Baulexikon: Zentrale Begriffe des energieeffizienten Bauens
Wer sich als Bauherr mit dem Thema „Energieeffizientes Bauen“ beschäftigt, sollte einige fachliche Begriffe kennen, die Sicherheit bei der Entscheidungsfindung geben. Unser Baulexikon hilft bei der Orientierung.
A/V-Verhältnis (A/VE)
…ist der Indikator für die Kompaktheit eines Gebäudes. Er ist Grundlage für die energiewirtschaftliche Betrachtung und die Wärmeschutzberechnung. Es beschreibt das Verhältnis der wärmeübertragenden Außenfläche (A) zum beheizten Volumen (Ve). Je kleiner das Verhältnis ist, desto geringer sind die Transmissionswärmeverluste.
Die geometrisch kompakten Körper Kugel und Würfel haben also den geringsten Wärmeverlust. In der Praxis stellte sich jedoch heraus, dass ein liegender Quader, aufgrund der Möglichkeit größere Solare Wärmegewinne zu erzielen, die energetisch günstigere Bauform ist.
Baulicher Holzschutz
Moderner Holzschutz hat den chemischen Holzschutz bis auf wenige Ausnahmen überwunden und knüpft direkt am traditionellen Holzschutz an. Der Einsatz von gesundheitsgefährdenden Bioziden (Schädlingsgiften) wird bei der heutigen modernen Art des Bauens durch konstruktive Lösungen vermieden – zum Beispiel durch bestimmte Verbindungen und Anordnungen von Bauteilen (Hinterlüftungen oder Schutzschichten) wie durch den fachgerechten Einbau von Dampfbremsen und Unterspannbahnen. Der Schädling wird also nicht vertrieben, sondern ihm wird präventiv gar nicht erst der notwendige Lebensraum geboten – nämlich Feuchtigkeit.
Blower-Door-Verfahren
Die Luftdichtheit ist bei Niedrigenergie- und Passivhäusern von zentraler Bedeutung, um unnötige Wärmeverluste zu vermeiden. Geprüft wird dieser Zustand mittels des sogenannten Blower-Door-Verfahrens. Dazu wird mittels Ventilator ein Über- bzw. Unterdruck zwischen Gebäudeinneren und Außenluft von 50 Pa erzeugt, wodurch man einen n50-Wert erhält, der die resultierenden Volumenströme über Fugen oder Fehlstellen bewertet. Besonders im Rohbau des Holzrahmenbaus wird dieser Test sehr empfohlen, damit etwaige Leckagen rechtzeitig behoben und spätere Tauwasserschäden durch Undichtigkeiten ausgeschlossen werden können.
Dampfbremse
Die Dampfbremse ist das sensibelste Detail im Holzrahmenbau. Sie verhindert, dass an kalten Wintertagen warme feuchte Luft in die Außenwand oder das Dach eindringt und es dort zum Tauwasserausfall kommt. In diesem Fall würden die Bauteile durchfeuchten und wären idealer Lebensraum für alle Arten von Schädlingen. Die Dampfbremse ist damit Teil des baulichen Holzschutzes und macht das Behandeln der Holzkonstruktion mit Bioziden unnötig. Noch im Rohbau wird ein so genannter „Blower-Door-Test“ (s.o.) durchgeführt, um die nötige Luftdichtheit des Gebäudes sicher zu stellen.
Energie-/Wärmebedarfsausweis
Der Energie-/Wärmebedarfsausweis macht wesentliche Aussagen über den zu erwartenden Energiebedarf und dient zum Nachweis, ob die Anforderungen der Energieeinsparverordnung (EnEV) erfüllt werden. Er sorgt damit für mehr Transparenz bei der Bewertung von Gebäuden. Der Energie-/Wärmebedarfsausweis enthält spezifische Werte des Transmissionswärmeverlustes, der Anlagen für Heizung, Warmwasserbereitung und Lüftung, des Energiebedarfs nach einzelnen Energieträgern sowie verlässliche Daten über den Jahres-Primärenergiebedarf.
Energiebedarf/-verbrauch
Der Energiebedarf wird nach Richtlinien und normierten Randbedingungen der EnEV rechnerisch ermittelt und bietet eine Vergleichsebene zur Bewertung von Gebäuden. Der tatsächliche Energieverbrauch kann jedoch erheblich vom berechneten Bedarf abweichen, da tatsächliche klimatische Bedingungen, Betriebsweise der Anlagentechnik und Nutzerverhalten vorher nicht erfassbar sind.
EnEV
EnEV ist die Abkürzung für die Energieeinsparverordnung vom 1. Oktober 2009 und damit das gültige Regelwerk, das Anforderungen hinsichtlich der Begrenzung des Heizwärmebedarfes für die Beheizung und Warmwasserbereitung von Gebäuden stellt und damit den nötigen Jahres-Primärenergiebedarf begrenzt. Im Vergleich zu der EnEV 2007 soll der Energiebedarf für Heizung und Warmwasser in modernen Wohn- und Nichtwohngebäuden um durchschnittlich 30 Prozent sinken. Für Neubauten muss die Wärmedämmung der Gebäudehülle im Durchschnitt 15 Prozent effizienter sein als bisher.
Für Altbauten: Werden größere bauliche Maßnahmen an der Gebäudehülle durchgeführt – wie das Dämmen der Wände oder der Austausch von Fenstern – müssen die neuen Bauteile einen um 30 Prozent besseren energetischen Wert erreichen als bisher gefordert. Alternativ kann der Haussanierer dafür sorgen, dass der Jahresprimärenergiebedarf des gesamten Gebäudes um 30 Prozent sinkt. Dafür müsste neben einer energieeffizienten Gebäudehülle eine moderne Heizungsanlage eingebaut werden.
Heizwärmeverbrauch
Der Heizwärmeverbrauch ist die zur Beheizung benötigte Wärmeenergie auf Grund von Wärmeverlusten. Die Entwicklung des Heizwärmeverbrauchs in Deutschland:
Holzbau
Von Holzbau spricht man, wenn die tragende Konstruktion eines Bauwerks überwiegend aus dem Baustoff Holz besteht. Weiterhin werden Holzkonstruktionen nach der Art der Lastabtragung bzw. des statischen Systems unterteilt. So gibt es die Lastabtragung über Punkte, wie es beim Skelettbau der Fall ist und die statisch flächigen Bauteile in Fachwerk-, Block-, Massiv- oder Holzrahmenbauweise.
Holz-Massivbau
Holz-Massivbau ist eine flächige Bauweise und kommt dadurch den klassischen Massivbauweisen (Mauerwerk, Stahlbeton) sehr nahe. Meist wird mit vorgefertigten Bauteilen oder Modulen unterschiedlicher Formate gearbeitet. Die Wandelemente übernehmen die flächige Abtragung der vertikalen Kräfte – meist wirken sie gleichzeitig aussteifend. Holz-Massivbauelemente und -bauteile bestehen grundsätzlich aus Sägeprodukten wie Brettern, Bohlen oder Kanthölzern, welche miteinander vernagelt, verschraubt, verbolzt und/oder verleimt werden. Holz-Massivbauelemente beruhen im Gegensatz zum Holzrahmenbau auf der Trennung der statisch- und der bauphysikalisch wirksamen Wandebene. Im Vergleich zum üblichen Holzrahmenbau können deutlich größere Spannweiten erreicht werden, jedoch erhöht sich dabei die Dicke der Außenbauteile auf Grund der Dämmung. Bei den massiven Bauweisen werden die Festigkeitseigenschaften von Holz optimal genutzt. Selbst der kleinere Festigkeitswert von Holz in Querrichtung weist vier Mal größer Druckfestigkeiten auf als ein gängiger hochdämmender Ziegel. Dadurch können im Innenbereich schlanke tragende Wände und Decken realisiert werden.
Holzrahmenbau
Holzrahmenbau ist die Bildung von flächigen Bauteilen – vorrangig Wänden – aus Holzrippen in einer Rahmenkonstruktion. Diese wird mit statisch wirksamen Plattenwerkstoffen zur Aussteifung beplankt. Die Rippenzwischenräume werden mit Dämmstoffen ausgefüllt. Somit rücken die statisch wirksame Wandebene und die Dämmebene zu einer einzigen tragenden Wand zusammen. Vergleichbares ist nur noch im Fachwerk, Stahlständer- oder im Skelettbau möglich. Durch diesen Effekt erlangt man Außenwände mit deutlich geringeren Dicken bei gleichem U-Wert. Was wiederum dazu führt, dass bei gleichen Außenmaßen des Gebäudes die Nutzfläche um bis zu 10% ansteigt. Das entspricht bei einem 100qm großem Haus bereits einem großzügigem Badezimmer oder dem Technikraum.
Jahres-Heizenergiebedarf (Q)
..fasst den Jahres-Heiz-, den Jahres-Nutzwärmebedarf und die Verluste der Heizsysteme zusammen, die für die Beheizung eines Gebäudes und die Warmwasserbereitung benötig werden. Der Jahres-Heizenergiebedarf ist eine neue Anforderungsgröße der EnEV. Siehe auch (Jahres-)Primärenergiebedarf (QP).
KLH
KLH ist die Abkürzung für Kreuzlagenholz, das aus kreuzweise angeordneten Massivholzplatten besteht. Durch die Längs- und Querlammellen wird der Prozess des Schwindens und Quellens auf ein Minimum reduziert, die Formstabilität und Belastbarkeit jedoch wesentlich erhöht. Ein weiterer Vorteil zeigt sich bei der Montage, da die Massivholzelemente zugeschnitten auf die Baustelle geliefert werden, wodurch eine zeitoptimierte Installation der tragenden Elemente realisiert werden kann.
Lüftungsanlagen
Die Bandbreite der Ausstattung einer mechanisch betriebenen Lüftungsanlage reicht vom einfachen Ventilator zur Abluftansaugung bis hin zu hoch komplexen Heiz-Systemen mit Wärmepumpentechnik unterstützter Wärmerückgewinnung, Pollenfiltern und feuchtigkeitsregulierenden Zusatzgeräten. Ziel ist es, für ein behagliches und gesundes Raumklima zu sorgen und die Lüftungswärmeverluste zu minimieren. Zudem zwingt eine Lüftungsanlage zur hinreichenden Lüftung des Gebäudes und verhindert so die Gefahren der nötigen Luftdichtheit.
Niedrigenergiehaus (NEH)
Das Niedrigenergiehaus ist als Begriff nicht verbindlich definiert oder geschützt. In der Fachwelt herrscht aber dahingehend Konsens, dass diese Häuser nicht mehr als 30 bis 50 Kilowattstunden Primärenergie pro Quadratmeter Nutzfläche und Jahr [kWh/(m²a)] benötigen. Dies entspricht einem Verbrauch von ca. 3 bis 5 Liter Heizöl je m² und Jahr.
Nullenergiehaus
Nullenergiehäuser sind energieautarke Gebäude, die keinerlei fossile Brennstoffe benötigen. Der Warmwasserbedarf und der in seltenen Fällen benötigte Heizwärmebedarf werden beispielsweise von Solar-Wasserstoffanlagen und Sonnenkollektoren bereitgestellt. Photovoltaik- oder Windkraftanlagen produzieren den gesamten Haushalts- und Nutzstrom. Nullenergiehäuser sind derzeitig vorrangig Forschungs- oder gestützte Objekte, da die hohen Investitionskosten ein solches Vorhaben in unseren Zonen unwirtschaftlich gestallten. Jedoch geht man davon aus, dass sich auch diese Technologien, ähnlich wie beim Passivhaus, preislich angleichen werden.
Passivhaus
Das Passivhaus ist die konsequente Weiterführung und Optimierung von Niedrigenergie- und sogenannten „3-Liter-Häusern“. Ihr Heizwärmebedarf darf 15 kWh/(m²a) bei normaler Wohnnutzung nicht überschreiten. Zu diesem Wert kommen 10 kWh/(m²a) für Haushaltsstrom und Lüftung sowie 5 kWh/(m²a) für die Warmwasserbereitung. Da Passivhäuser einen sehr geringen Heizenergiebedarf haben, kommen statt eines konventionellen Heizsystems Wärmepumpenanlagen zur Anwendung. Da durch die hochdämmenden Bauteilen eines Passivhauses die Transmissionswärmeverluste gegenüber den Lüftungswärmeverlusten stark gesunken, gleichzeitig jedoch weitere Einsparungen möglich sind, werden Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung eingesetzt, um auch in diesem Bereich Einsparungen zu erzielen.
(Jahres-)Primärenergiebedarf (QP)
…Die EnEV beschreibt damit die Energiemenge, die zur Deckung des Heizenergiebedarfs für die Beheizung der Gebäude und die Warmwasserbereitung nötig sein wird. In dem sie die Art der Heizanlage bewertet, berücksichtigt sie zusätzlich die Energiemengen, die für die Gewinnung, Umwandlung und Verteilung der jeweiligen Brennstoffe (Gas, Öl oder Strom) aufgewandt werden sowie die Verluste der Heizanlage selbst, quasi alle Verluste bei der Wärmeerzeugung.
Mit der EnEV wird erstmals die Hauptanforderung des Wärmeschutzes an den Jahres-Primärenergiebedarf gestellt.
Photovoltaikanlagen
…sind Geräte, die mittels Solarzellen Sonnenstrahlung in elektrische Energie umwandeln. Durch Halbleitermaterial in den kristallinen oder Dünnschichtzellen wird absorbiertes Licht in freie Elektronen umgewandelt und dadurch ein Strom erzeugt, der wiederum zu einer Gleichspannung führt. Diese wird in Wechselspannung umgewandelt und kann für den Haushalts- bzw. Nutzstrom verwandt werden.
Transmissionswärmeverlust
…sind Wärmeverluste der Gebäudehülle, also aller Außenbauteile. Entscheidend hierfür ist der U-Wert des Bauteils und das A/V-Verhältnis. Sie nimmt neben den Lüftungswärmeverlusten den größten Teil der Wärmeverluste eines Gebäudes ein. In der EnEV werden die Transmissionswärmeverluste in einer Nebenanforderung begrenzt, um den Standart des baulichen Wärmeschutzes nicht unter den der WSchVo’95 absinken zu lassen.
Solar- / Sonnenkollektoren
Sie bestehen aus Absorbern, welche die Sonnenwärme an ein Wärmeträgermedium (z.B. Wasser-Glykol-Gemisch) abgeben und damit Sonnenstrahlen für die Heizwärme bzw. vorrangig für die Warmwasseraufbereitung nutzbar macht. Sonnenkollektoren – auch als Solarkollektoren bezeichnet – sammeln die Energie des Sonnenlichts. Klassisch spricht man von thermischen Sonnenkollektoren. Diese nehmen die Energie der Sonne auf und geben sie an ein Übertragungsmedium ab, das aus Wasser und Frostschutzmittel besteht (verhindert das Einfrieren im Winter). Über den Absorber wird die Lichtenergie der Sonne in Wärme umgewandelt. Über einen Wärmeträger wird die Wärme aus dem Kollektor geführt. Es kann zur Warmwasserbereitung oder Heizungsunterstützung genutzt werden. Das erwärmte Gemisch zirkuliert zwischen dem Kollektor und dem Warmwasserspeicher über eine Umwälzpumpe. Sie wird elektronisch gesteuert und schaltet sich ein, wenn die Temperatur im Kollektor höher steigt als im Warmwasserspeicher selbst. Im Speicher wird die Wärme über einen Wärmetauscher an das Brauchwasser abgegeben.
Wärmeleitfähigkeit
Die Wärmeleitfähigkeit ist das zentrale Maß für die Dämmeigenschaft eines Baustoffes. Je kleiner die Wärmeleitfähigkeit ist, um so besser dämmt der Baustoff oder das Bauteil und um so niedriger ist sein U-Wert. Die Dämmstoffe werden entsprechend ihrer Wärmeleitfähigkeit in so genannte Wärmeleitgruppen (WLG) eingeteilt. Holz und Dämmstoffe sind schlechte Wärmeleiter, Metalle oder Beton hingegen leiten die Wärme sehr gut.
Wärmeschutzberechnung
Die Wärmeschutzberechnung wird nach den durch der EnEV geregelten erforderlichen Berechnungen für zu errichtende oder wesentlich zu ändernde Gebäude durchgeführt. Sie macht grundlegende Aussagen über den zu erwartenden Energiebedarf und dient der Bemessung der wärmeversorgenden Anlagen und der Projektierung der Außenbauteile. Aus der Wärmeschutzberechnung wird weiterhin der Energie- / Wärmebedarfsausweis erstellt.
Wärmepumpentechnik
Eine zeitgemäße Wärmepumpentechnik nutzt die in Luft, Erde oder Grundwasser gespeicherte Wärmeenergie. Mittels eines Transportmediums wird diese Wärme über Wärmetauscher beispielsweise an eine Fußbodenheizung oder Lüftungsanlage abgegeben. Das Funktionsprinzip von solchen Anlagen ist gleich dem eines Kühlschrankes. Nur wird anstelle des Kühlschrankinneren in diesem Fall der Erde Wärme entzogen. Diese „überschüssige“ Wärme an der Rückseite des Kühlschrankes dient der Wärmepumpentechnik als nutzbare Heizenergie. Entscheidend ist, dass die Wärmepumpe etwa 3/4 der Heizenergie aus der Umwelt nimmt und nur 1/4 als Antriebsenergie in Form von elektrischem Strom zugeführt werden muss. Das bedeutet: Durch den Einsatz von 1 kWh elektrischer Energie für den Kompressor der Anlage werden etwa 4 kWh nutzbare Wärmeenergie genutzt. Wärmepumpen werden nach den möglichen Wärmequelle unterschieden: a) Luft-Wasser-Wärmepumpen, welche die in der Außenluft und/oder der Abluft einer Lüftungsanlage enthaltene Energie nutzen. b) Wasser-Wasser-Wärmepumpe, bei der als Wärmequelle beispielsweise das Grundwasser oder warme Quellen dient. c) Sole-Wasser-Wärmepumpe: Erdkollektoren oder Erdsonden entnehmen der Erde in bis zu 300m Tiefe oder als großflächig in etwa einem Meter Tiefe verlegt Wärme.
Da solche Anlagen nicht zur unbegrenzten Bereitstellung von Wärme fähig sind, ist es notwendig die Transmissions- aber auch die Lüftungswärmeverluste so gering wie möglich zu halten und somit den Wärmebedarf des Gebäudes zu senken.