► EnEV-Nachweis für Wohngebäude mit DIN V 18599
► Teil 2 Anlagentechnik
Inhalt
4.0 Berechnung nach DIN V 18599 Varianten Anlagentechnik...85
4.1 Variante 1: Wohnungslüftungsanlage mit WRG...85
4.2 Variante 2: Solaranlage für die Heizungsunterstützung + TWW...90
4.3 Variante 3: Luft-Wasser-Wärmepumpe...103
4.4 Variante 4: Photovoltaik-Anlage...120
4.5 Variante 5: Blockheizkraftwerk (Mikro-KWK-Anlage)...123
4.6 Übersicht Berechnungsergebnisse...130
5.0 Anlagen ...131
5.1 Übersicht Berechnungsgrundlagen...131
5.2 Übersicht EnEV 2014...134
4.0 Berechnung nach DIN V 18599 Varianten Anlagentechnik
4.1 Variante 1: Wohnungslüftungsanlage mit WRG
Die bereits durchgeführte Berechnung mit denAnlagenkennwerten des Referenzgebäudes (reine Abluftanlage ohne WRG) soll nun verglichen werden mit einer Berechnung, in der eine
Wohnungslüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung eingesetzt wird.
► Erstellen Sie sich zunächst eine Kopie der 18599-Berechnung („Basis.dwe“), indem Sie auf das Diskettensymbol klicken und die Berechnung unter einem passenden Namen noch einmal abspeichern :
► Die Abschnitte 1.0 und 2.0 bleiben unverändert, da in den Varianten nur die Anlagentechnik ausgetauscht werden soll. Begeben Sie sich daher direkt zum Abschnitt „3.0: Lüftungswärmetransfer“ und stellen Sie durch Klick auf „nm,zul“ eine Wohnungslüftungsanlage (Zu- und Abluft) ein:
► Ändern Sie das System durch Auswahl der entsprechenden Anlage:
► Entfernen Sie die Außenluftdurchlässe (ALD) :
und öffnen Sie die Parametertabelle mit den Zonenrandbedingungen, indem Sie auf einen der gezeigten Tabellenwerte klicken:
Luftaustausch zwischen Gebäudezonen nicht relevant
Luftwechsel Fenster Lüftungsanlage Zone ALD n50 VA nnutz ninf nwin nm,ZUL tV,m h-1 m³/(m²h) h-1 h-1 h-1 h-1 h/d
<1> Wohnen - 1,00 nnutz 0,45 0,07 0,10 0,35 24 Zone <1> Wohnungslüftungsanlage mit Vmech = 102 m³/h, Zu- und Abluft, WRG66
► Der Anlagenluftwechsel lässt sich durch einen Klick in die Spalte nnutz einsehen (und ggf. ändern; Sie ändern nichts, wenn es wie unten abgebildet aussieht):
Abschnitt „8.0:Wohnungslüftungsanlage (DIN V 18599-6)“ : 8.0 Wohnungslüftungsanlage (DIN V 18599-6)
8.1 Eingesetzte Wohnungslüftungsanlage
Zone Anlage Komponenten Qh,b kWh/Jahr
<1> Wohnen Zu- und Abluft WRG66 4.999
► Klicken Sie auf „Zu- und Abluft“ , überprüfen Sie die Einstellungen und passen Sie ggf. an. Geben Sie über die Dialogoption „mit Wärmerückgewinnung“ den Wärmebereitstellungsgrad der WRG (hier:
„Regelwert“) ein:
► Als Beschreibung sollte nun zu Ihrer Anlage folgendes im Berechnungsprotokoll stehen:
Anlagenparameter und Betriebszeiten
<1> Wohnen
Wohnungslüftungsanlage Zu- und Abluft, Aufstellort im beheizten Bereich, Leckagen < 5%, Abtaubetrieb bei Te < -12°C, Heizperiodenbetrieb, mittlerer Anlagenluftwechsel 0.35 1/h, mit Wärmerückgewinnung 0,66, Ablufttemperatur 21°C
Wärmeaufnahme des Lüftungssystems durch WRG
mit dem Wärmebereitstellungsgrad hexch,mth = 0,66*(1-0,01) = 0,65 (Gl.16) Qrv,WRG = nmech * V * trv,mech * 0,34 * ( qV,mech - qe) (Gl.106)
► Sehen Sie sich im Abschnitt 14.2 den jetzt errechneten Jahresprimärenergiebedarf an:
14.2 Energiebedarf nach Energieträgern
Energieträger Prozessbereich Zonen Endenergie P Hs/Hi QP kWh/a kWh/a
Heizöl Heizwärme 1/ 6.941 1,10 1,06 7.203 solar Warmwasser 1.733 0,00 1,00 - Heizöl Warmwasser 1/ 1.755 1,10 1,06 1.822 Strom-Mix Wohnungslüftung 1/ - 1,80 1,00 - Strom-Mix Hilfsenergie 492 1,80 1,00 885
S [kWh/Jahr] 10.921 9.910
► Laden Sie nach der Kontrolle des Referenzgebäudes die Berechnung erneut und lassen Sie die
„Referenzwerte neu einlesen“. Sehen Sie sich das Ergebnis an:
EnEV-Nachweis
15.0 EnEV-Nachweise
Referenzberechnung = "Basis-Referenz2016"
15.1 Nachweis der thermischen Hülle
Grenzwert für ein Wohngebäude (119 m²) nach EnEV ´14, Anlage 1 zul H´T = 0,40 W/(m²K), Wohngebäude freistehend bis 350 m² (Tab.2)
zul H´T = zul H´T,REF = 0,33 W/(m²K), zusätzliche Anforderung ab 2016 (Tab.1) vorh H´T = HT / S A = 116,9 / 393,6 = 0,30 W/(m²K)
vorh H´T = 0,30 0,33 W/(m²K), Grenzwert wird eingehalten
15.2 Nachweis des Primärenergiebedarfs
Höchstwert des grundflächenbezogenen Jahres-Primärenergiebedarfs nach EnEV ´14 zul qP,REF = 109,4 kWh/(m²a), aus der Referenzberechnung
zul qP,REF = 109,4 - 25% = 82,0 kWh/(m²a), geforderte Unterschreitung ab 2016 (A2, Tab.1) vorh qP = 9.910 / 119,3 = 83,1 kWh/(m²a)
vorh qP = 83,1 > 82,0 kWh/(m²a), Grenzwert wird nicht eingehalten
Der Jahresprimärenergiebedarf ist durch die verbesserte Lüftungsanlage zwar deutlich gesunken (vgl. Teil 1, Seite 72), erreicht aber noch nicht den geforderten Grenzwert für qP ab 2016.
► Sehen Sie sich das EEWärmeG bei Variante 1 an:
EEWärmeG
17.1 Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz - EEWärmeG 2011 / 2014 Nachweis für privat genutzte Gebäude
Wärme- und Kälteenergiebedarf = 8696 + 1733 + 0 + 0 = 10.429 kWh/Jahr (mit Solar-, Umwelt- und Abwärme sowie Kälteenergie)
darin enthaltene Deckungsanteile aus erneuerbaren Energiequellen oder Ersatzmaßnahmen
Energiequelle Energieertrag Deckungsanteil Nutzungs- kWh/a erzielt gefordert anteil
Solaranlage [WW] 1.733 16,6 % 15,0 % 110,7 %
110,7 % Maßnahmen zur Einsparung von Energie
Nachweis mit HT´Grenzwert = HT´Referenzberechnung
Grenzwert erzielt Unterschreitung Nutzungs- erzielt gefordert anteil
HT´- Wert W/(m²K) 0,33 0,30 8,6 % 15,0 %
QP kWh/(m²a) 81,6 83,1 -1,8 % 15,0 % 0,0 % erreichter Nutzungsanteil, Summe = 110,7 % Nutzungspflichtanteil = 100 %
Die Anforderungen aus dem EEWärmeG 2011 / 2014 werden erfüllt
Bewertung:
Mit dieser Anlagenvariante sinkt der Wärme- und Kälteenergiebedarf; dadurch erhöht sich der prozentuale Nutzungsanteil der Solaranlage gegenüber der Ausgangsberechnung. Ersatzmaßnahmen sind nicht mehr erforderlich.
4.2 Variante 2: Solaranlage für die Heizungsunterstützung + TWW
Als nächste Variante sollen Sie für die Anlagentechnik eine Solaranlage eingeben, die nicht nur der TWW- Erwärmung, sondern auch der Heizungsunterstützung dient. Der Deckungsanteil der Solaranlage bezogen auf den Heizwärmebedarf soll bei 50 % liegen. Der Rest soll wieder von einem Brennwertkessel gedeckt werden; diesmal jedoch mit Erdgas. Eine Lüftungsanlage ist nicht vorgesehen.
► Laden Sie die vorhandene Berechnung „Basis.dwe“ , lassen Sie DÄMMWERK „neu berechnen“ und erstellen Sie sich dann eine Kopie , indem Sie auf das Diskettensymbol klicken und die Berechnung unter dem Namen „EnEV-2014-WG-Solar-für-Heizung“ noch einmal abspeichern:
► Das Nachweisverfahren ist bereits eingestellt, im Abschnitt „1.0“ und „2.0“ hat sich nichts geändert – überspringen Sie diese also und begeben sich zu Abschnitt „3.0“, um die Lüftungsanlage abzuschalten;
treffen Sie dort zunächst folgende Auswahl für die Gebäudedichtheit:
► Stellen Sie sicher, dass Außenluftdurchlässe gewährleistet sind:
► Schalten Sie die Lüftungsanlage ab:
► Die Abschnitte 4.0 – 7.0 überspringen Sie, da hier für die Variante keine Änderungen vorzunehmen sind.
Begeben Sie sich daher über die Navigation zu Abschnitt „12.0 Warmwassersysteme“.
Trinkwarmwasser - Warmwasserverteilung
► In den Abschnitten 12.1 und 12.2 ändert sich nichts. Beginnen Sie im Abschnitt 12.3 mit der Eingabe durch Klick auf „Verteilsystem“:
► Wählen Sie „mit Zirkulation“ und „Standard-Leitungslängen“, denn die Verteilung soll nach Tabelle 8 der DIN V 18599-8 angenommen werden. Im Folgedialog wählen Sie Gruppe „1 Wohnen“ und den Typ „II Ebenentyp“. Das Diagramm, rechts, zeigt Ihnen die möglichen Leitungstypen:
► Überprüfen Sie die Werte, indem Sie sie anklicken und bestätigen Sie Ihre Auswahl mit OK.
Die Einstellungen zum „Wärmedurchgangskoeffizienten“ der Leitungen und zur „Zirkulationspumpe“ können Sie für diese Berechnung beibehalten. Es fällt auf, dass sich die Leitungslängen verändert haben (vgl. mit der ursprünglichen Berechnung "EnEV-2014-18599.dwe" z.B. durch danebenlegen einer Arbeitskopie über
„Aktionen > Kopie Berechnungsblatt“). Für den Versorgungsbereich wurde hier automatisch ANGF eingestellt, obwohl der Nachweis mit AN,EnEV geführt wird – beachten Sie dazu den Beitrag im DÄMMWERK support- report : „AN oder ANGF“. Ändern Sie manuell das ANGF (= 108,4m²) um in AN,EnEV (= 119,3 m²).
Warmwasserspeicher
► Gehen Sie weiter zu Abschnitt „12.4“ und geben Sie den Speicher folgendermaßen ein:
Die Parametertabelle öffnet sich, sehen Sie sich die Werte an:
► An dieser Stelle könnten Sie detaillierte Angaben zu einem Speicher Ihrer Wahl machen. Wir behalten die gezeigten Einstellungen für diese Berechnung bei und schließen die Parametertabelle mit „OK“.
Solaranlage
► Treffen Sie jetzt die Auswahl für die Solaranlage. Wenn die Anlage auch die Heizung unterstützen soll, benötigt das Haus eine optimale Ausrichtung zur Sonne : die „Abweichung aus der Südrichtung = 0°“ . Gehen Sie dazu wieder in die dazugehörige „Parametertabelle“:
► Passen Sie die Werte in den Zeilen 9+10 an die Vorgaben an:
► Beachten Sie, dass das Volumen des Solarspeichers an die Aufgabe angepasst werden muss, die dieser nun übernimmt und geben Sie den rechts in der Spalte „Hinweise“ gezeigten Richtwert ein:
►Nach Abschluss Ihrer Eingaben lassen Sie „neu berechnen“ und verlassen dann die Parametertabelle mit
„OK“. Ihre Solaranlage sollte jetzt so aussehen:
12.5 Solaranlage zur Trinkwassererwärmung (1) "zentrale WW-Versorgung", Zonen 1 Solaranlage (1)
Kollektoren mit Apertur AC = 4,4 m², Orientierung = Süd -0,0 °, Neigung zur Horizontalen = 45,0 ° Solarspeicher 308 l, Bereitschaftswärmeverlust Qs,P0,day = 2,9 kWh/d
Strahlungsangebot für "Deutschland" = 1.195 kWh/(m²a)
Jahres-Nutzwärmebedarf für die Warmwasserbereitung Qw,out,a,(1) = 3.756 kWh/a Referenz-Systemenergieertrag Qsys = 1.139 kWh/a (Gl.53, 4,4m²) (30,3 %)
Jahresenergieertrag für die Warmwasserbereitung Qw,sol,a = 1904 kWh/a (Gl.50) (50,7 %) Nutzbarer Jahresenergieertrag Qw,sol = 1.905 kWh/a (Gl.51) (50,7 %)
Qw,sol = monatliche Aufteilung des Jahresertrags nach Tab.13, mit Isol / Isol,Ref - Korrektur Hilfsenergiebedarf der Solarpumpe vereinfachend Ww,gen = 0.05 * Qw,sol
Warmwassererzeugung
► Wechseln Sie nun zu „12.8 Wärmeerzeugung“. Der Brennwertkessel soll beibehalten werden; Sie wählen jedoch jetzt den „Heizkessel DIN V 18599-2011“:
► Wählen Sie für die Heizkesselnennleistung „Pn,Warmwasser“, da der Kessel auch zur Trinkwassererwärmung beiträgt:
► Klicken Sie nochmal auf „Wärmeerzeuger“ und wählen Sie als Brennstoff Erdgas aus.
► Die Eingabe für das Trinkwarmwasser ist damit abgeschlossen. Gehen Sie danach zu Abschnitt
„13.Heizsysteme“.
Heizsysteme
► Für die Übergabe wählen Sie „Fußbodenheizung Nasssystem“:
► und wählen Sie die folgenden Anlagenkomponenten:
► Bestätigen Sie Ihre Eingaben mit „OK / weiter“. Für die Ermittlung der Leitungslängen wählen Sie die
„Gruppe 1 Wohnen,..“ und für den Netztyp „2 Etagenverteilertyp“:
► Im Abschnitt 13.4 „Heizwärmeübergabe“ stellen Sie über „Gesamtnutzungsgrad“ einen durchgehenden Betrieb sicher:
Heizwärmeverteilung
► Kontrollieren Sie unter „13.5“ die gewünschten Auslegungstemperaturen (35/28°):
► Die gedämmten Leitungen und die Heizungspumpe behalten Sie bei. Sehen Sie sich die Tabelle mit den Leitungslängen an:
Verteilung (V) Stränge (S) Anbindung (A)
(1) Fußbodenheizung Nasssystem
Leitungslängen li 55,8 m 1,7 m - m Wärmedurchgangszahlen Ui 0,200 W/(mK) 0,255 W/(mK) 0,255 W/(mK) Umgebungstemperaturen qI,i 20,0 °C 20,0 °C 20,0 °C Mittlere Heizkreistemperaturen qVL,av(Vorlauf) und qRL,av(Rücklauf), Verluste der Verteilung
Qh,d, daraus resultierende, ungeregelte Wärmeeinträge QI,h,d und Hilfsenergiebedarf Qh,d,aux
► Der Abschnitt 13.6 dient der Zwischeninformation:
13.6 Nutzwärmebedarf der Erzeugung (1) Fußbodenheizung Nasssystem
Monat Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mär Jahr
Qh,out kWh 124 615 1.424 1.896 1.764 1.513 1.117 9.009 Qh,out = Qh,b + Qh,ce + Qh,d in [kWh]
Heizwärmepufferspeicher (Exkurs)
► Wählen Sie, nur zur Demonstration, über „Speicher“ das Menü „269. Speicher“ den „Speicher zur thermischen Solaranlage“ aus:
► Wenn Sie z.B. eine Holzfeuerung hätten, würden Sie die Rückfrage „Fortfahren“ mit „Ja“ bestätigen.:
► Die Einstellungen in der Parametertabelle können Sie bei Bedarf an Ihr System anpassen :
► Wir beachten für unsere Berechnung jedoch den Hinweis 488 und schalten den Speicher an dieser Stelle ab (vgl. Abschnitt „13.8 Solare Heizungsunterstützung“).
Solare Heizungsunterstützung
► Da die Solaranlage jetzt auch zur Heizungsunterstützung herangezogen wird, müssen Sie die Kollektorfläche vergrößern. Öffnen Sie unter „13.8 solare Heizungsunterstützung“ den Dialog über
„Solaranlage“ > „Kollektorfläche ändern“ , kontrollieren und wählen Sie für die Kollektorfläche „WG / WW + Hzg (0.19*AN^0.8)“:
Stellen Sie auch hier sicher, dass das ANGF (= 108,4m²) manuell angepasst wird zu AN,EnEV (= 119 m²).
Heizwärmeerzeugung
► Nun geben Sie noch den Heizwärmeerzeuger ein. Wählen Sie im Abschnitt 13.10,Menü
„Erzeugersystem“ den „konventionellen Wärmeerzeuger“ und danach als „Energieträger“ Erdgas:
► Abschnitt „13.10 Heizwärmeerzeuger“ wird jetzt so aussehen:
13.10 Heizwärmeerzeuger Heizbereiche (1)
(1) "Fußbodenheizung Nasssystem"
Heizung mit einem konventionellen Wärmeerzeuger
1. Brennwertkessel, verbessert ab 1999, Pn = 11,6 KW (Erdgas), bK,pl = 0.3 Umgebungstemperatur am Aufstellort qi = 20 °C, innerhalb der thermischen Hülle Tageslaufzeit zur TW-Erwärmung tw,100,Jan = 0,73 h/d
Kesselwirkungsgrade, Prüfstand hk,Pn = 0,951 (Nennlast), hk,Pint = 1,041 (Teillast)
Bereitschaftswärmeverlust qP0,70 = 0,015 kW, monatliche Belastungsgrade bh siehe Tabelle Verlustleistungen im Januar Pgen,Pn = 0,79 kW, Pgen,Pint = 0,19 kW, Pgen,P0 = 0,03 kW (Gl.168 ff) elektrische Leistungsaufnahme Paux,Pn = 0,146 kW, Paux,Pint = 0,049 kW, Paux,P0 = 0,015 kW Pd,in = Qh,outg / Betriebszeit = durchschnittliche Wärmeabgabeleistung [kW], Gl.166 (dh,rB > 1) bh = Pd,in / Pn = Belastungsgrade der Heizkessel, monatlich, Gl.139
Qh,gen = SQh,gen,ls,day,i * dh,rB = Gesamtverlust der Heizwärmeerzeugung [kWh/m], Gl.163 Qh,f = Qh,outg + Qh,gen = Endenergiebedarf der Wärmeerzeugung
Wh,gen = Hilfsenergiebedarf nach Gl. 177 ff
QI,h,gen = ungeregelte Wärmeeinträge durch Wärmeerzeuger in der thermischen Hülle, Gl.176 (1) Fußbodenheizung Nasssystem
Monat Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mär Jahr
Qh,outg kWh - 476 1.325 1.863 1.682 1.434 949 7.972 b h,1 - 0,08 0,23 0,32 0,29 0,27 0,16
Qh,gen,1 kWh/d - 0,9 2,4 3,4 3,0 2,8 1,8
Qh,f kWh - 504 1.399 1.968 1.776 1.513 1.003 8.424 Wh,gen kWh 11 16 23 29 27 24 20 207 QI,h,gen kWh 1 5 9 12 11 10 8 61 Aufteilung QI,h,g: 100% <1> Wohnen
Energiebedarf
► Im Abschnitt 14 können Sie sich jetzt den ermittelten Energiebedarf ansehen:
14.0 Energiebedarf (DIN V 18599-1) 14.1 Stromerzeugende Systeme
Eine BHKW-Anlage ist nicht vorgesehen
Strom aus erneuerbaren Energiequellen steht nicht zur Verfügung
14.2 Energiebedarf nach Energieträgern
Energieträger Prozessbereich Zonen Endenergie P Hs/Hi QP kWh/a kWh/a
solar Heizwärme 1.038 0,00 1,00 - Erdgas Heizwärme 1/ 8.513 1,10 1,11 8.436 solar Warmwasser 2.318 0,00 1,00 - Erdgas Warmwasser 1/ 2.354 1,10 1,11 2.333 Strom-Mix Hilfsenergie 769 1,80 1,00 1.384
S [kWh/Jahr] 14.991 12.153 Teilbelüftetes Wohngebäude: nein
QP = S Qf,i * P,i / Hs/Hi,i (DIN V 18599-1, Gl.23)
Jahres-Primärenergiebedarf qP = 12.153 / 119 = 101,9 kWh/(m²a) ( SANGF = 119 m²)
Endenergiebedarf: Hilfsenergie 6,4 kWh/(m²a), solar 28,1 kWh/(m²a), Erdgas 91,1 kWh/(m²a) Effizienzklasse auf Basis des Endenergiebedarfs = 14991 / 119 - 3355 / 119 = 97,8 kWh/(m²a), Korrektur für Solarthermie 3355 kWh/a
Effizienzklasse C (97,8 kWh/(m²a), EnEV 2014, A10)
EnEV-Nachweis
► Für den EnEV-Nachweis benötigen Sie wieder eine Referenzberechnung; verwenden Sie die bereits bestehende Referenzberechnung „Basis-Referenz2016.dwe“,indem Sie diese über die Liste der
Gebäudeberechnungen aufrufen. Danach wechseln Sie zurück in die eigentliche Berechnung und sehen sich den Nachweis an:
15.0 EnEV-Nachweise
Referenzberechnung = "Basis-Referenz2016"
15.1 Nachweis der thermischen Hülle
Grenzwert für ein Wohngebäude (119 m²) nach EnEV ´14, Anlage 1 zul H´T = 0,40 W/(m²K), Wohngebäude freistehend bis 350 m² (Tab.2)
zul H´T = zul H´T,REF = 0,33 W/(m²K), zusätzliche Anforderung ab 2016 (Tab.1) vorh H´T = HT / S A = 116,9 / 393,6 = 0,30 W/(m²K)
vorh H´T = 0,30 0,33 W/(m²K), Grenzwert wird eingehalten
15.2 Nachweis des Primärenergiebedarfs
Höchstwert des grundflächenbezogenen Jahres-Primärenergiebedarfs nach EnEV ´14 zul qP,REF = 108,8 kWh/(m²a), aus der Referenzberechnung
zul qP,REF = 108,8 - 25% = 81,6 kWh/(m²a), geforderte Unterschreitung ab 2016 (A2, Tab.1) vorh qP = 12.153 / 119,3 = 101,9 kWh/(m²a)
vorh qP = 101,9 > 81,6 kWh/(m²a), Grenzwert wird nicht eingehalten
► Es zeigt sich, dass der EnEV-Nachweis nicht erbracht wird – im Ergebnis weist diese Anlagenvariante sogar einen noch höheren Jahresprimärenergiebedarf auf als die ursprüngliche Berechnung mit dem verbesserten Brennwertkessel (vgl. Seite 72, Teil 1) und als die Variante 1 (vgl. Seite 94, Teil2). Daher werden auch hier die seit Januar 2016 gültigen, verschärften Anforderungen nicht erfüllt.
► Sehen Sie sich dagegen das EEWärmeG an.
EEWärmeG
17.0 Nutzungspflicht für Erneuerbare Energien (EEWärmeG)
17.1 Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz - EEWärmeG 2011 / 2014 Nachweis für privat genutzte Gebäude
Wärme- und Kälteenergiebedarf = 10867 + 3355 + 0 + 0 = 14.222 kWh/Jahr (mit Solar-, Umwelt- und Abwärme sowie Kälteenergie)
darin enthaltene Deckungsanteile aus erneuerbaren Energiequellen oder Ersatzmaßnahmen
Energiequelle Energieertrag Deckungsanteil Nutzungs- kWh/a erzielt gefordert anteil
Solaranlage [WW] [Hzg] 3.355 23,6 % 15,0 % 157,3 %
157,3 % Maßnahmen zur Einsparung von Energie
Nachweis mit HT´Grenzwert = HT´Referenzberechnung
Grenzwert erzielt Unterschreitung Nutzungs- erzielt gefordert anteil
HT´- Wert W/(m²K) 0,33 0,30 8,6 % 15,0 %
QP kWh/(m²a) 81,6 101,9 -24,8 % 15,0 % 0,0 % erreichter Nutzungsanteil, Summe = 157,3 % Nutzungspflichtanteil = 100 %
Die Anforderungen aus dem EEWärmeG 2011 / 2014 werden erfüllt
Im Gegensatz zum EnEV-Nachweis gelingt der Nachweis für das EEWärmeG ohne Probleme, weil die Solaranlage einen deutlich besseren Deckungsanteil erzielt als die vorhergehenden Berechnungsvarianten.
4.3 Variante 3: Luft-Wasser-Wärmepumpe
In der dritten Variante, die untersucht wird, soll eine Luft-Wasser-Wärmepumpe zum Einsatz kommen. Die allgemeinen Nutzungsrandbedingungen werden beibehalten. Eine Lüftungsanlage ist nicht vorgesehen (weitere Vorgaben finden Sie im Kapitel 8.1 Berechnungsgrundlagen).
► Laden Sie erneut die Berechnung „Basis.dwe“ und erstellen Sie sich eine weitere Kopie, indem Sie auf das Diskettensymbol klicken und die Berechnung unter dem Namen „EnEV-2014-WG-Luft-Wasser-WP.dwe“
noch einmal abspeichern:
► Das Nachweisverfahren ist bereits eingestellt, im Abschnitt „1.0“ und „2.0“ hat sich nichts geändert – überspringen Sie diese also und begeben sich zu Abschnitt „3.0“, um die Wohnungslüftungsanlage abzuschalten und treffen Sie folgende Auswahl für die Gebäudedichtheit:
► Stellen Sie sicher, dass Außenluftdurchlässe gewährleistet sind:
► Schalten Sie die Wohnungslüftungsanlage ab:
► Die Abschnitte 4.0 bis 7.0 überspringen Sie, da hier für die Variante keine Änderungen vorzunehmen sind.
► Gehen Sie über die Navigation zu Abschnitt „12.0 Warmwassersysteme“.
Trinkwarmwasser - System und Verteilung
► Sie starten die Eingabe in Abschnitt „12.2“. Es soll auch hier ein zentrales System abgebildet werden. Da es sich um eine Wärmepumpe handelt, müssen Sie das System neu einrichten:
► Geben Sie „zur Vollversorgung“ sowie folgende Komponenten ein und bestätigen Sie mit „OK“:
► Das Verteilungsnetz geben Sie „mit Zirkulation“ ein (Klick auf „Verteilsystem“ im Abschnitt „12.3“): Wählen Sie die „Standard-Leitungslängen“:
► und wählen Sie im Folgedialog die Gebäudegruppe „1 Wohnen“ und den „Typ II – Ebenentyp“:
► Klicken Sie nochmal auf „Verteilsystem“, und hier auf „WG: REF´14 / KfW Effizienzhaus“ , um den Versorgungsbereich korrekt einzustellen; im Folgedialog wählen Sie die „gemeinsame Installationswand“
sowie „AN, EnEV“ und übernehmen mit „OK“:
► Beachten Sie den „Hinweis 715“ (s.o.).
► Die Einstellungen für die „Zirkulationspumpe“ sollen beibehalten werden. Klicken Sie den Begriff trotzdem an, kontrollieren Sie „Lmax“ und ändern Sie gegebenenfalls wie abgebildet:
☼
Hinweis: Der Ansatz für „Lmax“ (maximale Leitungslänge) muss häufig manuell korrigiert werden, denn es handelt sich um einen Default-Rechenzustand, der manuell geändert werden kann, also nicht automatisch aktualisiert wird. Die Formel ist angegeben, „maximale Rohrleitungslänge im Zirkulationsnetz (Lmax), Richtwert = 2*(LG + 2,5 + nG*hG) [m]“, wobei mit „LG“ die Gebäudelänge herangezogen wird.Warmwasserspeicher
► Als Speicher wählen Sie einen indirekt beheizten Speicher, Baujahr nach 1994:
► Die Speichergröße bleibt zunächst erhalten.
Solaranlage
12.5 Solaranlage zur Trinkwassererwärmung nicht vorgesehen
Warmwassererzeugung
► Im Abschnitt „12.7“ klicken Sie auf „Wärmepumpe“ und wählen die „Luft-Wasser“-Wärmepumpe:
► Steuern Sie den „COP-Manager“ an und geben unter „Prüfpunkt für WP → Leistungszahl COP im Prüfstand“ 3,6 manuell ein:
► Steuern Sie „Heizleistung“ an und geben Sie für unser Beispiel „manuell“ 16,5 ein:
► Überprüfen Sie auch den Hilfsenergiebedarf und beachten auch die Hinweise, die Sie über „Info“ aufrufen können:
► Im Dialog zur Wärmepumpe können Sie bei Bedarf auch die Parametertabelle aufrufen:
► Als Energieträger wählen Sie „Strom-Mix“:
12.8 Wärmeerzeugung
Ein konventioneller Wärmeerzeuger ist nicht erforderlich
► Sehen Sie sich die Endenergie an, die zu diesem Zeitpunkt der Berechnung für die Warmwassererzeugung ermittelt wurde:
12.9 Endenergie Warmwasserbereitung
Monat Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mär Jahr
Qw,outg kWh 257 269 263 274 274 247 272 3.160 Qw,f kWh 77 94 114 132 132 118 115 1.164 Qw,aux kWh 3 4 3 4 4 3 4 42
Strom-Mix kWh 77 94 114 132 132 118 115 1.164 QI,w,<1> kWh/d 5,0 5,1 5,2 5,2 5,2 5,2 5,2
Qw,outg / Qw,f = Nutz- / Endenergiebedarf für Warmwasserbereitung
Qw,aux = Hilfsenergiebedarf, QI,w = ungeregelte Wärmeeinträge durch Leitungs- / Speicherverluste Ungeregelte Wärmeeinträge QI werden bei Bedarf flächengewichtet auf die Zonen aufgeteilt
Heizsystem
► Richten Sie zunächst wieder im Menü „265. Heizanlage“ das System ein, indem Sie die Anlagen- komponenten mit einem Häkchen versehen:
► Wählen Sie dann, durch erneuten Aufruf des Menüs „265. Heizanlage → DIN V 18599:2011 → Flächen- heizungen“ eine Fußbodenheizung im Nasssystem aus:
► Die Gebäudegruppe bleibt „1 Wohnen“, als Netztyp wählen Sie hier den Typ „ 2 Etagenverteilertyp“: Im selben Fenster überprüfen Sie den Heizbereich, Geschosshöhe, Anzahl der Geschosse und die
charakteristische Gebäudelänge „Lchar“:
Heizwärmeübergabe
► Klicken Sie unter „13.4 Heizwärmeübergabe“ auf „Gesamtnutzungsgrad“ und passen Sie im aufgehenden Dialog die Einstellungen an wie unten gezeigt:
► Bei den „Geräten der Wärmeübertragungsprozesse“ wählen Sie die Referenzwerte:
Heizwärmeverteilung
► Wie bereits in den vorhergehenden Varianten teilen Sie DÄMMWERK im Abschnitt „13.5 Heizwärme- verteilung“ mit, welcher Gruppe Ihr Gebäude zuzuordnen und welcher Verteilertyp in diesem Fall geplant ist:
► Kontrollieren Sie durch Anklicken die Aussagen zu Heizbereich, Geschosshöhe, Anzahl der Geschosse und Charakteristische Länge Lchar und korrigieren Sie bei Bedarf. Bestätigen Sie Ihre Eingaben mit „OK“.
► Überprüfen Sie die „Vor-/ Rücklauftemperatur“.
► Unter „Wärmedurchgangszahlen“ geben Sie für die Verteilleitungen „gedämmt → nach 1995“ ein:
► Sehen Sie sich die Tabelle mit den Leitungslängen an:
Verteilung (V) Stränge (S) Anbindung (A)
(1) Fußbodenheizung Nasssystem
Leitungslängen li 55,8 m 1,7 m - m Wärmedurchgangszahlen Ui 0,200 W/(mK) 0,255 W/(mK) 0,255 W/(mK) Umgebungstemperaturen qI,i 13,0 °C 20,0 °C 20,0 °C
► Ändern Sie die Umgebungstemperaturen der Verteilung auf 20°C.
► Klicken Sie im Dialog zur „Heizungspumpe“ die gekennzeichneten Werte nacheinander an und überprüfen Sie die Korrekturmöglichkeiten. Wählen Sie in diesem Fall, da über die Wärmepumpe nichts weiter bekannt ist, die „Standardwerte“:
☼
Hinweis: wenn Sie über die Komponenten Ihrer Wärmepumpe noch keine Angaben machen können (z.B. wegen des frühen Planungsstadiums) dann empfiehlt es sich, zunächst auf die Referenzwerte zurückzugreifen. Alle Werte, vor denen im gezeigten Dialogfenster Korrekturen vorgenommen werden können, sind mit einem vorne stehenden Plus gekennzeichnet.
► Geben Sie danach unter „Heizungspumpe“ einen Wärmemengenzähler ein:
► Es ergibt sich im Moment folgender Nutzwärmebedarf:
13.6 Nutzwärmebedarf der Erzeugung (1) Fußbodenheizung Nasssystem
Monat Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mär Jahr
Qh,out kWh 147 680 1.513 1.988 1.854 1.595 1.196 9.595 Qh,out = Qh,b + Qh,ce + Qh,d in [kWh]
► Als nächstes soll der Heizwärme-Pufferspeicher abgebildet werden.
Heizwärmepufferspeicher
► Klicken Sie im Abschnitt „13.7“ auf „Heizbereiche“ und teilen Sie DÄMMWERK mit, für welchen Heizbereich der Speicher benötigt wird:
► Bestätigen Sie die bereits weiter oben gewählten Komponenten:
► Wählen Sie dann den Speicher zur Wärmepumpe:
► DÄMMWERK bietet Ihnen nun die Parametertabelle für weitere Eingaben an. Da der Pufferspeicher im beheizten Bereich stehen soll, korrigieren Sie bei Bedarf entsprechend der Hinweise:
► Da keine Solaranlage vorgesehen ist, überspringen Sie den Abschnitt „13.8“
13.8 solare Heizungsunterstützung nicht vorgesehen
► und gehen weiter zur Heizwärmeerzeugung in 13.9 Heizungswärmepumpe.
Heizwärmeerzeugung
► Öffnen Sie das Fenster für die „Wärmepumpe“ und klicken Sie auf „1. Luft- Wasser- WP 16,5 kW“:
► Im aufgehenden Dialog können Sie weitere Einstellungen zur Wärmepumpe vornehmen. Da in diesem Fall die Wärmepumpe der Erzeuger sowohl für die Heizung als auch für die Trinkwarmwasserbereitung ist, haben Sie die wesentlichen Einstellungen bereits im Berechnungsabschnitt „12.0 Warmwassersysteme“
vorgenom-men. Rufen Sie aber in diesem Dialog die Parametertabelle auf und korrigieren Sie, falls nicht automatisch eingestellt, die Laufzeit für diesen Fall auf 21 Stunden:
► Die Einstellungen zur Wärmepumpe sollten jetzt so aussehen:
13.9 Heizungswärmepumpen Heizbereiche (1)
(1) Fußbodenheizung Nasssystem
Wärmepumpe 1, Luft-Wasser WP (Standard) ab 2010 für Heizung und WW, 16,5 kW Energieträger Strom-Mix, maximale Laufzeit 21 h/d
Leistungszahl im Prüfstand COP = 3,6 bei A7/W35
Die Leistungszahlen (COP) werden für die mittleren, monatlichen Vorlauftemperaturen qVL( bh) (Gl.13) und stundenanteilig für die Temperaturklassen -7 / 2 / 7 / 20 °C korrigiert, Betrieb ab Temperaturklasse -7°C
Stundensummen in den Temperaturklassen nach DIN V 18599-5, Tab.31
► Sehen Sie sich die zugehörige Tabelle an:
Qh,outg = Qh,b + Qh,d + Qh,s - Qh,sol = Nutzwärmeabgabe für Heizung, monatlich Nutzwärmeabgabe und Laufzeiten für die WW-Bereitung siehe "Warmwassersysteme"
COP = Leistungszahl der Wärmepumpe, monatlich, tON = tägliche Laufzeit
Qh,f = Endenergiebedarf der WP, Qh,f,bu = Nutz- / Endenergiebedarf der Nachheizung Qh,in = regenerativer Energieertrag (Gl.136), Wh,gen = Hilfsendenergiebedarf
Wärmepumpe 1, JahresarbeitszahlHzg = 4,15
Monat Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mär Jahr
Qh,outg kWh 148 682 1.513 1.987 1.854 1.594 1.197 9.603 COP 6,07 5,06 4,40 4,02 4,05 4,12 4,54
tON,g,d h/d 0,3 1,3 3,3 4,5 4,1 4,0 2,6
Qh,f kWh 29 143 354 494 451 392 275 2.267 Qh,f,bu kWh - - 10 56 91 31 7 195
Qh,f,sum kWh 29 143 364 550 541 424 282 2.462 Qh,in kWh 120 539 1.149 1.437 1.313 1.171 915 7.141
► Ein weiterer Heizwärmeerzeuger ist nicht vorgesehen:
13.10 Heizwärmeerzeuger nicht vorgesehen
► Als Endenergie für die Heizwärme wurden folgende Werte ermittelt:
13.11 Endenergie Heizwärme
Monat Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mär Jahr
Qh,f kWh 29 143 364 550 541 424 282 2.462 Qh,aux kWh 7 15 27 33 31 27 22 183
Strom-Mix kWh 29 143 364 550 541 424 282 2.462 QI,h,<1> kWh/d 0,3 0,9 1,7 2,1 2,0 1,9 1,4
Qh,f = Endenergiebedarf Heizung = Qh,b + Qh,ce + Qh,d + Qh,s + Qh,g - Qh,sol (Gl.4) Qh,aux = Hilfsenergiebedarf = Qh,ce,aux + Wh,d + Qh,s,aux + Wh,gen + Qh,sol,aux (Gl.5) QI,h = ungeregelte Wärmeeinträge = QI,h,d + QI,h,s + QI,h,g (Gl.6)
Die Energieanteile nach Energieträgern werden bei Bedarf nach anteiliger Kesselbelastung aufgeteilt Ungeregelte Wärmeeinträge werden bei Bedarf flächengewichtet auf die Zonen aufgeteilt
Energiebedarf
Sie erhalten nun eine Aufstellung des Energiebedarfs nach Energieträgern und nach Zonen, sowie die Aufteilung des Energiebedarfs für den Energieausweis:
14.0 Energiebedarf (DIN V 18599-1)
14.1 Stromerzeugende Systeme
Eine BHKW-Anlage ist nicht vorgesehen
Strom aus erneuerbaren Energiequellen steht nicht zur Verfügung
14.2 Energiebedarf nach Energieträgern
Energieträger Prozessbereich Zonen Endenergie P Hs/Hi QP kWh/a kWh/a
Strom-Mix Heizwärme 2.462 1,80 1,00 4.431 Strom-Mix Warmwasser 1.164 1,80 1,00 2.094 Strom-Mix Hilfsenergie 225 1,80 1,00 405
S [kWh/Jahr] 3.850 6.930 Teilbelüftetes Wohngebäude: nein
QP = S Qf,i * P,i / Hs/Hi,i (DIN V 18599-1, Gl.23)
Jahres-Primärenergiebedarf qP = 6.930 / 119 = 58,1 kWh/(m²a) ( SANGF = 119 m²) Endenergiebedarf: Hilfsenergie 1,9 kWh/(m²a), Strom-Mix 30,4 kWh/(m²a)
Effizienzklasse auf Basis des Endenergiebedarfs = 3850 / 119 - 1734 / 119 = 17,8 kWh/(m²a), Korrektur für Solarthermie 1734 kWh/a
Effizienzklasse A+ (17,8 kWh/(m²a), EnEV 2014, A10) Endenergie = Jahressummen aus den Prozessbereichen
P = Primärenergiefaktoren energieträgerbezogen nach DIN V 18599-1, Tab.A.1
► Aus der Ursprungsberechnung ist im gezeigten Energiebedarf noch die Solarkorrektur enthalten.
Entfernen Sie diese, indem Sie auf „Endenergiebedarf“ und „keine Korrektur“ klicken:
► Sie erhalten für die Effizienzklasse jetzt folgende Werte:
Effizienzklasse auf Basis des Endenergiebedarfs = 3850 / 119 = 32,4 kWh/(m²a) Effizienzklasse A (32,4 kWh/(m²a), EnEV 2014, A10)
Endenergie = Jahressummen aus den Prozessbereichen
P = Primärenergiefaktoren energieträgerbezogen nach DIN V 18599-1, Tab.A.1
► Sehen Sie sich auch die anderen Tabellen zum Endenergiebedarf an:
14.3 Endenergiebedarf nach Zonen
WLA Warmwasser Heizung Summe siehe Abschnitt 9 10 11 12 13
Zone m² kWh/a kWh/a kWh/a kWh/a kWh/a kWh/a
<1> Wohnen 108 1164 2462 3625
Gebäude 119 1163 2461 3624 Endenergie = Jahressummen aus den Prozessbereichen ohne Hilfsenergie
Die Aufteilung der Endenergieanteile aus Prozessbereichen mit mehreren Zonen erfolgt lastabhängig.
14.4 Aufteilung des Energiebedarfs
RLT Beleucht. Klima Warmwasser Heizung Summe kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a
Nutzenergiebedarf 0,0 0,0 0,0 11,0 70,0 81,0 Endenergiebedarf 0,0 0,0 0,0 10,1 22,2 32,3 Primärenergiebedarf 0,0 0,0 0,0 18,2 39,9 58,1
Referenzberechnung
► Für den EnEV-Nachweis müssen Sie die bereits vorhandene Referenzberechnung „Basis- Referenz2016.dwe“ wieder zum Vergleich aufrufen (über die „Liste der Gebäudeberechnungen“).
Kontrollieren Sie diese ggfs. und lassen Sie DÄMMWERK danach „neu berechnen“. Wechseln Sie in die reale Berechnung und „lesen Sie die Referenzwerte neu ein“:
EnEV-Nachweis
► Sehen Sie sich den Nachweis an:
15.0 EnEV-Nachweise
Referenzberechnung = "Basis-Referenz2016"
15.1 Nachweis der thermischen Hülle
Grenzwert für ein Wohngebäude (119 m²) nach EnEV ´14, Anlage 1 zul H´T = 0,40 W/(m²K), Wohngebäude freistehend bis 350 m² (Tab.2)
zul H´T = zul H´T,REF = 0,33 W/(m²K), zusätzliche Anforderung ab 2016 (Tab.1) vorh H´T = HT / S A = 116,9 / 393,6 = 0,30 W/(m²K)
vorh H´T = 0,30 0,33 W/(m²K), Grenzwert wird eingehalten
15.2 Nachweis des Primärenergiebedarfs
Höchstwert des grundflächenbezogenen Jahres-Primärenergiebedarfs nach EnEV ´14 zul qP,REF = 108,8 kWh/(m²a), aus der Referenzberechnung
zul qP,REF = 108,8 - 25% = 81,6 kWh/(m²a), geforderte Unterschreitung ab 2016 (A2, Tab.1) vorh qP = 6.930 / 119,3 = 58,1 kWh/(m²a)
vorh qP = 58,1 81,6 kWh/(m²a), Grenzwert wird eingehalten
☼
Hinweis: Bisher sieht es so aus, als ob einzig die Variante 3 mit der Wärmepumpe (bei unveränderter Hüllfläche ) in der Lage ist, die verschärften Anforderungen der EnEV ab 2016 zu erfüllen.Doch mit Variante 1 kann dies mit relativ geringen Änderungen auch gelingen. Versuchen Sie, z.B. als Variante 1a (Kopie) Folgendes:
• die Luftdichtheit und den WRG-Grad zu verbessern (88 % statt 66%)
• die Außenluftdurchlässe weg zu lassen
• die Leckagen auf 2,5% herunter zu setzen.
EEWärmeG
► Schlussendlich sehen Sie sich noch den Nachweis für das EEWärmeG der Variante 3 an:
17.0 Nutzungspflicht für Erneuerbare Energien (EEWärmeG) 17.1 Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz - EEWärmeG 2011 / 2014 Nachweis für privat genutzte Gebäude
Wärme- und Kälteenergiebedarf = 3625 + 0 + 9137 + 0 = 12.762 kWh/Jahr (mit Solar-, Umwelt- und Abwärme sowie Kälteenergie)
darin enthaltene Deckungsanteile aus erneuerbaren Energiequellen oder Ersatzmaßnahmen
Energiequelle Energieertrag Deckungsanteil Nutzungs- kWh/a erzielt gefordert anteil
Umweltenergie [WW-WP] [Hzg 12.567 98,5 % 50,0 % 197,0 %
197,0 % Maßnahmen zur Einsparung von Energie
Nachweis mit HT´Grenzwert = HT´Referenzberechnung
Grenzwert erzielt Unterschreitung Nutzungs- erzielt gefordert anteil
HT´- Wert W/(m²K) 0,33 0,30 8,6 % 15,0 %
QP kWh/(m²a) 81,6 58,1 28,8 % 15,0 % 57,3 % erreichter Nutzungsanteil, Summe = 254,3 % Nutzungspflichtanteil = 100 %
Die Anforderungen aus dem EEWärmeG 2011 / 2014 werden erfüllt
4.4 Variante 4: Photovoltaik-Anlage
In diesem Kapitel soll untersucht werden, ob der Ertrag von Photovoltaik-Anlagen den Energiebedarf des Hauses im EnEV-Nachweis weiter reduzieren kann und wie Sie das in DÄMMWERK abbilden können. Da PV-Anlagen nur Strom produzieren, bleibt die übrige Haustechnik-Anlage aus der Basis-Berechnung unberührt, die PV-Anlage kommt also einfach dazu.
► Erstellen Sie sich erneut eine Kopie Ihrer Basis-Berechnung, indem Sie diese laden, neu berechnen lassen (4 Iterationen; über den Bildschalter „neu berechnen“), dann auf das Diskettensymbol klicken und die Berechnung unter einem passenden Namen noch einmal abspeichern : “EnEV 2014-WG-PV“.
► Rufen Sie im Abschnitt 14.1 den Dialog für „Strom aus erneuerbaren Energiequellen“ auf und aktivieren Sie die Option „Photovoltaik (Ertrag nach DIN V 18599-9:2011)“:
► Die Generator-Neigung wird von DÄMMWERK automatisch mit 30° (Dachneigung) voreingestellt, die Orientierung mit „Süd“. Diese Einstellung behalten Sie bei.
Die peak-Leistung (Spitzenleistung) der PV-Elemente muss eingegeben werden; sie ist Ihnen entweder aus der Herstellerangabe (installierte peak-Leistung) bekannt – in dem Fall klicken Sie auf „Spitzenleistung“ und geben einfach den Wert in [kWp] ein. Oder Sie können sie aus der Fläche der PV-Elemente, der Bauart und dem Systemleistungsfaktor bestimmen.
► Wählen Sie dazu „abschätzen...“ , geben Sie für die Kollektorfläche als Schätzwert 12m² ein und im Unterdialog zum Zelltyp hier „polykristallines Silizium“:
► Mit 12 m² Kollektorfläche berechnet man eine peak-Leistung von 1,5 kWp („p“ steht für „peak“) und den Jahres-Ertrag der Anlage mit1363 kWp. Wenn Sie den Wert „PV-Ertrag“ in der Tabelle anklicken, zeigt Ihnen DÄMMWERK die Berechnung im Hinweisfenster:
26 Jahres-Ertrag der Photovoltaikanlage:
"(50*24*31+55*24*28+121*24*31+217*24*30+230*24*31+241*24*30+208*24*31+199*24*31+157*24*30+110*24*31+41*24*30 + 26*24*31)/1000*1,500*0,75000" = 1363,068
► Schließen Sie die Dialogfenster mit „OK“. Wählen Sie anschließend über „Strombedarf für“ die einzig angezeigte Option „Hilfsenergie“ und bestätigen Sie die Eingabe. Die Tabelle sollte jetzt so aussehen:
14.0 Energiebedarf (DIN V 18599-1) 14.1 Stromerzeugende Systeme
Eine BHKW-Anlage ist nicht vorgesehen
Stromgutschrift für Strom aus erneuerbaren Energiequellen
Stromangebot aus Photovoltaikanlage 1,50 kWp, Süd 30 ° (Eel,pv,out = Esol * Ppk * perf / Iref, DIN V 18599-9:2011) im örtlichen Zusammenhang, vorrangig im Gebäude genutzt
Strombedarf für Hilfsenergie
Monat Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mär Jahr
Stromangebot kWh 127 92 33 22 42 42 101 1.363 Strombedarf kWh 40 39 44 48 48 43 44 509
verwendet kWh 40 39 33 22 42 42 44 464 Jahres-Stromproduktion = 1.363 kWh/a, Strombedarf = 509 kWh/a, anrechenbar = 464 kWh/a
☼
Hinweis: Entsprechend der Maßgabe, dass für den EnEV- und den KfW-Nachweis Strom aus PV- Anlagen nur in dem Umfang berücksichtigt werden darf, wie er im Gebäude selbst verbraucht wird, erfolgt eine monatliche Aufrechnung. Der monatliche Stromverbrauch (in diesem Fall) für Hilfsenergie ist aus der 18599-Bilanz bekannt. Monatlich angerechnet wird der Wert „MIN (Angebot;Bedarf)“.Stromangebot optional aus
Der monatliche Ertrag aus Photovoltaikanlagen wird mit den Strahlungsintensitäten aus DIN V 18599-10, Tab.7 berechnet bzw.
bei bekanntem Jahresertrag auf die Monate aufgeteilt.
Jahreserträge aus "konstanten" Energiequellen (Wind, Wasser) werden gleichmäßig auf die Monate aufgeteilt.
Photovoltaikanlage Windkraftanlage Wasserkraftanlage
Strombedarf optional aus
(die Optionen werden angezeigt, sofern in der Berechnung verwendet)
Elektroheizung
elektrischer WW-Bereitung Luftförderung
Wohnungslüftungsanlage Kälteerzeugung
Beleuchtung
Hilfsenergie für Heizbetrieb Hilfsenergie für WW Hilfsenergie der WLA
Hilfsenergie der Kälteerzeugung
☼
Hinweis: Nach dem Willen des Gesetzgebers soll unbedingt verhindert werden, dass örtliche Stromerzeugung aus PV-Anlagen über die Einspeisevergütung ins öffentliche Stromnetz und über Gutschriften bei den EnEV-Nachweisen doppelt belohnt wird. Daher die Maxime, das die EnEV-Gutschrift nur für den Teil des PV-Stromes gelten kann, der nicht eingespeist, sondern unmittelbar verbraucht wird.Die monatliche Verrechnung wird derzeit noch akzeptiert, entspricht aber nicht der Realität. Selbst wenn die Leistung der PV-Anlage den Strombedarf z.B. für einen Ventilator zur Luftförderung bereitstellen könnte, würde der Ventilator ausgehen, sobald sich eine Wolke vor die Sonne schiebt oder wenn es dunkel wird. Der Ventilator wird aber real immer mit ausreichend Strom (aus dem Stromnetz) versorgt, der Stromanteil aus PV (direkt) ist daher deutlich geringer, als kalkuliert.
Die Diskussion zum Thema ist nicht abgeschlossen. Man hat schon über eine minutenweise
Jahressimulation nachgedacht. Die KfW bringt zunehmend häusliche Stromspeicher ins Spiel, die das Stromangebot aus PV puffern könnten.
► Sehen Sie sich den veränderten Energiebedarf nach Energieträgern an:
14.2 Energiebedarf nach Energieträgern
Energieträger Prozessbereich Zonen Endenergie P Hs/Hi QP kWh/a kWh/a
Heizöl Heizwärme 1/ 8.463 1,10 1,06 8.783 solar Warmwasser 1.734 0,00 1,00 - Heizöl Warmwasser 1/ 1.740 1,10 1,06 1.805 Strom-Mix Wohnungslüftung 1/ - 1,80 1,00 - Strom-Mix Hilfsenergie 509 1,80 1,00 917 Strom-Mix Stromgutschrift -464 1,80 1,00 -836
S [kWh/Jahr] 11.982 10.669
► Die Übersicht zum Energiebedarf wird demnach mit der Stromgutschrift aus der PV-Anlage ergänzt. Der End- und Primärenergiebedarf wird reduziert, was sich sowohl auf den EnEV-Nachweis, wie auch auf den Energieverbrauchsausweis auswirkt.
► Sehen Sie sich nun den EnEV-Nachweis an: Die Stromgutschrift verbessert das Ergebnis in Bezug auf QP
gegenüber der Basisberechnung deutlich, reicht aber für eine erfolgreiche Nachweisführung noch nicht aus.
► Auch die Einhaltung der Anforderungen aus dem EEWärmeG wird knapp verpasst.
4.5 Variante 5: Blockheizkraftwerk (Mikro-KWK-Anlage)
Blockheizkraftwerke sind Heizungen, die Strom produzieren und mit vielerlei Brennstoffen betrieben werden können. Ein BHKW ist ein kompaktes kleines Kraftwerk etwa von der Größe eines Kühlschranks („Block“), das gleichzeitig die Wärme- („Heiz“) und die Stromversorgung („Kraftwerk“) eines Gebäudes bereitstellen kann. Es besteht aus einem Motor, einem Generator und einem Wärmetauscher. Der Motor wird mit einem Brennstoff betrieben, der Generator wandelt die damit erzeugte Energie in elektrischen Strom um und die dabei anfallende Abwärme wird durch den Wärmetauscher für die Heizung und die Trinkwassererwärmung verfügbar. Der Strom wird örtlich verwendet oder in das öffentliche Stromnetz eingespeist.
Die verwendeten Motoren sind Weiterentwicklungen von PKW-, LKW-, Schiffs- oder ähnlichen Motoren, doch durch den konstanten Betrieb haben die BHKW-Motoren eine bedeutend höhere Laufleistung und sind damit erheblich wirtschaftlicher. Heute arbeiten BHKW-Anlagen mit Wirkungsgraden ab 80% bis 95% (zum Vergleich: Photovoltaik-module haben einen Wirkungsgrad unter 20%, allerdings ist bei ihnen die
eingesetzte Energie gratis und unendlich vorhanden).
Auch Absorptionskälteanlagen können mit BHKW-Abwärme befeuert werden, was die Abwärmenutzung auch im Sommer ermöglicht. Der Energieinhalt des Brennstoffs wird noch besser ausgenutzt und die wertvolle Energieform Strom erzeugt. Folgende Varianten von BHKW stehen zur Verfügung:
Stromgeführte BHKW´s Produzieren vordringlich Strom, große Stromkennzahl.
Stromgeführte BHKW´s müssen aus wirtschaftlichen Gründen über einen möglichst langen Zeitraum (Regelwert 6000 Stunden / Jahr) mit konstanter, optimaler Leistung betrieben werden. Bei konstanter Stromproduktion ist das Abwärmeangebot ebenfalls konstant. Es kann daher keine Bedarfsspitzen (Wintermonate) decken und wird mit einem konventionellen Spitzenlastkessel kombiniert.
Wärmegeführte BHKW´s Produziert vordringlich Abwärme, kleine Stromkennzahl.
Wärmegeführte BHKW´s bestehen aus mehreren Aggregaten, die je nach Wärmebedarf zu und abgeschaltet werden können. Man verwendet in diesem Fall Motortypen, die relativ wenig Strom, dafür aber viel Abwärme produzieren (z.B. Stirling- / Dampfexpansionsmotoren, siehe unten). Dennoch ist eine Wärmebedarfsdeckung aus der Abwärme alleine in der Regel nicht ausreichend, ein zweiter, konventioneller Wärmeerzeuger ebenfalls erforderlich.
Netzgeführte BHKW´s Netzgeführte BHKW´s werden von außerhalb, meist vom externen Betreiber der Anlage in einem Verbund mit vielen anderen Anlagen gesteuert (zu- oder abgeschaltet). Die Schaltzeitpunkte richten sich nach dem Strombedarf im öffentlichen Stromnetz, wo der BHKW-Verbund als „Spitzenlastkraftwerk“
fungiert. Die während der Betriebszeit produzierte Abwärme muss in einem Wärmespeicher gepuffert werden. Auch hier ist ein zweiter Wärmeerzeuger im Haus nötig.
Mikro-KWK-Anlagen Mikro-KWK-Anlagen sind kleine, strom- oder wärmegeführte BHKW´s für kleine Wohngebäude mit einer elektrischen Leistung < 15 kW. Im Rahmen der 18599- Berechnungsmethoden können Anlagen mit 4.000 bis 50.000 kWh
Stromproduktion pro Jahr als mikro-KWK berechnet werden, was bei 6.000 Betriebsstunden einer elektrischen Leistung von 0,5 bis 8,3 kW entspricht.
Ein BHKW geben Sie in DÄMMWERK im Abschnitt „14.1 Stromerzeugende Systeme“ ein. Ziel der Berechnung ist es, den thermischen Deckungsgrad und die Stromproduktion durch die KWK-Anlage zu ermitteln. Falls Sie eine bereits gerechnete Variante als Grundlage verwenden, werden die in den Abschnitten weiter oben schon getroffenen Annahmen zur Anlagentechnik (in den Abschnitten „12.0 Warmwassersysteme“ und „13.0 Heizsysteme“) durch die Eingabe des BHKW automatisch überschrieben bzw. angepasst.
► Erstellen Sie sich erneut eine Kopie Ihrer Basis-Berechnung und speichern die Berechnung unter einem passenden Namen: “EnEV 2014-WG-BHKW“.
► Aktivieren Sie bitte im Abschnitt 14.1 über „BHKW-Anlage“ den örtlichen Dialog zu den Block- Heizkraftwerken und darin die „Mikro-KWK-Anlage (EFH)“ :
► und, weil wir im Beispiel einen EnEV-Nachweis führen wollen und die EnEV in der Anlage 1 unter 2.1.1 dies so vorsieht, wählen Sie die „B) Bilanzierung über den Primärenergiefaktor“; den fp-Faktor 2,8 behalten Sie bei:
☼
Hinweis: Die Berechnungsmethoden der DIN V 18599 sind Jahresbilanzen. Das widerspricht der sonst üblichen, monatlichen Bilanzierung und wirft einige Umrechnungsprobleme auf. Das spezielle Vorgehen wird damit begründet, dass eine monatliche Bilanzierung von BHKW´s zu kompliziert würde. In DÄMMWERK ist die BHKW-Bilanz daher im Abschnitt 14 „Energiebedarf“ untergebracht, wo die monatlichen Bilanzwerte bereits zu Jahreswerten zusammengefasst sind.► Aktivieren Sie jetzt über „Q,outg,a“ im Dialog zur Mikro-KWK-Anlage den Heiz- und den Warmwasser- Versorgungsbereich, beide Bereiche sollen vom BHKW bedient werden. Wenn Sie nochmals auf „Q,outg,a“
klicken, erhalten Sie einen Jahres-Heizwärmebedarf von 9.655 kWh:
☼
Hinweis: Es muss in jedem Fall ein Heizbereich ausgewählt werden, da ansonsten kein Deckungsgrad berechnet werden kann.► Wählen Sie nun im übergeordneten Dialog „KWK-System 2011“ den „Dimensionierungsvorschlag“ und dann die „Vorschlagswerte Mikro-KWK“:
☼
Hinweis: Führen Sie die folgende Berechnung bitte mit dem (neuen) Standardwert „Ptherm / Pmax = 0,40“ für Mikro-KWK durch.► Sie könnten jetzt alternativ eine andere, auch zum Mikro-KWK passende „Stromkennzahl“ eingeben:
☼
Hinweis: Die Stromkennzahl drückt das Verhältnis von elektrischer Leistung zu genutzter Abwärmeleistung aus und liegt bei Mikro-KWK zwischen 0.10 und 0.35.► Sie bleiben jedoch für das Beispiel bei dem vorgeschlagenen Wert für die Stromkennzahl von 0,25; sehen Sie sich die unten gezeigten Werte an und übernehmen die Werte in die Berechnung:
Die BHKW-Bilanz enthält diverse Leistungsparameter und Umrechnungen. Die einzelnen Parameter werden in der folgenden Tabelle dargestellt:
Thermischer Deckungsgrad Thermischer Deckungsgrad der KWK-Anlage berechnet aus dem Heizwärme- und dem Warmwasserbedarf, der thermischen Leistung Pth,CHP und dem Volumen des Pufferspeichers; alternativ manuelle Festlegung
Maximal Erforderliche Heizleistung Pmax größte erforderliche Leistung aus Hzg + WW, monatliche Betrachtung Ptherm / Pmax Verhältnis thermische Leistung KWK / Pmax, Planungswert, für mikro-
KWK 0,60 (60%), für andere KWK-Anlagen z.B.0,15 Stromkennzahl Anlagenparameter, siehe oben, für Mikro-KWK z.B. 0,25
Nutzungsgrad Nutzungsgrad des KWK-Moduls, heizwertbezogen, Regelwerte 0,8..0,9 Thermische Leistung Ptherm (Pth,CHP) thermische Leistung der KWK-Anlage
= Pmax * Ptherm / Pmax Elektrische Leistung Pel Pel = Stromkennzahl * Ptherm
