Im Jahre 2006 ist in Europa
die EPBD - Energy Performance of Buildings Directive in Kraft getreten.
Damit ist ein allgemeiner Rahmen für eine Methode zur Berechnung
der Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden (Neubau und Bestand) in
Verbindung mit der Erstellung von Energieausweisen geschaffen.
Die nationale Umsetzung wird
in Deutschland durch eine Novelle der Energieeinsparverordnung (EnEV
2007) realisiert. Der erweiterte Bilanzrahmen wird durch die neue Normenreihe
DIN V 18599 realisiert, Systeme zur Wohnungslüftung werden in Teil
6 dieser Norm beschrieben.
Ziele und Struktur DIN V 18599
Die Normenreihe DIN V 18599 stellt ein Verfahren zur Bewertung der primärenergetischen
Gesamtbilanz von Gebäuden bereit. Der Algorithmus ist anwendbar
für die Bilanzierung von:
- Wohn- und Nichtwohnbauten sowie
- Neubauten und Gebäude im Bestand.
Es werden Energieaufwendungen für Heizung, Lüftung,
Klimatisierung (incl. Kühlung und Befeuchtung), Trinkwarmwasserversorgung
sowie Beleuchtung von Gebäuden incl. der zusätzlichen Stromaufwendungen
(Hilfsenergie) erfasst.
Wesentliche Ziele der Normenreihe sind neben der Umsetzung der EPBD
in Deutschland:
- vereinheitlichtes Monatsbilanzverfahren (Bau- und
Anlagenseite in einer Norm),
- Anpassung an den technischen Fortschritt unter Beachtung
der Wirtschaftlichkeit von Energiesparmaßnahmen,
- hohe Transparenz durch anschauliche Angabe der Gesamtenergieeffizienz
im Energieausweis (bei Bau, Verkauf und Vermietung),
- Durchsetzung einer regelmäßigen Wartung
und Instandhaltung der technischen Anlagen in Gebäuden.
In den Teilen der DIN V 18599 werden bestimmte
Bilanzanteile behandelt, deren Zusammenspiel aus Bild 1 ersichtlich
wird:
| Teil 1: |
Allgemeine Bilanzierungsverfahren, Begriffe,
Zonierung, Bewertung der Energieträger |
| Teil 2: |
Nutzenergiebedarf für Heizen und
Kühlen von Gebäudezonen |
| Teil 3: |
Nutzenergiebedarf für die energetische
Luftaufbereitung |
| Teil 4: |
Nutz- und Endenergiebedarf für
Beleuchtung |
| Teil 5: |
Endenergiebedarf von Heizsystemen |
| Teil 6: |
Endenergiebedarf Wohnungslüftungsanlagen
und Luftheizungsanlagen für den Wohnungsbau |
| Teil 7: |
Endenergiebedarf von Raumlufttechnik-
und Klimakältesystemen für den Nichtwohnungsbau |
| Teil 8: |
Nutz- und Endenergiebedarf von Warmwasserbereitungssystemen |
| Teil 9: |
End- und Primärenergiebedarf von
Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen |
| Teil 10: |
Nutzungsrandbedingungen, Klimadaten |
Bild 1: Übersicht über die Teile
der DIN V 18599
Berechnungsmethodik DIN V 18599-6
Mit Teil 6 der Normenreihe DIN V 18599 kann der Endenergiebedarf von
Wohnungslüftungsanlagen und Luftheizungsanlagen in den verschiedenen
Prozessbereichen - Übergabe, Verteilung, Speicherung und Erzeugung
- berechnet werden. Bild 2 zeigt schematisch den Inhalt des Teils 6.
Bild 2: Inhalt von DIN V 18599-6
In Teil 6 werden für die Berechnung des Nutzenergiebedarfs
einer Zone (DIN V 18599-2) die Kennwerte zur Berücksichtigung der
Lüftungswärmesenke (Zulufttemperatur und Anlagenluftwechsel)
sowie die ungeregelten Wärme- und Kälteeinträge durch
Wohnungslüftungsanlagen und Luftheizungsanlagen bereitgestellt.
Weiterhin werden für die einzelnen Prozessbereiche-Übergabe,
Verteilung, Speicherung und Erzeugung-die Wärmeverluste sowie der
Hilfsenergiebedarf ermittelt.
Für die Berechnung des Endenergie- und Primärenergiebedarfs
(DIN V 18599-1) werden bei der Wärmeerzeugung die Erzeugerwärmeabgabe
und die Wärmeaufnahme durch Wärmerückgewinnung aus der
Abluft berechnet.
Die Systeme der Wohnungslüftung werden in Anlehnung
an E DIN 1946-6 nach ihrem Wirkprinzip eingeteilt (Bild 3). Es wird
deren bestimmungsgemäßer Betrieb nach den anerkannten Regeln
der Technik vorausgesetzt. Diesbezügliche gesonderte Hinweise,
wie beispielsweise hinsichtlich der Planung und Bemessung der Wohnungslüftungsanlagen,
können E DIN 1946-6 (Entwurf Dezember 2006) entnommen werden.
Bild 3: Systemübersicht zur Wohnungslüftung
nach E DIN 1946-6
Bilanzierung Wärmeübertrager
Für Abluft-Zuluft-Wärmeübertrager (auch in Kombination
mit Erdreich-Zuluft-Wärmeübertrager EWÜT) werden in Teil
6 der DIN V 18599 die Zulufttemperatur nach dem Wärmeübertrager
und der mittlere Anlagenluftwechsel (als monatliche Mittelwerte) berechnet.
Diese Werte gehen in den Nutzwärmebedarf nach DIN V 18599-2 ein.
Kombinationen aus Wärmeübertrager und anderen Systemen (z.B.
Luftheizungsanlage oder Abluft-Wärmepumpe) werden in der Berechnung
getrennt. Der Wärmeübertrager der Kombination wird wie ein
einzelner Wärmeübertrager behandelt.
Bilanzierung Abluft-Wärmepumpe
Abluft-Wärmepumpen sind nach DIN V 18599-6 Einrichtungen zur Nutzung
des Wärmeinhalts der Abluft von Wohnungslüftungs- und Luftheizungsanlagen.
Sie werden mit der Erzeugerwärmeabgabe und der Wärmeaufnahme
durch Wärmerückgewinnung aus der Abluft bilanziert.
In DIN V 18599-6 werden folgende Lösungen grundsätzlich behandelt:
- Abluft-Zuluft-Wärmepumpen (Quelle: Abluft, Senke:
Zuluft)
- Abluft-Wasser-Wärmepumpen (Quelle: Abluft, Senke:
Wasser)
- Abluft-Zuluft/Wasser-Wärmepumpen (Quelle: Abluft,
Senke: Zuluft, Wasser)
Bei der Wärmesenke Wasser ist die Nutzung für
Heizung und Trinkwassererwärmung möglich. Bei kombinierter
Nutzung erfolgt die Trinkwassererwärmung im Vorrang.
Bilanzierung Luftheizung
Luftheizungsanlagen sind im Sinne der DIN V 18599 Heizsysteme, bei denen
die Wärmezufuhr in die Zone vollständig durch Luft als Wärmeträger
erfolgt. Luftheizungsanlagen beinhalten mindestens einen Wärmeerzeuger
(z.B. eine Abluft-Wärmepumpe), zusätzlich kann ein Wärmeübertrager
zur Wärmerückgewinnung vorhanden sein.
Luftheizungsanlagen mit elektrischer Nachheizung (ohne wasserführendes
Nachheizregister) werden vollständig in DIN V 18599-6 abgebildet.
Für Luftheizungsanlagen mit wasserführenden Nachheizregistern
ist in Teil 6 die Schnittstelle zu DIN V 18599-5 "Berechnung von
Heizsystemen" definiert.
Bilanzierung innovativer Konzepte
Innovative Konzepte lassen sich durch die in Teil 6 vorhandenen Öffnungsklauseln
und die definierten Schnittstellen zu anderen Normenteilen bilanzieren.
Bereits im Anwendungsbereich der Norm wird grundsätzlich festgestellt:
"Liegen Systeme zur Wohnungslüftung und zur Luftheizung vor,
die in dieser Norm nicht dargestellt sind, so darf deren Bewertung nach
anderen, physikalisch begründeten Algorithmen unter sinngemäßer
Anwendung dieser Norm vorgenommen werden."
Ein wichtiges Detail bildet die Öffnung des Anlagenluftwechsels.
So kann eine vom Standardwert abweichende Festlegung beispielsweise
für eine "…nutzerunabhängige Bedarfsregelung des
Anlagenvolumenstroms anhand einer geeigneten Führungsgröße
unter Nachweis von unbedenklichen hygienischen und bauphysikalischen
Luftverhältnissen nach anerkannten Regeln der Technik…"
erfolgen.
Neben der Bilanzierung der Abwärmenutzung (mit Wärmeübertrager
oder Wärmepumpe) und der Zulufterwärmung (mit Erdreich-Wärmeübertrager)
sind im Zusammenspiel mit DIN V 18599-5 auch komplexere Konzepte zur
Nutzung von regenerativen Energien (z. B. Kopplung mit Solaranlagen)
bilanzierbar.
Fazit und Ausblick
Die Bilanzierung der Wohnungslüftung in DIN V 18599-6 ist mit DIN
V 4701-10 vergleichbar und folgt für die marktgängigen Lüftungssysteme
den gleichen bzw. ähnlichen Algorithmen. Durch Öffnungsklauseln
(z. B. für einen variablen Anlagenluftwechsel) werden innovative
Lüftungsansätze, wie beispielsweise Bedarfsführung oder
Zonenregelung, bilanzierbar.
Für Abluftsysteme fließen der Luftwechsel (jetzt als Monatsmittelwert
möglich) und der Hilfsenergiebedarf als maßgebliche Kenngrößen
in die Bilanzierung ein. Bedarfsgeführte Abluftsysteme werden unter
Nachweis der bauphysikalischen und gesundheitlichen Unbedenklichkeit
wie bisher über den Luftwechsel bilanziert.
Bei Systemen mit Wärmerückgewinnung wird zwischen Wärmeübertragern
und Wärmepumpen unterschieden (auch bei Units als Komponentenbetrachtung).
Wärmeübertrager werden direkt durch eine Erhöhung der
Zulufttemperatur im Gebäude bilanziert. Abluft-Wärmepumpen
werden als Wärmeerzeuger bilanziert, erforderlichenfalls werden
Kennwerte an den Schnittstellen zur Heizung (DIN V 18599-5) und zur
Trinkwassererwärmung (DIN V18599-8) übergeben.
Die DIN V 18599 wird in der EnEV 2007 nur für Nichtwohngebäude
in Bezug genommen und damit auch nur für diese Gebäude Bestandteil
des öffentlich-rechtlichen Nachweisverfahrens. Für Wohngebäude
erfolgt die Erstellung von Energieausweisen vorerst weiterhin mit den
bekannten Bilanznormen DIN V 4108-6 und DIN V 4701-10.
Die Vermutung liegt allerdings nahe, dass mit der nächsten Novelle
der EnEV (die Arbeiten daran haben bereits begonnen!), die Normenreihe
DIN V 18599 komplett und damit auch für Wohngebäude in Bezug
genommen wird. Der durch den eigenen Normenteil 6 in DIN V 18599 gestiegene
Stellenwert der Wohnungslüftung wird perspektivisch die öffentliche
Wahrnehmung der Lüftung bei den Baubeteiligten (Architekten, Planer,
Bauherrn, Handwerkern) verbessern. In der Fortschreibung soll in DIN
V 18599-6 auch die am Markt zunehmend Bedeutung erlangende Wohnungskühlung
bilanziert werden.
Dr.-Ing. Thomas Hartmann,
ITG Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden
Forschung und Anwendung GmbH
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C.A.T.S. Software GmbH
