Heutzutage Niedrigenergiehäuser - aber mit richtigen Angaben!

© 2003 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin • Bauphysik 25 (2003), Heft 1

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Bericht

Heutzutage sind Niedrigenergiehäuser „in“. Planer bzw. Haus-hersteller wetteifern geradezu mit Liter-Angaben. Es ist kritischzu hinterfragen, ob diese Angaben wirklich zutreffen. Denn vieleAngaben werden nach unterschiedlichen Verfahren bzw. unterZugrundelegung verschiedenartiger Randbedingungen ermittelt.Einige Angaben sind schlicht falsch.

Low-energy houses are “in” nowadays. Planners or buildingcontractors keenly outdo one another with low litre quota-tions. It requires critical analysis to discover wether thesestatements are really correct, because many statements are cal-culated according to different procedures or on the basis ofvarious boundary conditions. Others are quite simply wrong.

Einleitung

Nahezu jeder Planer oder Verkäufer offeriert einem Bauherrnheutzutage ein sog. „Niedrigenergiehaus“; man unter- bzw. über-bietet sich geradezu mit phantasiebehafteten Liter-Angaben. AberVorsicht! Nicht jede Angabe stimmt: Wärmebedarf, Energiebe-darf, Primär- und Sekundärenergieverbräuche und dgl. werdenverwechselt. Klare Aussagen bedürfen eindeutiger Grundlagen.Die Berechnung des Energiebedarfes hat gemäß DIN EN V 4108-6bzw. nach DIN EN 832 zu erfolgen. Wenn, was fast immer der Fallist, unterschiedliche Energieträger eingesetzt werden, müssendiese mit Hilfe der Primärenergiefaktoren gemäß DIN V 4701-10umgerechnet und miteinander vergleichbar gemacht werden. Diebaulichen Kennwerte müssen auf europäischen Normen oderamtlichen Zulassungen durch akkreditierte Institutionen beru-hen, sonst ist Skepsis angebracht.

1 Ausgangssituation

Niedrigenergiehäuser sind en vogue. In quasi selbstverständlicherWeise baut heutzutage jeder Architekt für seinen Bauherrn ein„Niedrigenergiehaus”. Das war nicht immer so! Vielmehr war esvom Energieeinspargesetz (1976) bis zur Energieeinsparver-ordnung, welche am 1. Febr. 2002 in Kraft getreten ist, ein langerWeg; manchmal auch ein dornenreicher, aber keine „via doloro-sa”, wie manche Critici aus Architekturkreisen (sehr zu unrecht!)behaupten. Das Energieeinspargesetz hat 1976 die legislativenGrundlagen für die Bundeskompetenz bei der Energieeinsparunggelegt und die Bundesregierung ermächtigt, mit Zustimmung desBundesrates Verordnungen zu erlassen. So kam 1977 die ersteWärmeschutzverordnung zustande, 1982/84 folgte die zweite und1995 die dritte und letzte Wärmeschutz-Verordnung. Die jetzigeVerordnung, die man beim Zählen zwar als vierte bezeichnet, istnämlich keine bloße „Wärmeschutz”-Verordnung, sondern heißt„Energieeinsparverordnung”, was andeutet, daß es beim Ener-giesparen um mehr geht als um Wärmeschutz, k-Wert oder – neu-erdings im vereinten Europa – um u-Wert. Erstmals wird in derFebruar-Verordnung das Zusammenwirken des Gebäudes mit dentechnischen Anlagen gemeinsam erfaßt.

2 Energiebilanzen

Die geschilderte Entwicklung hat zur Folge, daß für die betrach-teten Gebäude eine Energiebilanz erstellt werden muß. Wärme-schutz bzw. die Transmissionswärmeverluste sind zwar ein wich-tiger Posten in der Energiebilanz eines Gebäudes; es spielendarüber hinaus aber die – Lüftungswärmeverluste,– Solargewinne, interne Wärmelasten– Gewinne und Verluste der technischen Anlageneine bedeutsame und nicht immer problemfreie Rolle. Beispiels-weise müssen wir bei der Lüftung einen „Eiertanz zwischenSzylla und Charybdis“ vollziehen. Lüften wir nämlich zu viel,geht kostbare Energie verloren. Lüften wir zu wenig, wird dieFeuchte, die im Innenraum entsteht, nicht hinreichend abgeführtund schlägt sich dann an jenen Innenoberflächen nieder, die derBauphysiker „Wärmebrücken“ nennt. Dann wächst dort Schim-mel! Mechanische Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnungs-systemen wären eine gute Lösung, wenn ihre Regelung zuverläs-sig auch das Fensteröffnen mit einbezöge, das dem Nutzer adlibidum überlassen bleiben muß.Gebäude- und Anlageneigenschaften lassen sich insgesamt im sog. „Primärenergiebedarf“ zusammenfassen. Eine Beur-teilung des Energieverhaltens auf Primärenergiebasis ist des-halb erforderlich, weil in einem Gebäude verschiedeneEnergiearten verwendet werden, die unterschiedliche Primär-energiefaktoren besitzen. Elektrischer Strom weist beispiels-weise den Faktor 3 auf, eine klassische Ölheizung den Faktor1,1. Die Faktoren sind nicht ganz unproblematisch. Um welche handelt es sich überhaupt? Um die deutschen oder die französischen, wenn man bedenkt, daß der zu 95 % ausKernenergie erzeugte Strom in Frankreich in unserem ge-meinsamen Europa über den Rhein hinweg längst in dasdeutsche Netz eingespeist wird? Die neue Verordnung enthältzudem für gewisse Stromeinsätze Übergangsfristen mit Faktor-Nachlässen (z. B. 2,0 statt 3,0). Dies ist aus wirtschaftspoli-tischen Gründen richtig, weil damit der betroffenen Branche dieUmstellung erleichtert wird. Ein Bauphysik-Universitätsprofes-sor tut sich aber schwer, seinen wißbegierigen Studenten schlüs-sig zu erklären, warum der Primärenergiefaktor für Strom in derSilvesternacht eines bestimmten Jahres urplötzlich von 2,0 auf3,0 springt.

3 Energie-Mogeleien

Derzeit herrscht eine große Verwirrung bei der Namensgebungund Bezeichnung von Niedrigenergiehäusern. Dies nützenScharlatane mit marktschreierischen Anpreisungen aus. Auchein „3-Liter-Haus“ ist beispielsweise nicht aussagekräftig, wennvom Anbieter nicht präzise die Methode genannt wird, wonachder angegebene Wert ermittelt wurde. Ist der Heizwärme- oderder Energiebedarf gemeint? Basiert die Angabe auf Primär- oderSekundärenergiewerten? Ist der Energieverbrauch oder derkumulierte Energieaufwand gemeint? Welche Umrechnungsfak-toren wurden verwandt? Diese Fragen zeigen klar, daß präziseDefinitionen und Ermittlungsmethoden unerläßlich gewordensind. Im Kern konzentrieren sich die Unsicherheiten auf zweiProblemkreise, nämlich:

Heutzutage Niedrigenergiehäuser – aber mit richtigen Angaben!Herrn Professor Dipl.-Ing. DDr. Ulrich Schneider zur Vollendung des 60. Lebensjahres gewidmet

Karl Gertis

Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. E.h. mult. Dr. h.c. mult. Karl Gertis istOrdinarius des Lehrstuhls für Bauphysik der Universität Stuttgartund Direktor des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik (IBP)

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Bericht

– Nach welchen Rechenverfahren werden die Energiebedarfs-bzw. Energieverbrauchswerte berechnet? Wie werden ver-schiedene Energieträger umgerechnet?

– Welche energietechnischen Stoffwerte für die Bauproduktewerden zugrunde gelegt? Wie werden sie gemessen?

Auf diesem etwas vernebelten Marktfeld tummeln sich verschie-dene Planer, Hersteller oder Anbieter von Niedrigenergiehäu-sern. Sie überbieten sich mit phantastischen und „phantasierei-chen“ Angaben über den Energiebedarf ihrer Häuser, wobeieinige die energetischen Zusammenhänge mangels präziserKenntnisse nicht durchschauen, andere in guter Kenntnis beimVerkaufsgespräch aber die „schöneren“ Liter-Werte bewußt ver-wenden; letztere mogeln, sie wissen genau, was Verkaufs-Lateinund Realität ist. Einige Beispiele von Pseudo-3-Liter-Häusernkönnen dies erläutern: 1. Behauptung: Die Häuser besitzen einen Wärmebedarf von30 kWh/m2a (= 3 Liter/m2a). Stimmt! Aber Wärmebedarf istnicht Energiebedarf! Die Verluste bei der Wärmeerzeugung,Wärmeverteilung und Wärmevergabe werden verschwiegen. InWirklichkeit handelt es sich um 4- bis 6-Liter-Häuser.2. Behauptung: Die Häuser besitzen einen jährlichen Brenn-stoffbedarf von 3 Litern. Stimmt! Aber die elektrische Antriebs-energie für Pumpen und Regeleinrichtungen wird verschwiegen.In Wirklichkeit handelt es sich um ein 4- bis 5-Liter-Haus.3. Behauptung: Das Haus wird mit einem elektrischen Wärme-pumpen-Heizsystem betrieben, das einen jährlichen Strombe-darf von nur 30 kWh/m2 (= 3 Liter/m2a) aufweist. Stimmt! Ver-schwiegen wird aber, daß Strom einen Primärenergiefaktor von3,0 besitzt. In Wirklichkeit handelt es sich deshalb um ein 9-Liter-Haus.Aus dieser kurzen Aufzählung folgt, daß es präziser Verfahrenbedarf, wie man zu einer bestimmten Liter-Aussage gelangt.

4 Übergangsstadium

Präzise Stoffwerte für Bauteile sind z.Zt. schwer zu gewinnen, weilsich diverse Regelwerte in einem Übergangsstadium befinden. Beiden (europäischen) CEN-Normen können praktisch jeden Monatneue Normenentwürfe, Vornormen oder Normen in Erscheinung

treten. Die EU-Kommission hat gemäß Bild 1 in einem Führer(EU-Guidance) das Vorgehen in diesem „status transeundi“ vor-gegeben. Eine harmonisierte europäische Norm (linker Ast in Bild1) bedarf der Ankündigung, Veröffentlichung und Umsetzung innationale Normen. Die nationalen Normen (DIN-Ast, rechts inBild 1) bringen nationale Spezifikationen ein oder müssen – imKonfliktfall – zurückgezogen werden. Viele Kennwerte von Bau-produkten, die für Niedrigenergiehäuser wichtig sind, werdenauch in den Bauregellisten ausgewiesen (Bild 2). Sie können, je

DoA

AbkürzungenCEN Comité Européen de NormalisationDOA Date of approvalhEN harmonisierte Europa-NormenMS Member State (Mitgliedsstaat)OJEC Official Journal European CommunityCTS Conflicting technical specification

Übergangsregelunggemäß EU-Guidance

CEN

Harmonisierte euro-päische Normen (hEN)

hEN, CE-Zeichen-Anwendung

DIN

Nationale Norm

Ankündigung hENim MS

Publikation hENim MS

Publikation hENim OJEC

Nationale hEN-Version

Nationale technischeSpezifikation

Rückzug von c TS(im Konflikt)

Bild 1 Übergangsregelung gemäß EU-Führer

Bauprodukte

Bauregelliste C(über DIBt, national)

Teil 1Geregelte BauprodukteTechn. Regeln (LBO)

Leib und Leben

Teil 2Ungeregelte Bauprodukte

keine Regeln

Wirtschaftlicher Schaden

Teil 3Ungeregelte BauartenAbweichung vomTBb

Wirtschaftlicher Schaden

AnwendbarkeitsnachweisVerwendbarkeitsnachweis

Übereinstimmungsnachweis

Regelfall

DIN: Überein-stimmungmit Norm

ÜH: Übereinst. Erklärung, HerstellerÜHP: ÜH nach Erstprüfung

(Prüfstelle)ÜZ: Übereinst. Zertifikat,

Zertifizierungsstelle

ÜA: Übereinstimmungs-erklärung desAnwenders

Zustimmung Prüfzeugnis

Z: Allg. bauaufs.Zulassung

P: Allg. bauaufs.Prüfzeugnis

ZE: Zustimmungim Einzelfall

P: Allg. bau-aufs.Prüfzeugnis

P: Allg. bauaufs.Prüfzeugnis

Abweichung

Teil 1CEN-Normen mit Klassen,

Leistungsstufen etc.oder Zulassungsleitlinien

(ETAG)

CE-Zeichen: Klasse, StufeÜ-Zeichen CE- und Ü-Zeichen kein Zeichen

Teil 2

Bauprodukte mit zusätz-lichen Anforderungennach BauPG und LBO

Zusätzlicher Anwend-barkeitsnachweis

Z: Allg. bauaufs.Zulassung

Übereinstimmungs-nachweis gemäß Z

ungeregelte Bauproduktevon untergeordneter

Bedeutung

kein formelles Verfahren,d.h. kein Verwendbar-keits- oder Überein-stimmungsnachweis

Bauregelliste A (national) Bauregelliste B(über EU-Bauprodukten-Richtlinie)

Bild 2 Schematische Darstellung des Systems der Bauregelliste in Deutschland

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Bericht

nachdem, welcher Regelliste sie zuzuordnen sind, durch Ver-wendbarkeits- oder Übereinstimmungsnachweise charakterisiertwerden und erhalten dann gewisse „Zeichen“, unwichtige Bau-produkte (rechts in Bild 2) werden mit keinem Zeichen versehen.Bemerkenswert ist, daß auch technische Anlagen (Heizung, Lüf-

tung, Klimatisierung etc.) Bauprodukte darstellen, die in das Bau-regellistensystem eingestuft werden.

5 Konkrete Angaben

Am Beispiel eines 3-Liter-Hauses sind in Bild 3 die Verfahrenskizziert, wie man zu einer präzisen Liter-Angabe gelangt. DieseAngabe entspricht quasi der Definition eines 3-Liter-Hauses. DieBerechnung des Energiebedarfes hat gemäß DIN EN V 4108 – 6bzw. nach DIN EN 832 zu erfolgen. Wenn, was fast immer derFall ist, unterschiedliche Energieträger eingesetzt werden, müs-sen diese mit Hilfe der Primärenergiefaktoren gemäß DIN V4701 – 10 umgerechnet und miteinander vergleichbar gemachtwerden. Elektrischer Strom hat hiernach z. B. den Faktor 3. Inder neuen Energieeinsparverordnung (EnEV) sind verschiedent-lich Übergangsfristen mit abweichenden Faktoren enthalten.Diese Abweichungen sind nicht physikalisch begründbar, son-dern stellen Konzessionen an gewisse Wirtschaftsbereiche dar,denen aus wirtschaftlichen Gründen Übergangsfristen einge-räumt wurden. Die EnEV liefert deshalb zunächst kein geeigne-tes Verfahren, um präzise Energiewerte zu ermitteln. Erst wennalle Übergangsfristen abgelaufen sind (das wird in toto am 31.Dez. 2008 sein!), stimmt die Ermittlung nach der EnEV mit demin Bild 3 veranschaulichten Ermittlungsverfahren überein.Wenn von einem Bieter einem potentiellen Käufer bestimmteLiter-Angaben für ein Haus offeriert werden, tut dieser gutdaran, den Bieter sofort zurückzufragen, nach welchem Verfah-ren der angebotene Wert ermittelt wurde. In vielen Fällen wer-den Bieter oder Planer „stottern“. Dann ist Skepsis angebracht!

Bild 3 Zur Definition von Energieangaben bei Niedrigenergie-häusern am Beispiel des 3-Liter-Hauses.

Definition 3-Liter-Haus

1. Energetische BerechnungDIN EN V 4108-6: 2000-11DIN En 832: 1998-12

DIN V 4701-10: 2001-2Primärenergiefaktoren

Öl: 1,1Gas: 1,1Strom: 3,0

2. Ermittlung der BauproduktdatenDIN V 4108-4: 1998-3(mit 51 Folgenormen, die sich im Übergangbefinden)