BM2.1 Grundlagen des energieeffizienten Bauens

Die energetische Gebäudeanalyse und ein darauf aufbauendes Energiekonzept betrachten die verschiedenen Energiebedarfe, die mit dem Gebäude und seiner Nutzung zusammenhängen. Um den Energieaufwand bewerten zu können, sind zunächst die zu betrachtenden Energieflüsse und Energiebedarfe im Gebäude zu definieren, die zur Verfügung stehenden Potenziale und Stellschrauben zu lokalisieren und geeignete Maßnahmen zur Senkung des Energiebedarfs zu bestimmen. Die nachfolgend beschriebenen Planungsparameter sind sowohl bei der Sanierung von Bestandsgebäuden als auch bei der Planung eines Neubauvorhabens zu beachten.

Grundsätzlich bestimmen die folgenden vier Parameter den Energiebedarf eines Gebäudes:

1. die Wärmeströme durch die Bauteile der Gebäudehülle (Transmission)
2. die Wärmeströme über Lüftung (Fensterlüftung, Undichtigkeiten)
3. die Strahlungsgewinne über transparente Bauteile (Fenster)
4. internen Wärmequellen beziehungsweise Wärmelasten (Personen, technische Geräte)

Dabei strömt jeweils Energie vom höheren (warmen) zum niedrigeren (kalten) Energieniveau. Im Winter - bei niedrigeren Außentemperaturen als im Innenraum - wird also Wärme über Transmission und Lüftung an die Umgebung des Gebäudes abgegeben (Transmissions- und Lüftungswärmeverluste). An Sommertagen kehrt sich dieser Prozess um, Energie strömt von außen in das Gebäude und erwärmt es.

Unabhängig von der Außentemperatur tragen Sonnenstrahlung (Solarstrahlung) und interne Wärmequellen immer zur Erwärmung des Gebäudes bei und wirken so Transmissions- und Lüftungswärmeverlusten im Winter entgegen.

Idealerweise halten sich Verluste und Gewinne die Waage, sodass die Innenraumtemperatur auf einem für den Menschen behaglichen Niveau verbleibt. Dieser Idealzustand tritt in Mitteleuropa aufgrund der klimatisch bedingten Temperaturschwankungen nur in einem kleinen Teil des Jahres ein. Im Winterhalbjahr überwiegen in der Regel die Wärmeverluste, im Sommerhalbjahr in geringerem Maße die Wärmegewinne. Entsprechend kühlen Gebäude ohne zusätzliche Wärmezufuhr (Heizwärme) im Winter langsam aus.

Abb. 3: Energiebilanz eines Gebäudes mit den relevanten Energieströmen; Darstellung: ina Planungsgesellschaft mbH

Die Differenz aus Verlusten und Gewinnen des Heizwärmebedarfs wird über eine Energiebilanz ermittelt und muss über die Zufuhr von Energie ausgeglichen werden, deren Bereitstellung ebenfalls mit Verlusten einhergeht. Energieverluste entstehen bei der Wärmeübergabe an den Raum, bei der Verteilung im Gebäude, bei der Erzeugung der Wärmeenergie und ggf. bei der Speicherung. Hinzu kommen Hilfsenergiebedarfe, zum Beispiel der Betrieb einer Heizkreispumpe. Der sogenannte Endenergiebedarf beinhaltet dabei den Nutzenergiebedarf (hier zum Beispiel Heizwärme) sowie die Verluste im Gebäude. Neben der auf Gebäudeebene benötigten Energie sind auch die Umwandlungs- und Leitungsverluste bei der Bereitstellung der Energieträger (Primärenergie) außerhalb des Gebäudes zu beachten.

Zusätzlich zur Konditionierung der Innenräume (Heizung, ggf. Kühlung) entstehen weitere Energiebedarfe, beispielsweise durch die künstliche Beleuchtung, die Lufthygiene (angemessener Luftaustausch und ggf. Behandlung der Zuluft), die Aufbereitung von Trinkwarmwasser, den Einsatz von technischen Geräten und im Gebäude stattfindende Prozesse.