Autorin: Elena Reyes, Passivhaus Institut

Sobald ein Projekt als Passivhaus konzipiert ist, wird der Energiebedarf für Heizung und Kühlung drastisch reduziert. Dann wird der Beitrag der Warmwasserbereitung und der Haushaltsgeräte für den gesamten Primärenergiebedarf des Gebäudes relevanter. Auf der Ebene der Haushalte kann der Energiebedarf von Geräten (weiße Ware) den größten Anteil ausmachen [Ottinger 2017]. Dann ist es wichtig, sich mit der Effizienz von Haushaltsgeräten zu beschäftigen und zu untersuchen, wie sie zur Reduzierung des gesamten Primärenergieverbrauchs eines Gebäudes beitragen können. Dies gilt umso mehr, wenn Projekte versuchen, den Bedarf an erneuerbarer Primärenergie für Passivhaus Plus und Premium zu erreichen..

Der Energiebedarf von Haushaltsgeräten wird im Arbeitsblatt „Strom“ im PHPP ermittelt. Der jährliche Energiebedarf wird berechnet, basierend auf dem Energieverbrauch der Geräte (Normbedarf, wie auf den Energieeffizienzetiketten angegeben), einer Referenzgröße und einer bestimmten Nutzungshäufigkeit. Die Referenzgröße und die Häufigkeit der Nutzung sind feste Randbedingungen, während die Normanforderung geändert werden kann. Es ist zu beachten, dass für die Zertifizierung Standartwerte für jedes Gerät verwendet werden müssen, außer es ist nachgewiesen, dass effizientere Geräte installiert wurden. Abbildung 1 enthält das Beispiel für die Berechnung für das im PHPP vorgesehene Beispielprojekt und Standardwerte für alle Geräte. Eine ausführlichere Beschreibung der Methodik findet sich in [Ebel 1997] und im PHPP Handbuch.

Abbildung 1. Beispiel für die Berechnung des Energiebedarfs von Haushaltsgeräten im PHPP.
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Die Nutzung von Standardwerten für die Zertifizierung bietet einen einheitlichen Rahmen, um ihren Beitrag zur Gesamtenergieeffizienz des Gebäudes zu berücksichtigen, auch wenn keine weiteren Informationen verfügbar sind. Dies ist oft der Fall, wenn Gebäude ohne Geräte an den Endnutzer übergeben werden, so dass das Planungsteam wenig oder keinen Einfluss auf die Auswahl der Geräte hat. Für die Fälle, in denen die Planungsteams effiziente Geräte auswählen können, kann ihr Beitrag zur Verbesserung der Energieeffizienz des Gebäudes im PHPP dargestellt werden. Das Einsparungspotential ist erheblich, selbst in Märkten, in denen die Effizienzanforderungen für Geräte nicht so streng sind wie die Ökodesign-Anforderungen in Europa. Der nächste Abschnitt enthält ein Beispiel hierfür und vergleicht die Effizienz der verfügbaren Geräte auf dem deutschen und dem nordamerikanischen Markt (Kanada und USA).

Um einen Anhaltspunkt für das Potential zur Senkung des Primärenergiebedarfs durch Haushaltsgeräte zu erhalten, wurde die Effizienz der auf dem nordamerikanischen und europäischen Markt erhältlichen Geräte mit den Standardwerten verglichen, die in PHPP 9 verwendet werden. Die Untersuchung umfasste die Standardgeräte im Arbeitsblatt „Strom“ im PHPP (Waschmaschine, Trockner, Kühlschrank, Gefrierschrank, kombinierter Kühlschrank und Gefrierschrank, Kochplatten, Backofen und Beleuchtungsgeräte) sowie andere Steckerlasten, die im PHPP in den Kategorien „Unterhaltungselektronik“ und „Kleingeräte“ enthalten sind (z.B. Fernseher, PC oder Laptops, Mikrowellenherd). Für jedes Gerät wurden drei Werte für den Energieverbrauch ermittelt:

• Typisches Produkt: bezieht sich auf das durchschnittliche Produkt auf dem Markt, basierend auf nationalen und internationalen Berichten [IEA 4E, NRCAN] und, wo keine Marktberichte verfügbar waren, basierend auf Referenzwerten aus Online-Datenbanken von effizienten Geräten [TOPTEN EU]. Bei den europäischen Geräten liegt die Effizienz des durchschnittlichen Produkts in den vergangenen Jahren schon über dem derzeit zulässigen Grenzwert. Für diese Geräte wurde stattdessen der nach den Ökodesign-Anforderungen maximal zulässige Energieverbrauch verwendet.
• Gutes Produkt: bezieht sich auf das beste Produkt, das Anfang 2019 auf dem jeweiligen Markt erhältlich ist, für die am häufigsten verwendete Art und Größe des Geräts (oder das Nächstliegende verfügbare) [TOPTEN EU, ENERGYSTAR].
• Das Beste verfügbare: bezieht sich auf den Energieverbrauch des effizientesten verfügbaren Geräts Anfang 2019 in der Region, unabhängig von der Größe oder anderen Merkmalen [TOPTEN EU, ENERGYSTAR].

Die Berechnung im PHPP bezieht sich auf eine bestimmte Größe für jedes Gerät. Wenn die Geräte unterschiedliche Größe haben, muss der auf dem Etikett angegebene Energieverbrauch skaliert werden. Zum Beispiel wird der Energiebedarf einer Waschmaschine unter der Annahme berechnet, dass jede Person 57 Mal pro Jahr eine Ladung von 5kg waschen wird. Wenn das Projekt eine Waschmaschine mit 8kg umfasst, kann die Person möglicherweise mehr als eine Ladung im selben Waschgang waschen. Wenn die Waschmaschine dann einen Energiebedarf von 1.66kWh/Zyklus hat, würde der im PHPP einzugebende Energiebedarf 1.66 x 5kg pro Ladung / 8kg Kapazität = 1.04 kWh/Nutzung betragen.

Darüber hinaus sind die Standards oder Normen zur Bestimmung des deklarierten Energiebedarfs der Geräte von Region zu Region oder von Land zu Land unterschiedlich. Es ist immer wichtig, diese Unterschiede zu verstehen und zu wissen, wie die Normwerte ermittelt werden, um sicherzustellen, dass sie für die Berechnung verwendet werden können, und um gegebenenfalls eine zweite Umrechnung vorzunehmen. Ein Konvertierungstool für Werte, die aus den EnerGuide- und EnergyStar-Etiketten gewonnen wurden, ist bereits verfügbar [Peel 2019].

Tabelle 1 enthält die Zusammenfassung der gesammelten und normierten Werte pro Gerät. Es ist zu beachten, dass keine allumfassende Suche nach allen verfügbaren Produkten auf einem bestimmten Markt durchgeführt wurde. Daher können die hier vorgestellten Werte nicht als statistisch signifikant betrachtet werden, und die Autoren erheben keinen Anspruch darauf, dass die Produkte definitiv die besten verfügbaren Produkte in den verschiedenen Märkten darstellen.

Tabelle 1 (Fortsetzung) Energiebedarf pro Gerät in den verschiedenen Regionen. Die grau unterlegten Zellen enthalten die normierten Werte (für die Eingabe in PHPP).
Cells in gray include the normalized values (for input in PHPP).

Wie Tabelle 1 zeigt, gibt es keine klare Tendenz, ob die Geräte in der einen oder in der anderen Region effizienter sind. Aber wenn man ihren Beitrag zum Energiebedarf des Gebäudes betrachtet, so führen die in Europa verfügbaren Geräte bei gleichem Nutzungsverhalten zu einem geringeren Energiebedarf. Abbildung 2 beinhaltet den Endenergiebedarf von Haushaltsgeräten für verschiedene Wohnungsgrößen und mit den Werten für die verschiedenen Regionen und Effizienzgraden. Es ist zu beachten, dass die durchschnittlichen Produkte, die sowohl auf dem europäischen als auch auf dem nordamerikanischen Markt erhältlich sind, bereits zu einem geringeren Energiebedarf führen als die, die mit den Standardwerten im PHPP berechnet sind. Dennoch ist der Gesamtenergiebedarf der „Besten verfügbaren“ Geräte auf dem nordamerikanischen Markt immer noch höher als der der „guten“ Geräte aus Europa.

Diese Szenarien legen auch nahe, dass der Energiebedarf von Haushaltsgeräten um 50 % oder mehr reduziert werden kann, wenn die besten in Europa verfügbaren Geräte verwendet werden. Speziell für Passivhäuser bedeutet dies, dass die Installation sehr effizienter Geräte ein machbarer Weg ist, um den erneuerbaren Primärenergiebedarf auf das Plus- und Premium-Niveau zu bringen. Aber auch wenn ein Passivhaus Classic angestrebt wird, ist es sinnvoll, auf die Effizienz der zu installierenden Geräte zu achten. Dies ist umso wichtiger in Regionen wie Nordamerika, wo die durchschnittlichen Marktwerte zwar besser sind als die Standardwerte im PHPP, aber dennoch sehr ineffiziente Geräte auf dem Markt erhältlich sind. Es ist daher immer ratsam, Geräte zu wählen, die durch Energiesparprogramme (z. B.: EnergyStar) zertifiziert sind, um dies zu verhindern.

Abbildung 2. Resultierender Energiebedarf von auf dem europäischen und nordamerikanischen Markt erhältlichen Haushaltsgeräten im Vergleich zu den Standardwerten im PHPP.
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Ein Blick auf das Nutzungsverhalten und das Einsparpotential auf Haushaltsebene wird dringend empfohlen, insbesondere wenn das Gebäude auf hohe Energieeffizienz ausgelegt ist. Erste Erfahrungen mit Auswertungen auf dieser Ebene zeigen, dass das Einsparpotenzial hoch ist (mehr dazu auf Englisch hier). Jedoch sind die verfügbaren Informationen über das Nutzungsverhalten pro Gerät in den verschiedenen Regionen zu begrenzt, um Benutzerprofile pro Land oder pro Region zu erstellen. Vorläufige Schätzungen lassen jedoch darauf schließen, dass der durchschnittliche Nutzer in Nordamerika und insbesondere in den USA mehr Energie verbraucht als der durchschnittliche Nutzer in Deutschland. Die Schätzungen deuten auch darauf hin, dass dieser Unterschied auf Unterhaltungselektronik und Beleuchtung zurückzuführen sein könnte.

Zusammenfassend weisen die Ergebnisse darauf hin, dass es sowohl auf dem europäischen als auch auf dem nordamerikanischen Markt eine Tendenz zur Verbesserung der Energieeffizienz von Haushaltsgeräten gibt. Um von diesen Verbesserungen zu profitieren, ist es immer ratsam, Geräte auszuwählen, die durch Energiespargramme zertifiziert sind. Es ist erwähnenswert, dass die Berechnung der internen Wärmegewinne für Wohngebäude diese Verbesserung bereits berücksichtigt und garantiert, dass der durch das Passivhaus erreichte sehr niedrige Heizwärmebedarf auch dann beibehalten wird, wenn ältere Geräte durch effizientere ersetzt werden (siehe mehr hier). Eine Sensitivitätsanalyse für erhöhte interne Wärmegewinne wird in jedem Fall empfohlen, um ihre Auswirkungen auf die Monate zu prüfen, in denen eine Kühlung erforderlich ist. Dies ist insbesondere dann zu empfehlen, wenn der Einsatz ineffizienter Geräte zu erwarten ist, und umso mehr bei kleinen Wohneinheiten. Bezüglich des Primärenergiebedarfs des Gebäudes hat sich die Berechnung mit Standardwerten für den Haushalt als ausreichend für die Auslegung eines hochwertigen Gebäudes erwiesen. Dennoch führt der Einsatz von effizienten Geräten zu einer deutlichen Reduzierung des Gesamtenergiebedarfs und sollte bei der Auswahl dieser Geräte nicht außer Acht gelassen werden.

Übersicht zu den Passipedia-Artikeln zum Thema „Nachhaltige Energieversorgung mit Passivhäusern“

Dieser Artikel wurde im Rahmen des „projektspezifischen PER“-Projekts entwickelt. Dieses Projekt wurde von der Zero Emissions Building Exchange verwaltet und von der Stadt Vancouver, Natural Resources Canada und dem BC Ministry of Energy, Mines and Petroleum Resources finanziert.