So haben wir gerechnet

Unter­suchungen

Das Ausgangs­haus einer vierköpfigen Familie ist 145 Quadrat­meter groß und steht in Würzburg. Es besitzt einen neuen modulierenden Gasbrenn­wert­kessel mit 20 Kilowatt Heiz­leistung. Die Heizkörper in den Räumen sind Radiatoren. Die Vor- und Rück­lauf­temperatur der Heizung für den Auslegungs­fall beträgt 70/55 Grad Celsius. Das Haus hat ein Satteldach mit einer Neigung von 45 Grad und einer nach Süden gerichteten Dach­fläche von 55 Quadrat­metern.

Der jähr­liche Wärmebedarf für die Heizung beträgt 18 000 Kilowatt­stunden und für Warm­wasser 2 000 Kilowatt­stunden. Das Gebäude entspricht einem unsanierten Bestands­gebäude nach Wärmeschutz­ver­ordnung WSVO 82.

Das Gebäude mit Mindest­wärmedämmung entspricht dem Ausgangs­haus, das mittels Wärmedämm­verbunds­ystem, neuen zweifach verglasten Fens­tern und Dachdämmung zu einem Nied­rig­energie­haus nach EnEV 2002 modernisiert wurde.

Das Gebäude mit guter Wärmedämmung wurde mittels Wärmedämm­verbunds­ystem, dreifach verglasten Fens­tern und Dachdämmung zu einem KfW40-Effizienz­haus umge­baut.

Bei den Varianten mit solarer Heizungs­unterstüt­zung werden die Räume mittels Fußbodenhei­zung beheizt. Die Vor- und Rück­lauf­temperatur beträgt bei beiden Gebäuden im Auslegungs­fall 35/28 Grad Celsius.

Investitions- und Energiekosten

Für einen Betrachtungs­zeitraum von 15 Jahren ermittelten wir die Investitions­kosten ausgehend vom Ausgangs­zustand für verschiedene Solar­thermie­anlagen und gegebenenfalls Fußbodenhei­zung sowie für Wärmedämmung, gegebenenfalls mit Lüftungs­anlage. Wir ermittelten die Förderbeträge, mit denen die Kosten verringert werden können.

Die jähr­lichen Gesamt­kosten berechneten wir nach der Annuitäten­methode (VDI 2067). Sie setzt sich aus verbrauchs­gebundenen Kosten (Gas, Strom), betriebs­gebundenen (Reparatur, Wartung) und kapital­gebundenen Kosten (Annuität der Investition) zusammen. Wir geben die verbrauchs­gebundenen Kosten für drei Gaspreise (10, 20, 30 Cent pro Kilowatt­stunde) und einen Strom­preis von 40 Cent pro Kilowatt­stunde an, je als Mittel­wert über 15 Jahre.

Die Investitions­kosten der Anlagen­komponenten ermittelten wir aus den Daten des Markt­anreiz­programms des BMWi beziehungs­weise BMWK (Richt­linien zur Förderung von Maßnahmen zur Nutzung erneuer­barer Energien im Wärmemarkt) MAP2016 und MAP 2019. Wir rechneten die Investitions­kosten mit dem Baupreissteigerungs­index für das Jahr 2022 hoch.

Die Kosten für den Wärmeschutz schätzten wir aus den oben genannten Flächen, Mengen und Materialien ab. Das KfW40-Effizienz­haus erfüllt die Mindest­anforderungen der Bundes­förderung für effiziente Gebäude (BEG), sodass eine Bezu­schussung der Maßnahmen an Außenwand, Dach, Kellerdecke und Fenster sowie der Heizungs­technik (Einbau Solar­thermie­anlage und Fußbodenhei­zung) möglich ist.

Klima- und Umwelt­belastung

Der jähr­liche Primär­energie­aufwand für den Wärmebedarf bezieht Herstellung und Trans­port der Wärmeschutz­maßnahmen (Dämm­stoffe, Fenster) sowie die Herstellung, 15-jährige Nutzung und spätere Entsorgung der gesamten Heizungs­anlage ein (inklusive Solar­thermie). Außerdem berück­sichtigten wir die Gewinnung, den Trans­port und die Aufbereitung von Gas und Strom.

Durch den Rohstoff- und Energieverbrauch entstehen bereits vor der Nutzung im Haus Umwelt­belastungen, die durch sogenannte Primär­energie­faktoren berück­sichtigt werden. Für Gas setzten wir 1,1 an, für Strom 1,14 als Mittel­wert über den Zeitraum 2022 bis 2036 auf Basis der Angaben im Gebäudeenergiegesetz und eigener Berechnungen. Den Herstellungs­aufwand für die Anlagen­technik und die Maßnahmen zur Verbesserung des Wärmeschutzes ermittelten wir auf Basis der Ökobilanz-Daten­bank ecoinvent 3.1.

Ergänzend haben wir den Anteil der Solar­energie am Wärmebedarf mittels dyna­mischer Simulationen des Gebäudes und der Anlagen­technik über den Zeitraum eines Jahres berechnet. Der jähr­liche Gasverbrauch ist die Grund­lage für die Berechnung der Gaskosten und der im Haus erzeugten direkten CO2-Emissionen.