Energie sparen um jeden Preis ? (AMz-Bericht 3/1999)
Reduzierter Heizenergiebedarf in Wohngebäuden und die damit verbundenen Kosten

Einleitung

In den letzten Jahren sind eine Vielzahl von hochwärmegedämmten Wohnhäusern mit zumeist aufwendiger Anlagentechnik entstanden, deren Heizenergiebedarfswerte den sog. Niedrigenergiehaus-Standard deutlich unterschreiten. Diese, zur Zeit noch in geringer Stückzahl auf dem Markt vertretenen Objekte sind häufig gut dokumentiert und unter wissenschaftlicher Begleitung realisiert worden. Teilweise wurden umfangreiche Messungen der Energieflüsse und des Nutzerverhaltens durchgeführt und analysiert. Ultraniedrigenergiehäuser, Passivhäuser Nullheizenergiehäuser und sogar Nullenergiehäuser sind in der Literatur zu finden, eine allgemein gültige einheitliche und vor allem klare Definition der energetischen Qualität derartiger Gebäude ist ebenso wenig vorhanden wie für das seit Jahren gebaute Niedrigenergiehaus. Dennoch haben sich gewisse Bezeichnungen im allgemeinen Sprachgebrauch festgesetzt:
Niedrigenergiehaus:
Gebäude mit einem Heizwärmebedarf, der gegenüber dem nach WSchV 1984 geforderten Niveau weniger als die Hälfte beträgt, bzw. einem Heizwärmebedarf Q``
H zwischen 30 - 70 kWh/ (m2a) entspricht [1] oder eine 25 - 35 prozentige Unterschreitung des nach WSchV 1995 zulässigen Heizwärmebedarfs [2] aufweist.

Ultraniedrigenergiehaus:
Etwa halbierter Heizenergiebedarf eines Niedrigenergiehauses unter besonderer Berücksichtigung der Anlagentechnik [3], also mit Bewertung der Heizungs- und/oder Lüftungsanlage.

Passivhaus:
Haus mit extremer Wärmedämmung und ohne Heizsystem, lediglich Zuluftvorwärmung über eine hocheffiziente Lüftungsanlage, kein Fensteröffnen während der Heizperiode [4].

Nullheizenergiehaus:
Gebäude ohne fossile Heizwärmeerzeugung, daher mit saisonaler Speichertechnik zur aktiven thermischen Solarenergienutzung ausgerüstet [5].

Nullenergiehaus:
Energieautarkes Gebäude ohne Strom- oder Gasanschluß bzw. Öltank [6]. Benötigt thermische und elektrische Speicherkapazitäten.

Ausstattungsmerkmale

Das Erreichen der zuvor definierten Standards erfolgt vorrangig über einen hohen baulichen Wärmeschutz und darüber hinaus je nach Reduktionsziel über entsprechend umfangreiche anlagentechnische Maßnahmen. Die nachfolgende Tabelle gibt Größenordnungen der Wärmedurchgangskoeffizienten (k-Werte) der wärmetauschenden Hüllflächen und der notwendige Anlagentechniken beispielhafter Objekte wieder. Hierbei ist nicht maßgebend, daß jede Einzelgröße exakt eingehalten wird, sondern insbesondere die Energiebilanz der Gebäude sorgfältig aufeinander abgestimmt und ausgewogen ist.

Haus-
typ
Wärmedurchgangskoeffizienten [W/(m2K)] Lüftung Heizung Sonstiges
Außen-
wand
Fenster Dach Keller/
Erdreich
Neben-
räume
     
WSchV 95 0,5 1,7 0,25 0,5 0,5 über
Fenster
Standard -
Niedrig-
energie
0,35-
0,4
1,3-
1,4
0,2 0,35 0,35 u.U.
LWRG
Standard/
optimierte Technik
-
Ultra-
niedrig-
energie
0,15-
0,20
0,75 0,12
0,17
0,24 0,14-
0,16
LWRG
h > 0,8,
Erdreich-
wärme-
tauscher
optimierte
Kombi-
nation
Warm-
wasser-
heizung/
Brauch-
wasserer-
wärmung
Abschal-
tung der
LWRG
bei Fen-
ster-
öffnen
Passiv 0,14 0,70 0,10 0,13 - LWRG
h > 0,8,
Erdreich-
wärme-
tauscher
lediglich
Nachhei-
zung der Zuluft
kein Fen-
steröff-
nen in
der HP
Null-
heiz-
energie
0,08-
0,19
0,7-
1,20
0,09-
0,12
0,10-
0,23
- LWRG
h > 0,8,
ggf. Erd-
reich-
wärme-
tauscher
einfache
Warm-
wasser-
heizung,
ohne
Heizkes-
sel
WW-
Kollek-
toren, 20
m
3 saiso-
naler
Speicher
Null-
energie
0,16 0,60 0,19 0,18 - LWRG
h > 0,85,
Erdreich-
wärme-
tauscher
Brenn-
stoffzelle
mit eige-
ner Was-
serstoff-
erzeu-
gung
WW- und
PV-Kol-
lektoren, Batterien,
TWD
Ausstattungsmerkmale unterschiedlicher Gebäudetypen

Kostensituation

Die baulichen Energieeinsparmaßnahmen und vor allem die anlagentechnischen Zusatzausstattungen der zuvor beschriebenen Standards sind mit Mehrkosten behaftet. Diese sind in drei Gruppen zu unterteilen. Zum einen ergeben sich investive Mehrkosten gegenüber den Bauweisen mit einem Wärmeschutz gemäß den gesetzlichen Anforderungen.

Diese Zusatzinvestitionen führen in der Regel automatisch zu erhöhten Planungskosten, wenn bei Verwendung komplizierter Anlagentechnik die Einschaltung von Fachingenieuren erforderlich wird.
Zum anderen aber, und das wird häufig vergessen, sind erhöhte Betriebskosten für strombetriebene Aggregate durch zusätzlichen Wartungsaufwand z. B. bei Lüftungsanlagen einzukalkulieren. Eine Amortisationsrechnung zusätzlicher Maßnahmen ist daher nur für jeden individuellen Fall durchführbar und bei den derzeit niedrigen Energiepreisen fossiler Brennstoffe fast nie positiv. Ein Punkt, der bei einer Kostenbetrachtung nicht unberücksichtigt bleiben darf, sind die Entsorgungskosten spezieller Maßnahmen bei Abriß und Erneuerung. Dies trifft für die Anlagentechnik z. B. Photovoltaik aber auch für in der Gebäudehülle eingesetzte Verbundwerkstoffe zu. Da die Spannweite der Zusatzinvestitionen sehr groß ist, kann die nachfolgende Tabelle nur als grober Anhalt für die zu erwartenden Kosten gelten.

Kostenbereich Niedrig-
energie
Ultraniedrig-
energie
Passiv Nullheiz-
energie
Nullenergie
Wärmeschutz 6-10 25-40 10-50 40-50 k.A.
Anlagentechnik 2-12 15-30 10-30 80-140 700
Summe 8-22 40-70 20-80 120-190 ca. 700
Zusatzinvestitionen (ohne Planungsmehrkosten) in TDM für verschiedene Gebäudestandards nach [7, 8, 9, 10] für Einfamilienhäuser mit ca. 150 m
2 beheizter Nutzfläche.

Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

Am Beispiel eines Einfamilienhauses stehen den dargestellten Mehrkosten zwischen z. B. dem Niedrigenergiehaus-Standard und dem Ultraniedrigenergie- bzw. Passivhaus von im Mittel 40 TDM bzw. etwa 250 DM/m2 Wohnfläche etwa 30 kWh/(m2a) Heizenergieeinsparung gegenüber. Bei Energiekosten von 0,045 DM/kWh ergäbe sich bei statischer Amortisationsberechnung ein Zeitraum von über 150 Jahren zur Refinanzierung. Berücksichtigt man darüber hinaus, daß eine Halbierung der k-Werte gegenüber der NEH-Bauweise zusätzliche Dämmstoffstärken der opaken wärmetauschenden Hüllfläche von 12 bis 16 cm Dicke erforderlich macht, fallen für ein Einfamilienhaus mit einer Hüllfläche von etwa 400 m2 zusätzlich 50 m3 Dämmstoffe an. Dies bedeutet bei festgelegten Gebäudeaußenmaßen 20 m2 Wohnraum weniger zur Verfügung zu haben. Der finanzielle Ausgleich hierfür sollte ebenfalls einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung unterzogen werden.

Die Situation der Betriebskosten stellt sich für die unterschiedlichen Baustandards in ähnlicher Weise dar. Neben den verbrauchsgebundenen Brennstoffkosten ergeben sich für alle fossil befeuerten Anlagen Fixkosten und nahezu verbrauchsunabhängige Kosten für elektrische Hilfsenergien.

Kostenart   WSchV 95 Niedrig-
energie
Ultraniedrig-
energie
Nullheiz-
energie
Gasheizung verbrauchs-
gebunden
540 340 140 0
Fixkosten 400 400 400 100
Strom Antriebe 140 140 280 410
Gesamt-
kosten
jährlich 1080 880 820 520
nutzflächen-
bezogen
[DM/(m
2a)]
7,20 5,90 5,50 3,50
Jährliche Anlagenbetriebskosten in DM/a für ein Einfamilienhaus mit 150 m
2 Nutzfläche [7]

Die Nicht-Inanspruchnahme fossiler Brennstoffe im Nullheizenergiehaus führt lediglich zu einer Halbierung der energierelevanten Betriebskosten gegenüber dem gesetzlich verordneten Energiebedarfsniveau und macht im Beispiel etwa 500 DM pro Jahr im Einfamilienhaus aus. Die Betriebskostenreduktion zwischen WSchV95-Standard und einem Niedrigenergiehaus liegt bei etwa 200 DM/a. Dieser Wert deckt sich mit einer Vielzahl von Literaturstellen ebenso wie mit den Erfahrungen im Ziegel-Demonstrationsvorhaben Bochum-Werne [8]. Hier betragen die Minderkosten zwischen 120 und 220 DM/a je Wohneinheit. Die hohe Schwankungsbreite wird im wesentlichen durch das stark unterschiedliche Nutzerverhalten in den neun untersuchten Gebäuden bestimmt.

Fazit

Für die in der Summe recht kleinen jährlichen Betriebskosteneinsparungen von Gebäuden mit extrem geringem Energiebedarf lassen sich bei dem derzeit sehr niedrigen Zinsniveau von etwa 5 Prozent und bei Annahme einer 1-prozentigen jährlichen Tilgungsrate etwa 2000 - 3500 DM kostenneutral finanzieren. Mit derart unattraktivem Investitionspotential lassen sich selbst bei besten Willen zu ressourcensparenden Bauen und Gebäudebetrieb keine über die gesetzlichen Anforderungen hinweg interessanten Maßnahmen realisieren.

Eine qualitativ hochwertige Ausführung bewährter Bauweisen mit einem den gesetzlichen Anforderungen entsprechenden Standard wird sich bei energiebewußtem Wohnverhalten derzeit ein wirtschaftlich interessanterer Einspareffekt erzielen lassen als überzogene bauliche und anlagentechnische Zusatzmaßnahmen.

Literatur

[1] Sperber, Schettler-Köhler: Wärmeschutzverordnung `95. Handbuch für die planerische und baupraktische Umsetzung. Verlag Hubert Wingen, Essen (1994).

[2] Ministerium für Bauen und Wohnen, NRW: Niedrigenergiehaus-Förderung NRW. Düsseldorf, Juni 1993.

[3] Hillmann, e. a. : Ultra-House Rottweil. International Symposium Energy Efficient Buildings, Proceedings, Leinfelden-Echterdingen, Germany (1993), S. 129-136.

[4] Feist : Passivhäuser in Mitteleuropa. Dissertation Universität Kassel, Institut Wohnen und Umwelt, 1993.

[5] Bine Informationsdienst: Solare Energiesparhäuser. Pilotprojekt Rottweil und Berlin, Bine Projekt Info-Service, Bonn, Nr.9, Oktober 1997.

[6] Voss, e. a.: Das energieautarke Solarhaus. Bauphysik 15 (1993) H. 1, S. 10 - 14 und H. 3, S. 90 - 96.

[7] Erhorn: Nullheizenergiehäuser marktreifauch marktgängig ? Bauphysik 20 (1998) H. 3, S. 69 - 73.

[8] Kluttig, Erhorn: Niedrigenergiehäuser in Ziegelbauweise. Abschlußbericht WB 100/1998, Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Stuttgart (1998).

[9] Eicke-Hennig, e. a.: Empirische Überprüfung der Möglichkeiten und Kosten im Gebäudebestand und bei Neubauten Energie einzusparen und die Energieeffizienz zu steigern. Endbericht IWU, Darmstadt (1994).

[10] Kluttig, e. a.: Vom Niedrigenergie zum Null-Heizenergiehaus! wksb 42 (1998), H. 42, S. 3 - 5.

Bonn, 18. März 1999
Gi-GdJ AMz

 

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