Validierung des Entwurfs für ein Beiblatt 3 (Tabellenverfahren) zur DIN V 18599

Validierung des Entwurfs für ein Beiblatt 3 (Tabellenverfahren) zur DIN V 18599

Die DIN V 18599 ermöglicht eine durchgängige Bewertung der Energieeffizienz von Gebäuden im Einklang mit den Vorgaben aus der Europäischen Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden. Innerhalb des Projektes wurde das Beiblatt 3 (Tabellenverfahren für den Wohnungsbau) zur DIN V 18599 validiert. Die Validierung umfasste die Nachrechnung aller Tabellenwerte, vergleichende Berechnungen mit dem Hauptverfahren anhand ausgewählter Modellgebäude und die Diskussion hinsichtlich Handhabbarkeit, Aufwand, Anwendungsbreite und Transparenz der Ergebnisse. Projektlaufzeit: Juli 2013 - März 2014

Ausgangslage

Die Energieeinsparverordnung als wesentliche Vorschrift für energieeffizientes Bauen in Deutschland stützt sich in großem Maß auf technische Regeln, die in Gremien des Deutschen Instituts für Normung (DIN) erarbeitet werden. Die energetische Bewertung von Gebäuden ist komplex, weil es heute nicht mehr nur auf den Wärmeschutz ankommt, sondern auf das Zusammenspiel baulicher und anlagentechnischer Komponenten. Zur festen Einbindung technischer Regeln in die Energieeinsparverordnung gibt es deshalb keine Alternative. Die DIN V 18599 ermöglicht eine durchgängige Bewertung der Energieeffizienz für alle Arten von Gebäuden im Einklang mit den Vorgaben aus der Europäischen Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden (2010/31/EU).

Im Vergleich zu den komplizierten Nichtwohngebäuden, für die das Berechnungsverfahren entwickelt wurde, ist die energetische Bewertung von Wohngebäuden relativ einfach; viele Einflüsse treten hier nicht auf oder lassen sich vereinfachen. Dem zuständigen Normungsgremium wurde der Entwurf eines Beiblattes zu DIN V 18599 vorgelegt, das wesentlich zur Vereinfachung und Transparenz beitragen soll. Es enthält ein Tabellenverfahren, das für die energetische Bewertung von Wohngebäuden vorgesehen ist. Nach den Regularien des DIN darf ein solches Beiblatt aber keine völlig neuen Regeln aufstellen, sondern muss im Ergebnis identisch mit dem Regelwerk bleiben, zu dem es gehört. Auch aus Sicht der Verordnung könnte ein Beiblatt nur dann angewendet werden, wenn es nicht zu abweichenden Ergebnissen führt.

Zur Vornormenreihe DIN V 18599 : 2011-12 liegt der Entwurf eines Beiblattes vor, das auf einem Tabellenverfahren beruht und - zunächst beschränkt auf Wohngebäude - wesentlich zur Vereinfachung und Transparenz der DIN V 18599 beitragen soll. Das zuständige DIN-Gremium hat die endgültige Beschlussfassung zum vorgelegten Beiblatt davon abhängig gemacht, dass die Inhalte - Tabellenwerk und Algorithmen zur Verknüpfung - zuvor validiert werden.

Ziel

Die Validierung sollte neben dem Vergleich der Ergebnisse der vereinfachten Methode mit dem eigentlichen Hauptverfahren der Norm auch gutachterliche Aussagen über die Anwendungsbreite, die Anwenderfreundlichkeit und das zu erwartende Maß an Vereinfachung und Transparenz umfassen. Im Zusammenhang mit der öffentlich-rechtlichen Anwendung der Norm war zu prüfen, ob und inwieweit die Methodik des Beiblatts normative Änderungen gegenüber dem verordneten Hauptverfahren enthält, damit fundiert entschieden werden kann, welche Rolle ein künftiges Beiblatt diesen Inhaltes spielen kann.

Auftragnehmer des Forschungsprojektes war ITG Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden Forschung und Anwendung GmbH in Zusammenarbeit mit Ingenieurbüro Prof. Dr. Hauser GmbH, Visionworld GmbH und Dipl.-Ing. Jürgen Schilling.

Konzept

Die Überprüfung des Beiblattes erfolgte in mehreren Stufen. Zunächst wurden die im Beiblatt angegebenen Tabellenwerte überprüft. Diese wurden anhand der DIN V 18599: 2011-12 nachgerechnet. Der Rechengang wurde nachvollziehbar dargestellt und die Ergebnisse der Nachrechnungen in Form einer Tabelle präsentiert.

Der gesamte Berechnungsgang des Beiblattes wurde - soweit anhand des Manuskriptes und unter Berücksichtigung zwischenzeitlicher Ergänzungen durch den Ersteller des Beiblattes möglich - anhand von Berechnungen an definierten Modellgebäuden geprüft. Vergleichende Rechnungen wurden ebenso mit den Hauptverfahren DIN V 18599 durchgeführt und eventuelle Abweichungen dargelegt und diskutiert. Im Rahmen der Validierung des Beiblattes 3 wurden als notwendig erachtete redaktionelle Hinweise gegeben.

Durch die erzielten Ergebnisse konnte die Handhabbarkeit des Verfahrens und der Aufwand im Vergleich zum Hauptverfahren bestimmt, beschrieben und bewertet werden. Ebenso wurden die Anwendungsbreite und mögliche Vorteile des Verfahrens im Hinblick auf die Transparenz der Ergebnisse diskutiert.

Ergebnisse

Im Ergebnis der Validierung können folgende Schlussfolgerungen gezogen werden:

1. Das Manuskript des Beiblattes in der vorliegenden Form ist für eine breite Anwendung im Planungsprozess u.a. deswegen nicht anwendbar, weil:
   - die Dokumentation der Algorithmen für eine problemlose und transparente Nutzung unzureichend ist,
   - fehlende und falsche Tabellen eine korrekte Berechnung verhindern,
   - fehlende Erläuterungen bzw. Legenden zu Gleichungen und Tabellen das Verständnis erschweren,
   - das Fehlen eines durchgängigen Berechnungsbeispiels die Nachvollziehbarkeit der Algorithmen des Tabellenverfahrens behindert.

2. Das Tabellenverfahren ist in wesentlichen Punkten an das Hauptverfahren gekoppelt, eine durchgängige Berechnung ohne Nutzung von Inhalten aus dem Hauptverfahren ist nicht möglich.

3. Das Manuskript des Beiblattes in der vorliegenden Form ist ausschließlich für die Umsetzung der Standardwerte geeignet, was die Anwendungsbreite wesentlich einschränkt. Grundsätzlich ist mit dem Verfahren eine Anwendung mit abweichenden Werten bzw. Produktwerten möglich, aufgrund mangelnder Dokumentation der Herkunft der Tabellenwerte gegenwärtig aber nicht praktikabel.

4. Die Umsetzung des Tabellenverfahrens ist an eine Excel-Umsetzung oder anderweitige Softwarelösungen gebunden. Handrechnungen nach dem Tabellenverfahren sind grundsätzlich vorstellbar, aber kaum praktikabel, da
   - die Vielzahl der Tabellenwerte ein hohes Risiko von Ablesefehlern birgt,
   - Werte teilweise aus zweidimensionalen Interpolationen oder aus Extrapolationen ermittelt werden müssen,
   - gegenwärtig kein Satz von leeren Formblättern für eine durchgängige Berechnung verfügbar ist.

5. Für die Anlagentechnik liefert das Tabellenverfahren mit den Anlagenaufwandszahlen Teilkennwerte, die den Vergleich einzelner Systeme, Komponenten und Bilanzbereiche ermöglichen. Dies ist grundsätzlich positiv, allerdings sind derartige Kennwerte in der Planungspraxis bisher wenig gebräuchlich.

Vorbehaltlich einer erfolgreichen abschließenden Prüfung eines weiterentwickelten Beiblattes lassen sich folgende grundsätzliche Vor- und Nachteile des Tabellenverfahrens anführen:

Vorteile:

• einfache monatliche bzw. jährliche Berechnungen als zweistufiges Rechenverfahren ohne weitere Iterationen möglich

• Zwischenwerte (z.B. Aufwandszahlen) erlauben direkte System- und Komponentenvergleiche sowie Vergleiche unter verschiedenen Randbedingungen

• Anwendungsbereich im Unterschied zur DIN V 4701-10 wesentlich erweitert und auf den aktuellen Stand der Technik ausgerichtet

• Anwendung für die Erstellung von Energieausweisen und in der Energieberatung (bei Erweiterung auf Produktwerte) möglich

Nachteile:

• abweichende Ergebnisse gegenüber Hauptverfahren (Maß der Abweichungen erst nach Fertigstellung des Beiblattes quantifizierbar)

• begrenzter Abbildungsumfang (gegenwärtig nur Standardwerte)

• Einführung neuer bzw. bisher wenig gebräuchlicher Kenngrößen

• Bilanzanteile der Nutzenergie nicht direkt mit dem Hauptverfahren oder dem Verfahren der DIN V 4108-6 vergleichbar

Veröffentlichungen

BBSR (Hrsg.): Validierung des Entwurfs für ein Beiblatt 3 (Tabellenverfahren) zur DIN V 18599. BBSR-Online-Publikation 07/2014, Bonn 2014.
>> weitere Informationen