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Autoren
OldBo
07.04.2015
Jedem Wohngebäude wird Energie zugeführt und ein Teil verlässt das Haus ungenutzt.
Energiebilanz eines Hauses
 Energiebilanz eines Hauses
Quelle: Armacell

Jedem Wohngebäude wird Energie zugeführt und ein Teil verlässt das Haus ungenutzt. Die Energiebilanz eines Hauses hängt von folgenden Faktoren ab:

  • Gebäudeform
  • Standort
  • Außenklima (Klimazone)
  • Innenklima (Behaglichkeit)
  • Innere Gewinne (veränderliche und unkontrollierte)
  • Transmissionswärmeverluste (Wände, Fenster, Dach, Fundament bzw. Kellerdecke bzw. Bodenplatte)
  • Lüftungswärmeverluste (Undichtigkeiten durch Fensterfugen und Gebäudehülle bzw. Luftwechsel durch KWL)

Das Verhältnis genutzter und nicht genutzter Wärmegewinne (Ausnutzungsfaktor) für die Wärmegewinne η ist von den o. g. Faktoren und dem Quotienten aus Wärme­gewinnen und -verlusten abhängig.

QL(T) + QL(V) = ηQS + ηQi(m*a) + ηQi(Heizung) + ηQi(WW) + Qh  [kWh]

Nach der Gleichung kann der Heizenergiebedarf Qh bzw. der Nettoheizwärmebedarf für die Heizungsanlage berechnet werden. Das ist die Wärme, die über Heizflächen an das Haus abgegeben wird. Mit Ausnahme der inter­nen Wärmegewinne aus Heizungs- und Warmwassernetzen sind alle anderen Faktoren der Energiebilanz abhängig von der Gebäudeform und dessen Stand­ort.

Der Wärmeverlust durch Abstrah­lung QL(T) hängt von der Bauart des Hauses ab, so z. B. von den Baumaterialien und -größen (von Wänden, Fenstern, Dach, Kellerdecke bzw. Bodenplatte).

Der Wärmeverlust durch Lüftung QL(V) ist von den Undichtigkeiten der Gebäudehülle bzw. der Luftwechselrate der KWL abhängig.

Die Sonnen­wärmegewinne durch Verglasung Qs hängen vom geografischen Standort des Hauses, den Fensterflächen und deren Ausrichtung ab. So haben z. B. nach Süden gerichtete Dachfenster den größten Gewinneffekt.

Interne Wärmege­winne sind z. B. veränderliche Gewinne Qi(m·a) , die von der Anzahl der im Haus lebenden Personen, den elektrischen Geräten (Beleuchtung, Fernsehgeräte, Waschmaschine, Computer, Kochherd) und deren Betriebs­dauer abhängig. Diese Wärmegewinne werden proportional zur Bodenfläche angenommen.

Die "internen Wärmegewinne" Qi(Heizung) und Qi(WW) aus den Heizungs- bzw. Warmwassernetzen sind unkontrollierte Wärmeabgaben an das Haus und werden meistens nicht beachtet. Sobald sie aber in der beheizten Hülle des Gebäudes auftreten, verringern sie den Wärmebedarf der  Räume. Nur gut gedämmte Rohrleitungen, Wärmeerzeuger und Speicher verringern die Wärmegewinne, was aber auch gewünscht wird.

Hauskennwerte - Energiekennwerte
Energetisch relevante Kennwerte eines Gebäudes
 Energetisch relevante Kennwerte eines Gebäudes
Quelle: Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften
Die graphische Darstellung eines Gebäude zeigt die energetisch relevanten Energiekennwerte eines Gebäudes, die bei der Bewertung eines Gebäudes beachtet werden sollten. Mit den üblichen Energiebilanzverfahren kann über die Kennwerte die Energiebilanz erfolgen.

Folgende Kennwerte werden bei den Energiebilanzverfahren verwendet:
Außenbauteile > Für ein Gebäude kann ein mittlerer Wärmedurchgangskoeffizient der wärmeübertragenden Umfassungsflächen (Gebäudehülle) des beheizten Bereiches angegeben werden. Dieser Mittelwert berücksichtigt auch die unterschiedlichen Temperaturen der außen an das Bauteil grenzenden Medien (Außenluft, unbeheizte Räume im Dach bzw. Keller, Erdreich oder Grundwasser) und den Einfluss von evtl. Wärmebrücken. > mehr

Außentemperatur > Die mittlere Außentemperatur in der Heizzeit hängt von der Heizgrenztemperatur ab. Sie wird anhand der Tagesmitteltemperaturen während der Heizzeit bestimmt. Sie ist umso geringer, je kürzer die Heizzeit ist, da die Heiztage sich dann in den Kernwinter verschieben. Die mittlere Außentemperatur kann auch monatsweise angegeben werden, wobei dann alternativ alle Tage oder nur die Heiztage zur Mittelwertbildung herangezogen werden. > mehr

Fenster > Die Fensterflächen bestimmen in mehrfacher Hinsicht die Energiebilanz. Sie legen die Höhe passiver solarer Fremdwärme (Solarstrahlung ) fest und ergeben einen Teil der Transmissionswärmeverluste (Außenbauteile). Die Kennwerte geben die typischen mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten und Energiedurchlassgrade an. > mehr

Grundfläche > Die Energiebezugsfläche AEB und die Gebäudenutzfläche AN werden je nach dem verwendetemn Bilanzverfahren bei der Bewertung von Wohnbauten zur Bildung flächenbezogenen Energiekennwerte herangezogen. > mehr

Hilfsenergie > Unter Hilfsenergien sind elektrische Energien zu verstehen, die unmittelbar mit der Versorgung eines Gebäudes mit Raumwärme und Warmwasser in Verbindung stehen. Zu den Hilfsgeräten zählen Pumpen, Ventilatoren und elektrisch betriebene Regeleinrichtungen. Sie werden zum wirtschaftlichen und primärenergetischen Vergleich unterschiedlicher Versorgungssysteme mit herangezogen. Hilfsenergien werden üblicherweise aus mittleren jährlichen Leistungen und jährlichen Laufzeiten berechnet. > mehr

Innenlasten > Die innere Fremdwärme wird von Wärmequellen abgegeben, die über der Raumtemperatur liegen, so z. B. von Personen, elektrischen Geräten, Beleuchtung und beheizten Komponenten der Anlagentechnik. Der nutzbaren inneren Fremdwärmegewinn ist der Teil des Fremdwärme, die Heizzwecken benutzt werden kann. Diese Abwärme wird in den meisten Bilanzverfahren berücksichtigt. Der Teil der inneren Fremdwärme, die ungeregelt anfallende Abwärme von Komponenten der Anlagentechnik wird oft vernachlässigt. Der nicht nutzbare Teil der Innenlasten führt in der Praxis zu erhöhten Raumtemperaturen und/oder erhöhten Luftwechseln. > mehr

Innentemperatur > Die wichtigste Einflussgrößen auf die Energiebilanz eines Gebäudes sind die Raumtemperatur und der Luftwechsel, die von dem Nutzer vorgegeben werden. Diese können an verschiedenen Tages- und Wochenzeiten unterschiedlich sein. Das Einhalten vorgegebener Temperatursollwerte hängt vom Dämmstandard und der Dichtheit des Gebäudes, von der Anlage, ihrer Regelung und vom Nutzer ab. Sofern die Anlage ausreichend Leistungskapazität hat, können die Sollwerte erreicht und evtl. überschritten werden. Die dezentrale oder in Ausnahmefällen die zentrale Regelung sorgen dafür, dass die Sollwerte annähernd eingehalten werden. > mehr

Kompaktheit > Die spezifischen Wärmeverluste durch Transmission werden durch den Kompaktheitsgrad eines Gebäudes ausgedrückt. Die Kompaktheit kann als Verhältnis der Hüllfläche zum umbauten Volumen angegeben werden. Dabei umschließt die Hüllfläche den beheizten Bereich des Gebäudes an seinen äußeren Begrenzungen, das Volumen gibt die Größe der beheizten Zone anhand ihrer Außenmaße wieder. Der so definierte Kompaktheitsgrad wird in der Einheit "Quadratmeter pro Kubikmeter" (m²/m³) angegeben. Er wird auch von der EnEV 2002 und den zugehörigen Normen verwendet. Typische Werte sind
A/Ve = 1,0 m²/m³ für Einfamilienhäuser
A/Ve = 0,6 m²/m³ für Mehrfamilien- und Reihenhäuser
A/Ve = 0,2 m²/m³ für sehr große Büro- oder Wohnkomplexe .... > mehr

Luftwechsel > Der Luftwechsel (Luftwechselrate) gibt an, wie oft das beheizte Luftvolumen mit Außenluft in einer Stunde ausgetauscht wird. Der Luftwechsel wird von der Fugen- und Fensterlüftung und dem Anlagenluftwechsel, wenn eine Lüftungsanlage vorhanden ist. Er wird von der Dichtheit des Gebäudes, dem Nutzerverhalten und der Anlagentechnik bestimmt. Im allgemeinen weisen alle Bilanzverfahren den mechanischen bzw. Anlagenluftwechsel aus. Der übrige Luftwechsel, der eine Mischung der Einflüsse von Gebäudeundichtheiten und Nutzer ist, wird entweder als Restluftwechsel oder natürlicher Luftwechsel bezeichnet. In einer Energiebilanz wird üblicherweise mit einem Mittelwert gerechnet. > mehr

Solarstrahlung > Die durch die transparenten Flächen (i.d.R. Fenster) einer Gebäudehülle einfallende Solarstrahlung und der daraus resultierenden Fremdwärme kann direkt als Heizwärme (passive Solarwärme) verwendet werden. In einer vereinfachten Bilanz werden nur die transparenten Flächen berücksichtigt. Die passive solare Fremdwärme unterliegt der Sonnenstandwanderung. Dies kann besonders in den Übergangsjahreszeiten zu einer starken Überversorgung mit Wärme führen.
Der solare Fremdwärmeanfall wird durch die Größe, Ausrichtung und den Energiedurchlassgrad der transparenten Flächen (i.d.R. Fenster) sowie von Einflüssen der Verschattung und Verschmutzung bestimmt. Die im Verlaufe einer Heizperiode anfallende Fremdwärme kann jedoch nicht voll zur Deckung der Wärmeverluste beitragen, weil sie ungeregelt auch dann auftritt, wenn keine Heizwärme benötigt wird. Den Teil des Fremdwärmeanfalles, der tatsächlich zu Heizzwecken benutzt wird, nennt man den nutzbaren solaren Fremdwärmegewinn. (Fremdwärmenutzung). > mehr

Speicher > Die Wärmeabgabe eines Speichers wird in allen Bilanzverfahren gleich berücksichtigt. Die Wärmeverluste werden über die Hüllfläche des Speichers, die mittlere Wassertemperatur innerhalb und der durch Wärmedurchgangswert zwischen dem Speicherinneren und der Umgebung ermittelt. Auch die Anschlüsse am Speicher könner erhebliche Verluste erbringen. > mehr

Stromverbrauch > Der Stromverbrauch vom Gebäuden bestimmt den Gesamtenergieverbrauch und entsprechend den Primärenergiebedarf. Die Kennwerte für Wohn- und Nichtwohnbauten umfassen teilweise den Hilfsenergiebedarf der Anlagentechnik (Hilfsenergien) mit. > mehr

Umweltfaktoren > Die Umweltfaktoren (Primärenergiefaktoren bzw. mit CO2-Äquivalenten) werden in Umweltbilanzen verwendet.
Mit dem Primärenergiefaktor wird der Aufwand, der bei der Förderung, der Erzeugung und be deim Transport des Energieträgers bis zum Endverbraucher anfällt, berücksichtigt. Hier werden zwei Energien ins Verhältnis gesetzt. Auf der einen Seite der Energieinhalt der Primärenergiemenge, die eingesetzt wird, um den Energieträger bereitzustellen (einschließlich des Energieinhaltes des Brennstoffes) und auf der anderen Seite der Energieinhalt, den der Energieträger hat, wenn er in das Gebäude eingebracht wird.
Die Treibhauswirkung eines Energieträgers nennt man CO2-Äquivalente (Einheit - g/kWh - Gramm pro Kilowattstunde). Die Menge und Art der über die Gebäudegrenze fließenden Energien werden über ein Jahr CO2-Äquivalent bestimmt. > mehr

Verteilnetze > Die Wärmeverluste von den Verteilsystemen der Anlagentechnik gehören zu den wichtigsten Energiekennwerten. Die Wärmeabgabe eines wärmedurchströmten Rohr- und/oder Lüftungskanalabschnittes ist für alle Bilanzverfahren gleich. Für die Verluste sind die Länge und die Oberfläche des Rohres, die mittlere Temperatur innerhalb des Rohres oder Kanals und der Wärmedurchgangskoeffizient zwischen dem warmen Medium und der Umgebungstemperatur ausschlaggebend. Hier wird zwischen Verteilverluste der Heizleitungen, Lüftungsleitungen und Trinkwarmwasserleitungen unterschieden. > mehr

Wärmeerzeuger > Ein Wärmeerzeuger hat Wärmeverluste und Aufwandszahlen oder Nutzungsgrade. Daraus ergeben sich verschiedene Energieeinzelkennwerte > mehr

Wärmeübergabe > Das Bilanzverfahren der EnEV 2002 und den entsprechenden Rechenverfahren nutzen den Kennwert der Wärmeverluste der Wärmeübergabe.
Hier wird die Soll-Innentemperatur eines Gebäudes und die reale mittlere Temperatur berücksichtigt, die die Art der Wärmeübergabe und Temperaturregelung betrachtet. Üblicherweise erhöhen der Regler und die Regelstrecke (Trägheit, Zeitverhalten und Ansprechempfindlichkeit der Wärmeübergabeeinrichtungen) im gemeinsamen Zusammenspiel mit dem Raum und dem Gebäude und den Störgrößen, z.B. Fremdwärmeanfall, das Temperaturniveau gegenüber dem Sollwert.
Andere Bilanzverfahren verwenden den Wärmeverlust der Übergabe. Hier wird die Energiemenge, die auf der Tatsache der Temperaturabweichung und auch teilweise einer erhöhten Lüftung (ideales System verglichen mit dem realen System) betrachtet. Diese Energiemenge ist im Gegensatz zur mittleren Temperaturabweichung im Jahr nicht messbar. > mehr

Wärmeverbrauch > Die Summe aller Wärmeverluste des Gebäudes abzüglich der nutzbaren Anteile der Fremdwärme ergeben den Endenergieverbrauch für Wärme.
In einigen Bilanzierungsverfahren wird neben der Endenergie auch ein Kennwert für die Nutzwärme bzw. die Heizwärme zusätzlich verwendet. Als Nutzenergie kann die geregelte Wärmeabgabe verstanden werden. Diese wird von den Heizflächen (oder durch Luftauslässe bei einer Luftheizung) geregelt innerhalb des Gebäudes abgegeben. Fremdwärme fällt dagegen ungeregelt an.
Der Heizwärmebedarf wird in den meisten Energiebilanzverfahren verwendet, ist aber eine nicht messbare Energiemenge, die sich aus Transmissions- und Lüftungswärmeverluste abzüglich der Wärmegewinne aus solarer Einstrahlung sowie Personen- und Geräteabwärme ergibt. Der Heizwärmebedarf entspricht nicht der Wärmeabgabe der Heizflächen und darf nicht mit der Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 verwechselt bzw. gleichgesetzt werden. > mehr

Wasserverbrauch > Die Warmwassernutzwärme ist von der gezapften Warmwassermenge im Laufe eines Jahres und von der Anzahl der Nutzer abhängig. Auch die Eintrittstemperatur des Kaltwassers in das Gebäude und die Nutzertemperatur des Warmwassers haben einen Einfluss auf den Energiebedarf. > mehr
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Aktuelle Forenbeiträge
lowenergy schrieb: Bei ausschließlich Fußbodenheizung benötigst bei entsprechender Bauart der Hydraulik definitiv keinen zusätzlichen Pufferwasserspeicher im Hausheizkreis! Daher nochmal die Frage für wieviele Personen...
schorni1 schrieb: Der Wärmebedarf ist an sich linear zur Außentemperatur. Bei der örtlich festgesetzten niedrigsten Norm-Außentemperatur ist dieser 100% und läuft gegen Null an der Heizgrenze (zwischen 12 und 20 Grad außen)....
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