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Hintergr√ľnde: Energiebilanzen ūüĆ°ÔłŹ

Energiebilanzen sind eine sehr elegante Methode, trotz der komplexen thermischen Vorgänge, die in einem Gebäude stattfinden, in recht einfacher Weise z.B. vorherzusagen, wieviel Heizwärme ein Gebäude im Jahr verbrauchen wird. Auf dieser Seite wird das Prinzip beschrieben, nach dem Energiekennwerte wie der Heizwärmebedarf mittels Energiebilanzen ermittelt werden.

Einleitung

Die Bilanzh√ľlle

Energie ist eine Erhaltungsgr√∂√üe - sie geht nicht verloren. Allerdings kann Energie das Gebiet, in welchem der Nutzen aus der Energiedienstleistung gewonnen wird, verlassen. Dies bezeichnen wir als ‚ÄěEnergieverlust‚Äú, obwohl die Energie nur an einem anderen Ort und/oder in einer anderen Form vorliegt.

Schon diese einleitenden S√§tze zeigen, dass Energiebilanzen immer nur f√ľr ein abgegrenztes r√§umliches Gebiet mit klar definierten Grenzen aufgestellt werden k√∂nnen. Die Grenze dieses Gebietes nennt man die H√ľlle.

Im Fall der Heizung oder Klimatisierung ist das interessierende Gebiet der ‚Äěbeheizte oder klimatisierte Raum‚Äú oder genauer: Es umfasst alle Bereiche in einem Geb√§ude, in denen behagliche thermische Bedingungen herrschen sollen. Meist ist es praktisch, auch ‚Äěpassiv mitbeheizte‚Äú Bereiche in die Bilanz einzubeziehen, wenn sich die Bilanzh√ľlle dadurch vereinfacht. √úberhaupt wird die Wahl der Bilanzh√ľlle vor allem unter pragmatischen Gesichtspunkten gesehen: Bei einem Geb√§ude ist es besonders praktisch, die Bilanzgrenze an der Au√üenseite der w√§rmed√§mmenden Au√üenbauteile zu w√§hlen (Abb. 1).

Die Heiz- oder Klimatisierungsaufgabe besteht gerade darin, die Temperatur innerhalb des betrachteten Gebietes (des Geb√§udes) behaglich, d.h. konstant zu halten (Diskussion √ľber die Heizaufgabe).

Abb. 1: Es ist praktisch, die Bilanzh√ľlle f√ľr ein
Gebäude entlang der Außengrenze der wärme-
dämmenden Außenbauteile zu wählen.
1)


Wärmeverluste und Wärmegewinne

Betrachten wir einen W√§rmestrom, der durch die H√ľlle aus dem Bilanzgebiet herausstr√∂mt, z.B. warme Luft, die durch ein Fenster entweicht: Ein solcher ‚ÄěW√§rmeverlust‚Äú w√ľrde zun√§chst die Energie im Bilanzgebiet verringern. Das w√ľrde bedeuten, dass die Temperatur im Geb√§ude absinkt. Genau dies soll f√ľr ein behagliches Wohnen aber vermieden werden. Deshalb mu√ü die herausgestr√∂mte Energie ersetzt werden: Ein weiterer W√§rmestrom muss nun von au√üen nach innen in Bewegung gesetzt werden, um das Temperaturniveau zu halten (Abb. 2).

Abb. 2: Verlustwärmeströme (Transmisson und
Ventilation) verlassen durch die Bilanzh√ľlle das
Geb√§ude. W√§rmegewinne treten √ľber eben diese
H√ľlle in das Geb√§ude ein. Nach dem Energiesatz
ist die Summe der Gewinne gleich der Summe der
Verluste, solange die innere Energie konstant bleibt.


  • An dieser Stelle ein wichtiger Hinweis: Die Notwendigkeit, W√§rme zuzuf√ľhren, entsteht √ľberhaupt nur durch das Auftreten von W√§rmeverlusten. Gerade wegen der Energieerhaltung bleibt ein Haus eigentlich von selbst warm - so lange es keine W√§rme verliert. Dummerweise sind die Mechanismen, mit denen Systeme mit h√∂herer Temperatur W√§rme an eine k√§ltere Umgebung √ľbertragen, vielseitig und sehr wirkungsvoll. Wenn man das w√§rmere System nicht bewusst abschottet (‚Äěw√§rmed√§mmt‚Äú) flie√üt sehr viel W√§rme durch W√§rmeleitung, Konvektion und W√§rmestrahlung ganz von selbst in die k√§ltere Umgebung ab.


‚ÄěHeizen‚Äú ist also immer nur der Ersatz von W√§rmeverlusten
und ist daher durch effizientere Vermeidung von Verlusten beliebig reduzierbar
.


  • Bei der Heizaufgabe haben wir andererseits Gl√ľck: Es gibt auch freie ‚ÄěW√§rmegewinnstr√∂me‚Äú: z.B. die von au√üen nach innen eingestrahlte Sonnenstrahlung durch die Fenster (vgl. Passive Solarenergienutzung) und die Energie, die √ľber die Stromversorgung ins Haus kommt und die im Innern des Hauses in sog. ‚Äěinnere W√§rmequellen‚Äú umgesetzt wird. Zu diesen z√§hlt auch die W√§rmeabgabe der Personen, die sich im Geb√§ude aufhalten. Auch diese Energie wird √ľbrigens von au√üen √ľber die H√ľlle herein gebracht - wenn die Personen das Haus betreten bzw. wenn Nahrungsmittel ins Geb√§ude gebracht werden.


  • Unter den hier beschriebenen vereinfachten Bedingungen ist die Energiebilanz des Geb√§udes ganz einfach aufzustellen:


Die Summe der Wärmeverlustströme

ist gleich

der Summe der Wärmegewinnströme.


Da sich die Wärmeverluste ganz einfach und relativ genau berechnen lassen (sie hängen im Wesentlichen von der Dämmung ab) und innere Wärmequellen sowie passiv genutzte Solarenergie gut genug abgeschätzt werden können, kann man mit der Energiebilanz die noch erforderliche Heizwärmezufuhr (also den Heizwärmebedarf) ausrechnen.

  • Nur ein kleines Problem verbleibt dabei: Die H√∂he der ‚Äě√ľbersch√ľssigen‚Äú Solargewinne: Das ist der Anteil an freier W√§rme, der nicht ausgenutzt werden kann. Dies erfordert eine genauere Bestimmung. Mit Simulationsprogrammen (vgl. Dynamische Simulation), die in der Lage sind, Energiebilanzen in kurzen Zeitabschnitten zu bestimmen, l√§sst sich das Problem l√∂sen, wenn auch mit einem gewissen Aufwand. Zum Gl√ľck gibt es daf√ľr heute gut erprobte vereinfachte Formeln, die z.B. in der europ√§ischen Norm EN 832 (inzwischen international gefasst als ISO 13790) zu finden sind. F√ľr die praktische Anwendung haben wir diese Zusammenh√§nge in das ‚ÄěPassivhaus Projektierungs Paket‚Äú (vgl. PHPP ‚Äď Das Passivhaus-Projektierungspaket ūüĆ°ÔłŹ) integriert.


Diskussion √ľber die Heizaufgabe

Besteht die Heizaufgabe wirklich darin, die Temperatur im Geb√§ude konstant zu halten? Das ist eine Vereinfachung, die den Sachverhalt aber ziemlich gut trifft und zwar um so besser, je besser die bauliche Qualit√§t der Geb√§udeh√ľlle ist. Eine Diskussion √ľber diese Frage gibt es unter verschiedenen Gesichtspunkten:

  1. Soll man tats√§chliche ‚Äě√ľberfl√ľssigerweise‚Äú Bereiche innerhalb der Geb√§udeh√ľlle passiv mitbeheizen, obwohl eine Komfortanforderung f√ľr sie gar nicht besteht?
    Tats√§chlich spart es oft sowohl Baukosten als auch Energiekosten, wenn ‚Äěunbeheizte Bereiche‚Äú innerhalb eines Geb√§udes mit in die thermische H√ľlle einbezogen werden - n√§mlich immer dann, wenn die so entstehende H√ľlle eine verringerte Oberfl√§che aufweist.

  2. Ist es nicht f√ľr die Gesundheit besser, wenn die Temperaturen sich im Tagesverlauf √§ndern und auch in verschiedenen R√§umen unterschiedlich sind?
    Wir zitieren hierzu Ole Fanger (aus ‚ÄěThermal Comfort‚Äú): ‚ÄěEs ist wohl bekannt, dass die K√∂rperkerntemperatur einen Tagesrhythmus mit einem Maximum einige Zeit vor der Schlafperiode und einem Minimum einige Zeit vor dem Aufwachen hat. (‚Ķ) Allerdings konnte Nevins keine Differenz in den optimalen Temperaturen zwischen Untersuchungen am Nachmittag und solchen am Abend feststellen, eine Beobachtung, die von der hier vorliegenden Studie <Fanger> best√§tigt wird‚Ķ Wenn es irgendeinen Einfluss des Tagesrhythmus auf die Behaglichkeitsbedingungen gibt, dann ist dieser wahrscheinlich so gering, dass er von keiner praktischen Bedeutung ist.‚Äú

  3. Spart eine Nacht- (oder Wochenend-) Absenkung nicht auch Energie?
    Doch, das ist immer der Fall. Allerdings sind die erreichbaren Einsparungen bei gut gedämmten Gebäuden nicht sehr hoch.

    Ausf√ľhrlich werden die Fragen der Temperaturdifferenzierung im Protokollband 25 des Arbeitskreises kosteng√ľnstige Passivh√§user behandelt.

  4. Oft finden sich auch kritische Anmerkungen zum Berechnungsverfahren:
    Darf √ľberhaupt mit (station√§ren) U-Werten gerechnet werden? Ist nicht die W√§rmespeicherung wichtiger als die W√§rmed√§mmung und das ganze U-Wert-Rechenverfahren falsch?
    Nein, das U-Wert-Rechenverfahren ist die korrekte Näherung, wie durch viele systematische Untersuchungen (siehe Wärmedämmen oder Wärme speichern?) gezeigt wurde. Der Vergleich der Energiebilanz nach Berechnung und nach Messung belegt dies zusätzlich.


Energiebezugsfläche

Ist dieses Thema wichtig? - Eigentlich nicht besonders. Es handelt sich um eine reine Vereinbarungsfrage. Wichtig ist die substantielle Qualit√§t. Wenn diese nun aber unter Bezug auf eine Referenzgr√∂√üe, n√§mlich die Energiebezugsfl√§che, bewertet wird (sprich: es wird durch diese Fl√§che geteilt), dann sind Vergr√∂√üerungen der Referenzgr√∂√üe ein beliebtes Mittel zur Sch√∂nf√§rberei. Und dann muss eben auch bei einem eigentlich unwichtigen Thema f√ľr Transparenz gesorgt werden.

Die Kernanforderung ist Transparenz: immer, wenn Kennwerte angegeben werden (gemessen in kWh/(m²a)), muss dabei stehen, auf welche Bezugsfläche sich diese Kennwerte beziehen. Alle anderen Zahlen sollten mit Vorsicht behandelt - und im Zweifel mit der Annahme der größtmöglichen Bezugsfläche bewertet werden.

Die Basis aller Angaben ist eine Energiebilanz (siehe Energieeffizienz ist berechenbar ūüĆ°ÔłŹ). Die Erstellung der Energiebilanz ist von der (sp√§teren) Wahl der Energiebezugsfl√§che unabh√§ngig. Das Ergebnis der Energiebilanz ist ein absoluter Jahresenergiebedarf (rechnerisch) oder ein messtechnisch erfasster absoluter Jahresenergieverbrauch. Beides angegeben in Energieeinheiten pro Jahr (√ľblicherweise kWh/a). Wenn Zweifel an Kennwertangaben vorliegen, ist es h√§ufig am einfachsten, nach dem absoluten Jahresenergiebedarf bzw. Jahresenergieverbrauch zu fragen. Hier gibt es zumindest bei der Bezugsgr√∂√üe keine Konfusion. (Wohl bei der Stufe im Energieversorgungssystem: ist es Nutzenergie (z.B. Heizw√§rme) oder Endenergie (z.B. Strom) oder Prim√§renergie? Auch das muss angegeben werden.)

Warum √ľberhaupt Kennwerte?

Wenn die Einf√ľhrung von durch Bezugsfl√§chen dividierten absoluten Verbr√§uchen Anlass zu Verwirrung geben, warum f√ľhren wir diese dann √ľberhaupt ein? Warum verwenden wir nicht einfach grunds√§tzlich die absoluten Jahresbedarfs- oder Verbrauchswerte?

Ganz einfach: Gebäude sind sehr unterschiedlich groß. Vom kleinen freistehenden Einfamilienhaus bis zum Turm-Wohnpark mit 3000 Wohneinheiten. Absolute Verbrauchszahlen sagen daher nicht viel aus. Vielmehr muss der Verbrauch (Aufwand) in Relation zum Nutzen gesehen werden. Was aber ist der Nutzen? Das ist nicht von vorn herein evident und deswegen gibt es dazu verschiedene Positionen.

Welches ist die "richtige" Bezugsgröße?

Die ‚Äěrichtige‚Äú Bezugsgr√∂√üe gibt es nicht, sondern nur mehr oder weniger ‚Äěgut‚Äú geeignete.

  • Borsch-Laaks und andere haben vorgeschlagen, beim Wohngeb√§ude auf die Zahl der Personen, die in einem Haus wohnen, zu beziehen (kWh/Person/a). Doch was passiert dann, wenn die Kinder ausziehen? Als Ma√üstab f√ľr die Qualit√§t des Geb√§udes ist der personenbezogene Kennwert nicht geeignet. Und es ist schon sinnvoll, einen Ma√üstab f√ľr die Qualit√§t des Geb√§udes zu verwenden.

  • Andere (z.B. der Verein Deutscher Ingenieure VDI) ziehen das Brutto-Volumen V als Bezugsgr√∂√üe vor (kWh/m¬≥). B√∂se Zungen behaupten, dass dann der Heizw√§rmebedarf mit zunehmender D√§mmdicke allein dadurch abnimmt, dass sich das Bezugsvolumen vergr√∂√üert. Das ist nat√ľrlich Unsinn - aber auch andere Totvolumina verbessern dann den Energiekennwert. Das f√ľhrt zu Fehloptimierungen: Volumina werden gr√∂√üer gebaut, als wirklich n√∂tig und bekommen dann dazu auch noch bessere Kennwerte. Das ist nicht zweckm√§√üig.

  • Die ‚ÄěNutz‚Äúfl√§che AN nach der deutschen Energieeinsparverordnung (EnEV) ist ein einfach nur auf eine Fl√§che linear umgerechnetes Bruttovolumen:

    AN = 0,32 m-1 V

    Diese ‚ÄěFl√§che‚Äú kann man nirgendwo als Fl√§che messen - sie ist ein rein rechnerischer Wert - auch sie steigt mit dem D√§mmvolumen und mit jeder Art von Totvolumen, ist somit genauso unzweckm√§√üig.

  • Die Bruttogeschossfl√§che ABGF ist die Fl√§che des Rohbaus in H√∂he der Geschosse. Sie ist sehr einfach zu ermitteln - enth√§lt aber auch alle definitiv nicht nutzbaren Bereiche wie die Innen- und Au√üenwandquerschnitte, Erschlie√üungsfl√§chen usw. ABGF ist die gr√∂√üte unter den hier zur Diskussion stehenden Fl√§chen. Sie wird gern in der Schweiz verwendet (z.B. durch MINERGIE¬ģ). Dadurch sehen die Schweizer Werte immer so gut aus!

  • Die Wohnfl√§che AWF ist durch die tats√§chlich betretbaren und mit Mobiliar bestellbaren Fl√§chen, soweit es nicht Abstellfl√§chen sind, definiert. Ein Nachteil ist, dass die Wohnfl√§che nicht weltweit einheitlich, sondern jeweils in nationalen Normen (und durchaus unterschiedlich) festgelegt wird. Diese Festlegung ist meist das Ergebnis von Verhandlungen der jeweiligen Vermieter- und Mieterverb√§nde. Zur Wohnfl√§che geh√∂ren i.A. auch Au√üenfl√§chen, die dann allerdings nur anteilig (z.B. ¬Ĺ) gerechnet werden - in unserem Beispiel (Abb. 3) sind es die Balkone und die Fl√§chen im Nordglashaus.

  • Die beheizte Wohnfl√§che AbehWF ist die Wohnfl√§che, die sich innerhalb der thermischen H√ľlle befindet. Diese Fl√§che ist ein gutes Ma√ü f√ľr den durch die Heizung gelieferten ‚ÄěNutzen‚Äú. Der Nachteil, dass es sich um nach nationalen Regelungen zu bestimmende Fl√§chen handelt, bleibt.

  • Um die Vorteile der Wohnfl√§che als Bezugsgr√∂√üe zu behalten, sich aber von den nationalen Unterschieden zu befreien, wurde im Projekt CEPHEUS die ‚Äětreated floor area‚Äú TFA eingef√ľhrt. ATFA, zu deutsch Energiebezugsfl√§che (EBF), unterscheidet sich nur wenig von der beheizten Wohnfl√§che. Die Berechnungsvorschrift wurde in einigen Punkten vereinfacht und an die Erfordernisse der Energiebilanzierung angepasst. Beheizte Nebenr√§ume werden in diesem Verfahren ber√ľcksichtigt.


Abb. 3: Zum Vergleich f√ľr dieses Geb√§ude
FlächentypFläche in m²
Bruttogeschossfläche212
Fläche AN der EnEV207
Wohnfl. inkl. Außenflächen183
beheizte Wohnfläche156
TFA/EBF157


Wie wirkt sich das auf die Ergebnisse aus?

Das ist ganz einfach: Die substantiellen Ergebnisse √§ndern sich gar nicht. Es wird immer gleich viel Energie verbraucht, welche Bezugsfl√§che auch immer gew√§hlt wird. Rein subjektiv sehen die Ergebnisse nat√ľrlich besser aus, wenn die Bezugsfl√§che gr√∂√üer wird. Das sind im Beispiel bis zu 26%, es k√∂nnen sich in anderen Beispielen auch √ľber 30% Unterschied ergeben.

1753 kWh/a bezogen auf Kennwert kWh/(m²a) %
Bruttogeschossfläche 8,3 74%
Fläche AN der EnEV 8,5 75%
Wohnfl. inkl. Außenflächen 9,6 85%
beheizte Wohnfläche 11,2 100%
TFA/EBF 11,2 100%


Alle Berechnungsergebnisse im PHPP beziehen sich auf die Energiebezugsfl√§che. Daher ist die korrekte Ermittlung dieses Werts besonders wichtig. Eine fehlerhafte Berechnung f√ľhrt zu irref√ľhrenden Ergebnissen und kann z. B. die Zertifizierbarkeit in Frage stellen.

Die Energiebezugsfl√§che (EBF) ist im Prinzip die Wohn- bzw. Nutzfl√§che. Sie stellt damit ein Ma√ü f√ľr den Nutzen des Geb√§udes dar. F√ľr Wohngeb√§ude orientiert sich die Berechnung an der Wohnfl√§chenverordnung [WoflV], f√ľr Nichtwohngeb√§ude an DIN 277.

Die Berechnung der Energiebezugsfl√§che erfolgt gem√§√ü den nachfolgenden Tabellen. Es gehen grunds√§tzlich nur Fl√§chen innerhalb der thermischen H√ľlle ein. Je nach Nutzung der R√§ume werden die Fl√§chen unterschiedlich gewichtet (100% bzw. 60%), um einen effizienten Umgang mit hochwertigen Fl√§chen in der thermischen H√ľlle zu beg√ľnstigen und unterschiedliche interne W√§rmequellen zu ber√ľcksichtigen.

Wohngebäude - Berechnung der Energiebezugsfläche (EBF)

Zur EBF z√§hlen nur die Grundfl√§chen der R√§ume innerhalb der thermischen H√ľlle.
Die Grundfl√§che darf √ľber Rohbauma√üe ermittelt werden.
Zur Grundfläche kann folgendes mitgerechnet werden:
* Bodentiefe Fensternischen mit mehr als 0,13m Tiefe
* Sockel, Fußbodenleisten, Einbaumöbel, Badewanne
* Fläche unter Treppe (aber Höhe beachten)
* Treppenabsätze/-podeste
100% anrechenbar 60% anrechenbar 0% anrechenbar
* Wohnräume mit Aufenthaltsqualität, also
Fensterfläche > 10% der Grundfläche, aber nicht hinter Lichtschächten
* Sanitärräume
* Nebenräume (Räume ohne Aufenthaltsqualität: z.B.Technik-, Abstellräume) innerhalb von Wohnungen
* Verkehrsflächen innerhalb von Wohnungen
* Nebenräume außerhalb von Wohnungen oder im Keller*
* Verkehrsfläche außerhalb von Wohnungen oder im Keller*

*) im EFH zählen Nebenräume und
Verkehrsflächen zu 60%, wenn sie in
Geschossen liegen, in denen weniger
als 50% der Geschossfläche Wohnräume sind, z.B. im Keller
* Treppenlauf mit mehr als 3 Stufen
* Aufzugsschächte
* Schächte/Schornsteine > 0,1 m²
* Säulen/raumhohe Vormauerungen > 0,1 m²
* Lufträume
* T√ľr- und bodentiefe Fensternischen (Tiefe bis 0,13 m)
* R√§ume au√üerhalb der thermischen H√ľlle
F√ľr alle R√§ume/Raumteile gilt:
lichte Höhe 1 bis 2m → die EBF wird um 50% reduziert
(Bsp.: Nebenraum (h=1,9m) außerh. von Wohnung: die Hälfte von 60%, also 30% zählen zur EBF)
lichte Höhe unter 1m → 0% zur EBF




phpp_ebf_beispiel_wohngebaeude.jpg

Beispiel: Neben-/Verkehrsflächen in Einfamilienhäusern


Nichwohngebäude - Berechnung der Energiebezugsfläche (EBF)

Zur EBF z√§hlen nur die Grundfl√§chen der R√§ume innerhalb der thermischen H√ľlle.
Die Grundfl√§che darf √ľber Rohbauma√üe ermittelt werden.
In die Grundfläche kann Folgendes eingerechnet werden:
* Bodentiefe Fensternischen mit mehr als 0,13 m Tiefe
* Sockel, Fußleisten, Einbaumöbel, Badewannen
* Flächen unter Treppen (Höhe beachten, s.u.)
* Treppenabsätze/-podeste
100% anrechenbar 60% anrechenbar 0% anrechenbar
Nutzfläche:
* Wohn-, B√ľror√§ume
* Sanitärraume
* Sozialräume
* Klassenzimmer, Gruppenräume
* Abstell-, Lagerräume
* Garderoben
* K√ľchen
* Labore
* Schwimmbecken + Umgang
* Flächen in Verkehrsflächen (außerhalb der Fluchtwegbreite) mit zusätzlicher Nutzung
Technische Funktionsfläche:
* Hausanschlussraum
* Technikr√§ume f√ľr elektrische Anlagen, L√ľftungstechnik, Heizung, K√ľhlung, EDV/Fernmeldetechnik
* Installationsschächte
Verkehrsfläche:
* Flure (bei Gro√üraumb√ľros o.√§. mind. Fluchtwegbreite ansetzen)
* Foyer
* Treppenabsätze/-podeste
* Treppen
* Aufzugsschächte
* Treppenlauf (mehr als 3 Stufen)
* Aufzugsschächte
* Installationsschächte
* Lufträume
* T√ľr- und bodentiefe Fensternischen (Tiefe bis 0,13 m)
* R√§ume au√üerhalb der thermischen H√ľlle
F√ľr alle R√§ume/Raumteile gilt:
lichte Höhe bis 1 bis 2m → die EBF wird um 50% reduziert
(Bsp.: Technikraum: 30% zählt zur EBF)
lichte Höhe unter 1m → 0% zur EBF




Dienen R√§ume sowohl der Erschlie√üung als auch einer weiteren Nutzung, ist die laut Grundriss √ľberwiegende Nutzung der Fl√§chen entscheidend. Gegebenenfalls werden verschiedene Teile eines Raumes unterschiedlich angerechnet.

phpp_ebf_beispiel_nichtwohngebaeude.jpg
Beispiel: Verkehrsfläche/Nutzfläche in Nichtwohngebäuden


Anforderungen als Kennwert

Wurde ein Kennwert wie beim Passivhaus (15 kWh/(m²a)) festgelegt, dann darf die Berechnung der Kennwerte selbstverständlich nur unter Bezug auf die Energiebezugsfläche erfolgen, die auch der Anforderung zu Grunde liegt.

So wird aus einem reinen Formproblem eine substantielle Frage: Unterbietet ein Geb√§ude 15 kWh/(m¬≤a) nur unter Bezug auf die Bruttogeschossfl√§che, dann ist es kein Passivhaus, denn der Passivhaus-Grenzwert ist auf die EBF bezogen. Und das kann richtig schmerzhaft werden: Denn der Anforderungswert 15 kWh/(m¬≤{Wohnfl√§che}a) ist gerade so bestimmt worden, dass ein Passivhaus mit einer solchen D√§mmqualit√§t auch als Passivhaus funktioniert. Hat eine Geb√§ude in Wahrheit bezogen auf Wohnfl√§che einen Jahresheizw√§rmebedarf von 20 kWh/(m¬≤a), dann kann es sein, dass die Auslegung des Passivhaus-Heizsystems gar nicht ausreicht. Im schlimmsten Fall bleibt dann das ‚ÄěNochnichtpassivhaus‚Äú kalt.

Deshalb ist es wichtig, alle fl√§chenbezogenen Angaben auf die Fl√§chen zu beziehen, die dem Anforderungswert zugrunde liegen. Beim Passivhaus ist diese Fl√§che die beheizte Wohnfl√§che - aus guten Gr√ľnden, denn ein Balkon ist f√ľr die Heizung ebenso wenig relevant wie eine Treppe oder ein Innenwandquerschnitt oder irgendein anderes nicht nutzbares Volumen. Es geh√∂rt mit zur Bauaufgabe, diese irrelevanten Fl√§chen nicht ausufern zu lassen; auch dadurch wird das Bauen teurer und ineffizienter.

Weder der Funktion noch dem Umweltschutz ist gedient, wenn Kennwerte einfach dadurch ‚Äěverbessert‚Äú werden, dass die Bezugsfl√§che hochgesetzt wird. Das spart keine Energie und es reduziert den CO2-Aussto√ü nicht.

Fazit

Mit diesen Erkenntnissen ist nun sehr einfach zu verstehen, wie ein Passivhaus funktioniert. In unserer Animation (Abb. 4) haben wir das illustriert. Das Konzept ‚ÄěPassivhaus‚Äú beruht somit vor allem darauf, die W√§rmeverluste des Geb√§udes zu reduzieren. Dann reichen die freien W√§rmegewinne nahezu aus, um ein komfortables Temperaturniveau zu halten. W√§rmeverluste reduzieren - das bedeutet vor allem: gute W√§rmed√§mmung, Passivhausfenster und hocheffiziente W√§rmer√ľckgewinnung aus der Abluft. Schritt f√ľr Schritt kann so die Energiebilanz verbessert werden und Schritt f√ľr Schritt wird der Passivhaus Standard erreicht.

Energiebilanzen können auch bei anderen Energieanwendungen helfen, die wichtigsten Energieströme und Energieverluste zu erkennen. Das ist bereits der wichtigste Schritt, um die Verluste zu reduzieren (vgl. Energieeffizienz - die wichtigste Energiequelle).

- Annual = Jährlich,
- Balance = Bilanz,
- Losses = Verluste,
- Gains = Gewinne;

Gewinnseite:
- rot: aktiv aufzubringende Heizwärme;
- gelbgrau: innere Wärmequellen;
- gelb: Solargewinne
(oben S√ľd-, unten Nordfenster);

Verlustseite:
- hellgr√ľn: Fenster
(oben: S√ľd, unten: Nord);
- violett gestreift: Dach;
- dunkelblau: Außenwände;
- grau: Bodenplatte;
- hellblaugr√ľn: L√ľftungsw√§rmeverluste.
Abb. 4: Energiebilanz vom Normalhaus zum Passivhaus: verringert man die Wärme-
verluste nur konsequent genug, dann können passiv solare Energie (gelb) und innere
Wärmequellen (gelbgrau) einen beträchtlichen Anteil der Verluste abdecken. Eine
separate Heizung wird entbehrlich, wenn die Heizlast kleiner als 10 W/m² wird; dann
kann man mit dem Frischluftsystem heizen.


Die dargestellte Bilanz wurde mit PHPP berechnet; sie geh√∂rt zu den tats√§chlich gebauten Passivh√§usern in Hannover Kronsberg (Bautr√§ger Rasch&Partner /faktor 10/); gebaut wurde im Passivhausstandard, das ist die Bilanz mit den geringsten Verlusten. Die gemessenen Verbrauchswerte stimmen sehr gut mit der gerechneten Bilanz √ľberein. Ergebnisse zu den Verbrauchsmessungen finden Sie hier: Messergebnisse zum Passivhaus-Standard.

Als Energiebezugsfläche dient hier die beheizte Wohnfläche. Die Energiebezugsfläche ändert die Energiebilanz nicht - aber sie lässt das Ergebnis manchmal besonders schön erscheinen. Näheres dazu hier: Energiebezugsfläche.

Siehe auch

1)
Da kann dann z.B. √ľber kleinere Unebenheiten einfach ‚Äěhinweggemessen‚Äú werden. So wird z.B. fast √ľberall generell die Projektionsfl√§che eines Fensters verwendet und nicht die ‚ÄěAbwicklung‚Äú genannte komplizierte Au√üenoberfl√§che eines mehrfach eingefr√§sten Rahmens. Das erkl√§rt √ľbrigens zum Teil, warum Fenster-U-Werte ‚Äěso gro√ü‚Äú erscheinen; sie enthalten die gesamten Verluste √ľber die eigentlich vergr√∂√üerte Fl√§che, aber projiziert auf die deutlich kleinere ‚ÄěFensterfl√§che‚Äú.
planung/energieeffizienz_ist_berechenbar/hintergruende_-_energiebilanzen.txt · Zuletzt geändert: 2023/09/09 15:06 von wfeist