Bald geregelt: Die energetische Inspektion von Klimaanlagen

Kompakt informieren

• Mit DIN SPEC 15240 (Entwurf) liegen erstmals einheitliche Regeln zur energetischen Inspektion von Klima- und Lüftungsanlagen mit einer Nennleistung von mehr als 12 kW (EnEV § 12) Personen vor.
• Die Anwendung von DIN SPEC 15240 setzt umfangreiches Wissen zur Planung und Auslegung von Klimaanlagen, die Anwendung von 21 weiteren Regelwerken und die Verfügbarkeit von Messgeräten voraus.
• Für eine kosteneffiziente Anwendung von DIN SPEC 15 240 sind eine sorgfältige Einarbeitung bzw. eine entsprechende Fortbildung erforderlich und assistierende Softwaretools zu empfehlen.

Bezugnehmend auf die EU-Gebäuderichtlinie [1] wurde im Jahr 2007 in die Energieeinsparverordnung [2] EnEV § 12 die regelmäßige energetische Inspektion von Klimaanlagen eingeführt. Sie gilt für in Gebäude eingebaute Klimaanlagen mit einer Nennleistung für den Kältebedarf von mehr als 12 kW. Die Inspektion ist von fachkundigen Personen erstmals im zehnten Jahr nach der Inbetriebnahme oder der Erneuerung wesentlicher Bauteile durchzuführen. Verordnungsrechtlich ist bereits eine Lüftungsanlage mit Kühler eine Klimaanlage¹⁾, die in der TGA-Branche üblichen Definitionen sind hier nicht anwendbar.

Für Klimaanlagen, die vor dem 1. Oktober 2007 in Betrieb genommen worden sind, wurden gestaffelte Übergangsfristen eingeführt. Alle Anlagen mit einer Inbetriebnahme zwischen dem 1. Oktober 1995 und dem 1. Oktober 2003 müssen bis zum 1. Oktober 2013 ihre erste EnEV-Inspektion erhalten, bei älteren Anlagen ist diese Frist bereits im Oktober 2009 bzw. im Oktober 2011 verstrichen. Für Anlagen mit Inbetriebnahme nach dem 1. Oktober 2003 muss die erste Inspektion im zehnten Betriebsjahr erfolgen. Für alle inspektionspflichtigen Klimaanlagen gilt, dass die energetische Inspektion nach der ersten Inspektion mindestens alle zehn Jahre zu erneuern ist.

Die zwischenzeitliche Erneuerung wesentlicher Bauteile – die EnEV führt als Beispiele Wärmeübertrager, Ventilator oder Kältemaschine an – wäre gemäß EnEV bezüglich der Inspektionspflicht jedoch eine (neue) Inbetriebnahme. Die EU-Gebäuderichtlinie geht offensichtlich davon aus, dass eine wesentliche Erneuerung in der Regel nicht ohne eine vergleichbare Überprüfung der Anlage erfolgt. Aufgrund der langen Erneuerungszyklen von Klimaanlagen und ihren Hauptkomponenten muss bis Oktober 2013 also ein großer Teil aller im Bestand befindlichen Klimaanlagen mit mehr als 12 kW Kälteleistung erstmalig energetisch inspiziert worden sein. Der tatsächliche Inspektionsgrad liegt nach Expertenabschätzungen aber deutlich unter 10 %. Für Lüftungsanlagen ohne Kühlfunktion gibt es in der EnEV keine Pflicht zu energetischer Inspektion.

Bisherige Inspektionsnormen

Eine „offizielle“ und schlüssig anwendbare Regel für die energetische Inspektion von Klimaanlagen gemäß EnEV existiert(e) bisher nicht. In DIN EN 15239 [3] und DIN EN 15240 [4] sind Leitlinien zur energetischen Inspektion von in Gebäuden installierten Lüftungsanlagen und Klimaanlagen dokumentiert. Diese sind sehr umfangreich und teilweise wenig praktikabel. In [5] wird die Problematik der Inspektion unter Einbeziehung von [2, 3, 4] ausführlich behandelt.

Parallel dazu sind VDMA-Einheitsblätter zur Inspektion von Komponenten gebäudetechnischer Anlagen erschienen. VDMA 24197 [6] gibt dazu folgendes an: „Der Anwendungsbereich dieser VDMA-Richtlinien gilt für Komponenten von Geräten und Anlagen in Wohn- und Nichtwohngebäuden. […] Hinsichtlich der Qualifikation des durchzuführenden Personals unter Bezug auf die EnEV werden Hinweise gegeben. Die aufgelistete notwendige Datenbasis für die energetische Inspektion, beispielsweise Anlagendokumentation, Abnahmeprotokolle, Wartungsnachweise, Messprotokolle und Prüfungsnachweise, ist vom Betreiber bereitzustellen, um einen Vergleich zwischen Plan-, Ist- und Sollwerten in den Formblätter für die einzelnen Komponenten zu ermöglichen.“ Die Bereitstellung der Datenbasis durch den Betreiber dürfte allerdings in der Praxis häufig schwierig sein.

Neu: DIN SPEC 15240 (Entwurf)

Anfang 2012 wurde vom Normenausschuss Heiz- und Raumlufttechnik (NHRS) des Deutschen Instituts für Normung (DIN) die vom Fachverband Gebäude-Klima (FGK) initiierte DIN SPEC 15240 Lüftung von Gebäuden – Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden – Energetische Inspektion von Klimaanlagen angekündigt. Am 20. Dezember 2012 hatte der NHRS dann die Branche über die Veröffentlichung eines 57-seitigen Entwurfs am 17. Dezember 2012 informiert und zur Kommentierung bis zum 28. Februar 2013 aufgerufen. Im Datenbanksystem Perinorm war der Entwurf jedoch erst ab dem 23. Januar 2013 verfügbar.

DIN SPEC 15240 definiert aufbauend auf [3, 4] und [9] unter Berücksichtigung von DIN V 18599 [1] sowie [11, 12, 13] eine Verfahrensweise, die zur energetischen Inspektion von Klimaanlagen und Lüftungsanlagen in Nichtwohngebäuden für die energetische Inspektion gemäß EnEV geeignet erscheint. Sie beschreibt keine Tätigkeiten, die im Rahmen der funktionserhaltenden Instandhaltung (Wartung, Inspektion usw.) durchgeführt werden, wobei, eine regelmäßige Wartung Grundlage für die Durchführung der energetischen Inspektion mit DIN SPEC 15240 ist. Bezüglich der energetischen Inspektion von Wohnungslüftungsanlagen wird auf DIN 1946-6 (Abschnitt 12 und Anhang E) [14] verwiesen.

Nicht behandelt wird in DIN SPEC 15240 die Qualifikation der handelnden Personen zur Durchführung einer energetischen Inspektion von Klimaanlagen, die EnEV definiert bisher lediglich, welcher Personenkreis als fachkundig gilt. Für die notwendige Häufigkeit der energetischen Inspektion wird auf die EnEV verwiesen. Für die Anwendung wird das Vorliegen der aktuellen Richtliniendokumente [3, 4, 6 und 8 bis 14] vorausgesetzt.

Klimaanlage im Sinne der EnEV

In den Grundlagen für die Durchführung der Inspektion wird die Klimaanlage im Sinne der EnEV unter Bezug auf DIN SPEC 13779 [12] definiert. Diesbezüglich ist unverständlich, dass Verfahren, wie Verdunstungskühlung, freie Kühlung über Kühlturm, geothermische Kühlung, Grund- und Oberflächenwasserkühlung der „Klimaanlage“ zugeordnet werden. Sie stellen zu den bekannten Verfahren der Kühlung ergänzende Lösungsansätze dar. Hier wäre es für die Defini­tion der Klimaanlage sinnvoll, die in [15 und 16] vorgeschlagene Systematisierung Abb. 2 zu verwenden.

Für den Umfang der Inspektion müssen die gebäude-, anlagen- und nutzungsspezifischen Randbedingungen festgestellt werden, dies umfasst die Anforderungen an das Gebäude, die Energieeffizienz der RLT-Anlage und die Energieeffizienz der Kälteanlage.

In einer Tabelle, die entsprechende Hinweise auf die jeweiligen Kapitel, die zu verwendenden Checklisten (nach [6 und 10] sowie die normativen Anhänge A und C und den informativen Anhang B) und Bemerkungen enthält, werden die jeweils durchzuführenden Tätigkeiten bzw. Parameter aufgelistet und den Stufen A und B bzw. der optionalen Stufe C zugeordnet. Die Stufe C muss im Bedarfsfall zusätzlich (schriftlich) vereinbart werden.

• Stufe A: Energetische Inspektion für einfache Klimaanlagen (normaler Arbeitsumfang für kleine Gebäude und nur einzelne klimatisierte Nutzungsbereiche ohne RLT-Geräte zur Außenluftaufbereitung (z.B. Split-, Multisplit-Klimaanlagen, VRF-Klimaanlagen, siehe auch <b>Abb. 2</b>).
• Stufe B: energetische Inspektion (normaler Arbeitsumfang für klimatisierte Nutzungsbereiche und Gebäude, sowie umfangreiche Anlagentechnik mit mehreren thermodynamischen Funktionen (siehe auch [12]).
• Stufe C: optionale Leistungen (bei umfassenden Inspektionen).

Der Inspektionsbericht sollte gemäß DIN SPEC 15240 folgende Aussagen enthalten:

• einen Vergleich der energetischen Effizienz zwischen den festgestellten Bewertungen und aktuellen Anforderungen,
• fachliche Ratschläge zur energetischen Verbesserung der Anlage bzw. zum Austausch von Komponenten und eine
• Wirtschaftlichkeitsbewertungen zur Umsetzung der vorgeschlagenen Maßnahmen (müssen gesondert beauftragt werden).

Die zu bewertenden Gebäude- und Zonenparameter werden in DIN SPEC 15240 kurz und prägnant erläutert bzw. wird auf entsprechende Berechnungsverfahren (beispielsweise das Abschätzverfahren nach VDI 2078 (E) [13] bzw. normativer Anhang D) oder Kennwerte zur spezifischen Kühllast in Abhängigkeit der Nutzung hingewiesen. Ein vorgeschlagenes Benchmarkverfahren ermöglicht es, den Einfluss wesentlicher Gebäudeparameter (innere und äußere Lasten, Speicherfähigkeit, Raumsollwerte) über entsprechende Wichtungen bezüglich der spezifischen Kühllast zu erfassen.

Bei der Ermittlung der Kühlleistung der thermischen Luftaufbereitung ist vom gemessenen Außenluftvolumenstrom auszugehen und bei Lüftungsanlagen kann der gebäude- und personenabhängige Außenluftvolumenstrom nach DIN EN 15251 [17] verwendet werden. Bei Luftentfeuchtungsanlagen durch Kondensation am Kühlregister wird die latente Kühlleistung gesondert ermittelt.

Unglücklich scheint die Wahl einiger Formelzeichen, zumal auf europäische Normen angepasste Normen (DIN EN) und die DIN V 18599 [10] bzw. DIN EN 13779 [11] verwiesen wird. Hier könnte es zu Irritation kommen, beispielsweise mit q_v für den Luftvolumenstrom in [11] und q_v für den spezifischen Elektroenergie­bedarf in [8].

Bei den Klima- und Behaglichkeitsparametern wird auf die Empfehlungen in DIN EN 15251 [17] und bezüglich des nutzungsabhängigen Außenluftvolumenstroms auf DIN EN 13779 [11] verwiesen. Die Raumlufttemperaturen sollen anhand von Aufzeichnungen der Gebäudeleittechnik beurteilt werden. Der Einfluss der Regelung und der Betriebszeiten auf die Energieeffizienz wird deutlich hervorgehoben.

Messen, rechnen, ermitteln

Für die Feststellung der Energieeffizienz von RLT-Geräten sind Messungen von Luftvolumenstrom sowie statischer Druckerhöhung nach [18] und elektrische Wirkleistung je Ventilator zu- und abluftseitig unter Verwendung der Checklisten in [6] durchzuführen.

Zur primärenergetischen Bewertung des RLT-Geräts mit Außenluftaufbereitung wird in DIN SPEC 15240 auf der Basis der Berechnungsmethodik von DIN V 18599-3 und dem SFP-Wert nach [11] ein Energiekennwert E_RLT definiert und unter Bezug auf tabellarisch aufgeführte Randbedingungen für die Funktion der RLT-Anlage nach [11 bzw. 12] differenziert. Das Verfahren gilt für Anlagen mit balanciertem Luftvolumenstrom (Toleranz: ±15 %). Anlagen mit Umluftanteil werden gesondert betrachtet.

Bei der Ermittlung der Effizienzkennwerte für die Luftaufbereitung und die Luftförderung wird auf DIN V 18599-3 Anhang A3 verwiesen. Die Berechnung des Wärmeenergiebedarfs für die Luftaufbereitung ist nach dem Tabellenverfahren in DIN V 18599-3 Anhang A1 mit q_H = q_{H,18 °C,12 h} und analog für den Kälteenergiebedarf mit q_C = q_{C,18 °C,12 h} durchzuführen.

Die spezifische Leistungsaufnahme P_SFP für den Zu- und den Abluftventilator ist nach [11] für den Auslegungsvolumenstrom zu berechnen. Fehlen entsprechende Angaben, kann der spezifische Elektroenergiebedarf auch nach einer zugeschnittenen Größengleichung ermittelt werden.

Bei der Wärmerückgewinnung können im Allgemeinen die Auslegungswerte der Temperatur- bzw. Feuchteänderungsgrade nach Tabelle 6 in [8] bzw. unter Verwendung von Daten nach [19] verwendet werden, da eine Messung mit sehr hohem Messaufwand verbunden ist.

Die Energiekennwerte bei der Dampfbefeuchtung und bei der Wasserbefeuchtung werden in Anlehnung an DIN V 18599-3 er­mittelt, wobei Kennwerte für die Varianten der Befeuchtungslösungen in zwei Tabellen ­gelistet sind.

Bei den End- und Primärenergiefaktoren für die Erzeugung (Heizung und Kälte) wird auf DIN V 18599-7 verwiesen und gleichzeitig Tabellenwerte für unterschiedliche Erzeugungsverfahren zur Orientierung angegeben.

Für die Ermittlung der (Nenn-)Kälteleistung für Kälteerzeugungsanlagen dürfen gesicherte Werte aus Herstellerangaben bzw. Messwerte verwendet werden, da es keine Produktnormen zur Ermittlung energetischer Kenn­zahlen gibt.

Die Berechnung des Effizienzkennwertes E_KK für die Kälteerzeugungssysteme bzw. der Nennkälteleistung EER bezieht sich auf DIN V 18599-7.

Das Kapitel 14 in DIN SPEC 15240 enthält zusätzlich Hinweise für die Bewertung des Klimasystems und Aspekte zum Energiekonzept.

Für einen vorzunehmenden Vergleich wird auf die Referenzausstattung der (jeweils aktuellen) EnEV verwiesen. Zur Orientierung zeigen zwei Tabellen Vergleichskennwerte für RLT-Anlagen und Kälteanlagen zu den Referenzwerten in den EnEV-Fassungen von 2007 und 2009.

Eine Mustertabelle gibt ein Schema zur Darstellung und Bewertung der Einzelergebnisse zur Beurteilung des Gesamtsystems vor.

Der normative Anhang A gibt eine Übersicht über die Kriterien für das Innenraumklima. Dabei wird Bezug genommen auf die vier ­Klimakategorien nach DIN EN 15251 bzw. Hinweise auf DIN EN ISO 7730, DIN EN 13779 und VDI 3804.

Die informativen Anhänge B und C beinhalten zwei Beispiele für die Ergebnisdarstellung, die ansprechender als die Darstellungen in [4, 6] sind sowie fünf Beispiele für Checklisten in Anlehnung an [4] bzw. [6, Anhang].

Im normativen Anhang D wird auf das Abschätzverfahren zur Kühllast nach VDI 2078 (E) [13] verwiesen. Er enthält jedoch nur Auszüge zu wesentlichen Einflussgröße, ohne diese in der Grundformel darzustellen [20].

Fazit und Empfehlungen

• Mit dem Entwurf von DIN SPEC 15240 ist eine Unterlage geschaffen worden, die eine gute Symbiose des Anhangs zur Inspektion von Klimaanlagen in DIN EN 15240, den VDMA-24197-Richtlinien und DIN EN13799 darstellt.
• Für den Anwender der Norm bzw. der Durchführung einer energetischen Inspek­tion werden sehr umfangreiche Kenntnisse zu den aktuellen Regeln der Technik und den gesetzlichen Vorschriften bzw. ­Verordnungen vorausgesetzt.
• Da vor allem auf DIN V 18599 Bezug genommen wird, sollten einheitliche und den europäischen Normen entsprechende Formel­zeichen verwendet werden.
• Der normative Verweis in DIN SPEC 15240 Anhang D sollte dahingehend überarbeitet werden, dass entweder der Nutzer nicht nur die Einflussgrößen auf die Kühllast verbal kennt, sondern auch mit der Grundformel die Kühllast abschätzen kann oder diese Anlage nur auf die Nutzung des Abschätzverfahrens nach VDI 2078 verweist.
• Bei der Anwendung der Norm im Zusammenhang mit den Erfordernissen der EnEV ist zu beachten, dass eine nach DIN SPEC 15240 normgerechte Inspektion mit einem nicht zu vernachlässigenden zeitlichen und kostenmäßigen Aufwand verbunden ist. •

Weitere Fachberichte über Neuerungen im TGA-Regelwerk sowie Hinweise auf neu erschienene Regelwerke enthalten die TGAdossiers ­Regelwerk und Regelwerk-Update: Webcode 723 bzw. 728

1) Nach der quasi-amtlichen Auslegung der Fachkommission ­Bautechnik (Auslegung XI-22 zu den §§ 12 und 15 EnEV 2009) gehören alle Elemente zu einer Klimaanlage, die zur Erfüllung einer Klimatisierungsaufgabe erforderlich sind. Die Leistungsgrenze von 12 kW ist nicht auf das jeweilige Gebäude, sondern auf die jeweilige Anlage bezogen. Daraus folgt, dass

– einerseits im Falle der Ausstattung eines Gebäudes mit mehreren ­völlig voneinander unabhängigen Anlagen die Leistungsgrenze für die genannten Regelungen der Verordnung für jede Anlage ­einzeln zu bestimmen ist und

– andererseits aber für den Fall, dass solche Teilanlagen eine wesent­liche Komponente (meistens die Kälteerzeugung) gemeinsam nutzen, diese im Sinne der Legaldefinition in Artikel 2 Nr. 5 der EU-Gebäuderichtlinie als eine zusammenhängende Anlage zu sehen sind.

Danach unterliegt beispielsweise eine Anlage mit raumweisen (dezentralen) RLT-Geräten (z.B. Fassadenlüftungsgeräte) mit einer zentralen Kaltwasserversorgung über 12 kW insgesamt der energetischen Inspektionspflicht.

Literatur

[1] EU-Gebäuderichtlinie: Richtlinie 2010/31/EU des Europäischen ­Parlaments und des Rates vom 19. Mai 2010 über die Gesamt­energieeffizienz von Gebäuden (Neufassung). Amtsblatt der Europäischen Union L 153/13 vom 18. Juni 2010

[2] EnEV 2009: Verordnung der Bundesregierung zur Änderung der Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden – Energieeinspar­verordnung (EnEV). BGBl Teil I 23 vom 29. April 2009, Seite 954

[3] DIN EN 15239 Lüftung von Gebäuden- Gesamteffizienz von Gebäuden – Leitlinien für die Inspektion von Lüftungsanlagen. Berlin: Beuth Verlag, August 2007

[4] DIN EN 15240 Lüftung von Gebäuden- Gesamteffizienz von Gebäuden – Leitlinien für die Inspektion von Klimaanlagen, Berlin: Beuth Verlag, August 2007

[5] Schädlich, S.; Trogisch, A.: Energetische Inspektion von Klimaanlagen. Karlsruhe: cci Dialog, 2011

[6] VDMA 24197 Energetische Inspektion von Komponenten gebäudetechnischer Anlagen; Teil 1: Klima- und lüftungstechnische Geräte und Anlagen. Berlin: Beuth Verlag, Juli 2012

[7] Trogisch, A.: Energetische Inspektion von TGA-Anlagen – Bemerkungen zu den Entwürfen der VDMA-Einheitsblätter 24197 Bl.1–3. Berlin: Huss-Verlag, Moderne Gebäudetechnik, 6-2011

[8] DIN SPEC 15240 (Entwurf) Lüftung von Gebäuden – Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden – Energetische Inspektion von Klimaanlagen. Berlin: Beuth Verlag, Dezember 2012

[9] DIN EN 15243 Lüftung von Gebäuden – Berechnung der Raumtemperaturen, der Last und Energie von Gebäuden und Klimaanlagen. Berlin: Beuth Verlag, Oktober 2007

[10] DIN V 18599 Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End,- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung; Teil 1 bis 11. Berlin: Beuth Verlag, Dezember 2011

[11] DIN EN 13779 Lüftung von Nichtwohngebäuden – Allgemeine Grundlagen und Anforderungen an die Lüftungs- und Klimaanlagen. Berlin: Beuth Verlag, September 2007

[12] DIN SPEC 13779 Lüftung von Nichtwohngebäuden – Allgemeine Grundlagen und Anforderungen für Lüftungs- und Klimaanlagen und Raumkühlsysteme – Nationaler Anhang zur DIN EN 13779: 2007-09). Berlin: Beuth Verlag, Dezember 2009

[13] VDI 2078 (Entwurf): Berechnung von Kühllast und Raum­temperaturen von Räumen und Gebäuden (VDI-Kühllastregeln). Berlin: Beuth Verlag, März 2012

[14] DIN 1946 Raumlufttechnik – Teil 6: Lüftung von Wohnungen, Allgemeine Anforderungen zur Bemessung, Ausführung und Kennzeichnung, Übergabe/Übergabe (Abnahme) und Instandhaltung. Berlin: Beuth Verlag, Mai 2009

[15] Trogisch, A.: Was ist eine Klimaanlage?. Leipzig: Krammer Verlag, SHT, 5-2011

[16] Trogisch, A.: Planungshilfen Lüftungstechnik. Berlin: VDE-Verlag, 4. Aufl., 2011

[17] DIN EN 15251 Eingangsparameter für das Raumklima zur Auslegung und Bewertung der Energieeffizienz von Gebäuden – Raumluftqualität, Temperatur, Licht und Akustik. Berlin: Beuth Verlag: August 2007

[18] DIN EN 12599 (Entwurf) Lüftung von Gebäuden – Prüf- und Messverfahren für die Übergabe raumlufttechnischer Anlagen. Berlin: Beuth Verlag, Januar 2011; Norm veröffentlicht: Februar 2013

[19] VDI 3803 Blatt 5 (Entwurf): Raumlufttechnik, Geräteanforde­rungen, Wärmerückgewinnungssysteme (VDI-Lüftungsregeln). Berlin: Beuth Verlag, April 2011

[20] Recknagel, Sprenger, Schramek: Taschenbuch Heizung + Klimatechnik. München: Oldenbourg Industrieverlag, 76. Auflage, 2013/2014

Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (FH), Fakultät Maschinenbau / Verfahrenstechnik, Lehrgebiet TGA. Telefon (03 51) 4 62 27 89, trogisch@mw.htw-dresden.de, https://www.htw-dresden.de/