Stellungnahme zum Entwurf des Gesetzes zur Vereinheitlichung des Energieeinsparrechts für Gebäude – Gebäudeenergiegesetz (GEG)

Heute möchte ich politisch werden. Seit 2017 wartet die Fachwelt auf die Zusammenführung von Energieeinsparverordnung (EnEV), Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) und Energieeinsparungsgesetz. Derzeit liegt ein aktueller Entwurf für das Gebäudeenergiegesetz, kurz GEG, zur Stellungnahme vor. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie hat diesen Entwurf veröffentlicht und im folgenden möchte ich sowohl fachlich, als auch politisch dazu Stellung nehmen. Die komplette Stellungnahme, gerne auch zur nicht-kommerziellen Weiterverwendung unter Nennung meines Namens, im pdf-Format findet ihr hier.

Seit dem Inkrafttreten der ersten Energieeinsparverordnung 2002 liegt das Ziel einer gut gedämmten Gebäudehülle direkt im Namen der Verordnung: „Energie einsparen“. Der oft verwendete Leitsatz „Erst Energie sparen, dann den Rest effizient erzeugen“ soll in dieser Verordnung in die Praxis überführt werden. Dazu wurden kontinuierlich Überarbeitungen der Verordnung veröffentlich, sowie mit dem Erneuerbare-Energien-Wärme-Gesetz weitere Anforderungen hinzugefügt. Im Rahmen des Gebäude-Energie-Gesetz sollten ursprünglich schon 2018 alle gesetzlichen energetischen Anforderungen an Gebäude gebündelt und weitergeführt werden.

Zunächst einmal ist festzuhalten, dass sich das energetischen Anforderungsniveau im GEG-Entwurf nicht von den Anforderungen der bisher gültigen Gesetze und Verordnungen unterscheidet. Kurz gesagt, der vorliegende Gesetzesentwurf ist im groben eine reine Zusammenfassung ohne (energetisch wirksame) inhaltliche Änderungen. Es gibt einige kleiner Änderungen, die ich konkret benennen möchte:

§10 (3) Die Anforderungen an die Errichtung von einem Gebäude nach diesem Gesetz gelten nicht, soweit ihre Erfüllung anderen öffentlich-rechtlichen Vorschriften zur Standsicherheit, zum Brandschutz, zum Schallschutz, zum Arbeitsschutz oder zum Schutz der Gesundheit entgegensteht.

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, GEG-Entwurf Stand 28.05.2019 21:02Uhr
  • Damit wird die Pflicht zur Energieeinsparung und zur Nutzung erneuerbarer Energien hinter alle anderen öffentlich-rechtlichen Anforderungen gestellt. Unbestritten ist die Vereinigung verschiedener Anforderungen eine besondere Herausforderung an den/die beteiligten Ingenieur*innen und Planer*innen. Jedoch können die Anforderungen in der Praxis durch eine ausführliche Planung und Einsatz von innovativen und kreativen Lösungen zusammengeführt und erfüllt werden. Eine Aufweichung zu Lasten der Energieeinsparung und Nutzung erneuerbarer Energien halte ich für das falsche Signal.

§17 Werden aneinander gereihte Wohngebäude gleichzeitig errichtet, dürfen sie hinsichtlich der Anforderungen der §§ 12, 14, 15 und 16 wie ein Gebäude behandelt werden. Die Vorschriften des Teiles 5 bleiben unberührt.

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, GEG-Entwurf Stand 28.05.2019 21:02Uhr
  • Da nach Baufertigstellung jedes Gebäude einen eigenen Energieausweis benötigt, und dieser für einen Neubau nur als Energiebedarfsausweis ausgestellt werden kann, ist eine vorherige gemeinsame Berechnung überflüssig.

§26 (5) Besteht ein Gebäude aus gleichartigen, nur von außen erschlossenen Nutzeinheiten, so darf die Messung nach Absatz 1 nach Maßgabe von DIN EN ISO 9972:2018-12 Anhang NB auf eine Stichprobe dieser Nutzeinheiten begrenzt werden.

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, GEG-Entwurf Stand 28.05.2019 21:02Uhr
  • Eine sinnvolle Ergänzung der bislang geltenden Gesetze und Verordnungen, da bisher Gebäude mit z.B. Laubengängen sehr aufwendig auf die geforderte Luftdichtheit geprüft werden mussten. In wieweit das GEG Nutzeinheiten als „gleichartig“ bewertet, bleibt abzuwarten.

§51 (1) Bei der Erweiterung und dem Ausbau eines Gebäudes um beheizte oder gekühlte Räume darf
– bei Wohngebäuden der spezifische, auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche bezogene Transmissionswärmeverlust der Außenbauteile der neu hinzukommenden beheizten oder gekühlten Räume das 1,2fache des entsprechenden Wertes des Referenzgebäudes gemäß der Anlage 1 nicht überschreiten oder
– bei Nichtwohngebäuden die mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten der wärmeübertragende Umfassungsfläche der Außenbauteile der neu hinzukommenden beheizten oder gekühlten Räume das auf eine Nachkommastelle gerundete 1,25fache der Höchstwerte gemäß der Anlage 3 nicht überschreiten.

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, GEG-Entwurf Stand 28.05.2019 21:02Uhr
  • Die bisherige Idee bei einer Erweiterung und Ausbau eines Gebäudes um beheizte (oder gekühlte) Räume, konnte folgendermaßen verstanden werden: Entweder das Gebäude erfüllt im Ganzen 140% der Anforderungswerte für einen Neubau oder die einzelnen Bauteile müssen einen höheren Standard erfüllen. Die erste Möglichkeit des Nachweises über die sogenannte 140%-Regel ist in das Gebäude-Energie-Gesetz übernommen worden. Der sogenannte „Bauteilnachweis“ ist jedoch signifikant verändert worden: Anstatt auf eine eigene Tabelle mit niedrigeren U-Werten zu verweisen, bezieht sich der Absatz nun auf die Referenzausführung mit dem Niveau von 2014. Dazu ist der Wert noch mit dem Faktor 1,2 zu multiplizieren. Die ursprüngliche Prämisse, ein einzelnes Bauteil über Neubauniveau zu ertüchtigen, wird so komplett unterwandert. Ich unterstelle, dass mit solchen Werten die Gesamtgebäudebilanz eines Bestandsgebäude nicht verbessert wird.
  • Des weiteren beschreibt das BMWi den Gesetzentwurf als Anforderungsidentisch: ” Die geltenden energetischen Anforderungen der Energieeinsparverordnung an Neubau (seit 1. Januar 2016) und an den Bestand, einschließlich der Nutzungspflichten nach dem Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz, werden beibehalten.” Dies ist schlicht falsch. Zum Vergleich folgende Tabelle mit einem Auszug von einzuhaltenden Werten nach EnEV 2014/2016 und GEG-Entwurf
  • Es ist gut ersichtlich, dass die neuen Anforderungen deutlich unter den Anforderungen nach EnEV 2014 liegen. Das ist meiner Meinung nach ein falsches Signal für die Wichtigkeit auch einzelner Bauteile auf die energetischen Einsparmöglichkeiten eines Gebäudes. Es ist in der Praxis sehr deutlich zu sehen, dass einmal sanierte Bauteile, und auch zugehörige Gebäude, während des Lebenszyklus nicht mehr weiter energetisch ertüchtigt werden. Insofern wäre es zu empfehlen, diese Bauteile deutlich höheren Anforderungen zu unterwerfen, um so eine energetisch nachhaltige Sanierung zu erreichen.

Im Rahmen der fortschreitenden Klimakrise gibt es mehrere Abkommen, die die Bundesregierung unterzeichnet und umzusetzen hat. Allen voran die Gebäuderichtlinie der EU und der Klimaschutzplan der Bundesregierung. Diese Richtlinien beinhaltet u.a. die Steigerung der Energieeffizienz bis 2020, Einsparung von CO2 und Ausbau erneuerbarer Energien bis 2030 und letztlich ein Klimaneutraler Gebäudebestand 2050. De Facto hat Deutschland keine Definition vom Neubaustandard des „Niedrigstenergiehaus“ geliefert, sodass im Nachhinein der Standard von 2014/2016 als Interpretation des Niedrigstenergiehaus herhalten muss – denn eine Steigerung der Anforderungen sucht man im GEG-Entwurf vergeblich.

Vor allem die Problematik des Gebäudebestands, der den Hauptteil des Energieverbrauchs darstellt, wird nicht optimistisch in die richtige Richtung gelenkt, sondern zurückgefahren und aufgeweicht. Da in der Praxis ohnehin schon viele Sanierungen nicht genehmigt und damit unterhalb der Anforderungen durchgeführt werden, werden so die verbleibenden rechtlich korrekt durchgeführten Sanierungen ebenfalls energetisch schlechter ausgeführt.

Es ist mir nicht verständlich, warum die Bundesregierung nicht weiter ambitioniert auf einen klimaneutralen Gebäudebestand hinarbeitet und auch die Nutzung erneuerbarer Energien auf bis zu 65% bis 2030 nicht konsequent weiterführt, indem die Anforderung zur Nutzung erneuerbarer Energien auch für eine Sanierung im Gebäudebestand gilt.

Letztlich vergibt die Bundesregierung wertvolle Chancen auf eine Weiterentwicklung der Klimapolitik hin zu einer nachhaltigen Errichtung und Sanierung von Gebäuden, denn analog zu einer Gebäudesanierung, wird ein Gesetz – so denn es einmal verabschiedet wurde – sinnvollerweise nicht sofort wieder erneuert. Es sollte an die Lebensdauer angepasst und zukunftssicher ausgerichtet sein und nicht den Blick in die Vergangenheit festigen.

Wärmebrücken Teil 3 – Einfluss auf den Heizenergiebedarf

Jeder hat schonmal in den verschiedensten Kontexten davon gehört: Wärmebrücken. Umgangssprachlich werden diese oft Kältebrücken genannt, weil es an diesen Stellen eben kalt ist. Der Fachbegriff Wärmebrücken leitet sich allerdings davon ab, dass an solchen Stellen die Wärme besser aus dem Raum abfließen kann. An diesen Stellen bilden sich oft Schimmelpilze oder Stockflecken. Um zu verstehen, wie Wärmebrücken entstehen, wie man einer Problematik mit eben diesen umgehen kann, und was das Ganze für die Energiebilanz des Gebäudes zu tun hat, möchte ich euch in der folgenden Themenreihe einen kleinen Einblick in die spannende Welt der Wärmebrücken geben. In Teil 1 ging es um das generelle Verständnis von Wärmebrücken und wie sie entstehen. Teil 2 widmet sich der besonderen Problematik von Schimmelpilzen und warum sie hauptsächlich an Wärmebrücken entstehen. Teil 3 wird auf die Wärmebrücken im EnEV-Nachweis eingehen und zeigen, wie sich Wärmebrücken auf die benötigte Heizenergie auswirken. Teil 4 wird einige Praxisbeispiele und gute Lösungen für Wärmebrückenprobleme beinhalten.

Die Theorie werden wir nun hinter uns lassen und uns kopfüber in die Nachweispraxis stürzen. Die Energie-Einsparverordnung ist in den unterschiedlichen Bundesländern durch Verordnungen eingeführt worden, der nachzuweisende Umfang ist aber deutschlandweit gleich. In §7 der EnEV wird explizit auf den Mindestwärmeschutz und Wärmebrücken eingegangen:

„(1) Bei zu errichtenden Gebäuden sind Bauteil, die gegen Außenluft, das Erdreich oder Gebäudeteile mit wesentlich niedrigeren Innenraumtemperaturen abgrenzen, so auszuführen, dass die Anforderungen des Mindestwärmeschutzes nach den anerkannten Regeln der Technik eingehalten werden. Ist bei zu errichtenden Gebäuden die Nachbarbebauung bei aneinandergereihter Bebauung nicht gesichert, müssen die Gebäudetrennwände den Mindestwärmeschutz nach Satz 1 einhalten.

(2) Zu errichtende Gebäude sind so auszuführen, dass der Einfluss konstruktiver Wärmebrücken auf den Jahres-Heizwärmebedarf nach den anerkannten Regeln der Technik und den im jeweiligen Einzelfall wirtschaftlich vertretbaren Maßnahmen so gering wie möglich gehalten wird.

(3) Der verbleibende Einfluss der Wärmebrücken bei der Ermittlung des Jahres-Primärenergiebedarfs ist nach Maßgabe des jeweils angewendeten Berechnungsverfahrens zu berücksichtigen. Soweit dabei Gleichwertigkeitsnachweise zu führen wären, ist dies für solche Wärmebrücken nicht erforderlich, bei denen die angrenzenden Bauteile kleinere Wärmedurchgangskoeffizienten aufweisen, als in den Musterlösungen der DIN 4108 Beiblatt2: 2006-3 zugrunde gelegt wird.“

Der Grundsatz lautet also zuerst einmal, dass der Mindestwärmeschutz eingehalten werden muss, damit es nicht schon alleine auf Grund einer normalen Raumlufttemperatur und -feuchte anfängt zu schimmeln (wie ich euch in Teil 2 erklärt habe). Erst danach geht es um den rechnerischen Einfluss auf den Heizenergie- und damit auf den Primärenergiebedarf. Um diesen herauszufinden, muss man als erstes die Wärmebrücke mit einem geeigneten Programm mit Finite-Elemente-Methoden simulieren. Dazu wird ein 2D-Modell erstellt und stationär (d.h. mit festen Randbedingungen) berechnet. Heraus kommt eine Verteilung des Wärmestroms und der Temperatur innerhalb des Bauteils (den Wärmestrom kann man auf die Temperatur umrechnen) und diese ist, wie man im Bild erkennen kann, durch die konstruktive Ecke nicht mehr gleichmäßig.

Und jetzt kommt der bilanzielle Clou: Die Rechenverfahren nach DIN V 4108-6:2003-6 und DIN V 18599-1:211-12 (wo die beiden zu verwendenden Rechenverfahren nach EnEV beschrieben sind) beziehen sich in der Abmessung der Bauteile auf bestimmte Modellmaße. Im Horizontalschnitt der Außenecke (die hier ja unser Beispiel ist) gibt es den Außenmaßbezug. Die Fläche wird also von Außenkante zu Außenkante berechnet und über den U-Wert der Wärmeverlust über die gesamte Wand bestimmt. Durch die Simulation haben wir aber gesehen, dass sich die Temperatur an der Ecke ändert. Diese Differenz können wir mit einem detaillierten Wärmebrückennachweis korrigieren – und in eigentlich fast allen Fällen wird der Wert besser, als der pauschale Wert ohne Nachweis. Dadurch wird der berechnete benötigte Primärenergiebedarf geringer, oder es kann für das gleiche Ergebnis ein anderer Bauteilaufbau mit weniger Dämmung gewählt werden.

Um den Einfluss zu verdeutlichen, habe ich hier ein Praxisbeispiel: Ein mittelgroßes EFH mit 150qm Wohnfläche, 2-geschossig ohne Keller mit Walmdach in Klinkerbauweise. Anlagentechnik: Wasser/Wasser-Wärmepumpe, elektrisch nachgeheiztes Trinkwarmwasser, Fußbodenheizung, zentrale Lüftungsanlage.

Um den EnEV-Nachweis einzuhalten ohne mich weiter um Wärmebrücken zu kümmern, benötige ich folgende U-Werte*:

Die meisten Neubauten werden gut und gewissenhaft gedämmt und erfüllen eigentlich immer die Anforderungen des Beiblatt 2 der DIN 4108. Erstellt man nun einen Gleichwertigkeitsnachweis, bedeutet man vergleicht die Konstruktionsprinzipien der eigenen Detailplanung mit den Konstruktionen im Beiblatt, so kann man den pauschalen Wärmebrückenkorrekturfaktor halbieren.

Werden die Wärmebrücken jetzt noch detailliert berechnet, ist ohne weitere Planungen, alleine durch den aufwendigeren Nachweis, fast immer eine weitere Halbierung des Wärmebrückenkorrekturfaktors möglich. Von 0,1 W/m²a über 0,05 W/m²a zu 0,025W/m²a sind also noch gar keine Planungsänderungen nötig, sondern lediglich mehr Nachweisaufwand.

Theoretisch liegt das Einsparpotenzial bei bis zu 2758€ – in diesem Beispiel. Alternativ kann man durch diese Berechnung auch an anderer Stelle, z.B. der Anlagentechnik sparen.

Wer noch mehr tun möchte, kann sich im Bereich der Passivhäuser umsehen. Dort ist es notwendig den Einfluss der Wärmebrücken auf 0 W/m²K zu reduzieren. Dies setzt allerdings eine Wärmebrücken-Planung voraus.  Möglich ist aber auch das.

Letztlich hoffe ich, dass ich euch zeigen konnte, dass sich die Berechnung der detaillierten Wärmebrücken am Ende finanziell rechnen kann. Ein guter Bauphysiker wird euch Varianten und Möglichkeiten aufzeigen, wie ihr euer angestrebtes Energieniveau erreichen könnt und wo ihr investieren müsst und wo ihr sparen könnt.

* Die Erklärungen in diesem Blog sind natürlich vereinfacht. Fachlich könnte man viele der Themen deutlich mehr ausarbeiten und komplexer beschreiben. Dazu kann man sich gerne der gängigen Fachliteratur bedienen.

Bauherren-Frage: Was ist der U-Wert und wie kann man den U-Wert überhaupt vergleichen?

Der U-Wert ist der Wärmedurchgangswiderstand eines Bauteils. Je niedriger er ist, desto weniger Wärme geht durch das Bauteil. Er beschreibt wieviel Leistung [W] pro m² Bauteilfläche [m²] benötigt wird, um einen Temperaturunterschied [K] aufrecht zu erhalten, zusammen als Einheit geschrieben W/(m²K).

Im EnEV-Nachweis und im Energieausweis wird der U-Wert benötigt, um den gesamten Energieverlust über die Gebäudehülle zu berechnen. Der U-Wert des Bauteils wird mit der Fläche und den genormten Innen- und Außentemperaturen multipliziert. Dafür wird für jeden Monat eine mittlere Außenlufttemperatur zugrunde gelegt und alle 12 Monate stundenweise aufsummiert. So bekommt man am Ende einen Heizenergiebedarf in kWh/a.

Auch die Heizlast wird mit Hilfe des U-Werts berechnet. Hier wird je nach Klimaregion ein statistischer kalter Tag angesetzt (meist um die -10°C) und die Leistung berechnet, die benötigt wird, um bei eben diesen kalten Außentemperaturen die genormte Innenlufttemperatur zu erreichen.

Leider sagt der U-Wert an sich noch nicht viel über den Energiestandard eines Gebäudes aus, denn der hängt auch maßgeblich von der Geometrie und der eingesetzten Technik ab. Ich versuche aber trotzdem mal einige Vergleichsrechnungen zu machen, um sich die Auswirkungen des U-Wertes bildlich vorstellen zu können.

Wir definieren zuerst einmal ein Beispiel:

  • Wohnzimmer, 35m²
  • 5m x 7m x 2,8m
  • Zwei Außenwände, Boden gegen Erdreich, Decke und Innenwände zu anderen beheizten Räumen (der Einfachheit halber sind alle Flächen im mittleren U-Wert eingerechnet)

Wieviele Menschen benötige ich, um verschiede U-Werte auszugleichen?

Gesamte Fläche der Außenwände und des Bodens: 68,6m²
Temperaturdifferenz zwischen innen (20°C) und außen (-5°C): 25K

U-Wert[W/m²K]
0,350,501,0
Heizlast [W]600,25857,51715,0

Bei einem mittleren U-Wert von 0,35W/m²K, z. B. üblich im Passivhausbereich oder KfW 40-Häusern, braucht man bei -5°C Außenlufttemperatur ca. 6 Menschen die sich ruhig bewegen oder sitzen (dann geben diese um die 100W an Wärmeleistung ab), um den Raum auf 20°C zu heizen.

Verringert man den mittleren U-Wert auf 0,5W/m²K, das ist in etwas EnEV-Neubau-Standard, benötigt man schon 8,5 Menschen.

Bei einem mittleren U-Wert von 1,0W/m²K, bei älteren Häusern üblich, bräuchte man 17 Menschen um den Raum ohne Heizung warm zu halten.


Wie hoch ist die Oberflächentemperatur der Wände bei verschiedenen U-Werten?

Der U-Wert ist ausschlaggebend für die Oberflächentemperatur des jeweiligen Bauteils. Je schlechter, desto kälter ist die Oberfläche. Den Unterschied zwischen einer kalten Außenwand in einem Altbau und einer gedämmten Neubauwand kennt wohl jeder.

Betrachtet man das Bauteil zeitunabhängig, bzw. verändert die Temperaturen innen und außen nicht, so stellt sich ein linearer Temperaturverlauf im Bauteil ein. An den Wandoberflächen bildet sich eine ruhende Luftschicht, die einen sogenannten Übergangswiderstand für die Wärme bildet. Diese sind physikalisch fix beschrieben, z. B. bei einer Wand innen 0,13m²K/W und außen 0,04m²K/W. Hinzugerechnet wird der U-Wert (als Kehrwert!), um den gesamten Widerstand des Bauteils zu bekommen. Anhand der Verhältnisse der Widerstände wird dann die Temperaturdifferenz aufgeteilt. Das bedeutet, dass der Anteil des Wärmeübergangswiderstand größer wird, wenn der U-Wert schlechter wird.

U-Wert[W/m²K]
0,100,350,50
Temperaturzwischen den Schichten [°C]
Innenluft20,00 20,00 20,00
Oberfläche
innen
19,6818,9317,22
Oberfläche
außen
-4,90-4,67-4,15
Außenluft-5,00 -5,00 -5,00

Bei Passivhausbauteilen, die einen U-Wert von ca. 0,1W/m²K haben, ist die Oberflächentemperatur fast identisch mit der Raumlufttemperatur. Macht physikalisch auch Sinn, denn der Wärmedurchgang liegt nahe bei 0. Bei einem EnEV-konformen U-Wert hat die Wand schon über 1°C Verlust gegenüber der Raumluft und im Altbau sind es fast 3°C.


Wie hoch sind die Innenlufttemperaturen bei gleicher Heizlast?

Als Referenz nehmen wir die 600W Heizlast für ein hochgedämmtes Passivhaus. Daher ist die errechnete Innenlufttemperatur, bei -5°C Außenlufttemperatur, auch 20°C. Bei einem mittleren U-Wert von 0,5W/m²K erreichen wir mit 600W Heizleistung nur noch 12,5°C und bei einem mittleren U-Wert von 1,0W/m²K sogar nur auf knapp 4°C!

U-Wert[W/m²K]
0,350,501,00
Temperaturinnen[°C]
20,0012,493,75

Beispielhafte U-Werte verschiedener Bauepochen

Zusätzlich möchte ich euch noch eine Tabelle an die Hand geben, herausgegeben vom BBSR. Dort sind beispielhafte U-Werte verschiedener Konstruktionen, je nach Bauphase, der letzten 100 Jahre aufgeführt. Hier der Link und ein Auszug für Außenwände:

KonstruktionBaujahrU-Wert
[W/m²K]
Mauerwerk,
monolithisch
bis 19181,65
Fachwerkbis 19181,66
Mauerwerk,
monolithisch
1947-781,14
Mauerwerk,
2-schalig
1969-781,01
Mauerwerk,
verkleidet
1969-780,78
Mauerwerk,
12cm gedämmt
saniert0,24
Mauerwerk,
16cm gedämmt
saniert0,22

Ich hoffe ich konnte euch etwas zeigen, wie man eine Angabe des U-Wertes beurteilen kann. Als Fazit kann ich euch raten, euch besser den EnEV-Nachweis oder Energieausweis (unbedingt als Bedarfsausweis) anzuschauen. Diese Werte, besonders der Heizenergiebedarf, sind viel aussagekräftiger, weil sie eben die Geometrie des Gebäudes ebenso mit berücksichtig.


Habt ihr Fragen, die ihr einem Bauphysiker schon immer stellen wollt? Dann besucht doch einfach meine Facebook-Seite. Dort beantworte ich regelmäßig eure Fragen rund um die Bauphysik.


* Die Erklärungen in diesem Blog sind natürlich vereinfacht. Fachlich könnte man viele der Themen deutlich mehr ausarbeiten und komplexer beschreiben. Dazu kann man sich gerne der gängigen Fachliteratur bedienen.