Beiträge mit persönlicher Note

 

Effiziente Gebäude in Deutschland? | 03.04.2022

Mit der Umsetzung des GEG (2020) wurde der Wunsch, dass neue Gebäude klimafreundlicher werden sollen nicht erfüllt. Wenn man genauer hinschaut, hat sich das Wärmeschutzniveau seit der EnEV 2014 nicht wesentlich verändert und mit der EnEV 2016 wurde die primärenergetische Anforderung um 25% reduziert. Das GEG führt diesen Standard im Prinzip fort. Das ist mäßig ambitioniert und andere Länder haben mittlerweile deutlich effizientere und klimafreundlichere Neubaustandards. So zum Beispiel in Luxemburg. Das Wärmeschutzniveau in Luxemburg war zwischen 2008 und 2012 in etwa auf dem Niveau des GEG 2020. Seit 2012 sind Wohngebäude mit deutlich höherem Wärmeschutz vorgeschrieben. Und seit 2015 ist jedes neue Wohngebäude mit einer Lüftungsanlage und Wärmerückgewinnung auszustatten. Seit 2017 entspricht das Wärmeschutzniveau in Luxemburg in etwa dem KfW40-Standard (~Passivhausniveau). Damit ist auch ein Wärmeschutzniveau erreicht, das mit aktuellen technischen und wirtschaftlichen Randbedingungen, nicht mehr signifikant verbessert werden kann. Staatliche Förderung für "nur" energieeffiziente Neubauten gibt es seit 2017 deshalb auch nicht mehr, sondern diese ist an Nachhaltigkeitskriterien gekoppelt (siehe LENOZ). Unter anderem werden hierbei die graue Energie und die Umweltbelastung bei der Gebäudeherstellung oder Gesundheitsaspekte mit einbezogen (weitere Informationen). Auch bei den Nichtwohngebäuden ist der Effizienzunterschied entsprechend groß. Und das bei tendenziell höheren Bau- und niedrigeren Energiekosten in Luxemburg.
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Die Philosophie in Luxemburg
Der Luxemburger Neubaustandard ist ein Nur-Strom-Gebäude mit sehr hohem Wärmeschutz, solarer Stromerzeugung mit Eigenverbrauch Vor-Ort und effizienter Technik zur Deckung des Restenergiebedarfs. Dieser Ansatz geht einher mit dem geplanten Ausbau von mehr erneuerbarer Energie bei der Stromerzeugung - der in Deutschland auf Jahressicht bereits etwa 50% beträgt (Quelle). So hat Luxemburg mit der Verordnung RGD 2021 alle fossilen Energieträger aus dem Referenzgebäude verbannt (mit einer Übergangsfrist bis zum 31.12.2022) und setzt zudem auf solare Stromerzeugung Vor-Ort für jedes neue Nichtwohngebäude. Hungrige Direkt-Stromheizungen, oder zu Neudeutsch "Infrarotheizungen", sind beispielsweise nicht zulässig. Luxemburg hat seit 2008 ein hohes Tempo bei der Effizienzsteigerung neuer Gebäude verfolgt und der Schritt mit dem RGD 2021 markiert einen weiteren wichtigen (energiepolitisch mutigen) Baustein.
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Transparenz beim Energiepass und Klassifizierung
Luxemburg verfolgt von Anfang an die Strategie, dass der Energiepass möglichst transparent und aussagekräftig sein soll und für den Bürger einen hohen Wiedererkennungswert hat. Deshalb ist es auch wichtig Labels zu nutzen, über die Nicht-Fachleute die Effizienz eines Gebäudes leicht ablesen können. In Luxemburg erfolgt das über eine Einordnung von A+ nach I - ähnlich wie man es von Kühlschränken her kennt und das machen viele EU-Mitgliedsstaaten so. Das folgende Bildbeispiel zeigt, was ein Label ermöglicht. Bereits 2014 haben Online-Immobilienplattformen das Luxemburger Klassifizierungssystem freiwillig genutzt, um Gebäude danach zu filtern. Mittlerweile ist die Kennzeichnung nach EPBD obligatorisch.
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Bildquelle: Internetplattform www.athome.lu, Abrufdatum: Ende 2014

Der Einfluss eines Labels sollte nicht unterschätzt werden und ein gutes Label ist mindestens genau so wichtig, wie die zugrundeliegende Bewertungsmethodik. Ebenso wichtig ist die Konsistenz eines Labels. So sollten systemische Änderungen, die zu einer Neuklassifizierung führen, mit Bedacht eingeführt werden, denn dadurch kann das Vertrauen in die Aussagekraft geschwächt werden. Das wird von Fachleuten oft unterschätzt und der Energiepass dient doch in erster Linie dem Bürger und nicht zum Selbstzweck. Deshalb gibt es in Luxemburg nur eine einzige Berechnungsmethode und ein Gebäude muss zur Bewertung immer berechnet werden. In Deutschland ist alternativ der gemessene Verbrauch zulässig, um die Effizienz eines bestehenden Gebäudes einzustufen.
 
Warum ist das keine gute Idee?
Ein Gedankenexperiment. Man stelle sich vier Mal das exakt gleiche Gebäude vor. Es werden die in Deutschland möglichen Fälle betrachtet.
  1. Energiepass basierend auf dem Verbrauch: im Gebäude lebt eine 6-köpfige Familie. Entsprechend hoch ist der Warmwasserverbrauch. Alle Räume werden genutzt und beheizt.
  2. Energiepass basierend auf dem Verbrauch: Im Gebäude lebt eine Person. Der Warmwasserverbrauch ist gering. Es werden nur wenige Räume genutzt und geheizt.
  3. Energiepass basierend auf einer Berechnung: das Gebäude wird berechnet nach DIN V 18599
  4. Energiepass basierend auf einer Berechnung: das Gebäude wird berechnet nach DIN 4108
Das der Energieverbrauch bei den Varianten 1 und 2 aufgrund der unterschiedlichen Nutzung verschieden ist, muss nicht näher erläutert werden. Aufgrund der unterschiedlicher Berechnungsregeln der beiden Normen können sich die Ergebnisse unterscheiden. Die Ergebnisse aller Varianten werden allerdings in gleicher Weise genutzt, um das Gebäude einer Energieeffizienzklasse zuzuordnen. Die Zahlen im folgenden Beispiel sind fiktiv und sollen an dieser Stelle nur verdeutlichen, dass sich je nach Wahl des Verfahrens eine unterschiedliche Klassifizierung ergeben kann. Wenn darüber eine Kaufentscheidung abgeleitet wird, würde jemand, der nur auf die Einordnung im Labelsystem achtet, das Gebäude mit dem Verbrauchspass und Single-Haushalt wählen. Die später anfallenden Energiekosten, wenn das Gebäude zum Beispiel vollständig genutzt wird, können im Vergleich viel höher sein. Hier verlangt man indirekt vom Endanwender die entsprechende Fachkenntnis über die Zusammenhänge, um dies in die Entscheidungsfindung einzubeziehen. Vergleiche zwischen verschiedenen Gebäuden sind intransparenter. Hier ist mehr Eindeutigkeit und eine (real)nutzungsneutrale Bewertung wichtig.
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Für die Überarbeitung des GEGs würde das bedeuten: Reduzierung auf eine Berechnungsmethode (DIN V 18599) und der Bedarfspass auch für Bestandsgebäude (ggf. mit vereinfachten Regeln für die Flächenerfassung, damit es kostengünstig bleibt). Welchen Mehrwert hat ein über eBay für 9,99 € bestellter Energiepass, außer der Verpflichtung nachzukommen?
Klassifizierung nach Endenergie?
Im GEG erfolgt die Klassifizierung eines Wohngebäudes auf der Basis von Endenergie (dem Gebäude zugeführte Energie wie Heizöl, Gas, Pellets, Strom, usw.). Das ist so ziemlich die einzige Größe von allen Energieebenen (Nutzenergie, Endenergie, Primärenergie), die dafür nicht herangezogen werden sollte. Der Grund ist, dass 1 kWh Strom hier genauso berücksichtigt wird, wie 1 kWh Brennstoff, 1 kWh Fernwärme oder 1 kWh eines erneuerbaren Energieträgers. Der Fakt, dass zur Erzeugung von 1 kWh Strom viel mehr Ressourcen in der Vorkette verbraucht werden, als bei der Herstellung für zum Beispiel 1 kWh Pellets, bleibt unberücksichtigt. Ein Großteil der verlustbehafteten Energieumwandlung erfolgt beim Strom auch in der Vorkette, im Kraftwerk. Bei anderen Energieträgern erfolgt diese erst im Gebäude. Dahingehend stellt sich eine Stromdirekt-Heizung besser als jedes andere Heizsystem, das nicht auf Strom basiert. Wärmepumpen schneiden überproportional besser ab. Um diese Effekte einzubeziehen, wird normalerweise der Primärenergieansatz genutzt, auf dem auch der Anforderungswert im GEG beruht fehlende Kohärenz. Primärenergie drückt den Ressourcenverbrauch über die gesamte Prozesskette (Gewinnung, Transport, Aufbereitung) bezogen auf die Endenergie aus, alternativ können auch die CO2-Emissionen herangezogen werden. Eine transparente Bewertung oder Klassifizierung setzt voraus, dass die Vergleichsgröße geeignet ist. Weder hinsichtlich der Kosten, des Ressourcenverbrauchs noch beim Klimaschutz eignet sich die Endenergie (unmodifiziert) als transparente Vergleichsgröße. Entweder ist die energetische Vorkette nicht enthalten, erneuerbare Energie wird nicht abgebildet oder die Kosten der Energieträger sind ungleich. Derzeit werden ineffiziente und ressourcenhungrige Systeme unter Umständen besser dargestellt und das führt ggf. zu einer unerwünschten Lenkungswirkung. Soll die Klassifizierung ein ernsthaftes Werkzeug für den Bürger sein, muss der Bezug geändert werden.
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Energiepass in Luxemburg
In Luxemburg werden bei Wohngebäuden standardmäßig an zwei Größen Anforderungen gestellt. An den Primärenergiebedarf und den Heizwärmebedarf. Die Umweltwirkung wird ebenfalls als berechneter Wert und in einer Klassifizierung angegeben. Da die CO2-Emissionen und der Primärenergiebedarf in der Tendenz ähnlich ausgeprägt sind, war es bisher nicht notwendig, direkte Anforderungen an die CO2-Emissionen zu stellen - allerdings ist die Klassifizierung und die Kenntnis über den Beitrag eines Gebäudes zum Klimaschutz wichtig. Und dafür eignen sich die CO2-Emissionen und deshalb ist diese Angabe von Beginn an verpflichtend zu klassifizieren.
  1. Gesamt-Energieeffizienz (Primärenergie)
  2. Wärmeschutz (Heizwärmebedarf, Effizienz)
  3. CO2-Emissionen (Klimaschutz)
Energiepass für Wohngebäude (WG - seit 2008)
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Energiepass für Nichtwohngebäude (NWG - seit 2010)
Ähnlich wie bei den Wohngebäuden wurde der Energiepass für Nichtwohngebäude 2010 eingeführt. Das Layout und die Ergebnisdarstellung ähneln sich und unterscheiden sich in der Grundfarbe und im Detaillierungsgrad der folgenden Seiten. Ein Energiepass hat 5 Seiten. Die Hauptseite enthält ebenfalls eine Klassifizierung nach Primärenergie (Gesamteffizienz) und dem Heizwärmebedarf (Wärmeschutz). Da bei Nichtwohngebäuden mehrere Energiegewerke vorkommen, werden auch für diese Bereiche Klassen angegeben. So zum Beispiel für die Heizung, Beleuchtung, Luftförderung und Kühlung. Darüber hinaus auch die Wärmeschutzklasse und die CO2-Emissionen. Auf der Dritten Seite wird zusätzlich noch eine Ökonomieklasse definiert, über die Energiekostenverhältnisse angegeben werden. Die Differenzierung in genannten weiteren Klassen ist sinnvoll, damit man erkennen kann, in welchem Gewerk noch Potential liegt oder in welchem Bereich das Gebäudekonzept besonders effizient ist.
  1. Gesamt-Energieeffizienz (Primärenergie)
  2. Wärmeschutz (Heizwärmebedarf, Effizienz)
  3. CO2-Emissionen (Klimaschutz)
  4. Heizen (Heizungssystem)
  5. Belichten (Beleuchtungssystem und Tageslicht)
  6. Lüften (Lüftungssystem)
  7. Kühlen (Kältesystem und sommerlicher Wärmeschutz)
  8. Ökonomie (Energiekosten)
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Jetzt doch ein Verbrauchsausweis?
Der Energieverbrauch eines Gebäudes ist natürlich eine sehr hilfreiche Information. So ist es seit 2008 für Wohngebäude und seit 2010 für Nichtwohngebäude in Luxemburg auch so, dass der gemessene Energieverbrauch mit angegeben werden muss. Der Nachtrag muss spätestens 4 Jahre nach Bezug des Gebäudes erfolgen. Darüber wird ein Monitoring des Gebäudes verpflichtend. Je nach Einordnung des Energieverbrauchs wird ein Energieaudit ausgelöst (weitere Informationen). Das ist insbesondere bei Nichtwohngebäuden sinnvoll, da hier oft die Betriebsweise der technischen Systeme einen großen Einfluss auf den Energieverbrauch hat und diese Schwachstellen können über ein Monitoring recht zuverlässig aufgedeckt werden.

Wie bei den Wohngebäuden ist mit dem RGD 2021 nun auch für Nichtwohngebäude der berechnete Bedarfspass obligatorisch zur Einordnung der Energieeffizienz. Das sorgt für mehr Transparenz beim Vergleich verschiedener Gebäude. Zuvor gab es auch in Luxemburg einen Verbrauchspass für bestehende Nichtwohngebäude (allerdings dann kein Bedarfspass als Alternative).

Das damalige Bewertungssystem (Klassifizierung) beruhte auf Teilkennwerten, die in Luxemburg von 2010 bis 2021 genutzt wurden. Mit dem RGD 2021 wurde das System nach etwa 10 Jahren abgeschafft (weitere Informationen). In Deutschland wurde das von Luxemburg inspirierte Konzept der Teilkennwerte nun eingeführt (weitere Informationen).
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Berechneter Bedarf vs. gemessener Verbrauch
Da in Luxemburg bei Wohngebäuden seit 2008 neben dem berechneten Bedarf auch der Verbrauch im Energiepass eingetragen werden muss, wurde auch schnell der Unterschied zwischen Berechnung und Realverbrauch kontrovers diskutiert (Beispiel (2014) oder Bedarfs- und Verbrauchsabgleich 1 (2013)). Tendenziell ist es so, dass der berechnete Bedarf größer ist als der Realverbrauch - bei effizienteren Gebäuden kann sich das umkehren.
Für viele liegt die Schlussfolgerung nahe, dass das Berechnungsverfahren nicht genau ist. Und gewisse Unschärfen hat das Berechnungsverfahren auch. Was aber auch maßgeblich beeinflussend ist, ist die reale Nutzung des Gebäudes. Damit man Gebäude untereinander möglichst transparent vergleichen kann, müssen bei der Berechnung immer die gleichen Randbedingungen angesetzt werden (Warum ist das keine gute Idee?). In dem Fall sind das insbesondere eine standardisierte Nutzung und Temperierung sowie einheitliche Klimadaten. Luxemburg hat seit ein paar Jahren ein Energiepassregister für Wohngebäude. Jeder gültige Energiepass muss dort eingespeist werden. Neben den berechneten Daten für die Klassifizierung sind auch Verbrauchsdaten enthalten. Das wurde zum Anlass genommen umfangreiche Analysen durchzuführen und ein Verfahren zu entwickeln, mit dem der zukünftige Verbrauch des Gebäudes geschätzt werden kann. Grundlage für die Schätzung eines Verbrauchswerts ist aber nicht nur der berechnete Bedarf, sondern auch das A/V-Verhältnis, die Anzahl der Wohneinheiten, die Gebäudegröße, die Luftdichtheit und ob eine dezentrale Warmwassererwärmung vorhanden ist. Dieser geschätzte Verbrauchswert ist im Energiepass mit anzugeben (siehe Bild) und dient als entsprechende Vergleichsgröße (weitere Informationen zur Methodik).
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Mitnahme aller Beteiligten
Die Entwicklung von Methoden zur energetischen Bewertung von Gebäuden sowie die Umsetzung und Einbettung in einen entsprechenden gesetzlichen Rahmen sind wichtige Bausteine für ein erfolgreiche Umsetzung. Für den realen Erfolg müssen Gebäude entsprechend geplant und ausgeführt werden. Da Luxemburg eine schnelle Transformation angestrebt hat, wurde Wert daraufgelegt, Planer und Handwerksbetriebe darauf vorzubereiten (weitere Informationen zur Strategie). So wurde zum Beispiel das Programm "Energie fir d'Zukunft+" für Handwerksbetriebe initiiert. Luxemburg stellte im Jahr 2015 etwa 30% der weltweit zertifizierten Betriebe. Die folgende Karte zeigt die Situation am 24.06.2021 für zertifizierte Betriebe, des in Deutschland vom Passivhaus Institutes entwickelten Grundsystems (Bildquelle). Man sieht, dass dieses Thema mittlerweile in einigen EU-Ländern auf der Tagesordnung steht - und es sind vielleicht andere Länder als gedacht.
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ZDF Zahlen-Daten-Fakten
Folgende Tabelle zeigt einen Ländervergleich wesentlicher Kenndaten (NWG), die beim jeweiligen Referenzgebäude angesetzt werden. Bereits hier ist erkennbar, dass in Luxemburg für praktisch jede Komponente die Anforderung im Referenzgebäude deutlich anspruchsvoller ist. Darüber werden bereits die Weichen für ein Gebäude mit niedrigem Energiebedarf gestellt - Efficiency First. Die häufig auch aus der Bauwirtschaft geäußerten Bedenken, dass höhere Anforderungen baupraktisch nicht umgesetzt werden können, müssen ausgeräumt werden. Die Strukturen in Luxemburg sind natürlich nicht vergleichbar mit denen größer Länder, aber der politische Umsetzungswille und ein überschaubarer Experten-Arbeitskreis ermöglichen es, schnell zielgerichtete Strategien zu entwickeln und diese umzusetzen.
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Mittlerer U-Wert und Solararchitektur
In Deutschland wird als Anforderungsgröße zum Wärmeschutz der mittlere U-Wert des Referenzgebäudes herangezogen. Eine aussagekräftige Größe, mit der die Isolierung der Bauteile einbezogen wird. In Luxemburg wird seit 2008 für Wohngebäude (WG) und seit 2010 auch für Nichtwohngebäude (NWG) der spezifische Heizwärmebedarf genutzt (NWG: Nutzwärmebedarf nach DIN 18599, jedoch vor der Iteration, ohne interne Wärmegewinne durch Beleuchtung und mit Berücksichtigung der Wärmerückgewinnung einer Lüftungsanlage nach Teil 2). Der wesentliche Unterschied zwischen diesen beiden Herangehensweisen ist, dass beim Luxemburger Verfahren die Qualität der Solararchitektur und das Lüftungskonzept (Art der Lüftung, Wärmerückgewinnung und Luftdichtheit) mit in die Anforderung zum Wärmeschutz einbezogen werden kann (weitere Informationen).
Beispiel Nichtwohngebäude
Zum Vergleich der Anforderungen wird beispielhaft ein kleines Bürogebäude (821 m2EBF) einmal mit den Ausstattungsmerkmalen des Referenzgebäudes nach GEG 2020 und nach RGD 2021 (nach Übergangsfrist für die Wärmeerzeugung zum 31.12.2022) bewertet. Berechnet werden die Energie- und Anforderungskennwerte sowie die CO₂-Emissionen. Das Ergebnis ist natürlich nicht verallgemeinerbar, da nur ein einzelnes Gebäude betrachtet wird, es zeigt aber eine Tendenz auf. Im Gesamtergebnis sind die Anforderungen an die Energieeffizienz in Luxemburg um über 50% anspruchsvoller. Für einen direkten Vergleich müssen allerdings die Unterschiede bei den Berechnungsverfahren und den Primärenergiefaktoren freigeschnitten werden. Die Berechnungen wurden mit EnerCalC (7.0.256) durchgeführt.
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Ein Detail zum Strom
In Luxemburg wird lediglich der Anteil des erzeugten Stroms (PV, WEA, KWK) in der Gebäudebilanz angerechnet, der auch Vor-Ort verbraucht werden kann. In das Stromnetz eingespeister Strom wird nicht berücksichtigt. Das ist auch deshalb wichtig, um den Einfluss von Stromspeichern in der Energiebilanz zu berücksichtigen (weitere Informationen). In Luxemburg wird der erzeugte Strom mit dem gleichen Primärenergiefaktor bewertet wie der bezogene Strom (fp = 1,5). In Deutschland ist das anders. Bezogener Strom wird mit einem Primärenergiefaktor von fp = 1,8 bewertet und erzeugter Strom im Fall einer KWK mit fp = 2,8 und im Fall einer PV- oder Windenergieanlage mit fp = variabel der rückberechnete Wert für fp variiert durch die Anrechnungsmethodik nach GEG §23 in der Höhe. Dadurch wird erzeugter Strom im Fall der KWK bei der primärenergetischen Bewertung überproportional in der Gebäudeenergiebilanz berücksichtigt und im Fall von PV- und Windenergieanlagen kommt es darauf an, welche der Anrechnungsregeln nach §23 GEG greift. Über den realen Effekt, dass Vor-Ort erzeugter KWK-Strom den „unsaubersten Kraftwerkstrom“ verdrängt und ob dieser Aspekt auch für die Bewertung der Energieeffizienz eines Gebäudes sinnvoll ist, lässt sich diskutieren. Ebenfalls über die Uneinheitlichkeit bei der Bewertung KWK-Strom ≠ Strom aus PV- oder Windenergieanlagen. Bei der KWK-Bilanz bringt diese Vorgehensweise zudem eine weitere Schwierigkeit mit sich, da es quasi unerheblich ist, ob eine KWK-Anlage mit einem erneuerbaren oder einem fossilen Brennstoff betrieben wird. Der hohe Bonus durch die Stromanrechnung führt dazu, dass der fossile Brennstoff rechnerisch umfangreich "kompensiert" wird und der Primärenergiefaktor ist nach unten auf null begrenzt (weitere Informationen). Für Luxemburg wurden entsprechende Methoden entwickelt, auch zur Anwendung mit DIN V 18599 (weitere Informationen).
Beispiel: variabler Primärenergiefaktor
Das Beispielgebäude wird mit den Randbedingungen des GEG-Referenzgebäudes berechnet. Auf dem Dach wird zusätzlich eine PV-Anlage vorgesehen. Die Belegung mit Photovoltaik variiert von 30% bis 100% der Dachfläche (Südausrichtung, 25° Aufstellwinkel, Modul mit 405 Wp). Dazu wird ein Stromspeicher in Abhängigkeit der installierten Leistung in vier Ausführungen vorgesehen (0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 kWh je kWp). Das erste Bild zeigt den berechneten Eigenverbrauchsanteil (selbst genutzter Strom der PV-Anlage, Endenergie) für den anlagetechnischen Strombedarf des Gebäudes ohne Allgemeinstrom. Der Eigenverbrauchsanteil beträgt für die Anlage ohne Speicher zwischen 50% und 65%. Mit einem Stromspeicher lassen sich erwartungsgemäß höhere Eigenverbrauchsanteile erzielen. Das untere Bild ist etwas komplexer. Zuerst wird die primärenergetische Anrechnung nach GEG §23 durchgeführt. Die darüber berechnete primärenergetische Gutschrift wird ins Verhältnis zum zuvor berechneten Eigenverbrauchsanteil gesetzt. Anschließend wird der Primärenergiefaktor fp berechnet, der erforderlich wäre, um das gleiche Ergebnis wie bei der GEG-Anrechnung zu erhalten. Es resultieren variable Primärenergiefaktoren.
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Mit einem Stromspeicher kann ein Teil des Tagesüberschuss zum Beispiel nachts genutzt werden und dadurch vergrößert sich der Eigenverbrauchsanteil. Da gemäß GEG Stromspeicher erst ab 1 kWh/kWp angerechnet werden, wirkt sich die Variante mit einem Speicher von 0,5 kWh/kWp im GEG nicht aus. Entsprechend muss der selbst genutzte Strom mit einem niedrigeren Primärenergiefaktor bewertet werden, um das gleiche Ergebnis wie bei der GEG-Anrechnung zu erhalten. Wenn sich das GEG-Verfahren an einer technisch-physikalischen Energiebilanz orientieren würde, sollten sich die Faktoren nicht verändern.

Die CO2 Emissionen werden gemäß GEG / DIN V 18599 wieder anders bilanziert, als die Primärenergie. Dementsprechend sind auch diese Ergebnisse nicht konsistent.
Ist ein Gebäude nach GEG 2020 in Luxemburg umsetzbar?
Gemäß GEG ist der Primärenergiekennwert des Referenzgebäudes um 25% zu unterschreiten. Der berechnete Wert des GEG-Referenzgebäudes liegt für das Beispiel bei 120,7 kWh/(m2a) und der Anforderungswert entsprechend bei 90,5 kWh/(m2a) - siehe vorige Tabelle.

Randbedingungen
Da in Luxemburg zum Teil andere Berechnungsrandbedingungen, -methoden und Primärenergiefaktoren gelten, wird folgender Vergleich durchgeführt.
  1. Das Beispielgebäude wird mit den jeweiligen Rechenregeln nach GEG 2020 und RGD 2021 berechnet. Für das Luxemburger Reglement wird die Berechnung für den Fall nach der Übergangsfrist für die Wärmeerzeugung zum 31.12.2022 berücksichtigt. Bis dahin wird zum Primärenergiebedarf des Referenzgebäudes (NWG) ein variabler Zuschlag appliziert. Alle anderen Anforderungen (Wärmeschutz, PV-Anlage, etc.) und das Referenzgebäude gelten vorher. Um es nicht noch komplizierter zu machen, wird diese Variante nicht betrachtet.
  2. Bau- und anlagentechnische Komponenten werden soweit angepasst, damit der Anforderungswert im jeweiligen Land erreicht wird. Das ist allerdings nur für Deutschland erforderlich, da das Referenzgebäude im GEG nicht direkt dem baugenehmigungsfähigen Anforderungswert entspricht. Da Anforderungen an den Primärenergiebedarf gestellt werden, sind zur Erreichung verschiedene Maßnahmenkombinationen möglich, die sich an baupraktischen Erfahrungen orientieren. So verdrängt die LED-Technik zunehmend Leuchtstoffröhren und das System wird bereits häufig als Standard verwendet. Ähnliches gilt für die Dreifach-Verglasung und den Wärmerückgewinnungsgrad einer Lüftungsanlage. Dazu wird eine Photovoltaikanlage dimensioniert und darüber auch der Anteil an erneuerbarer Energie erhöht. Für die Wärmeerzeugung wird Erdgas als Energieträger beibehalten und die Dämmstoffdicken opaker Bauteile werden nicht angepasst.
  3. Für die jeweilige Gebäudekonfiguration wird die Berechnung wechselseitig nach der Luxemburger Verordnung (RGD 2021) und dem GEG 2020 durchgeführt und die Erfüllung der jeweiligen Anforderungen überprüft. Man vergleicht also, wie ein im Land a) baugenehmigungsfähiges Gebäude nach den Anforderungsregeln im Land b) abschneidet.
Variantendefinition
  • DE: Referenzgebäudeausstattung gemäß GEG 2020
  • DE + X: Referenzgebäudeausstattung gemäß GEG 2020 mit Modifikationen zur Erreichung der Anforderungen
  • LU: Referenzgebäudeausstattung gemäß RGD 2021
  • Deutschland | GEG 2020: Berechnung nach den Rechen- und Bilanzregeln gemäß GEG 2020
  • Luxemburg | RGD 2021: Berechnung nach den Rechen- und Bilanzregeln gemäß Luxemburger Verordnung
Die Variante DE + X
Für das Beispielgebäude sind zur Erreichung der GEG-Anforderung, zusätzlich zur Referenzgebäudeausstattung, die folgende Maßnahmen erforderlich.
  • Wechsel von einer Zweifach-Verglasung auf eine Dreifach-Verglasung (Uw = 1,30 0,92 W/(m2K)
  • Verbesserung der Konstruktionsdetails hinsichtlich Wärmebrücken (vereinfachter Nachweis)
  • Austausch Leuchtstoffröhren gegen LED-Technik
  • Anpassung der Wärmerückgewinnung von 60% auf 65% (eher wenig ambitioniert)
  • PV-Anlage mit einer Leistung von 8,1 kWp (entspricht einer Modulfläche von rd. 43 m2; ca. 14% der Dachfläche)
Die Ergebnisse stellen sich wie folgt dar.
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Für ein Gebäude mit exakt der gleichen baulichen und technischen Ausstattung berechnen sich, aufgrund von Unterschieden in den Berechnungsmethoden und bei den Primärenergiefaktoren, auch unterschiedliche Primärenergiebedarfe. Um diesen Einfluss freizuschneiden und die Anforderungen im jeweiligen Land zu applizieren, ist ein wechselseitiger Vergleich hilfreich. Das folgende Diagramm zeigt die Ergebnisse jeweils aus der Sicht des Deutschen GEG 2020 (links) und der Luxemburger Verordnung RGD 2021 (rechts). Bezogen auf das GEG unterschreitet das Luxemburger Referenzgebäude (RGD 2021) die Anforderungen um über 50%. Im Vergleich würde ein nach dem GEG 2020 konfiguriertes Gebäude den Luxemburger Anforderungswert um den Faktor 2 überschreiten.
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Es sei an dieser Stelle noch einmal darauf hingewiesen, dass die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf alle Gebäude natürlich zu prüfen ist, da dies ein sehr einfacher Vergleich für ein einzelnes Bürogebäude ist. Die Berechnung mit EnerCalC ist auch nur an die DIN V 18599 angelehnt und entspricht nicht einer 100%igen Normrechnung.
Berechnung nach Luxemburger RGD 2021
Das Ergebnis der Energiebilanz kann in einem Sankey-Diagramm veranschaulicht werden. Das Diagramm liest sich von links (Energiequelle) nach rechts (Energiebedarf im Gebäude). In der Mitte werden die Art der Umwandlung/Nutzung und der Gesamt-Primärenergiebedarf (im Kreis) angezeigt. Beim Referenzgebäude in Luxemburg werden in diesem Beispiel mehr als 60% der Endenergie entweder aus der Umwelt oder über Vor-Ort erzeugten Strom bereitgestellt. 40% des Endenergiebedarfs wird über das Stromnetz bezogen - mit einem Anteil an erneuerbarer Energie in Deutschland von derzeit etwa 50% (Quelle).
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Berechnung nach GEG 2020 (Referenzausstattung)
Davon abgesehen, dass die absoluten Bedarfswerte beim GEG-Referenzgebäude höher sind, machen der Anteil fossiler Brennstoff und der Netzbezug über 90% am Endenergiebedarf aus. Der übrige Anteil kommt von der thermischen Solaranlage. Der relativ geringe Beitrag ist auch dem Umstand geschuldet, dass im Referenzgebäude erneuerbare Energie nur für den Fall einer zentralen Warmwasserbereitung vorgesehen ist. Wenn der Bedarf hier gering ist, ist auch der Anteil an erneuerbarer Energie entsprechend gering. Dahingehend führt die Vorgabe im Luxemburger Referenzgebäude, die Belegung der Dachfläche mit Photovoltaik für jedes Gebäude, zu einem höheren Anteil an erneuerbarer Energie, der auch dem vorhandenen Gebäudepotential entspricht. Die Dachfläche stellt hier das nutzbare Potential dar. Fassadenintegrierte PV-Anlagen könnten zwar auch einbezogen werden, allerdings ist darüber der Energieertrag geringer und zudem kann die Verschattung der Umgebung problematisch sein. Unter anderem deshalb wurde das nicht im Referenzgebäude aufgenommen - es geht auch um die Baubarkeit.
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Berechnung nach GEG 2020 (Referenzausstattung + Modifikationen zur Einhaltung der Anforderungen)
Das Referenzgebäude selbst markiert nicht direkt die Anforderungen für die Baugenehmigung. Das Ergebnis des Referenzgebäudes (Primärenergie) ist mit einem Faktor von 0,75 zu multiplizieren. Die zuvor beschriebenen Maßnahmen (Variante DE + X) führen zu folgendem Ergebnis für das Energieflussdiagramm. Die absoluten Bedarfswerte sind weiterhin höher als beim Luxemburger Referenzgebäude. Der Anteil an erneuerbare Energie am Endenergiebedarf entspricht in dieser Variante etwa 18% - wobei aufgrund der unterschiedlichen Wertigkeit von Brennstoff und Strom der Vergleich auf Endenergieebene wenig aussagekräftig ist.
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Das GEG und die Eigenstromnutzung | 01.05.2021

Gerade mit dem GEG 2020 wird hier eine gewisse Intransparenz geschaffen. Das Anrechnungsverfahren beruht nicht auf dem möglichen Eigenverbrauch, sondern basiert auf einer Aneinanderreihung verschiedener Anrechnungsketten und -begrenzungen (min, max, if this … than that … else …, Vermischung von End- und Primärenergie, unterschiedliche Primärenergiefaktoren, …) und bezieht den individuell möglichen Eigenverbrauch nicht konsistent mit ein.

So werden zum Beispiel Stromspeicher erst ab einer Kapazität von 1 kWh je kWp Anlagenleistung berücksichtigt. Die sinnvolle Dimensionierung von Stromspeichern hängt allerdings nicht nur von der Erzeugungsleistung ab, sondern auch vom Strombedarf des Gebäudes. Beispiel: wenn der Gebäudestrombedarf im Verhältnis deutlich kleiner ist, als die installierte Speicherkapazität, dann verpufft ein Großteil dieser Kapazität, da die Energie nicht vor dem nächsten Laden abgerufen wird. Speicher müssen also nicht nur auf die Stromerzeugung sondern auch auf den Strombedarf ausgelegt werden.

Folgendes Beispiel zeigt die Bilanz für ein Bürogebäude (mit Referenzausstattung nach GEG) und einer PV-Anlage von 30 kWp und Speichergrößen von 0 kWh, 15 kWh und 30 kWh. Der Speicher wird nach GEG erst ab 30 kWh berücksichtigt. Es werden 2 Beispiele bewertet. Einmal mit einem Gas-Brennwertkessel (Referenz in DE) und einmal mit einer Wärmepumpe (Referenz in LU) als Wärmeerzeuger.

  • Der Eigenverbrauch stimmt nicht über alle Ausprägungen mit dem berechneten anrechenbaren Primärenergieanteil nach GEG überein. Die Diskrepanz verschärft sich bei Nur-Strom-Gebäuden.
  • Der Primärenergiefaktor für den selbst genutzten Strom wird mit fp = 1,8 angesetzt
  • Es ist bereits ein signifikanter Eigenverbrauch bei einem Speicher mit z.B. 0,5 kWh pro kWp Anlagenleitung vorhanden. Dieser wird im GEG (§23) nicht berücksichtigt.
Die Berechnung wurden mit EnerCalC durchgeführt.

Beispiel 1 : Gaskessel

PV-Anlage 30 kWp
Speicher 0 kWh
Wärmeerzeuger: Gas
Strombedarf : 32,0 kWh/(m²a)
Stromerzeugung : 33,3 kWh/(m²a)
Stromspeicher : 0 kWh

Direktverbrauch : 16,0 kWh/(m²a)
Batterieentladung : 0 kWh/(m²a)
Eigenstromnutzung : 16,5 kWh/(m²a)

Eigenverbrauchsanteil : 48,1 %
Primärenergie : 28,8 kWh/(m²a)
Primärenergiefaktor : 1,8
PV-Anlage 30 kWp
Speicher 15 kWh
Wärmeerzeuger: Gas
Strombedarf : 32,0 kWh/(m²a)
Stromerzeugung : 33,3 kWh/(m²a)
Stromspeicher : 15 kWh

Direktverbrauch : 16,0 kWh/(m²a)
Batterieentladung : 5,7 kWh/(m²a)
Eigenstromnutzung : 21,7 kWh/(m²a)

Eigenverbrauchsanteil : 65,1 %
Primärenergie : 39,0 kWh/(m²a)
Primärenergiefaktor : 1,8
PV-Anlage 30 kWp
Speicher 30 kWh
Wärmeerzeuger: Gas
Strombedarf : 32,0 kWh/(m²a)
Stromerzeugung : 33,3 kWh/(m²a)
Stromspeicher : 30 kWh

Direktverbrauch : 16,0 kWh/(m²a)
Batterieentladung : 8,8 kWh/(m²a)
Eigenstromnutzung : 24,8 kWh/(m²a)

Eigenverbrauchsanteil : 74,5 %
Primärenergie : 44,7 kWh/(m²a)
Primärenergiefaktor : 1,8
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Was macht das GEG daraus?

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Detailliert : 28,8 kWh/(m²a)
GEG : 27,9 kWh/(m²a)
Δ -3 %

Detailliert : 39,0 kWh/(m²a)
GEG : 27,9 kWh/(m²a)
Δ -28 %

Detailliert : 44,7 kWh/(m²a)
GEG : 39,3 kWh/(m²a)
Δ -12 %

Beispiel 2 : Wärmepumpe

PV-Anlage 30 kWp
Speicher 0 kWh
Wärmeerzeuger: WP
Strombedarf : 58,2 kWh/(m²a)
Stromerzeugung : 33,3 kWh/(m²a)
Stromspeicher : 0 kWh

Direktverbrauch : 18,3 kWh/(m²a)
Batterieentladung : 0 kWh/(m²a)
Eigenstromnutzung : 18,3 kWh/(m²a)

Eigenverbrauchsanteil : 54,8 %
Primärenergie : 32,9 kWh/(m²a)
Primärenergiefaktor : 1,8
PV-Anlage 30 kWp
Speicher 15 kWh
Wärmeerzeuger: WP
Strombedarf : 58,2 kWh/(m²a)
Stromerzeugung : 33,3 kWh/(m²a)
Stromspeicher : 15 kWh

Direktverbrauch : 18,3 kWh/(m²a)
Batterieentladung : 4,6 kWh/(m²a)
Eigenstromnutzung : 22,9 kWh/(m²a)

Eigenverbrauchsanteil : 68,6 %
Primärenergie : 41,2 kWh/(m²a)
Primärenergiefaktor : 1,8
PV-Anlage 30 kWp
Speicher 30 kWh
Wärmeerzeuger: WP
Strombedarf : 58,2 kWh/(m²a)
Stromerzeugung : 33,3 kWh/(m²a)
Stromspeicher : 30 kWh

Direktverbrauch : 18,3 kWh/(m²a)
Batterieentladung : 8,0 kWh/(m²a)
Eigenstromnutzung : 26,2 kWh/(m²a)

Eigenverbrauchsanteil : 78,7 %
Primärenergie : 47,2 kWh/(m²a)
Primärenergiefaktor : 1,8
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Was macht das GEG daraus?

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Detailliert : 32,9 kWh/(m²a)
GEG : 36,2 kWh/(m²a)
Δ +10 %

Detailliert : 41,2 kWh/(m²a)
GEG : 36,2 kWh/(m²a)
Δ -12 %

Detailliert : 47,2 kWh/(m²a)
GEG : 54,3 kWh/(m²a)
Δ +15 %

 

Stromspeicher im GEG - ungenutztes Potential? | 10.01.2021

Dadurch, dass im GEG nach §23 Stromspeicher erst ab einer Größe von 1 kWh je kWp Anlagenleistung berücksichtigt werden, ergibt sich ein unbewertetes Potential, dass nicht im Energiepass einbezogen werden kann, obwohl die Speichergröße unter Umständen ausreichend groß dimensioniert und wirtschaftlich ist. Folgende Grafik zeigt eine Analyse für ein Bürogebäude mit unterschiedlichen Parametern für Anlagengröße und Stromspeicher. Der Bereich unterhalb der orangen Kurve (also die blau eingefärbte Fläche) entspricht allen Kombinationen von Leistung der PV-Anlage und Speichergröße, bei denen der Stromspeicher nach GEG nicht berücksichtigt wird, da kleiner 1 kWh pro kWp. Oberhalb der orangen Linie ist der Speicher dann größer als 1 kWh je kWp Anlagenleistung. Man erkennt, dass zwischen der unteren Verlaufslinie (Speicher = 0 kWh) und der orangen Linie (Speicher = 1 kWh je kWp) ein großer Bereich mit möglich sinnvollen Kombinationen liegt (blau eingefärbte Fläche), deren Anteil bei der Eigenstromnuztung unberücksichtigt bleibt. Warum im GEG nicht ein eher technisch-physikalischer Ansatz gewählt wurde, ist unklar. Entsprechende Verfahren zur Anrechnung stehen jedenfalls zur Verfügung. Die Berechnungen wurden mit PVCalC durchgeführt.
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