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Energieeinsparende Gebäude und Anlagentechnik - Grundlagen, Auswirkungen, Probleme und Schwachstellen, Wege und Lösungen bei der Anwendung der EnEV
Vorwort
6
Inhalt
12
0 Einleitung
19
1 Geo-Engineering
23
1.1 Problemstellung
23
1.1.1 Weltweite Klimaveränderungen
23
1.1.2 Zusammenhänge Architektur-Energie-Klima: Der Treibhauseffekt und was steckt dahinter
29
1.2 Ursachen der weltweiten Klimaveränderungen
32
1.2.1 Global (weltweit)
32
1.2.2 Die Rolle der Bundesrepublik Deutschland
42
1.2.3 Die Rolle des Anwendungsbereichs Niedertemperaturwärme in der Bundesrepublik Deutschland
48
1.2.4 Die Rolle des Anwendungsbereichs Niedertemperaturwärme eines einzelnen Gebäudes
49
1.3 Folgen der weltweiten Klimaveränderung
52
1.4 Gegenmaßnahmen: Energie und Architektur
54
1.4.1 Global (weltweit)
54
1.4.2 Rolle der Bundesrepublik Deutschland
56
1.5 Grundlegende Konsequenzen der novellierten Wärmeschutzverordnungen. Anlass und Ziele
57
1.6 Energie der Zukunft
60
2 Forderungen des Wärmeschutzes
62
2.1 Wärmeschutzforderungen vor der ersten Wärmeschutzverordnung
62
2.1.1 DIN 4108 – Wärmeschutz im Hochbau
62
2.2 Die Wärmeschutzverordnung (WSVO)
66
2.2.1 Erste Wärmeschutzverordnung
66
2.2.4 Weitere Ausgaben der DIN 4108
84
2.3 Heizungsanlagenverordnungen (HeizAnlV)
85
2.3.1 Heizungsanlagenverordnung 1978
85
2.3.2 Heizungsanlagenverordnung 1982
86
2.3.3 Heizungsanlagenverordnung 1989
87
2.3.4 Heizungsanlagenverordnung 1994
87
2.3.5 Heizungsanlagenverordnung 1998
89
2.5 Energiesparendes Bauen, Herausforderung für Architekten und Ingenieure
108
3 Energieeinsparverordnung – EnEV
111
3.1 Schwerpunkte der Verordnung im Einzelnen
112
3.1.1 Beitrag der Energieeinsparung zum Klimaschutz
112
3.1.2 Verschärfung der Anforderungen im Neubau
119
3.1.3 Integration von Wärmeschutz und Anlagentechnik
120
3.1.4 Vereinfachtes Nachweisverfahren bei Wohngebäuden
122
3.1.5 Anforderungskonzept für den Gebäudebestand
123
3.1.6 Erleichterung des Einsatzes erneuerbarer Energien und der Kraft- Wärme- Kopplung sowie sommerlicher Wärmeschutz
128
3.1.7 Erhöhung der Transparenz für Bauherren und Nutzer durch Energieausweise
129
3.1.8 Verweise auf Regeln der Technik, Anpassung an die europäische Normung
130
3.1.9 Rechtsvereinfachung
132
3.1.10 Umsetzung europäischer Richtlinien in nationales Recht
133
3.1.11 Sonderregelungen in Deutschland für Gebäude in energie- sparender Bauweise
133
3.2 Verordnungstext mit Erläuterungen
136
3.3 Energiebedarfs- und Wärmebedarfsausweise
314
3.4 EU-Richtlinie EER über die Energieeffizienz von Gebäuden
332
3.5 Wirtschaftliche Vertretbarkeit der Anforderungen,
337
3.5 Wirtschaftliche Vertretbarkeit der Anforderungen, Auswirkungen auf die Baukosten, Mieten und Preise sowie Honorierung
337
3.5.1 Wirtschaftliche Vertretbarkeit
337
3.5.2 Gebäudekosten
339
3.5.3 Preisniveau bei Bauprodukten
349
3.5.4 Mieten und Gesamtwohnkosten, Verbraucherpreise
352
3.5.5 Auswirkungen auf die öffentlichen Haushalte
354
3.5.6 Honorierung
356
3.5.7 Bautypische Instandhaltungsbegriffe
359
3.6 Gebäudegeometrieverhältnis (Kompaktheitsgrad) A/ Ve
363
4 Berechnung des Jahresheizwärme- und des Jahresheizenergiebedarfs nach DIN V 4108- 6
371
4.1 Der Baupfad. Allgemeines
371
4.2 Erläuterungen zum vereinfachten Nachweisverfahren nach der EnEV
378
4.3 Wärmeverluste nach dem Monatsbilanzverfahren
402
4.4 Wärmegewinne nach dem Monatsbilanzverfahren
406
4.5 Heizunterbrechung, Nachtbetriebsabschaltung nach dem Monatsbilanzverfahren
412
4.6 Ausnutzungsgrad der Wärmegewinne nach dem Monatsbilanzverfahren
414
4.7 Jahresheizwärmebedarf nach dem Monatsbilanzverfahren
419
4.8 Formblätter
419
4.9 Einige kritische Anmerkungen
430
4.9.1 Der nach DIN EN 832 bzw. DIN V 4108-6 ermittelte Jahresheizwärmebedarf ist keine alleinige Eigenschaft des Gebäudes
430
4.9.2 Lüftungswärmebedarf keine alleinige Gebäude- oder Anlageneigenschaft
430
4.9.3 Heizunterbrechungen keine alleinige Gebäude- oder Anlageneigenschaft
431
4.9.4 Bedarfsgeführte Regelung gleichberechtigt zu anderen Maßnahmen
432
4.9.5 Einfache Primärenergiebewertung auf Basis der Heizenergiebilanz und mit Primärenergiefaktoren
432
4.9.6 Weiterentwicklung des technischen Regelwerkes
432
5. Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen ( Heizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung) nach DIN 4701- 10
434
5.1 Der Anlagenpfad. Allgemeines
434
5.2 Grundlagen des Rechenverfahrens
443
5.3 Anlagenaufwandszahl eP
445
5.4 Bereiche und Stränge
451
5.5 Symbole und Indizierung
455
5.6 Diagrammverfahren nach DIN V 4701-10
456
5.7 Tabellen- und Detailliertes Rechenverfahren
459
5.8 Berechnungsgrundlagen für das Detaillierte Verfahren
459
5.9 Berechnungsblätter
463
5.10 Nachweise nach der EnEV
469
5.11 Mindestangaben für das Tabellenverfahren
471
5.12 Zusätzliche Angaben für das Detaillierte Verfahren
480
5.13 Der umfassendere Ansatz zur DIN V 4701-10
495
5.14 Verrechnung von Anlagentechnik und Bauphysik
497
6 Jahresheizwärmebedarfs- und Primärenergiebedarfsübersichten
502
Rechenprogramme nach der EnEV
536
7 Konsequenzen der Energieeinsparverordnung auf Konstruktion und Gestaltung der Gebäude
540
7.1 Energieeinsparhäuser
540
7.1.1 Definitionen
540
7.1.2 Gebäudeentwurf bei einer Niedrigenergiebauweise
544
7.1.3 Wärmeschutzkonstruktionen
549
7.1.4 Gebäudetechnik
566
7.2 Anforderungen an Bauteile für Neubauten
574
7.2.1 Außenwände
574
7.2.2 Decken, Dächer
595
7.2.3 Fenster, Fenstertüren, Dachfenster
601
7.2.4 Wärmedämmstoffe
627
7.2.5 Erdreichberührte Gebäudeaußenfläche
637
7.2.6 Massiv-Absorber
639
7.2.7 Allgemeine Feststellungen
644
7.3 Anforderungen an bestehende Gebäude
645
7.4 Anforderungen an denkmalgeschützte Gebäude
684
7.5 Ökologische Aspekte
690
7.6 Luftdichtheit der Außenhülle von Gebäuden
703
7.6.1 Konstruktive Anforderungen an die Fugendurchlässigkeit von Fenstern, Bauteilfugen usw.
707
7.6.2 Luftdichtigkeitsprüfung von Gebäuden
717
7.6.3 Ermittlung der Luftdichtigkeit durch Indikatorgasmesstechnik
732
7.6.4 Rechnerische Überprüfung des Luftwechsels
736
7.7 Möglichkeiten und Praxis der Bau-Thermographie
738
7.8 Energieberatung
742
7.9 Anforderungen an Wintergärten
744
7.9.1 Der unbeheizte Wintergarten, Neubau
745
7.9.2 Der beheizte Wintergarten, Neubau
745
7.9.3 Nachträglicher Anbau eines Wintergartens an ein bestehendes Gebäude
746
7.9.4 Allgemeine Hinweise
747
8 Konsequenzen der Energieeinsparverordnung auf die energiewirtschaftliche Beurteilung von Heizungsanlagen, Lüftung, Trinkwassererwärmung
749
8.1 Allgemeines
749
8.2 Wärmeerzeugung
760
8.2.1 Heizkessel
760
8.2.2 Blockheizkraftwerk (BHKW)
776
8.2.3 Wärmepumpen
781
8.3 Raumheizflächen
791
8.4 Pumpenauslegung
807
8.5 Regelungstechnik
814
8.6 Warmwasserversorgung
819
8.7 Einzelfeuerstätten
830
8.9 Solaranlagen
860
9 Nachweis nach der EnEV am Beispiel eines Einfamilienhauses
873
9.1 Berechnungsverfahren
873
9.2 Baubeschreibung
873
9.3 Grundrisse und Ansichten
874
9.4 Eingangsdaten
876
9.4.1 Wärmeübertragende Umfassungsfläche A
876
9.4.2 Beheiztes Gebäudevolumen Ve
878
9.4.3 Gebäudenutzfläche AN
882
9.4.4 A/ Ve- Verhältnis und Anforderungsniveau der EnEV
882
9.4.5 Nettoflächenermittlung
883
9.4.6 Fensterflächenanteil
885
9.4.7 Aufbau raumabschließender Außenbauteile
887
9.5 Monatsbilanzverfahren. Transmissionswärmeverluste
889
9.5.1 Berechnungshinweise
889
9.5.2 Eingangswerte
890
9.5.3 Wärmebrücken
892
9.5.4 Temperaturkorrekturfaktoren
894
9.5.5 Berechnung des Transmissionswärmeverlustes HT
894
9.5.6 Berechnung des monatlichen Bruttowärmeverlustes durch Transmission
896
9.6 Monatsbilanzverfahren. Lüftungswärmeverluste
897
9.6.1 Rechenvorschriften
897
9.6.2 Eingangsdaten
898
9.6.3 Berechnung des spezifischen Lüftungswärmeverlustes HV
898
9.6.4 Berechnung des Bruttowärmeverlustes durch Lüftung
899
9.7 Monatsbilanzverfahren: Bruttowärmeverluste durch Transmission und Lüftung
900
9.8 Monatsbilanzverfahren. Interner Wärmegewinn
901
9.8.1 Allgemeines
901
9.8.2 Berechnung des mittleren internen Wärmegewinns
902
9.8.3 Berechnung des internen Bruttowärmegewinns
902
9.9 Monatsbilanzverfahren. Solarer Wärmegewinn
903
9.9.1 Solarer Wärmegewinn der Fenster
903
9.9.2 Solarer Wärmegewinn des Wintergartens
908
9.10 Monatsbilanzverfahren. Bruttowärmegewinne
915
9.11 Monatsbilanzverfahren. Intermittierender Heizungsbetrieb
916
9.11.1 Berechnung der Reduzierung des Wärmeverlusts
917
9.11.2 Anmerkungen
927
9.12 Monatsbilanzverfahren. Nettowärmeverluste
927
9.13 Monatsbilanzverfahren. Nettowärmegewinne
929
9.13.1 Eingangswerte
930
9.13.2 Berechnung des Nettowärmegewinns
932
9.13.3 Anmerkungen
934
9.14 Monatsbilanzverfahren. Berechnung des Jahres-Heizwärmebedarfs
934
9.15 Monatsbilanzverfahren. Nachweis nach der EnEV
936
9.16 Nachweis nach der EnEV am Beispiel des Einfamilienhauses – Berechnung des Primärenergiebedarfs
936
9.16.1 Allgemeines
936
9.16.2 Berechnungsablauf
937
9.16.3 Eingangswerte
938
9.16.4 Trinkwarmwasserbereitung
944
9.16.6 Heizung
952
9.17 Zusammenfassung und Auswertung der Berechnungsergebnisse
958
9.17.1 Jahres-Heizwärmebedarf
959
9.17.2 Primärenergiebedarf
963
9.17.3 Nachweise nach der EnEV
969
9.18 Berechnung nach der EnEV
970
9.18.1 EnEV (Vereinfachtes Verfahren)
970
9.18.2 Bewertung
972
9.19 Allgemeine Anmerkungen
974
Literaturverzeichnis
981
Stichwortverzeichnis
1021
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1021
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