Warum ist der Energieverbrauch oft höher als der berechnete Energiebedarf?

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Der tatsächliche Energieverbrauch ist häufig deutlich höher als der rechnerisch ermittelte Energiebedarf. Die Ursachen dafür analysiert das Ad-hoc Papier „Realitätsnahe Berechnung des Energiebedarfs“ des Umweltbundesamts.

Das Problem ist bekannt: Berechnungen gemäß Gebäudeenergiegesetz GEG basieren auf Standard-Rahmenbedingungen, die mithilfe spezieller Softwareprogramme ermittelt werden. Damit lässt sich z.B. der Energiebedarf vor und nach einer energetischen Gebäudesanierung ermitteln, zwei Werte, welche die Berechnung der Amortisationszeit und die Auswahl sinnvoller Sanierungsmaßnahmen ermöglichen soll. Soweit die Theorie. Der tatsächliche Energieverbrauch weicht jedoch häufig stark von dem rechnerisch ermittelten Energiebedarf ab und ist häufig deutlich höher.

Eine möglichst realitätsnahe Berechnung ist aber von zentraler Bedeutung, da diese u.a. die Grundvoraussetzung für die Quantifizierung der Einsparungen von Sanierungsmaßnahmen und damit grundlegend für die Planung der Energiewende im Gebäudebestand ist.

Prebound- und Rebound-Effekte

Prebound-Effekt: Der Energieverbrauch eines Bestandsgebäudes vor der Sanierung wird durch die Softwareberechnungen höher eingestuft als er eigentlich ist.

Rebound-Effekt: Der Energieverbrauch eines Bestandsgebäudes nach der Sanierung wird durch die Softwareberechnung niedriger eingestuft als er eigentlich ist.

Beispiel: Der tatsächliche Energieverbrauch eines Bestandsgebäudes ist vor einer energetischen Sanierung ist um ca. 30 % niedriger als rechnerisch ermittelt (Prebound-Effekt). Nach erfolgter Sanierung ist der tatsächliche Energieverbrauch um ca. 20 % höher als rechnerisch ermittelt (Rebound-Effekt). Kombiniert man beide Effekte, ist die tatsächliche Energieeinsparung um ca. 50 % niedriger als rechnerisch ermittelt, was im schlimmsten Fall die ökologische und wirtschaftliche Sinnhaftigkeit der Sanierungsmaßnahmen infrage stellt.

Heizenergieverbrauch vor und nach Sanierung unter Berücksichtigung des Prebound- und Rebound-Effekts.

Fehlerhafte Energiekennwerte

Im Ad-hoc Papier des Umweltbundesamtes (UBA) wird eine ganze Reihe möglicher Ursachen für die Diskrepanz zwischen Berechnung und Realität genannt. So kommt eine umfassende Literaturanalyse von Wohngebäudestudien zu dem Schluss, dass deutsche Wohngebäude im Vergleich zu den errechneten Energiekennwerten durchschnittlich etwa 30 % weniger verbrauchen.

Demnach stellt sich folgender Prebound-Effekt ein: Je höher der Energiekennwert, desto geringer ist im Verhältnis der tatsächliche Verbrauch. Bei hohen Energiekennwerten wie z.B. 300 kWh/m2a liegen die gemessenen Energieverbräuche durchschnittlich etwa 40 % unter den errechneten Werten, bei niedrigeren Energiekennwerten von z.B. 150 kWh/m2a sind es nur noch ca. 17 %.

Der umgekehrte Effekt (Rebound-Effekt) ergibt sich bei umfassend sanierten Gebäuden/ Niedrigenergiehäusern mit einem Energiekennwert von unter 50 kWh/m²a. Hier übersteigt der gemessene Verbrauch den errechneten Bedarf.

Als mögliche Ursachen für die oben genannten Prebound- und Rebound-Effekte nennt die Studie realitätsferne Standardannahmen der DIN V 4108-6:2003 wie beispielsweise die Lüftungsverluste (Luftwechsel von 0,7 1/h) und die Innentemperatur (19 °C). Aber auch das Nutzungsverhalten wird als wesentliche Ursache identifiziert. So wird in Gebäuden mit schlechtem Energiestandard und somit hohen Energiekosten durch entspr. Heiz- und Lüftungsverhalten Energie häufig gespart, während in (entsprechend sanierten) Gebäuden mit gutem Energiestandard und somit niedrigen Energiekosten die Bereitschaft zum Energie sparen nachlässt.

Einsparungen überschätzt

Die Schlussfolgerung des Umweltbundesamt-Berichtes ist ernüchternd: Die Einsparungen einer energetischen Sanierung werden durch die aktuellen Rechenverfahren häufig signifikant überschätzt. Um dies zu verhindern, macht das UBA u.a. folgende Vorschläge:

  • Standard-Raumsolltemperaturen auf ein realistischeres Niveau anpassen (z.B. 22 °C).
  • Anstelle des deutschlandweit einheitlichen Klimastandorts Potsdam die aktuellen Referenzklimadaten des tatsächlichen Gebäudestandorts verwenden.
  • Luftwechselzahl bei ausschließlich über Fenster belüftete Gebäude/Zonen auf 0,24 1/h reduzieren.
  • Genauere Ermittlung des Energiebedarfs für mitbeheizte Flächen (z.B. Treppenhaus).
  • Die Standard-Leitungslängen des Referenzgebäudes nach DIN V 4701-10: 2003-08 (gem. GEG, Anlage 1) reduzieren.
  • Auf Warmwasser-Zirkulationssystem im GEG-Referenzgebäude verzichten.

Fazit

Eine möglichst realitätsnahe Energiebedarfsberechnung ist wichtig, um bei Neubauten wie bei energetischen Sanierungen die richtigen Entscheidungen treffen zu können. Anderweitig können nicht nur die Klimaschutzziele im Gebäudebereich verfehlt werden, sondern unwirksame kostspielige Maßnahmen auch zum Verlust der gesellschaftlichen Akzeptanz und zu „Sanierungsfrust“ führen. Es ist daher dringend zu empfehlen, die Standard-Berechnungsverfahren und -Rahmenbedingungen anzupassen und zu verbessern.

Dieser Beitrag ist eine Zusammenfassung des Ad-hoc Papiers „Realitätsnahe Berechnung des Energiebedarfs“ des Umweltbundesamts vom 8. Juli 2022

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2 Comments

  1. * Konventionelle Dämmstoffe werden in den Berechnungsverfahren zu optimistisch bewertet.
    * Energieverbrauch für Warmwasser (Brauchwasser) wird unterschätzt.

    Die Erfahrungen aus meiner früheren Energieberaterpraxis bestätigen die Aussagen des Berichts. D.h. ungedämmte Bestandsgebäude hatten regelmäßig einen niedrigeren tatsächlichen Verbrauch als im Energiebedarfsausweis ermittelt. Energetische Sanierungen brachten bedauerlicherweise weniger Einsparung als theoretisch ermittelt.

    Meiner Einschätzung nach hat das folgende Hauptgründe:
    Der reale Nutzen der zusätzliche Wärmedämmschichten ist niedriger als theoretisch berechnet. (Berechnungsverfahren wären zu überdenken.) Die Lambdawerte der Dämmstoffe wurde unter optimalen Versuchsbedingungen ermittelt (trockener Dämmstoff). Unter realen Bedingungen sind die Dämmstoffe jedoch nie optimal trocken (Transport, Baustellenlagerung, Verarbeitung, Lufthinterströmung, feuchte Untergründe), was in der Realität zu schlechterem Dämmverhalten führt als jenes im Berechnungsmodell.

    Nächster wichtiger Punkt: Warmwasserverbrauch

    Wie Verbrauchsdaten für Energieausweise aus MFH (hier müssen ja mittlerweile die anteiligen Verbräuche für Wärme und Warmwasser erfasst werden) aus meiner Praxis zeigen, liegt der tatschächliche Anteil für Warmwasser merklich höher als jener der gewöhnlich in der Berechnung Eingang findet.
    Leider sind heute viele sog. “Regenwaldduschköpfe” im Einsatz, die einen sehr hohen Wasserverbrauch haben und damit entsprechend viel Energie für die Warmwasserversorgung benötigen. Beispiel aus der Praxis: MFH Baujahr 1990 ohne energetische Verbesserungen seit der Erbauung, größtenteils junge Mieterschaft (–> häufiges Duschen)
    Verbrauchsenergieausweis in diesem MFH: ca. 2/3 Energieanteil Warmwasser und nur ca. 1/3 Energieanteil Heizwärme. Der Heizwärmeverbrauch war auf dem Niveau der EnEV 2019, obwohl das MFH seit 1990 keine energetische Sanierung erfahren hatte. (Gebäude war mit 7 WE komplett bewohnt, also kein Lerrstand).

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  2. Um eine Vergleichbarkeit aller Gebäudequalitäten von Flensburg bis Garmisch zu erlauben, ist es schon wichtig, für alle Gebäude den gleichen Standort, also die gleichen Klimabedingungen anzunehmen. Klar ist, dass dann die Berechnungen immer von den tatsächlichen Verbräuchen abweichen. Eine wesentliche Ursache dafür ist auch, dass alle Räume in einer Zone mit derselben Raumtemperatur (sofern sie beheizt sind) angesetzt werden, was tatsächlich eher lebensfern ist, aber gewissermaßen eine Worstcase-Betrachtung darstellt.

    Energieberater sollten bei der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung m.E. die Pflicht haben, eine Korrektur anhand der tatsächlichen Verbräuche vorzunehmen. Damit sind die Einsparungen realitätsnäher, unter der Voraussetzung, dass die Nutzer ihr Verhalten nicht ändern. Mit dem Wissen um den Rebound-Effekt kann auch dieser mit berücksichtigt werden.

    Ob die vorgeschlagenen Anpassungen tatsächlich die gewünschten Verbesserungen bringen, solange mit statischen Berechnungsmodellen die Gebäude beurteilt werden, sei mal dahingestellt.

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Quellenangaben und/oder Fußnoten:

Titelbild: AdobeStock, ninelutsk
Grafik: Sunikka-Blank und Galvin, 2012

Autor
Josef Frey

Josef

Frey

Dipl.-Ing. für Innenarchitektur, Baubiologe und Mitarbeiter im IBN

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