Werte des Referenzgebäudes nach Anlage 1 des Gebäudeenergiegesetzes 2020 (GEG) und geplante Werte für GEG 2025 (Stand 11/2022). (Foto: © ift Rosenheim)
April 2023
Seit Januar 2023 ist das novellierte Gebäudeenergiegesetz (GEG) in Kraft. Eine vollständige Überarbeitung soll 2025 folgen.
Prof. Jörn Peter Lass, Institutsleiter des ift Rosenheim, und ift-Prüfstellenleiter Dipl.-Ing (FH) Konrad huber erläutern die aktuellen Auswirkungen auf die Wärmedämmwerte (U-werte) und Konstruktionen von Fenstern, Fassaden und Verglasungen und zeigen auf, was künftig zu erwarten ist.
Um die nationalen und europäischen Klimaziele zu erreichen, müssen die Anforderungen für den Gebäudebereich angepasst werden. Die energetischen Mindestanforderungen müssen sich dabei an der EPBD (European Performance of Buildings Directive) orientieren, in der bereits 2018 erhöhte energetische Anforderungen an Gebäude gefordert wurden.
Deshalb will die Bundesregierung das Gebäudeenergiegesetz (GEG) in zwei Schritten (2023 und 2025) ändern. Im ersten Schritt (2023) werden die Anforderungen für die Bestandssanierung unverändert bleiben und nur für neue Gebäude Verschärfungen eingeführt. Im zweiten Schritt (2025) ist eine grundlegende Überarbeitung geplant, bei der auch die solaren Gewinne transparenter Bauteile berücksichtigt werden sollen.
Gemäß der seit dem 1. Januar 2023 geltenden Novellierung des GEG sind folgende Aspekte für die Planung und den Einsatz von Fenstern, Türen und Verglasungen relevant:
– Verringerung des Primärenergiebedarfs des Referenzgebäudes von 75 % auf 55 % (GEG § 15 Abs. 1 mit Anlage 1 "Referenzgebäude"). Dies entspricht einer Reduktion von ca. 26 %. Für 2025 ist dann eine weitere Reduzierung auf den Standard EH40 geplant (weitere Reduktion um 27 %).
– Anpassung des vereinfachten Nachweisverfahrens (GEG-easy) für Wohngebäude nach Anlage 5. Dieser Nachweis kann nur noch für regenerative Heizsysteme (Wärmepumpen, Fernwärme und zentrale Biomasse- Heizungsanlagen in Verbindung mit einer zentralen Abluftanlage und solarthermischer Anlage zur Trinkwarmwasser-Bereitung) und der Verwendung einer Lüftungsanlage angewendet werden. Zudem werden konkrete Anforderungen an Bauteile formuliert, beispielsweise für Fenster und sonstige transparente Bauteile Uw ≤ 0,90 W/(m²K), Dachflächenfenster Uw ≤ 1,0 W/(m²K), Türen (Keller- und Außentüren) UD ≤ 1,2 W/(m²K), Lichtkuppeln und ähnliche Bauteile U ≤ 1,5 W/(m²K), spezielle Fenstertüren mit Klapp-, Falt-, Schiebe- oder Hebemechanismus) UW ≤ 1,4 W/(m²K), Außenwände, Geschossdecken nach unten gegen Außenluft U ≤ 0,20 W/ (m²K), sonstige opake Bauteile (Kellerdecken, Wände und Decken zu unbeheizten Räumen, Wand- und Bodenflächen gegen Erdreich, etc.) mit U ≤ 0,25 W/(m²K) sowie die Vermeidung von Wärmebrücken ΔUWB ≤ 0,035 W/(m²K).
– Wärmebrückenzuschläge mit Überprüfung und Einhaltung der Gleichwertigkeit dürfen nur noch nach DIN V 18599-2: 2018-09 oder DIN V 4108-6: 2003-06, geändert durch DIN V 4108-6 Berichtigung 1: 2004-3 ermittelt werden. Alternativ können Ausführungen nach DIN 4108 Beiblatt 2: 2019-06 mit den pauschalen Wärmebrückenzuschlägen nach Kategorie A oder Kategorie B verwendet werden.
Die Chancen zur Verringerung des Energieverbrauchs durch solare Gewinne sowie Gebäudeautomation (Sonnenschutz, Lüftung, Fensteröffnung, Beleuchtung, etc.) werden im aktuellen GEG nicht berücksichtigt. Die EPBD geht hier bereits weiter und "belohnt" einen erhöhten Grad an Digitalisierung, Monitoring sowie Gebäudeautomation. In den Förderprogrammen der BEG (Bundesförderung für effiziente Gebäude) können Investitionen in die Gebäudeautomation auch als Einzelmaßnahmen gefördert werden, beispielsweise Komponenten zur Automation von Verschattung, Lüftung und Beleuchtung (z.B. Luftqualitätssensoren, Fensterkontakte, Präsenz- und Beleuchtungssensoren, etc.).
Die Zielsetzung des GEG 2020/2023 ist, den Höchstwert des Jahres-Primärenergiebedarfs eines Gebäudes zu limitieren, um Energie einzusparen. Wenn Bauteile (Fenster, Türen, Fassaden, etc.) mit einem schlechteren Uw- Wert als dem Referenzwert eingebaut werden, müssen die höheren Wärmeverluste z.B. durch eine verbesserte Anlagentechnik oder durch niedrigere U-Werte anderer Bauteile (Dach, Wand, Boden etc.) ausgeglichen werden.
Die Zielsetzung des GEG ist daher, für jede Bauaufgabe einen passenden und wirtschaftlichen Mix aller Maßnahmen zu ermöglichen. Wenn ein Gebäude eine ideale Dachfläche und Ausrichtung für den Einsatz von PV-Anlagen hat oder regenerative Fernwärme bezieht, kann der Wärmeschutz etwas schlechter ausfallen oder umgekehrt. Problematisch ist aber, dass im GEG die solaren Energiegewinne während der Heizperiode nicht berücksichtigt werden. Eine Bewertung von Fenstern, Fassaden und Verglasungen nur nach dem U-Wert kann daher schnell zu einer energetischen Fehlplanung von Gebäuden führen, weil die Fensterflächen reduziert werden.
Aufgrund der seit dem 1. Januar 2023 geltenden Verschärfung des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) für alle Neubauten auf den Effizienzhaus 55-Standard (EH55) stellt sich die Frage, welche U-Werte für Fenster, Verglasungen und Fassaden sinnvoll bzw. notwendig sind, um die höheren Anforderungen an ein neues Gebäude zu erfüllen. Die Basis für die Dämmstandards ist das Referenzgebäudeverfahren nach dem GEG.
Seit Januar 2023 ist der Jahres-Primärenergiebedarf von Neubauten pauschal auf 55% des Referenzgebäudes reduziert. Für Fenster und Fenstertüren in Wohngebäuden und Nichtwohngebäuden (mit Raumtemperatur ≥ 19 °C) gilt für den "nominalen" Referenzwert ein Uw von 1,3 W/ (m²K). Eine proportionale Reduzierung der Uw-Werte für Fenster analog zum Jahres-Primärenergiebedarf würde zu technisch sehr schwer zu realisierenden und vollkommen unwirtschaftlichen Konstruktionen führen. Beim Niveau EH55 würde sich bei proportionaler Reduzierung der U-Werte eine "theoretische" Anforderung an das Fenster von Uw = 0,72 W/(m²K) ergeben.
Mit den heute üblichen Rahmenprofilen und Verglasungen ist dieser Wert nur schwer und unter hohen Kosten erreichbar. Bei Fenstern mit Sonderverglasungen wie z.B. für Schallschutz, Einbruchhemmung oder Absturzsicherung sind diese U-Werte in den meisten Fällen gar nicht mehr möglich.
Diese extrem niedrigen Uw-Werte verursachen deutliche Mehrkosten, die in keinem wirtschaftlichen Verhältnis zu den möglichen Einsparungen von Energie und CO2-Emissionen stehen. Die heute bereits verfügbaren hochwärmedämmenden Fenster mit einem Uw-Wert von ~ 0,8 W/(m²K) werden schon seit vielen Jahren erfolgreich in Niedrigenergie-, Passiv- oder Energieplushäusern eingesetzt.
Durch die erzielbaren solaren Gewinne (im Wesentlichen auf der West-/Ostund Südseite von Gebäuden) leisten moderne Fenster mit einer effizienten Dreifach-Verglasung deshalb einen wichtigen Beitrag für die Einsparung von CO2-Emissionen im Gebäudebereich. Das gilt in gleicher Weise für den Neubau wie für die energetische Sanierung.
In der H’T-Anforderung des GEG 2023 sind die nutzbaren solaren Wärmeeinträge nicht berücksichtigt. Gerade bei regenerativer Wärmeerzeugung ist die H’T-Anforderung die "Führungsgroße" für die Ausführung der Gebäudehülle, so dass die Identifizierung einer energetisch optimalen Lösung damit nicht möglich ist – schlimmstenfalls werden Fensterflächen verkleinert (H’T -Wert "verbessert" sich) und der Energiebedarf wird hierdurch erhöht (Reduzierung der solaren Gewinne).
Deshalb bietet die proportional reduzierte Referenzausführung gemäß dem GEG 2023 keine sinnvoll baubare Lösung zur Erfüllung der energetischen Anforderungen. In der praktischen Nutzung sind moderne Wärmeschutzfenster in Süd-, West- und Ost- Einbaulagen mit einem Uw-Wert von 0,80 – 1,0 W/(m²K) aufgrund der solaren Gewinne in der Heizperiode (Oktober – März) meistens energieneutral – das heißt die Wärmeverluste werden durch die solaren Energiegewinne kompensiert oder übertroffen, so dass der Heizenergiebedarf sogar verringert wird.
Aus politischen Gründen ist eine grundlegende Überarbeitung des GEG erst für 2025 geplant, um eine wirksame Reduzierung der Treibhausgasemissionen (THG) für bestehende und neue Gebäude bei Betrieb und Errichtung zu erreichen. Um bis 2045 einen THG-neutralen Gebäudebestand sowie eine effiziente Nutzung der erneuerbaren Energien (EE) zu erreichen, muss die Gebäudehülle möglichst kosteneffizient optimierbar sein, damit die energetische Sanierung nicht an den Kosten scheitert. Dabei sollen auch die solaren Gewinne angemessen berücksichtigt werden, deren positiver Effekt in Passiv-, Niedrigenergie- oder Nullenergiehäusern bestätigt wurde. Der zweite Aspekt ist eine nachhaltigere Nutzung der Gebäude über den gesamten Lebenszyklus durch die Bewertung der "grauen Energie" bei der Erstellung, die Sicherstellung einer einfachen Wartung und den Austausch von "Verschleißteilen" sowie ein sehr hohes Recycling oder die Wiederverwendung der Produkte.
Deshalb hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) ein Kurzgutachten [3] erstellen lassen, um für die geplante Überarbeitung des GEG 2025 geeignete Anforderungen und Kenngrößen zu ermitteln. Als neue Anforderungsgröße zur Verringerung der THG-Emissionen wird der Endenergiebedarf und Heizwärmebedarf qh,b,0 (Nutzenergiebedarf Heizen vor Iteration, Qh,b,0) als Effizienzanforderung vorgeschlagen.
Dabei wird auch die Nutzung solarer Wärmeeinträge berücksichtigt, um die energetische Performance transparenter Bauteile angemessen zu bewerten. Hinzu kommt die Erfassung der Lüftungseffizienz, die eine Flexibilisierung für die Ausführung der Gebäudehülle ermöglicht. So könnten beim Einbau einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung (WRG) die U-Werte der Bauteile moderat erhöht werden. Ebenso wurden in dem Gutachten auch Vorschläge für sinnvolle Kennwerte des Referenzgebäudes erarbeitet.
Der Nachweis der Wärmedurchgangskoeffizienten Uw erfolgt gemäß dem Gebäudeenergiegesetz § 20 (Berechnung des Jahres- Primärenergiebedarfs eines Wohngebäudes) Absatz (6) nach DIN 4108-4:2017-03 [2]. In der DIN 4108-4:2017-03 ist im Abschnitt 5.1.1 (Bemessungswerte für Fenster, Fenstertüren und Außentüren sowie Dachflächenfenster nach DIN EN 14351-1) festgelegt, dass der Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten für Fenster dem Nennwert entspricht.
Dabei ist der Nennwert Uw der vom Hersteller deklarierte Wärmedurchgangskoeffizient nach DIN EN 14351-1. Das bedeutet, dass die vom Hersteller im Rahmen der Kennzeichnungspflicht (CE-Kennzeichen, Leistungserklärung) deklarierten Uw-Werte ohne Zubzw. Abschläge für die Berechnung des Jahres- Primärenergiebedarfs verwendet werden können. In der Produktnorm DIN EN 14351-1 [3] ist im Anhang E Tabelle E.1 in der Zeile zu Abschnitt 4.12 die Standardabmessung 1230 mm × 1480 mm für die Ermittlung des Wärmedurchgangskoeffizienten Uw festlegt.
Der für ein Fenster mit diesem Standardmaß durch Messung nach DIN EN ISO 12567-1 oder durch Berechnung nach DIN EN ISO 10077-1 ermittelte Uw-Wert kann im direkten Anwendungsbereich bei einem Wärmedurchgangskoeffizienten der Verglasung von Ug ≤ 1,9 W/(m²K) auf alle Fenstergrößen übertragen werden. Es ist somit keine größenabhängige Berechnung der Uw-Werte für die Berechnung des Primärenergiebedarfs nach dem GEG erforderlich.
Werden die Uw-Werte durch Berechnung ermittelt, so erfolgt dies gemäß DIN EN 14531-1 durch eine Berechnung nach EN ISO 10077-1. Da bei der Berechnung der Verweis auf die EN ISO 10077-1 in der Produktnorm undatiert ist, ist die aktuelle Fassung EN ISO 10077-1:2020-10 (ISO 10077-1:2017, korrigierte Fassung 2020-02) [4] zu verwenden. Die Berechnung selbst erfolgt dabei gemäß Abschnitt 6.4.2.1.1 nach der auf dieser Seite dargestellten bekannten Gleichung (3).
Dabei ist:
Ug der Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung, in W/(m²K),
Uf der Wärmedurchgangskoeffizient des Rahmens, in W/(m²K),
Up der Wärmedurchgangskoeffizient der Füllung, in W/(m²K),
Ψg der längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizient infolge des kombinierten wärmetechnischen Einflusses von Glas, Abstandhalter und Rahmen, in W/(mK),
Ψp der längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizient infolge des kombinierten wärmetechnischen Einflusses von Füllung, Abstandhalter und Rahmen, in W/(mK) und
Ψgp der längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizient infolge des kombinierten wärmetechnischen Einflusses von Glas und Sprosse, in W/(mK)
Wobei für die längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten Ψg z.B. tabellierte Werte aus der EN ISO 10077-1 Tabelle G1 oder G2 entnommen werden können. Eine detaillierte (Fenstergrößenabhängige) Berechnung ist zulässig. Es besteht aber ein Mischungsverbot der Berechnungsverfahren im jeweiligen Bauvorhaben (Standardmaß vs. reale Größe und Aufteilung).
Weitere Informationen: Den bebilderten Fachartikel als PDF-Datei herunterladen: U-Wert im Kontext der GEG-Novellierung
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