Projekt 17923/01

Methodik zur Erfassung, Beurteilung und Optimierung des Elektrizitätsbedarfs von Gebäuden

Projektdurchführung

DS-Plan Ingenieurgesellschaft für ganzheitliche Bauberatung und -planung mbH
Obere Waldplätze 11
70569 Stuttgart

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Mit der Energie-Einsparverordnung 2002 (EnEV2002) wurde der Wärmeschutznachweis für Gebäude auf einige Hilfsenergien zur Beheizung und Warmwasserbereitung ausgedehnt. Der eigentliche Elektrizitäts-bedarf von Gebäuden für Beleuchtung, Lüftung und Klimatisierung, Arbeitshilfen und andere Anwendungen blieb aber weiterhin ohne Nachweispflicht, obwohl der Elektrizitätsbedarf eine wesentliche Ursache von Kohlendioxid-Emissionen ist. Die Ende 2002 verabschiedete EU-Richtlinie 2002/91/EG Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden forderte in einem neuen methodischen Ansatz eine gesamtheitliche Beurteilung der Energieeffizienz von Gebäuden.
Mit dem Förderprojekt MEG wird Bauherren, Planern und Behörden eine Methodik zur Erfassung, Beurteilung und Optimierung des Elektrizitätsbedarfs von Dienstleistungsgebäuden an die Hand gegeben. Vier Ziele werden verfolgt:
1. Effizienznachweis des Elektrizitätsbedarfs bei Neubau;
2. Analyse und Optimierung des Elektrizitätsverbrauchs im Gebäudebestand;
3. Einfache Planungshilfen zur Bilanzierung des Elektrizitätsbedarfs;
4. Vergleichskennwerte für verbessertes Benchmarking.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenTeilprojekt I: Erarbeitung der Methodik
¢ Modul 1 Grundlagen
1.1 Grundlagen und Energiematrix
1.2 Standardnutzungen
1.3 Parameterstudien Kühlkälte
¢ Modul 2 Methodik
2.1 Beleuchtung
2.2 Luftförderung
2.3 Klimakälte
2.4 Arbeitshilfen
¢ Modul 3 EDV-Werkzeug Beleuchtung, Luftförderung, Klimakälte
Teilprojekt II: Empirische Untersuchungen und Umsetzung
¢ Modul 4 Empirische Vergleichswerte
4.1 Validierung der Berechnungsansätze mit Feinanalysen
4.2 Auswertung und Harmonisierung mit VDI 3807 Blatt 4
¢ Modul 5 Umsetzung
5.1 Publikation
5.2 Schulung
5.3 Coaching von Anwendern
5.4 Internet-Auftritt


Ergebnisse und Diskussion

Im Rahmen des Projekts wurden vereinfachte Bilanzierungsmethoden für den Bedarf elektrischer Energie in Gebäuden erarbeitet und in EXCEL-Arbeitshilfen umgesetzt. Dabei wurde ein gewerkeorientierter Ansatz verfolgt, d. h. es wurden getrennte Module für die Bilanzierung von Beleuchtung, Luftförderung und Klimakälte erstellt. Diese können in der Planungsphase von den jeweiligen Fachingenieuren bearbeitet und in einem zweiten Schritt von einem Energiecontroller gebäudebezogen zusammengefasst wer-den. Im Rahmen des Projektes wurden die Berechnungsmethoden in Gebäudeanalysen anhand von Messungen überprüft und validiert. Insgesamt zeigen die Feinanalysen, dass sowohl der Energiebedarf als auch die Anlagentechnik von den Ansätzen der Kurzverfahren sinnvoll abgebildet werden können. Wesentliche Differenzen zwischen Berechnung und Messung sind sowohl bei der Ermittlung des Nutzenergiebedarfs z. B. der Kühlung als auch beim Strombedarf der Anlagen hauptsächlich auf unklare Nutzungsrandbedingungen zurückzuführen.
Die Rückmeldungen der Anwender von MEG aus den Coaching-Projekten sind überwiegend positiv. Die Algorithmen erscheinen plausibel und zumindest nach der Lektüre der Projektberichte nachvollziehbar. Die Bandbreite der Grenz- und Zielwerte wird überwiegend als plausibel bis ambitioniert beurteilt. Kritisiert wird oft die nicht sehr komfortable Benutzerführung der MEG EXCEL-Tools.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Im 41. Arbeitskreis Energie des IWU am 30. März 2004 wurden die Inhalte und Ergebnisse des Projekts MEG der Fachöffentlichkeit vorgestellt.
Mehrere Fachartikel zum Thema wurden publiziert.
Die Inhalte von MEG wurden Grundlage des Förderprogramms Stromeffizienz.komm des Hessischen Wirtschaftsministeriums, in dem stromsparende Maßnahmen in kommunalen Liegenschaften gefördert wurden. MEG-Grenzwerte mussten als Fördervoraussetzung eingehalten werden, MEG wurde als Nach-weis-Methode angewandt.
Auf der Projekt-Homepage www.meg.ds-plan.de stehen alle Ergebnisse des Projekts zum Download zur Verfügung.


Fazit

Die MEG-Werkzeuge ermöglichen die planungsbegleitende Optimierung des elektrischen Energiebedarfs von Neubauten sowie die Energieberatung bei Bestandsgebäuden. Durch den Vergleich mit Grenz- und Zielwerten kann zudem ein Nachweis über die Rationelle Nutzung von elektrischer Energie geführt werden. Dieser kann als Hilfestellung für eine einfache, klare und nachvollziehbare Absprache zwischen Bauherrn und Planern bezüglich der energetischen Effizienz bei Neubauten oder Sanierungen genutzt werden.
Mit der EnEV 2007 und der ihr zu Grunde liegenden DIN V 18599 wird die Grundidee von MEG, nämlich die Bilanzierung auch des Elektrizitätsbedarfs von Gebäuden, nun in Kürze Gesetzeskraft erlangen. Natürlich wird durch die konkurrierenden Berechnungsverfahren die Bedeutung der Methodik MEG relativiert. Nach den ersten teilweise ernüchternden Praxiserfahrungen mit der DIN V 18599 ist es jedoch durchaus denkbar, dass das Interesse an den MEG-Ansätzen wieder zunehmen wird.
Im Vergleich zu den im Rahmen der DIN V 18599 entwickelten Ansätzen scheinen die MEG Ansätze Vorteile bei der Energieberatung und Optimierung von Bestandsgebäuden sowie beim Energiecontrolling zu haben.
Die Ergebnisse des Forschungsprojekts MEG wurden auch genutzt, um im Rahmen der Richtlinie VDI 3807 Blatt 4 ein verbessertes Benchmarkverfahren für den Stromverbrauch von bestehenden Nichtwohngebäuden mittels Teilenergiekennwerten zu entwickeln. Durch die Berücksichtigung der konkreten Eigenschaften des Gebäudes und der Parameter seiner Nutzung können Einsparpotenziale im Gebäudebestand damit verlässlicher quantifiziert werden als mit den bisherigen Verfahren.
Eine interessante Alternative zum Energieverbrauchsausweis für Nichtwohngebäude nach EnEV 2007 stellt die aus MEG abgeleitete Teilkennwertmethode (siehe HLH Band 56 (2005) Nr. 12) dar.
Vermutlich wird das zukünftige Anwendungsfeld der MEG hauptsächlich im Bereich der bestehenden Nichtwohngebäude liegen.