DIN V 18599 Beiblatt 2 „Energetische Bewertung von Gebäuden“

  • DIN V 18599 Beiblatt 2 „Energetische Bewertung von Gebäuden“
  • Zielsetzung der Norm / Die Struktur des Beiblatts 2
  • Die Grundlagen
  • Formblatt zum EEWärmeG-Nachweis
  • Mit neun Beispielen das EEWärmeG verstehen
  • Beispiel 1: Wohngebäude mit Wärmepumpe
  • Beispiel 2: Wohngebäude mit Wärmepumpe und Solaranlage
  • Beispiel 3: Nichtwohngebäude mit Pelletheizkessel und EnEV-Unterschreitung
  • Beispiel 4: Nichtwohngebäude mit Wärmepumpe und Solenutzung zur Kühlung
  • Beispiel 5: Nichtwohngebäude mit einer KWK-Anlage (Biogas-Anteil)
  • Beispiel 6: Einsatz eines Heizöl-BHKWs zur Wärme- und Kälteerzeugung
  • Beispiel 7: Nichtwohngebäude mit Wärmerückgewinnung und EnEV-Übererfüllung
  • Beispiel 8: Nichtwohngebäude mit Fernwärmeanschluss
  • Beispiel 9: Nichtwohngebäude mit einer nicht gelabelten Solaranlage
Energetische Bewertung von Gebäuden. Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung. Beiblatt 2: Beschreibung der Anwendung von Kennwerten aus der DIN V 18599 bei Nachweisen des Gesetzes zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich (EEWärmeG) 

Die nachfolgende Zusammenfassung, Analyse und Kommentierung der Norm wurde für cci Wissensportal von Dr.-Ing. Manfred Stahl im Jahr 2013 erstellt und im Februar 2019 erneut durchgesehen.

Vorbemerkung
Die Normenreihe DIN V 18599 „Energetische Bewertung von Gebäuden“ ist im September 2018 in einer überarbeiteten Fassung neu erschienen. Dabei hat aber das Beiblatt 2 „Beschreibung der Anwendung von Kennwerten aus der DIN V 18599 bei Nachweisen des Gesetzes zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich (EEWärmeG)“ unverändert seine Gültigkeit behalten. Es ist ein sehr wichtiges Dokument, um das EEWärmeG zu verstehen und anzuwenden und enthält dazu auch viele Beispiele.

Zum Stand Februar 2019 soll demnächst die EnEV mit dem EEWärmeG zum neuen Gebäudeenergiegesetz (EEWärmeG) zusammengeführt werden.
 


Erscheinung
Juni 2012

Umfang/Kosten
Mitglieder von cci Wissensportal können die von der Redaktion erstellte Zusammenfassung für 9,70 Euro im Anhang kaufen.
Die DIN V 18599 Beiblatt 2 hat im Original 28 Seiten und kostet ca. 90 €. Sie kann beim Beuth Verlag bestellt werden (www.beuth.de)

Zielgruppen
Fachplaner, Sachverständige und Energieberater Heizung, Lüftung, Kälte, Klima, Gebäudebetreiber, Bauingenieure, Anlagenerrichter, Architekten

Inhalt, Resümee, Bedeutung
Das neue Beiblatt 2 zur DIN V 18599 „Energetische Bewertung von Gebäuden“ betrachtet die komplexen Schnittstellen zwischen der Berechnung des Energiebedarfs eines Gebäudes nach der DIN V 18599, dem Nachweis nach der Energieeinsparverordnung (EnEV) und der Erfüllung des Erneuerbare-Energien-Wärmegesetzes (EEWärmeG). Nach viel Theorie (14 Seiten) bieten die im Beiblatt 2 ausgeführten Beispiele zum EEWärmeG-Nachweis eine sehr gute Orientierung und praxisorientierte Berechnungen zur Konzeption von gebäudetechnischen Anlagen sowie zur Berechnung und zum Nachweis der regenerativen Anteile.

Die folgende Zusammenfassung dient als Orientierungshilfe. Auf Basis der Zusammenfassung kann der Nutzer schnell beurteilen, welche Bedeutung die behandelte technische Regel für seinen beruflichen Alltag hat.
 

Beispiel 5: Nichtwohngebäude mit einer KWK-Anlage (Biogas-Anteil)

Vorbemerkung zum Thema KWK
Gemäß Anhang VI des EEWärmeG muss eine KWK-Anlage auf Basis der Richtlinie 2004/8/EG „Förderung einer am Nutzwärmebedarf orientierten Kraft-Wärme-Kopplung im Energie-Binnenmarkt“ hocheffizient sein. Dazu findet man in der EU-Richtlinie im Anhang III folgende Aussagen: „Im Rahmen dieser Richtlinie muss „hocheffiziente KWK“ folgende Kriterien erfüllen:
– die KWK-Erzeugung in KWK-Blöcken ermöglicht berechnete Primärenergieeinsparungen von mindestens 10 % im Vergleich zu den Referenzwerten für die getrennte Strom- und Wärmeerzeugung;
– die Erzeugung in KWK-Klein- und Kleinstanlagen, die Primärenergieeinsparungen erbringen, kann als hocheffiziente KWK gelten.“

Das Beispielgebäude
Neues Nichtwohngebäude

Gebäudetechnik
KWK-Anlage plus Gas-Brennwertheizkessel

Vorgabe für das Gebäude
Qo,EEWärmeG = 60.000 kWh/a

Vorgaben für die KWK-Anlage
Wärmearbeit = 32.000 kWh/a
Regenerativer Anteil am Gas = 25 %

Berechnung 1: Wie groß ist der regenerative Anteil der KWK-Anlage?
Die Division der Wärmearbeit der KWK-Anlage von 32.000 kWh/a durch den Gesamtwärmebedarf des Gebäudes von 60.000 kWh/a ergibt einen Deckungsgrad DG = 53,3 % (= 32.000 kWh/a : 60.000 kWh/a).
Da das in der KWK-Anlage eingesetzte Gas aber nur zu 25 % aus regenerativer Energie besteht, darf im ersten Rechenschritt nur dieser Anteil angerechnet werden, also 53,3 % x 0,25 = 13,3 %.

Mit einem Pflichtanteil beim Einsatz von Biogas in einer KWK-Anlage von 30 % nach EEWärmeG folgt als weiterer Rechenschritt die Berechnung des Erfüllungsgrads zu 44,3 % (= 13,3 % : 0,3). Somit ist das EEWärmeG durch das Biogas in der KWK-Anlage bislang nur zu 44,3 % erfüllt.

Berechnung 2: Berücksichtigung des nicht-regenerativer Gasanteils in der KWK-Anlage
Auch der in der KWK-Anlage genutzte nicht-regenerative Gasanteil von 75 % kann gemäß EEWärmeG mit einem Pflichtanteil von nun aber 50 % angesetzt werden. Daraus ergibt sich folgender Rechengang zum Deckungsgrad DG = 40 % (= 75 % x (32.000 kWh/a : 60.000 kWh/a)). Dieser Wert wird durch den Pflichtanteil von 50 % dividiert und es ergibt sich der Erfüllungsgrad zu 80 % (= 40 % : 0,50).

Berechnung 3: Gesamtberechnung
Durch die Addition der Erfüllungsgrade der KWK-Anlage „Nutzung von Biogas“ von 44,3 % und der KWK-Anlage „Nutzung von nicht-regenerativen Gasanteilen“ von 80 % ergibt sich eine Summe von 124,3 %. Damit ist das EEWärmeG erfüllt.
 

Beispiel 6: Einsatz eines Heizöl-BHKWs zur Wärme- und Kälteerzeugung

Vorbemerkung zu einem Heizöl-BHKW
Es gilt eine direkte Anrechnung der Wärmeabgaben aus dem BHKW für Heizung und Trinkwasser. Wird die Wärme des BHKW auch zum Betrieb einer Kältemaschine genutzt, darf aber nur die von der Kältemaschine abgegebene Kältearbeit bilanziert werden (also inklusive Berücksichtigung des Wirkungsgrads der Kältemaschine).

Das Beispielgebäude
Neues Nichtwohngebäude

Gebäudetechnik
Heizöl-BHKW (Grundlast) plus Öl-Brennwertkessel (Spitzenlast)
Absorptionskältemaschine mit Jahresarbeitszahl (JAZ) = 0,75

Vorgaben für das Gebäude
Erzeugernutzwärmeabgabe Raumheizung = 470.000 kWh/a
Kälteabgabe der Absorptionskältemaschine = 90.000 kWh/a
Durchlauferhitzer für Trinkwarmwasser = 10.000 kWh/a
Summe = 570.000 kWh/a

Wärmeabgabe Heizölkessel = 220.000 kWh/a
Wärmeabgabe Heizöl-BHKW = 370.000 kWh/a

Berechnung 1: Wie viel Wärme wird zum Betrieb der Absorptionskältemaschine benötigt?
Bei einer Kältearbeit von 90.000 kWh/a und einer Jahresarbeitszahl der Kältemaschine von JAZ = 0,75 ergibt sich eine zum Betrieb der Kältemaschine benötigte Wärmearbeit von 120.000 kWh/a (= 90.000 kWh/a : 0,75).

Berechnung 2: Bilanz des BHKWs an der Gesamtwärmeabgabe
Der Anteil des BHKWs an der Gesamtwärmeabgabe ergibt sich zu 62,7 % aus der Rechnung: 370.000 kWh/a : (370.000 kWh/a + 220.000 kWh/a).

Aus dieser Rechnung folgt die Annahme, dass 62,7 % der erzeugten Gesamtwärmearbeit für die Raumheizung (470.000 kWh/a) und für die Gesamtkältearbeit (90.000 kWh/a) vom BHKW geliefert werden. Das heißt, das BHKW liefert eine thermische Gesamtarbeit von 351.120 kWh/a (= 62,7 % x 470.000 kWh/a (Heizung) + 62,7 % x 90.000 kWh/a (Kälte)).

Berechnung 3: Der Deckungsbeitrag des BHKWs
Der Deckungsgrad des BHKWs an der thermischen Gesamtarbeit (570.000 kWh/a) ergibt sich zu DG = 61,6 % (= 351.120kWh/a : 570.000 kWh/a).

Berechnung 4: Erfüllt das BHKW das EEWärmeG?
Da der Pflichtanteil des BHKW gemäß EEWärmeG 50 % beträgt, ergibt sich mit 123,2 % (= 61,6 % : 0,5) eine Erfüllung des EEWärmeG.
 

Beispiel 7: Nichtwohngebäude mit Wärmerückgewinnung und EnEV-Übererfüllung

Vorbemerkungen zur Wärmerückgewinnung
Nach Absatz V im Anhang zum EEWärmeG gilt Abwärme in RLT-Anlagen (Wärmerückgewinnung) nur als anrechenbar, wenn der Wärmerückgewinnungsgrad mindestens 70 % und die Leistungszahl der Wärmerückgewinnung (WRG) mindestens 10 beträgt.

Die Leistungszahl kennzeichnet das Verhältnis aus rückgewonnener thermischer Energie (bei einem definierten Temperaturabstand von 20 K zwischen Abluft und Außenluft) zum elektrischen Aufwand des Ventilators, den dieser infolge des zusätzlichen Einsatzes der Wärmerückgewinnung (Druckverlust) aufzubringen hat. In der Praxis ergeben sich bei Wärmerückgewinnungsgraden über 70 % Leistungszahlen zwischen etwa 13 bis 18, die somit die Anforderungen erfüllen.

Beim Einsatz einer WRG müssen gemäß EEWärmeG zwei Berechnungen für das Gebäude durchgeführt werden: Eine Berechnung mit und eine Berechnung ohne die WRG. Das nachfolgende Beispiel zeigt, wie das geht.

Das Beispielgebäude
Neues Nichtwohngebäude

Gebäudetechnik
Wärme- und Kälteerzeugung ausschließlich mit nicht-regenerativen Energien (zum Beispiel Brennwertheizkessel und Wasserkühlsatz), mechanische RLT-Anlage mit Wärmerückgewinnung

Vorgaben für das Gebäude
Primärenergiebedarf nach EnEV = 820.000 kWh/a
Primärenergiebedarf Referenzgebäude = 920.000 kWh/a
Verhältnis U-Werte – opak = 0,88
– transparent = 0,90

Erzeugernutzwärmeabgaben für
Raumheizung und RLT = 440.000 kWh/a
Raumkühlung und RLT = 90.000 kWh/a
Durchlauferhitzer Trinkwasser = 9.000 kWh/a
Summe = 539.000 kWh/a

Vorgabe: Die Wärmerückgewinnung erfüllt die Vorgaben gemäß EEWärmeG (Rückwärmezahl, Leistungszahl) und soll als Ersatzmaßnahme angerechnet werden.

Berechnung 1: Eliminieren des Anteils der Wärmerückgewinnung
Der Energieverbrauch (Bedarf) des Gebäudes muss ohne Berücksichtigung der Wärmerückgewinnung neu berechnet werden. Dabei ergeben sich folgende neue Werte:

Erzeugernutzwärmeabgabe neu für
Raumheizung und RLT = 570.000 kWh/a
Raumkühlung und RLT = 110.000 kWh/a
Durchlauferhitzer Trinkwasser = 9.000 kWh/a
Summe = 689.000 kWh/a

Das heißt im Vergleich zu den ursprünglichen Daten, dass die Wärmerückgewinnung eine thermische Arbeit von 689.000 kWh/a (neu) – 539.000 kWh/a (alt) = 150.000 kWh/a liefert.

Berechnung 2: Berechnung des Deckungsgrads der Wärmerückgewinnung
Der Deckungsgrad DG der Wärmerückgewinnung ergibt sich als berechnete thermische Arbeit der Wärmerückgewinnung im Verhältnis zur Gesamtjahresarbeit ohne Wärmerückgewinnung:
DG = 21,8 % (= 150.000 kWh/a : 689.000 kWh/a).

Als Ersatzmaßahme hat die Wärmerückgewinnung nach EEWärmeG einen Pflichtanteil von 50 %. Somit ist das EEWärmeG durch die Wärmerückgewinnung nur zu 43,6 % (= 21,8 % : 0,5) erfüllt.

Berechnung 3: Prüfung gemäß Übererfüllung der EnEV-Anforderungen
Die Prüfung erfolgt analog den ausführlich im Beispiel 3 aufgeführten Rechengängen:

– Verhältnis Primärenergiebedarf Ist : Referenz:
820.000 kWh/a : 920.000 kWh/a = 89,1 % => 100 % – 89,1 % = 10,9 % : 0,15 (Pflichtanteil) = 72,7 %

– opake Bauteile:
1- 0,88 = 12 % => 12 % : 0,15 (Pflichtanteil) = 80,0 %

– transparente Bauteile:
1- 0,90 = 10 % => 10 % : 0,15 (Pflichtanteil) = 66,7 %

Der kleinste der drei Werte – also 66,7 % – darf in der EEWärmeG-Bilanz berücksichtigt werden.

Berechnung 4: Gesamtprüfung
Aus der Addition der Erfüllungsgrade der Wärmerückgewinnung (43,6 %) und der Überschreitung der EnEV-Anforderungen (66,7 %) ergibt sich insgesamt 110,3 %. Damit ist das EEWärmeG erfüllt.

Beispiel 8: Nichtwohngebäude mit Fernwärmeanschluss

Vorbemerkung zur Fernwärme
Beim Einsatz von Fernwärme (auch Fernkälte) muss sehr genau geprüft (nachgewiesen) werden, aus welchen regenerativen und fossilen Anteilen die Fernwärme erzeugt wird. Dies erfolgt in der Regel durch eine Bescheinigung des Fernwärmeanbieters.

Das Beispielgebäude
Neues Nichtwohngebäude

Vorgaben für das Gebäude
Qo,EEWärmeG = 122.000 kWh/a (Summe Wärme und Kälte)
Gesamtwärmebezug aus Fernwärme = 115.000 kWh/a
Durchlauferhitzer für Trinkwarmwasser = 7.000 kWh/a

Fernwärmequalität
Laut Anbieter besteht die Fernwärme zu 25 % aus Abwärme und zu 33 % aus KWK-Wärme. Der Rest von 42 % stammt aus fossilen Anteilen.

Berechnung 1: Bilanzierung des regenerativen Anteils der Fernwärme
Zunächst wird eine Berechnung der tatsächlichen regenerativen Qualität der Fernwärme durchgeführt, wobei die jeweiligen Pflichtanteile gemäß EEWärmeG berücksichtigt werden:

25 % (Anteil aus Abwärme) : 0,5 (Pflichtanteil Abwärme 50 %) + 33 % (Anteil aus KWK-Wärme) : 0,5 (Pflichtanteil KWK-Wärme 50 %) = 50 % + 66 % = 116 %

Anmerkung
Bei Fernwärmeanteilen aus Solarwärme (Pflichtanteil 15 %), aus Biogasen (Pflichtanteil 30 %) oder aus Wärmepumpen, Bioölen oder festen Brennstoffen (Pflichtanteil je 50 %) hätten die entsprechenden Pflichtanteile eingesetzt werden müssen. Daraus können unter Umständen sehr hohe Prozentzahlen von weit über 100 % erreicht werden. Das Erreichen von mindestens 100 % nach diesen Berechnungen ist Pflicht, um die Fernwärme überhaupt gemäß EEWärmeG einsetzen und anrechnen zu können.

Berechnung 2: Zusätzlicher zu erbringender Nachweis
Zuletzt muss noch ein Nachweis erbracht werden, dass die Fernwärme zu ausreichenden Anteilen im Gebäude genutzt wird: 116 % x (115.000 kWh/a : 122.000 kWh/a) = 109,3 % > 100 %. Damit ist das EEWärmeG erfüllt.
 

Beispiel 9: Nichtwohngebäude mit einer nicht gelabelten Solaranlage

Das Beispielgebäude
Neues Nichtwohngebäude

Gebäudetechnik
Gas-Brennwertheizkessel plus Solaranlage ohne Qualitätssiegel Solar Keymark

Vorgaben für das Gebäude
Primärenergiebedarf nach EnEV = 130.000 kWh/a
Primärenergiebedarf Referenzgebäude = 160.000 kWh/a
Solarertrag aus Kollektoren = 10.000 kWh/a
U-Werte (Ist : Referenz) opak = 0,77
– transparent = 0,85

Berechnung 1: Herausrechnen der Solaranlage
Da die Solaranlage kein Qualitätssiegel trägt, darf sie gemäß EEWärmeG nicht angerechnet werden. Daher muss der Primärenergiebedarf des Gebäudes nach EnEV ohne Berücksichtigung der Solarerträge neu berechnet werden zu 130.000 kWh/a + 10.000 kWh/a (Nicht-Berücksichtigung der Solarerträge) = 140.000 kWh/a.

Berechnung 2: Prüfung der Übererfüllung der EnEV-Anforderungen
Da im Gebäude nun keine anrechenbaren regenerativen Energien mehr eingesetzt werden, bleibt nur eine Prüfung zur möglichen Übererfüllung der EnEV-Anforderungen. Diese Berechnungen erfolgen analog wie ausführlich im Beispiel 3 erläutert:

– Verhältnis Primärenergiebedarf Ist : Referenz:
140.000 kWh/a : 160.000 kWh/a = 87,5 % => 100 % – 87,5 % = 12,5 % : 0,15 (Pflichtanteil) = 83,3 % Erfüllungsgrad

– opake Bauteile:
1 – 0,77 = 23 % => 23 % : 0,15 (Pflichtanteil) = 153,3 % Erfüllungsgrad

– transparente Bauteile:
1 – 0,85 = 15 % => 15 % : 0,15 (Pflichtanteil) = 100,0 % Erfüllungsgrad

Berechnung 3: Gilt die Übererfüllung des EEWärmeG?
Da nur der kleinste der unter Berechnung 2 ermittelte Wert zum EEWärmeG-Nachweis verwendet werden darf – und dieser ist 83,3 % – ist das EEWärmeG nicht erfüllt. Es müssen also weitere Maßnahmen ergriffen werden, um das EEWärmeG zu erfüllen.

Zusatzberechnung 4: Was wäre gewesen, wenn die Solaranlage zertifiziert wäre?
Der Solarertrag der nun zertifizierten Solaranlage beträgt 10.000 kWh/a und hat damit einen Deckungsgrad am Gesamtwärmebedarf nach EnEV (130.000 kWh) von DG = 7,7 % (= 10.000 kWh/a : 130.000 kWh/a). Der Pflichtanteil der Solaranlage beträgt gemäß EEWärmeG 15 %, also bringt die Solaranlage einen Erfüllungsgrad von 51,3 % (= 7,7 % : 0,15).

Nun muss noch eine Neuberechnung zur Übererfüllung der EnEV erfolgen. Der Vergleich der Energieverbräuche zwischen dem „Ist-Gebäude“ und dem Referenzgebäude liefert nun einen Wert von 125 % (130.000 kWh/a : 160.000 kWh/a = 0,8125 => 100 % – 81,25 % = 18,75 % : 0,15 = 125 %). Somit ist das EEWärmeG mehr als erfüllt.

Anmerkungen
Die Ergebnisse der Zusatzberechnung 4 haben zwei weitere Alternativen zur Erfüllung des EEWärmeG aufgezeigt, die vom Verfasser nachfolgend analysiert wurden (ohne ausführliche Rechengänge):

Maßnahme 1: Solaranlage hat kein Qualitätszeichen
Wenn der Primärenergiebedarf des Gebäudes durch weitere (bauphysikalische) Maßnahmen von bislang 140.000 kWh/a auf neu 135.000 kWh/a reduziert würde, ergibt sich aus 135.000 kWh/a : 160.000 kWh/a = 84,4 % => 100 % – 84,4 % = 15,6 % : 0,15 = 104 %.
Nun muss der kleinste der drei Werte genommen werden – also das Minimum von 100 % (transparente Bauteile), 104 % (Primärenergiebedarf neu) und 153,3 % (opake Bauteile). Dieser kleinste Wert ist 100 %, und so ergibt sich eine direkte Erfüllung des EEWärmeG ausschließlich durch die Übererfüllung der EnEV.

Maßnahme 2: Solaranlage hat ein Qualitätszeichen
Es hätte für das Gebäude auch eine zertifizierte kleinere Solaranlage mit einem Solarertrag von 2.000 kWh/a ausgereicht, um das EEWärmeG zu erfüllen. Dies zeigen folgende Berechnungen:

Primärenergiebedarf nach EnEV neu = 138.000 kWh/a
Primärenergiebedarf Referenz = 160.000 kWh/a
Solaranlage neu = 2.000 kWh/a

Deckungsgrad der Solaranlage zum EEWärmeG:
(2.000 kWh/a : 138.000 kWh/a) = 1,45 % => 1,45 % : 0,15 (Pflichtanteil) = 9,7 %

Übererfüllung der EnEV:
(138.000 kWh : 160.000 kWh) = 86,25 % => 100 % – 86,25 % = 13,75 % : 0,15 = 91,7 %

Durch die Addition der beiden Werte ergibt sich ein Ergebnis von 101,4 % und die Erfüllung des EEWärmeG.

Der Beitrag wurde von Dr.-Ing. Manfred Stahl, Herausgeber cci Zeitung, erstellt.

Artikelnummer: cci15159

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