Vollzugshilfe EN-101

Anforderungen an die Deckung des Wärmebedarfes von Neubauten

Ausgabe Dezember 2018

Inhalt und Zweck

Diese Vollzugshilfe behandelt die Anforderungen an die Deckung des Wärmebedarfes von Neubauten.

Sie legt Definitionen, Grundsätze, Rechenverfahren und Parameter fest. Sie enthält zusätzliche Erläuterungen und allenfalls Erleichterungen oder Vereinfachungen für den Vollzug.

Diese Vollzugshilfe ist wie folgt gegliedert:

Geltungsbereich

1. Neubauten und Erweiterungen von bestehenden Gebäuden (Aufstockungen, Anbauten etc.) müssen so gebaut und ausgerüstet werden, dass ihr Bedarf für Heizung, Warmwasser, Lüftung und Klimatisierung nahe bei Null liegt.

2. Die Verordnung regelt Art und Umfang der Anforderungen an den Energieeinsatz. Sie berücksichtigt dabei insbesondere die Wirtschaftlichkeit sowie besondere Verhältnisse wie Klima, Verschattung oder Quartiersituationen.

3. Von den Anforderungen gemäss Abs. 1 befreit sind Erweiterungen von bestehenden Gebäuden, wenn die neugeschaffene Energiebezugsfläche weniger als 50 m² beträgt, oder maximal 20 % der Energiebezugsfläche des bestehenden Gebäudeteiles und nicht mehr als 1000 m² beträgt.

Diese Vollzugshilfe bezieht sich auf alle Neubauten.

Als Neubauten gelten auch Anbauten und Aufstockungen bei bestehenden Gebäuden.

Nicht darunter fallen kleinere Erweiterungen von bestehenden Gebäuden (Bagatell-Erweiterungen):

Abgrenzungsbeispiele und Erklärungen finden sich in der Vollzugshilfe EN-106 «Definition Bauteilflächen».

Bei Anbauten und Aufstockungen sind die Möglichkeiten zur Erfüllung der Anforderungen an die Deckung des Wärmebedarfes eingeschränkt. Deshalb kann die Installation von Wärmepumpen, Sonnenkollektoren, Holzheizungen usw. auch im bestehenden Gebäudeteil vorgenommen werden.

Sinngemäss gilt dies auch, wenn mehrere Bauten eines Eigentümers durch einen Wärmeverbund an der gleichen Heizungsanlage angeschlossen sind.

Für Räume, die auf weniger als 10°C beheizt werden, ist das Berechnungsverfahren nach Norm SIA 380/1 nicht gültig. Somit gelten für diese Räume auch keine Anforderungen an die Deckung des Wärmebedarfs. Es ist im Einzelfall mit der zuständigen Behörde zu klären, inwiefern weitere Anforderungen zu beachten sind. Das gleiche gilt für provisorische Bauten (vgl. Vollzugshilfe EN-102).

Anforderungen an die Deckung des Wärmebedarfes: Prinzip und Vorgehen

Prinzip

Neubauten und Erweiterungen von bestehenden Gebäuden (Aufstockungen, Anbauten etc.) müssen so gebaut und ausgerüstet werden, dass ihr Bedarf für Heizung, Warmwasser, Lüftung und Klimatisierung nahe bei Null liegt. Die Anforderung an die Deckung des Wärmebedarfes wird durch Effizienzmassnahmen (z.B. bessere Wärmedämmung, Kontrollierte Wohnungslüftung etc.), durch die Nutzung von Abwärme, durch die Nutzung von erneuerbaren Energien oder durch den Einsatz einer Wärme-Kraft-Kopplungsanlage (WKK) erreicht. Die nachfolgend aufgeführten Massnahmen beschreiben die Anforderungen zur Erfüllung der Zielvorgabe «nahe bei Null» und entsprechen damit dem kostenoptimalem Niveau (Investitionskosten und Betriebskosten – siehe Bericht www.endk.ch → Dokumentation → MuKEn).

Die thermische Gebäudehülle muss unabhängig vom Nachweis der Anforderungen an die Deckung des Wärmebedarfes von Neubauten die Anforderungen an die Wärmedämmung erfüllen (siehe Vollzugshilfe EN-102 «Wärmeschutz von Gebäuden»). Für die Standardlösungskombinationen mit den Grundanforderungen 3 bis 6 gelten höhere Anforderungen an die Wärmedämmung der Einzelbauteile.

Die Einhaltung der Anforderungen an die Deckung des Wärmebedarfes von Neubauten kann entweder mittels einer Standardlösungskombination (Formular EN-101a), rechnerisch (Formular EN-101b) oder vereinfacht (Formular EN-101c) erfolgen.

Vorgehen

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Standardlösungskombinationen

Die Anforderung an die Deckung des Wärmebedarfes von Neubauten gemäss Kapitel 2.1 in diesem Dokument gilt als erbracht, wenn eine der nachfolgend aufgeführten Standardlösungskombinationen fachgerecht ausgeführt wird. Das Nachweisverfahren mit Hilfe einer Kombination der sechs Grundanforderungen für die Gebäudehülle sowie der sieben Wärmeerzeugungsvarianten für die Gebäudetechnik (in Formular EN-101a ankreuzen) ist einfacher, als der rechnerische Nachweis (Formular EN-101b).

Diese Nachweisvariante (Formular EN-101c) ergänzt die Möglichkeiten des Nachweises der Anforderung an die Deckung des Wärmebedarfs von Neubauten und den Nachweis zum Wärmeschutz. Sie ist nur für Wohnbauten zulässig und kann nur bei vollständiger Einhaltung der vereinfachten Vorgaben genutzt werden. Es werden nur wenige Eingaben benötigt, mit welchen ein Energienachweis über die Formulare EN-101 bis EN-105 ersetzt werden kann.

Der Nachweis mittels Standardlösungskombinationen kann für die Gebäudekategorien I (Wohnen MFH) und II (Wohnen EFH) angewandt werden. Die weiteren Gebäudekategorien müssen mit dem rechnerischen Nachweis (gemäss Kapitel 4) berechnet werden.

Die Grundanforderungen 1 und 2 basieren auf den Anforderungen an die Wärmedämmung (siehe Vollzugshilfe EN-102 «Wärmeschutz von Gebäuden»). Die Grundanforderungen 3 bis 6 benötigen zusätzlich eine Verbesserung der Wärmedämmung der Gebäudehülle (opake Bauteile sowie Fenster).

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Tabelle 1: Konstante Grenzwerte für flächenbezogene Wärmedurchgangskoeffizienten U in W/(m²•K) bei 20 °C Raumtemperatur für die Grundanforderungen 1 bis 6.

Die Anforderungen an die Wärmebrücken sind ebenfalls einzuhalten (siehe Vollzugshilfe EN-102).

Übersicht Standardlösungskombinationen

Folgende Standardlösungskombinationen aus Gebäudehülle/Wärmeerzeugung führen bei fachgerechter Umsetzung zur Erfüllung der Anforderung:

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Tabelle 2: Zusammenstellung der Standardlösungskombinationen bestehend aus den Grundanforderungen und den Wärmeerzeugervarianten.

Erläuterungen zu den Standardlösungskombinationen

Einzelbauteilanforderungen gemäss Anforderungen an die Gebäudehülle (siehe Vollzugshilfe EN-102 «Wärmeschutz von Gebäuden»). Bei den Grundanforderungen 3 bis 6 gelten erhöhte Anforderungen an die opaken Bauteile (Dach, Decke, Wand, Boden) gegen Aussenklima oder weniger als 2 m im Erdreich und Fenster/Fenstertüren. Die jeweiligen Werte können den vorangehenden Tabellen 1 und 2 entnommen werden.

Bei den Grundanforderungen 1 und 2 wird es als gleichwertig erachtet, die Anforderung an die Gebäudehülle anstelle der Einzelbauteilanforderungen mit einem Systemnachweis zu belegen. Die weiteren Anforderungen (kontrollierte Wohnungslüftung oder thermische Solaranlage) sind unabhängig davon einzuhalten.

Für die Anwendung einer Standardlösungskombination mit einer Kontrollierte Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung muss der Temperatur Änderungsgrad bzw. die Rückwärmzahl mindestens 80 % betragen und für den Ventilatorantrieb sind Gleichstrom- oder EC-Motoren einzusetzen.

Die Mindestfläche der thermischen Sonnenkollektoren wird als Anteil der Energiebezugsfläche berechnet. Als Fläche gilt die verglaste, selektiv beschichtete Absorberfläche. Bei Röhrenkollektoren gilt die Aperturfläche.

Sole-Wasser-Wärmepumpen mit Erdwärmesonden oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen mit Grund- oder Oberflächenwasser als Wärmequelle sind so zu dimensionieren, dass sie die Heizung und die Wassererwärmung ganzjährig abdecken.

Eine Luft/Wasser-Wärmepumpe ist so zu dimensionieren, dass der Wärmeleistungsbedarf für das ganze Gebäude und für die Wassererwärmung ohne zusätzliche elektrische Nachwärmung erbracht werden kann.

Zum Betrieb einer elektrischen Widerstandsheizung als Notheizung bei einer elektrischen Wärmepumpe siehe Vollzugshilfe EN-103 «Heizung und Warmwasser», Kapitel 3.

Unter einer automatischen Holzheizung versteht man die automatische Zulieferung von Holzschnitzeln oder Holzpresslingen (Pellets). Es wird empfohlen, nur von Holzenergie Schweiz geprüfte Holzfeuerungen einzusetzen (www.holzenergie.ch).

Handbeschickte Holzfeuerungen werden akzeptiert, wenn aufgrund des Gesamtkonzeptes deren dauernde Benutzung aufgrund der installierten Holzlogistik (ausreichende Wärmespeicher und Holzlager, letzteres nahe beim Heizkessel und leicht zugänglich) plausibel erscheint. Bei Abwesenheit der Bewohner kann eine Notheizung eingesetzt werden, siehe dazu die detaillierten Informationen in der EN-103. Es wird empfohlen, nur von Holzenergie Schweiz geprüfte Holzfeuerungen einzusetzen (www.holzenergie.ch).

Holzöfen wie Schwedenöfen, Pelletofen, Zentralheizungsherde, Kachelöfen usw. können in dieser Standardlösung nur berücksichtigt werden, wenn kein anderes Heizsystem, das nichterneuerbare Energien benutzt, installiert wird. Der Wärmebedarf für die Heizung muss ausschliesslich (das heisst zu 100 %) durch die Holzöfen abgedeckt werden.

Bei Holzheizungen mit automatischer Brennstoffzufuhr müssen die Heizung und die Wassererwärmung über das ganze Jahr gewährleistet werden. Bei Stückholzfeuerungen und dezentralen Holzöfen muss der Wärmebedarf für die Heizung grundsätzlich durch die Holzöfen abgedeckt werden, ergänzt durch thermische Sonnenkollektoren für die Wassererwärmung.

Bei einem Anschluss an die Fernwärme (KVA, ARA oder erneuerbare Energien wie Holz, eingeschlossen auch nicht anders nutzbare Abwärme) wird davon ausgegangen, dass sowohl die Heizung als auch die Wassererwärmung abgedeckt werden. Auch direkt genutzte Abwärme (d.h. ohne zusätzliche Wärmepumpe) aus Kühlanlagen, Industrieanlagen oder -prozessen kann eingerechnet werden.

Der vereinfachte Nachweis als Standardlösungskombination ist bei Fernwärme nur möglich, sofern der fossile Anteil maximal 50 % beträgt. Andernfalls ist ein rechnerischer Nachweis nötig.

Grundsätzlich gelten die Definitionen für Notheizungen gemäss EN-103. Bei Fernwärme darf eine dezentrale Wärmeerzeugung aus fossilen Brennstoffen oder mit elektrischer Energie nur als Notheizung (z.B. bei vorübergehenden Abschaltungen des Fernwärmenetzes ausserhalb der Heizperiode) eingesetzt werden.

Die JAZ für gasbetriebene Wärmepumpen muss mindestens 1,4 betragen. Die Berechnung der JAZ erfolgt nach der Empfehlung G1005 (2015) des SVGW, die eine Ergänzung zur Norm SIA 384/3 darstellt.

Fossile Wärmeerzeugungsvarianten sind nicht ausgeschlossen. Die Anforderungen können durch verbesserte Wärmedämmung, den Einbau einer Solaranlage für die Warmwasseraufbereitung und Heizungsunterstützung sowie eine kontrollierte Wohnungslüftung (einfache Lüftungsanlage) erfüllt werden (Grundanforderung 6). Um die Vorteile einer WKK-Anlage zu berücksichtigen, wird ein rechnerischer Nachweis empfohlen.

Erläuterungen zum Energienachweistool für einfache Bauten

Die Anforderung an die Deckung des Wärmebedarfes von Neubauten gilt als erbracht, wenn die Massnahmen gemäss Nachweis mit dem Energienachweistool für einfache Bauten aus Gebäudehülle/Wärmeerzeugung fachgerecht umgesetzt werden.

Das Tool kann für neue Wohnbauten ohne mechanische Kühlung angewendet werden. Es ersetzt einen Nachweis über die Formulare EN-101 bis EN-105

Das Berechnungstool bestätigt die Einhaltung der Anforderung an die Deckung des Wärmebedarfes von Neubauten und sowie des winterlichen und sommerlichen Wärmeschutzes. Es basiert auf dem Grenzwert von 35 kWh/m². Bei der Anforderung an die Gebäudehülle können nur Werte, welche gleich oder besser als die Einzelbauteilanforderung sind, gewählt werden. Damit ist auch die Anforderung an die Gebäudehülle erfüllt. Weiter wird die Eigenstromerzeugung direkt über eine Eingabe erfasst.

Rechnerischer Nachweis

Prinzip

Der gewichtete Energiebedarf pro Jahr für Heizung, Warmwasser, Lüftung und Klimatisierung in Neubauten darf den folgenden Wert («nahe bei Null») nicht überschreiten:

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Tabelle 3: Grenzwerte des gewichteten Energiebedarfs für die Gebäudekategorien I bis XII

Die Kantone legen die Zuschläge zu E_HWLK,li je Klimastation fest. Die bisherige Praxis von Minergie:

Caption: Klimazuschlag für Klimastationen über 800 m.ü.M. (Quelle: Minergie)

Unter gewissen Bedingungen ist für die Anforderung der Wärmedämmung (vgl. Vollzugshilfe EN-102) das Austauschen einer Gebäudekategorie durch eine andere möglich. Bei der Bestimmung der Anforderungen an die Deckung des Wärmebedarfes von Neubauten (EN-101) sind jedoch die für die entsprechenden Gebäudeteile je nach Gebäudekategorie zutreffenden Standardnutzungswerte für den Warmwasserbedarf anzuwenden.

Für die Gewichtung der Energieträger gelten die folgenden, von der EnDK definierten nationalen Gewichtungsfaktoren:

Caption: Nationale Gewichtungsfaktoren. (Weitere Informationen siehe www.endk.ch)

Die Anforderungen sind mit Massnahmen am Standort zu erfüllen. Eine vertragliche Verpflichtung für den Bezug von beispielsweise Ökostrom oder Biogas kann für den Projektnachweis im Rahmen des Bewilligungsverfahrens nicht berücksichtigt werden.

Der Standard-Wärmebedarf für Warmwasser beträgt gemäss Norm SIA 380/1:2016:

A

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Tabelle 6: Standard-Wärmebedarf für Warmwasser

Berechnungsverfahren

In den Energiebedarf wird nur die dem Gebäude zugeführte hochwertige Energie für Raumheizung, Warmwasser, Lüftung und Klimatisierung eingerechnet. Die nutzungsabhängigen Prozessenergien werden nicht in den Energiebedarf eingerechnet.

Die Berechnung hat entsprechend dem Formular EN-101b zu erfolgen.

Zur Berechnung des gewichteten Energiebedarfs für Heizung, Warmwasser, Lüftung und Klimatisierung wird der Nutzwärmebedarf für Heizung Q_H,eff,korr (unter Einbezug der effektiven Lüftungswärmeverluste und bei hohen Räumen mit der Raumhöhenkorrektur berichtigt) und Warmwasser QW mit den Nutzungsgraden η der gewählten Wärmeerzeugungen dividiert und mit dem Gewichtungsfaktor g der eingesetzten Energieträger multipliziert sowie der ebenfalls mit dem entsprechenden Gewichtungsfaktor g gewichtete Elektrizitätsaufwand für Lüftung EL und Klimatisierung EK addiert.

Die so ermittelte gewichtete Energiekennzahl muss kleiner oder gleich dem Grenzwert sein.

Die Korrektur des effektiven Heizwärmebedarfs für die Bestimmung des gewichteten Energiebedarfs erfolgt bei grossen Geschosshöhen für die Gebäudekategorien III bis XII mit einer Vergleichsgeschosshöhe von hV = 3 m. Dabei wird derjenige Teil der Energiebezugsfläche berücksichtigt, welcher eine Geschosshöhe grösser 3m hat. Bei den Flächen mit weniger als 3 m Geschosshöhe, wird keine Korrektur vorgenommen. MINERGIE berechnet die Geschosshöhenkorrekturen relativ aufwendig. Die nachfolgende Vereinfachung ist auch zulässig:

Für den Energiebedarf von Lüftungs- und Kälteanlagen ist projektbezogen mit einem externen Programm zu berechnen. Es ist auf die Verwendung von Werten für das ganze Jahr zu achten.

Als Fernwärme gelten in der Regel Wärmenetze, die gleichzeitig mehrere der folgenden Bedingungen erfüllen:

• Die Wärme wird über geeichte Wärmezähler an die Endverbraucher zu im Voraus bestimmten Tarifen verkauft.

• Es sind mehrere und unterschiedliche Bauten angeschlossen.

• Das Fernwärmenetz ist im Eigentum der öffentlichen Hand.

• Das Haupttransport- und Verteilnetz beansprucht öffentlichen Boden resp. das Netz führt über mehrere Parzellen.

• Das Fernwärmenetz ist in Energie(richt)plänen oder ähnlichen aufgeführt.

Nicht als Fernwärmenetze gelten Wärmenetze, welche typischerweise eine der folgenden Bedingungen erfüllen.

• Der Betrieb erfolgt im Sinne einer gemeinsamen Heizung, das heisst z.B., dass Eigentümer Einfluss auf die Art der Wärmeproduktion nehmen können («Heizungsbetriebsgemeinschaft»), z.B. fünf EFH mit einer gemeinsamen Heizung.

• Die Abrechnung erfolgt über eine verbrauchsabhängige Heizkostenverteilung (VHKA).

• Die Wärmeproduktionsanlage versorgt nur ein Gebiet mit definierten Verbrauchern wie z.B. Gebäudekomplexe, Einkaufszentrum, Gewerbegebäude, Messegelände, Industriebetrieb, Schulanlage oder eine Wohnsiedlung.

Im Zweifelsfall gibt die zuständige Baubehörde Auskunft.

Bei Gebäuden mit mechanischen Lüftungsanlagen wird bei der Berechnung des Heizwärmebedarfs der effektive Energiebedarf für Lüftung inkl. Energiebedarf für Luftförderung eingesetzt. Der hygienisch notwendige Aussenluftvolumenstrom ist dabei zu gewährleisten (siehe z.B. Norm SIA 382/1 und Merkblatt SIA 2023). Zu grösseren Lüftungsanlagen: siehe Vollzugshilfe EN-105 «Lüftungstechnische Anlagen».

Im Nachweis ohne Kühlung können Hilfsenergien vernachlässigt werden. Der Einsatz eines Warmhaltebandes wird über einen Anteil direkter Energie beim Warmwasser berücksichtigt (vgl. Stichwort «Warmhalteband» – nächste Seite). Quellenseitige Fördereinrichtungen von Wärmepumpenanlagen, z.B. Solepumpen und Grundwasserpumpen müssen ebenfalls berücksichtigt werden (wird in WPesti berücksichtigt).

Im Nachweis müssen alle relevanten Energien und Hilfsenergien für die Kühlung und Klimatisierung eingerechnet werden. Zum Energiebedarf der Kälteversorgung für die Raumkühlung gehören unter anderem: Kältemaschine, Pumpen der Kälteverteilung, Pumpen und Ventilatoren der Rückkühlung, Be‐ und Entfeuchtung von Lüftungs‐ und Klimaanlagen, Wäscherpumpen, Entkeimungseinrichtungen.

Für Räume mit speziellen Nutzungen mit besonders hohen internen Lasten, welche stark von der definierten SIA-Standardnutzung abweichen, gilt die zusätzlich benötigte Energie (gegenüber der Standardnutzung) als Prozessenergie und ist nicht zu berücksichtigen, z.B. Serverräume, Labor, Küchen, OP-Bereiche im Spital.

Der Energiebedarf für das Betreiben der Server und das Kühlen (und Befeuchten) von Serverräumen fliesst nicht in die Energiekennzahl ein. Der Energiebedarf für die Lüftung wird nur soweit eingerechnet, als dass diese für die Frischluft der im Serverraum befindlichen Arbeitsplätze benötigt wird. Als Serverräume gelten Räume, welche vorwiegend Computerinstallationen enthalten, welche einen 24h Betrieb erfordern.

Wenn in einem Gebäude der Kategorie III Verwaltung, IV Schule, V Verkauf, VII Versammlungslokale, IX Industrie oder X Lager der Bedarf an Warmwasser nachweislich sehr tief, d.h. kein Warmwasser-Verteilsystem vorhanden, ist (z.B. nur kleine Einzelboiler in Putzräumen in Schulen), kann die Energiekennzahl ohne das Warmwasser berechnet werden.
Der Grenzwert wird dann um den Wert für den Standard-Warmwasserbedarf gemäss SIA 380/1 reduziert.
Beispiel Kategorie Verwaltung = 40 kWh/m2 Grenzwert
Standard-Warmwasserbedarf = 7 kWh/m2 für WW
resultierender Grenzwert = 40 kWh/m2 - 7 kWh/m2 = 33 kWh/m2

Bei allen Gebäudekategorien ist die Warmwassertemperatur gemäss Norm SIA 385/1 zu verwenden. In den Gebäudekategorien Wohnen (EFH & MFH) muss eine Warmwassertemperatur von mindestens 50 ºC als Berechnungswert eingesetzt werden.

Der Elektrizitätsbedarf für den Betrieb von Warmhaltebändern ist einzurechnen. Dabei wird der gesamte Wärmebedarf Warmwasser nicht erhöht, es wird lediglich berücksichtigt, dass die Wärme direkt elektrisch gedeckt wird. Ohne detaillierte Berechnung sind 20 % Anteil am Warmwasserbedarf mit direkt-elektrischer Erwärmung anzunehmen. Diese Auswahl kann direkt im Berechnungsprogramm EN-101b bei der Wärmeerzeugung vorgenommen werden.

Bei der Verwendung einer Wärmerückgewinnung bei Duschen im Wohnungsbau, darf diese vereinfacht mit einem Anteil von 10 % bei der Produktion Warmwasser berücksichtigt werden.

Die aus hauseigenen Anlagen zur Produktion erneuerbarer Energien (Wärmepumpe, thermische Solaranlage, Holzheizung…) gewonnene Energiemenge kann in der Berechnung berücksichtigt werden. Dabei ist zu beachten: Bei einer Ausserbetriebnahme dieser Anlage ist nachzuweisen, dass die Anforderungen an die Deckung des Wärmebedarfes von Neubauten weiterhin erfüllt werden.

Elektrizität aus Eigenstromerzeugung wird nicht in die Berechnung des gewichteten Energiebedarfs einbezogen. Ausgenommen ist Elektrizität aus WKK-Anlagen. Diese kann berücksichtigt werden, wenn sie nicht zur Erfüllung der Anforderungen an die Eigenstromerzeugung (vgl. Vollzugshilfe EN-104) eingerechnet wird.

Die folgende Tabelle enthält Standardwerte, die in der Berechnung eingesetzt werden dürfen. Werden bessere Werte eingesetzt, müssen diese in einer beigelegten Berechnung nachgewiesen werden.

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Tabelle 7: Nutzungsgrade nach Energieträger