DIN V 18599-9-2016 Energy efficiency of buildings - Calculation of the net final and primary energy demand for heating cooling ventilation domestic hot water and lighting - Part 9 .pdf

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1、Oktober 2016 Preisgruppe 25DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 91.120.10; 91.140.10!%Z/“2559212www.din.deVornormDIN V 18599-9Energetische Bewertung von Gebuden

2、Berechnung des Nutz-, End- und Primrenergiebedarfs fr Heizung, Khlung, Lftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung Teil 9: End- und Primrenergiebedarf von stromproduzierenden AnlagenEnergy efficiency of buildings Calculation of the net, final and primary energy demand for heating, cooling, ventilation,

3、domestic hot water and lighting Part 9: Final and primary energy demand of power generation plantsPerformance nergtique des btiments Calcul de la consommation nette et finale dnergie et de lnergie primaire pour le chauffage, le refroidissement, la ventilation, lapprovisionnement en eau chaude et lcl

4、airage Partie 9: Consommation de lnergie finale et primaire pour la production dnergie lectriqueAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN V 18599-9:2011-12 undDIN V 18599-9 Berichtigung 1:2013-05www.beuth.deGesamtumfang 69 SeitenDDIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau)D

5、IN-Normenausschuss Heiz- und Raumlufttechnik sowie deren Sicherheit (NHRS)DIN V 18599-9:2016-10 2 Inhalt Seite Vorwort 5 Einleitung 7 1 Anwendungsbereich . 8 2 Normative Verweisungen . 10 3 Begriffe, Symbole, Einheiten und Indizes . 11 3.1 Begriffe 11 3.2 Symbole, Einheiten und Indizes . 13 3.3 Indi

6、zes 15 3.4 Systematik der Indizierung 17 4 Verknpfung der Teile der Vornormenreihe DIN V 18599 17 4.1 Allgemeines . 17 4.2 Eingangsgren aus anderen Teilen der Vornormenreihe DIN V 18599 . 18 4.3 Ausgangsgren fr andere Teile der Vornormenreihe DIN V 18599 19 5 Berechnungen von KWK-Systemen 20 5.1 All

7、gemeines . 20 5.1.1 Bilanzierung 20 5.1.2 Erzeugernutzwrmeabgabe. 20 5.1.3 Deckungsanteile . 21 5.2 Motorische KWK-Systeme 22 5.2.1 Deckungsanteile fr Mikro-KWK . 22 5.2.2 Stromproduktion und Endenergiebedarf . 24 5.2.3 Heizwertbezogene Kennwerte . 25 5.2.4 Standardwerte 26 5.2.5 Ergebnisdarstellung

8、 . 26 5.3 KWK-Systeme mit Brennstoffzellen . 28 5.3.1 Allgemeines . 28 5.3.2 Wirkungsgrade, Leistungen . 30 5.3.3 Deckungsanteil der Brennstoffzelle . 35 5.3.4 Berechnungen . 38 5.3.5 Ergebnisdarstellung . 42 5.3.6 Randbedingungen fr die Standardwerte 44 6 Wind-Energie-Anlagen 44 6.1 Mittlere monatl

9、iche Windgeschwindigkeit v1 in m/s 44 6.2 Festlegung der WEA und Nabenhhe . 45 6.3 Bestimmung der Windleistung im jeweiligen Monat . 45 6.4 Bestimmung der Leistung der WEA 46 6.5 Mittlere monatliche Betriebszeit t in h/mth . 46 6.6 Bestimmung des monatlichen Ertrags . 47 7 Photovoltaik-Systeme 47 7.

10、1 Bestimmung des elektrischen Energiebedarfs . 47 7.1.1 Allgemeines . 47 7.1.2 Elektroenergiebedarf fr die Versorgung des Gebudes . 48 7.1.3 Elektroenergiebedarf fr Nutzeranwendungen. 48 DIN V 18599-9:2016-10 3 7.1.4 Energiebedarf fr elektrisch betriebene Wrmepumpen, Durchlauferhitzer, Wrmeerzeuger

11、und Warmwasserspeicher . 48 7.2 Erzeugte elektrische Energie durch das Photovoltaiksystem 49 7.2.1 Allgemeines . 49 7.2.2 Solare Bestrahlung der Photovoltaikmodule 49 7.2.3 Peakleistung 50 7.2.4 Systemleistungsfaktor . 50 7.3 Speicherkapazitt der Batterie 51 7.4 Energiebilanz der selbst genutzten un

12、d in des ffentliche Netz zurck gespeisten Elektroenergie sowie des zustzlichen Netzbezugs . 51 7.4.1 Allgemeines . 51 7.4.2 Bilanzierung der im Gebude nutzbaren PV-Energie 52 7.4.3 Bilanzierung der ins ffentliche Netz gespeisten PV-Energie und aus dem ffentlichen Netz entnommenen Energiemenge . 53 7

13、.4.4 Korrekturfaktor fr Stromnutzung von Wrmepumpen . 54 7.4.5 Korrekturfaktor fr Stromnutzung von Durchlauferhitzern 54 7.4.6 Korrekturfaktor fr Stromnutzung von Warmwasserspeichern 55 7.4.7 Korrekturfaktor fr die Batterie . 55 7.4.8 Batterieverluste . 56 7.5 Energiebilanz fr Systeme ohne Eigennutz

14、ung des PV-Stroms 56 7.6 Hilfsenergieaufwand 56 (informativ) Berechnungsbeispiele KWK Anlagen . 57 Anhang AA.1 Allgemeines . 57 A.2 Heizlbetriebenes BHKW mit Erdgasspitzenlastkessel 57 A.2.1 Grundannahmen 57 A.2.2 Berechnung der Endergebnisse nach Verfahren A Brennstoff und Strom“ . 58 A.2.3 Berechn

15、ung der Endergebnisse nach Verfahren B Wrme und Primrenergiefaktor“ 58 A.3 Mikro-KWK (motorische KWK-Anlage) 59 A.3.1 Grundannahmen 59 A.3.2 Berechnung des Deckungsgrades und der brigen Energiekennwerte 60 A.3.3 Berechnung der Endergebnisse nach Verfahren A Brennstoff und Strom“ . 61 A.3.4 Berechnun

16、g der Endergebnisse nach Verfahren B Wrme und Primrenergiefaktor“ 61 A.4 KWK-System mit Brennstoffzelle 62 A.4.1 Eingangsgren . 62 A.4.2 Ermittlung der ber die Nutzungsdauer gemittelten Kennwerte . 63 A.4.3 Korrektur der Eingangsgren 64 A.4.4 Ermittlung des Deckungsanteils der Brennstoffzelle 64 A.4

17、.5 Berechnungen . 65 A.4.6 Berechnung der Endergebnisse nach Verfahren B Wrme und Primrenergiefaktor“ 66 (normativ) Standardwerte fr Photovoltaik-Systeme 67 Anhang BLiteraturhinweise . 69 Bilder Bild 1 bersicht ber die Teile der DIN V 18599 . 7 Bild 2 Inhalt und Umfang von DIN V 18599-9 (schematisch

18、) 9 Bild 3 Schema der Indizierung . 17 Bild 4 Bilanzgren bei Wrmeerzeugungsanlagen mit KWK . 20 Bild 5 Schematischer Ablaufplan der Berechnung fr Brennstoffzellen 29 DIN V 18599-9:2016-10 4 Tabellen Tabelle 1 Symbole . 13 Tabelle 2 Indizes 15 Tabelle 3 Eingangsgren aus anderen Teilen der Vornormenre

19、ihe DIN V 18599 . 18 Tabelle 4 Ausgangsgren fr andere Teile der Vornormenreihe DIN V 18599 19 Tabelle 5 Gltigkeitsbereich fr die Berechnung von Mikro-KWK-Systemen . 23 Tabelle 6 Standardwerte 26 Tabelle 7 Eingangsgren Brennstoffzellen-Kennwerte 30 Tabelle 8 Eingangsgren Kennwerte fr modulierende Bre

20、nnstoffzellen 31 Tabelle 9 Eingangsgren zustzliche Kennwerte . 31 Tabelle 10 Koeffizienten zur Berechnung der ber die Nutzungsdauer gemittelten Kennwerte . 32 Tabelle 11 Korrekturfaktoren fr technisch bedingte Regenerationszeiten und Wrmespeichervolumen 35 Tabelle 12 Koeffizienten zur Berechnung des

21、 Deckungsanteils einer Brennstoffzelle je nach Rcklauftemperaturabhngigkeit 35 Tabelle 13 Korrekturfaktor bei berschreitung der Grenztemperatur . 36 Tabelle 14 Jhrliche rechnerische Betriebstage Heizung in Abhngigkeit von der spezifischen Erzeugernutzwrmeabgabe an das Heizsystem 37 Tabelle 15 Gltigk

22、eitsbereich fr die Berechnung von Brennstoffzellen 37 Tabelle 16 Koeffizienten zur Berechnung der mittleren jhrlichen thermischen Leistung einer Brennstoffzelle . 41 Tabelle 17 Daten typischer Windenergieanlagen . 45 Tabelle A.1 berprfung des Gltigkeitsbereiches 60 Tabelle A.2 berprfung des Gltigkei

23、tsbereiches 64 Tabelle B.1 Standardwerte fr den Systemleistungsfaktor . 67 Tabelle B.2 Standardwerte fr den Peakleistungskoeffizienten . 67 Tabelle B.3 Standardwerte fr Batteriespeicher 68 Tabelle B.4 Standardwerte fr Betriebszeit elektrische Wrmepumpe 68 Tabelle B.5 Standardwerte fr Betriebszeit el

24、ektrische Warmwasserspeicher . 68 DIN V 18599-9:2016-10 5 Vorwort Diese Vornorm wurde vom zustndigen Gemeinschaftsarbeitsausschuss NA 005-12-01 GA Gemeinschaftsarbeitsausschuss NABau/FNL/NHRS: Energetische Bewertung von Gebuden (SpA CEN/TC 371, CEN/TC 371/WG 1, ISO/TC 163/WG 3, ISO/TC 163/WG 4 und I

25、SO/TC 163/SC 2/WG 15)“ zum Druck als Vornorm frei gegeben. Der Inhalt wurde vom DIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau) als Haupttrger erarbeitet und wird vom DIN-Normenausschuss Heiz- und Raumlufttechnik sowie deren Sicherheit (NHRS) als Mittrger getragen. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass

26、einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Eine Vornorm ist das Ergebnis einer Normungsarbeit, das wegen bestimmter Vorbehalte zum Inhalt oder wegen des gegenber ein

27、er Norm abweichenden Aufstellungsverfahrens von DIN noch nicht als Norm herausgegeben wird. Zur vorliegenden Vornorm wurde kein Entwurf verffentlicht. Erfahrungen mit dieser Vornorm werden erbeten vorzugsweise als Datei per E-Mail an nabaudin.de in Form einer Tabelle. Die Vorlage dieser Tabelle kann

28、 im Internet unter http:/www.din.de/stellungnahme abgerufen werden; oder in Papierform an den DIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau), 10772 Berlin (Hausanschrift: Burggrafenstrae 6, 10787 Berlin). Die Vornormenreihe DIN V 18599 Energetische Bewertung von Gebuden Berechnung des Nutz-, End- und Primrene

29、rgiebedarfs fr Heizung, Khlung, Lftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung besteht aus: Teil 1: Allgemeine Bilanzierungsverfahren, Begriffe, Zonierung und Bewertung der Energietrger Teil 2: Nutzenergiebedarf fr Heizen und Khlen von Gebudezonen Teil 3: Nutzenergiebedarf fr die energetische Luftaufbereit

30、ung Teil 4: Nutz- und Endenergiebedarf fr Beleuchtung Teil 5: Endenergiebedarf von Heizsystemen Teil 6: Endenergiebedarf von Lftungsanlagen, Luftheizungsanlagen und Khlsystemen fr den Wohnungsbau Teil 7: Endenergiebedarf von Raumlufttechnik- und Klimakltesystemen fr den Nichtwohnungsbau Teil 8: Nutz

31、- und Endenergiebedarf von Warmwasserbereitungssystemen Teil 9: End- und Primrenergiebedarf von stromproduzierenden Anlagen Teil 10: Nutzungsrandbedingungen, Klimadaten Teil 11: Gebudeautomation Teil 12: Tabellenverfahren fr Wohngebude (in Bearbeitung) DIN V 18599-9:2016-10 6 Die Vornormenreihe DIN

32、V 18599 stellt ein Verfahren zur Bewertung der Gesamtenergieeffizienz von Gebuden zur Verfgung. Die Berechnungen erlauben die Beurteilung aller Energiemengen, die zur bestimmungsgemen Heizung, Warmwasserbereitung, raumlufttechnischen Konditionierung und Beleuchtung von Gebuden notwendig sind. Dabei

33、bercksichtigt die Vornormenreihe DIN V 18599 auch die gegenseitige Beeinflussung von Energie-strmen und weist auf planerische Konsequenzen hin. Neben dem Berechnungsverfahren werden auch nutzungs- und betriebsbezogene Randbedingungen fr eine neutrale Bewertung zur Ermittlung des Energiebedarfs angeg

34、eben (unabhngig von individuellem Nutzerverhalten und lokalen Klimadaten). Die Vornormenreihe DIN V 18599 ist geeignet, den langfristigen Energiebedarf fr Gebude oder auch Gebudeteile zu ermitteln und die Einsatzmglichkeiten erneuerbarer Energien fr Gebude abzuschtzen. Das Verfahren ist fr zu errich

35、tende Gebude sowie fr bestehende Gebude oder Baumanahmen im Bestand gleichermaen bestimmt. nderungen Gegenber DIN V 18599-9:2011-12 und DIN V 18599-9 Berichtigung 1:2013-05 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Einarbeitung der Korrekturen von DIN V 18599-9 Berichtigung 1 vom Mai 2013; b) Angabe

36、 von Standardwerten fr verschiedene motorische KWK-Systeme; c) Aufnahme eines Berechnungsabschnittes fr KWK-Systeme mit Brennstoffzellen (entsprechend der DIN SPEC 32737:2014-12); d) Anpassung und Ergnzung von Berechnungsbeispielen fr KWK-Systeme; e) berarbeitung und Ergnzung der Stromverbrauch und

37、-produktion in Abstimmung mit DIN V 18599-1; f) berarbeitung des Abschnitts fr PV-Systeme; g) berarbeitung und Ergnzung in technischer und redaktioneller Hinsicht. Frhere Ausgaben DIN V 18599-9: 2005-07, 2007-02, 2011-12 DIN V 18599-100: 2009-10 DIN V 18599-9 Berichtigung 1: 2013-05 DIN V 18599-9:20

38、16-10 7 Einleitung Die nach der Vornormenreihe DIN V 18599 durchgefhrte Energiebilanz folgt einem integralen Ansatz, d. h., es erfolgt eine gemeinschaftliche Bewertung des Baukrpers, der Nutzung und der Anlagentechnik unter Bercksichtigung der gegenseitigen Wechselwirkungen. Zur Verbesserung der ber

39、sichtlichkeit besteht die Vornormenreihe DIN V 18599 aus mehreren Teilen, die einzelne Themenschwerpunkte behandeln. Einen berblick ber die Inhalte der einzelnen Teile gibt Bild 1. Bild 1 bersicht ber die Teile der DIN V 18599 DIN V 18599-9:2016-10 8 1 Anwendungsbereich Die Vornormenreihe DIN V 1859

40、9 stellt ein Verfahren zur Durchfhrung der Gesamtenergiebilanz von Gebuden bereit. Der aufgezeigte Algorithmus ist anwendbar fr die energetische Bilanzierung von: Wohn- und Nichtwohnbauten; Neubauten und Bestandsbauten. Die Vorgehensweise der Bilanzierung ist geeignet fr: eine Energiebedarfsbilanzie

41、rung von Gebuden mit teilweise festgelegten Randbedingungen; eine allgemeine, ingenieurmige Energiebedarfsbilanzierung von Gebuden mit frei whlbaren Rand-bedingungen; z. B. mit dem Ziel des Abgleichs zwischen Energiebedarf und Energieverbrauch (Bedarfs-verbrauchsabgleich). Die Bilanzierung umfasst E

42、nergieaufwendungen fr die Heizung; die Lftung; die Klimatisierung (einschlielich Khlung und Befeuchtung); die Trinkwarmwasserversorgung; die Beleuchtung von Gebuden einschlielich der zustzlichen Stromaufwendungen (Hilfsenergien), die unmittelbar mit der Energieversorgung zusammenhngen. DIN V 18599-9

43、 beschreibt Verfahren zur Bewertung der Stromerzeugung im unmittelbaren rumlichen Zusammenhang mit dem Gebude: Kraft-Wrme-Kopplung (KWK), Photovoltaik und Wind-Energie-Anlagen. Im Falle der Kraft-Wrme-Kopplung enthlt dieses Dokument einen allgemeinen Rechenansatz fr motorische KWK beliebiger Gre, ei

44、nen speziellen Ansatz fr motorische Mikro-KWK sowie einen speziellen Ansatz fr KWK-Systeme mit Brennstoffzellen. Die in diesem Dokument beschriebenen Windkraftanlagen, einschlielich der Angabe von Standardwerten, sind Kleinanlagen, wie sie bei Eigenerzeugung und Nutzung von Strom im Zusammenhang mit

45、 Gebuden vorkommen drfen. hnliches gilt fr Photovoltaik. DIN V 18599-9 beschreibt ein Verfahren, nach dem die elektrische Energie welche aus gebudeintegrierten oder additiven Photovoltaiksystemen im rumlichen Zusammenhang mit dem Gebude erzeugt wird, ermittelt wird. Das vorliegende Verfahren geht vo

46、n verschattungsfreien Standorten aus. Verschattungen drfen durch benachbarte Gebude, andere Gebudeteile (Dachgauben, Schornsteine, Gebudevorsprnge usw.) oder Pflanzen verursacht werden. Liegen am Standort Verschattungen vor, ist eine Fachplanung erforderlich. Bei Anwendung anderer oder abweichender

47、Nachweis- oder Planungsverfahren fr die oben genannten Techniken muss sichergestellt sein, dass diese Nachweisverfahren gleichwertige Ergebnisse unter vergleich-baren Randbedingungen (siehe u. a. DIN V 18599-10) liefern. Die diesen anderen Nachweisverfahren zu Grunde liegenden Annahmen und Randbedin

48、gungen sind nachvollziehbar anzugeben und zu protokollieren. DIN V 18599-9:2016-10 9 Bild 2 zeigt schematisch den inhaltlichen Umfang des vorliegenden Dokuments. Ein zu Bild 2 analoges bersichtsbild mit farblicher Kennzeichnung des jeweiligen Inhalts ist auch in allen anderen Teilen der Vornormenreihe DIN V 18599 zur Orientierung enthalten. Bild 2 Inhalt und Umfang von DIN V 18599-9 (schematisch) Dieses Dokument liefert ein Verfahren zur Berechnung von Kraft-Wrme-gekoppelten Systemen (z. B. BHKW), die als Wrmeerzeuger zu