Liebe Bürgerinnen und Bürger, Main-Spessart hat sich das Ziel gesteckt, bis zum Jahr 2035 energieautark zu sein. Dann soll in unserem Landkreis ebenso viel Energie aus regenerativen Quellen gewonnen werden, wie hier verbraucht wird. Damit soll der Ausstoß von Treibhausgasen heruntergefahren und ein wichtiger Beitrag zum Klimaschutz geleistet werden. Zwei Faktoren sind dabei ganz wesentlich: Erstens weniger Energie zu verbrauchen und zweitens mehr Energie aus eigenen Quellen vor Ort zu erzeugen. Wir wissen, dass dies ein ehrgeiziges Ziel ist. Ein Ziel, das nur erreicht werden kann, wenn jeder Einzelne bereit ist, einen Beitrag dazu zu leisten. Wir können von Seiten der öffentlichen Hand zwar dafür Sorge tragen, dass unsere eigenen Gebäude nach und nach entsprechend umgerüstet werden. Doch müssen wir dazu auch die Wirtschaft und unsere Privathaushalte mit ins Boot holen. Nur wenn alle an einem Strang ziehen, können wir es schaffen. Ich freue mich deshalb, dass Sie mit der Neuauflage unserer Energiefibel wieder viele wertvolle und aktuelle Informationen rund um das Thema regenerative Energien an die Hand bekommen. Die Broschüre wurde sowohl inhaltlich als auch regional deutlich ausgeweitet. Hier werden Energieeinsparmöglichkeiten ebenso aufgezeigt wie Fördermöglichkeiten. Auch erhalten Sie Tipps, wenn Sie den Einbau einer neuen Heizung planen sowie Informationen über die aktuelle Brennwerttechnik und den hydraulischen Abgleich. Ich hoffe, dass Sie von diesem Ratgeber regen Gebrauch machen und viele von Ihnen bereit sind, entsprechende Maßnahmen in die Tat umzusetzen. Thomas Schiebel Landrat des Landkreises Main-Spessart
Allgemeine Energiefragen Rund ums Gebäude 1. Energiesparende Bauplatzauswahl 2. Wärmedämmung 3. Kontrollierte Raumlüftung 4. Energieausweis Anlagentechnik 1. Heizung und Solarthermie - die Qual der Wahl 2. Wärmepumpen 3. Heizen mit Holz 4. Blockheizkraftwerk 5. Hydraulischer Abgleich 6. Energieeffiziente Heizungspumpen 7. Photovoltaik Passivhaus, Nullenergiehaus, Plusenergiehaus Einsatz Erneuerbarer Energien 1. Biogas-Anlagen 2. Wasserkraft 3.1 Windenergienutzung aus Großwindkraftanlagen 3.2 Kleinwindkraftanlagen 4. Energie-Atlas Bayern 2.0 Mobilität Energieagenturen Beratung und Tipps 1. Verhaltensbezogenes Energiesparen 2. Energieberatung 3. Energieberatung der Verbraucherzentrale 4. Fördertöpfe Adressen Haftung und Rechte / Danksagung / Impressum Inhaltsverzeichnis 2 7 7 11 16 21 27 27 34 41 44 47 50 52 57 61 61 66 74 78 80 93 93 97 101 104 91 83 107 128
2 Wie steht es weltweit um unsere Energie- bzw. Ölreserven? Empirische Daten belegen die These, dass die Welterdölförderung im Jahr 2005 einen weltweiten Höhepunkt erreicht hat und seither mit Schwankungen auf einem Plateau verweilt. Die Förderung von konventionellem Erdöl befindet sich seit 2008 im Förderrückgang. Das Fördermaximum der konventionellen Ölförderung ist auch von der Internationalen Energieagentur als Tatsache bestätigt worden. Aktuelle und künftige Anstrengungen der Erdölindustrie sind vor allem darauf ausgerichtet, das Förderplateau möglichst lange zu halten, indem der Förderrückgang der produzierenden Felder mit steigendem Aufwand durch neue Fördersonden oder unkonventionelle Erdölförderung ausgeglichen werden muss. Neue Felder sind jedoch in den meisten Fällen von schlechterer Qualität (kleiner, teurer in der Erschließung, höherer Schadstoffanteil, …), so dass dieser Wettlauf immer schwieriger wird. Wie lange reicht das Erdöl noch? Die Szenarien der Internationalen Energieagentur im WEO 2012 suggerieren, dass um 2020 - 2025 der hohe Anteil unkonventioneller Erdöl- und Erdgasförderung die USA weitgehend von Gas- und Ölimporten unabhängig machen können. Diese Aussage basiert auf der Annahme, dass 1. der Erdgas- und Erdölverbrauch in den USA deutlich zurückgehen werde, und 2. dass die spekulativ ermittelten unkonventionellen Ressourcen auch in belastbare Reserven transferiert würden, die dann auch zügig gefördert würden. Das ist jedoch keineswegs gesichert. Es besteht eine große Wahrscheinlichkeit, dass die Förderung von leichtem „tight oil“ 2015 - 2017 das Fördermaximum erleben und danach zurückgehen wird. Die Förderung von leichtem „tight oil“ wird vermutlich nicht länger als 10 Jahre auf hohem Niveau erfolgen und sich damit als eine deutlich überschätzte Blase zeigen. “Peak oil is now”. Im Bericht des Jahres 2008 war das weltweite Ölfördermaximum auf das Jahr 2006 festgesetzt worden. Dies ist noch richtig, sofern man die Produktion von unkonventionellem synthetischem Erdöl in Kanada und Teersandförderung ausklammert, wie dies auch von der Internationalen Energieagentur und der US Energiebehörde EIA bestätigt wird. Im WEO 2012 wird die konventionelle Erdölförderung im Jahr 2005 bei Allgemeine Energiefragen
3 70 Mb/Tag und im Jahr 2011 bei 68,5 Mb/Tag gesehen (WEO 2012). Das Fördermaximum der konventionellen Ölförderung ist inzwischen allgemein akzeptiert. Im Bericht des Jahres 2008 war erwartet worden, dass die Ölförderung bald zurückgehen werde. Anhand aktueller Daten ist es offensichtlich, dass die weltweite Ölförderung ein mehr oder weniger stabiles Plateau erreicht hat, das kaum von Ölpreisschwankungen beeinflusst wurde. Da das Angebot weitgehend stabil war, folgten die starken Preisfluktuationen vor allem den Nachfrageschwankungen und nicht umgekehrt. Selbst als der Ölpreis im Spätsommer kurzzeitig auf 40 USD/bbl fiel, löste das keineswegs einen Nachfrageanreiz aus. Der Ölverbrauch der OECD-Staaten ging seit 2005 um etwa 10 % zurück (BP 2012). Seit 15 Jahren besteht nun die Debatte über das weltweite Ölfördermaximum. Dabei wurden immer wieder neue „Hoffnungsträger” angeführt, die - bisher unbeachtet - die künftige Ölförderung noch auf lange Zeit garantieren könnten. Doch die meisten dieser „Hoffnungsträger“ entlarvten sich schon nach kurzer Zeit als nicht tragfähig. Beispielsweise wurde vor gut zehn Jahren die Ölförderung im tiefen Meer als einer dieser Hoffnungsträger propagiert. Unbestritten ist, dass es dort Öl gibt, und dass dies auch einen Beitrag zur Ölförderung leistet. Doch inzwischen blieb die Ölförderung im Golf von Mexiko weit hinter den damals geschürten Hoffnungen zurück, die Förderung vor der Küste Angolas hat den Höhepunkt ebenfalls bereits überschritten. Auch wird die Förderung vor Brasilien wesentlich langsamer ausgeweitet, als es vor einigen Jahren propagiert wurde. Im Kaspischen Meer hat Aserbaidschan mit dem Überschreiten des Fördermaximums im Feldkomplex Azeri-Chirac-Guneshli ebenfalls den Höhepunkt überschritten. Das im Jahr 2000 entdeckte Ölfeld Kashagan im Kaspischen Meer - das damals als der größte und wichtigste Fund seit langem gefeiert wurde, der dazu beitragen werde, dass die Ölförderung im Kaspischen Raum mit der Ölförderung von Saudi Arabien gleichziehen oder diese sogar übertreffen könnte - nimmt jetzt, 13 Jahre nach der Entdeckung und 7 Jahre gegenüber den damaligen Prognosen verspätet, die Förderung auf. Die großen Teersandvorkommen in Alberta/Kanada produzieren nur auf der Hälfte des vor 5 Jahren vorhergesagten Niveaus.
4 Saudi Arabien hat entgegen der damaligen Hoffnungen die Förderung nie auf 12-14 Mb/Tag ausgeweitet, sondern kurzfristig auf etwas über 11 Mb/Tag. Im aktuellen WEO 2012 bewertet die IEA denn auch deutlich vorsichtiger, dass Saudi Arabien die Förderung bis 2030 kaum ausweiten werde. Welchen Anteil hat der Energieträger Erdöl in Deutschland? Auch in Deutschland erfolgt die Primärenergiegewinnung zu über 90 % aus Erdöl, Erdgas, Kohle und Uran. Die Geothermie kann bislang nur begrenzt zur Energieversorgung beitragen, hat aber ein sehr großes Potential. Der weitaus überwiegende Teil der fossilen Energierohstoffe wird aus dem Ausland importiert. So stammen 98 % des Erdöls, 87 % des Erdgases und inzwischen etwa 77 % der Steinkohle aus Importen. Diese Abhängigkeit von importierten Energieträgern wird sich vermutlich in Zukunft weiter verstärken. Gleichzeitig steigt weltweit die Nachfrage an. Obwohl es auf der Erde noch sehr große Vorkommen an Energierohstoffen gibt, ist deren Endlichkeit unstrittig. Die Aufgabe fossiler Energieträger ist daher als Brückenenergie den sicheren Übergang in eine auf regenerativen Energieträgern beruhende Energievorsorgung zu gewährleisten. Wie geht es weiter? Die Staatsschuldenkrise, die sich zunehmend in eine Währungskrise wandelt, lässt eher einen Einbruch der Wirtschaftsleistung erwarten. Aus Sicht des Peak Oil dürfte es interessant zu sehen sein, wie weit der Ölpreis nachgibt. 40 Dollar, wie nach dem Einbruch im Sommer 2008, sind jedoch eher unwahrscheinlich. Die langfristige Aussicht sind weiter steigende Preise. Nicht nur, weil die Schwellenländer ihren Verbrauch weiter steigern werden und damit Absatzrückgänge in den Industrieländern ausgeglichen werden, sondern auch, weil die Förderung der verbleibenden Reserven immer aufwendiger und deshalb teurer wird. Der brasilianische Förderer Pedrobras kalkuliert mit 80 Dollar pro Barrel, sinkt der Ölpreis darunter, wird Pedrobras seine Investitionen in neue Förderungen zurückfahren und damit die Knappheit der Zukunft verschärfen. Die Firma will bis 2015 225 Milliarden Dollar in neue Förderungen investieren, aber sie kann es nur, wenn der Preis eben nicht auf unter 80 Dollar sinkt. Dort liegt der Boden der Ölpreise - zumindest
5 langfristig. Denn: Sinkt der Ölpreis darunter, werden keine zusätzlichen Quellen erschlossen. Werden keine neuen Quellen erschlossen, sinkt die globale Ölfördermenge, da die meisten Felder sich bereits am Peak oder in der Decline-Phase befinden, in der die Fördermenge sinkt. Sinken die Fördermengen, dürfte es zu Versorgungsengpässen an den Märkten kommen, was den Preis steigen lässt - denn ohne Öl läuft die Industrialisierung einfach nicht. So mag die Finanzkrise auf die Ölpreise durchschlagen, an der Abhängigkeit der meisten Volkswirtschaften von diesem Rohstoff ändert das wenig. Luft zum Atmen bekommt so manches Unternehmen, wenn die Preise sinken, die deutsche Konjunktur wird inzwischen fast mehr von Saudi Arabien & Co. aus bestimmt als von der hiesigen Wirtschaftspolitik. Doch sobald das unternehmerische Atmen wieder leichter fällt und die Wirtschaft wieder anzieht, steigt auch der Ölpreis und macht die Luft wieder dünner. Im Peak Oil Barometer von Energy Comment ist daher von stark schwankenden Preisen und „demand destruction“ die Rede: Der mit Peak Oil einhergehende Preisanstieg zerstört durch krisenhafte Erscheinungen die Nachfrage nach Öl, was die Preise senkt. Die niedrigeren Preise erlauben dann wieder einen Wirtschaftsaufschwung, dessen zunehmende Ölnachfrage jedoch die Preise wieder steigen lässt.
6 Der Artikel wurde aus Zitaten folgender Quellen zusammengestellt: http://www.energywatchgroup.org/fileadmin/global/pdf/EWG-update3012_ kurz-dt_22_03_2013.pdf http://www.g-o.de/index.php?cmd=aws_basics&id=5454 http://www.bgr.bund.de/DE/Themen/Energie/energie_node.html http://www.peak-oil.com/2011/08/tendenz-des-olpreises-runter/ Autor: Dr. Erich Ruppert Lokale Agenda 21, AG „Ökologisches Bauen“, Stadt Schweinfurt
7 1. Energiesparende Bauplatzauswahl Die Orientierung und Lage des Hauses und der Wohnräume Die Hausorientierung hat entscheidenden Einfluss auf den Energieverbrauch eines Gebäudes. Bei der Planung von energiesparenden Häusern, Passivhäusern, Nullenergiehäusern und ganz besonders bei der Planung von Plusenergiehäusern ist auf eine optimale Ausrichtung zur Sonne zu achten. Die standortbedingten oder naturgegebenen Einflüsse Wurden Siedlungen und Dörfer früher bei ihrer Gründung bevorzugt an Süd-Südwest-Hängen und an windgeschützten Plätzen errichtet, ist dagegen heute die Lage von neuen Baugebieten von vorhandenen Freiflächen und Erschließungsstraßen abhängig. Will ein Bauherr energetisch optimale Voraussetzungen, so muss er bei der Auswahl des Bauplatzes stark auf die Gegebenheiten achten. Evtl. sollten alternative Grundstücke in Erwägung gezogen werden. Ein vorausschauender Blick auf die zu erwartenden Energiekosten der nächsten Jahrzehnte wird die endgültige Entscheidung leichter machen. -3° Mulde Kaltluftsee -1° Kuppen- lage +2° Süd-Südwest Hanglage 0° Ebenes Gelände Freie Lage Der Einfluss der Topographie Rund ums Gebäude
8 Die Gebäudeorientierung (meist vorgegeben durch die Bebauungsplanung der Kommunen) Ost-West-Straße Links: Die Grundstücke südlich der Straße liegen am günstigsten. Rechts: Um die Südsonne im Winter gut nutzen zu können, sollte die Südfront möglichst breit gelagert sein Nord-Süd-Straße Links: Die Grundstücke sind unterschiedlich begünstigt. Rechts: Bei versetzter Anordnung erhält im Winter jedes Gebäude die Südsonne und eine bessere Aussichtslage. Nordost-SüdwestStraße Links: Sonne am Morgen für die Ostseite, am Nachmittag für die Westseite. Rechts: Bei einer Abwinklung der Grundstücke zur Straße hin können alle Gebäude mit breiten Südfronten ausgeführt werden. Musterstraße W O Terrasse bzw. Wintergarten Wohngebäude S N NO SW
9 Die Orientierung der Wohnräume (bevorzugte Orientierungen) Wohnräume nach Süd-West Wenn man sich in den Nachmittags- und Abendstunden dort aufhält, hat man den gewünschten Sonnenschein in den Räumen. Kochen nach Osten Oft befindet sich ein Frühstücksplatz in der Küche, und dort ist die Morgensonne erwünscht. Auch finden die meisten Küchenarbeiten in den Mittags- und Nachmittagsstunden statt, so dass Sonneneinstrahlung den Raum oft uner- wünscht zusätzlich erwärmt. Schlafräume Eltern nach Osten Die aufgehende Sonne erhellt frühmorgens den Raum. Kinder nach Westen Zum Spielen und für Hausaufgaben gibt die Nachmittags- sonne Licht. Häufig hat der Bauherr oder der Architekt wenig oder keinen Einfluss auf die Gebäudeorientierung, die durch den Bebauungsplan vorgegeben ist. Hier sind die Städteplaner gefordert. Wir müssen den Energieverbrauch reduzieren, und will die Bundesregierung den CO2-Ausstoß wie versprochen eindämmen, dann muss bei der Erstellung von Bebauungsplänen mehr auf die Himmelsorientierung der einzelnen Bauplätze geachtet werden. Möchte ein Bauherr bewusst solare Energie nutzen oder strebt er den Bau eines Passivhauses an, dann ist der erste und wichtigste Schritt beim Bau eines Hauses die genaue Bauplatzanalyse. Ideal ist eine gut besonnte Lage und die Orientierung der Hauptfassade nach Süden zur Sonne (± 20 %). Häuser an ungünstigen Lagen bedürfen gegebenenfalls mehr Wärme- dämmung, mehr Heizenergie und/oder mehr Haustechnik.
10 Verschattung • Nachbarbebauung, z.B. Hochhäuser • durch Berge • durch Vegetation, z.B. Sträucher, Bäume Verschattungen verhindern solare Energiegewinne, deshalb muss ein Haus, das energiesparend sein soll, im Besonderen z.B. ein Passivhaus, so errichtet werden, dass seine Südseite auch in den Wintermonaten von der Sonne bestrahlt wird. Schattige und düstere Wohnungen beeinträchtigen auch das Wohlbefinden. Eine Verschattung kann aber durchaus auch Vorteile haben, z.B. kann eine geschickte Auswahl und Platzierung von Laubbäumen ein natürlicher Schutz im Sommer sein und somit eine Überhitzung der Wohnung verhindern. Im Winter, wenn das Laub abgefallen ist, kann die Sonnenwärme wieder, wenn auch nicht in vollem Ausmaß, genutzt werden. Autorin / Grafiken Anja Baumann Dipl.-Ing. (FH) Architektur / Energieberaterin (HWK) Lokale Agenda 21, AG „Ökologisches Bauen“, Stadt Schweinfurt Nachbar Passivhaus Schatten Sommer Winter Frühling / Herbst
11 2. Wärmedämmung Allgemeines Der größte Anteil der Energie (ca. 80 %) in privaten Haushalten in Deutsch- land wird zum Heizen verbraucht. Zum Schutz des Klimas auf unserer Erde und zur Schonung der verfügbaren Ressourcen für spätere Generationen ist eine kurzfristige Verringerung des Energieverbrauchs dringend notwendig. Ebenso führt eine Verringerung der Ressourcen zu überdurchschnittlichen Preissteigerungen des „Rohstoffs Energie“. Weil es auch volkswirtschaftlich schädigend ist zu viel Energie zu verschwen- den, gibt es seit den 1980er Jahren die Wärmeschutzverordnung, die kontinuierlich verbessert wurde. Heute regelt die EnEV („Energieeinsparverordnung“) dieses Problem dadurch, dass sie kontinuierlich an die neuen Anforderungen angepasst wird. Sie schreibt vor, wie Gebäude herzustellen bzw. zu sanieren sind, damit Energie nicht unnötigerweise verbraucht wird. Ein wesentlicher Beitrag zur Energieeinsparung ist die Verringerung der an jedem Gebäude entstehenden Wärmeverluste. Diese gliedern sich auf: 1. Verluste durch die Gebäudehülle 2. Lüftungsverluste 3. Anlagenverluste prozentuale Verteilung der gesamten Verluste (Quelle: Ingenieurbüro Fischer)
12 Im Folgenden wird der Punkt 1, die Wärmedämmung der Gebäudehülle, näher betrachtet. Die Transmissionswärmeverluste der ungedämmten Gebäudehülle teilen sich prinzipiell wie folgt auf: Prozentuale Verteilung der Transmissionsverluste (Quelle: Ingenieurbüro Fischer) U-Wert und Wärmeleitfähigkeit Der Sinn der Wärmedämmung ist, die Heizlast des Gebäudes zu minimieren und die erzeugte Wärme im Haus zu halten. Der wichtigste Rechenwert dazu ist der U-Wert (früher: k-Wert). Er gibt an, wie viel Energie pro m² eines Bauteils abgegeben wird. Je kleiner er ist, desto geringer sind die Wärmeverluste. Der U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient) wird von der Wärmeleitfähigkeit (Lamda-Wert l) der Materialien und der Materialdicke bestimmt, aus denen die einzelnen Bauteile bestehen. Einige Beispiele hierzu sind: Stahlbeton: l = 2,5 W/m*K Mauerwerk: l = 0,50 W/m*K (z.B. unporösierte Hochlochziegel) Nadelholz: l = 0,13 W/m*K Wärmedämmstoff: l = 0,035 W/m*K (üblicher Wärmedämmstoff der Wärmeleitgruppe 035) Diese Zahlen zeigen, dass die Wärmeleitfähigkeit eines gebräuchlichen Wärmedämmstoffes über 70 (!) mal besser ist als der von Stahlbeton. Damit wird eindeutig klar, wie effektiv eine ausreichende Wärmedämmung ist.
13 Verschiedene Dämmstoffe Es gibt sehr viele unterschiedliche Dämmstoffe für die unterschiedlichsten Einsatzgebiete. Eine Möglichkeit der Unterscheidung ist die Herkunft. Pflanzliche und tierische Dämmstoffe: Dazu gehören beispielsweise Zellulose, Holzfaserdämmstoffe (Holz- weichfaserplatten und Holzwolleleichtbauplatten), Fasern wie Flachs, Hanf und Kokos, sowie Kork, Schilf, Schaf- und Baumwolle. Eine besondere Dämmplatte sind zweischichtige Holzweichfaserplatten mit integrierter Dampfbremse. Sie sind für die Innendämmung konzipiert. Mineralische Dämmstoffe In diesen Bereich fallen die bekannten Mineralfaserdämmstoffe bzw. -platten, aber auch mineralische Schüttungen und Schaumglas. Sowie die bei Innendämmungen gerne verwendete aufgeschäumte Kalziumsilikatplatten. Schaumdämmstoffe Der bedeutendste Schaumdämmstoff ist das Polystyrol, das allgemein unter dem Namen „Styropor“ bekannt ist. Ferner nimmt in den letzten Jahren das Polyurethan einen immer größer werdenden Anteil ein. Anzumerken ist allerdings, dass die Schaumdämmstoffe in den letzten Jahren aufgrund ihrer bauphysikalischer Eigenschaften und des Brandschutzes in die Kritik gekommen sind. Vakuumdämmstoffe In die letzte Gruppe gehören die Vakuumdämmstoffe für Spezialanwendungen. Maßnahmen zur Wärmedämmung Bodenplatte In neuen Gebäuden wird unter der Bodenplatte mit druckfestem Schaum- dämmstoff oder Glasschaumschotter gedämmt. Im Bestand ist nur die Dämmung auf dem Kellerboden möglich, wenn eine umfassende Renovierung ansteht. Alternativ kann die Unterseite der Kellerdecke gedämmt werden, sofern der Keller unbeheizt ist. Hier ist darauf zu achten, dass auch der Bereich des Treppenhauses ausreichend gedämmt ist, damit keine Wärme aus den oberen Geschossen in den Keller abgegeben wird.
14 Außenwände (Außendämmung) Bei Neubauten werden entweder hochdämmende Mauerwerksbaustoffe in entsprechenden Dicken (36,5 oder 49 cm) verwendet oder ein Wärmedämmverbundsystem (WDVS) eingebaut. Dann besteht eine Wand beispielsweise aus einer 24 cm dicken Kalksandsteinmauer und einer außen angebrachten Wärmedämmschale mit 12 bis 16 cm, bei Passivhäusern bis 24 cm. Als Dämmstoff ist aus Kostengründen hier das Polystyrol (z.B. „Styropor“) weit verbreitet. Es sind jedoch auch Mineralfaser- und Holzfaserdämmstoffe üblich. Bei bestehenden Gebäuden ist durch Aufbringen eines Wärmedämm- verbundsystems eine erhebliche Reduzierung der Wärmeverluste möglich. Außenwände (Innendämmung) Bei bestehenden Gebäuden gibt es oft nur die Möglichkeit der Innendämmung, beispielsweise wenn sie auf der Grundstücksgrenze errichtet wurden oder wenn es sich um denkmalgeschützte oder besonders erhaltenswerte Objekte handelt. Hier wird gerne auf porösierte Kalziumsilikatplatten zugegriffen, die ohne Dampfbremse / Dampfsperre auskommen. Aufgrund ihrer mineralischen und hochporösen Struktur kann dieses Material hohe Feuchtigkeitsmengen aufnehmen und in „Trockenzeiten“ wieder abgeben, ohne dass eine Schimmelbildung zu befürchten ist. Diese Konstruktion ist der klassischen Innendämmung mit Dampfbremse vorzuziehen, weil die Randanschlüsse an Boden und Decke wesentlich einfacher sind. Dach Bei der Dachdämmung wird im Allgemeinen die Aufdach- und die Zwischensparrendämmung unterschieden. Bei der Aufdachdämmung werden die Sparren meist innen sichtbar gelassen. Beim Dämmstoff handelt es sich häufig um hochdämmende PU-Schaumplatten. Für den sommer- lichen Wärmeschutz sind jedoch Holzfaserplatten die bessere Lösung, wenngleich sie teurer sind. Bei der Zwischensparrendämmung ist der übliche Aufbau von innen nach außen: • sichtbare Decke (Paneelen, Gipskartonplatte, ...) • tragender Unterbau • Dampfsperre
15 • Wärmedämmung bzw. Sparren • Diffusionsoffene Folie oder besser Holzweichfaserplatte • Konterlattung • Dachlattung • Ziegel- oder Betondachsteindeckung Für die Wärmedämmung wird ein Dämmstoff empfohlen, der eher etwas schwerer ist, damit die Sonne im Sommer das Dachgeschoss nicht zu stark aufheizt („sommerlicher Wärmeschutz“). Bei bestehenden Gebäuden ist der nachträgliche Einbau einer Wärme- dämmung im Dach sorgfältig zu planen. Wichtig ist, dass der Gesamtaufbau bauphysikalisch unbedenklich ist (Tauwasserbildung, Luftdichtheit). Fenster Gut gedämmte Fenster gibt es als Holz-, Holz-Alu-, oder Kunststofffenster. Reine Aluminiumfenster sind ebenfalls auf dem Markt, jedoch sehr teuer, wenn sie gut gedämmt sind. Zu beachten sind hier sowohl die Rahmen als auch die Verglasung. Insgesamt sollte der Fenster-U-Wert (=Uw-Wert -w für Window-) 0,9 bis 1,1 W/m²*K nicht überschreiten. Sehr empfehlenswert sind Scheiben mit einem Randverbund aus Edelstahl oder Kunststoff („warme Kante“). Gegenüber den herkömmlichen Scheiben mit Alu-Randverbund erreichen Sie einen um ca.10% besseren Wärme- schutz und helfen den Kondensatanfall am Scheibenrand wesentlich zu vermindern, da diese kritische Stelle deutlich entschärft wird. Fenstersprossen verschlechtern den U-Wert (je nach Ausführung). Autoren Dipl.-Ing. (FH) Architekt Peter Kopperger Lokale Agenda 21, AG „Ökologisches Bauen“, Stadt Schweinfurt Dipl.-Ing. (TU) und Energieberater Bernd Bittner Agenda 21-Arbeitskreis Ressourcen, Landkreis Main-Spessart
16 3. Kontrollierte Raumlüftung Einführung Bei Fenstern und Türen in Altbauten ist durch die Fugenundichtigkeit meist ein ausreichender Luftwechsel gegeben. Das Raumluftvolumen wird innerhalb einer Stunde etwa einmal ausgetauscht. Durch die Forderungen der Wärmeschutzverordnung nach größerer Dichtigkeit bei Fensterfugen ist der natürliche Austausch von Außenluft und Raumluft stark vermindert. Er sinkt auf etwa 1/10 des vorher genannten Wertes ab. Bei Neubauten oder gut renovierten Altbauten sind daher Fenster und Wände so dicht, dass man nicht mehr unbemerkt durch die vielen Ritzen, Nahtstellen und Fugen lüftet. Wer viel Geld für Dämmen und Abdichten ausgibt, will nicht unnötig Wärme beim Lüften verlieren und lässt die Fenster aus Sparsamkeit zu. Denn in hochgedämmten Häusern macht der Verlust durch Lüften oft die Hälfte des gesamten Wärmeverlustes aus. Bleiben Fenster zu, dann sammeln sich viel CO2 und Feuchte in der Raumluft. Die verbrauchte, feuchte und ungesunde Luft darf nicht im Haus bleiben. Täglich fallen bei einem Vier-Personen-Haushalt bis zu 20 kg Wasserdampf an. Die Bildung von Schimmelpilz und Schäden durch Feuchtigkeit wären ohne richtige Lüftung vorprogrammiert. Auch Schadstoffe, die z.B. Wände, Teppiche oder Möbel an die Raumluft abgeben, müssen nach außen abgeführt werden. Wenn dies im Winter über die Fensterlüftung erreicht werden soll, wäre das sehr unangenehm und es würde eine Menge Wärme verloren gehen. Auch im Sommer ist eine Fensterlüftung oft ungünstig, z.B. wegen erhöhter Staubbelastung der Luft, wegen des Wärmeeintrags an heißen Sommertagen oder wegen des Eindringens von Insekten in den Wohnbereich, Lärmbelästigung, etc. Die Fensterlüftung kann nur funktionieren wenn jemand da ist, der lüften kann und nicht alle Bewohner längere Zeit abwesend sind (Arbeit, Schule, Reisen usw.) Aus hygienischen und bauphysikalischen Gründen sollte ein 0,7 bis 0,8-facher Luftwechsel in der Stunde erfolgen. Das bedeutet, dass 70 bis 80 % der Raumluft innerhalb einer Stunde ausgetauscht werden sollten.
17 Bei erhöhtem Wasserdampfaufkommen ist die Luftwechselrate auch wesentlich höher anzusetzen: Bad 5 - 7 h-1 Küche 15 - 25 h-1 Je nach dem Lüftungsverhalten bzw. der Lüftungsart können mit einer Fensterlüftung folgende Luftwechsel erreicht werden: • Türen zu > 0 bis 0,3 h-1 • Fenster gekippt (Spaltlüftung) > 0,3 bis 1,5 h-1 • Fenster kurzzeitig ganz geöffnet (Stoßlüftung) > 0,3 bis 4 h-1 • Fenster ständig ganz geöffnet > 9 bis 15 h-1 • Gegenüberliegende Fenster und Türen ständig geöffnet (Querlüftung) > bis 40 h-1 Wärmeverluste eines Mehrfamilienhauses (Quelle: Ingenieurbüro Bittner) Die Lösung ist die kontrollierte Wohnraumlüftung. Lüftungsanlagen sorgen für ausreichend Frischluft und können zudem einen großen Teil der Wärme (bis zu 90 %) in der Abluft (z.B. aus der Küche oder dem Bad) zurückgewinnen.
18 Die Vorteile im Überblick Weniger Energieverbrauch: Über einen Wärmetauscher kann die in der Abluft enthaltene Wärme an die Zuluft abgegeben werden. Dadurch wird weniger Energie zur Aufheizung der Frischluft benötigt. Es herrschen immer hygienische Luftverhältnisse im Haus: Sogar bei Windstille oder im Winter im Schlafzimmer, wo üblicherweise kaum ausreichend gelüftet werden kann, werden Schadstoffe, Feuchtigkeit und CO2 (Kohlendioxid) abtransportiert. Die Luft wird nicht unangenehm abgekühlt. Die Zuluft ist in allen Räumen sauberer: Gerade an stark befahrenen Straßen oder im Stadtbereich wird viel Straßenstaub vom Filter zurückgehalten. Für Allergiker kann die durch den Filter reduzierte Pollenbelastung hilfreich sein. Unter ungünstigen Bedingungen kann es bei Fensterlüftung sein, dass Luft aus Bad oder Küche durch das Haus gedrückt wird - dies wird mit Lüftungsanlagen vermieden.
19 Komfortsteigerung: Im Sommer kann mit der Zuluft etwas gekühlt werden, keine Belästigung durch Insekten, Reduzierung von Geruchsbelästigung, keine Zugluft beim Lüften, keine Bauschäden durch falsches Lüften, etc. Weniger Lärmbelästigung von außen: Gerade an stark befahrenen Straßen wird die Lärmbelästigung stark reduziert, da trotz geschlossener Fenster gelüftet werden kann. Für eine erholsame Nachtruhe ist dies sehr vorteilhaft. Aufbau und Funktionsweise Aus den Bädern, Küche, WC, Abstellräumen und Fluren wird verbrauchte Luft ab- und von außen Frischluft angesaugt. Beide Luftströme fließen berührungslos in einem Wärmetauscher aneinander vorbei. Dabei gibt die verbrauchte, warme und feuchte Raumluft bis zu 95 % ihrer Wärme an die einströmende, kalte Frischluft ab. Somit gelangt die Zuluft vorgewärmt in den Wohnraum und Schlafraum. Eine Übertragung von Gerüchen findet nicht statt. Beide Luftströme werden durch Ventilatoren mit geringer elektrischer Leistung bewegt und sorgen für einen angemessenen Luftwechsel innerhalb der Wohnung mit wenig Energieaufwand. Denn die bei der Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung bewegten Luftmengen sind so klein, dass sich in einer normalen Wohnung lediglich ein hygienisch und bauphysikalisch richtiger Luftwechsel einstellt. Es werden pro Stunde etwa 70 bis 80 % der Raumluft ausgetauscht. Die häufig anzutreffende Vermutung, Lüftungsanlagen seien mit hermetisch abgeschlossenen Fenstern gleichzusetzen, ist unbegründet. Die Fenster sollen dicht schließen, lassen sich aber nach wie vor öffnen. Allein die Notwendigkeit des Fensteröffnens während der Heizperiode entfällt. Eine Anlage zur kontrollierten Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung dient vorrangig der Wohnungslüftung. Sie ist nicht zu vergleichen mit einer Luftheizungsanlage und benötigt daher ein zusätzliches Heizsystem. Ausnahme: Das Passivhaus. Bei diesem Haustyp ist die Heizlast so gering, dass die benötigte Wärmemenge problemlos über das Lüftungssystem zugeführt werden kann.
20 Eine Lüftungsanlage ist jedoch keine Klimaanlage! Während bei der Klimaanlage die Gebäudekühlung im Vordergrund steht, geht es bei der Lüftungsanlage um die Sicherstellung der hygienisch notwendigen Frischluftzufuhr. Zu beachten ist eine regelmäßige Wartung (Reinigung, Filterwechsel usw.)! Autoren Dipl.-Ing. (FH) Rainer Walter-Helk, Innotech-Solar GmbH Lokale Agenda 21, AG „Ökologisches Bauen“, Stadt Schweinfurt Dipl-Ing. (TU) und Energieberater Bernd Bittner Agenda 21-Arbeitskreis Ressourcen, Landkreis Main-Spessart
21 4. Energieausweis 4.1 Allgemeines Was ist ein Energieausweis für Gebäude? Ein Energieausweis gibt Auskunft über die Energieeffizienz eines Gebäudes und ermöglicht verschiedene Gebäude energetisch miteinander zu ver- gleichen. Die Darstellung des Energieverbrauches erfolgt mittels einer Farbverlaufs- skala unter Angabe des individuellen Endenergiebedarfs sowie des individuellen Primärenergiebedarfs: (Quelle: dena/BMVBS) Hierbei gibt der Endenergiebedarfswert an, welche berechnete „Energiemenge” das konkrete Gebäude tatsächlich pro Jahr für Heizung, Lüftung und Warmwasserbereitung benötigt. Der Wert ist ein guter Orientierungswert für den Energiebedarf und damit die Energiekosten eines Gebäudes. Der Primärenergiebedarf berücksichtigt hingegen neben dem Endenergiebedarf für Heizung, Lüftung und Warmwasser auch die Verluste, die von der Gewinnung des Energieträgers bis zur Nutzung im Gebäude anfallen. Der Wert zeigt somit auf, wie umweltverträglich ein Gebäude ist. Die Grundlagen über Ausstellung und Verwendung von Energieausweisen werden in Deutschland in der Energieeinsparverordnung (EnEV) geregelt. Wann wird ein Energieausweis benötigt? Bei Bau, Verkauf, Vermietung, Verpachtung oder Leasing eines Gebäudes ist ein Energieausweis auszustellen. Dieser ist dem Käufer, Mieter, Pächter oder Leasingnehmer vorzulegen.
22 Für welche Häuser wird ein Energieausweis ausgestellt? Ein Energieausweis wird - mit Ausnahmen der denkmalgeschützten Gebäude - für sämtliche Bestandsgebäude sowie für Neubauten benötigt. Hierbei ist der Energieausweis grundsätzlich für das gesamte Gebäude (und nicht nur für einzelne Wohn- und Nutzungseinheiten) auszustellen. Wie läuft eine Energieausweiserstellung ab? Um für ein Gebäude einen Energieausweis ausstellen zu lassen, wendet sich der Hausbesitzer an einen hierzu berechtigten Energieberater. Über die Landratsämter, die Deutsche Energieagentur in Berlin (www.dena.de), das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (www.bafa.de) und einige andere Stellen können Energieberater aus dem näheren Umfeld ermittelt werden. Der vom Hauseigentümer ausgewählte Berater lässt sich dann die erforderlichen Daten aushändigen bzw. erhebt die Daten direkt am zu beurteilenden Gebäude. Nach dieser Grundlagenermittlung wird der Ausweis ausgestellt und übergeben. Welche Arten von Energieausweisen gibt es? Die Energieeinsparverordnung bietet grundsätzlich verschiedene Möglich- keiten den Energiebedarf eines Gebäudes anhand eines Energieausweises darzustellen; nämlich den Bedarfs- sowie den Verbrauchsausweis, die beide vollwertig nebeneinander gelten. Beim Bedarfsausweis wird der theoretische Energiebedarf eines Gebäude unter normierten Bedingungen errechnet. Hierzu wird das Gebäude zunächst gründlich im Hinblick auf geometrische, konstruktive und energetische Eigenschaften analysiert. Auf diese Weise können alle Umfassungsflächen (Außenmauerwerk, Dach, Fenster, Kellerdecke, Bodenplatte) erfasst und in die Berechnung miteinbezogen werden. Zur Berücksichtigung der passiven solaren Wärmegewinne werden ferner die Umfassungsflächen ihren jeweiligen Himmelsrichtungen zugeordnet. Neben den Eigenschaften der Gebäudehülle werden für die Erstellung eines Bedarfsausweises außerdem die Daten der Anlagentechnik des Gebäudes erhoben und berücksichtigt. Als Ergebnis erhält man ein - von der jeweiligen Nutzergruppe unabhängiges - aussagekräftiges Modell des Gebäudes, anhand dessen sich Modernisierungsempfehlungen fundiert ableiten lassen. Ferner führt der im Bedarfsausweis dargestellte Energiebedarf zu einer guten
23 Vergleichbarkeit unterschiedlicher Immobilien. Allerdings ist darauf hinzuweisen, dass im Bedarfsausweis nicht der tatsächliche Verbrauch angegeben wird, sondern ein nutzerunabhängiger „Normverbrauch“. Im Gegensatz zum Bedarfsausweis basiert der Verbrauchsausweis nicht auf einer Analyse des Gebäudes, sondern auf dem tatsächlich gemessenen (witterungsbereinigten) Energieverbrauch (z.B. der letzten drei Jahre) eines Gebäudes. Somit ist der Verbrauchsausweis sehr stark vom jeweiligen Nutzerverhalten abhängig und eignet sich nur sehr eingeschränkt für einen energetischen Vergleich unterschiedlicher Gebäude, da Gebäudehülle und Anlagentechnik nicht bewertet werden. Eine fundierte Modernisierungsempfehlungen („Welche Maßnahme bringt welchen energetischen Vorteil?“) ist anhand des Verbrauchsausweises daher kaum möglich. Im Vergleich der beiden Energieausweise ist abschließend festzustellen, dass der Bedarfsausweis zu wesentlich aussagekräftigeren Ergebnissen führt. Da die genaue Analyse eines Gebäudes allerdings sehr zeitintensiv ist, muss für die Erstellung eines Bedarfsausweises mit deutlich höheren Kosten gegenüber dem Verbrauchsausweis gerechnet werden. 4.2 Rechtliches Wie sieht der Energieausweis für Wohngebäude aus? Der Energieausweis für Wohngebäude besteht aus folgenden fünf Seiten: • Seite 1: Allgemeine Daten wie Standort, Gültigkeit, Art der Datenerhebung usw. • Seite 2: Auskunft über den Energieverbrauch in Form eines Bedarfsausweises • Seite 3: Auskunft über den Energieverbrauch in Form eines Verbrauchsausweises Da sich der Hausbesitzer vor der Berechnung entscheidet, welche Ausweisart er bevorzugt, wird im Ausweis nur Seite 2 oder Seite 3 ausgefüllt. • Seite 4: Erklärung der wichtigsten Fachbegriffe • Anhang: Modernisierungsempfehlungen
24 Seite 1 (Quelle: dena/BMVBS) Seite 2: Bedarfsausweises Seite 3: Verbrauchsausweis (Quelle: dena/BMVBS) (Quelle: dena/BMVBS)
25 Welcher Energieausweis wird benötigt? Ob für ein Gebäude ein Bedarfs- oder ein Verbrauchsausweis auszustellen ist, hängt grundsätzlich von der Nutzung, der Größe, dem Alter und dem energetischen Zustand des Gebäudes ab. So besteht für größere Wohngebäude (ab fünf Wohneinheiten) sowie für Nichtwohngebäude eine uneingeschränkte Wahlfreiheit zwischen Bedarfs- und Verbrauchsausweis. Für kleinere Wohngebäude, die vor Inkrafttreten der ersten Wärmeschutzverordnung (01.11.1977) erstellt wurden, besteht die Wahlfreiheit zwischen Bedarfs- und Verbrauchsausweis nur, sofern das Gebäude zwischenzeitlich mindestens auf das Anforderungsniveau der ersten Wärmeschutzverordnung saniert wurde. Unsaniert ist für diese Gebäude nur die Ausstellung eines Energiebedarfsausweises zulässig. Ferner sind denkmalgeschützte Gebäude von der Ausweispflicht ausgenommen. Sind Modernisierungsempfehlungen Pflicht? Der Aussteller von Energieausweisen muss fachlich prüfen, ob und welche wirtschaftlichen Modernisierungsmöglichkeiten für ein konkretes Gebäude möglich sind. Diese dienen dem Eigentümer als Information, ihre Umsetzung ist jedoch nicht verpflichtend. Wie lange ist ein Energieausweis gültig? Alle Energieausweise sind 10 Jahre gültig. Wird ein Gebäude allerdings grundlegend saniert oder erweitert, ist es sinnvoll, sich einen neuen Ausweis ausstellen zu lassen, da sich die energetischen Verbesserungen positiv auf Vermietung, Verkauf oder Verpachtung des Gebäudes auswirken. Wer haftet für nicht korrekte Angaben im Energieausweis? Für die Richtigkeit der eingetragenen Daten im Energieausweis haftet der Aussteller. Werden die Daten vom Eigentümer erhoben, ist der Aussteller verpflichtet, die Plausibilität dieser Angaben zu überprüfen. Welche Rechte können Mieter aus dem Energieausweis ableiten? Der Vermieter ist verpflichtet Mietinteressenten einen Energieausweis zur Einsicht vorzulegen. Er dient dem potentiellen Mieter zur Information über die Energieeffizienz des Gebäudes. Der zukünftige Verbrauch und die entsprechenden Energiekosten des Nutzers lassen sich aus dem
26 Energieausweis jedoch nicht ableiten, da diese stark vom jeweiligen Nutzerverhalten abhängig sind. Daher lassen sich auch keine Forderungen einklagen oder durch Mietminderung durchsetzen. Der Nutzer hat ebenfalls keinen Anspruch auf Umsetzung der im Energieausweis enthaltenen Modernisierungsempfehlungen. Aussichten Nachdem in der Vergangenheit die Energieeinsparverordnung bereits mehrfach novelliert wurde, befindet sich diese derzeit erneut in Überarbeitung. Soweit absehbar, ist im Hinblick auf den Energieausweis insbesondere in folgenden Punkten eine Änderung zu erwarten: • Pflichtnennung von Energiekennwerten in Immobilienanzeigen • Neuskalierung der Energiefarbverlaufsskala • Stärkung der Verbindlichkeit von Modernisierungsempfehlungen • Einführung eines Kontrollsystems für Energieausweise • Neudefinition zur Einsichtnahme des Energieausweises (Übergabe und Ausweitung der Aushangpflicht) Autoren: Dipl.-Ing. (FH) Architekt Peter Kopperger Lokale Agenda 21, AG „Ökologisches Bauen“, Stadt Schweinfurt Dipl.-Ing. (FH) Alexander Schaub, Umweltschutzingenieur, LRA Rhön-Grabfeld
27 Anlagentechnik 1. Heizung und Solarthermie - die Qual der Wahl In der Vergangenheit gab es keine große Auswahl für die Heizung im Neubau. Es konnte nur zwischen Gas- oder Ölheizungen entschieden werden. Durch gravierende Effizienz-Verbesserungen ist die Auswahl größer geworden. Alte Heizungen gehen oft verschwenderisch mit dem Brennstoff um. Nicht allein die Wirtschaftlichkeit sondern auch die Unabhängigkeit von konventionellen Brennstoffen und der Umweltschutz sind für viele Hausbesitzer entscheidend. Im folgendem soll ein kurzer Überblick über die wichtigsten Techniken gegeben werden. Wenn es darum geht sich für eine neue Heizungsanlage im Alt- oder Neubau zu entscheiden, sind viele Hausbesitzer aufgrund der Fülle verschiedenster Möglichkeiten und Kombinationen schnell überfordert. Wichtig ist, dass man gut vorbereitet in das Beratungsgespräch mit dem Heizungsfachmann geht und sich dann für das individuell beste Angebot entscheidet. Maßnahme Erneuerung Gas/ Öl Heizkessel Regenerative Erzeuger Einbindung Solarthermie Technik Brennwerttechnik Holz, Holzpellets Wärmepumpe Wärme aus Sonnenstrahlen Warum? Einsparung von Energie durch modernste Kesseltechnik Unabhängigkeit von Öl- und Gasimporten Zur Substitution bzw. Einsparung konventioneller oder alternativer Brennstoffe Tabelle 1: Kurzüberblick von zur Auswahl stehenden Maßnahmen Erneuerung des Heizkessels Als einfachste aber effiziente Maßnahme kommt oft der Tausch eines Alt- oder Niedertemperaturkessels mit einem Brennwertkessel in Frage. Zusätzlich kann ein solarthermisches System zur Warmwassererwärmung und/oder Heizungsunterstützung eingebunden werden.
28 Grafik: Gegenüberstellung veraltete Heiztechnik moderne Brennwerttechnik (Quelle: Buderus) Bei der Brennwerttechnik wird dem Abgas die im Wasserdampf gebundene Kondensationswärme entzogen und dem Heizungssystem zugeführt. Das heißt, es werden die heißen Abgase nicht wie bei alten Anlagen einfach herausgeblasen sondern energetisch genutzt. Daraus resultiert ein Einspareffekt gegenüber Altanlagen von 15-30 %. Brennwertgeräte haben allerdings besondere Anforderungen an den Abgasweg. Bei alten Schornsteinen mit großen Durchmessern, muss ein Rohr mit geringerem Durchmesser (z.B. aus Edelstahl oder Kunststoff) eingezogen werden. Der durchführende Heizungsfachbetrieb oder Schornsteinfeger berät hier gerne. Wichtig: • Energieverbrauch und CO2-Ausstoß wird durch Austausch verringert • Gasbrennwertgeräte haben geringen Platzbedarf und sind vergleichsweise günstig • Schornsteinumrüstung nötig, aber nicht schwierig • Eine zusätzliche regenerative Energiequelle kann eingebunden werden
29 Holzpelletskessel Klimafreundlich mit einem nachwachsenden Rohstoff heizen? Das geht mit einer Holzpelletsheizung. In diesem System werden die hasenfuttergroßen Pellets aus gepresstem Holzstaub mittels eines Heizelements entzündet. Für die geregelte Sauerstoffzufuhr sorgt ein Gebläse, dadurch werden niedrige Schadstoffwerte und sehr geringes Ascheaufkommen erreicht. Die Pellets werden in einem Lagerraum oder Sacksilo gelagert und mit einer Förderschnecke oder einem Saugsystem zum Kessel transportiert. Grafik: Schema einer Holzpelletsheizung mit Sacksilo (Quelle: HDG-Bavaria GmbH, Massing) Alternativen sind mit Pellets betriebene luft- oder wassergeführte Pelletöfen. Diese Öfen stehen im Wohnraum und geben ähnlich wie ein klassischer Kaminofen ihre komplette Wärme an den Wohnraum ab. Wichtig: • Pellets setzen beim Verbrennen rechnerisch nur geringfügig mehr CO2 frei als ein dafür notwendiger Baum beim Wachsen aus der Atmosphäre aufgenommen hat • Es ist eine Lagerstätte für den Brennstoff nötig • Hoher Betriebs- und Arbeitsaufwand • Höherer Invest als bei Öl- oder Gaskessel
30 Wärmepumpe Die elektrischen Wärmepumpen fanden in den letzten Jahren immer mehr Anhänger. Die Effizienz dieses Heizsystems hängt allerdings von vielen Details ab. Wärmepumpentechnik: Das Funktionsprinzip einer Wärmepumpe gleicht dem eines Kühlschranks eben nur umgekehrt. Betrieben durch elektrischen Strom entzieht sie, je nachdem ob Luft oder Erdwärme als Wärmequelle genutzt wird, der Außenluft oder dem Erdreich bzw. Grundwasser die Wärme, hebt diese auf ein höheres Temperaturniveau und gibt die Wärme an das Heiz- oder Brauchwasser ab. Eine wichtige Kennzahl ist die Jahresarbeitszahl (JAZ). Sie errechnet sich aus der erzeugte Wärme im Verhältnis zum dafür eingesetzten Strom (JAZ = Wärme Ausgang/Strom Eingang) Es ist eine Jahresarbeitszahl von deutlich über 4 anzustreben damit Wirtschaftlichkeit gegeben ist. • Eine gute Wärmedämmung der Gebäudehülle sowie die Nutzung einer Flächenheizung sind gute Voraussetzungen für einen wirtschaftlichen und ökologisch sinnvollen Betrieb • Wärmepumpen mit Erdsonden liefern tendenziell die besten Ergebnisse • Luftwärmepumpen weisen im Vergleich zu Erdsondenpumpen schlechtere Jahreszahlen auf, sind aber günstig • Durch direktes Erhitzen des Heizungswassers arbeiten Wärmepumpen am effizientesten, daher ist zu prüfen ob ein Pufferspeicher zum Einsatz kommt • Durch den Einbau von Strom- und Wärmemengenzähler ist es möglich den eingesetzten Strom und die gelieferte Wärme zu vergleichen (Arbeitszahl) • Eine möglichst flache Heiztemperaturkurve (geringe Heizwassertemperatur) ist anzustreben Solarthermie Die Anwendungen der Solarthermie sind vielfältig. Sie reichen von Anlagen im Niedertemperaturbereich bis zu 90 °C, über Prozesswärme im mittleren Temperaturbereich von 80 °C bis 250 °C bis zu solaren Kraftwerken die mit Temperaturen bis zu 400 °C arbeiten.
31 Im Folgenden soll ein Einblick in die Anwendungsbereiche der solaren Brauch- wassererwärmung im Ein- und Mehrfamilienhausbereich gegeben werden. Man unterscheidet zwischen Systemen zur solaren Brauchwassererzeugung und solaren Kombisystemen. Solare Kombisysteme erzeugen Warmwasser und unterstützen die Heizungsanlage. Mit Hilfe der Sonnenergie kann der Hauseigentümer unabhängiger von Preissteigerungen der konventionellen Brennstoffe wie Öl oder Gas werden. Denn immer wenn der Speicher für das Warmwasser oder zur Unterstützung der Heizung über die Kollektoren geladen wird, benötigen Sie keine Energie von Ihrem konventionellen Brennstoff, Ihrem Holzpelletskessel oder Strom für die Wärmepumpe. Wärme von der Sonne Grafik: System zur solarthermischen Warmwassererzeugung (Quelle: Solarthermie.net) Ein solarthermisches System lässt sich meist technisch problemlos in die vorhandene Heizungsanlage integrieren. Die Solaranlage substituiert den vorhandenen Wärmeträger. Die Sonnenstrahlen werden vom Absorber der Kollektoren mittels eines Wärmeträgermediums in den Speicher übertragen und an das Warmwasser abgegeben. Durch eine perfekt eingestellte
32 Reglung und Temperaturfühlern wird sichergestellt, dass die Energie der Sonne optimal genutzt wird. Im Falle einer fehlenden Abnahme der Wärme (Stagnation) stehen verschiedene Sicherheitseinrichtungen zur Verfügung. Ein thermischer Kollektor wandelt Sonnenstrahlung mittels Absorption in Wärme um. Wichtig ist für die Leistung eines Kollektors, dass er die Wärme möglichst verlustfrei an die Wärmeträgerflüssigkeit abgibt. Grafik: System zur solarthermischen Heizungsunterstützung (Quelle: Solarthermie.net) Fazit/Preise Brennwertkessel Pelletsheizung Wärmepumpen Solarthermie Investitionskosten Ca. 8000 € Ca. 20000 € Ca. 15000-25000 € Brauchwasser: Ca. 4000 € Heizungsunterstützung: ab ca. 7000 € Betriebskosten pro Jahr Ca. 1300 € Ca. 1000 € Ca. 600 - 900 € Wartungskosten schwanken, daher Angabe schwierig Tabelle 2: Kostenvergleich der gängigsten Heizsysteme für ein Vier Personen Einfamilienhaus, Wohnfläche 150 m² Stand Juli 2013. Angaben incl. Installation. Besonders bei den Betriebskosten ist zu beachten, dass die Kosten für Strom, Öl, Pellets und Gas in den kommenden Jahren weiter steigen.
33 Grafik: Preisentwicklung Öl und Gas seit dem Jahr 2000 (Quelle: Bundesverband Solarwirtschaft) Wenn man den hohen Invest einer alternativen Anlage scheut ist ein Gas-Brennwertkessel in Kombination mit einem solarthermischen System eine gute Möglichkeit effizient und Betriebskosten sparend zu heizen. Das eingesparte Geld kann beispielsweise auch in einen verbesserten Wärmeschutz investiert werden. Allerdings sollten die höheren Investitionskosten für Pelletskessel oder Wärmepumpe nicht abschrecken. Bei Öl und Gas handelt es sich um endliche Ressourcen mit zum Teil unkalkulierbaren geopolitischen Problemen und einer hohen Freisetzung des klimaschädlichen Kohlendioxids bei der Verbrennung. Auch neue Fördermethoden wie beispielsweise das umstrittene „Fracking“, bei dem aus oberflächennahe Gesteinsschichten fossile Brennstoffe gewonnen werden, können die Endlichkeit der Öl- und Gasvorkommen zeitlich nur verschieben. Beim Thema Verbrauchskosten sind auch persönliche Gewohnheiten und Konsequenz im Energiesparen entscheidend. Wichtig ist bei der Auswahl eines Heizungssystems, sich im Vorfeld der Entscheidung gut zu informieren und die örtlichen Gegebenheiten zu berücksichtigen. Mit Hilfe von Fachleuten aus dem Heizungs- und Sanitärbereich sowie der Baubranche kann die Entscheidung dann getroffen werden und der Hausbesitzer erfreut sich an einer modernen, ökologischen, energieeffizienten und Betriebskosten sparenden Heizungsanlage. Autor: Dipl.-Ing. (FH) Andreas Jung Kommunaler Energiebeauftragter, Koordinator Agenda 21, Stadt Aschaffenburg
34 2. Wärmepumpen - ein System zur Wärmeerzeugung aus verschiedenen Wärmequellen Ein wichtiges Energiesystem zur Gewinnung thermischer Energie z.B. für Raumheizung und Brauchwassererwärmung ist die Wärmepumpe. Wärmepumpen arbeiten nach einem Prinzip, das uns allen aus dem Kühlschränk bekannt ist. Das heißt, die in einem Raum (oder in einer anderen Wärmequelle) herrschende Temperatur wird unter Einsatz von - meist elektrischer Energie - auf eine höhere Temperatur angehoben. Damit ist nicht nur ein Aufheizen, sondern - bei entsprechend niedriger Ausgangstemperatur - auch ein Kühlen von Räumen im Sommer, also eine Klimatisierung von Räumen möglich. In der nachfolgenden Grafik sind neben dem Funktionsprinzip der Wärmepumpe auch die häufigsten Wärmequellen dargestellt. Ein wesentliches Beurteilungskriterium für Wärmepumpen ist die sogenannte Jahresarbeitszahl. Sie wird definiert als das Verhältnis der jährlich abgegebenen Wärmeenergie zur jährlich aufgenommenen (meist elektrischen) Antriebsenergie. Dieses Kriterium wird auch bei der Förderung von Wärmepumpen durch die BAFA zugrunde gelegt. Die geforderten, unterschiedlichen typabhängigen Jahresarbeitszahlen von 3,5 und höher sind vor allem dann sicher zu erreichen, wenn der Unterschied zwischen der Temperatur in der Wärmequelle und der
35 abgegebenen Temperatur im Wärmeverteilsystem möglichst gering ist und somit die gesamte Anlage wirtschaftlich betrieben werden kann. Als wärmeübertragendes System im Gebäude sollten deshalb Flächenheizungen (Wand- oder Fußbodenheizung) oder Systeme zum Einsatz kommen, die mit einer möglichst geringen Vorlauftemperatur - von z.B. ca. 35 °C bei der Flächenheizung - betrieben werden können. Dies bedeutet auch, dass bei geringen Außentemperaturen im Winter mit der Kombination z.B. einer Luftwärmepumpe und eines an hohe Vorlauftemperaturen gebundenen Heizkörpersystem dann ein wirtschaftlicher Betrieb nicht zu erreichen sein wird. Bei einem vorgesehenen Wechsel zu einem Heizungssystems mit Wärmepumpe ist in jedem Fall der energetische Zustand der Gebäudehülle zu beachten! Wenn Sie den Einsatz von Wärmepumpen planen, sollten Sie auch bei ihrem örtlichen Energieversorger eventuelle Sondertarife für die Wärmepumpe erfragen! Bei folgenden Wärmequellen wird die Wärmepumpe eingesetzt. Aerothermie - Wärme aus der Luft Luft ist eine wichtige Wärmequelle für den Wärmepumpeneinsatz. Die Wärme kann dabei der Außenluft oder auch aus Innenräumen entnommen werden. Sie kann somit als Wärmequelle extrem einfach und nahezu überall erschlossen werden. Es sind hierfür keine weiteren technischen Voraussetzungen wie Bohrungen oder Grabungen erforderlich, jedoch sind öffentlich-rechtliche Vorgaben hinsichtlich des Lärmschutzes zu beachten! Eine hohe Effizienz erbringen Luft/Wasser-Wärmepumpen im Sommer bei hohen Außentemperaturen. Im Vergleich mit erdgekoppelten Systemen arbeiten Luft/Wasser-Wärmepumpen im Winter, wenn der Heizbedarf am größten ist, wegen der größeren Differenz zwischen Quelltemperatur und Abgabetemperatur natürlich weniger effizient und benötigen mehr Antriebsenergie.
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