Typologische Kenngrößen von Nichtwohngebäuden im Bestand

Nichtwohngebäude im Bestand – eine Querschnittsanalyse

Typologische Kenngrößen von Nichtwohngebäuden im Bestand Querschnittsanalyse der TEK-Datenbank

Michael Hörner Institut Wohnen und Umwelt GmbH, Darmstadt www.iwu.de

September 2015

Ein Fachmann erkennt die energetischen Schwachstellen eines Gebäudes oft schnell, es ist aber auch für ihn nicht so einfach, zu quantifizieren, wieviel Energie verloren geht und was das kostet. Die Verbrauchsausweise nach der Energieeinsparverordnung (EnEV) können zwar Ausreißer innerhalb einer Gebäudekategorie identifizieren, die Ursachen hierfür bleiben jedoch unklar. Und aus den Kennwerten ein Einsparpotenzial abzuleiten, das wäre kühn. Eine genauere Gebäudeanalyse nach DIN V 18599 erfordert jedoch umfangreiche Analysen und detaillierte Daten. Dies gilt besonders für Nichtwohngebäude im Bestand, da hier die notwendigen Informationen nur selten komplett vorliegen. Eine weitere Schwierigkeit: Weil die Analyse nach DIN V 18599 den nutzungsspezifischen Stromverbrauch nicht berücksichtigt, ist ein Abgleich zwischen berechnetem Bedarf und gemessenem Verbrauch kaum möglich. Außerdem ist der hierfür notwendige Zeitaufwand enorm hoch. Deshalb haben Wissenschaftler des Instituts Wohnen und Umwelt (IWU) in Darmstadt gemeinsam mit anderen Fachleuten aus Wissenschaft und Praxis im Forschungsprojekt „Teilenergiekennwerte von Nichtwohngebäuden“ eine Methodik zur energetischen Analyse von Nichtwohngebäuden im Bestand entwickelt. Diese wurde in der Software „TEK-Tool“ umgesetzt und in einem Feldtest erprobt. Das TEK-Tool rechnet in Anlehnung an das Monatsbilanzverfahren der DIN V 18599, nutzt als Rechenkern jedoch die vereinfachte Mehrzonen-Nutzenergiebilanz von EnerCalC, einer im Rahmen eines gesonderten Forschungsprojekts entwickelten Software. Es berücksichtigt zusätzlich den nutzungsspezifischen Strombedarf. Zusammen mit weiteren Vereinfachungen, z. B. zur Abbildung der technischen Anlagen, wird es möglich, den Energiebedarf von Nichtwohngebäuden mit vertretbarem Aufwand zu bilanzieren. Die Software soll Energieberater dabei unterstützen, den Ist-Verbrauch zu verstehen, Teilverbräuche zu bewerten, Schwachstellen zu erkennen und Einsparpotenziale zu berechnen. Dazu werden spezifische Kenngrößen gebildet, z. B. Energiekennwerte, Nutzungsgrade oder geometrische Kenngrößen, um verschiedene energierelevante Eigenschaften der Gebäude zu quantifizieren und mit Referenzwerten vergleichen zu können. Der Gesamtenergiebedarf wird aus Teilenergiebedarfen, differenziert nach technischen Gewerken – wie Heizung, Lüftung oder Beleuchtung – und Zonen, berechnet. Daraus ergeben sich die sogenannten Teilenergiekennwerte (TEKs). Die objektspezifisch berechneten TEKs des Ist-Zustands (Ist-TEKs) werden mittels des ebenso differenzierten Systems der vordefinierten ReferenzTeilenergiekennwerte (Ref-TEKs) in eine von fünf Energieaufwandsklassen („sehr gering“ bis „sehr hoch“) eingestuft. So lassen sich der Energieaufwand, energetische Schwachstellen und das mögliche Einsparpotenzial unter Berücksichtigung der konkreten Nutzung und der baulichen Gegebenheiten schnell bewerten.

Quelle: Michael Hörner, IWU, Darmstadt

Seite 1 von 22

Nichtwohngebäude im Bestand – eine Querschnittsanalyse

1. Grundlagen Schätzungsweise ein Siebtel der gesamten CO2-Emissionen Deutschlands sollen auf die Beheizung, Warmwassererzeugung, Klimatisierung und Beleuchtung von Nichtwohngebäuden entfallen. Genauere Zahlen über den tatsächlichen energetischen Zustand von Bestandsgebäuden fehlen jedoch. Um diese Informationsdefizite zu reduzieren, wurden im Rahmen der Energieforschung die energetischen Eigenschaften von Nichtwohngebäuden im Bestand detaillierter untersucht. Im Projekt Teilenergiekennwerte von Nichtwohngebäuden (TEK)1 wurde dazu eine Methodik zur vereinfachten, energetischen Bilanzierung von Nichtwohngebäuden im Bestand erarbeitet und das TEK-Tool als ein Werkzeug für die Energieberatung entwickelt. Die zugrundeliegende Methodik von TEK übernimmt den Ansatz der DIN V 18599 mit einer monatsweisen Berechnung und einer Mehrzonen-Nutzenergiebilanz zur Abbildung unterschiedlicher Nutzungen in einem Gebäude. Die TEK-Methodik arbeitet jedoch wegen der bei Bestandsgebäuden oft spärlichen Datenlage mit Vereinfachungen und insbesondere in der Anlagentechnik mit Angaben, die vor Ort erhoben werden können, z.B. auf Typenschildern von raumlufttechnischen Anlagen. Die Eingabedaten der Gebäudehülle können objektspezifisch detailliert oder, wie oben bereits erwähnt, vereinfacht erfasst werden, wenn es schnell gehen soll. Die sonst sehr aufwendige Aufteilung der Gebäudehüllfläche auf die Nutzungszonen erfolgt automatisiert. Nutzungsparameter können für alle Zonen als Standardwerte oder objektspezifisch eingegeben werden. Zusammen mit weiteren Vereinfachungen im Berechnungsalgorithmus kann die Menge der Eingabedaten so deutlich reduziert und die Gebäudeanalyse erheblich beschleunigt werden. Fachleute können die Analyse bei guter Datenlage in etwa zwei bis drei Arbeitstagen durchführen. Außerdem erweitert TEK den Bilanzraum auf den nutzerspezifischen Energiebedarf wie Arbeitshilfen, Geräte, Aufzüge etc., um den berechneten Bedarf besser mit dem gemessenen Verbrauch vergleichen zu können. Das TEK-Tool wurde in einem Feldtest umfangreich getestet. So entstand die TEK-Datenbank, eine in Deutschland einzigartige Sammlung von 93 Datensätzen von Nichtwohngebäuden im Bestand unterschiedlichen Typs. Alle erfassten Gebäude sind mit detaillierten Angaben zur wärmetechnischen Beschaffenheit der Gebäudehülle, zur Effizienz der Anlagentechnik und zum Nutzerverhalten sowie zum gemessenen Energieverbrauch dokumentiert. In einer Querschnittsanalyse2 der TEK-Datenbank wurden typische, geometrische und energetische Kenngrößen von Nichtwohngebäuden im Bestand ermittelt und, soweit möglich, statistisch ausgewertet. Ausgewählte Ergebnisse dieser Querschnittsanalyse sind in diesem Beitrag zusammengefasst. Dabei wurden Kenngrößen zur Hüllflächenexposition und Energiekennwerte abgeleitet, und zwar sowohl für das gesamte Gebäude (vgl. Kapitel 2) als auch für einzelne Nutzungszonen (vgl. Kapitel 3). Sie sind für weitere Vereinfachungen des Berechnungsverfahrens nützlich und liefern interessante Vergleichswerte für die Qualitätssicherung der Berechnungen. Von besonderem Interesse sind die Untersuchungen der Differenzen von berechnetem Energiebedarf und gemessenem Energieverbrauch (vgl. Kapitel 4). Daraus abgeleitete Schätzfunktionen ermöglichen eine realistischere Einschätzung von Einsparpotenzialen (vgl. Kapitel 5). Modernisierungsvarianten und Einsparpotenziale waren ebenfalls Gegenstand der Feldphase des

1

Das Projekt Teilenergiekennwerte von Nichtwohngebäuden (TEK) wird im Forschungsschwerpunkt Energieoptimiertes Bauen (ENOB) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert (Förderkennzeichen: 0327431J). Download TEK-Tool.

2

Hörner, Michael; Bagherian, Behrooz; Jedek, Christoph: Teilenergiekennwerte von Nichtwohngebäuden Querschnittsanalyse der Ergebnisse der Feldphase, Darmstadt: IWU, 2014 (ISBN 978-3-941140-37-0)

Quelle: Michael Hörner, IWU, Darmstadt

Seite 2 von 22

Nichtwohngebäude im Bestand – eine Querschnittsanalyse

TEK-Projekts, sie wurden in einem Folgeprojekt zu einem ersten Ansatz einer Gebäudetypologie für Nichtwohngebäude3 weiterentwickelt (vgl. Kapitel 6).

2. Gebäudekenngrößen In der Energieberatung arbeitet man, ähnlich wie in der Betriebswirtschaft, gerne mit Kenngrößen, welche bestimmte Eigenschaften, z. B. von Gebäuden, quantifizieren. Dies macht Sinn, um sie besser miteinander oder mit einem allgemein anerkannten Zielwert vergleichen zu können. Energiekennwerte sind ein weit verbreitetes Mittel, um die energetische Qualität eines Gebäudes und seiner Nutzung ohne großen Aufwand zu bewerten. Dabei ist ein einzelner Kennwert meist nicht ausreichend, um die Komplexität aus Nutzung, Größe, Baualter und Geometrie eines Gebäudes in ihrem Einfluss auf den Energiekennwert zu erfassen. In diesem Kapitel sind Verteilungen bzw. Mittelwerte und Bandbreiten verschiedener gebäudebezogener Kenngrößen angegeben, die energetisch wichtige Eigenschaften der Gebäude in der TEK-Datenbank quantifizieren und zum Verständnis der Häufigkeitsverteilung der Energiekennwerte notwendig sind. Allgemeine Eigenschaften der ausgewählten Gebäude In dem Projekt wurden vorwiegend Bestandsgebäude ab einer Größe von etwa 1.000 m² NGF zur Analyse ausgewählt. Es handelt sich überwiegend um Gebäude, an denen zum Zeitpunkt der Datenaufnahme keine größeren Modernisierungen vorgenommen worden waren. Die Gebäude sollten aus sechs grundlegenden Gebäudekategorien stammen und einen höheren Technisierungsgrad aufweisen, also in nennenswertem Umfang mit raumlufttechnischen Anlagen ausgestattet sein. Tabelle 1 zeigt die Häufigkeitsverteilungen der untersuchten Gebäude nach Baualter, nach Flächen und nach Gebäudekategorien geordnet. Baualtersklasse

Häufigkeit

Nettogrundfläche

Häufigkeit

Gebäudekategorie

Häufigkeit

vor 1918

10

bis 1.000 m²

4

Büro/Verwaltung

23

1919 - 1948

5

1.001 bis 5.000 m²

36

Handel

11

1949 - 1977

38

5.001 bis 10.000

29

Hochschule

19

1978 - 1994

26

10.001 bis 30.000

20

Hotel

8

1995 - 2001

7

> 30.000 m²

4

Bildung/Sport

15 / 1

Nach 2002

7

Veranstaltung

16

Tab. 1 Verteilung der Baualtersklassen, der Nettogrundflächen und der Gebäudekategorie der 93 Gebäude in der TEKDatenbank

Energiekennwerte Mit dem TEK-Tool wurde für jedes Gebäude dessen Endenergiebedarf für Brennstoff/Fernwärme und elektrische Energie berechnet. Die Häufigkeitsverteilung der auf die Energiebezugsfläche4 (EBF) bezogenen jährlichen Endenergiebedarfe der Gebäude ist in Abbildung 1 aufgetragen. Sie sind in der Berechnungseinstellung OBJ-OBJ berechnet, also mit objektspezifischen Nutzungsrandbedingungen und einer detaillierten, objektspezifischen Ermittlung der Gebäudehüllflächen, Bauteilkennwerte und

3

Stein, Britta; Hörner, Michael; Jedek, Christoph, Maximilian Ihrig: Typologie-gestützte Kennwerte für die energetische Bewertung bestehender Nichtwohngebäude, Darmstadt: IWU, 2015 (ISBN 978-3-941140-45-5)

4

Die Energiebezugsfläche ist in TEK wie in der EnEV als die beheizte oder gekühlte Nettogrundfläche (NGF) definiert. Unter der NGF versteht man die Summe der nutzbaren Grundflächen eines Gebäudes.

Quelle: Michael Hörner, IWU, Darmstadt

Seite 3 von 22

Nichtwohngebäude im Bestand – eine Querschnittsanalyse

Beleuchtungstechnik. Die Mittelwerte, über alle Gebäude in der TEK-Datenbank gerechnet, liegen sowohl für Brennstoff/Fernwärme mit 147 kWh/m²EBFa als auch für elektrische Energie mit 66 kWh/m²EBFa recht hoch. Angesichts der oben beschriebenen Gebäudeauswahl (vgl. Tabelle 1) überrascht dieses Ergebnis nicht. Die Verteilung spiegelt die energetischen Eigenschaften von überwiegend (noch) nicht modernisierten Gebäuden mit höherer Technisierung wider und zeigt, welche Bandbreite von Energiekennwerten für diese Gebäudebestände erwartet werden können. Brennstoff/Fernwärme

Elektrische Energie

30

24

25

20

Häufigkeit

20

15

15

12

12

10

10

9

8

10

10

9 7

6

5

4

5 1

1

20

40

2

3

4

4 1

5 2

2

0 60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

und  größer

Klasse des Endenergie‐Bedarfs [kWh/m²EBFa] Abb. 1 Verteilung der flächenspezifischen Kennwerte des Endenergiebedarfs für Brennstoff/Fernwärme und elektrische Energie, berechnet mit objektspezifischen Randbedingungen (OBJ-OBJ), für die Gebäude in der TEK-DB Quelle: IWU-eigene Darstellung

Generell dienen Energiekennwerte der schnellen Einschätzung der Gebäudeenergieeffizienz, weshalb die TEK-Methodik konsequent Ist-Teilenergiekennwerte (Ist-TEKs) zur Beschreibung des Ist-Zustands generiert und Vergleichskennwerte nutzt, die für den Energiebedarf auf Zonenebene in fünf Energieaufwandsklassen definiert sind, sogenannte Referenz-Teilenergiekennwerte (Ref-TEKs). Für ein konkretes Gebäude ist die Zonenaufteilung bekannt und REF-TEKs können auch auf Gebäudeebene berechnet werden. In TEK wird damit eine Bewertung der Gewerke und des gesamten Gebäudes wie in Abbildung 2 vorgenommen. Das Gebäude in dieser Abbildung hat offensichtlich eine sehr relevante Schwachstelle beim Heizenergiebedarf.

Quelle: Michael Hörner, IWU, Darmstadt

Seite 4 von 22

Nichtwohngebäude im Bestand – eine Querschnittsanalyse

Abb. 2 Primärenergiekennwerte und Bewertung der Ist-Teilenergiekennwerte der Gewerke mit Energieaufwandsklassen, die auf der Basis von Referenz-Teilenergiekennwerten definiert sind. Größe der Blasen symbolisiert Höhe des Primärenergiekennwerts.

Geometrische Kenngröße Die Hüllflächenexposition von Gebäuden beeinflusst deren Heizwärmebedarf maßgeblich. Für die 93 Gebäude aus der TEK-DB wurden die in Tabelle 2 gezeigten, gebäudebezogenen Hüllflächen-Kenngrößen erhoben. Sie können Hinweise auf energetische Schwachstellen geben, wie beispielsweise ein zu hoher Fensterflächenanteil nach Norden oder ein ungünstiges A/V-Verhältnis. Kenngrößen dieser Art können auch zur Qualitätssicherung genutzt werden, um z. B. die Angaben zur Geometrie von Gebäuden in Energieausweisen einer automatisierten Plausibilitätskontrolle zu unterziehen. So geben ungewöhnliche Werte spezifische Dach-, Wand- oder Fensterflächen oder das Verhältnis A/V schnell Hinweise auf mögliche Fehler in der Erfassung der Hüllflächen. Auch wenn dies keine repräsentative Stichprobe aus dem Bestand von Nichtwohngebäuden darstellt, so ist doch zu vermuten, dass sich hier keine systematische Verzerrung ergibt wie bei den Gebäudeenergiekennwerten. Die Gebäudegeometrie folgt den üblichen Entwurfsgrundsätzen der Architektur für die unterschiedlichen Gebäudekategorien und ist zunächst vom Energiestandard weitgehend unabhängig. Allerdings muss auf die geringe Fallzahl pro Gebäudekategorie hingewiesen werden, weshalb statistische Kennzahlen wie Mittelwerte und Standardabweichungen mit Vorsicht zu benutzen sind.

Quelle: Michael Hörner, IWU, Darmstadt

Seite 5 von 22

Gebäudekategorie

n

Geschosse

Anzahl

Gebäude

Hüllflächenexposition

Mittel

Mittlerer

Verhältnis A/V

spezifische

spezifische

spezifische

spezifische

spezifische

Fensterflächen-

[1/m]

Kellerdeckenfläche

Dachfläche

Wandfläche

Fensterfläche N

Fensterfläche SOW

[m²BTF / m²NGF]

[m²BTF / m²NGF]

[m²BTF / m²NGF]

[m²BTF / m²NGF]

[m²BTF / m²NGF]

anteil (NSOW) an der Fassade [%]

Mittel Stdabw.

Mittel Stdabw.

Mittel Stdabw.

Mittel Stdabw.

Mittel Stdabw.

Mittel Stdabw.

Mittel

0,34

0,31

0,34

0,43

0,06

0,17

Ämter, Verwaltungsgebäude

5

35%

Banken

1

29%

Bürogebäude (auch mit Publ.-verkehr)

16%

0,05

0,25

0,09

0,23

0,13

0,23

0,13

0,39

0,02

0,04

Stdabw. 0,08

0,11

12

33%

10%

0,30

0,10

0,30

0,16

0,30

0,16

0,44

0,14

0,06

0,03

0,14

0,04

Gerichtsgebäude

3

23%

4%

0,35

0,01

0,34

0,10

0,35

0,09

0,64

0,13

0,07

0,02

0,12

0,02

Polizei; Feuerwehr; THW

2

17%

1%

0,45

0,01

0,35

0,07

0,37

0,04

0,83

0,04

0,03

0,01

0,14

0,01

31%

11%

0,33

0,09

0,31

0,13

0,32

0,13

0,49

0,17

0,06

0,03

0,15

0,05

19%

12%

0,30

0,05

0,90

0,23

0,86

0,25

0,31

0,05

0,02

0,01

0,06

0,04

Büro, Dienstleistungen

23

5,17

Einkaufszentren

6

Großhandel

1

6%

Kauf- und Warenhäuser

4

21%

14%

0,17

0,01

0,24

0,04

0,24

0,04

0,23

0,07

0,01

0,01

0,05

0,03

19%

12%

0,25

0,07

0,66

0,37

0,63

0,35

0,29

0,08

0,01

0,01

0,05

0,04

Handel

11

2,37

0,27

0,90

44%

5

24%

14%

0,40

0,14

0,81

0,43

0,84

0,39

0,72

0,30

0,03

0,04

0,18

0,09

12

28%

9%

0,28

0,07

0,29

0,12

0,32

0,14

0,46

0,11

0,04

0,04

0,13

0,05

11%

0,33

0,11

0,45

0,32

0,47

0,32

0,53

0,20

0,05

0,04

0,15

1 19

Ferien- und Schullandheime

27% 3,44

1

Hotels

7

Hotels, Beherbergungsgebäude

8

Berufsschulen

28%

0,34

23%

0,40

0,35

0,43

0,01

1

Hochschulen

0,60

0,02

Hörsaalgebäude

Versuchshallen mit Werkstatt

0,61

0,45

Fachhochschulen Institutsgebäude für Lehre und Forschung

0,48

0,80

0,40

0,77

0,15

0,49

0,66

0,18

0,01

0,50

0,17

0,05

0,06

0,10

26%

9%

0,27

0,06

0,22

0,13

0,23

0,12

0,44

0,12

0,03

0,02

0,12

0,07

25%

8%

0,28

0,06

0,29

0,23

0,28

0,19

0,45

0,11

0,03

0,02

0,12

0,07

5

31%

7%

0,31

0,06

0,32

0,06

0,34

0,04

0,55

0,21

0,05

0,03

0,18

0,06

Grund-, Haupt-, Realschulen, Gymnasium

8

29%

5%

0,40

0,13

0,58

0,25

0,58

0,24

0,54

0,20

0,04

0,01

0,17

0,06

Kindertagesstätte

2

29%

6%

0,61

0,22

0,82

0,40

0,86

0,34

0,61

0,04

0,08

0,00

0,17

0,05

Sporthallen

1

20%

Schulen, Kindertagestätten

15

6,80

2,62

0,44

0,90

0,76

1,04

0,18

0,08

30%

5%

0,40

0,15

0,52

0,27

0,54

0,26

0,55

0,18

0,05

0,02

0,17

0,05

Büchereien

3

29%

17%

0,24

0,04

0,26

0,07

0,28

0,07

0,28

0,03

0,02

0,02

0,10

0,08

Freizeitzentren, Gemeinde-, Bürgerhäuser

3

18%

8%

0,39

0,16

0,58

0,10

0,74

0,14

0,49

0,14

0,03

0,03

0,09

0,05

Museen, Ausstellungsgebäude

8

22%

11%

0,30

0,08

0,39

0,10

0,43

0,30

0,71

0,27

0,08

0,07

0,12

0,05

Stadthallen / Saalbauten

2

18%

8%

0,32

0,06

0,55

0,05

0,54

0,14

0,65

0,05

0,04

0,02

0,12

0,07

Veranstaltungsgebäude

16

3,3

22%

11%

0,31

0,10

0,42

0,14

0,48

0,26

0,58

0,26

0,05

0,06

0,11

0,05

Alle Gebäude (gemittelt)

93

3,87

26%

10%

0,32

0,12

0,44

0,29

0,45

0,29

0,50

0,22

0,05

0,04

0,13

0,07

Tab. 2

Spezifische geometrische Kenndaten der Gebäudehülle nach Gebäudekategorien differenziert, Berechnungseinstellung „objektspezifisch“. Quelle: TEK-Datenbank, IWU.

Quelle: Michael Hörner, IWU, Darmstadt

Seite 6 von 22

Nichtwohngebäude im Bestand – eine Querschnittsanalyse

3. Zonenkenngrößen Nichtwohngebäude werden für eine Energiebilanz üblicherweise in Zonen aufgeteilt, weil sich in den Gebäuden meist Räume mit sehr unterschiedlichen Nutzungen, technischer Ausrüstung und inneren Lasten befinden. Maßgeblich für die Aufteilung ist die DIN V 18599-1 und für die Nutzungsprofile DIN V 18599-10. Eine Zone fasst den Grundflächenanteil bzw. Bereich eines Gebäudes zusammen, der durch gleiche Nutzungsrandbedingungen gekennzeichnet ist und keine relevanten Unterschiede hinsichtlich der Arten der Konditionierung und anderer Zonenkriterien aufweist. Das TEK-Tool übernimmt dieses Verfahren. Teilenergiekennwerte Für jede Zone und jedes Gewerk (z. B. Heizung oder Beleuchtung) werden, wie bereits erwähnt, Ist-TEKs berechnet, also Teilenergiekennwerte im Ist-Zustand. Vergleichswerte, Ref-TEKs, sind gebäudeunabhängig für alle Nutzungsprofile der DIN V 18599 vordefiniert. Sie spannen fünf Energieaufwandsklassen auf, nach denen die Ist-TEKs bewertet werden: sehr gering, gering, mittel, hoch und sehr hoch. So können energetische Schwachstellen des Gebäudes schnell erkannt und wie in den Tabellen 3 und 4 kenntlich gemacht werden. 3.1 Heizung Nr. und Name

1) Einzelbüro Nord

Std.-nutzung

01 Einzelbüro

Fläche

Nutz.-

m²

einheit

TEK-Bew ert.

Ist-Wert Zone (Endenergie) kWh/(m²a)

W/m²

h/a

kWh/(m²a)

Vergleichsw ert - gering W/m²

h/a

463

1

Hoch

258,3

110,0

2346,8

48,5

99,7

487

2) Saal-Vorraum

04 Sitzung

39

2

Hoch

272,1

453,6

600,0

82,1

283,1

290

3) Einzelbüro Süd

01 Einzelbüro

561

1

Sehr hoch

295,8

171,8

1721,5

48,5

99,7

487

4) Verkehrsflächen

19 Verkehrsflä

265

1

Gering

50,1

28,2

1778,0

52,2

23,5

2.223

5) Foyer

19 Verkehrsflä

87

1

Hoch

197,2

95,2

2070,6

52,2

23,5

2.223

6) WC, Sanitär

16 WC, Sanitär

76

1

Hoch

422,9

176,5

2395,9

119,2

273,2

436

7) Lager / Technik / Archiv 20 Lager, Tech

558

4

8) Saal

04 Sitzung

169

2

Hoch

253,6

435,2

582,7

82,1

283,1

290

9) Serverraum

21 Rechenzen

5

3

Gering

22,0

74,3

296,1

23,4

53,5

437

10) Nebenflächen

18 Nebenfläch

15

1

Hoch

211,3

83,7

2525,7

54,3

25,9

2.098

Tab. 3 Schwachstellenanalyse mit Teilenergiekennwerten auf Zonenebene am Beispiel des Gewerks Heizung. Quelle: TEK-Tool, IWU.

3.2 Beleuchtung Nr. und Name

1) Einzelbüro Nord

Std.-nutzung

01 Einzelbüro

Fläche

Nr. Beleuch-

m²

tungsanlage

TEK-Bew ert.

Ist-Wert Zone (Endenergie) kWh/(m²a)

W/m²

h/a

kWh/(m²a)

Vergleichsw ert - gering W/m²

h/a

463

1

Gering

17,7

12,4

1428,4

20,0

17,2

1.160

2) Saal-Vorraum

04 Sitzung

39

7

Sehr gering

0,3

5,8

59,4

1,8

15,6

118

3) Einzelbüro Süd

01 Einzelbüro

561

1

Gering

18,0

12,4

1457,0

20,0

17,2

1.160 537

4) Verkehrsflächen

19 Verkehrsflä

265

2

Hoch

15,9

8,8

1800,0

2,4

4,5

5) Foyer

19 Verkehrsflä

87

5

Mittel

8,5

14,2

598,0

2,6

4,5

575

6) WC, Sanitär

16 WC, Sanitär

76

6

Mittel

18,5

14,9

1246,4

3,5

9,0

390 423

7) Lager / Technik / Archiv 20 Lager, Tech

558

3

Hoch

3,6

6,1

593,6

1,3

3,0

8) Saal

04 Sitzung

169

4

Gering

0,7

9,4

71,0

0,7

15,6

43

9) Serverraum

21 Rechenzen

5

3

Sehr gering

19,9

6,1

3276,0

29,2

14,6

1.996

10) Nebenflächen

18 Nebenfläch

15

3

Hoch

1,9

6,1

308,2

1,1

3,0

365

Tab. 4 Schwachstellenanalyse mit Teilenergiekennwerten auf Zonenebene am Beispiel des Gewerks Beleuchtung. Quelle: TEK-Tool, IWU.

Quelle: Michael Hörner, IWU, Darmstadt

Seite 7 von 22

Nichtwohngebäude im Bestand – eine Querschnittsanalyse

Aus dem Vergleich mit dem Wert für die Energieaufwandsklasse „gering“ in den rechten Spalten dieser Tabellen kann außerdem ein überschlägiges Einsparpotenzial abgeleitet werden, wenn die Eigenschaften der entsprechenden Zone und der zugehörigen technischen Anlage auf den Standard des Referenzgebäudes der EnEV 2009 gebracht würden. Ob dieses Potenzial zu heben ist und an welchen Umständen eine solche Modernisierung eventuell scheitern könnte, kann so natürlich nicht beurteilt werden. Deshalb heißt es „strategisches“ Einsparpotenzial. In der Querschnittsanalyse wurde auch überprüft, ob die Ref-TEKs in den fünf Energieaufwandsklassen und die dahinter liegenden Annahmen gut gewählt sind, also ob die Ist-TEKs plausibel bewertet werden können. Für die Nutzung Büro (Nutzungsprofile Einzel- und Gruppenbüro) sind in Abbildung 3 beispielhaft die Häufigkeitsverteilungen der objektspezifisch ermittelten Ist-TEKs für Heizung, Warmwasser und Beleuchtung bezüglich der in TEK vordefinierten fünf Energieaufwandsklassen dargestellt. Für das Gewerk Heizung ergibt sich eine nachvollziehbare Verteilung und damit auch eine plausible Bewertung, wie man sie für – meist noch nicht modernisierte - Bestandsgebäude erwarten würde: Die meisten, zonenbezogenen Ist-TEKs für Heizung liegen in den Energieaufwandsklassen „Mittel“ und „Hoch“. Die Ist-TEKs für Warmwasser liegen dagegen überwiegend in der Energieaufwandsklasse „Sehr gering“. Dies zeigt sich auch bei den anderen Nutzungsprofilen. Es wird vermutet, dass die Standardnutzungsparameter der Vornorm DIN V 18599 für den Warmwasserbedarf in Nichtwohngebäuden unrealistisch hoch angesetzt sind und zu überhöhten Ref-TEKs führen. Die Bewertungen fallen dadurch zu gut aus. Bei der Beleuchtung in den Bürozonen liegen die meisten Ist-TEKs in den Aufwandsklassen „Mittel“ bis „Sehr gering“, also in den effizienteren Klassen. In anderen Nutzungsprofilen zeigen sich jedoch auch ganz andere Verteilungen. Vermutlich ist die tendenziell gute Bewertung der Beleuchtung im Nutzungsprofil Büro darauf zurück zu führen, dass in Bestandsgebäuden die Beleuchtungsanlagen insbesondere in den Bürozonen aus ergonomischen Gründen (Bildschirmarbeitsplätze) bereits erneuert wurden und deshalb mehrheitlich positiv bewertet werden. Spezifische Bauteilflächen In die Ref-TEKs gehen auch zonenbezogene Annahmen zu typischen Hüllflächenexpositionen ein, in Abbildung 3 durch die roten Fähnchen markiert. Zur Berechnung des Ref-TEKs für Heizung in einer Einzelbürozone wird beispielsweise ein Anteil von 0,3 m² Außenwandfläche (Bruttobezug) pro m² Zonenfläche (Nettobezug) angenommen. Auch diese Annahmen wurden an den Gebäudedaten überprüft. Der einer Zone zugeordnete Anteil der jeweiligen Bauteilhüllfläche wird im TEK-Tool in der Regel vereinfacht berechnet. Das TEK-Tool nutzt dazu einen automatischen Verteilalgorithmus auf Basis der Zonenfläche. Bei genauerer Kenntnis der Lage der Zone im Gebäude kann dieser Anteil als Option aber auch manuell zugewiesen werden. Deshalb sind in Abbildung 4 jeweils beide Kennwerte – manuell ermittelte und automatisch generierte – angegeben. Die manuell ermittelten Werte bilden dabei die Situation im Gebäude am genauesten ab. Leider ist deren Anzahl jedoch vergleichsweise gering, da die Ermittlung der Werte sehr aufwändig ist. Typische Bandbreiten der spezifischen Bauteilflächen lassen sich auf Zonenebene nur schwer identifizieren. Zu gering ist die Anzahl der Fälle in der Stichprobe und zu unterschiedlich sind die Lage im Gebäude und der Zuschnitt der betrachteten Zonen. Die zonenbezogene Annahmen zu typischen Hüllflächenexpositionen in den Ref-TEKs lassen sich aus den Häufigkeitsverteilungen aber weder bestätigen noch widerlegen. Eine weitergehende Untersuchung ist dazu notwendig.

Quelle: Michael Hörner, IWU, Darmstadt

Seite 8 von 22

a) Büro Heizung

b) Büro Warmwasser

c) Büro Beleuchtung

Häufigkeit spez. Endenergiebedarf Warmwasser (Zone Büro, objektspezifisch)

Häufigkeit spez. Endenergiebedarf Heizung  (Zone Büro, objektspezifisch) 100

80 70

Häufigkeit spez. Endenergiebedarf Beleuchtung  (Zone Einzel‐ und Gruppenbüro, objektspezifisch, korrigiert) 60

93

90

70

49

50

80

44

60

40

40

60

Anzahl

46

Anzahl

Anzahl

70 50

50

36

30

40

30

20

30 20

17

15

20

10

14

10

3

2

1

1

Mittel  ( 14