Energieaufwand und Bedarfsbilanz

Bewertung der Energieeffizienz mit der DIN V 18 599

Die Vornormenreihe DIN V 18 599 – Energetische Bewertung von Gebäuden –Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung, Teil 1 bis 10, stellt Methoden und Berechnungsverfahren zur Bewertung der Gesamtenergieeffizienz von Wohn- und Nichtwohngebäuden zur Verfügung.In diesem Beitrag, der in Zusammenarbeit mit dem Fach­verband Tageslicht und Rauchschutz e. V. (FVLR) entstand, werden die inhaltlichen Schwerpunkte der einzelnen Teile erläutert und die wichtigsten Änderungen zur Auflage von 2007 vorgestellt. Mit den Verfahren der DIN V 18 599 können alle Energiemengen bilanziert werden, die zur bestimmungsgemäßen Beheizung, Warm­wasserbereitung, raumlufttechnischen Konditionierung inklusive Kühlung und Beleuchtung von Wohn- und Nicht- wohngebäuden im Bestand und im Neu-

bau erforderlich sind. Die Vornorm ist die Grundlage für die Ermittlung des Energie-

bedarfs im Rahmen der Energieeinspar-

verordnung (EnEV) sowie für die allge-

meine ingenieurmäßige Energiebedarfs-

bilanzierung von Gebäuden. Im Teil 100

der Vor­norm, der jetzt veröffentlicht wurde, sind alle Korrekturen und Ergänzungen

seit der verbesserten Neuauflage 2007

zusammengefasst.

Methode

Teil 1 gibt einen Überblick über das Vorgehen bei der Berechnung des Energiebedarfs in den anderen Teilen der Vornorm und erläutert das allgemeine Bilanzierungsverfahren und die zentralen Bilanzgleichungen. Die Bilan-

zierung folgt einem bewährten Schema:

Zum ermittelten Nutzenergiebedarf werden die vorhandenen technischen Verluste sowie Hilfsenergien addiert, um den Endenergie-

bedarf zu bestimmen. Dazu wird das Gebäude in Zonen und Versorgungsbereiche aufgeteilt und für jede Zone der Nutzenergiebedarf

getrennt bestimmt.

Gemäß Teil 100 wurden die Systemgrenzen zwischen zwei temperierten Zonen ge-ändert: Als obere Begrenzung zur Messung der Höhe einer Gebäudezone dient jetzt die Oberkante der Rohdecke des darüber liegenden Geschosses, als untere Begrenzung die unterste Rohdecke.

Heizen und Kühlen

Teil 2 bietet ein Verfahren, mit dem Wärmequellen und -senken bilanziert und daraus der Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen einer Gebäudezone ermittelt werden können. Zu den Wärmequellen zählen die inneren Wärmequellen und die solare Einstrahlung, aber auch Transmission und Lüftung aus angrenzenden wärmeren Bereichen. Als Wärme­senken gelten in der Regel die Transmission und Lüftung nach außen; es können aber auch die Abstrahlung nach außen oder Kältequellen im Inneren (zum Beispiel Verteilverluste aus Kältemittelleitungen) einbezogen werden.

Geändert wurde die Aufteilung der internen Quellen und Senken, sodass nun eine differenziertere Berechnung der Nutzenergie für Heizen und Kühlen möglich ist. Zudem gibt es jetzt ein verbessertes Verfahren für die energetische Bewertung von Doppel-

fassaden.

Luftaufbereitung

Mit den Verfahren aus Teil 3 kann der Nutz-energiebedarf für das Heizen, Kühlen, Be- und Entfeuchten in zentralen RLT-Anlagen

sowie der Energiebedarf für die Luftförderung durch diese Anlagen berechnet werden. Dazu wurde eine Matrix von 46 sinnvollen RLT-Anlagen­kombinationen erstellt, die

einen Großteil der praktisch vorkommenden Anlagenschaltungen abdecken. Das Berechnungsverfahren basiert auf der Umrechnung von tabellierten Energiebedarfskennwerten für diese Variantenmatrix. Durch Kombina-

tion der Verfahren aus Teil 2 und 3 der Vor-

normenreihe lassen sich die meisten Grund-

systeme zur energetischen Luftaufbereitung abbilden.

Beleuchtung

Teil 4 stellt ein neu entwickeltes Nachweisverfahren zur Bewertung des Nutz- und Endenergiebedarfs für Beleuchtungszwecke in Nichtwohngebäuden zur Verfügung. Dieses Nachweisverfahren berücksichtigt nicht nur den Energieaufwand für künstliche Beleuchtungssysteme unter Einbeziehung von Beleuchtungskontrollsystemen und unterschied­lichen Nutzungsanforderungen, sondern auch die natürliche Beleuchtung durch Tageslicht. Insbesondere können mit der Norm bestimmte Vorgaben der Energieeinsparverordnung in der Fassung von 2007 erfüllt werden, wonach erstmals auch die energetischen Aufwendun­gen für die Beleuchtung in der Energiebilanz von Nichtwohngebäuden zu berücksichtigen sind. Diesen Vorgaben liegt der Ansatz zugrun­de, dass prinzipiell der Aufwand für elektrische Energie zu Beleuchtungszwecken durch die Nutzung des Tageslichtes durch Öffnungen
in Wand oder Decke (Fenster oder Dachoberlichter) sowie durch Beleuchtungskontroll-

systeme (Präsenzdetektion und tageslicht-

abhängige Beleuchtungskontrolle) reduziert werden kann. Damit rückt normungstechnisch neben dem klassischen Fenster in der Wand erstmals das Bauteil „Oberlicht“ zur Versorgung von Innenräumen mit Tageslicht in den Fokus der Energiebewertung.

Die wichtigste Änderung aus Teil 100 betrifft die Bilanzgleichung: Durch Einführung eines zusätzlichen Faktors können jetzt auch Beleuchtungsanlagen berücksichtigt werden, die mit einer Konstantlichtregelung ausgestattet sind. Damit lässt sich insbesondere der Energiebedarf von tageslichtabhängig geregelten, dimmbaren Beleuchtungsanlagen differenzierter bilanzieren.

Heizsysteme

Teil 5 liefert ein Verfahren zur energetischen Bewertung von Heizsystemen. Es basiert auf bewährten Methoden der DIN V 4701-10, erfasst jedoch auch innere Wärmegewinne. Im Gegensatz zur DIN V 4701-10 werden die Wärmeverluste von Anlagenkomponenten innerhalb der thermischen Hülle des Gebäudes nicht mehr pauschal verringert, sondern in einem iterativen Verfahren in die Zonenbilanz eingebunden. Damit kann der Beitrag, den anlagentechnische Verluste zur Deckung des Heizwärmebedarfs leisten, wesentlich genauer bestimmt werden. Zudem lassen sich auch die energetischen Auswirkungen des intermittierenden Betriebs einer Heizungsanlage bewerten.

Die Änderungen aus Teil 100 bewirken, dass die energetische Bilanz jetzt auch den hydraulischen Abgleich und seine Auswirkun­gen auf die Systemtemperaturen abbildet.

Wohnungslüftung und Luftheizung

Teil 6 enthält ein Verfahren zur energetischen Bewertung von Wohnungslüftungsanlagen mit und ohne Wärmerückgewinnung sowie von Luftheizungsanlagen in den einzelnen zu bewertenden Prozessbereichen für Wohngebäude. Das Bewertungsverfahren gilt für neu zu errichtende Gebäude und für bestehende Gebäude beziehungsweise Baumaßnahmen im Bestand. Das Verfahren setzt auf bereits vorhandene Bewertungsverfahren nach DIN V 4701-10 zur Wohnungslüftung in den Prozessbereichen Übergabe, Verteilung, Speicherung und Wärmeerzeugung auf. Teil 6 liefert zudem Verfahren für die Berechnung von Wohnungslüftungsanlagen und Luftheizungs­anlagen mit kombinierter Wärmeversorgung (zum Beispiel Abluft-Zuluft-Wärmepumpe mit und ohne Wärmeübertrager in Verbindung mit einer Gas-, Öl- oder Elektro-Heizung).

Raumlufttechnik und Klimakältesysteme

Teil 7 liefert eine Methode zur Berechnung des Endenergiebedarfs für die Raumlufttechnik und die Klimakälteerzeugung im Nichtwohnungsbau. Ausgehend vom Nutzenergiebedarf für Raumkühlung (s. DIN V 18 599-2) und Außenluftaufbereitung (s. DIN V 18 599-3) werden Übergabe- und Verteilverluste für die Raumkühlung, die RLT-Kühlung und die RLT-Heizung berechnet und Randbedingungen für die Komponenten der Raumlufttechnik definiert. Wichtigster Bestandteil von Teil 7 ist die Berechnung des Hilfsenergie-

bedarfs für die Kühl- und Kaltwasserverteilung, des Hilfsenergiebedarfs für die in der Raumlufttechnik (Wärmerückgewinnung,

Befeuchtung und Sekundärluftventilatoren) und Kälteerzeugung (Rückkühlung) notwendigen Nebenantriebe sowie des Endenergiebedarfs für die Kälteerzeugung.

Teil 100 ergänzt Teil 7 um ein Berechnungsverfahren zur Bewertung bedarfsabhängiger Luftvolumenstromregelungen bei Lüftungs- und Klimasystemen. Somit können

auch niedrigere Luftwechselraten während Teilabwesenheitszeiten bilanziert werden.

Warmwasseraufbereitung

Mit den Verfahren von Teil 8 kann der Nutz- und Endenergiebedarf für alle typischen

Systeme zur Trinkwassererwärmung im Neubau und Gebäudebestand von Wohn- und Nichtwohngebäuden ermittelt werden. Es lassen sich zentrale und dezentrale Warmwasserversorgungsanlagen auf der Basis von fossilen Brennstoffen, Strom, Fernwärme oder regenerativen Energieträgern abbilden.

Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen

Teil 9 liefert ein Verfahren zur Berechnung des Endenergieaufwands für Kraft-Wärme-gekoppelte Systeme (zum Beispiel Blockheizkraftwerke), die innerhalb eines Gebäudes zur Wärmeerzeugung eingesetzt werden. Es wird derjenige Endenergieaufwand ermittelt, der der Wärmeerzeugung zuzurechnen ist. Dazu wird der im KWK-System gleichzeitig mit der Wärme erzeugte Strom unter Berücksichtigung der Primärenergiefaktoren für elektrischen Strom und für den verwendeten Endenergieträger von dem gesamten End-

energieaufwand abgezogen.

Nutzungsrandbedingungen und Klimadaten

Teil 10 stellt Nutzungsrandbedingungen für Wohn-und Nichtwohngebäude sowie Klimadaten für das Referenzklima Deutschland zur Verfügung. Dazu zählen unter anderem Raum­solltemperatur, interne Wärmegewinne, Nutzungszeiten, Nutzwärmebedarf, Trinkwarmwasser und Luftwechsel. Damit sind erstmals in einer Norm in größerem Umfang die Nutzungsrandbedingungen für die energetische Bewertung von Nichtwohngebäuden zusammengestellt. Eine Tabelle enthält die Richtwerte der Nutzungsrandbedingungen für insgesamt 33 Nutzungen in Nichtwohngebäuden, der umfangreiche Anhang von Teil 10 liefert dazu detaillierte Beschreibungen.

Durch die Änderungen gemäß Teil 100 wer­den weitere Richtwerte und Nutzungsprofile hinzugefügt. Ein neu aufgenommener informativer Anhang D beschreibt anhand des Beispiels einer Fertigungshalle, wie ein eigenes Nutzungsprofil erstellt werden kann.

In einem neuen Beiblatt 2 zur DIN V 18 599, das gerade erarbeitet wird, wird das komplette Verfahren vereinfachend auf die Belange des Wohnhausbaus heruntergebrochen und zusammengefasst.