

Allein bei Gebäuden ließen sich ohne Weiteres 50% der Energie, also 150 Mio. t CO2 einsparen.

Energieverbrauch pro m² und Jahr in Öl

Energieverbrauch pro m² und Jahr in Öl

  1. 20-30 Liter: Altbestand
  2. 13-19 Liter: WärmeschutzVO 1982
  3. 8-12 Liter: WärmeschutzVO 1995
  4. 3-7 Liter: Niedrigenergiehaus
  5. 3-7 Liter: EnEV (incl. Warmw.)
  6. 1-3 Liter: Passivhaus
kompakte Gebäude sparen Energie

kompakte Gebäude sparen Energie

  1. A/V = 0,6
  2. A/V = 0,9
Ausrichtung zur Sonne

Ausrichtung zur Sonne

Optimale Dämmung

Optimale Dämmung

optimale Luftdichtheit

optimale Luftdichtheit

regenerative Energiequellen verbessern Energiebilanz

regenerative Energiequellen verbessern Energiebilanz

Lüftungsanlage reduziert Lüftungswärmeverluste

Lüftungsanlage reduziert Lüftungswärmeverluste

 

Solarenergie

Im Sommer läuft die Heizungsanlage oft nur zur Warmwasserbereitung. Bei Einsatz einer Solaranlage kann die Heizung meist abgeschaltet werden, da sie im Sommer normalerweise ausreichend Warmwasser produziert. Größere Anlagen können auch im Winter zur Raumheizung beitragen. Solarthermische Anlagen zur Warmwasserbereitung reduzieren in Verbindung mit einem Brennwertkessel den Primärenergiebedarf um etwa 28% gegenüber einem Niedertemperaturkessel und können gefördert werden.
Die Sonnenenergie wird von Kollektoren eingefangen und über einen Flüssigkeitskreislauf der Heizanlage zugeführt. Mit kostengünstigen Flachkollektoren lassen sich im Jahr ca. 400 kWh pro qm Kollektorfläche erzielen, mit Vakuum-Röhrenkollektoren etwa 500 kWh. Neben der Trinkwassererwärmung kann die Solaranlage auch die Heizung unterstützen, was jedoch bei gut gedämmten Gebäuden, die nur in sehr kalten Zeiten beheizt werden müssen, aufgrund des dann geringen Solarangebotes nur bei Heizsystemen mit sehr niedrigem Temperaturniveau wirtschaftlich ist; die Sonneneinstrahlung über die Fenster ist hier wichtiger.
Für eine gute Ausnutzung der Sonnenenergie ist der Einsatz eines Schichtenspeichers sinnvoll. Er unterscheidet sich vom Standardspeicher durch die Art der Wärmeladung. Über physikalisch wirkende Schichtungssysteme wird die Wärme in der passenden Wärmeschichtungsebene des Speichers eingebracht. Die Solarwärme steht dann auch bei kurzzeitiger Sonnenstrahlung zur Verfügung, in dem sie weiter oben in den Speicher geladen wird.

 

Stromverbrauch, Photovoltaik

Bei sinkendem Wärmeenergieverbrauch wird der Stromverbrauch immer relevanter. Jede vermiedene Kilowattstunde spart 10-20 Cent und ca. 650g Kohlendioxid. Der Einsatz von möglichst wenigen, aber energiesparenden Geräten sollte in jedem Haus selbstverständlich werden. Dies gilt auch für die Haustechnik, die durch aufwändige Regelungen schnell die Energie, die zur Beheizung eines Passivhauses nötig ist, verbrauchen kann.
Photovoltaik, die durch den Staat gefördert wird, schafft regenerativen Strom. Pro m² Solarzelle können ca. 80 kWh pro Jahr erzielt werden, der Strompreis liegt bei ca. 20 Cent / kWh.

 

Altbauten, Altbausanierung

Bei wesentlichen Änderungen am Bestand und auch bei alten Heizanlagen greift die EnEV. Wesentliche Änderungen sind Veränderungen von mehr als 10% eines Bauteiltyps (z.B. mehr als 10% der Außenwandfläche) oder Erweiterungen von mehr als 15m³ Nutzfläche. Wahlweise können entweder feste Grenzwerte bei den zu sanierenden Bauteilen eingehalten werden oder die Grenzwerte der EnEV für das Gesamtgebäude um max. 40% überschritten werden. Heizanlagen von vor 1978 mussten bis zum 31.12.2006 bzw. 31.12.2008 erneuert werden, ungedämmte oberste Geschossdecken müssen bis zum 31.12.2011 gedämmt werden; bei selbst genutzten Wohngebäuden mit max. zwei Wohnungen gelten diese Vorgaben nur bei Eigentümerwechsel. Außerdem müssen Zentralheizungen über eine witterungsgeführte Regelung und Einzelraumthermostate verfügen.

 

Wirtschaftlichkeit von Energiesparmaßnahmen

Darüber, dass sich Energiesparmaßnahmen volkswirtschaftlich rechnen, besteht kein Zweifel. Energiesparen ist aktiver Umwelt- und Klimaschutz. Aber auch privatwirtschaftlich lohnen sich viele Maßnahmen, vor allem wenn man die steigenden Energiepreise in Rechnung stellt und Fördermöglichkeiten nutzt.
Zu unterscheiden sind der Energieverbrauch für die Herstellung und der für den Betrieb des Gebäudes. Bei der Herstellung schneiden Holzbauten deutlich günstiger als Massivbauten ab, insbesondere bei Verwendung von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen. Durch die Speicherung von Kohlendioxid im Holz wird das Klima zusätzlich entlastet. Da Holzbauten mit gutem Wärmeschutz nicht teurer sein müssen als Massivbauten, ist ihnen aus diesem Grund der Vorzug zu geben. Maßnahmen zur Erreichung eines hohen Wärmeschutzes (Passivhausstandard) führen zu ca. 10 % mehr Primärenergieeinsatz, der aber in wenigen Monaten eingespart werden kann.
Die Betriebsenergie überwiegt die Herstellungsenergie bei weitem. Im Vergleich zum Altbaubestand mit Verbräuchen von 200 kWh/m²a und mehr können bei einem Passivhaus mit 15 kWh Verbrauch Einsparungen von gut € 1.100 / Jahr erreicht werden. Aber auch gegenüber einem Gebäude nach EnEV sind Einsparungen von € 350 / Jahr möglich.
Durch gute Planung können die Betriebs- und Finanzierungskosten eines Passivhauses auch heute schon unter den Kosten eines durchschnittlichen Gebäudes nach EnEV liegen.