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Fachbeitrag: Ist der Rebound-Effekt unvermeidbar?

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2. Heizung

Bild 4 zeigt die mittleren Heizenergieeinträge pro Wohnung und Monat, die sich auf gut 5 MWh direkt über die Heizflächen plus schätzungsweise weitere 2 MWh über den Warmwasserkonsum belaufen (jeweils als Summen über die Saison). Der reine Heizenergieverbrauchskennwert erreicht dabei witterungskorrigiert knapp 65 kWh/(m²a) und liegt nahe des postulierten Endenergiebedarfs (gemäß EnEV, graue Linie). Allerdings verteilen sich die realen Heizenergieanteile weit breiter über die Saison zwischen Früh­ und Spätsommer, mindestens von September bis Juni, wogegen gemäß der Normbedarfsberechnung die Heizsaison bestenfalls zwischen Oktober bis etwa Mitte/Ende April stattfinden sollte [5].

Hinzu kommt ein Wärmeeintrag in die Gebäudehülle über den (relativ hohen) Warmwasserkonsum von durchschnittlich über 40 m³ pro Wohnung und Jahr und relativ gleichverteilt über die Saison. Der gesamte Energieeinsatz für Trinkwassererwärmung (TWE) liegt entsprechend relativ hoch bei gut 52 kWh/(m²a) und variiert saisonal zwischen 3,5 kWh/(m²/Monat) im Sommer und 5 kWh/(m²/Monat) im Hochwinter. Die TWE liefert somit durchgehend einen Sockelbetrag zur Erwärmung der Gebäudehülle (siehe Bild 4), der über die Nutzbarkeit anderer Wärmegewinne (Sonneneinstrahlung, Elektrogeräte etc.) mitentscheidet. Dieser hat aber außerhalb der Heizsaison keinen positiven Nutzen.

Zusammenfassend erinnert das saisonale Profil an eingebrachter Heizenergie an thermisch weit schlechter isolierte Altbauten. Der faktisch realisierte mittlere Heizenergieverbrauch entwickelt sich nachhaltig gegen im Mittel etwa 90 – 95 kWh (m²a), das heißt etwa ein Viertel bis ein Drittel über die kalkulierten EnEV-­Bedarfswerte hinaus.

Saisonale Verteilung mittlerer Heizenergiekonsums B4

Bild 4: Saisonale Verteilung des mittleren Heizenergiekonsums pro Wohnung in den sechs EnEV-2009-konformen Gebäuden; rot: mittlerer Energieeintrag über Heizkörper; lila: anteiliger mittelbarer Heizenergiebeitrag über konsumiertes Warmwasser (75 % der TWE).

3. Lüftung

Parallel zu den Raumtemperaturen TL wurden auch die Fensteröffnungsraten erfasst, das heißt stundenweise systematisch in den Jahren 2012 und 2013 sowie sporadisch und stichprobenartig in der Zeit danach. Bild 5 illustriert, analog zu Bild 3, die prozentualen mittleren Fensteröffnungsraten an 365 Tagen in Abhängigkeit von der Außentemperatur TA. Die 365 Tageswerte (schwarze Punkte) ergeben sich aus den effektiven Mittelwerten von stündlichen Messungen an den Fensteröffnungskontakten. Sie werden ergänzt mit einzelnen, direkten Stichprobenzählungen offener Fensterfronten in den Folgejahren (orange Symbole).

Die Fensteröffnung stagniert auch im Hochwinter bei den kältesten TA nicht unter 7 – 8 %, überschreitet 10 % ab TA = 5 °C, 20 % ab etwa TA = 10 °C, typisch in Mai und September und bis weit über ein Drittel hinaus im Sommer (Juni – August). Das bedeutet: Im Hochwinter, also Dezember bis Ende Februar, steht statistisch jede fünfzehnte Fensterfront zur Belüftung durchgehend offen. In den Übergangsmonaten März, April, Oktober und November ist es jedes zehnte Fenster, ab Mai und bis Ende September mindestens jedes fünfte.

Mittlerer prozentualer Anteil geöffneter Fenster Türen B5

Bild 5: Mittlerer prozentualer Anteil geöffneter Fenster (und Türen) versus mittlerer Außentemperatur TA; schwarze Punkte: Tagesmittel über sechs Gebäude (48 Wohnungen und Treppenhäuser, 2012/13); rot: gleitendes Mittel über je zwölf Tage mit vergleichbarer Außentemperatur; orange: fallweise Einzelzählungen offener Fensterfronten (2016 – 2018).

Nachmittags wird am meisten gelüftet

Die singulären Beobachtungen offener Fenster in den Folgejahren nach 2015, vorzugsweise im Hochwinter zwischen November und März, bestätigen die Erkenntnisse des relativ kurzen ursprünglichen Messprojektes als nachhaltigen Zustand und sind ergänzend in Bild 5 integriert. Die tageszeitlichen Variationen der Fensteröffnungsraten werden zusätzlich in Bild 6 dargestellt, hier zusammengefasst und beschränkt auf die Hauptheizperiode von November bis einschließlich März. Gezeigt wird damit die statistische Verteilung der manuellen Lüftungstätigkeit, täglich gemittelt sowie differenziert aufgelöst für vier je sechsstündige Zeitintervalle und repräsentativ für die Hauptheizsaison. Während dieser Zeit unterschreiten die typischen Außentemperaturen meist 10 °C und es fällt durchschnittlich mehr als 85 % des jährlichen Heizenergiekonsums an.

Die Modalwerte der Kurven weisen auf mindestens 5 – 10 % dauerhaft geöffnete Fenster oder Balkontüren hin. Die niedrigsten Werte treten nachts auf, während am Nachmittag am meisten gelüftet wird. Die Schwerpunkte der Verteilungen variieren für vier Tageszeiten (vier 6-­Stunden­-Intervalle) um einen Faktor zwei, zwischen etwa 6 % und 12 %. Durchgehend 10 % offene Fenster im Winter erscheinen als viel, speziell im Hinblick auf den hohen Aufwand, der den Vorschriften gemäß der EnEV 2009 nach betrieben werden muss, um hohe thermische Isolationsstandards für Gebäudehüllen zu realisieren [5]. Obwohl es nicht möglich ist, die Rate offener Fenster direkt in Beziehung zu setzen zu konkreten Luftwechselraten, kann vermutet werden, dass die permanent hohen Öffnungsraten die maßgebliche Energiesenke für die Gebäude ausmachen und die wesentliche Ursache des Rebound-­Effektes – also des mengenmäßigen Unterschieds zwischen den möglichen Ressourceneinsparungen, die durch bestimmte Effizienzsteigerungen entstehen, und der tatsächlichen Einsparungen [6] – darstellen.

Tageszeitliche Variabilität manuelle Fensteröffnungs Häufigkeit B6

Bild 6: Tageszeitliche Variabilität der manuellen Fensteröffnungs-Häufigkeit in den sechs EnEV-2009-Gebäuden mit zusammen 48 Wohnungen in der Winterperiode November 2012 bis März 2013. Die Verteilungen sind gemittelt über alle stündlichen Messungen und differenziert zusammengefasst nach vier sechsstündigen Tageszeitintervallen. Der mittlere effektive Wert erreicht annähernd 10 %.

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