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Nearly Zero Energy Building? Das Passivhaus gibt eine Antwort.

Kontext

Fossile Ressourcen gehen zur Neige und deren Nutzung heizt den zivilisationsgefährdenden Treibhauseffekt an. Die vollständige einfache Substitution fossiler Energieträger durch erneuerbare scheidet aufgrund geringer Verfügbarkeit bzw. hoher Kosten aus. Komfortverzicht ist keine Option, so kann die Lösung nur in einer entscheidenden Steigerung der Energieeffizienz, verbunden mit der Nutzung erneuerbarer Energien zur Deckung es verbleibenden Energiebedarfes liegen. Dies hat die Europäische Union erkannt und mit der Direktive 2010/31/EU (EPBD recast) Nearly Zero Energy Buildings (NZEB) als Gebäudestandard ab 2021 festgeschrieben.

In diesem Beitrag wird die Entwicklung des energieeffizienten Bauens in Deutschland anhand des historisch und aktuell gültigen sowie des zukünftigen gesetzlichen Rahmens nachgezeichnet bzw. fortgeschrieben und darauf aufbauend verschiedene Ansätze zur Bewertung von hocheffizienten Gebäuden diskutiert. Anschließend werden die Vorgaben und Intentionen der Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) beleuchtet und eine Definition vorgeschlagen.

Entwicklung des gesetzlichen Rahmens in der Bundesrepublik Deutschland

Die verordnungsseitige Dimension des energiesparenden Bauens in Deutschland manifestierte sich erstmals 1977 in der 1. Wärmeschutzverordnung (WSchV). Sie begrenzt die Transmissionswärmeverluste einzelner Bauteile sowie den mittleren U-Wert des Gebäudes in Abhängigkeit vom A/V-Verhältnis. In diesem Beitrag wird die Entwicklung beispielhaft an einem Reihenendhaus (Passivhaus Kranichstein) dargestellt (vgl. Abbildung 1). Die 3. Wärmeschutzverordnung von 1995 (WSchV 95) brachte erstmalig eine Energiebilanzbetrachtung mit Berücksichtigung von solaren und internen Gewinnen. Gefordert wurde nun ein maximaler Jahresheizwärmebedarf. Aus diesem lässt sich der maximale mittlere U-Wert für das Beispielgebäude zurückrechnen, der einer Verschärfung von ca. einem Drittel entspricht. Zu diesem Zeitpunkt stand das erste Passivhaus in Kranichstein schon seit vier Jahren. Sein mittlerer U-Wert liegt etwa bei einem Drittel des nach WSchV 95 zulässigen Maximums. Wären die Wärmeschutzverordnungen in gleichem Maße fortgeschrieben worden, wäre bereits 2013 Passivhaus Niveau erreicht worden. Mit der ersten Energieeinsparverordnung (EnEV) löste der Primärenergiebedarf des Gebäudes für Heizung, Warmwasser und Hilfsstrom den Jahresheizwärmebedarf als Kriterium ab, der mittlere U-Wert des Gebäudes (H’T), ging als Nebenanforderung ein. Die EnEV legt auch Primärenergiefaktoren fest, in welchen nur der nicht erneuerbare Anteil des Primärenergiebedarfes berücksichtigt wird. Holz als Biomassebrennstoff erhält damit den PE-Faktor 0,2. Durch das Verfahren der Stromgutschriften für Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) erhält auch Wärme aus solchen Anlagen sehr niedrige PE-Faktoren.

Der Wechsel zum Primärenergiebedarf ist sinnvoll, da nun auch die anlagentechnischen Verluste und die Vorketten der Brennstoffbereitstellung sowie der zum Betrieb der Wärmeerzeuger notwendige Hilfsstrom mit in die Energiebilanz eingeht. Eine Grafik, in der die historischen Maxima des Primärenergiebedarfes mit stets steigenden Anforderungen dargestellt sind, ist geläufig (Abbildung 1).

Abbildung 1:
Primärenergiebedarf und mittlere U-Werte nach deutschem gesetzlichem Rahmen
im Vergleich zum Passivhaus


Der Grenzwert der EnEV 01 für H’T steigt jedoch für das Beispielgebäude gegenüber der WSchV 95 signifikant. Die Wahl eines Energieträgers mit einem niedrigen PE-Faktor (Biomasse, KWK) oder der Einsatz einer thermischen Solaranlage erlauben nun, die Gebäudehülle weniger hochwertig auszubilden. Erst mit der EnEV 2009 wurde das Wärmeschutzniveau von 1995 wieder erreicht. Der maximale Primärenergiebedarf richtete sich hier nach einem „Referenzgebäude“, welches in Geometrie und Ausrichtung dem realen Gebäude entspricht, jedoch festgelegte Bauteilqualitäten und Anlagentechnik aufweist. Der maximale Primärenergiebedarf für das Beispielgebäude sank, allerdings unter der Bedingung niedrigerer Primärenergiefaktoren. Mit der kommenden EnEV soll H’T weiter gesenkt werden. Gleiches gilt für den Primärenergiebedarf, dies jedoch vor dem Hintergrund sinkender Primärenergiefaktoren für Strom (EnEV2009 2,6, 2014 2,0, 2016 1,8). Im weiteren Verlauf des Gesetzgebungsverfahrens sind Änderungen möglich.

Ansätze zur Bewertung hochenergieeffizienter Gebäude

Bilanzrahmen

In wenig effizienten Gebäuden ist der Bilanzrahmen der EnEV (Heizwärme-, Warmwasser-, und Hilfsstrombedarf) akzeptabel, da hier der Heizwärmebedarf dominiert. Da dessen Anteil in höchst energieeffizienten Gebäuden minoritär ist, greift der Bilanzrahmen der EnEV dort zu kurz und ist um den Energiebedarf für Beleuchtung und Haushaltsstrom zu erweitern. Die Bilanzierung von Energieerzeugung am Standort wird weiter unten diskutiert.

Dimensionen der Bewertung

Zur Bewertung des Energiebedarfes von Gebäuden lassen sich vier Dimensionen identifizieren: Die Nutzenergie (z.B. in Form von Wärme), welche im Gebäude benötigt wird um bestimmte Dienstleistungen (thermisch behagliches Raumklima) zu erbringen, die Systemeffizienz des Gesamtgebäudes unter Einbeziehung anlagentechnischer Verluste und Bewertung der eingesetzten Energieträger, die Umweltwirkung durch den Betriebsenergiebedarf und die Verteilung des Energiebedarfes im Jahresverlauf. Im Folgenden werden diese Dimensionen diskutiert und Indikatoren vorgeschlagen.

Nutzenergie

In den siebziger Jahren, als weder Energiebilanzprogramme noch die zugehörige Hardware allgemein verfügbar waren, stellte sich der leicht per Hand zu berechnende mittlere Wärmedurchgangskoeffizient des Gebäudes als angemessener Bewertungs- und Verordnungsmaßstab dar. Noch heute definiert er zuverlässig eine thermische Qualität, da er sich auf die langlebigen Komponenten des Gebäudes bezieht, auf physikalischen Grundlagen basiert und nicht abhängig von über die Zeit veränderlichen Faktoren ist. Für die Bewertung hocheffizienter Gebäudes ist der mittlere U-Wert jedoch unzureichend, da in diesen solare- und interne Wärmegewinne einen erheblichen Beitrag leisten. Insofern ist der Wechsel zur Anforderung an den Jahresheizwärmebedarf, welcher mit der WSchV 95 vollzogen wird ein richtiger Schritt den der Passivhaus Standard von Anfang an (jedoch auf Basis einer qualifizierten Energiebilanz) ging. Dessen Anforderung an den Jahresheizwärmebedarf (15 kWh/(m²a)) ist der zentrale Bestandteil des Kriterienkataloges an Passivhäuser – und seit über 20 Jahren bezüglich des Anforderungsniveaus unübertroffen sowie nachgewiesenermaßen in den überwiegenden Fällen das ökonomische Optimum (welches der Maßstab für das Nearly Zero Energy Building ist). Bleibend wichtig ist die Anforderung an den Jahresheizwärmebedarf, da sie die Effizienz der langlebigen, passiven Komponenten der Gebäudehülle beschreibt, und nicht abhängig von über die Zeit veränderlichen Faktoren ist.

Systemeffizienz

Allerdings erlaubt der Jahresheizwärmebedarf keine Bewertung der Energieeffizienz des Gesamtsystems „Haus“, da sowohl die Anlagentechnik, als auch die Bewertung der eingesetzten Energieträger fehlen. Der Wechsel zum Primärenergiebedarf im Rahmen der EnEV sollte dies leisten. Eine ausschließliche Fokussierung auf die (nicht erneuerbare) Primärenergie führt jedoch zu Fehloptimierungen und konterkariert den Anspruch an die Vergleichbarkeit von Gebäuden sowohl was die Nutzung unterschiedlicher Energieträger angeht, als auch bezüglich der Vergleichbarkeit von Gebäuden, welche zu unterschiedlichen Zeitpunkten errichtet wurden. Abbildung 2 zeigt die Primärenergiekennwerte des Beispielgebäudes, welches sich hier an H‘T der EnEV 2009 orientiert. Dargestellt wird der Primärenergiekennwert auf Basis der Primärenergiefaktoren (nicht erneuerbar) von 2002, 2009 und 2016, sowie mit den Heizsystemen Gasbrennwertkessel (verbessert), (Erdreich-) Wärmepumpe und Pelletkessel mit thermischer Solaranlage. Klar ersichtlich ist, dass sich die über die Zeit gleichen Haustechnikvarianten in Abhängigkeit vom sich ändernden Primärenergiefaktor für Strom nicht nur absolut, sondern auch relativ zum Anforderungsniveau unterschiedlich darstellen. So sinkt die Anforderung der EnEV 2016 gegenüber der EnEV 2009 bei der Variante „Wärmepumpe“ durch den von 2,6 auf 1,8 gefallenen Primärenergiefaktor für Strom, falls die Änderungen der EnEV (Stand 2013) wie geplant umgesetzt werden.

Abbildung 2:
Primärenergiekennwerte des Beispielgebäudes
mit der thermischen Qualität der Gebäudehülle nach H’T EnEV 2009 mit unterschiedlichen Heizsystemen
und den in den jeweiligen Verordnungen gültigen Primärenergiefaktoren


Wärmepumpen haben, da sie Umweltwärme mit Hilfe elektrischer Energie nutzbar machen, abhängig von der Jahresarbeitszahl einen geringeren Endenergiebedarf als Gas- oder Pelletkessel. Insofern ist es berechtigt und sinnvoll, Wärmepumpen besser zu bewerten, als Kessel, solange die Jahresarbeitszahl höher ist, als der Primärenergiefaktor des eingesetzten Stromes. Für Pelletkessel wird, aufgrund ihres geringeren Wirkungsgrades mehr Endenergie zur Erzeugung derselben Nutzenergie eingesetzt, als für Gasbrennwertkessel. Dennoch weist „Holz“ mit 0,2 einen wesentlich günstigeren PE-Faktor aus, als Erdgas (1,1), da nur der „nicht erneuerbare Anteil“ gewertet wird.

Die ausschließliche Einbeziehung des nicht erneuerbaren Anteils an der Primärenergie unterschlägt, dass auch regenerative Energien mengenmäßig begrenzt sind und erlaubt keinen Vergleich der Systemeffizienzen. Die nicht erneuerbare Primärenergie ist daher als Indikator für die Gesamteffizienz des Systems Haus nicht geeignet.

Anders verhält es sich augenscheinlich mit dem Gesamtprimärenergiebedarf, bestehend aus den erneuerbaren und nicht erneuerbaren Anteilen der Energieträger. Hier wird, unter der Voraussetzung, dass valide Faktoren zum Ansatz kommen, tatsächlich die Effizienz des Gesamtsystems vergleichbar beschrieben. Allerdings werden durch die Addition der Anteile wirklich problematische nicht erneuerbare Energien (Fossile: Klimawandel und Folgen, Kernenergie: riskanter Betrieb, Endlagerung, Waffenproblematik) und (mit Ausnahme möglicher inakzeptabler Konkurrenzen zwischen „Tank und Teller“ bei Biomasse) mehr oder minder ästhetisch bedingte Bedenken (Wind: Verspargelung der Landschaft, PV, Solarthermie: Verschandelung von Ortsbildern) gleichgesetzt.

Eine mögliche Lösung besteht darin, Gebäude anhand eines vollständig erneuerbaren Referenzszenarios zu bewerten, in welchem alle fossilen und nuklearen Ressourcen von erneuerbaren und nachhaltig verfügbaren Energieträgern abgelöst sind. Ein solcher Zustand wird mit der Energiewende angestrebt. Das Passivhaus Institut hat diese Lösung als zielführend erkannt und arbeitet zurzeit ein solches Referenzszenario aus (vgl. dazu die Beiträge von Wolfgang Feist [Feist 2013a] und [Feist 2013b]). Die Bewertung anhand dieses Referenzszenarios soll ab dem PHPP 9 den nicht erneuerbaren Primärenergiekennwert (max. 120 kWh/(m²a)) als Indikator für die Gesamteffizienz ablösen.

Umweltwirkung

Von der heutigen Energieversorgung gehen bezüglich ihrer Umweltwirkung zwei prinzipielle Hauptrisiken aus: Der Klimawandel und Gefahren durch die Nutzung von Kernenergie. Während die äquivalente Kohlendioxidemission ein guter Indikator für die Wirkung des Gebäudes auf das Klima ist, bleibt die Kernenergie hier unberücksichtigt. Durch die Ausweisung der nicht erneuen Primärenergie ließe sich dieses Problem zwar nicht wissenschaftlich sauber, jedoch im Kontext einer auch für Laien nachvollziehbaren Gebäudebewertung in akzeptabler Weise lösen. Daher plädiert das PHI dafür, den nicht erneuerbaren Primärenergiebedarf als Umweltschadindikator heran zu ziehen. Dabei ist es jedoch entscheidend, erneuerbare Energieträger in Anlehnung an die verfügbare Menge zu budgetieren. Würde ein Gebäude mehr Energie benötigen, als ihm nach einem zu definierenden Verteilungsschlüssel zusteht, würde der über die verfügbare Menge erneuerbarer Energie hinausgehende Bedarf mit dem Primärenergiefaktor eines substituierenden nicht erneuerbaren Energieträgers bewertet.

Verteilung des Energiebedarfes im Jahresverlauf

In Klimaregionen, in welchen der Heizenergiebedarf den Kühlenergiebedarf dominiert, liegt im Winter ein höherer Energiebedarf vor als im Sommer. Gleichzeitig erreicht die solare Energieerzeugung ihren Tiefpunkt. Daraus resultiert das sogenannte „Winterloch“. Um dieses zu füllen müssen teure Kraftwerkskapazitäten und speicherbare Energieträger vorgehalten werden. Daher ist es (volks-) wirtschaftlich sinnvoll, das Winterloch nach Möglichkeit zu minimieren.

Im Folgenden werden Beispielgebäude in ihrer Wirkung auf dieses Winterloch hin untersucht. Alle Gebäude sind monovalent mit Strom via Wärmepumpe (Aufwandszahl des Gesamtsystems = 0,35 {Anmerkung: Die Aufwandszahl gleitet monatlich zwischen 0,42 im Winter und 0,20 im Sommer, da sie abhängig von der Quellentemperatur ist.}) versorgt. Die Gebäude sind bezüglich der Nutzfläche, der Ausrichtung und des Standortes identisch. Eine nach Süden ausgerichtete Solaranlage nimmt 50 % der Dachfläche ein. Der Vergleich erfolgt auf Endenergieebene, der Bilanzrahmen umfasst Heizung, Warmwasser, Hilfs-, Haushalts- und Beleuchtungsstrom sowie photovoltaische Energieerzeugung. Betrachtet werden ein freistehendes eingeschossiges Gebäude und ein dreigeschossiges Reihenendhaus nach den Mindestanforderungen der EnEV 2009 an H‘T. Das dreigeschossige Reihenendhaus wird zusätzlich in der Variante „Passivhaus“ abgebildet.

Aus Abbildung 3 ist ersichtlich, dass die Photovoltaikanlage nicht geeignet ist, die Situation im Winterloch wesentlich zu entspannen. Hingegen leistet die höhere Effizienz des Passivhauses einen signifikanten Beitrag.

Abbildung 3:
Strombedarf (komplett) und Stromerzeugung der Beispielgebäude
Abbildung 4:
Energiebilanz und Reststrombedarf im Winterloch


Abbildung 4 zeigt die Energiebilanz und den Reststrombezug im Winterloch der genannten Beispielgebäude und des Passivhauses ohne Solaranlage (Erzeugung und Bedarf wurden monatsweise verrechnet). Bei dem eingeschossigen Gebäude nach EnEV handelt es sich um ein echtes bilanzielles Plusenergiehaus auf Endenergieebene. Da die Photovoltaikanlage den Strom aber dann produziert, wenn der Bedarf niedrig ist, kann auf diese Weise das Winterloch nicht entschärft werden, wie am „Reststrombezug Oktober-März“ klar wird. Hier stellt sich auch das Passivhaus sogar ohne Solaranlage besser dar, als die EnEV-Gebäude. Der Reststrombezug im Winter erweist sich als der entscheidende Indikator für das Verhalten eines Gebäudes im Winterloch. In einem künftigen erneuerbaren Szenario wird im Sommer, wenn der Energieertrag höher als der Bedarf ist, Strom preiswerter sein als im Winter. In dieser Periode wird der überschüssige Strom in speicherbares Methan oder Methanol umgewandelt, welches im Winter in KWK-Anlagen rückverstromt wird. Wegen der Umwandlungsverluste Strom – Methan – Strom sind die Primärenergiefaktoren im Winter ungünstiger als im Sommer. Fließen diese gleitenden Primärenergiefaktoren mit in die Energiebilanz ein, findet automatisch eine Bewertung des Energiebedarfes im Winterloch statt. Diesen Weg möchte das Passivhaus Institut mit der Bewertung von Gebäuden im erneuerbaren Referenzszenario beschreiten.

Bewertung von On-Site Energieerzeugung

Anhand des Verhaltens im Winterloch konnte gezeigt werden, dass der Wunsch, ein „bilanzielles Plus“ zu erreichen, zu Fehloptimierungen führen kann. Auch wurde deutlich, dass es mit einem eingeschossigen Gebäude vergleichsweise einfach ist, ein „bilanzielles Plus“ zu erreichen. Allerdings sind eingeschossige Gebäude aus Gründen des Flächenverbrauches, der Stadt- und Landschaftsplanung sowie der Verkehrs- und Medieninfrastruktur suboptimal. Dessen ungeachtet ist eine Energieerzeugung im Zusammenhang mit dem Gebäude wünschenswert.

Diese Überlegungen führen zu der Frage, ob der Bezug von On-Site-Energieerzeugungen auf die Gebäudenutzfläche der richtige ist. Ein Gebäude nimmt die Fläche in Anspruch, auf der es gebaut wird. Ein naheliegender Gedanke ist es, die On-Site-Energieerzeugung auf eben diese, durch das Gebäude in Anspruch genommene, Fläche zu beziehen. Dies könnte die versiegelte Fläche sein, oder die ohnehin im Rahmen der Energiebilanz bereits erhobene Fläche von Bodenplatten und/oder Kellerdecken (Flächengruppe 11 im Passivhaus Projektierungs Paket). Die On-Site-Energieerzeugung könnte ebenso im Verhältnis zu einer Referenzerzeugung angegeben werden: Als Referenz wird beispielsweise eine PV-Anlage definiert, die 100% der (referenziell nach Süden ausgerichteten) Dachfläche des jeweiligen Gebäudes einnimmt. Die tatsächliche Produktion könnte dann mit der referenziellen verglichen werden. So würde jedes Gebäude im Verhältnis zu seinen Möglichkeiten bewertet.

Primärenergiefaktoren für die On-Site-Produktion sollten individuell anhand pauschalisierter Primärenergieinhalte an grauer Energie, der Lebensdauer und einer prognostizierten Gesamtenergieerzeugung der Anlage gebildet werden.

Kostenoptimum aus Investitions- und Energiekosten

Im Rahmen des Forschungsvorhabens Passivhaus International [Feist et.al. 2011] wurde eine Analyse der weltweiten Kostenoptima für ein Gebäude auf Basis des Passivhauses Kranichstein (äquatororientiertes Reihenendhaus) durchgeführt. Variiert wurden dabei die Stärke der Dämmung, die Qualität der Verglasung und der Fensterrahmen sowie die Lüftungsanlage. Die eingesetzte Wärmepumpe kann je nach Bedarf kühlen, heizen, entfeuchten und übernimmt auch die Warmwasserbereitung. Abbildung 5 zeigt den Jahresheizwärmebedarf des kostenoptimalen Gebäudes an den verschiedenen Standorten mit Bezug auf die Wohnfläche. Während in den überwiegenden Teilen Mittel- und Osteuropas das ökonomische Optimum bei einem Jahresheizwärmebedarf zwischen 10 und 13 kWh/(m²a) liegt, resultiert auf großen Teilen der iberischen Halbinsel und Italien das Nullheizenergiehaus. Innerhalb der EU resultiert nur an wenigen Orten in Schweden und Finnland ein Jahresheizwärmebedarf von größer 19 kWh/(m²a). Nur an diesen Orten wird das ökonomische Optimum nicht durch eine Beheizung/Kühlung mit der Zuluft erreicht (eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung ist überwiegend das ökonomische Optimum) (Abbildung 6). In allen anderen Regionen ist das über die Zuluft beheizbare funktionale Passivhaus das ökonomische Optimum. Dieses Ergebnis wird auch in [Feist/Ebel 2013] bestätigt. Dort wird gezeigt, dass das Passivhaus Wärmeschutzniveau selbst dann das ökonomische Optimum darstellt, wenn die Minderkosten für das Heizsystem linear zum Jahresheizwärmebedarf angenommen werden, also der „Kostensprung“ ab dem Punkt „Beheizbarkeit über die Zuluft möglich“ entfällt.

Abbildung 5:
Jahresheizenergiebedarf des wirtschaftlich
optimierten Gebäudes an verschiedenen Standorten
Abbildung 6:
Optimale Heizwärme-/ Nutzkälteverteilung


Nearly Zero Energy Building (NZEB)

Die Richtlinie 2010/31/EU

Die Richtlinie soll die Verbesserung der Gesamteffizienz von Gebäuden unter Berücksichtigung lokaler Bedingungen, Innenraumklima und Kosteneffizienz berücksichtigen (Artikel 1, Satz 1). Ausdrücklich behandelt die Richtlinie Mindestanforderungen, über die die Mitgliedsstaaten hinausgehen dürfen (Satz 3).

Definition: Artikel 2, Satz 2: “‘nearly zero-energy building’ means a building that has a very high energy performance, as determined in accordance with Annex I. The nearly zero or very low amount of energy required should be covered to a very significant extent by energy from renewable sources, including energy from renewable sources produced on-site or nearby”.

“Niedrigstenergiegebäude” (deutsche Originalübersetzung) weisen eine sehr hohe Energieeffizienz auf (nach Anhang 1 der Richtlinie). Die wenige Energie, die noch benötigt wird, soll zu einem sehr hohen Teil durch erneuerbare Energien abgedeckt werden. Dabei gehen erneuerbare Energien ein, die am Standort oder in dessen Nähe erzeugt werden.

Damit ist bereits der Bilanzrahmen vorgegeben: Gesamteffizienz schließt den kompletten Energiebedarf ein. Energieerzeugung am Standort wird einbezogen, ebenso regenerative Energie, die in dessen Nähe erzeugt wird.

Anhang 1 (Gemeinsamer allgemeiner Rahmen für die Berechnung der Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden) besagt, dass die Gebäudeeffizienz anhand des Energiebedarfes für die Raumkonditionierung (Heizung, Kühlung) und Warmwarmwasserbereitung festzumachen ist (Anhang 1, Satz 1). Dies steht zunächst in einem gewissen Gegensatz zur Forderung der Abbildung der Gesamteffizienz, da der Energiebedarf hocheffizienter Gebäude nicht mehr durch Heizung, Kühlung und Warmwasser dominiert wird. Allerdings wird in Satz 3 gefordert, dass (vor allem bei Nichtwohngebäuden) eingebaute Beleuchtung zu berücksichtigen ist.

Das geforderte „kostenoptimale Niveau“ (Artikel 2, Satz 14) umfasst die energiebezogenen Investitionskosten, Betriebs- (Wartung, Energie) und evtl. Entsorgungskosten über die Lebensdauer. Das Niedrigstenergieniveau wird ab 2019 für öffentliche, ab 2021 auch für alle anderen Gebäude verlangt. Zur raschen Umsetzung setzen die Mitgliedsstaaten Marktanreize und bauen Marktschranken ab.

Vorschlag für eine Definition

Auf die Historie der Wärmeschutz- und Energieeinsparverantwortungen gründend, aufbauend auf die Richtlinie 2010/31EU [EPBD2010] sowie unter Einbeziehung der Vorschläge aus Abschnitt 3 wird folgende Definition für das Niedrigstenergiegebäude als Diskussionsbeitrag des Autors vorgeschlagen:

Ein Niedrigstenergiegebäude ist ein Gebäude, welches bezüglich der Investitions-, Energie- und Kapitalkosten ein wirtschaftliches Optimum unter den Klimabedingungen des Standortes darstellt. Der Bilanzrahmen umfasst den Gesamtenergiebedarf für Heizung, Warmwasser und alle Stromanwendungen sowie die aus regenerativen Quellen des Standortes nutzbar gemachte Energie.

In verschiedenen Untersuchungen, z.B. [Feist et.al. 2011], [Feist/Ebel 2013], konnte gezeigt werden, dass dieses Optimum eintritt, sobald ein Gebäude in Verbindung mit einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung über die hygienisch notwendige Zuluft beheizt werden kann. Bei üblichen Wohnflächen ist dies bei einer Heizleistung von 10 W/m² bzw. einem Jahresheizwärmebedarf um 15 kWh/(m²a) der Fall.

Es können die folgenden hinreichenden Kriterien abgeleitet werden:

  • Die Heiz-/ bzw. Kühlast des Gebäudes darf 10 W/m² nicht überschreiten.
  • Alternativ darf der Jahresheiz- bzw. Jahreskältebedarf 15 kWh/(m²a) nicht überschreiten.
  • Die Heiz- und Kühllast, sowie der Jahresheiz- und –kühlenergiebedarf werden ausgewiesen.
  • Der Gesamtprimärenergiebedarf wird anhand eines zu definierenden erneuerbaren Referenzszenarios ermittelt und darf einen noch zu bestimmenden Grenzwert nicht überschreiten.
  • Die Primärenergieerzeugung aus regenerativen Quellen des Standortes darf diejenige einer referenziellen, optimal ausgerichteten Photovoltaik Anlage, welche 50% der Dachfläche des Gebäudes einnimmt, nicht unterschreiten. Sollte eine Energieerzeugung auf dem Grundstück nicht möglich sein, ist ersatzweise eine Beteiligung des Eigentümers an neuen Anlagen zur regenerativen Stromerzeugung oder ein Bezug von erneuerbarem Strom aus neuen Anlagen (nachgewiesen durch Zertifikat) statthaft.

Zusätzlich wird der nicht erneuerbare Primärenergiebedarf, welcher eine Budgetierung erneuerbarer Energieträger berücksichtigt, als Umweltschadindikator ausgewiesen. Für den voll- und teilsanierbaren Bestand werden pauschale Zuschläge definiert.

Quellen

[EPBD 2010] Amtsblatt der Europäischen Union: Richtlinie 2010/31/EU des europäischen Parlaments und des Rates vom 19. Mai 2010 über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden (Neufassung)

[EnEV20014-Referentenentwurf] Bundesrepublik Deutschland, Bundesministerien für Wirtschaft und Technologie, für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen: Entwurf einer zweiten Verordnung zur Änderung der Energieeinsparverordnung

[Feist et.al. 2011] Feist, Wolfgang (Hrsg.): „Passivhäuser für verschiedene Klimazonen“, Passivhaus Institut Darmstadt, 2011. Forschungsvorhaben unterstützt durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt und Saint-Gobain

[Feist 2013] Feist, Wolfgang (Hrsg): Tagungsband zur 17. Internationalen Passivhaustagung in Frankfurt am Main. Passivhaus Institut Darmstadt 2013

[Feist 2013a] Feist, Wolfgang: Passivhaus-Effizienz macht die Energiewende wirtschaftlich. In: [Feist 2013]

[Feist 2013b] Feist, Wolfgang: Energiekonzepte: Das Passivhaus im Vergleich. In: [Feist 2013]

[Feist/Ebel 2013] Feist, Wolfgang, Ebel, Witta et.al.: Protokollband des 42. Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser, Passivhaus Institut, Darmstadt 2013

Siehe auch

grundlagen/energieeffizienz_als_wichtigste_kuenftige_energiequelle/nearly_zero_energy_building_das_passivhaus_gibt_eine_antwort.txt · Zuletzt geändert: 2014/05/23 16:52 von twessel