Vergleichswerte für Verbrauch bei Wohngebäuden

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Impressum

Herausgeber

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) Wissenschaftliche Begleitung

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, Berlin André Hempel

Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) im Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR)

Horst-Peter Schettler-Köhler (Leitung) Andrea Vilz

Bearbeitung

Technische Universität Braunschweig, Institut für Gebäude- und Solartechnik (IGS) Univ.-Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch

Lars Altendorf, Prof. Dr.-Ing. Lars Kühl, Thomas Wilken Technische Universität Braunschweig,

Institut für Rechtswissenschaften Univ.-Prof. Prof. h.c. Dr. Edmund Brandt Thomas Gawron

Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung, Bonn Vervielfältigung

BMVBS (Hrsg.): Vergleichswerte für Verbrauch bei Wohngebäuden. BMVBS-Online-Publikation 11/2012.

Die vom Auftragnehmer vertretene Auffassung ist nicht unbedingt mit der des Herausgebers identisch.

ISSN 1869-9324 © BMVBS Juni 2012

Ein Projekt des Forschungsprogramms „Zukunft Bau“ des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS), betreut vom Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raum forschung (BBSR) im Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR).

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Inhaltsverzeichnis BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012

Inhaltsverzeichnis

1 Zusammenfassung ... 3 2 Abstract ... 7 3 Aufgabenstellung ... 10 3.1 Ausgangssituation ... 10 3.2 Methodisches Vorgehen ... 11 4 Datengrundlage ... 13 4.1 Brunata-METRONA-Gruppe ... 13 4.2 delta GmbH ... 14 5 Datenauswertung ... 16 5.1 Datenaufbereitung ... 16 5.2 Auswertungsklassen ... 16 6 Ergebnisse ... 19 6.1 Flächengewichtung ... 28 7 Lösungsvorschläge ... 30 7.1 Skalen Endenergie ... 30 7.2 Skala Primärenergie ... 39 7.3 Gesamtdarstellung ... 39 8 Änderungen im Verbrauchsausweis ... 42 8.1 Energiebezugsfläche ... 42 8.2 Heizwertbezug Gas ... 43 8.3 Leerstandsfaktor ... 43 8.4 Klimafaktoren ... 43 8.5 CO2-Emission ... 48 8.6 Angabe Energiegewinnung ... 48 8.7 Gesonderte Energieverbraucher ... 49 8.8 Gesonderte Wärmeerzeuger ... 50 8.9 Neue Vergleichswerte ... 51 8.10Abgestufte Warmwasseranteile ... 51 8.11Vermerk Gebäudebegehung ... 56 8.12Darstellung im Verbrauchsausweis ... 57

9 Ausnahmen und Ungenauigkeiten ... 61

10 Bibliographie ... 63

11 Literaturverzeichnis ... 66

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Zusammenfassung BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012

1 Zusammenfassung

Zielsetzung:

Projektziel ist, die Aussagekraft des bisherigen Energieverbrauchsausweises für Wohn-gebäude nach EnEV [1] zu überprüfen und ggf. zu verbessern.

Dies gilt zum einen für die Vergleichswerte des Energieverbrauchs, die sich im beste-henden Ausweis aus einer Sammlung überschlägig gewonnener Endenergiekennwerte für unterschiedliche Gebäudegrößen und Modernisierungszustände zusammensetzen. Diese Zahlenwerte sind identisch für berechnete Energiebedarfs- und gemessene Energieverbrauchswerte.

Zum anderen wird geprüft, inwieweit die Aussagekraft zur Bewertung der energetischen Gebäudequalität durch eine differenziertere Betrachtung sinnvoll ergänzt werden kann. Hierzu wird es grundsätzlich als notwendig angesehen, dass alle zur Berechnung des Verbrauchskennwertes relevanten Daten im Ausweis dokumentiert werden sollten. Hierdurch wird die Transparenz der angegebenen Kennwerte erhöht und die Prüffähig-keit der Angaben ermöglicht.

Weiter gilt es, die EU-Richtlinie „Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden“[2] umzuset-zen, nach der neben dem Endenergieverbrauch auch der primärenergetische Aufwand zu bewerten ist.

Daraus ergibt sich die Notwendigkeit die Energieträger zur Erzeugung der Wärme diffe-renziert auch unter Berücksichtigung von Sonderfällen wie strombasierten Erzeugern oder der Energiegewinnung aufzunehmen, um das Gebäude entsprechend primärener-getisch bewerten zu können.

Abschließend werden Umsetzungsvorschläge erarbeitet, wie die zusätzlichen Informati-onen im Formblatt des Energieverbrauchsausweises integriert werden können. Hierbei wird auch die Gegenüberstellung von ermittelten Kennwerten und vorgegebenen Ver-gleichswerten betrachtet.

Umsetzung:

Für die systematische Datenerhebung sind Wärmeverbrauchskennzahlen von etwa 64.000 Gebäuden aus der Ausstellung von Verbrauchausweisen der Jahre 2003 bis 2007 ausgewertet worden.

Aus den Daten werden in Anlehnung an die Differenzierung der Verbrauchszahlen im bisherigen Ausweis nach Gebäudegröße und Modernisierungszustand die folgenden Klassen erhoben:

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- Energieträger

- Gebäudenutzfläche

- Gebäudehülle

Für die primärenergetische Bewertung wird die Klasse „Energieträger“ ergänzt.

Alle ermittelten Haupt- und Nebenklassen werden in Form von Histogrammen zusam-mengestellt und über die Häufigkeitsverteilung der Quantile in Bezug auf die statistische Aussagekraft bewertet. Tabellen fassen die Ergebnisse zusammen.

In Bezug auf die Aussagekraft sind die unterschiedlichen Datenmengen, die hinter den Energiekennzahlen der einzelnen Klassen stehen, zu berücksichtigen.

Ergebnis:

Das zentrale Ergebnis der statistischen Datenerhebung ist, dass die bisherigen Ver-gleichswerte im Energieausweis mit Ausnahme der Neubauten stark überhöht sind. Für den „Durchschnitt Wohngebäude“ ergibt sich eine Abweichung von rund 50 %.

70 110 160 250 350 400 85 85 111 131 134 167 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

MFH Neubau EFH Neubau EFH energetisch

gut modernisiert WohngebäudeDurchschnitt MFH energetisch nicht wesentlich modernisiert EFH nicht wesentlich modernisiert E ner gi ev er br auc hs ke nn w er t kW h/ (m ²a)

Vergleichswerte Verbrauchsausweis Vergleichswerte Datenerhebung

Bild 1 Vergleichswerte Ausweis und Datenerhebung

Für den Verbrauchsausweis ist eine Anpassung der derzeit verwendeten Vergleichs-werte notwendig. Die bisherige identische Angabe von VergleichsVergleichs-werten im Bedarfs- und Verbrauchsausweis fällt damit weg, was der Ungleichheit beider Verfahren ent-spricht. Energiekennzahlen von Wohngebäuden, die über den Bedarfsausweis

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berech-Zusammenfassung BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012

net sind, unterscheiden sich von den gemessenen Energiekennzahlen im Verbrauchs-ausweis im Mittel um den Faktor 2.

Darstellung im Verbrauchsausweis

Im Gutachten werden unterschiedliche Lösungen zur Darstellung der Vergleichswerte vorgeschlagen, die eine Bewertung des baulichen Wärmeschutzes sowie der Anlagen-technik in Wohngebäuden ermöglichen. Auf einheitliche Skalen für den Bedarfs- und Verbrauchsausweis wird aufgrund der beschriebenen Differenzen verzichtet. Die Dar-stellungen nehmen Bezug auf die bisherige Farbskala des Energieausweises.

Vorgeschlagen wird die Kombination (s. Bild 19) einer endenergetischen Skala von 0 bis 250 kWh/(m²a) und einer primärenergetischen Skala von 0 bis 500 kWh/(m²a), in denen die ermittelten Vergleichswerte zugeordnet nach den Klassen „Energieträger“, „Energiebezugsfläche“ und „Gebäudehülle“ über Farbskalen dargestellt werden. Da die Verwendung einer Farbskala für alle Klassen aufgrund der großen Abweichungen zwi-schen den einzelnen Klassen unpräzise ist, wird jeder Klasse eine individuelle Farbska-la zugeordnet. In diese werden die beiden Verbrauchswerte des zu bewertenden Ge-bäudes über einen Pfeil angegeben.

Dem Gebäudeeigentümer wird durch die direkte Zuordnung des eigenen Energiever-brauchs in der Skala eine möglichst präzise energetische Einschätzung seines Gebäu-des ermöglicht. Etwaiges Verbesserungspotential wird durch Vergleich mit der Stan-dardabweichung und durch Einordnung zu den Farbverläufen aufgezeigt. Nicht benötig-te Skalen sollbenötig-ten bei einer Softwarelösung automatisch ausgeblendet werden können. Wird ein gesonderter Energieverbraucher genutzt bzw. wird Energie gewonnen, wird die Angabe durch Ankreuzen eines Textfeldes vorgeschlagen (s. Bild 28 bis Bild 31 ).

Eine Energiegewinnung durch Photovoltaik und Solarthermie ist ebenso zu berücksich-tigen, wie ein gesonderter Energieverbrauch durch Einsatz einer Wärmepumpe oder eines Blockheizkraftwerks. Auch Kühlgeräte, Anlagen zur elektrischen Warmwasserbe-reitung oder der Energieverbrauch für das Kochen erfordern eine separate Angabe. Für die jeweiligen Systeme wird mit Ausnahme der Sonderfälle Wärmepumpe, BHKW, Solarthermie und Photovoltaik ein pauschaler Referenzwert angegeben. Dies entspricht der Lösung für die Kühlung im bisherigen Energieausweis.

Die bisherige pauschale und einheitliche Abschätzung des Warmwasseranteils von 18 % [1] ist nicht angemessen. Über eine statistische Erhebung lässt sich belegen, dass

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der Warmwasseranteil von 15 % bei Gebäuden mit hohen Energieverbrauchswerten bis über 30 % bei energieeffizienten Gebäuden ansteigt.

Da die Verbrauchserfassung erst im Jahr 2014 verbindlich vorgeschrieben ist [3], wird für die Angabe in dem Verbrauchsausweis eine Übergangsregelung empfohlen.

Auf Grundlage der Datenerhebung werden abgestufte Pauschalwerte für den Warm-wasserverbrauch zentraler Anlagen vorgeschlagen, die den energetischen Gebäudezu-stand berücksichtigen (s. Bild 27)

Die folgenden Angaben und Hinweise werden zur ergänzenden Information im Ausweis vorgeschlagen:

- Angabe, wenn Gebäudenutzfläche AN pauschal über Wohnfläche ermittelt ist. - Hinweis auf Heizwertbezug für Gas ggf. Umrechnung Brennwert zu Heizwert mit Faktor 0,9

- ggf. Angabe des angenommenen Leerstandsfaktors - Angabe bei Verwendung ortsgenauer Klimafaktoren [4] - Angabe der CO2-Emission über Liste der CO2-Äquivalente - Vermerk zur Gebäudebegehung

Zukünftig wird es notwendig sein, die Vergleichswerte im Verbrauchsausweis in regel-mäßigen Abständen an die baulichen Veränderungen des Bestands und der Neubauten anzupassen. Nimmt man das im September 2010 vorgestellte Energiekonzept der Bun-desregierung zum Anlass, ist in den nächsten Jahren mit einer zunehmenden Verschär-fung der energetischen Standards zu rechnen. Durch die fortlaufende Aktualisierung der Vergleichswerte auf Grundlage statistischer Erhebungen ist eine Erfolgskontrolle dieser Maßnahmen in der Praxis möglich. Zur Abstimmung weiterer politischer Zielsetzungen, können z.B. Über- bzw. Unterschreitungen aktueller Vorgaben der EnEV empirisch be-legt werden. Jüngste statistische Untersuchungen der Brunata-METRONA-Gruppe [5] oder der Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen [6] zeigen einige solcher Defizite bei den angestrebten energetischen Zielwerten für Neubauten auf.

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Abstract BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012

2 Abstract

Teaser:

The energy consumption certificate for residential buildings according to EnEV is being put to the test: excessively high reference figures used to date are to be evaluated in empirical tests and the integration of a primary-energy assessment is to be checked. Term of project: December 2009 - June 2010

Start:

Background situation:

The current energy consumption certificate for residential buildings provides in the form of reference values a collection of figures for different sizes of building and states of modernisation. These figures are obtained from a energy requirement calculation and apply both to the requirement certificate and to the consumption certificate. A primary energy assessment is not envisaged.

Objective:

Since the figures in their present form appear to be excessively high as a reference variable for energy consumption, this project focuses on a determination of new refer-ence values for the consumption certificate on the basis of an informative empirical da-tabase.

In addition a check is being made as to how a primary energy assessment such as is provided for in the EU directive 2010/31 "Energy performance of buildings", can be im-plemented in the consumption certificate for residential buildings.

Further measures for enhancing the informative nature of the energy consumption cer-tificate used to date are being checked.

The body contracted to conduct the research project is the Institute of Building Services and Energy Design.

Concept:

Energy consumption figures are required to adjust the previous reference values. For this purpose heat consumption figures for a total of 104,000 buildings are available from the issue of consumption certificates for the years 2003 to 2007.

For an in-depth evaluation the energy consumption figures for 64,000 buildings are be-ing examined, broken down into the followbe-ing classes: "energy sources", "useful buildbe-ing area" and "building shell". A separate analysis is being conducted of the hot water

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frac-Abstract BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012

tions as a function of the energy quality of buildings. The primary energy assessment is being conducted according to the classification of "energy source".

To enhance the transparency and informative nature it is recommended that all the data relevant to the calculation of the consumption figures be documented in the certificate. Implementation proposals for the integration of additional information in the form for the energy consumption certificate are attached.

Results:

The central result of the collection of statistical data shows that the reference values used to date in the energy certificate are substantially excessive for most classes of building. For the "residential building average" a deviation of around 50 % is obtained. It is therefore essential to adjust the reference values currently used. The previous iden-tical indication of reference values in the requirement and consumption certificate there-fore no longer applies, which acknowledges the unequal nature of the two procedures.

70 110 160 250 350 400 85 85 111 131 134 167 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 MFH new

building EFH new building modernised EFH well energy-wise average residential building MFH not substantially modernised EFH not substantially modernised kW h/ (m ²a )

reference values consumption certificate reference value data collection

Bild 2 Comparison of reference values in the energy consumption certificate with data col-lection (MFH = multi-family house/EHH = one-family house)

For the consumption certificate it is proposed that one apply an end energy scale from 0 to 250 kWh/(m²a) and a primary energy scale from 0 to 500 kWh/(m²a) in which the ref-erence values identified are shown through the adjusted colour scales, broken down according to the categories "energy source", "energy reference area" and "building

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Abstract BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012

shell". In this, the consumption figures for heat and power of the building under as-sessment are indicated by an arrow.

A potential improvement for the building is highlighted by the comparison with the stan-dard deviation and by allocation to the colour gradients.

If additional energy consumers are used or if energy is generated in or on the building, this should be indicated in the certificate. This includes the generation of energy form renewable energy sources such as photovoltaics or solar thermal energy as well as, on the consumer side, the operation of a heat pump, a room air-conditioner or an electric hot water system.

Since the uniform estimate of the hot water fraction as 18 % of the total energy con-sumption as applied to date no longer appears appropriate, graded general values are determined for hot water generation by central systems as a function of the energy-related condition of the building.

The following figures and indications are suggested to provide additional information in the energy consumption certificate:

- calculation procedure for the useful building area AN, e.g. with general determination using the residential area.

- indication of the calorific value reference for gas - indication of the assumed vacancy factor

- use of locality-precise climatic factors with corresponding indication - indication of the CO2 emission through a list of the CO2 equivalents - memorandum on on-site building inspection

Publications

BMVBS/BBSR (Ed.): Vergleichswerte für Verbrauch bei Wohngebäuden. (Reference values for consumption in residential buildings)

BBSR online publication XX/10, Bonn 2010. Title, BMVBS online publication 0x/200x Download (pdf xxx)

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Aufgabenstellung BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012

3 Aufgabenstellung

In dem Gutachten „Vergleichswerte für Verbrauch bei Wohngebäuden“ soll überprüft werden, inwieweit die Aussagekraft des Energieverbrauchsausweises Energieeinspar-verordnung (EnEV) [1] durch eine differenziertere Auswahl der Vergleichswerte und eine genauere Abbildung des Gebäudebestands verbessert werden kann. Auf der Basis von Praxiserhebungen sollen im Rahmen dieses Projekts vorhandene Defizite und mögliche Fehlinterpretationen belegt werden, neue Vergleichswerte für den Energiever-brauch ermittelt sowie ggf. auch neue methodische Ansätze zur Bewertung des bauli-chen Wärmeschutzes und der Anlagentechnik in Wohngebäuden entwickelt werden.

Bild 3 Verbrauchsskalierung im bestehenden Verbrauchsausweis

Neben der Überprüfung der Vergleichswerte für den Verbrauch auf Basis der Endener-gie, wird eine primärenergetische Bewertung der Verbrauchswerte untersucht.

Anlass gibt die EU - Richtlinie „Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden“ vom 19.05.2010 „Die Gesamtenergieeffizienz eines Gebäudes ist anhand der Energiemenge zu bestim-men, die rechnerisch oder tatsächlich verbraucht wird, sie muss einen numerischen In-dikator für den Primärenergieverbrauch auf der Grundlage von Primärenergiefaktoren je Energieträger enthalten.“[2]

3.1 Ausgangssituation

Im Energieverbrauchsausweis nach EnEV wird der Verbrauchskennwert bezogen auf die Endenergie ermittelt und beinhaltet in der Regel den Wärmeverbrauch für die

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Hei-Aufgabenstellung BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012

zung und Trinkwarmwasserbereitung. Die ermittelte energiebezogene Gebäudekenn-größe wird in Bezug zu einem Vergleichswert (s. Bild 3) gesetzt. Auf dieser Basis lässt sich die energetische Qualität des betrachteten Gebäudes abschätzen und bewerten. Einflussgrößen auf den Verbrauch wie z.B. der Leerstand während des Erfassungszeit-raums sind gesondert zu berücksichtigen. Eine differenzierte Betrachtung zwischen der Energieerzeugung bzw. den Energieträgern erfolgt nach dem bisherigen Verfahren nicht, ebenso wenig eine Bewertung unter Berücksichtigung des primärenergetischen Aufwands. Eine Vergleichbarkeit der abgebildeten Gebäude ist daher nur bedingt gege-ben. Darüber hinaus führt die Dualität von Verbrauchsausweis mit Endenergiebezug und einem Energiebedarfsausweis auf Basis der Primärenergie unter Umständen zu einer Überforderung des Verbrauchers.

3.2 Methodisches Vorgehen

Durch eine systematische Datenerhebung werden die bisherigen Vergleichswerte auf Plausibilität überprüft und in Abhängigkeit typischer Wohngebäudekategorien ange-passt. Für die einzelnen Kategorien werden die folgenden Daten erhoben:

- Energieträger

- Gebäudenutzfläche

- Energetische Gebäudequalität

Der Verbrauchsausweis soll wie der Energiebedarfsausweis durch die primärenergeti-sche Bewertung die Vergleichbarkeit von Gebäuden mit unterschiedlichen Energieträ-gern ermöglichen. Die ermittelten Endenergiewerte werden unter der Verwendung von gesetzlich definierten Faktoren zum Primärenergiebedarf verrechnet.

Wärmeerzeugungssysteme in Wohngebäuden, die als Energieträger Strom verwenden, wie z.B. Wärmepumpen, Elektroheizungen oder Geräte zur elektrischen Warmwasser-bereitung, sowie Gebäude mit einer Versorgung aus Kraft-Wärme-Kopplung (BHKW), können über das derzeit verwendete Verfahren der Kennwertbildung im Verbrauchs-ausweis nicht mit konventionellen Heizsystemen verglichen werden. Für Gebäude mit den o.g. Wärmeversorgungssystemen werden Möglichkeiten für eine praktikable

Be-wertung untersucht. Weiterhin werden Ansätze zur Bewertung von

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Aufgabenstellung BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012

Differenziertere Verbrauchswerte aus der Praxis werden den bisher verwendeten Ver-gleichswerten aus dem Verbrauchs- und dem Bedarfsverfahren gegenübergestellt. Mögliche Ursachen für die Abweichungen zwischen Bedarfs- und Verbrauchsausweis werden anhand einer vergleichenden Untersuchung benannt.

Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, die Energieträger zur Erzeugung der Wärme diffe-renziert auch unter Berücksichtigung von Sonderfällen wie strombasierten Erzeugern oder der Energiegewinnung aufzunehmen, um das Gebäude entsprechend primärener-getisch bewerten zu können.

Abschließend werden Umsetzungsvorschläge zur Integration der zusätzlichen Informa-tionen im Formular des Energieverbrauchsausweises erarbeitet. Erweiterte Angaben sind u.a. für die Vergleichswerte der o.g. genannten Sonderfälle sowie für Erläuterun-gen zur Leerstandsberücksichtigung, zur Witterungsbereinigung oder zur Angabe der CO2-Emission zu integrieren. Die grafische Gestaltung der Skala ist entsprechend an-zupassen.

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Datengrundlage BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012

4 Datengrundlage

Die statistischen Datengrundlagen für die empirische Ermittlung der Verbrauchskenn-zahlen werden durch die Brunata-METRONA-Gruppe und die delta GmbH Leipzig zur Verfügung gestellt.

4.1 Brunata-METRONA-Gruppe

Die Brunata-METRONA-Gruppe ist ein bundesweiter Dienstleister für die Erfassung und Abrechnung des Energieverbrauchs mit Sitz in München, Köln und Hamburg.

Auf Grundlage einer umfangreichen Datenbank, die aus den zusammengetragenen Energieverbrauchszahlen der Kunden besteht, hat die Brunata-METRONA-Gruppe un-ter dem Titel „Energieverbrauchskennzahlen für Mehrfamilienhäuser 2004-2008 in ei-nem Auszug aus den „Universellen Energiekennzahlen für Deutschland“ die folgenden drei wissenschaftlichen Untersuchungen veröffentlicht:

- „Energiekennzahlen gewichtet nach Gebäude- und Liegenschaftsobjekten“ [7] - „Energiekennzahlen gewichtet nach Einzelwohnungen“

- „Energiekennzahlen Heizung ohne Warmwasseranteil“ [8]

Im einzelnen umfasst die Datenquelle der Brunata-METRONA-Gruppe insgesamt 260.000 Originaldaten aus Jahresverbrauchswerten der Jahre 2004 bis 2007, die aus Anlass der Ausstellung von Verbrauchsausweisen ermittelt wurden. Regional lassen sich die Objekte in der Mehrheit Bayern, Nordrhein-Westfalen und Hamburg zuordnen. Es überwiegen Mietwohnungen im Mehrgeschossbau. 20 % der Wohngebäude haben eine Energiebezugsfläche von mehr als 1.000 m².

Folgende Parameter werden für die Objekte angewendet:

- Verwendung neuer ortsgenauer Klimafaktoren des Deutschen Wetterdienstes [5]

- bei fehlender Angabe eines Warmwasserverbrauchs:

Annahme eines pauschalen Warmwasseranteils von 18 % nach EnEV - bei fehlender Angabe der Gebäudenutzfläche:

Umrechnung der Gebäudenutzfläche über pauschalen Faktor (1,2 x Wohnfläche) nach EnEV

Über die erforderlichen Angaben im Verbrauchsausweis hinaus, wie Medienverbrauch, Energiebezugsfläche und Energieträger wurden die Objekte sechs definierten energeti-schen Gebäudezuständen zugeordnet.

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Diese wurden wie folgt gewählt: 1. „Neubau“

- alle ab 1995 errichteten Gebäude 2. „Saniert“

- gedämmte Gebäudehülle,

d.h. Außenwände, Keller und Dach mind. nach WSVO 1995 [9] 3. „Teilsaniert“

- gedämmte Außenwände,

Dämmung Dach, Kellerdecke mit Angabe „nicht saniert“ bzw. keine Angabe 4. „Unsaniert“

- Gebäudehülle nicht saniert 5. „Gänzlich unsaniert“

- unsanierte Gebäudehülle, überwiegend keine Isolierverglasung 6. „Alle“

- alle erhobenen Gebäudetypen ungeachtet der Qualität der Gebäudehülle

4.2 delta GmbH

Die delta GmbH in Leipzig ist als Dienstleister im Bereich Energiemanagement tätig, wozu u.a. die Erstellung von Verbrauchsausweisen zählt. Für das Gutachten stellt die delta GmbH mit Zustimmung von fünf regionalen Energieversorgern Daten zur Verfü-gung, die im Rahmen der Ausweiserstellung aufgenommen worden sind.

Zu den Energieversorgern gehören:

- Harz Energie GmbH & Co. KG, Osterode am Harz - ENTEGA Vertrieb GmbH & Co. KG, Darmstadt

- Thüga Energie GmbH, Bad Waldsee

- Erdgas Schwaben GmbH, Augsburg

- EnBW Ostwürttemberg DonauRies AG, Ellwangen

Die Datenquelle umfasst insgesamt 36.000 Originaldatensätze mit

Jahresverbrauchs-werten der Jahre 2003 bis 2007. Es überwiegen Objekte aus dem ländlichen Raum,

entsprechend sind Einfamilienhäuser mit einem Anteil von rund 40 % vertreten. Folgende Parameter sind für die Objekte der delta GmbH angewendet worden:

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- Verwendung alter Klimafaktoren nach EnEV

- bei fehlender Angabe eines Warmwasserverbrauchs:

Annahme eines pauschalen Warmwasseranteils von 18 % nach EnEV - bei fehlender Angabe der Gebäudenutzfläche:

Umrechnung der Gebäudenutzfläche über pauschalen Faktor (1,2 x Wohnfläche) nach EnEV

Zusätzlich zu den Angaben, die im Verbrauchsausweis gefordert werden, werden An-gaben zur Qualität der Gebäudehülle wie Art und Materialsstärke der Dämmung von Außenwand bzw. Dach, sowie die Verglasungsqualität erfasst.

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Datenauswertung BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012

5 Datenauswertung

5.1 Datenaufbereitung

Im Folgenden wird das Vorgehen zur Aufbereitung der Originaldaten beschrieben. Die 260.000 Originaldaten der Brunata-METRONA-Gruppe setzen sich in der Regel aus drei Jahreswerten pro Gebäude zusammen, wie sie für die Erstellung eines Ver-brauchsausweises erforderlich sind.

Zunächst werden die Werte der erfassten Jahre über eine Mittelwertbildung zu einer Verbrauchskennzahl pro Gebäude (Heizung und Warmwasser) verrechnet. Nach dieser Umrechnung stehen aus dem Datensatz der Brunata-METRONA Verbrauchsdaten von 93.000 Gebäuden zur Verfügung. In gleicher Weise werden die etwa 36.000 Messwerte der Energieversorger zu 12.000 Verbrauchskennwerten pro Gebäude zusammenge-fasst.

Die Originaldaten der Brunata-METRONA und der delta GmbH sind für den Gasver-brauch auf Grundlage der VerGasver-brauchsabrechnungen der Energieversorger ermittelt worden. Diese Energiemenge wird nach DVGW-Arbeitsblatt G 685 [10] auf den Brenn-wert von Gas bezogen. Da für den Verbrauchsausweis nach Bekanntmachung des BmVBS vom 06/2009 [11] der Heizwert anzuwenden ist, werden im Rahmen dieses Projektes die brennwertbezogenen Verbrauchswerte mit einem Faktor von 0,9 auf den Heizwert angepasst.

Anzumerken bleibt, dass die Verbrauchswerte für Gas aufgrund der brennwertbezoge-nen Heizkostenabrechnungen in der Praxis oftmals unverändert für den Verbrauchs-ausweis übernommen werden, was zu einer Überhöhung der Energiekennzahlen gas-versorgter Gebäude in den Verbrauchsausweisen führt. Da eine Vereinheitlichung der Bezugsgrößen durch den Gesetzgeber nicht in Erwägung gezogen wird, wird ein deutli-cher Hinweis auf die Notwendigkeit der Umrechnung im Ausweisformular vorgeschla-gen.

5.2 Auswertungsklassen

Zu dem vom Auftraggeber festgelegten Leistungsumfang zählt, dass bei der Ermittlung von Kennzahlen unterschiedliche Wohngebäudekategorien in Bezug auf Versorgungs-form, Gebäudegröße, Zustand der Gebäudehülle sowie Sonderfälle zu berücksichtigen

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sind, welche jeweils über eine repräsentative Datenbasis verfügen. Die Datenbasis, die Informationen zu allen drei Kategorien bietet, liegt bei 64.000 Gebäuden.

Aus der empirischen Erhebung werden folgende 3 Hauptklassen gebildet, die sich ins-gesamt in 42 Unterklassen untergliedern.

1. Energieträger

- Gas / Heizöl - Fernwärme - Strom

Da die Kennzahlen gas- und heizölversorgter Gebäude sich nicht signifikant unter-scheiden, werden sie zur Vereinfachung zu einer Klasse zusammengefasst.

Direkt oder indirekt strombeheizte Gebäude sind mit einer Anzahl von 295 Datensätzen eingeschränkt repräsentativ. Daher wird auf eine weitere Untergliederung in die folgen-den Klassen verzichtet.

2. Gebäudenutzfläche

≤ 200 m² (EFH)

200 m² ≤ 500 m² (MFH klein)

500 m² ≤ 2.000 m² (MFH mittel)

> 2.000 m² (MFH groß)

Die Gebäudenutzflächen werden so gewählt, dass sie den üblichen Gebäudegrößen von Einfamilienhäusern, kleinen Mehrfamilienhäusern bis fünf Wohneinheiten, mittleren Mehrfamilienhäusern bis 20 Wohneinheiten und großen Mehrfamilienhäusern mit mehr als 20 Wohneinheiten entsprechen.

3. Gebäudehülle

- komplett unsaniert - vorwiegend unsaniert

- komplett saniert / ab Baujahr 1995 - ab Baujahr 2002

Die durch die Brunata-METRONA definierten energetischen Gebäudezustände haben sich angesichts der zur Verfügung stehenden Datenbasis als grundsätzlich praktikable

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Abstufung erwiesen. Zur Verbesserung der Aussagekraft wird allerdings auf die Katego-rie „Alle“ ebenso verzichtet, wie auf die Untergliederung in „Unsaniert“ und „Gänzlich unsaniert“.

Im Verlauf der Analyse zeigt sich, dass sich die Kategorien „ab Baujahr 1995“ und „komplett saniert“ in der Höhe der Kennwerte geringfügig unterscheiden und somit im weiteren zusammengefasst werden können. Bei den neueren Gebäuden erscheint eine weitere Differenzierung in die Klasse „ab Baujahr 2002“ trotz der kleineren Datenbasis angesichts der energetischen Verbesserung durch den Standard sinnvoll.

Zur Bewertung der Gebäudehülle werden die verfügbaren Daten der Brunata-METRONA und der delta GmbH im Einzelnen nach folgenden Parametern zugeordnet. 1. „komplett unsaniert“ Isolier- oder Einfachverglasung

keine Dämmung der Außenwände keine Dämmung des Dachs 2. „vorwiegend unsaniert“ Isolierverglasung

mäßig gedämmte Außenwände oder mäßig gedämmtes Dach

3.a. „komplett saniert“ Isolierverglasung

gedämmte Außenwände und gedämmtes Dach

Baujahr vor 1995

3.b. „Baujahr ab 1995“ Standard gemäß Wärmeschutzverordnung 1995

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Ergebnisse BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012

6 Ergebnisse

Die Ergebnisse aller Auswertungsklassen werden in Form von Tabellen und Diagram-men zusamDiagram-mengetragen. Um die gewählten Stichproben über die Häufigkeitsverteilung statistisch bewerten zu können, werden die Häufigkeitsverteilungen aller Auswertungs-klassen zudem grafisch über Histogramme und Quantile dargestellt.

Da für die Bewertung der Aussagekraft der einzelnen Klassen die Anzahl der zur Verfü-gung stehenden Gebäudewerte von Bedeutung ist, werden diese zunächst für die Energieträger, Gebäudenutzfläche und die Gebäudehülle in Form von Tortendiagram-men (s. Bild 4) und Tabellen (s. Tabelle 1) angegeben. Für die Auswertung stehen 64.000 Gebäude zur Verfügung.

57.562 6.320

295

Energieträger

Gas+Öl Fernwärme Strom

9.438 29.106 20.663 4.675

Gebäudenutz-fläche

≤200 m² 200-500 m² 500-2000 m² ≥2000 m² 1.355 13.607 44.480 4.447

Gebäudehülle

Neubau 02 Neubau 95+ San

vorw. unsaniert kompl. unsaniert

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Endenergieverbrauch

Gebäude-anzahl [kWh/m²a] Mittelwert [kWh/m²a] Median abweichung Standard-

Energieträger Gas / Öl 57.562 134 129 45 Fernwärme 6.320 105 97 44 Strom 295 124 114 62 Gebäudenutzfläche ≤200 m² 9.438 151 145 56 200-500 m² 29.106 135 130 43 500-2.000 m² 20.663 122 117 41 ≥2.000 m² 4.675 108 103 37 Gebäudehülle Neubau 02 1.355 85 82 25

Neubau 95 / kompl. saniert 13.607 107 101 38

Vorw. unsaniert 44.480 138 132 44

Kompl. unsaniert 4.447 156 148 54

Tabelle 1 Ergebnistabelle

Zur weiteren standardisierten statistischen Bewertung wird die grafische Darstellung der Häufigkeitsverteilungen zum einen über Histogramme und zum anderen über Quantile gewählt. Ziel ist die Stichproben über den Verlauf der Häufigkeitsverteilung, auf statisti-sche Aussagekraft zu untersuchen.

Zunächst werden die Verbrauchskennwerte für Heizung und Warmwasser über die Summenhäufigkeit der einzelnen Klassen in einem Intervall von 10 kWh/(m2_a) zuge-ordnet und im Histogramm in Abhängigkeit der Gebäudeanzahl pro Klasse auf der x-Achse aufgetragen. Die Zusatzinformation über die Datenanzahl, den Median, den arithmetischen Mittelwert und die Standardabweichung werden in der grafischen Dar-stellung und numerisch angegeben. Auf eine DarDar-stellung flächengewichteter Mittelwerte wird verzichtet, da große Gebäudeüber das Pareto-Prinzip mit einer 80 % zu 20 % Ver-teilung hinaus zu stark gewichtet werden.

Die Verteilung der spezifischen Verbrauchskennwerte mit Bezug zu den Energieträgern Gas und Heizöl (Bild 5), Fernwärme (Bild 6), sowie Strom (Bild 7) ohne Differenzierung der Gebäudenutzfläche oder der Qualität der Gebäudehülle zeigen beispielhaft die fol-genden Histogramme:

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Ergebnisse BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 20 40 60 80 ₁₀₀ ₁₂₀ ₁₄₀ ₁₆₀ ₁₈₀ ₂₀₀ ₂₂₀ ₂₄₀ ₂₆₀ ₂₈₀ ₃₀₀ ₃₂₀ ₃₄₀ ₃₆₀ ₃₈₀ ₄₀₀ A nz ahl de r G ebä ud e Verbrauchskennwert [kWh/(m²a)]

Verbrauchswerte Öl+Gas, gesamt

Anzahl Median Arithm. Mittelwert Standardabweichung 129 45 57.562 134

Bild 5 Histogramm Öl / Gas gesamt

Bei einer Anzahl von knapp 58.000 Gebäuden ergibt sich in dieser Kategorie ein arith-metischer Mittelwert von 134 kWh/(m²a) bzw. ein Median von 129 kWh/(m²a) für die Energieträger Öl und Gas.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 20 40 60 80 ₁₀₀ ₁₂₀ ₁₄₀ ₁₆₀ ₁₈₀ ₂₀₀ ₂₂₀ ₂₄₀ ₂₆₀ ₂₈₀ ₃₀₀ ₃₂₀ ₃₄₀ ₃₆₀ ₃₈₀ ₄₀₀ A nz ahl de r G ebä ud e Verbrauchskennwert [kWh/(m²a)]

Verbrauchswerte Fernwärme, gesamt

Anzahl Median Arithm. Mittelwert Standardabweichung 97 44 6.320 105

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Die 6.000 mit Fernwärme versorgten Gebäude in Bild 6 haben einen Mittelwert von 105 kWh/(m²a) bzw. einen Median von 97 kWh/(m²a) bei einer Standardabweichung von 44 kWh/(m²a).

Aufgrund der starken rechtsschiefen Verteilung der Histogramme in Bild 5 und Bild 6 liegt die Standardabweichung mit 44 bzw. 45 kWh/(m²a) hoch. Die rechtsschiefe Vertei-lung ergibt sich aus der Besonderheit, dass bauphysikalische Grenzen die VerteiVertei-lung niedriger Verbrauchskennzahlen klar beschränken, während hohe Verbrauchskennzah-len begründet durch schlechte GebäudehülVerbrauchskennzah-len und energieintensive Nutzung viel stär-ker vom Mittelwert abweichen.

0 5 10 15 20 25 30 20 40 60 80 ₁₀₀ ₁₂₀ ₁₄₀ ₁₆₀ ₁₈₀ ₂₀₀ ₂₂₀ ₂₄₀ ₂₆₀ ₂₈₀ ₃₀₀ ₃₂₀ ₃₄₀ ₃₆₀ ₃₈₀ ₄₀₀ A nz ahl de r G ebä ud e Verbrauchskennwert [kWh/(m²a)]

Verbrauchswerte Strom, gesamt

Anzahl Median Arithm. Mittelwert Standardabweichung 114 62 295 124

Bild 7 Histogramm Strom gesamt

Die 295 strombeheizten Gebäude haben einen Mittelwert von 124 kWh/(m²a) bzw. ei-nen Median von 114 kWh/(m²a) bei einer Standardabweichung von 62 kWh/(m²a). Wie in Bild 5 und Bild 6 ist auch hier eine rechtsschiefe Verteilung zu erkennen. Die Häufig-keitsverteilung ist aufgrund der geringeren Anzahl an Werten erheblich unregelmäßiger, die Standardabweichung dadurch im Vergleich nochmals erhöht. Trotz dieser Ein-schränkungen ist die Stichprobe von 295 Gebäuden auswertbar.

Eine zweite Standarddarstellung erfolgt für alle Klassen über Summenhäufigkeitskur-ven. Dabei werden die Häufigkeitsverteilungen über Quantile kumulativ von 0 % bis 100 % auf der Y-Achse in Abhängigkeit der jeweiligen Verbrauchskennwerte aufgetra-gen. Die Quantile geben in gewählten 5 % Intervallen an, wie viele Werte der Verteilung

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über oder unter den jeweiligen Prozentsätzen liegen, wobei das 50 % Quantil dem Me-dian entspricht. Je steiler der Kurvenverlauf ist, desto geringer ist die Standardabwei-chung der Verteilung, je flacher desto höher die StandardabweiStandardabwei-chung.

Energiekennzahlverteilung über Quantile Energieträger gesamt 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Verbrauchskennzahl [kWh/m²a] Qu an til e [%]

Öl und Gas Fernwärme Strom

Bild 8 Energiekennzahlverteilung Öl / Gas und Fernwärme

In Bild 8 ist die Verteilung der Energiekennzahlen der verschiedenen Energieträger über die Quantile dargestellt. In diesen Kurven wird die ungleichmäßige Verteilung durch die flacheren Kurvenverläufe im Bereich der hohen Verbrauchskennzahlen deutlich. Eine solche Ungleichmäßigkeit ergibt sich für den Energieträger Strom aufgrund der be-schränkten Anzahl an Daten (s. Bild 4).

Im Folgenden werden die Ergebnisse aller ermittelten Nebenklassen separat für die Energieträger Gas bzw. Öl und Fernwärme in Form von Tortendiagrammen (s. Bild 9 und Bild 10) und Tabellen (s. Tabelle 2 und Tabelle 3) dargestellt. Beliebig kombiniert werden die Energieträger unter Verzicht auf die zu kleine Hauptgruppe Strom mit der Gebäudenutzfläche und der Gebäudehülle. Angegeben werden die Gebäudeanzahl der jeweiligen Auswertungsklasse, der arithmetische Mittelwert, der Median und die Stan-dardabweichung.

Anzumerken ist, dass die Datenmengen, die hinter den Energiekennzahlen der einzel-nen Klassen stehen, teils große Unterschiede aufweisen. Insbesondere in den Randbe-reichen wie „Neubau 02“ oder „Komplett unsaniert“ stehen teilweise deutlich weniger als

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100 Gebäude zur Verfügung. Diese Einschränkungen sind bei der Bewertung der Er-gebnisse entsprechend zu berücksichtigen.

214 1.676

6.115 1.317

Öl+Gas ≤200 m²

445 _5.210

20.719 1.739

Öl+Gas 200-500 m²

511 4.251

11.934 1.059

Öl+Gas 500-2000 m²

62 534

1.672 104

Öl+Gas >2000 m²

Bild 9 Anteile der Auswertungsklassen Öl und Gas

Endenergieverbrauch Gebäude- Mittelwert Median Standard-

anzahl [kWh/m²a] [kWh/m²a] abweichung

Gas / Öl

≤200 m² 9.322

Neubau 02 214 85 83 25

Vorw. unsaniert 6.115 155 149 52

200-500 m² 28.113

Neubau 02 445 87 85 25

Vorw. unsaniert 20.719 141 136 41

500-2000 m² 17.755

Neubau 02 511 84 81 22

Vorw. unsaniert 11.934 133 129 38

>2000 m² 2.372

Neubau 02 62 87 87 20

Neubau 95 / kompl. saniert 534 99 95 32

Kompl. unsaniert 104 137 133 39

(25)

Ergebnisse BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012 1 25 78 12 FW ≤200 m²

16 ₁₈₂

754 41

FW 200-500 m²

77

835

1.902 94

FW 500-2000 m²

26

894

1.302 81

FW >2000 m²

Bild 10 Anteile der Auswertungsklassen Fernwärme

Endenergieverbrauch

Gebäude-anzahl [kWh/m²a] Mittelwert [kWh/m²a] Median abweichung Standard- Fernwärme

≤200 m² 116

Neubau 02 1 58 58 -

Vorw. unsaniert 78 142 136 76

200-500 m² 993

Neubau 02 16 81 75 25

Vorw. unsaniert 754 123 115 48

500-2000 m² 2.908

Neubau 02 77 77 76 27

>2000 m² 2.303

Neubau 02 26 82 83 15

Tabelle 3 Ergebnistabelle Fernwärme

Alle weiteren Histogramme und Quantilverteilungen, die sich aus der Auswertung der Parameter Gebäudenutzfläche und Gebäudehülle ergeben, sind im separaten Anhang zusammengestellt.

Das zentrale Ergebnis der statistischen Datenerhebung ist, dass die bisherigen Ver-gleichswerte im Energieausweis (s. Bild 3) mit Ausnahme der Neubauten stark überhöht sind (s. Bild 11).

(26)

Bild 11 Vergleichswerte Ausweis und Datenerhebung

Der „Durchschnitt Wohngebäude“ ist um 48 % überhöht. Die maximalen Abweichungen liegen bei 62 % und 58 % für „energetisch nicht wesentlich sanierte Mehrfamilienhäuser und Einfamilienhäuser“. Mit Verbesserung der Gebäudehülle nehmen die Differenzen zwischen neuen und alten Vergleichswerten signifikant ab. Während das haus energetisch gut modernisiert“ noch eine Erhöhung von 31 % und das „Einfamilien-haus Neubau“ eine Abweichung von 23 % aufweisen, liegt beim „Mehrfamilien„Einfamilien-haus Neubau“ der Vergleichswert aus dem Energieausweis um 18 % höher als der Ver-gleichswert auf Verbrauchsbasis. Die Unterschiede zwischen Mehrfamilienhäusern und Einfamilienhäusern sind allgemein weniger hoch als in den bisherigen Vergleichswerten angenommen worden ist.

Für den Verbrauchsausweis ist eine Anpassung der Vergleichswerte notwendig. Die bisher identische Angabe von Vergleichswerten im Bedarfs- und Verbrauchsausweis fällt damit weg, was der Ungleichheit beider Verfahren entspricht.

Ursachen für die Abweichungen zwischen Bedarfs- und Verbrauchsausweisen liegen im Wesentlichen in der Betrachtung der Gebäudenutzung. Während die Nutzung bei der Bedarfsberechnung auf Basis von Normen und Richtlinien nachgebildet wird, wird über die Energieverbrauchswerte die reale Nutzung der Bewohner erfasst, die sich beispiel-haft in den folgenden Punkten unterscheidet:

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- Niedrigere Raumtemperatur in Heizperiode - Geringere Luftwechselraten

- Konzentration Heizen und Lüften auf genutzte Räume (z.B. Wohnzimmer) Untersuchungen der Brunata-METRONA-Gruppe [12] haben ergeben, dass 80 % der in der Heizperiode gemessenen Wohnraumtemperaturen unter 21 °C liegen. Der Median der statistischen Temperaturverteilung liegt im Bereich von 18 bis 19 °C. Von besonde-rem Interesse ist dabei, dass im statistischen Mittel zu jedem Zeitpunkt der Heizperiode nicht mehr als 30 % der Heizflächen in Betrieb waren.

Weitere Unsicherheiten ergeben sich aus der realen Bauausführung der Gebäudehülle sowie aus der Betriebsweise und Instandhaltung der Anlagentechnik.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich die Energiekennzahlen von Wohnbäuden, die über das Bedarfsausweisverfahren berechnet worden sind, von den ge-messenen Energiekennzahlen im Verbrauchsausweis im Mittel etwa um den Faktor 2 unterscheiden. Dies deckt sich beispielsweise mit den Ergebnissen, die die Arbeitsge-meinschaft für zeitgemäßes Bauen veröffentlicht hat [13].

In diesem Zusammenhang wird auf die Notwendigkeit hingewiesen, diesen Unterschied bei der wirtschaftlichen Bewertung von energetischen Einsparpotentialen angemessen zu berücksichtigen.

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6.1 Flächengewichtung

Im Folgenden werden die Ergebnisse aus der statistischen Erhebung unter Berücksich-tigung der tatsächlichen Verteilung der Gebäudegrößenklassen gesondert gewichtet.

Die bisherigen Ergebnisse spiegeln eine Verteilung der Größenklassen wieder, wie sie sich aus den vorhandenen Gebäudedaten ergeben haben, wobei im Vergleich der An-teil an Einfamilienhäusern unterrepräsentiert ist.

Basis dieser zusätzlichen Untersuchung ist die Erhebung des Statistischen Bundesam-tes „Bauen und Wohnen - Mikrozensus - Zusatzerhebung 2006 - Bestand und Struktur der Wohneinheiten - Wohnsituation der Haushalte“ aus dem April 2008. [14]

Auf diese Weise lassen sich die Hauptklassen „Energieträger“ und „Gebäudenutzfläche“ aus der bisherigen Untersuchung gesondert betrachten. Für die dritte Hauptklasse „Ge-bäudehülle“ ist dies nicht möglich, da die Datenquelle zwar nach Baujahr unterscheidet, eine Information zur Sanierungsqualität der Gebäude aber nicht bietet.

Über die in der Mikrozensus-Erhebung angegebenen Wohneinheiten sind die Gebäu-denutzflächen der im Bericht verwendeten Klassen ermittelt worden.

Energieverbrauch Energie- träger Gebäudenutzfläche ≤200 m² 200 bis 500 m² 500 bis 2.000 m² ≥2.000 m² Gesamt (gewichtet) Gas / Öl Verteilung Mikrozensus Anzahl [Tausend] 11.431 1.481 566 42 13.520

Anteil [%] 84,5 11,0 4,2 0,3

Stichprobe Projekt IGS Endenergie [kWh/(m²a)] 151 136 124 121 148 Fernwärme Verteilung Mikrozensus Anzahl [Tausend] 344 149 264 40 797

Anteil [%] 43,1 18,7 33,2 5,1

Stichprobe Projekt IGS Endenergie [kWh/(m²a)] 136 119 107 95 121 Gas / Öl /

Fernwärme Verteilung Mikrozensus Anzahl [Tausend] 11.774 1.630 830 83 14.317

Anteil [%] 82,2 11,4 5,8 0,6

Stichprobe Projekt IGS Endenergie [kWh/(m²a)] 151 135 122 108 147

Tabelle 4 Flächengewichtung nach Energieträger

Der nach Gebäudegröße gewichtete Energiekennwert für die Energieträger Gas, Öl und Fernwärme liegt mit 147 kWh/(m²a) um 11 % höher als der über die statistische Daten-basis dieses Projekts erhobene Wert von 131 kWh/(m²a), was auf die stärkere Gewich-tung kleinerer Gebäude zurückzuführen ist.

Betrachtet man die Energieträger Gas und Öl ergibt sich mit 148 kWh/(m²a) ein um 9 % höherer Energiekennwert im Vergleich zur Stichprobe mit 134 kWh/(m²a). Die mit 13 % höchste Differenz ergibt sich für fernwärmeversorgte Gebäude, weil die Anzahl an

(29)

klei-Ergebnisse BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012

neren Gebäuden nach der Mikrozensus Untersuchung deutlich größer ist als die Stich-probe wiederspiegelt.

Auf eine Anpassung der mittleren Energiekennwerte wird in den folgenden Skalen je-doch verzichtet, um eine Vermischung dieser drei gewichteten Durchschnittswerte mit den Energiekennzahlen aus der Stichprobe zu vermeiden.

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Lösungsvorschläge BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012

7 Lösungsvorschläge

Im Folgenden werden für den Verbrauchsausweis Skalen vorgeschlagen, die die Infor-mationen aus der statistischen Erhebung in unterschiedlicher Detailtiefe grafisch zu-sammenfassen. Die Darstellung erfolgt zunächst für die Endenergie und im Anschluss für die Primärenergie.

Aufgrund der großen Abweichungen und der damit geringen Vergleichbarkeit zwischen Bedarfs- und Verbrauchsausweisen werden separate Skalen für beide Verfahren emp-fohlen.

Die Skalen beruhen wie im bisherigen Energieausweis nach EnEV auf der Darstellung in einem Farbband. Die Farbskala gibt dem Eigentümer eine einfache visuelle Orientie-rung über den energetischen Status Quo des Gebäudes in Bezug zu vergleichbaren Bauten. Etwaiges Verbesserungspotential wird durch Vergleich mit der Standardabwei-chung und durch Einordnung zu den Farbverläufen aufgezeigt. Die Farbe Gelb steht für einen neutralen Bereich mit mittlerem Handlungsbedarf, Rot für großen Handlungsbe-darf, Grün für ein energetisch akzeptables Gebäude mit entsprechend geringem Hand-lungsbedarf.

Durch eine Verschiebung der Farbskala zu niedrigeren Kennwerten kann ein Hand-lungsbedarf zum Ausdruck gebracht werden. Parallel zu der fortlaufenden Verschärfung der gesetzlichen Grundlagen zur Energieeinsparung sollten die Kennwerte regelmäßig auf der Basis einer statistischen Erhebung angepasst werden.

Da die Verwendung einer Farbskala für alle Klassen aufgrund der großen Abweichun-gen zwischen den einzelnen Klassen unpräzise ist, wird jeder eine individuelle Farbska-la zugeordnet.

7.1 Skalen Endenergie

Skala 1:

In Bild 12 werden die Heizwärmeverbrauchswerte der drei Hauptklassen unterhalb einer Skala von 0 bis 250 kWh/(m²a) nach Energieträger, Energiebezugsfläche und Gebäu-dehülle mit grafischer Darstellung der Standardabweichungen aufgetragen. Zu den Energieträgern gehört neben Gas / Öl und Fernwärme auch Strom zur Wärmeerzeu-gung. Bezogen ist die Skala 1 auf die Diagramme in Bild 4 und die Tabelle 1.

(31)

Die Mitte der Farbskala entspricht dem arithmetischen Mittelwert für den Verbrauchs-kennwert, der durch einen vertikalen Strich angezeigt wird. Ein grau hinterlegter Zah-lenwert beschreibt den Gesamtmittelwert aller Klassen. Ein horizontaler Balken mit Endpfeilen gibt die Standardabweichung an, die Farbskala darunter lehnt sich mit dem Farbverlauf von grün über gelb zu rot an die bestehenden EnEV-Ausweise an. Aus der Standardabweichung mit einem statistischen Anteil von 68 % wird die Grundgesamtheit der Klasse unter vereinfachter Annahme einer Normalverteilung durch Addition des verbleibenden Anteils von 16 % auf der linken wie auf der rechten Seite der Standard-abweichung berechnet und als Maß für die Länge der Farbskala angenommen. Das tatsächlich höhere Maximum der Datenwerte kann für eine Begrenzung der Skala auf der rechten Seite nicht herangezogen werden, da sonst ein zu geringer Handlungsbe-darf aufgezeigt werden würde.

Endenergie Energieträger kWh/(m²a) Fernwärme Gas / Öl Strom Gebäudenutzfläche kWh/(m²a) > 2.000 m² 500-2.000 m² 200-500 m² ≤ 200 m² Gebäudehülle kWh/(m²a) Neubau 02

Neubau 95 / Kompl. saniert Vorw. Saniert Kompl. unsaniert 50 60 70 140 70 80 100 110 120 130 140 90 100 40 120 130 60 80 150 160 170 20 30 110 250 130 0 10 20 30 40 50 0 10 230 240 180 190 200 220 230 240 180 190 200 210 220 60 70 80 90 100 110 120 140 150 160 170 210 250 0 10 20 30 40 50 90 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250

Bild 12 Skala 1 Endenergie

Der Mittelpunkt liegt bei einem mittleren Gesamtverbrauchskennwert von 131 kWh/(m²a). Die Standardabweichungen für die Energieträger liegen einheitlich bei etwa 45 kWh/(m²a). Für die Hauptgruppe „Gebäudenutzfläche“ lassen sich abnehmende Standardabweichungen bei größer werdenden Gebäuden beobachten. Die Klasse „< 200 m²“ hat eine Standardabweichung von 56 kWh/(m²a), die Klasse „> 2.000 m²“ eine Standardabweichung von 37 kWh/(m²a). Die geringere Abweichung bei größeren Ge-bäuden lässt sich durch die generell höhere Kompaktheit erklären. Auch die Zunahme vergleichbarer Typenbauten in dieser Klasse ist von Bedeutung.

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Für die Hauptgruppe „Gebäudehülle“ steigen die Standardabweichungen von 25 kWh/(m²a) für die Gruppe „Neubau 2002“ auf 54 kWh/(m²a) für die Gruppe „Komplett unsaniert“ an. Die Spreizung der Kennwerte steht in Relation zu den sinkenden gesetz-lichen Vorgaben innerhalb der Gruppe „Gebäudehülle“.

Die Verluste aus Erzeugung und Verteilung der Fernwärme liegen außerhalb der Sys-temgrenze des Gebäudes und werden bei der Bestimmung des Endenergieverbrauchs-kennwertes nicht berücksichtigt. Der Endenergiekennwert für die Fernwärme liegt daher mit 105 kWh/(m²a) niedriger als die Vergleichswerte für Gas und Öl versorgte Gebäude mit 134 kWh/(m²a).

Dem Kennwert für den Energieträger Strom von 124 kWh/(m²a) liegt eine begrenzte Anzahl von 295 ausgewerteten Gebäuden zugrunde. Auch beim Strom liegen die Er-zeugungsverluste außerhalb der Systemgrenze und werden nicht berücksichtigt. Zudem fallen z.B. für dezentrale Elektro-Direktheizungen innerhalb des Gebäudes nur sehr ge-ringe Bereitstellungsverluste an. Abweichend von der bisherigen Ermittlung der Skalen-länge wird für den Energieträger Strom berücksichtigt, dass sich unter den Wärmeer-zeugern auch Wärmepumpen befinden. Daher wird als minimaler Wert der Stromskala der minimale endenergetische Verbrauchkennwert für Wärmpumpen aus der statisti-schen Erhebung von 20 kWh/(m²a) angenommen (s. Bild 8).

Die Gebäudenutzfläche steht im direkten Zusammenhang mit der Kompaktheit: Gebäu-denutzflächen unter 200 m², zumeist Einfamilienhäuser, haben mit 151 kWh/(m²a) den höchsten Kennwert, Wohngebäude mit über 2.000 m² vom Typus Mehrgeschossbau weisen mit 108 kWh/(m²a) den geringsten Kennwert auf.

Die Kennwerte der gewählten Bewertungskriterien für die Klasse „Gebäudehülle“ vertei-len sich gleichmäßig von 85 kWh/(m²a) für die Gruppe „Neubau 2002“ bis 150 kWh/(m²a) für die komplett unsanierten Gebäude.

Vorteil: - Übersichtliche, gut erschließbare Information - Berücksichtigung Standardabweichung - Berücksichtigung Energieträger Strom

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Skala 2:

In zwei separaten Diagrammen für die Energieträger Öl und Gas (Bild 13) bzw. für Fernwärme (Bild 14) werden die Hauptklassen in Skala 2 zueinander in Beziehung ge-setzt. Bezogen sind die Skalen 2 auf die Diagramme in Bild 9 und Bild 10 und die Ta-belle 2 und TaTa-belle 3.

In einem Skalenbereich von 0 bis 250 werden in Abhängigkeit von der Qualität der Ge-bäudehülle die Heizenergieverbrauchskennwerte in Bezug zu den vier Kategorien der Gebäudenutzfläche dargestellt. Auf eine Berücksichtigung der Standardabweichung wird aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.

Die folgenden Diagramme geben die Anzahl der bewerteten Gebäude für die Gebäude-nutzfläche und die Gebäudehülle an. Aufgrund der begrenzten Anzahl stromversorgter Gebäude (n=295) wird eine Differenzierung an dieser Stelle nicht weiter verfolgt.

≤ 200 m2 200 - 500 m2 500 - 2000 m2 > 2000 m2 Neu bau 02 Neu bau 95 / K om pl . san ier t Vo rw ie ge nd u ns an ie rt Ko m pl et t u ns an ie rt 220 240 100 120 140 20 40 60 80 160 180 200 Endenergie 0 Öl / Gas

Bild 13 Skala 2 Endenergie Öl / Gas

Für Gebäude mit dem Standard „Neubau 2002“ wird ein Kennwert von etwa 85 kWh/(m²a) ermittelt, der im Wesentlichen unabhängig von der Gebäudenutzfläche ist. Bei Gebäuden mit niedrigerer Dämmqualität steigen die Verbrauchskennwerte mit Abnahme der Gebäudenutzfläche deutlich an.

Die Erklärung, dass das A/Ve Verhältnis mit zunehmender Verbesserung der Gebäude-hülle insgesamt weniger Einfluss hat, ist bauphysikalisch begründet. An dieser Stelle ist auf die vergleichsweise geringe Anzahl an Gebäuden der Gruppe „Neubau 2002“ von 1.200 Gebäuden hinzuweisen, welche als Begründung für den Unterschied im Vergleich zum „Neubau 1995 / komplett saniert“ (n = 11.671) angenommen werden kann.

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Insbe-Lösungsvorschläge BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012

sondere gilt dies aufgrund der Datenbasis für die Gebäude mit Gebäudenutzflächen <200 m² und >2000 m². ≤ 200 m2 200 - 500 m2 500 - 2000 m2 > 2000 m2 N eu bau 02 N eu bau 95 / K om pl . san ier t Vo rw ie ge nd u ns an ie rt K om pl et t u ns an ie rt 220 240 140 160 180 200 0 20 40 Fernwärme Endenergie 60 80 100 120

Bild 14 Skala 2 Endenergie Fernwärme

Die Kennwerte für die Fernwärme liegen unter dem Niveau von mit Gas bzw. Öl ver-sorgten Gebäuden. Bei der Ermittlung der Endenergieverbrauchskennwerte liegen Er-zeugungs- und Verteilverluste der Fernwärme außerhalb der Systemgrenze und werden entsprechend nicht berücksichtigt. Aufgrund der insgesamt geringeren Anzahl von 6.320 Gebäuden ergeben sich insbesondere für die Standards „Neubau 2002“ (n = 120) und „Komplett unsaniert“ (n = 228) bei kleiner Gebäudenutzfläche weniger aussagekräf-tige Ergebnisse.

Dennoch wird der Zusammenhang von steigenden Kennwerten bei abnehmender Ge-bäudenutzfläche durch die Betrachtung der statistisch belastbaren Standards „Neubau 1995 / komplett saniert“ und „Vorwiegend unsaniert“ bestätigt.

Vorteil: - Zuordnung aller Hauptklassen untereinander

Nachteil: - Einschränkungen der Aussagekraft in Randbereichen

- Vereinfachung für Verbrauchsausweis notwendig - Keine Berücksichtigung der Standardabweichung - Keine Berücksichtigung Energieträger Strom

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Skala 3:

Für den Energieausweis ist eine Vereinfachung in der Darstellung der Verbrauchs-kennwerte notwendig, die die vorhandenen Unschärfen weitgehend ausblendet. Auf Grundlage der Daten aus Skala 2 werden daher für jeden Kennwert einzelne Farbska-len vorgeschlagen. Die Verteilung für die Energieträger Öl / Gas zeigt Bild 15, die Skala für die Fernwärme zeigt Bild 16.

Für die Klassen „Öl und Gas“ - „Neubau 1995 / komplett saniert“ und „vorwiegend sa-niert“ liegen die arithmetischen Mittelwerte des Kennwerts in der Skalenmitte. Da die Klassen „Neubau 2002“ und „Komplett unsaniert“ aufgrund geringer Datengrundlage in den Randbereichen Unschärfen aufweisen, werden diese Skalenbereiche entsprechend idealisiert verschoben.

Auch hier wird die Länge der Farbskala aus der Standardabweichung unter der verein-fachten Annahme einer Normalverteilung durch Addition des verbleibenden Anteils von 16 % auf der linken wie auf der rechten Seite der Standardabweichung berechnet. Auf die Darstellung der Standardabweichung und der Mittelwerte wird aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Öl / Gas kWh/(m²a) Neubau 02 ≤ 200 m2 200 - 500 m2 500 - 2000 m2 > 2000 m2

Neubau 95 / komp. saniert ≤ 200 m2 200 - 500 m2 500 - 2000 m2 > 2000 m2 Vorwiegend unsaniert ≤ 200 m2 200 - 500 m2 500 - 2000 m2 > 2000 m2 Komplett unsaniert ≤ 200 m2 200 - 500 m2 500 - 2000 m2 > 2000 m2 240 250 180 190 220 230 140 150 160 170 200 210 60 70 80 90 100 110 120 130 40 50 0 10 20 30

Die Ergebnisse entsprechen denen aus Skala 2, sind aber über die einzelnen Farbska-len besser lesbar und somit für die Einschätzung der energetischen Qualität eines Ge-bäudes besser geeignet.

Durch die Ermittlung der Skalenlängen aus den unterschiedlichen Standardabweichun-gen unterscheiden sich die Skalen. Insbesondere beim Datensatz Fernwärme sind da-her zur Idealisierung größere Veränderungen der Skalen notwendig.

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Lösungsvorschläge BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012 Fernwärme kWh/(m²a) Neubau 02 ≤ 200 m2 200 - 500 m2 500 - 2000 m2 > 2000 m2

Neubau 95 / komp. saniert ≤ 200 m2 200 - 500 m2 500 - 2000 m2 > 2000 m2 Vorwiegend unsaniert ≤ 200 m2 200 - 500 m2 500 - 2000 m2 > 2000 m2 Komplett unsaniert ≤ 200 m2 200 - 500 m2 500 - 2000 m2 > 2000 m2 100 110 80 90 180 0 10 20 30 40 50 60 70 120 130 140 150 160 170 190 200 210 220 230 240 250

Bild 16 Skala 3 Endenergie Fernwärme Vorteil: - Idealisierte Darstellung

- Vereinfachte Ablesung und Bewertung - Zuordnung aller Hauptklassen untereinander Nachteil: - Geringer Verlust von Dateninformationen

- Keine Berücksichtigung der Standardabweichung - Kein Berücksichtigung Energieträger Strom

Skala 4:

Zusätzlich zur Zuordnung der Hauptklassen wie in den Skalen 2 bis 3, ist eine komplet-te Zuordnung aller Haupt- und Nebenklassen möglich, um individuelle Verbrauchskenn-zahlen für alle Energieträger, Gebäudenutzflächen und Qualitäten von Gebäudehüllen zu erhalten.

Bild 17 stellt eine solche komplette Zuordnung für die Energieträger Gas und Öl (hellrot) sowie Fernwärme und Öl (hellblau) in Form einer Baumstruktur dar.

Jedem Gebäudehüllstandard sind in Abhängigkeit der Gebäudenutzfläche und des Energieträgers eine Verbrauchskennzahl (VKZ) und die zugrunde gelegte Datenbasis (Anzahl der Gebäude) zugeordnet.

Die Einschränkungen in der Aussagekraft, die sich aufgrund geringer Datenanzahl pro Gruppe ergeben, kommen bei der differenzierteren Zuordnung noch stärker zum tragen. Die rot umrandeten Kennzahlen beruhen auf einer Anzahl von unter 100 Gebäuden und werden daher von einer Kennwertbewertung ausgeschlossen.

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Lösungsvorschläge BMVBS-Online-Publikation, Nr. 11/2012 85 214 58 1 111 1.676 151 9.322 118 25 136 116 155 6.115 142 78 176 1.317 144 12 87 445 81 16 114 _5.210 136 28.113 100 182 119 993 141 20.719 123 754 156 1.739 158 41 84 511 77 77 102 4.251 124 17.755 85 835 107 _2.908 133 _11.934 116 1.902 139 1.059 138 94 87 ₆₂ 82 ₂₆ 99 534 121 2.372 83 894 95 2.303 128 1.672 102 1.302 137 104 111 81 Fernwärme 105 6.320 Öl / Gas 134 57.562 VKZ Neubau 2002 Neubau 1995 / Komplett saniert Anzahl VKZ Anzahl VKZ 200-500 m2 Vorwiegend unsaniert Anzahl 500-2000 m2 Vorwiegend unsaniert ≤ 200 m2 Vorwiegend unsaniert Komplett unsaniert Neubau 2002 Neubau 1995 / Komplett saniert Komplett unsaniert Neubau 2002 Neubau 1995 / Komplett saniert Komplett unsaniert > 2000 m2 Vorwiegend unsaniert Komplett unsaniert Neubau 2002 Neubau 1995 / Komplett saniert

Bild 17 Skala 4 Individuelle Energiekennzahlen

Das Ablesen individueller Verbrauchskennzahlen aus einer Baumstruktur durch den Aussteller eines Verbrauchausweises ist eine Möglichkeit zur Kennwertermittlung. Die-se Lösung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn auf weitere Hilfsmittel wie verschieb-bare Skalen oder eine Softwareunterstützung zur Bestimmung der Kennzahlen verzich-tet werden soll.

Eine weitere Möglichkeit zur Kennwertermittlung stellt eine Softwarelösung dar. Über einfache Eingabefelder zu den drei Hauptgruppen Energieträger, Gebäudenutzflächen, Gebäudehüllen wird automatisch der individuelle Vergleichskennwert ausgegeben. Auf Grundlage der derzeitig verfügbaren Datenbasis sind die Randbereiche vieler Fernwärmekategorien durch eine Anzahl an Datenwerten unter 100 Gebäuden in ihrer

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Vorteil: - Zuordnung aller Haupt- und Nebenklassen untereinander

- Kein Verlust von Dateninformationen

Nachteil: - Eingeschränkte Anzahl in einzelnen Kategorien

- Ablesung aufwendiger

- Softwarelösungen mit automatischen Verknüpfungen sinnvoll

- Kein Berücksichtigung Energieträger Strom

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7.2 Skala Primärenergie

Der Verbrauchsausweis soll wie der Energiebedarfsausweis durch die primärenergeti-sche Bewertung die Vergleichbarkeit von Gebäuden mit unterschiedlichen Energieträ-gern ermöglichen. Die ermittelten Endenergiewerte werden unter der Verwendung von gesetzlich definierten Faktoren zum Primärenergiebedarf verrechnet.

Die Skala in Bild 18 zeigt den Vorschlag mit einer Verteilung der primärenergetischen Kennzahlen für die Energieträger Gas / Öl, Fernwärme und Strom in einem Skalenbe-reich von 0 bis 500 kWh/(m²a).

Primärenergie Energieträger kWh/(m²a) Fernwärme Gas/ Öl Strom 500 480 340 360 380 400 420 440 460 300 320 220 180 200 240 100 80 120 140 160 260 0 20 40 60 280

Bild 18 Skala 6 Primärenergie Energieträger

Die Werte werden aus den Kennzahlen für den Endenergieverbrauch in 0 berechnet. Gas bzw. Öl haben einen primärenergetischen Kennwert von 148 kWh/(m²a). Für die Fernwärme gilt ein entsprechender Wert von 74 kWh/(m²a). Bei der Berechnung wird hier ein Primärenergiefaktor nach EnEV für eine Kraftwärmekopplung mit fossilem Energieträger angenommen.

Für den Energieträger Strom wird abweichend von der bisherigen Ermittlung der Ska-lenlänge berücksichtigt, dass sich unter den Wärmeerzeugern auch Wärmepumpen befinden. Daher wird als minimaler Wert der Stromskala der minimale endenergetische Verbrauchkennwert für Wärmpumpen aus der statistischen Erhebung von 21 kWh/(m²a) angenommen (s. Bild 8), was primärenergetisch einem Kennwert von 55 kWh/(m²a) entspricht. Der Kennwert für Strom wird nach dem bisherigen Verfahren über die Stan-dardabweichung ermittelt und liegt mit 322 kWh/(m²a) erwartungsgemäß am höchsten.

7.3 Gesamtdarstellung

In Bild 19 wird die Kombination einer endenergetischen Skala von 0 bis 250 kWh/(m²a) und einer primärenergetischen Skala von 0 bis 500 kWh/(m²a) vorgeschlagen, in denen die ermittelten Vergleichswerte nach den Klassen „Energieträger“, „Gebäudenutzfläche“ und „Gebäudehülle“ über Farbskalen zugeordnet werden. Da die Verwendung einer