Schrittweise Entwicklung eines energieoptimierten Einfamilienhauses auf Grundlage der aktuellen Energieeinsparverordnung
- Art: Diplomarbeit
- Autor: Kay Michael Hirt
- Abgabedatum: Dezember 2001
- Umfang: 224 Seiten
- Dateigröße: 9,0 MB
- Note: 1,3
- Institution / Hochschule: Fachhochschule Magdeburg Deutschland
- ISBN (eBook): 978-3-8324-5411-1
-
ISBN (Paperback) :
978-3-8324-5411-1 P - ISBN (CD) :978-3-8324-5411-1 CD
- Sprache: Deutsch
- Prämierung:
- Arbeit zitieren: Hirt, Kay Michael Dezember 2001: Schrittweise Entwicklung eines energieoptimierten Einfamilienhauses auf Grundlage der aktuellen Energieeinsparverordnung, Hamburg: Diplomica Verlag
- Schlagworte: Bauphysik, Wärmeschutz, Wirtschaftlichkeit, EuEV
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Diplomarbeit von Kay Michael Hirt
Einleitung:
Durch die vorliegende Diplomarbeit wird das Thema des energie-sparenden Bauen auf Grundlage der neuen Energieeinsparverordnung aufgegriffen. Zielstellung soll es sein, ein „normales“ Einfamilienhaus, das nach heutigen Maßstäben dem Niedrigenergiehausstandard (Q’’H £ 75 kWh/m²a) entsprechen würde, schrittweise bis zum Passivhausstandard (Q’’H £ 15 kWh/m²a) weiterzuentwickeln.
Die Ausrichtung der entsprechenden Varianten erfolgt auf Grundlage des flächenbezogenen Jahres–Primärenergiebedarfs Q’’P , da dieser die Grundlage für die Bewertung nach der Energieeinsparverordnung ist. Die dabei herausgearbeiteten Varianten sind hinsichtlich ihrer baukonstruktiven und ihrer anlagentechnischen Maßnahmen darzu-stellen und zu bewerten.
Gang der Untersuchung:
Die nachfolgende Diplomarbeit gliedert sich in einen theoretischen Teil und in einen Teil zur praktischen Umsetzung. Der theoretische Teil soll dazu dienen, dem Leser die Grundlagen der Energieeinsparverordnung und der Bewertung von Gebäuden nach der Energieeinsparverordnung zu vermitteln. Im praktischen Teil werden die Gesetzmäßigkeiten der Energieeinsparverordnung anhand verschiedener Beispiele angewendet.
Um eine größere Auswahlmöglichkeit zu erhalten, sind Hausvarianten mit unterschiedlichen Wandkonstruktionen und verschiedene technischen Anlagen zur Beheizung und Trinkwassererwärmung miteinander kombiniert worden. Die daraus resultierenden Ergebnisse für den flächenbezogenen Jahres–Primärenergiebedarf Q’’P, den flächen- bezogenen Endenergiebedarf Q’’WE,E, den flächenbezogenen Hilfsenergie- bedarf Q’’HE,E, die jährlichen Betriebskosten und die jährlichen Gesamtkosten aus den Investitions- und den Betriebskosten sind in Tabellen- und Diagrammform zusammengefasst worden, um eine bessere Vergleichsmöglichkeit der Kombinationen aus Baukonstruktion und Anlagentechnik zu erreichen.
Aus den gewonnenen Ergebnissen sind die, für die weitere Bearbeitung notwendigen Varianten zur Abstufung des Jahres-Primärenergiebedarfs gewählt worden.
Für die fünf ausgewählten Kombinationen erfolgte eine Erstellung der notwendigen Projektunterlagen, eine Berechnung der erforderlichen Wärmedurchgangskoeffizienten (heute U–Werte, früher k-Werte) sowie eine ausführliche Bewertung der haustechnischen Anlagen.
Abschließend wurden die gewählten Varianten hinsichtlich ihrer Baukonstruktion, Anlagentechnik, Betriebs- und Herstellungskosten, miteinander verglichen, um eine Aussage über die Wirtschaftlichkeit zu machen zu können.
Inhaltsverzeichnis:
| Vorwort | 7 | |
| Abbildungsverzeichnis | 8 | |
| Tabellen- und Diagrammverzeichnis | 9 | |
| Einleitung | 10 | |
| Zielstellung der Diplomarbeit | 10 | |
| Durchführung der Themenbearbeitung | 10 | |
| Ansichten des gewählten Einfamilienhauses | ||
| Ansicht West | 12 | |
| Ansicht Ost | 13 | |
| Ansicht Süd | 14 | |
| Ansicht Nord | 15 | |
| Kapitel I: Theoretische Grundlagen | 16 | |
| 1. | Die neue Energieeinsparverordnung (EnEV) | 16 |
| 1.2 | Sinn der Energieeinsparverordnung | 16 |
| 1.3 | Grundgedanken der neuen EnEV | 17 |
| 2. | Ermittlung des Jahres-Primärenergiebedarfs QP | 21 |
| 2.1 | Allgemeine Grundlagen | 21 |
| 2.2 | Ermittlung des Jahres-Primärenergiebedarfs QP nach DIN V 4108 - 6 | 22 |
| 2.2.1 | Ermittlung des Jahres-Heizwärmebedarfs QH | 22 |
| 2.2.1.1 | Das Monatsbilanzverfahren zur Ermittlung von QH | 23 |
| 2.2.1.2 | Das vereinfachte Verfahren zur Ermittlung von QH | 30 |
| 2.2.2 | Ermittlung des Nutzwärmebedarfs zur Trinkwassererwärmung QW | 33 |
| 2.2.3 | Ermittlung der Jahres-Wärmegewinne durch die Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung QWR | 33 |
| 2.2.4 | Ermittlung der Anlagenaufwandszahl eP | 33 |
| 2.3 | Ermittlung des Jahres-Primärenergiebedarfs QP nach DIN V 4701 - 10 | 34 |
| 2.3.1 | Allgemeine Grundlagen | 34 |
| 2.3.2 | Rechenverfahren nach DIN V 4701 – 10 zur Ermittlung des Primärenergiebedarfs QP | 36 |
| 2.3.2.1 | Methodik der Berechnung des Primärenergiebedarfs zur Trinkwassererwärmung QTW,P | 38 |
| 2.3.2.2 | Methodik der Berechnung des Primärenergiebedarfs QL,P von Lüftungsanlagen | 40 |
| 2.3.2.3 | Methodik der Berechnung des Primärenergiebedarfs QH,P von Heizungsanlagen | 41 |
| 2.3.3 | Ermittlung der Anlagenaufwandszahl eP | 42 |
| 3. | Begrenzung des Transmissionswärmeverlustes HT | 43 |
| 3.1 | Ziel der Begrenzung der Transmissionswärmeverluste HT | 43 |
| 3.2 | Erläuterung der Berechnungsgrößen | 45 |
| 3.2.1 | Transmissionswärmeverluste durch Bauteile zur Außenluft | 45 |
| 3.2.1.1 | Kompaktheit des Gebäudes (A/V-Verhältnis) | 45 |
| 3.2.1.2 | Wärmeleitfähigkeit der Gebäudehülle | 46 |
| 3.2.2 | Thermischer Leitwert über das Erdreich | 48 |
| 3.2.3 | Spezifischer Wärmeverlust infolge Wärmebrücken | 48 |
| 3.2.4 | Spezifischer Wärmeverlust für Bauteile mit Flächenheizung | 50 |
| Kapitel II: Praktische Anwendung am Beispiel eines Einfamilienhauses | 51 | |
| Allgemeine Ausführungen | 51 | |
| 4. | Das energiesparende Haus nach EnEV mit“ 110 kWh/(m²a) | 69 |
| 4.1 | Projektunterlagen | 69 |
| 4.2 | Kenngrößen der verwendeten Baustoffe | 74 |
| 4.3 | Ermittlung des Jahres-Heizwärmebedarfs Q“H nach dem Monatsbilanzverfahren und des Jahres-Primärenergiebedarfs Q“P nach dem Tabellenverfahren | 76 |
| 4.3.1 | Berechnung der erforderlichen Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Werte) | 77 |
| 4.3.2 | Ermittlung der wärmeübertragenden Umfassungsflächen | 82 |
| 4.3.3 | Ermittlung des Jahres-Primärenergiebedarfs Q“P | 84 |
| 4.3.4 | Nachweis der Anforderungen für Q“P und HT nach EnEV | 87 |
| 4.4 | Bewertung der gewählten Konstruktion und der gewählten technischen Anlage | 92 |
| 5. | Abstufung des Jahres-Primärenergiebedarfs auf“ 95 kWh/(m²a) | 93 |
| 5.1 | Projektunterlagen | 93 |
| 5.2 | Kenngrößen der verwendeten Baustoffe | 99 |
| 5.3 | Ermittlung des Jahres-Heizwärmebedarfs Q“H nach dem Monatsbilanzverfahren und des Jahres-Primärenergiebedarfs Q“P nach dem Tabellenverfahren | 100 |
| 5.3.1 | Berechnung der erforderlichen Wärmedurchgangskoeffizienten ( U-Werte ) | 100 |
| 5.3.2 | Ermittlung der wärmeübertragenden Umfassungsflächen | 104 |
| 5.3.3 | Ermittlung des Jahres-Primärenergiebedarfs Q“P | 106 |
| 5.3.4 | Nachweis der Anforderungen für Q“P und HT nach EnEV | 109 |
| 5.4 | Bewertung der gewählten Konstruktion und der gewählten technischen Anlage | 114 |
| 6. | Abstufung des Jahres-Primärenergiebedarfs auf“ 75 kWh/(m²a) | 115 |
| 6.1 | Projektunterlagen | 115 |
| 6.2 | Kenngrößen der verwendeten Baustoffe | 120 |
| 6.3 | Ermittlung des Jahres-Heizwärmebedarfs Q“H nach dem Monatsbilanzverfahren und des Jahres-Primärenergiebedarfs Q“P nach dem Tabellenverfahren | 122 |
| 6.3.1 | Berechnung der erforderlichen Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Werte) | 122 |
| 6.3.2 | Ermittlung der wärmeübertragenden Umfassungsflächen | 126 |
| 6.3.3 | Ermittlung des Jahres-Primärenergiebedarfs Q“P | 128 |
| 6.3.4 | Nachweis der Anforderungen für Q“P und HT nach EnEV | 136 |
| 6.4 | Bewertung der gewählten Konstruktion und der gewählten technischen Anlage | 141 |
| 7. | Abstufung des Jahres-Primärenergiebedarfs auf“ 55kWh/(m²a) | 142 |
| 7.1 | Projektunterlagen | 142 |
| 7.2 | Kenngrößen der verwendeten Baustoffe | 147 |
| 7.3 | Ermittlung des Jahres-Heizwärmebedarfs Q“H nach dem Monatsbilanzverfahren und des Jahres-Primärenergiebedarfs Q“P nach dem Tabellenverfahren | 149 |
| 7.3.1 | Berechnung der erforderlichen Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Werte) | 149 |
| 7.3.2 | Ermittlung der wärmeübertragenden Umfassungsflächen | 153 |
| 7.3.3 | Ermittlung des Jahres-Primärenergiebedarfs Q“P | 155 |
| 7.3.4 | Nachweis der Anforderungen für Q“P und HT nach EnEV | 158 |
| 7.4 | Bewertung der gewählten Konstruktion und der gewählten technischen Anlage | 163 |
| 8. | Das Passivhaus mit“ 40 kWh/(m²a) und < 15 kWh/(m²a) | 164 |
| 8.1 | Projektunterlagen | 164 |
| 8.2 | Kenngrößen der verwendeten Baustoffe | 169 |
| 8.3 | Ermittlung des Jahres-Heizwärmebedarfs Q“H nach dem Monatsbilanzverfahren und des Jahres-Primärenergiebedarfs Q“P nach dem Tabellenverfahren | 171 |
| 8.3.1 | Berechnung der erforderlichen Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Werte) | 171 |
| 8.3.2 | Ermittlung der wärmeübertragenden Umfassungsflächen | 175 |
| 8.3.3 | Ermittlung des Jahres-Primärenergiebedarfs Q“P | 177 |
| 8.3.4 | Nachweis der Anforderungen für Q“P und HT nach EnEV | 187 |
| 8.3.5 | Nachweis der Anforderungen mit Hilfe des Passivhausprojektierungspakets | 192 |
| 8.4 | Bewertung der gewählten Konstruktion und der gewählten technischen Anlage | 195 |
| Kapitel III: Auswertung | 197 | |
| 9. | Variantenvergleich | 197 |
| 9.1 | Darstellung der Varianten | 197 |
| 9.2 | Konstruktionsanalyse | 201 |
| 9.3 | Bewertung der gewählten Anlagentechnik zur Gebäudebeheizung und Trinkwassererwärmung | 206 |
| 9.4 | Kostenvergleich | 210 |
| Zusammenfassung | 213 | |
| Schlussfolgerungen | 214 | |
| Literaturverzeichnis | 216 | |
| Anhang A | Berechnungsblätter für das Monatsbilanzverfahren und zur Ermittlung der Anlagenaufwandszahl | 218 |
| Anhang B | Berechnungsblätter für das Vereinfachtes Verfahren | 228 |
| Anhang C | Konstruktionsdetails nach DIN 4108 Beiblatt 2 | 231 |
| Anhang D | Nachweis für Elektroheizung | 234 |
| Anhang E | Antragsformulare | 237 |
| Erklärung zur Urheberschaft | 242 |
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Link zur Arbeit:
http://www.diplom.de/ean/9783832454111
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