Stichwortverzeichnis

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Bedarf

Der Bedarf beschreibt die Energiemenge, die laut theoretischer Berechnung pro Jahr für das Gebäude benötigt wird. Der Wert weicht in der Regel vom tatsächlichen » Verbrauch ab, z.B. weil mehr oder weniger Bewohner*innen als in der Norm angenommen im Gebäude leben oder sich anders verhalten. Der Bedarf ist ein fester Wert, der von der Gebäudegeometrie, den Eigenschaften der Gebäudehülle und der Anlagentechnik abhängt.

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Brennwert

Der Brennwert eines Brennstoffs beschreibt die Energiemenge, die bei der Verbrennung dieses Stoffes frei wird. Im Gegensatz zum » Heizwert berücksichtigt der Brennwert dabei auch die Energie des Wasserdampfs im Abgas, der bei der Verbrennung wasserstoffhaltiger Brennstoffe entsteht. Der Brennwert von Erdgas liegt damit ca. 10% über dem Heizwert. Um den Brennwert nutzen zu können, muss der Wärmeerzeuger mit einer entsprechend niedrigen Vorlauftemperatur betrieben werden, damit ein möglichst großer Teil des Wasserdampfs kondensieren kann.

Das Abgas von Brennwertgeräte hat durch seine niedrige Temperatur ein hohe relative Feuchte, was bei ungeschützten Kaminen zur Versottung führen kann. Daher müssen beim Einbau in der Regel Maßnahmen zum Schutz des Kamins getroffen werden, z.B. indem ein zusätzliches Rohr eingezogen wird. Zudem muss das im Gerät und dem Kamin anfallende Kondensat aufgefangen und abgeleitet werden.

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Endenergie

Die Endenergie ist die Form von Energie, wie sie im Gebäude für den Betrieb der Anlagentechnik zur Verfügung steht. Das kann z.B. das Heizöl im Tank, der elektrische Strom oder das Erdgas aus der Leitung sein. Zur Bereitstellung der Endenergie sind in der Regel mehrere Schritte notwendig, bei Heizöl z.B. die Förderung von Erdöl, Veredelung in der Raffinerie und Transport. Der energetische Aufwand, um Endenergie aus der ursprünglichen » Primärenergie zu gewinnen, wird über den » Primärenergiefaktor beschrieben.

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Gebäudeenergiegesetz (GEG)

Das GEG wurde eingeführt, um Mindestanforderungen für Gebäude hinsichtlich ihrer energetischen Qualität festzulegen und wie diese zu bewerten ist. Ziel ist dabei der möglichst sparsame Einsatz von Energie und die zunehmende Nutzung erneuerbarer Energien.

» Volltext des Gesetzes (externer Link)

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Gradtagzahl / Gt

Die Gradtagzahl in der Einheit Kd/a (Kelvin Tage pro Jahr) beschreibt, wie lange und wie weit die Außentemperatur an einem bestimmten Standort unter der gewünschten Raumtemperatur liegt, um daraus den Jahresheizwärmebedarf zu ermitteln. Da dem Gebäude immer auch » solare und » innere Gewinne zur Verfügung stehen, wird davon ausgegangen, dass bei einer Unterschreitung um wenige Grad die Heizung noch nicht eingeschaltet wird. Für ältere Gebäude geht man davon aus, dass ab einer Grenze von 15 °C Außentemperatur geheizt werden muss, um 20 °C Raumtemperatur zu halten, bei neueren durch die bessere Isolierung erst ab 12 °C. Dementsprechend heißen die jeweiligen Gradtagzahl Gt20/15 und Gt20/12.

Um die Gradtagzahl zu ermitteln, werden alle Stunden mit gleicher Temperatur in einem Jahr gezählt, die unterhalb der gewählten Grenze liegen. Diese Zahl wird mit dem Unterschied zur Raumtemperatur mulitpliziert und das Ergebnis für alle Temperaturen aufsummiert.

Beispiel:
In einem Jahr gab es ingesamt 50 Stunden mit 8 °C Außentemperatur. Damit lag die Außentemperatur 12 Grad unter der gewünschten Raumtemperatur von 20 °C:

50 h / a· 12 K = 600 Kh / a, oder umgerechnet in Tage 600 Kh/a / 24 h/d = 25 Kd/a.

Die gleiche Rechnung wird für alle Temperaturen wiederholt, die unter dem Grenzwert liegen. Die Ergebnisse werden aufsummiert. Damit ergeben sich für Alfter im langjährigen Mittel Werte von Gt20/15 = 3200 Kd/a bzw. Gt20/12 = 2850 Kd/a. (Quelle: » IWU (externer» Link)). Da die » Transmissionsverluste eines Gebäudes in erster Linie vom Temperaturunterschied zwischen innen und außen abhängen, kann mit der Gradtagzahl für eine bekannte Gebäudehülle auf die benötigte Heizenergie geschlossen werden. Dabei ist es unerheblich, ob die Umgebungstemperatur 200 Stunden lang um 10 Grad unter der Raumtemperatur liegt oder 100 Stunden lang um 20 Grad.

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Heizlast

Die Heizlast beschreibt, wieviel Leistung eine Heizungsanlage erbringen muss, um in einer bestimmten Situation die behagliche Temperatur im Gebäude aufrecht zu erhalten. Im Gegensatz zum » Energieverbrauch geht es hier nicht um einen Jahreswert sondern um einen Moment mit einer definierten Außentemperatur. Aus der niedrigsten anzunehmenden Außentemperatur ergibt sich die maximale Heizlast, nach der die Heizung des Gebäudes ausgelegt wird.

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Heizwert

Der Heizwert eines Brennstoffs beschreibt die Energiemenge, die bei der Verbrennung dieses Stoffes frei wird. Im Gegensatz zum » Brennwert berücksichtigt der Heizwert dabei die Energie des Wasserdampfs im Abgas nicht. Daher liegt er niedriger als der Brennwert, für Erdgas ca. 10%.

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Innere Gewinne

Innere Gewinne eines Gebäudes sind im Gebäude anfallenden Wärmemengen, die für die Heizung des Gebäudes genutzt werden können, aber ursprünglich nicht extra dafür eingebracht wurden. Das kann bespielsweise die Abwärme eines Backofens, eines Computers oder der Beleuchtung sein oder auch die Körperwärme einer Person, die sich im Gebäude aufhält. Unter innere Gewinne fallen auch die Wärmeverluste von Trinkwarmwasserleitungen oder Warmwasserspeichern, sofern sie im beheizten Teil des Gebäudes installiert sind. Da diese Verluste nicht nur während der Heizperiode auftreten, ist eine 1:1 Anrechnung der Anlagenverluste allerdings nicht möglich.

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Luftwechselrate

Die Luftwechselrate beschreibt, wie oft das Luftvolumen eines Raumes pro Stunde ersetzt wird. Bei einem Raum mit 50 m³ Inhalt bedeutet eine Luftwechselrate von 2, dass dem Raum pro Stunde 100 m³ Frischluft zugeführt werden. Damit eine Lüftungsanlage die » Lüftungsverluste so weit wie möglich reduzieren kann, muss die Luftwechselrate durch unkontrollierte Lüftung und Gebäudeleckagen möglichst niedrig sein.

Umgekehrt kann eine unzureichende Luftwechselrate zu Feuchte- und Schimmelschäden führen. Das kann z.B. passieren, wenn nur neue Wärmeschutzfenster eingebaut, sonst aber keine Maßnahmen vorgenommen werden: Die neuen Fenster sind üblicherweise dichter und reduzieren so die Luftwechselrate. Dadurch steigt die Luftfeuchtigkeit im Raum. Gleichzeitig sind die Fenster nun nicht mehr die kälteste Stelle, so dass die Feuchtigkeit an Wärmebrücken der Außenwände auskondensiert, wo sich dann Schimmel bilden kann.

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Lüftungsverluste

Lüftungsverluste entstehen, wenn warme Luft aus dem Gebäude abgeführt und durch kalte Zuluft ersetzt wird. Da der Luftaustausch aus verschiedenen Gründen notwendig ist und nicht einfach unterbleiben kann - angefangen bei der Sauerstoffversorgung der Bewohner*innen, aber auch zur Abfuhr von Feuchte und Gerüchen - können Lüftungsverluste nur reduziert werden, wenn mittels einer Lüftungsanlage die Wärme der Abluft zurückgewonnen und der Zuluft zugeführt wird.

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Nutzenergie

Nutzenergie ist die Energieform, die am Ende der Umwandlungskette steht. Das sind z.B. die Wärme eines Heizkörpers oder das Licht einer Leuchte. Gegenüber der » Endenergie, die an der Gebäudegrenze gemessen wird, fallen Anlagenverluste an.

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Primärenergie

Die Primärenergie ist die Energie vor der ersten technischen Umwandlung, d.h. wie sie in der Natur ursprünglich vorliegt. Die energetischen Verluste auf dem Weg zum Verbraucher werden mit dem » Primärenergiefaktor beschrieben.

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Primärenergiefaktor

Solare Gewinne und Wärmedurchgangszahl im Vergleich Der Primärenergiefaktor beschreibt, wieviel zusätzliche Energie im Verhältnis erforderlich ist, um die » Endenergie zur Verfügung zu stellen. Hier wird nicht nur z.B. der Energiegehalt eines Brennstoffs berücksichtigt, sondern auch der Energieaufwand, um ihn aus einem » Primärenergieträger zu gewinnen und bis zum Verbraucher zu transportieren. Die Primärenergiefaktoren verschiedener Energieträger sind in » Anlage 4 (externer Link) des » GEG festgelegt.

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Referenzgebäude

Das Referenzgebäude ist ein Instrument des GEG, um die energetische Qualität eines Gebäudes zu beurteilen. Es hat die gleiche Form wie das zu betrachtende Gebäude, wobei alle seine Bauteile den Anforderungen des GEG entsprechen. Damit ergeben sich Referenzwerte für die » Transmissionsverluste und den » Primärenergiebedarf, mit denen das zu betrachtende Gebäude verglichen wird. Vorteil dieser Methode ist zum Einen, dass keine globalen Grenzwerte vorgegeben werden, die dann die Gebäudegeometrie oder Flächenanteile z.B. von Fenstern einschränken. Zum Anderen können die Eigenschaften der Bauteile optimiert werden, indem ein gegenüber dem Referenzgebäude "zu gutes" Bauteil ein anderes schlechteres kompensiert.

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Solare Gewinne / g-Wert

Solare Gewinne und Wärmedurchgangszahl im Vergleich Solare Gewinne ergeben sich, wenn Sonnenstrahlen durch Fenster und andere transparente Bauteile ins Gebäude fallen und die Wärme so für das Gebäude genutzt werden können. Dabei ist zu beachten, dass solare Gewinne nicht immer dann anfallen, wenn sie auch gebraucht werden. Im Gegenteil kann es im Sommer notwendig sein, Verschattungseinrichtungen zu nutzen, damit das Gebäude nicht überhitzt.

Die solaren Gewinne sind auch von der Qualität der Fenster abhängig. Während moderne dreifach verglaste Wärmeschutzfenster grundsätzlich die Wärme besser im Gebäude halten können, haben sie gegenüber zweifach verglasten Fenstern aufgrund der zusätzlichen Scheibe und Beschichtungen Nachteile bei der Durchlässigkeit für die Sonnenstrahlung. Dennoch lohnt sich in der Regel der Einsatz höherwertiger Fenster, abhängig von ihrer Ausrichtung und Größe.

Der Anteil der Sonnenstahlung, den das Fenster ins Gebäude lässt, wird als g-Wert bezeichnet. Dieser liegt zwischen 0 und 1. So werden bei einem Wert von g = 0,6 z.B. 60 % der Strahlung durchgelassen.

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Transmissionsverluste

Transmissionsverluste beschreiben den Abfluss von Wärme durch Wärmeleitung der Bauteile der Gebäudehülle. Sie lassen sich durch den Einsatz höherwertiger Materialien (mit niedrigerer » Wärmeleitfähigkeit) und/oder größerer Wandstärken reduzieren.

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Verbrauch

Der Verbrauch wird auf Basis von Abrechnungen für die Energieträger ermittelt. Er beschreibt die tatsächliche, historische Energiemenge, die für das Gebäude pro Jahr benötigt werden. Aufgrund von Nutzungsänderungen, z.B. wenn andere Bewohner*innen einziehen, kann sich dieser Wert ändern.

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Wärmedurchgangszahl / U-Wert

Wandstärken verschiedener Materialien für gleichen U-Wert Der U-Wert beschreibt, wie gut ein Bauteil Wärme von der warmen zur kalten Seite leitet. Je niedriger der Wert, desto geringer die Wärmeleitung. Zwei Größen haben Einfluss auf den U-Wert: Die » Wärmeleitfähigkeit des Materials und die Wandstärke. Um Wärmeverluste zu minimieren, sollte das eingesetzte Material eine möglichst niedrige Wärmeleitfähigkeit haben und möglichst dick sein. Da aber noch andere Eigenschaften wie z.B. die Tragfähigkeit einen Einfluss auf die Materialauswahl haben und eine beliebig dicke Wand auch beliebig teuer wird, gilt es geeignete Materialen zu finden oder zu kombinieren, um statische und energetische Ziele zu erreichen. Das nebenstehende Bild zeigt im Vergleich, wie dick eine Fläche je nach Material ausgeführt sein muss, um die Vorgaben für das GEG für Neubauten (75% des U-Wertes für das Referenzgebäude nach Anlage 1) einzuhalten. Die förderfähigen U-Werte für Neubauten sind noch einmal niedriger. Für die Sanierung von Altbauten sind höhere Werte zulässig, da der Gesetzgeber die Schwierigkeiten bei einer späteren Nachrüstung im Vergleich zum Neubau anerkennt.

Zu beachten ist hier, dass die Mörtel in der Regel höhere Wärmeleitfähigkeiten haben als die Mauersteine. Daher ist bei der Erstellung der Wände darauf zu achten, dass die Fugenflächen möglichst klein gehalten werden. Die Werte in der Grafik betrachten nur die Wandfläche ohne Wärmebrücken wie Rolladenkästen oder durchbetonierte Balkonplatten.

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Wärmeleitfähigkeit / λ

Wärmeleitfähigkeit Die Wärmeleitfähigkeit (Einheit W/mK) ist eine Eigenschaft eines Materials, die beschreibt, welcher Wärmestrom (Q' in Watt) pro m² durch ein Material mit einer bestimmten Dicke (s in Meter) fließt, wenn die gegenüberliegenden Oberflächen unterschiedlich warm sind:

Q' (W) = λ (W/mK) / s (m) · (Ta (°C) - Ti (°C))

Mit einer Dicke von einem Meter und einem Temperaturunterschied zwischen warmer und kalter Seite von einem Grad vereinfacht ergibt sich der Wärmestrom zu

Q' (W) = λ (W/mK) / 1 m · 1 K

Bei einer Wärmeleitfähigkeit von λ = 5 W/mK würde sich dann ein Wärmestrom von 5 W je Quadratmeter Wandfläche ergeben. Unter Berücksichtigung der Dicke des Materials lässt sich die » Wärmedurchgangszahl ermitteln:

U (W/m²K) = λ (W/mK) / s (m)

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Wärmetransferkoeffizient / HT

Der Wärmetransferkoeffizient (Einheit W/K) beschreibt, wieviel Wärme (in Watt) ein Bauteil pro Grad Temperaturunterschied zwischen Innen- und Außentemperatur abgibt. Er ergibt sich aus der » Wärmedurchgangszahl und der Fläche eines Bauteils der thermischen Hülle. Bauteile mit großem HT sind entweder sehr schlecht isoliert (z.B. einfachverglaste Fenster) oder haben eine große Fläche (Außenwände, Dach). Sie sind die Bauteile, die bei einer energetischen Sanierung wahrscheinlich die größte Energieeinsparung versprechen.

Zusammen mit der » Gradtagzahl (Gt) lässt sich der jährliche Wärmebedarf abschätzen, der von diesem Bauteil verursacht wird:

Q (kWh/a) = HT (W/K) · Gt (Kd/a) ·24 h/d ·1/1000

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Wärmewiderstand / Thermischer Widerstand

Wärmewiderstand (Einheit m²K/W) ist der Kehrwert der » Wärmedurchgangszahl. Je schlechter ein Material die Wärme leitet, um so größer ist der Wärmewiderstand. Wird eine Wand aus mehreren Schichten aufgebaut, ist der Gesamtwiderstand die Summe der einzelnen Widerstände:

Rges (m²K/W) = R1 (m²K/W) + R2 (m²K/W) + ... + Ri (m²K/W) 

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