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Der Energieausweis
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Der Energiepass
Quelle:
Deutsche-Energieagentur GmbH (DENA)
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NICHTWOHNGEBÄUDE UND DIE DIN V 18599
von Ulrich Jung
Künftig sind Nichtwohngebäude umfassender als bisher zu bilanzieren. Die bislang unberücksichtigten Bereiche Warmwasser,  Kühlung/Raumlufttechnik und Beleuchtung werden dabei nun integriert. Die bereits im letzten Jahr veröffentlichte DIN V 18599 schafft hierfür die rechnerischen Voraussetzungen und stellt somit erstmals ein ganzheitliches Planungsinstrument für die Optimierung von vielfältig konditionierten Gebäuden zur Verfügung. Dieser Vorteil wird durch erheblichen Aufwand für die Bearbeitung und durch intensiven Fortbildungsbedarf für viele Architekten, Ingenieure und Energieberater erkauft. Im Übrigen gibt in diesem Zusammenhang die Tatsache, dass bereits heute nahezu jeder EnEV-Nachweise kleinere oder größere Fehler enthält, zu denken. Im folgenden wird ein Einblick in die einzelnen Arbeitsschritte gegeben und ein Überblick über die Inhalte der Norm gegeben

Arbeitsschritte in der Bilanzierung nach DIN V 18599

1. Zonierung des Gebäudes – DIN V 18599 Teil 10

In der Regel wurden bislang auch Nichtwohngebäude einer einzigen Zone zugeordnet. Allenfalls konnte es sinnvoll sein Bereiche mit niedrigen Innentemperaturen von abzuteilen. Die Regel werden künftig Mehrzonen-Gebäude sein. Zu einer Zone sind dabei Bereiche mit einheitlichen Nutzungsrandbedingungen und Anlagentechnik zusammenzufassen. Bereits ein einfaches Bürogebäude wird zum Beispiel in Büroräume und Verkehrsbereiche zu unterteilen sein. Weitere Untergliederungen ergeben sich durch unterschiedliche Beleuchtungsbereichen, z.B. auf Grund tiefer Räume und äußerer Verbauung (also fast immer) und bei unterschiedlicher Anlagentechnik innerhalb einer Zone für ein und dieselbe Konditionierungsaufgabe (Versorgungsbereiche). Versorgungsbereiche können aber auch mehrere Zonen umfassen.
Für jede Zone sind Flächen und Volumenermittlungen ähnlich wie bisher anzustellen. Hier liegt ebenso wie bisher der Hauptaufwand in der Bearbeitung – nur, dass er sich eben entsprechend der Nutzungs-, Versorgungs- und Beleuchtungsbereiche potenziert. Hinzu kommt die umfangreichere Ermittlung der bauphysikalischen und anlagentechnischen Kennwerte.

2. Nutz- und Endenergiebedarf für Beleuchtung – DIN V 18599 Teil 4

Aus der Beleuchtungsanforderung, der Nutzungszeit, der Tageslichtversorgung (Raumgeometrie, Fensteranordnung, Sonnenschutz, Verschattung), dem gewählten Beleuchtungssystem einschließlich besonderer Regelungseinrichtungen (Tageslicht- oder Präsenzsteuerung) wird der Strombedarf für die Beleuchtung und der Wärmegewinn (Wärmequelle) Beleuchtungsbereich für Beleuchtungsbereich, Zone für Zone ermittelt. Hierfür werden drei alternative, unterschiedlich detaillierte Rechenverfahren angeboten. Es liegt nahe, diese neuartigen, von der übrigen Bilanzierung weitgehend getrennte  Verfahren auszulagern und einem Fachingenieur zu überlassen. Damit würde aber die gemeinsame Optimierung zwischen Beleuchtung, Kühlung und Beheizung, die ja auch mit großen Gestaltungsmöglichkeiten für die Hülle einher geht, erschwert, bzw. intensiver Kommunikationsbedarf geschaffen.

3. Erste Nutzenergiebilanz aus Wärmequellen und –senken – DIN V 18599 Teil 2

„Wärmesenke“ ist die neutrale Bezeichnung der Norm für Wärmeverlust, der ja nicht unbedingt unerwünscht, sondern als „Gewinn an Kühle“ mitunter willkommen ist.
Wärmequellen und –senken ergeben sich zunächst aus:
•    Mechanischer Lüftung (Teil 3 ) und sonstiger Lüftung
•    Transmission,
•    solaren Gewinnen und Abstrahlverlusten über Fenster und opake Bauteile
•    internen Gewinnen wie Personen, Beleuchtung, Geräte und Prozesse. Auch Stoffströme können hierzu gehören
Diese Energieströme sind bereits bekannt aus der bisherigen Bilanzierung nach EnEV. Sie werden jedoch im Hinblick auf den Sommerfall teilweise genauer ermittelt, unter Anderem werden teilweise auch Wärmeströme zwischen den Zonen berücksichtigt. Wie bisher bleibt es bei der Monatsbilanzierung. Es werden allerdings eine Vielzahl paraleller Rechenoperationen durchgeführt, da alle Zonen nicht nur Monat für Monat, sondern auch jeweils getrennt nach Nutzungs- und Nichtnutzungstagen, sowie nach Kühl- und Wärmebedarf bilanziert werden. Diese Komplexität betrifft auch die nachfolgenden Arbeitsschritte. Freilich wird bei Einsatz eines leistungsfähigen Programmes der Bearbeiter von diesem Rechenaufwand –wie schon bisher beim Monatsbilanzverfahren- wenig spüren. Seine Arbeit beschränkt sich auf die Wahl der Parameter.

4. Aufteilung des Wärme- und Kältebedarfes nach – DIN V 18599 Teile 1,3,5,7

Zur Deckung des Wärme- und Kältebedarfes können Luft- oder wassergeführte Systeme vorhanden sein (Heizkörper (Teil 5), Kühldecken (Teil 7) , Raumlufttechnik (Teil 3)). Auch diese Aufteilung wird für den Bearbeiter durch die gewählten Anlagen und eventuell weniger weiterer Parameter erledigt sein.

5. Ermittlung des Trinkwasserbedarfes und des Nutzenergiebedarfs für Luftaufbereitung und Lüftung – DIN V 18599 – Teile 3 und 8

Nutzenergiebedarf kann nicht nur in Form von thermischer Konditionierung bestehen, sondern je nach Nutzung auch aus Warmwasserbedarf (Teil 8) und Anforderungen an die Raumluftfeuchte (Teil 3). Die Anforderungen wird direkt aus dem Nutzungsprofil ermittelt.

6. Erste Ermittlung der Anlagenverluste innerhalb der Zonen – DIN V 18599 Teile 5,7,8

Der Nutzenergiebedarf ist nun in erster Näherung für sämtliche Energieströme bestimmt
•    Beheizung,
•    Kühlung
•    Lüftung
•    Befeuchtung
•    Trinkwassererwärmung
Wie bereits in der DIN 4701-10 werden nun die Energieströme ausgehend vom Nutzwärmebedarf zurück in Richtung der Ebene der Endenergie verfolgt und die Verluste folgender Stationen ermittelt.
•    Übergabe
•    Verteilung
•    Speicherung

7. Wiederholte Nutzenergiebilanz aus Wärmequellen und -senken – DIN 18599 Teil 2

Neu gegenüber dem bisherigen Verfahren nach DIN 4701-10 ist, dass die Verluste aus Übergabe, Verteilung und Speicherung, soweit sie in den konditionierten Zonen stattfinden, als Wärmequellen oder -senken in die Nutzenergiebilanz mit einzurechnen sind. Mit anderen Worten, die Schritte 4 bis 7 werden so oft wiederholt, bis sich eine ausreichend geringe Abweichungen gegenüber dem vorhergehenden Rechnungsdurchlauf ergibt.

8. Endgültige Aufteilung der Nutzenergiebedarfes-– DIN V 18599 Teile 1,3,5,7

Wenn die ausreichend genaue, endgültige Nutzenergiebilanz steht, können die einzelnen Nutzenergien endgültig auf die Versorgungssysteme aufgeteilt werden und letztmals jeweils die Verluste für Übergabe, Verteilung und Speicherung hinzuaddiert werden.

9. Aufteilung auf Erzeugersysteme - DIN V 18599 Teile 5,6,7,8,9

Die Nutzenergien einschließlich der Verluste für Übergabe, Verteilung und Speicherung sind nun auf Erzeugersysteme zu verteilen. Für folgende Erzeugersysteme stehen Berechnungsgrundlagen zur Verfügung:
•    Wärmeerzeuger für Heizzwecke – Teil 5
•    Raumlufttechnik und Kälteerzeuger – Teil 7
•    Wärmeerzeugung zur Warmwasserbereitung – Teil 8
•    Wärmeerzeugung aus Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen – Teil 9
Ergebnis der Berechnungen ist der Endenergiebedarf für verschiedene Wärmeerzeuger und Energieträger.

10. Ermittlung der Hilfsenergien - DIN V 18599 Teile 3,5,7,8,9

Die Hilfsenergien fallen für die einzelnen Nutzenergieströme an den einzelnen Stationen der Arbeitsschritte 8 und 9 an. Zum Teil sind hierfür umfangreiche Berechnungen notwendig, wenn die Druckverluste von Netzen mit berücksichtigt werden.

11. Primärenergieermittlung – DIN V 18599 Teil 1

Die Umrechnung des Endenergiebedarfes für einzelne Energieträger auf die Primärenergie mittels entsprechender Umrechnungsfaktoren unterscheidet sich grundsätzlich nicht vom bisherigen Verfahren.

Ausblick
Erheblich höherer Rechenaufwand für den Bearbeiter ergibt sich durch Festlegungen und geometrische Berechnungen von und für
•    Zonierungen
•    Versorgungsbereichen
•    Beleuchtungsbereichen
Ansonsten kann davon ausgegangen werden, dass bei Einsatz leistungsfähiger Programme, die Eingabe der Bau- und Anlagentechnik zwar umfangreicher als bisher ist, aber sich doch im wesentlichen auf die Wahl sinnvoller  Bauteile und Anlagenkomponenenten und richtige Berechnungsparameter beschränkt.
Stark gestiegene Anforderungen bestehen an die einzusetzenden EDV-Programme, die wohl ein Mehrfaches gegenüber den derzeitig verfügbaren Versionen kosten werden und von denen es kaum vorstellbar erscheint, dass sie von Anfang an fehlerfrei rechnen.
Für die Bearbeitung reicht das Beherrschen der Programme nicht aus, vielmehr sind fundierte Kenntnisse über Energiebilanz, Bauphysik und die Anlagentechnik Voraussetzung für richtige Ergebnisse. Für energetische Optimierungen an Entwurfs- und Modernisierungskonzepten scheint darüber hinaus das Verständnis für die hinterlegten Rechenverfahren von großem Vorteil.


Die Inhalte der DIN V 18599


Teil 1

Der Teil 1 gibt einen Überblick über die Norm, den Berechnungsweg, enthält Erläuterungen von Begriffen und Abkürzungen.
Daneben gibt er Anleitung zum Festlegen von Zonen und Versorgungsbereichen und enthält die Primärenergiefaktoren.

Teil 2 – Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen

Statt der bisherigen Betrachtung des reinen Heizwärmebedarfs im Monatsbilanzverfahren nach DIN 4108-6 erfolgt in dieser Norm eine analoge, aber umfassendere Betrachtung des Kälte- und Wärmebedarfes. Dabei werden nicht nutzbare Wärmegewinne, die bisher nicht weiter betrachtet wurden, nun bei der Ermittlung des Kühlbedarfes in Ansatz gebracht.
Bei der Einbeziehung der Lüftung aus RLT-Anlagen oder Luftheizungen wird berücksichtigt, dass diese bereits vorkonditioniert sein können.
Bereits aus der DIN 4701-10 ist bekannt, dass Wärmeverteilung und –speicherung Verluste verursachen, die zur Beheizung beitragen können. Neu ist nun, dass die Wärme- oder Kältegewinne, aus den Bilanzierungs- Stationen „Übergabe“, „Verteilung“ und „Speicherung“, die einerseits Resultat des Nutzenergiebedarfes sind, andererseits bei der Ermittlung des Nutzenergiebedarfes für Kühlung und Heizung als Eingangsgröße in Ansatz gebracht werden. Es ergibt sich also, dass die Berechnung wiederholt durchzuführen ist, bis ein Abbruchkriterium erfüllt ist.
Der Nutzenergiebedarf für Abgabe, Verteilung und Speicherung, wird dabei aus Berechnungen nach anderen Teilen der Norm bezogen.

Teil 3- Nutzenergiebedarf für die energetische Luftaufbereitung

Teil 3 behandelt den Nutzenergiebedarf für das Heizen, Kühlen, Befeuchten und Entfeuchten in RLT-Anlagen sowie den Endenergiebedarf für die Luftförderung durch diese Anlagen.
Aus einer Tabelle für 46 typische Anlagenkombinationen kann der stündliche Nutzenergiebedarf für die einzelnen Prozesse herausgelesen bzw. durch Interpolation oder einfache Umrechnung gewonnnen werden. Der stündliche Energiebedarf wird mit den jeweils monatlichen Betriebsstunden, die aus einer anderen Tabelle gewonnen werden, multipliziert.
Der Endenergiebedarf für die Förderung wird aus dem monatlichen Volumenstrom, den Druckverlusten des Kanalnetzes und der Effizienz der Ventilatoren berechnet.
Die Verbindung zu anderen Teilen sind sehr eng:
•    Die Nutzungsrandbedingungen aus Teil 10 legen die Betriebszeiten und die Art der Feuchteanforderungen fest.
•    Die Zulufttemperatur und –menge wird in der thermischen Nutzenergiebilanz der Zone nach Teil 2 als Eingangsgröße berücksichtigt.
•    Der Nutzenergiebedarf für die Anlage als Ergebnis der Berechnung ist durch Anlagen, die nach Teil 5,7 oder 9 gerechnet werden zu decken.
•    Der Energieaufwand für die Luftförderung kann direkt nach Teil 10 in Primärenergie umgerechnet werden.

Teil 4 – Ermittlung des Nutz- und Endenergiebedarfes für die Beleuchtung

Das neuartige Verfahren hat relativ wenige, aber entscheidende Berührungspunkte mit der  anderen Berechnungen der Norm: Zum Einen teilt sie Eingangsparameter mit den Berechnungen nach Teil 2, wie z.B. Verglasungsanteile und –qualitäten, Sonnenschutz und Verschattungen, Raum- und Gebäudegeometrie, Nutzungszeiten. Zum Anderen wird der Endenergiebedarf für Beleuchtung zum interner Wärmegewinn und somit als Eingangsgröße zu Berechnungen nach Teil 2. Ein weiterer Berührungspunkt besteht natürlich auf der Ebene der Primärenergie, wo sämtliche Energieanteile zusammengerechnet werden.

Teil 5 – Endenergiebedarf von Heizsystemen

Das Verfahren nimmt das Rechenverfahren nach DIN 4701-10 mit den bewährten Bilanzierungsstationen „Übergabe, Verteilung, Speicherung, Erzeugung“ und der jeweiligen Ausweisung von Wärmeverlust und Hilfsenergiebedarf wieder auf.
Neu ist die Einspeisung der Wärmeverluste aus Abgabe, Verteilung und Speicherung in die Nutzenergiebilanz nach Teil 2, was zur Folge hat, dass die Berechnungen Monat für Monat für Nutzungs- und Nichtnutzungszeiten durchzuführen ist.
Daneben eignen sich die Berechnungsverfahren entgegen denen der DIN 4701-10 auch für alte Anlagen, schlecht gedämmte Gebäude und Gebäuden mit nahezu  beliebiger Nutzung.

Teil 6 – Endenergiebedarf von Wohnungslüftungsanlagen und Luftheizungsanlagen für den Wohnungsbau

Lüftungsanlagen und Luftheizungen ohne Kühl- und Befeuchtungfunktion können nach diesem Verfahren vollständig abgebildet werden.
Da dieser Teil Norm nur für Wohnungsbauten anzuwenden ist, wird er zunächst wenig angewandt werden, da die EnEV andere Möglichkeiten zu Berechnung und Nachweis von Wohngebäuden bereithält. Werden Wohngebäude gekühlt, sind wiederum die Berechnungen nach Teil 3 und 7 anzuwenden.

Teil 7 – Endenergiebedarf von Raumlufttechnik- und Klimakältesystem für den Nichtwohnungsbau

Teil 7 umfasst die Bereiche
- Kälte: Erzeugung, Speicherung, Verteilung und Übergabe. Es handelt sich also um Anlagen, die einem RLT-Zentralgerät vor- oder nachgeschaltet sein können. Soweit es sich um wassergeführte Systeme handelt, wird der          Hilfsstrombedarf ebenfalls errechnet.
•    Befeuchtung: Erzeugung, Verteilung und Übergabe von Feuchte in RLT-Anlagen
•    Heizung: Verteilung und Abgabe von Wärme in RLT-Anlagen
Die Berechnungen werden weitgehend nach detaillierten Rechenansätzen durchgeführt.

Teil 8 – Nutz- und Endenergiebedarf von Warmwasserbereitungssystemen

Wie Teil 5 orientiert sich Teil 8 an der Vorgabe durch die DIN 4701-10.
Wie in Teil 5 erfolgt die Einspeisung der Wärmeverluste aus Verteilung und Speicherung (Übergagabe = 0) in die Nutzenergiebilanz nach Teil 2 , ist ein ähnlich hoher Berechnungsaufwand notwendig und gibt es die Eignung des Rechenverfahrens für Anlagen ohne Beschränkung bezüglich des Alters und der Nutzung.

Teil 9 – End- und Primärenergiebedarf von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen

Teil 9 bietet ein Rechenverfahren für die Wärmeerzeugung an, nach der Anteil des Endenergiebedarf, der paralellen Stromerzeugung zurechnet und aus der Bilanz herausgenommen wird. So wird es möglich zu einem sinnvollen Primärenergiebedarf auch von Häusern, die für die Beheizung Kraft-Wärme-Kopplung nutzen, zu kommen

Teil 10 – Nutzungsrandbedingungen, Klimadaten

Teil 10 enthält Nutzungsrandbedingungen für unterschiedliche Bauaufgaben. Diese umfassen: Nutzungs- und Betriebszeiten, Anforderungen und Kennwerte für die Beleuchtung, einschließlich Tag- und Nachstunden, Luftwechsel und Feuchteanforderung, Interne Wärmequellen, Raum-Solltemperatur für Heiz- und Kühlfall, Warmwasserbedarf.
Weiter sind Daten für ein mittleres deutsches Klima enthalten nach der bekannten Systematik der DIN 4108-6 enthalten.

Dipl. Ing. Ulrich Jung ist Vorstandsmitglied der ArchiNea AG

Quelle:
Erstveröffentlichung in Bauen + Energie 06/06; 1. Jahrgang, Seite 2 aus dem Bundesanzeiger Verlag

20.02.07 zurück
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