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Magazin des LFE

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Graue Energie von Dämmstoffen

gepostet von (79 x gelesen) im
Apr 27 2019

Von Dämmkritikern wird immer wieder behauptet, dass sich in Bezug auf die Energie der Herstellung eine stärkere Wärmedämmung nicht lohne.
Um diese These zu prüfen, bietet es sich an, dies anhand von energetischen Bilanzierungen nach DIN 4108/4701 für die verschiedenen KfW-Effizienzhausstandards zu untersuchen. Dabei wurde betrachtet, wieviel Primärenergiebedarf bei verschiedenen energetischen Dämmstandards anfällt.
Der Primärenergiebedarf wurde anschließend mit dem für das EnEV-Referenzgebäude verglichen, so dass sich eine Primärenergieeinsparung aus der Beheizung für die besseren Effizienzhausstandards ergibt. Die Berechnung erfolgt auf der Basis des Dämmstoffs EPS, der mit einem Primärenergieinhalt von 500 kWh/m³ (ohne Gutschrift für energetische Weiterverwertung) angesetzt wurde.
Als Bezugsdauer für den Primärenergiebedarf wurden 20 Jahre angesetzt. Die Berechnung erfolgt für Neubauten im Vergleich EnEV gegen KfW 40-Standard mit verschiedenen Dämmstärken.

Daraus ergeben sich folgende energetische Amortisationszeiten der zusätzlichen Dämmstoffstärken in Kombination mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe gegenüber der EnEV-Ausführung mit Gas-Brennwert-Heizung zur Erfüllung der Anforderungen an die EnEV 2016:

Aus den Amortisationszeiten lässt sich klar erkennen, dass die „energetische Amortisationszeit“ der Wärmedämmung bei < 2 Jahren für die Varianten mit Luft-Wasser-Wärmepumpe liegt.
Die vorletzte Variante berücksichtigt zusätzlich eine Photovoltaikanlage. Als letzte Variante wurde eine mit Photovoltaikanlage und Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung betrachtet. Dadurch verringert sich der Bedarf an Strom für den Betrieb der Wärmepumpe mit einem Primärenergiefaktor von 1,8 zusätzlich, was dazu führt, dass sich die energetische Amortisationszeit auf bis zu ca. 3,5 Jahre erhöht.

Im folgenden Diagramm wurde die Primärenergieersparnis für die Heizung gegenüber dem Referenzgebäude durch die zusätzliche Primärenergie für die stärkere Wärmedämmung gegenüber EnEV dividiert. 

Für die Varianten mit zunehmend mehr Wärmedämmung sinkt das Verhältnis Primärenergieersparnis im Betrieb zur zusätzlichen Wärmedämmung leicht von ca. 5 auf 3 ab, dafür steigt es für die Varianten mit Photovoltaik und zusätzlicher Lüftungsanlage auf das 6-fache.
Dafür wurde für die Variante Luft-Wasser-Wärmepumpe /Abluftanlage eine PV-Anlagengröße von 30 m² und für die letzte Variante mit kontrollierter Wohnramlüftung (KWL-WRG) eine Anlagengröße von 40 m² berücksichtigt.
Zusätzliche Dämmstärken rechnen sich also insbesondere dann, wenn für die KfW-Effizienzhausstandards 55 und 40 (plus) erneuerbare Energien zur Beheizung – z.B. Wärmepumpe plus Photovoltaik genutzt werden und diese Primärenergieeinsparung mitberücksichtigt wird.
Damit ist eine gute Wärmedämmung die „primärenergetische Investition in die Gebäudehülle“, die es ermöglicht, im Betrieb möglichst hohe Anteile erneuerbare Energien, ggf. sogar über Saisonalspeicher in Kombination mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe plus solarthermischer Anlage plus Photovoltaik zu nutzen.

Wenn allein schon bei der vergleichenden Betrachtung von Neubauten die Aussage zu der energetischen Amortisationszeit von Dämmung zugunsten eines möglichst hohen Dämmstandards (mind. KfW 55, besser KfW 40) ausfällt, wird dieser bei energetischer Sanierung sehr deutlich ausfallen, insbesondere weil durch die Sanierung einerseits der Energiebedarf deutlich reduziert wird aufgrund der Wärmedämmung, und weil durch effizientere Möglichkeiten der Beheizung und eine mögliche Absenkung der Heizkreistemperaturen auch die Anlagenaufwandszahl der Heizung geringer wird.

In Bezug auf die graue Energie der Herstellung wurde in der Publikation „Graue Energie von Neubauten – Ratgeber für Baufachleute“ von EnergieSchweiz herausgearbeitet, dass bei üblichen Dämmstärken bis 26 cm die Gesamtenergiebilanz aus grauer Energie für die Dämmstoffe und Heizenergie sich im Minimalbereich bewegt.


Quelle: „Graue Energie von Neubauten – Ratgeber für Baufachleute“ von EnergieSchweiz

Solche Gesamtenergiebedarfskurven werden in der nächsten Grafik für die Dämmstoffe EPS, Schaumglas und Zellulose im Vergleich dargestellt. Da Zellulose ein nachwachsender Rohstoff mit geringem Anteil grauer Energie ist, nimmt der Gesamtenergiebedarf selbst bei höheren Dämmstärken immer weiter ab, weil mehr Energie für die Beheizung eingespart wird, als Energie für die Dämmstoffherstellung erforderlich ist. Zudem weist Zellulose optimale Eigenschaften für den sommerlichen Wärmeschutz auf.


Quelle: „Graue Energie von Neubauten – Ratgeber für Baufachleute“ von EnergieSchweiz

Fazit:
Insgesamt deuten sowohl die eigene Betrachtung als auch die Veröffentlichungen von Energie Schweiz darauf hin, dass bis zu Dämmstärken von 30 cm für EPS der Primärenergiebedarf für Heizung und Dämmung insgesamt minimal ist. Wie stark am Ende gedämmt werden soll, bleibt dem Bauherrn überlassen, je nach dem, wie autark er sein Haus wünscht, doch KfW55- oder besser 40-Standard sollte es schon sein.

Es ist zu diskutieren, ob eine Grenzwertbetrachtung generell sinnvoll ist, oder ob besser das Gesamtsystem Haus beispielsweise im Rahmen einer Lebenszyklusanalyse zu betrachten ist. Dabei wirkt sich einerseits eine hohe Dämmung und andererseits die Wahl eines möglichst effizienten Heizsystems unter Nutzung möglichst hoher Anteile erneuerbarer Energien positiv auf einen insgesamt geringen Primärenergiebedarf des Hauses aus. Zudem sorgt auch ein optimierter Entwurf mit möglichst kompakter Bauweise (günstiges A/V-Verhältnis) und maßvollen Fensteranteilen (sommerlicher Wärmeschutz!) für minimale Heizwärmebedarfe bei möglichst geringen Bau- und Folgekosten.

Je energieintensiver ein Dämmstoff in seiner Herstellung ist, desto eher müsste ein primärenergetischer „Ausgleich“ über die Beheizung auf Basis erneuerbarer Energien erfolgen. Ein minimaler Primärenergiebedarf wird über die Nutzung nachwachsender Dämmstoffe wie Zellulose, die Verwendung von Holz als Baustoff und die Nutzung erneuerbarer Energien für die Beheizung erzielt.
Bei der Betrachtung von Baustoffen sind neben der Primärenergie für die Herstellung aber auch Langlebigkeit, die CO2-Bilanz und die Folgekosten sowie die Entsorgung zu betrachten, was hier jedoch Folgebeiträgen vorbehalten bleibt und den inhaltlichen Rahmen gesprengt hätte.

Quellen: 
„Graue Energie von Neubauten – Ratgeber für Baufachleute“ von EnergieSchweiz: wwwenergieschweiz.ch

 

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