Heizungsanlagen in Gebäuden – Energiebedarf: die neue Norm SIA 384/3
Die neue Norm Heizungsanlagen in Gebäuden – Energiebedarf zeigt den Berechnungsgang zur Ermittlung des Endenergiebedarfs bei Heizungsanlagen und stellt die Verbindung zwischen Berechnung des Heizwärmebedarfs, SIA 380/1, und gewichteten Endenergiebedarf, SIA 380, her.
Die erste Ausgabe der Norm SIA 384/3 aus dem Jahr 2013 definierte zwei unterschiedlich komplexe Berechnungsmethoden: die Typologiemethode und die Bin-Methode. Bei Ersterer wird anhand einiger weniger Indikatoren pro Typologie ein Nutzungsgrad bzw. eine Arbeitszahl definiert, bei Letzterer werden die Jahresstunden pro Grad Aussentemperatur aufgeteilt, und der Energiebedarf wird durch die Aufsummierung von «Leistung mal Stunden» pro Grad berechnet. Die häufigste Anwendung der Bin-Methode stellt das Exceltool WPesti dar.
Die Überarbeitung der Norm SIA 384/3 war nötig, weil teilweise die zugrunde liegenden entsprechenden Teile der europäischen Normenreihe SN EN 15316 geändert wurden. Auch zeigten sich bei der Anwendung der alten Norm verschiedene kleine Schwachstellen, die nun behoben werden konnten. An der Einfachheit wurde festgehalten, sodass die Abschätzung des Nutzungsgrads oder der Jahresarbeitszahl einer Heizungsanlage weiterhin mit einer einfachen Exceltabelle realisiert werden kann. Summa summarum wurde die neue Norm SIA 384/3 sanft erneuert, sodass sie weiterhin in der Praxis einfach anwendbar ist.
Berechnungsverfahren für neue und alte Gebäude
Neben Neubauten lassen sich die Berechnungsverfahren der Norm SIA 384/3 auch bei bestehenden Gebäuden anwenden. Das heisst, wenn der jährliche Wärmebedarf bekannt ist, beispielsweise aus dem Ölverbrauch, kann der Energiebedarf einer neuen Wärmeerzeugung für Heizung und Warmwasser (z. B. Wärmepumpe und thermische Solaranlage) mit einigen wenigen Eingabedaten berechnet werden. Weil die Bruttoverluste fehlen, muss die sogenannte Hottingerformel angewendet werden, um den Anteil der Gewinne und die Gesamtverluste des Gebäudes abschätzen zu können. Das funktioniert gut für alte Gebäude mit einem Baujahr vor 1980.
In WPesti ist denn auch die Hottingerformel hinterlegt. Bei der Anwendung bei bestehenden Bauten mit jüngerem Baujahr oder nachträglich wärmegedämmten Bauten muss die so berechnete Heizleistung hinterfragt und gegebenenfalls angepasst werden. Da aber bei diesen Bauten oft eine Berechnung, beispielsweise vom GEAK, nach der Norm SIA 380/1 Heizwärmebedarf vorliegt und damit die Transmissions- und Lüftungswärmeverluste bekannt sind, stellt sich dieses Problem nicht.
Bin-Generator: Beispiel Auslegung einer Abwärmenutzung
Als Hilfsmittel zur Norm steht ein «Bin-Generator» zur Verfügung. Mit dieser Excel-Kalkulationstabelle kann, basierend auf wenigen Angaben zum Gebäude, eine Jahresdauerlinie (Summenhäufigkeit des Heizwärmebedarfs) erzeugt werden. Diese dient dann zur wirtschaftlichen Auslegung von komplexeren Heizsystemen, wie z. B. bivalenten Heizungen, WKK-Anlagen oder Abwärmenutzung. Unten stehend das Beispiel der Auslegung einer Abwärmenutzung aus der Drucklufterzeugung eines Industriebetriebs.
Einfachheit – Theorie und Praxis
Bei klimatisierten Bauten rechnet sich der Leistungs- und Energiebedarf anstelle der Norm 384/3 nach der Norm 382/2 Klimatisierte Gebäude – Leistungs- und Energiebedarf in Verbindung mit dem detaillierten Berechnungsbeschrieb im Merkblatt 2044 Klimatisierte Gebäude – Standard-Berechnungsverfahren für den Leistungs- und Energiebedarf und der Normenreihe SN EN 15316, welche die energetischen Berechnungen für die einzelnen Komponenten eines Heizsystems behandeln.
Die Norm 382/2 hat zum Ziel, ein Gebäude nur mit einem Grenzwert beurteilen zu können. Wohl wegen der aufwendigen Definition des Grenzwerts fand weder im Rahmen von Bauvorschriften noch im Rahmen von Gebäudelabels dieses Verfahren eine breite Anwendung. In der Praxis werden die Jahresarbeitszahlen von Wärmepumpen daher in den meisten Fällen vom Heizungsplaner bzw. von der Heizungsplanerin mit dem Exceltool WPesti, das auf der Norm SIA 384/3 basiert, berechnet.
WPesti ist eine einfache und kostenlos verfügbare Excel-Kalkulationstabelle, die mit den Resultaten aus der Heizwärmebedarfsberechnung nach SIA 380/1 (dem Wärmedämmnachweis) und der Angabe der Wärmepumpe sowie deren Einbauart die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe (JAZ) bestimmt. Die so bestimmten JAZ ist bei guten Anlagen oft deutlich höher als die Standardwerte (Typologiemethode). Damit kann beispielsweise der (End-)Energiebedarf für einen Minergieantrag oder einen Energienachweis (EN-101b) berechnet werden. Download auf www.endk.ch
Sämtliche im Artikel genannten Normen können über den SIA-Shop oder über den SIA-Normenverkauf, Tel. 044 283 15 05, distribution [at] sia.ch (distribution[at]sia[dot]ch), bezogen werden.
