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
- Außentemperatur
- Fenster
- Grundfläche
- Hilfsenergie
- Innenlasten
- Innentemperatur
- Kompaktheit
- Luftwechsel
- Solarstrahlung
- Speicher
- Stromverbrauch
- Umweltfaktoren
- Verteilnetze
- Wärmeerzeuger
- Wärmeübergabe
- Wärmeverbrauch
- Wasserverbrauch
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 CO
2-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 CO
2-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.
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