IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 17/1999, Seite 32 ff.
SANITÄR-/HEIZUNGSTECHNIK
Zukunftsperspektiven der SHK-Branche
Mögliche Handlungsrahmen und Konsequenzen
Prof. Dr.-Ing. Helmut Burger (Teil 2)
In Teil 1 wurden zur Entwicklung von Zukunftsbildern in der SHK-Branche deren Prozesse und das Umfeld analysiert, strukturiert, Prämissen mit eindeutiger Ausprägung vorgegeben und Deskriptoren mit verschiedenen Entwicklungsmöglichkeiten identifiziert. Auf dieser Basis wurden aufgrund der aktuell anstehenden, die SHK-Branche prägenden neuen Energiesparverordnung EnEV und der zugehörigen Begleitnorm DIN 4701 T10 zwei in sich konsistente, aber pointiert unterschiedliche Szenarien entwickelt.
Das Wunschszenario mit seinen Chancen für die SHK-Branche: "Marktwirtschaftliche Verordnungen und technische Regeln unterstützt die Entwicklung in der SHK-Branche" und, im Gegensatz hierzu, das Vermeidungsszenario mit seinen Risiken für die SHK-Branche: "Staatliche Lenkung der Normung in der SHK-Branche".
Handlungsoptionen aus dem Wunschszenario
Wenn es gelingt, das Wunschszenario zu stabilisieren, stehen der SHK-Branche eine Vielzahl verschiedener und bewährter Energiesparsysteme zur Verfügung (Bild 5). Sie erfüllen alle individuellen Ansprüche. Sie sind hervorragend geeignet, die Effizienz moderner Wärmeerzeuger im wirtschaftlichen Kompensationsverfahren mit dem Wärmeschutz einzubringen, wie es in den Entwürfen der EnEV und DIN 4701 T10 vorgesehen ist. Hier besteht allerdings noch erheblicher Handlungsbedarf, siehe auch Bild 6 und dazugehörige Erläuterungen.
Das setzt allerdings künftig auch voraus, daß sich die SHK-Branche zur Aufklärung aller am Bau beteiligten Gewerke und des Bauherrn/der Baufrau engagiert und eine excellente Energieberatung anbietet. Nachfolgende Abläufe für Neubauten, die auch Gültigkeit für Sanierungen mit vorgeschalteter Gebäudeanalyse haben können, sollten daher auf SHK-Beratungspotentiale geprüft und umgesetzt werden.
| Bild 5: Historie und Trend der Wärmeerzeugung. |
Es ist offen, wie die neuen Elemente aus der EnEV / 4701 T10 realisiert werden. Hierzu gehören z.B. die (wirtschaftliche) Kompensationsmöglichkeit zwischen Gerätetechnik und baulichem Wärmeschutz, Energiebedarfsausweis, Blower-Door-Test u.a.m.
In der nachfolgenden Checkliste zum Planungs- und Bauablauf wird versucht, bisher erkennbare Elemente aus der EnEV / 4701 T10 einzuarbeiten.
Aufgrund des Know-how in der SHK-Branche kann diese eine Vielzahl der Beratungen, Planungen, Ausführungen und Betreuungen übernehmen, und zwar grundsätzlich und hinsichtlich individueller Bedürfnisse. Die SHK-Branche wäre durchaus in der Lage, als eine Art "Generalunternehmer" zu agieren. Zu einem ähnlichen Ergebnis kam kürzlich ein IKZ-HAUSTECHNIK-Expertenforum zum Thema "SHK - als Hauptunternehmer Gebäudetechnik" [1].
Nach den unter den Prämissen in Teil 1 unter Nr. 7 aufgeführten "Vernetzungen" können zur Umsetzung z.B. folgende Voraussetzungen bei den Baubeteiligten gegeben sein: An verschiedenen Computerarbeitsplätzen arbeiten SHK- und Bau-Profis mit CAD-Planung und Visualisierung, statische und energetische Berechnungen, Wärmebedarfs- und Primärenergiebilanzierung, Kompensationsmodelle Wärmeschutz / technische Gebäudeausrüstung, Plandokumentation, Kalkulationen und Angebotsbearbeitung - und zwar alle mit der gleichen Datenbasis. Alle sind auf dem gleichen Stand, das Bauvorhaben läßt sich schneller und vor allem kostengünstiger realisieren. Einsparungen bis zu 30 Prozent erscheinen möglich.
Gute Ansätze hierzu sind auch bereits bei einigen Landesfachverbänden der SHK-Branche erkennbar, z.B. Internetadresse: http://www.fvshkbw.de.
Sind alle Baudaten eines Hauses auf CD-ROM archiviert, läßt sich dadurch bei Wartungen, Instandhaltung und Reparaturen Zeit und damit auch Geld sparen. Hausbesitzern kann ein solcher Datenspeicher auch beim Verkauf ihres Hauses gute Dienste leisten.
Auch zu dem Stichwort "Bauen im Bestand" gehört ein Gebäudepaß oder Energiebedarfsausweis. Jedes Gebäude bekommt so eine Art Ausweis, aus dem sich Zustands- und Betriebsdaten ersehen lassen, und der beim Verkauf den Besitzer wechselt. Ein Modell, das sich mit dem Fahrzeugbrief bereits bestens bewährt hat.
Darin liegen auch die Möglichkeiten für nachhaltige Konjunkturprogramme in der SHK-Branche für Sanierungen begründet.
Handlungsoptionen aus dem Vermeidungsszenario
Wenn es nicht gelingt, aus der EnEV die Präferenzen für z.B. elektrischen Strom als Energieträger zur direkten Beheizung herauszunehmen, Plafonierungen und andere innovationsfeindliche Vorschriften abzubauen, ist nicht nur die SHK-Branche als Verlierer anzusehen. Es wird auch die Umwelt und insbesondere die Bewohner treffen.
Es besteht die Gefahr, daß qualifizierte Beratung keine Anreize mehr bietet. Eine Standard-Beratung kann z.B. von branchenfremden Service Providern übernommen werden, die Wärmelieferungen ohne Implementierung von abgestimmten, energiesparenden und wirtschaftlichen Systemtechniken umsetzen.
Gefördert würde das durch die bisher erkennbaren systematischen Bevorzugungen bzw. Benachteiligungen in den Entwürfen zur Energieeinsparverordnung, die noch keine Äquivalenz von bautechnischen und gerätetechnischen Maßnahmen beinhalten.
Eine systematische Bevorzugung des elektrischen Energieträgers besteht in der, die elektrische Speicherheizung fördernden Begrenzung des baulichen Wärmeschutzes auf maximale Dämmdicken, die selbst aus CO2-Minderungsgründen nicht erhöht werden müssen. Das Kyoto-Protokoll ist hier ausgeklammert.
Eine systematische Benachteiligung innovativer Gerätetechnik besteht in der Festlegung eines doktrinären Mindestwärmeschutzniveaus, das den Einsatz von Brennwerttechnik und insbesondere Solarwärme völlig negiert.
Bild 6 macht diese Verhältnisse deutlich. Die mittleren k-Werte der Außenbauteile bleiben trotz des Einsatzes hochwertiger Anlagentechnik und Einkopplung von Solarwärme nahezu unverändert. Anreize zum Einsatz innovativer und wirtschaftlicher Heiztechniken entfallen völlig. Das kann kaum beabsichtigt sein.
Die Beispiele wurden für ein Haus mit einem A/V-Verhältnis von 0,75 berechnet [2]. Der zulässige maximale Jahresenergiebedarf incl. WW-Bereitung beträgt ~ 110 kWh/(m2 · a). Der maximal zulässige Primärenergiebedarf ergibt damit zu ~ 110 x 1,15 = 126 kWh/(m2 · a).
Bei einem "Standardfall" mit NT-Heizkessel, 75/60 Radiatorenheizung mit zentralem WW-Speicher und Kelleraufstellung folgt ohne Dichtigkeitsnachweis ein k-Wert von etwa 0,32 W/(m2 · K). Bei Installationen mit 55/45 Radiatorenheizung innerhalb der thermischen Hülle erhöht sich der k-Wert auf etwa 0,37 W/(m2 · K). Ersetzt man den NT-Kessel durch einen Brennwertkessel bleibt der k-Wert mit etwa 0,38 W/(m2 · K) nahezu identisch. Selbst bei Einkopplung einer Solaranlage muß der k-Wert von 0,38 beibehalten werden. Die Absenkung von Primärenergie, geringe Schadstoffemission usw. bleiben völlig unberücksichtigt.
Diese Verhältnisse gelten für den Faktor 0,92. Im unteren Beispiel in Bild 6 sind die Verhältnisse durch den Faktor 0,7 bei Elektro-Speicherheizung dargestellt.
Aufgrund der Plafonierung muß der k-Wert nur auf etwa 0,28 W/(m2 · K) abgesenkt werden. Der Primärenergieverbrauch steigt damit auf 242 kWh/(m2 · a) an.
Die Plafonierungen können mit aufwendigen Lüftungssystemen und Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung umgangen werden, da diese der Plafonierung nicht unterliegen. In diesen Fällen können die k-Werte in einer Art und Weise ansteigen, die den Bau von "Pappschachteln" erlaubt. Es ist zu hoffen, daß diese Schieflagen noch korrigiert werden.
Auch das "Bauteileverfahren" wird sich hinsichtlich des Einsatzes der Solarthermie negativ auswirken. Es wird vermutlich dazu führen, daß eine Vielzahl neuer Ein- und Zweifamilienhäuser mit elektrischen Durchlauferhitzern ausgerüstet werden, da bei ihrem Einsatz keine weitere Berechnung für eine Bauvorlage notwendig ist.
| Bild 6: Kompensationsmöglichkeiten, Anlagentechnik und Wärmedämmung. Entwurf EnEV und Vorentwurf DIN 4701 T10, Stand 1. 4. 99. |
Dezentrale elektrische Warmwasserbereitung als Verordnungsfolge?
Im Rahmen der EnEV-Entwürfe ist das erwähnte Bauteileverfahren für kleine "Modell-Wohngebäude" vorgesehen, das sogenannte "Vereinfachte Anforderungs-/Nachweisverfahren". Aus einem Katalog von Anlagentechniken mit zugeordneten Bilanzierungskennzahlen sollten, anstelle von Berechnungen, die entsprechenden Systeme ausgewählt und zugeordnet werden können.
In der vorliegenden Form charakterisiert sich dieses vereinfachte Verfahren aber als eine Art Marketinginstrument für die elektrische Warmwasserbereitung mittels Durchlauferhitzer, siehe Spalte 3 in Tabelle 1, [3].
Innovation, Flexibilität, Individualität und CO2-Minderung sind obsolet und die Einkopplung von Solarwärme ist praktisch zu einem Sonderfall geworden. Es muß auch befürchtet werden, daß mit der Hinwendung zu elektrischen Durchlauferhitzern, die so ausgerüsteten Wohngebäude über Jahre hinaus für die Solarwärme verloren sind und für eine Nachrüstung nicht mehr zur Verfügung stehen.
Planungs- und Bauablauf /Checkliste SHK-Branche | |
Grundlagen | - Vorabklärung von gesetzlichen Rahmenbedingungen nach EnEV 2000 - Förderprogramme für energiesparende Maßnahmen, Regenwassernutzung, etc. - Hinweis auf ÖKO-Zulage des Bundes, kfw - Programme, usw. - Gebäudeorientierung, Verschattungen. |
Vorplanung | - Energie-, Wärme- und Versorgungskonzept nach EnEV skizzieren - Energieträger festlegen - Energiestandard mit Bauherr/Baufrau anklären: Nutzenergiebedarf und Aufwandszahlen nach EnEV und der DIN 4701 T10 festlegen - Anteile Gebäudetechnik und Anteile Wärmeschutz an den Aufwandszahlen abklären - Dichtheitsanforderungen erläutern - Wunsch und Finanzierbarkeit von Techniken zur Nutzung regenerativer Energien abklären - Empfehlungslisten: "Stromsparende Haushaltsgeräte" und "Effiziente Wärmeerzeuger" benutzen. - Möglichkeiten von Contracting, Mietkauf usw. prüfen. |
Entwurfsplanung | - Durchführung der Energiebilanzrechnungen für die vorgesehene Ausführung - Berechnung des Heizwärme-, des Endenergie- und des Primärenergiebedarfs nach EnEV und DIN 4701 T10 (bzw. europäischer Normen) - Festlegung von Haustechnik und technischer Gebäudeausrüstung, Lüftung, Heizung, Wärmerückgewinnung, Warmwasser - Grundrißorganisation, Installationen und energetische Hülle - Wirtschaftliche Alternativen durch Kompensationsmodelle Gerätetechnik/Wärmeschutz nach DIN 4701 T10 prüfen. |
Genehmigungs- | - Einhaltung der Planungsregeln Niedrigenergie - Standard nach EnEV 2000 und DIN 4701 T 10 überprüfen - Möglichkeiten zur weiteren Senkung des Primärenergiebedarfes prüfen - Luftdichtheitskonzept und Wärmeschutz definitiv festlegen |
Ausführungs- | - Bei Änderungen: Energiebilanzrechnung für die endgültige Planung (Energiekennwert / Energiebedarf) - Dimensionierung der Heiz-, Lüftungs-, Brauchwarmwasser-Anlagen - Detailplanung aller Bauteilanschlüsse, Stromsparende Haustechnik - Warmwasseranschluß für Waschmaschine und Spülgerät - Nach- und Hochrüstplanung prüfen (z.B. Solartechnik mit bivalentem Speicher, Leerrohre) - Forderung der n50-Luftwechselrate nach DIN 4108 T7 (Hinweis auf Blower-Door-Test als Kontrolle) |
Ausführungs- | -Zeitpunkte der Maßnahmen festlegen - sorgfältige Ausführung der Gerätetechnik und der Systeme - sorgfältige Ausführung der Wärmeschutzarbeiten - Evtl. Blower-Door-Test durchführen oder alternativ Schornsteinfeger beauftragen - Kontrolle der evtl. notwendigen Nachbesserungsarbeiten - keine Verletzung der dichten energetischen Hülle |
Objektbetreuung und Dokumentation mit Optionen | - Energiepaß und Energiebedarfsausweis nach EnEV aushändigen - als Fachunternehmerbescheinigung gleichzeitig ein Vollzugselement zur EnEV - Nutzerhandbuch oder CD-ROM mit Beschreibung der Charakteristika des Gebäudes übergeben - Wartungscheckliste für Technische Ausrüstung an Nutzer aushändigen - Angebot zur Abklärung des Energieverbrauchs (1.+2. Jahr) mit Planwerten - bei zu hohen Werten: Haustechnik, Wärmeschutz, Fenster usw. überprüfen - Beratung für Bewohner zum Nutzerverhalten anbieten - Mängelbeseitigung - Nachprüfung Luftdichtheit nach ca. 3 Jahren alternativ Schornsteinfeger beauftragen. |
Mehr CO2-Ausstoß erwünscht?
Diese provokative Frage muß erlaubt sein, denn die im EnEV-Entwurf vorgesehene Berücksichtigung der energetischen Bilanzierung der Warmwasserbereitung kann einen Trend zur CO2-Maximierung anstelle einer Minderung stärken.
Bei Einfamilienhäusern* kann der Nutzenergiebedarf für die Bereitstellung von Warmwasser bei etwa Qw = 15,6 kWh/(m2 · a) liegen.
Ein exemplarischer Vergleich von unterschiedlichen Systemen nach [4], der nach den geforderten Randbedingungen des Bauteileverfahrens ermittelt wird, führt zu den Primärenergiebilanzen unter Berücksichtigung vorgelagerter Prozeßketten und Verluste in Tabelle 2.
Es ist zu erkennen, daß Elektro-Durchlauferhitzer mit einem Primärenergiebedarf von 50,3 kWh/(m2 · a) das 2,5-fache eines Gas-Brennwertkessels und sogar das 6-fache einer Solaranlage zur Bereitstellung der Nutzenergie benötigen. Dementsprechend ist auch der CO2-Ausstoß gegenüber der Solaranlage um den Faktor 6 erhöht.
Diese Verhältnisse werden im EnEV-Entwurf nicht deutlich. Der Entwurf weist eine Limitierung des Primärenergiebedarfs für elektrische Durchlauferhitzer von max. 37,5 kWh/(m2 · a) aus und hält ihn so von weiteren Berechnungen und Betrachtungsweisen fern, und zwar unabhängig vom tatsächlichen Verbrauch.
Da sich bei elektrischen Durchlauferhitzern die effiziente Einkoppelung von warmem Wasser in Spülmaschinen, Waschmaschinen usw. verbietet, kann dem CO2-Ausstoß auch auf diesem Sektor kaum Paroli geboten werden.
Weiterhin erfordert die Limitierung auf 37,5 kWh/(m2 · a) bei elektrischen Durchlauferhitzern den entsprechenden "Normnutzer", der sich auch an diese Vorgabe hält und sich bisher der Normung entzogen hat.
| Bild 7: Grund- |
Die Prämisse: Qualifizierte Energieberatung
Es wurde in den Prämissen postuliert, daß der Dienstleistungssektor im liberalisierten Markt mit seinen Implikationen Energieberatung, Contracting, Wärmelieferung usw. an Bedeutung zunimmt. Er wird eine Schlüsselfunktion einnehmen. Insbesondere mit der Energieberatung stehen oder fallen die Chancen, werden Risiken vermieden oder zunehmen.
Das Know-how der SHK-Branche führt grundsätzlich zu der Vorgabe, daß es eine genuine Aufgabe der SHK-Fachfirmen ist, Beratungen durchzuführen.
Andererseits wird mit der Prämisse "Liberalisierung der Energiemärkte" eine starke Konkurrenz in der Beratung erwachsen, durch z.B. Agenturen, Service Providern oder große Energieversorgungsunternehmen, usw. Insofern sollte man feststellen, ob man auch tatsächlich die beste Leistungsfähigkeit auf diesem Sektor widerspiegelt oder ob andere Organisationen besser sind. Zielgröße ist dabei eindeutig: Kundenzufriedenheit.
Hierzu bietet sich als Bestimmungs- und Entwicklungsszenario das Benchmarking an, wobei man sich mit Organisationen vergleicht, die Bestleistungen verwirklicht haben. Grundfragen und Schritte beim Benchmarking sind in Bild 7 dargestellt [5].
Die SHK-Branche ist gut beraten, ihre Energie-Beratungsziele zu definieren und zu benchmarken, um eine umfassende Energieberatungs-Kampagne erfolgreich zu starten. Das sollte baldmöglichst erfolgen. Eine Initiative in der VdZ ist trotz aller Bemühungen leider in Anlehnung an das Horrorszenario aus Teil 1 bisher nicht zustande gekommen.
Tabelle 1: Vereinfachtes Verfahren für Wohngebäude nach § 3 Abs. 5 für Wohngebäude mit nicht mehr als zwei Vollgeschossen oder drei Wohnungen sowie einem Fensterflächenanteil von 15 bis einschl. 30 vom Hundert
Zeile | Aus- | Wärme- | Warm- | Verteilnetz für Wärme und Warmwasser | Regelung im Raum | |
mittl. Heizwasser- | Verlegung | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
1 | Standard | NT-Heizkessel | zentral über Heizkessel oder dezentral-elektrisch | < 60 | maximal 15 m in Außenwand- | Thermostat- |
2 | verbesserter | NT-Heizkessel | zentral über Heizkessel oder dezentral elektrisch | < 50 | nicht in Außen- | Thermostat- |
3a |
optimierte | BW-Heizkessel oder Fernwärme- | zentral über Heizkessel oder dezentral elektrisch | < 50 | nicht in Außen- | Thermostat- |
3b | NT- | Solaranlage mit Nachheizung | < 60 | nicht in Außen- | PI-Regler | |
3c | monovalente | zentral über Wärmepumpe oder dezentral elektrisch | < 50 | keine | keine | |
Zusammenfassung
Aufgrund der in Teil 1 entwickelten Szenarien ergeben sich eine Fülle von Handlungsfeldern und -optionen. Von besonderer Bedeutung ist, die bisher erkennbaren Schieflagen in den Entwürfen der EnEV zu korrigieren, damit nicht die Risiken überwiegen, sondern die Chancen im Interesse der nachhaltigen Entwicklung wahrgenommen werden können.
Die Chancen der SHK-Branche liegen dann in der Vielfalt der innovativen Haustechnik für eine humane Lebenswelt, die von ihrem Know-how getragen wird. Eine Vielzahl von Aufgaben in Verbindung mit der EnEV, dem integralen Planungsansatz im Neubau und in der Sanierung, den Kompensationsmöglichkeiten zwischen Bautechnik und Technischer Gebäudeausrüstung, den möglichen deregulierenden Selbstüberwachungsfunktionen usw. müssen qualifiziert aufgearbeitet und umgesetzt werden. Die Schlüsselrolle wird dabei einer Energieberatung zukommen, die Kundennutzen erhöht und Kundenzufriedenheit impliziert.
Tabelle 2: Primärenergiebilanzen von unterschiedlichen Systemen zur Warmwasserbereitung
Warm- | Jährl. Energiebedarf fürWarmwasser pro m2 Wohnfläche | Nutzungsgrad | Emmis-
CO2 Äqui- | |||||||
System | Nutz- | Endenergie | Pri- | vorgelagerte Prozeßkette | Heizungsanlage | Gesamt (Primär- | ||||
Wärme- | Strom- |
| Wärme- | Strom- | Wärme- | Strom- | ||||
Warm- |
15,6 | 18,4 | 0,0 | 19,9 | 0,93 |
0,31 | 0,97 | 0,87 | 0,78 | 4,5 |
Elektro-Durchlauf- | 15,7 | 0,0 | 50,3 | 0,31 | 0,99 | 1,00 | 0,31 | 10,5 | ||
Solaranlage, 6 m2 Flachkoll., 67% Deckungs- | 6,7 | 0,3 | 8,1 | 0,93 | 0,97 | 0,78 | 1,92 | 1,8 | ||
L i t e r a t u r :
[1] IKZ-HAUSTECHNIK-Forum: "SHK als Hauptunternehmer Gebäudetechnik", IKZ-HAUSTECHNIK 13/99
[2] Strauß, R.-P.: Viessmann Werke, Allendorf, persönliche Mitteilung, 6/99
[3] Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden - EnEV, Entwurf April 1999
[4] Institut Wohnen und Umwelt: Leitfaden Energiebewußte Gebäudeplanung. Herausgeber: Hessisches Ministerium für Umwelt, 5. Auflage Wiesbaden 1995
[5] Seghezzi, H.D.: Integriertes Qualitätsmanagement. Carl Hanser Verlag München Wien, 1996
[Zurück] [Übersicht] [www.ikz.de]