Teilenergiekennwerte von Nichtwohngebäuden

Im Forschungsprojekt Teilenergiekennwerte von Nichtwohngebäuden, kurz TEK, wird eine speziell auf die energetische Analyse von bestehenden Nichtwohngebäuden zugeschnittene Methodik mit zugehörigem EXCEL-Tool - TEK-Tool - entwickelt und erprobt.

TEK wurde für die schnelle energetische Analyse von komplexen Gebäuden im Bestand konzipiert. Ziel ist es, die Verbrauchsstruktur transparent zu machen, die energetische Qualität von Gebäude und Anlagen zu bewerten und energetische Schwachstellen aufzudecken. TEK kann auch zur Analyse von vielen Gebäuden in einem Portfolio genutzt werden. Die sinnvolle Anwendung erfordert bauphysikalische und technische Querschnittskenntnisse, wie sie typischerweise ein Energieberater hat.

Das TEK-Tool steht nun zusammen mit weiteren im Projekt entwickelten Werkzeugen zur kostenfreien, nicht-kommerziellen Nutzung zur Verfügung. Die Tools basieren auf MS-EXCEL und nutzen Makros. Sie sind nur unter der PC-Version von EXCEL 2007 gesichert lauffähig.

Das ZUB unterstützt uns durch Energieberater-Software für EnEV 2009 und DIN V 18599
ZUB — Institut für Energieberater, DIN V 18599, Software und EnEV

Projektbeschreibung
Bei Nichtwohngebäuden existieren große wirtschaftliche Einsparpotenziale. Neben dem Heizenergieverbrauch liegen sie insbesondere beim elektrischen Energieverbrauch für Beleuchtung, Lüftung, Klimatisierung und Arbeitshilfen. Für bestehende Gebäude fehlen bisher befriedigende Lösungen für die energetische Analyse und die Abschätzung von Einsparpotenzialen. Die Bilanzierung nach DIN V 18599 ist hier aufgrund der erforderlichen detaillierten Eingabedaten nur in Ausnahmefällen anwendbar. Sie berücksichtigt außerdem nur den Strombedarf der Beleuchtung und der technischen Gebäudeausrüstung, nicht aber den nutzungsspezifischen Stromverbrauch. Ein Bedarfs-Verbrauchs-Abgleich ist so nicht möglich. Auch die Aussagekraft des für bestehende Gebäude durch die EnEV 2007 geforderten Energieverbrauchsausweises reicht für die belastbare Abschätzung eines Einsparpotenzials nicht aus.

In dem Forschungsprojekt Teilenergiekennwerte von Nichtwohngebäuden (TEK) wird diese Lücke geschlossen, indem eine speziell auf die energetische Analyse von bestehenden Nichtwohngebäuden zugeschnittene Methodik mit zugehörigem EXCEL-Tool - TEK-Tool - entwickelt und erprobt wird.

Die Bilanzierung ist angelehnt an die DIN V 18599, es werden jedoch im Rechenkern vereinfachte Algorithmen in der Zonenbilanz aus dem Programm EnerCalc angewendet. Auch die Anlagen der Beleuchtung und der technischen Gebäudeausrüstung werden vereinfacht und unter Nutzung von im Gebäude ablesbaren technischen Daten abgebildet. Grundlage für eine realistische Berechnung von Einsparpotenzialen ist ein Bedarfs-Verbrauchs-Abgleich im Ist-Zustand. Um diesen sinnvoll durchführen zu können, werden auch nutzungsspezifische Stromverbräuche von Dienstleistungsgebäuden in die Analyse einbezogen. Außerdem können Nutzungsparameter in zwei Berechnungsmodi eingegeben werden: Im Modus "DIN V 18599" werden die Standardnutzungsprofile der DIN V 18599:100 zugrunde gelegt, im Modus "Objektspezifisch" können z.B. Nutzungszeiten, Raumtemperaturen und interne Wärmequellen, wie im Objekt vorgefunden, eingegeben werden.

Die Analyse mit TEK bildet die Struktur des Energieverbrauchs differenziert nach Nutzungszonen und Gewerken ab und bewertet diese Teilenergiebedarfe mit tabellierten Teilenergiekennwerten in 5 Energieaufwandsklassen. Energetische Schwachstellen können so leicht identifiziert werden. Ausgehend von der Ist-Analyse können nach dem Bedarfs-Verbrauchs-Abgleich Modernisierungsmaßnahmen zur energetischen Verbesserung bilanziert werden. 

Ergänzend hierzu wurde ein "Leitfaden zur Durchführung und Interpretation von Lastgangmessungen" an Haupt- oder Unterzählern durch das Fachgebiet Bauphysik und Technischer Ausbau des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT fbta) erstellt. Ein zugehöriges EXCEL-Tool erleichtert die Verarbeitung von entsprechenden Messdaten und stellt Standardauswertungen und Diagramme bereit. Die Frage, wie Kurzzeitmessungen von 3 bis 5 Wochen an möglicherweise vorhandenen Unterzählern oder mit mobilen Messeinrichtungen zur Einschätzung des Jahresverbrauchs herangezogen werden können, wird in einem separaten "Leitfaden Kurzzeitmessungen" des Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) behandelt.

Die Wirtschaftlichkeit von Maßnahmenpaketen wird nach der Methodik aus dem "Leitfaden Energie im Hochbau"des IWU auf der Grundlage der jährlichen Gesamtkosten bewertet. Die verbrauchsgebundenen Kosten werden mit Hilfe der Endenergiebedarfe aus dem TEK-Tool bestimmt, die kapitalgebunden Kosten über eine Grobkostenschätzung und die KOsten für Instandhaltung aus üblichen Prozentsätzen der Investition pro Jahr. Dazu wird im Projekt eine Datenbank mit typischen Modernisierungsmaßnahmen aufgebaut.

Vorgehen
Das Projekt gliedert sich in drei Phasen, die zeitlich und inhaltlich ineinander greifen.

In Phase 1 werden die methodischen Grundlagen für die energetische Gebäudebewertung geschaffen. Diese umfasst die Ausarbeitung der Berechnungsansätze für die praxisnahe energetische Gebäudebewertung sowie die systematische Zusammenstellung möglicher Maßnahmenvorschläge zur energetischen Verbesserung eines konkreten Gebäudes. Ergänzend hierzu wird ein Leitfaden zur Durchführung und Interpretation von Lastgangmessungen an Haupt- oder Unterzählern erstellt sowie die Frage behandelt, wie Kurzzeitmessungen von 3 bis 5 Wochen zur Einschätzung des Jahresverbrauchs herangezogen werden können.

In Phase 2 werden 75 Nicht-Wohngebäude mit den in Phase 1 entwickelten Analyseverfahren energetisch bewertet. Das IWU als Projektleitung arbeitet dazu in einem Team mit sieben weiteren Projektteilnehmern:

• Karlsruher Institut für Technologie - Fachgebiet Bauphysik & Technischer Ausbau (KIT fbta)
• Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE)  
• Techem Energy Contracting (TEC)  
• Stadt Frankfurt, Hochbauamt - Energiemanagement  
• Ingenieurbüro Patrick Jung (IPJ)  
• Energie 2000 e.V. - Energieagentur des Landkreises Kassel  
• ARGE Benchmark

In der Phase 3 werden die Ergebnisse der empirischen Analyse ausgewertet, die Methoden auf der Grundlage der Erfahrungen aus den 75 Gebäudeanalysen evaluiert, ggf. verbessert und die Ergebnisse dokumentiert.

Status
Die Entwicklung der Methodik in der Phase 1 ist weitgehend abgeschlossen. Das TEK-Tool steht in Kürze zum Download zur Verfügung.

Die neuen Analysewerkzeuge werden derzeit in der Phase 2 auf Praxistauglichkeit getestet, indem sie an 75 Nicht-Wohngebäuden im Rahmen der Energieberatung angewendet werden.

Nächste Schritte
Mit dem Abschluss der Phase 2 - Gebäudeanalysen wird im Frühjahr 2012 gerechnet. Danach findet die Evaluation der 75 Gebäudedatensätze statt.

Es ist geplant, die Analysemethode und das TEK-Tool in Anlehnung an die Weiterentwicklung der DIN V 18599 ebenfalls fortzuentwickeln.

Aus der Methode der Teilenergiekennwerte werden weitere, vereinfachte Werkzeuge zur schnellen, überschlägigen Bewertung der Energieeffizienz von Nichtwohngebäuden in ganzen Gebäudeportfolios bzw. zur Szenarienanalyse von regionalen bzw. nationalen Gebäudebeständen abgeleitet. Dazu dienen die vom Hessischen Umweltministerium geförderten Projekte Verbrauchsstrukturanalyse und Nichtwohngebäudetypologie.

Produkt
Das TEK-Tool und die anderen im Projekt erstellten Tools stehen als Freeware zur kostenlosen, nicht-kommerziellen Nutzung zur Verfügung. Kommerzielle Anwendungen bedürfen der Genehmigung durch die Institut Wohnen und Umwelt GmbH.

Das TEK-Tool und die anderen im Projekt erstellten Tools basieren auf MS-EXCEL und nutzen Makros. Alle Tools sind nur unter der PC-Version von EXCEL 2007 gesichert lauffähig.

Ein Anwender-Support durch das IWU ist leider nicht möglich, wir bitten um Ihr Verständnis.

Die Institut Wohnen und Umwelt GmbH und die anderen Projektteilnehmer des Forschungsprojekts „Teilenergiekennwerte von Nichtwohngebäuden“, kurz TEK,  haften nicht für eventuelle Schäden infolge der Benutzung des TEK-Tools und anderer veröffentlichter Tools, Forschungsberichte etc. aus dem Projekt TEK. Insbesondere ist jede Haftung für Schäden (z.B. durch entgangene Einsparung etc.) ausgeschlossen, die durch die Verwendung von Berechnungsergebnissen oder von Daten oder Informationen aus dem Projekt TEK verursacht werden. Die Rechenwerkzeuge wurden sorgfältig programmiert und getestet, die Teilenergiekennwerte unter plausiblen Annahmen berechnet. Es wird keine Gewährleistung oder Haftung dafür übernommen, dass das TEK-Tool und die anderen veröffentlichten Tools aus dem Projekt TEK fehlerfrei betrieben werden können bzw. dass die hinterlegten Formeln oder Berechnungen fehlerfrei sind.