IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 19/2002, Seite 32 ff.

Die neue Energieeinsparverordnung

Chance für das Heizungsbauerhandwerk

Die wesentliche Änderung der EnEV ist die Erweiterung der Bilanzgrenzen vom Jahres-Heizwärmebedarf, wie es die vorangegangene Wärmeschutzverordnung vorsah, auf den Jahres-Primärenergiebedarf. Mit dem jetzt festgelegten Bezug wird der gesamte Energiepfad von der Förderquelle über den Wärmeerzeuger bis in die Wohnräume der Gebäude berücksichtigt. Darin enthalten sind auch die teilweise hohen Energieaufwendungen für die Veredelung der Primärenergien (Rohöl, Kohle, Erdgas). Diese Energieaufwendungen werden nach DIN V 4701-10 Anlage C.4 als "Primärenergiefaktoren" definiert. Sie sind für jede Energieart charakteristisch und bewerten damit grundlegend die eingesetzten Energien und deren Umwandlung. Regenerative Energien erhalten hierbei einen besonderen Bonus. Eine nach DIN V 4701-10 ermittelte Anlagenaufwandszahl repräsentiert also die Effizienz, mit der die eingesetzte Energie über die Anlagentechnik in Heizwärme umgewandelt wird.

Der Jahresheizwärmebedarf dagegen kennzeichnet die Energiebilanz des Gebäudes. Er wird nach DIN V 4108-6 berechnet. Mit beiden Normen wird erstmals eine ganzheitliche energetische Beurteilung von Bauphysik und Anlagentechnik vorgenommen. Damit der bisher erreichte Standard des Gebäudewärmeschutzes erhalten bleibt, gelten für Transmissionswärmeverluste die Mindestanforderungen der bisherigen WSVO-95.

Mit welchen Maßnahmen die Anforderungen der EnEV hinsichtlich der Begrenzung des Primärenergiebedarfes eingehalten werden – ob durch zusätzliche Wärmedämmung oder effizientere Anlagentechnik – liegt im Ermessen des Planers und Bauherrn. Damit vergrößert sich der Spielraum für ein optimales Energiemanagement. In vielen Fällen können z.B. alleine durch den Einsatz eines effizienten Brennwertkessels in Verbindung mit einem nach Stand der Technik gedämmten Gebäude die Anforderungen der EnEV 2002 erfüllt werden. Voraussetzung ist allerdings, dass die Geräteaufstellung, die Betriebsweise und die Wärmeverteilungsanlage optimal geplant und ausgeführt werden.

Bedeutung der Anlagenaufwandszahl

In diesem Zusammenhang kommt der Anlagenaufwandszahl e_P eine besondere Bedeutung zu. Sie ist der Schlüssel, mit dem über eine effiziente Heizungsanlage die Anforderungen der EnEV erfüllt werden können. Bei richtiger Planung liegen so die Investitionskosten deutlich niedriger als bei zusätzlichen Wärmeschutzmaßnahmen.

Die Anlagenaufwandszahl beschreibt die Effektivität der gesamten Heizungsanlage und hängt daher wesentlich von den produktspezifischen Aufwandszahlen ihrer Komponenten ab. Den größten Einfluss bewirken die Aufwandszahlen der Wärmeerzeuger und die Energien, mit denen sie betrieben werden. Auch die hydraulische Einbindung der einzelnen Komponenten sowie die Art der Trinkwassererwärmung (zentral, dezentral), die Verlegung der Rohrleitungen (in beheizten/unbeheizten Bereichen) usw. beeinflussen die Anlagenaufwandszahlen. Berücksichtigt werden zudem alle eingesetzten Energien, einschließlich der elektrischen Hilfsenergien. Die einzelnen Anlagenbereiche wie Heizung, Lüftung und Trinkwassererwärmung werden in ihren Nutzungsperioden bewertet. Für Heizung und Lüftung ist dies die Heizperiode, für die Trinkwassererwärmung das gesamte Jahr.

Die Anlagenaufwandszahl wird nach DIN V 4701-10 ermittelt. Die Norm ist so konzipiert, dass sie flexibel eingesetzt werden kann, je nachdem, wie viele Detailkenntnisse vorliegen. Daher gibt es drei Verfahren mit unterschiedlicher Genauigkeit:

1. Diagrammverfahren: sehr einfach und schnell zu handhaben, umfasst zurzeit gut 70 typische Heizungsanlagen (Beiblatt zur DIN V 4701-10),
2. Tabellenverfahren: basiert auf standardisierten Anlagenkomponenten, für die Mindesteffizienzwerte aus dem Anhang C zugrunde gelegt sind. Sie orientieren sich am unteren Marktniveau. Für eine Abschätzung der Anlagentechnik liegt man hier auf der sicheren Seite.
3. Detailverfahren: liefert die genauesten Ergebnisse. Dieses Verfahren ist zu empfehlen, wenn die produktspezifischen Aufwandszahlen der Hersteller vorliegen.

Wärmeerzeuger im Vergleich

Die produktspezifischen Aufwandszahlen e_g der Wärmeerzeuger (z.B. Kessel, Wärmepumpe, Solaranlage) bewerten die Effizienz ihrer Energieumwandlung und die Energieart selbst. Sie werden für die Funktionen Heizung, Trinkwassererwärmung und Lüftung bestimmt und können aus verschiedenen Quellen mit unterschiedlicher Aussagekraft stammen. Die Standardwerte sind für alle gleichartigen Wärmeerzeuger in der DIN V 4701-10 Anhang C aufgelistet. Weil sie innerhalb einer Produktgruppe alle Geräte und Hersteller repräsentieren, orientieren sie sich am unteren Marktniveau. Um sich von diesem Niveau qualitativ abzugrenzen, hat der BDH das Informationsblatt Nr.15 ¹⁾ herausgegeben. Darin sind Aufwandszahlen aufgeführt, die für die höherwertigeren Wärmeerzeuger der Hersteller gelten, die dem BDH angeschlossen sind. Aufwandszahlen für Wärmeerzeuger gibt es daher in drei Qualitätsstufen:

1. Standardwerte aus DIN V 4701-10 Anhang C: Sie repräsentieren die energetische Qualität der Geräte am unteren Marktniveau und sollten daher nur für eine Abschätzung verwendet werden.
2. Gehobene Standardwerte der Hersteller, die dem BDH angeschlossenen sind: Sie repräsentieren die energetische Qualität der Geräte am oberen Marktniveau und sollten dann verwendet werden, wenn keine herstellerspezifischen Angaben vorliegen.
3. Herstellerangaben: Sie führen im Allgemeinen zu den effizientesten Aufwandszahlen.

Die Handhabung der Aufwandszahlen und der Vergleich von Produkten sind nicht so einfach, wie wir es vom Normnutzungsgrad her kennen. Sie hängen von zusätzlichen Parametern ab wie die beheizte Nutzfläche, die Aufstellung und Betriebsweise (raumluftabhängig bzw. raumluftunabhängig) sowie bei Brennwertkesseln noch von den Heizkreistemperaturen.

Die vorgenannten Ausführungen verdeutlichen, dass sich das Heizungshandwerk intensiv mit der DIN V 4701-10 befassen und die Entscheider (Architekten, Bauherren) umfassend informieren muss. Ansonsten droht die Gefahr, dass zukünftig anstatt auf moderne Heiztechnik auf eine verstärkte Gebäudedämmung gesetzt wird.

Auswirkungen der EnEV auf den Gebäudebestand

Die meisten Anforderungen der EnEV gelten für neu zu errichtende Gebäude. Sie müssen anhand des Energiebedarfsausweises, der zur Pflicht wird, nachgewiesen werden. Für die Nachrüstung bestehender Gebäude sind die Anforderungen nicht so klar umrissen. Es heißt lediglich, dass bei der Modernisierung "die Möglichkeiten einer energetischen Verbesserung ausgeschöpft werden müssen." Dennoch bieten sich dem verarbeitenden Handwerk auch hier viele Chancen. Beispielsweise sind die obersten Geschossdecken über beheizten Räumen sowie ungedämmte Warmwasser führende Rohrleitungen samt Armaturen nachträglich zu dämmen. Heizkessel, die vor 1978 eingebaut wurden, müssen, sofern es keine Niedertemperatur- oder Brennwertkessel sind, bis Ende 2006 ausgetauscht werden. Im Fall, dass diese nach dem 1. November 1996 mit neuen Brennern ausgerüstet wurden, verlängert sich die Frist bis Ende 2008. Leider und unverständlicherweise gelten die beiden letzten Punkte nicht für selbstgenutzte Ein- und Zweifamilienhäuser. Hier tritt die Verpflichtung zur Nachrüstung erst zwei Jahre nach einem Eigentümerwechsel in Kraft.

Unter der Prämisse, dass die EnEV vorrangig dem Ziel dient, die CO₂-Emissionen zu reduzieren, ist nur schwer nachzuvollziehen, dass dieser doch recht große Gebäudeanteil von der Verpflichtung zur Nachrüstung befreit ist. Eine Senkung der CO₂-Emissionen kann nur im Gebäudebestand erreicht werden. Neubauten führen trotz aller Verschärfungen der Vorschriften immer zu zusätzlichen Emissionen.

Wirtschaftliche Aspekte

Um den CO₂-Ausstoß (und letztlich auch die Heizkosten) zu senken, gibt es viele Möglichkeiten. Über die Frage, welche der Maßnahmen am effektivsten ist, gab es viele Diskussionen, die je nach Standpunkt und Interesse unterschiedlich bewertet wurden. Um im Vorfeld der Energieeinsparverordnung hierüber mehr Klarheit zu bekommen, hat Mitte der 90er-Jahre das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit zusammen mit dem Umweltbundesamt einen entsprechenden Forschungsauftrag vergeben. Mit der Durchführung wurde die Bundesarchitektenkammer beauftragt. Untersucht und in ihrer Effektivität verglichen wurden fast alle heute im Wohnungsbau zur Verfügung stehenden Techniken zur Energieeinsparung und CO₂-Minderung. Die Ergebnisse sind in einem Buch [1] veröffentlicht, das zugleich Architekten und Planern einen umfassenden Überblick mit praktischen Empfehlungen über energieoptimiertes Bauen und Modernisieren gibt. Insbesondere dem Altbaubestand wurde ein besonderer Schwerpunkt gewidmet. Aus 20 Altbauten wurde als Projektbeispiel ein 1950 gebautes Mehrfamilienhaus ausgewählt. Der Ausgangszustand für die zusätzliche Energieeinsparmaßnahme war die damals noch gültige WSVO-95. Insgesamt wurden 20 Maßnahmen untersucht und in ihrer Effektivität bewertet. Die Palette reichte von konventionellen Techniken wie Wärmedämmungen und neue Kessel bis hin zu regenerativen Systemen wie Solarenergie und kontrollierte Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung.

Mit großem Abstand an der Spitze der Effektivitätsliste erwies sich der Einsatz eines Brennwertkessels. Um gegenüber der WSVO-95 zusätzlich 1 kWh/(m²·a) Energie einzusparen, liegen die hierfür aufzuwendenden Investitionen um den Faktor 3 niedriger als die an zweiter Stelle rangierende Wärmeschutzverglasung.

Warten auf die Brennstoffzelle?

Die Bereitschaft der Eigenheimbesitzer, Investitionen zur Heizungsmodernisierung und Energieeinsparung zu tätigen, ist derzeit eher gering. Einer der Gründe hierfür ist wohl auch, dass Immobilienbesitzer auf neue Technologien wie die Brennstoffzellentechnik warten. Nach dem jüngsten Energiepreisschub im Herbst 2000 wurde sie von der Industrie mit Unterstützung der Medien als die "Wunderwaffe" vorgestellt. Ähnlich wie nach den Energiekrisen Mitte der 70er-Jahre, wo man glaubte, die konventionellen Kessel durch Wärmepumpen ablösen zu können, sehen heute viele in Brennstoffzellen die Lösung unserer Energie- und CO₂-Probleme.

Um den Anschein zu erwecken, man stünde kurz vor der Markteinführung, werden der Öffentlichkeit funktionierende Prototypen vorgestellt. Wie fast immer in solchen Fällen werden der tatsächliche Entwicklungsstand und die grundlegenden Probleme verschwiegen. Entwicklungsingenieure wissen sehr wohl aus Erfahrung, dass bei der Entwicklung einer völlig neuen Technologie mit einem funktionierenden Prototyp erst ca. 1% der Entwicklungsarbeit geleistet ist. Die schwierigste Phase, in der die meisten Entwicklungsprojekte scheitern, ist der Weg vom Prototyp bis zur Serienreife und der Markteinführung.

Eines der Hauptprobleme der Brennstoffzellentechnologie liegt beim Energieträger. Brennstoffzellen arbeiten ausschließlich mit reinem Wasserstoff, der in der Natur ungebunden nicht vorkommt und daher kein Primärenergieträger ist. Er muss aus Wasserstoffverbindungen, beispielsweise bei der Brennstoffzelle für den häuslichen Einsatz aus Erdgas, gewonnen werden. Die Verfahren hierzu sind technisch aufwendig. Sie stellen das Hauptproblem bei der Realisierung von häuslichen Brennstoffzellen dar. Abgesehen davon wird mit Brennstoffzellen weder Energie eingespart noch der CO₂-Ausstoß verringert. Denn Erdgas besteht überwiegend aus Methan (CH₄) was bei der Reformierung in Wasserstoff (H) und Kohlenstoff (C) aufgespaltet wird. Der freiwerdende Kohlenstoffanteil oxidiert, wie bei der Verbrennung, mit dem Luftsauerstoff zu CO₂.

Außerdem kann die Energieversorgung von Gebäuden aus verschiedenen Gründen weder auf der Strom- noch auf der Heizungsseite alleine von Brennstoffzellen abgedeckt werden. Für den Spitzenbedarf müssen nach wie vor konventionelle Techniken (Heizkessel, Strom aus dem öffentlichen Netz) bereitgestellt werden. Dies verteuert die gesamte Anlage nicht nur erheblich, sondern stellt auch hohe Anforderungen an Regelungstechnik und Hydraulik. Es wäre daher ein Schritt in die falsche Richtung, wenn heute dringend notwendige Investitionen zur Energie- und CO₂-Einsparung in Erwartung neuer Techniken zurückgehalten werden. Für die Gebäudeheiztechnik wird es in absehbarer Zukunft keine wirtschaftlichere und effizientere Alternative als die in hohen Stückzahlen praxiserprobte Brennwerttechnik geben. Die Geräte sind ausgereift und arbeiten äußerst zuverlässig. Inzwischen haben Brennwertkessel rund ein Drittel des Gasmarktes erobert, bei weiter steigender Tendenz. Aus gutem Grund: Moderne Gas-Brennwertkessel erreichen mit einem Normnutzungsgrad von bis zu 110% nahezu den physikalischen Grenzwert, der bei 111% liegt. Gegenüber modernen Niedertemperaturkesseln, deren Nutzungsgrade im Bereich von 92 – 95% liegen, kann im Schnitt 15% Energie eingespart werden. Wird bei der Modernisierung ein alter Kessel aus den 70er-Jahren gegen einen modernen Brennwertkessel ausgetauscht, kann die Einsparung sogar bis zu 40% betragen [2]. Die Firma Rapido-Wärmetechnik beispielsweise gewährt überdies auf die Brennwertgeräte wie auch auf alle anderen Produkte eine Garantie von insgesamt 9 Jahren mit einer 3-jährigen Vollgarantie auf alle Teile außer den typischen Verschleißteilen.

L i t e r a t u r :
[1] Energiegerechtes Bauen und Modernisieren, Herausgegeben von der Bundesarchitektenkammer, Birkhäuser Verlag Basel, Berlin, Boston
[2] Econpact Planungsanleitung, Rapido Wärmetechnik GmbH, Rahserfeld 12, D-41709 Viersen