DIN V 18599 Beispielrechnung: ein Einfamilienhaus Schritt für Schritt

Das Rechenbeispiel und seine Grenzen

Die 18599 Gütegemeinschaft e. V. hat unter dem Titel „Erarbeitung von Vergleichsberechnungen für Förderfälle, DIN V 18599 für den Wohnbau“ durchgerechnete Fälle für ein Einfamilien- und ein Mehrfamilienhaus veröffentlicht. Die Fälle sind vollständig mit Zwischenergebnissen dokumentiert; die Rechenkerne dieser Site werden an ihnen geprüft. Wir zeigen hier den Fall 3.2.5 „Berechnung Wohnbau EFH (Brennwertkessel)“, weil er die ganze Kette von Teil 2 über Teil 5 und Teil 8 bis zur Primärenergie enthält.

Wichtig zur Einordnung: Das Dokument rechnet ausdrücklich auf Grundlage der EnEV 2014 und damit nach DIN V 18599:2011-12. Für den Nachweis nach GModG gilt derzeit DIN V 18599:2018-09 und ab dem 01.01.2027 DIN/TS 18599:2025-10. Auch die Primärenergiefaktoren sind andere als heute. Das Beispiel eignet sich deshalb, um den Rechenweg zu verstehen – nicht als Maßstab für ein Ergebnis nach heutigem Recht. Die Unterschiede fassen wir am Ende zusammen.

Schritt 1: Eingangsdaten

Das Gebäude hat zwei beheizte Geschosse, Erdgeschoss und ausgebautes Dachgeschoss mit Abseiten, über einem unbeheizten Keller; darüber liegt ein unbeheizter Spitzboden. Das Dokument behandelt es als Neubau:

Bauteile, die nicht an Außenluft grenzen, werden mit Temperatur-Korrekturfaktoren F_x abgemindert: im Beispiel 0,7 zum unbeheizten Keller, 0,8 zum Dachraum und zu den Abseiten, 0,6 für die erdberührte Kellerwand und 0,45 für den Kellerfußboden im Treppenhaus. Die Bezugsfläche A_N erklärt der Artikel Bezugsfläche.

Schritt 2: Transmission und Lüftung (H_T, H_V)

Aus Flächen, U-Werten, F_x und Wärmebrückenzuschlag ergeben sich die Wärmetransferkoeffizienten der Transmission, getrennt nach Grenze:

• direkt nach außen H_T,D = 93,8 W/K,
• über unbeheizte Räume H_T,iu = 62,835 W/K,
• über das Erdreich H_T,s = 6,568 W/K.

Für die Anforderungsgröße H'_T weist das Dokument 0,372 W/(m²K) aus. Der Wert ist nach DIN V 4108-6 gebildet: der Wärmebrückenzuschlag wirkt dort ohne F_x auf die ganze Hüllfläche. In der Bilanz nach Teil 2 wirkt er mit F_x, das ergibt am selben Gebäude 0,365 W/(m²K). Beide Zahlen sind richtig – sie gehören zu verschiedenen Rechenschritten.

Die Lüftung besteht nur aus Infiltration und Fensterlüftung. Die Infiltration folgt dem Muster H_V,inf = 0,34 · V · n50 · e, hier 0,34 · 349,26 · 2,0 · 0,07 = 16,625 W/K. Für die Fensterlüftung nennt das Dokument H_V,win = 54,387 W/K; in der Monatsbilanz wird dieser Koeffizient monatlich ausgewiesen, im Januar mit 45,685 W/K, im Juli mit 84,843 W/K. Eine mechanische Lüftung gibt es nicht. Aus Wärmetransfer und wirksamer Speicherfähigkeit folgt die Zeitkonstante τ = 35,233 h, aus den Transferkoeffizienten die maximale Heizlast Φ_h,max = 5,714 kW.

Schritt 3: Monatsbilanz und Heizwärmebedarf Q_h,b

Teil 2 rechnet für jeden Monat Wärmesenken (Transmission, Lüftung) gegen Wärmequellen (Sonne, interne Wärme, Wärmeeinträge der Anlagentechnik) und bewertet die Quellen mit einem Ausnutzungsgrad. Im Januar stehen den Senken aus Transmission (1.835,423 kWh) und Lüftung (799,394 kWh) solare Gewinne durch Fenster von 202,117 kWh, interne Wärme von 210,436 kWh und 548,841 kWh ungeregelte Wärmeeinträge aus Rohren, Speicher und Kessel gegenüber.

Weil nachts abgeschaltet und nicht jeder Raum voll beheizt wird, liegt die Bilanz-Innentemperatur θ_i,h unter den 20 °C Solltemperatur. Die Heizzeit ergibt sich monatlich aus der Belastung; im Juli und August wird nicht geheizt:

Die Summe ist der Jahres-Heizwärmebedarf Q_h,b = 8.952,5 kWh. Bemerkenswert ist der Einfluss der Anlagentechnik: Gegenüber den Vorläuferfällen desselben Hauses ohne Anlagenverluste senken die Wärmeeinträge aus Rohren, Speicher und Kessel den Heizwärmebedarf um rund 3.000 kWh im Jahr. Wer Teil 2 ohne diese Rückkopplung rechnet, überschätzt den Heizwärmebedarf deutlich.

Schritt 4: Anlagentechnik nach Teil 5 und Teil 8

Die Anlage ist ausführlich beschrieben: Heizkörper an normaler Außenwand, Auslegung 55/45 °C, P-Regler ohne Zertifikat, Zweirohrnetz nach Netztyp I (Etagenringtyp) mit Leitungen im beheizten Bereich, Pumpe mit konstantem Differenzdruck. Die Standardlängen betragen L_V = 151,0 m, L_S = 4,74 m und L_A = 17,37 m. Erzeuger ist ein Gas-Brennwertkessel („verbessert nach 1999“) mit 13,664 kW Nennleistung, der auch das Trinkwasser über einen stehenden, indirekt beheizten Speicher im selben Raum erwärmt. Das Trinkwarmwassernetz ist Netztyp II (Ebenentyp) mit Zirkulation, Längen L_V = 22,93 m, L_S = 6,6 m, L_SL = 13,58 m.

Die Tabelle zeigt ausgewählte Monatswerte in kWh:

Drei Dinge lassen sich daran gut ablesen:

• Die Erzeugernutzwärme für Trinkwarmwasser ist die Summe aus Nutzenergie, Verteil- und Speicherverlust: im Januar 140,931 + 132,417 + 45,343 = 318,691 kWh. Die Verteilverluste mit Zirkulation sind fast so groß wie die Nutzenergie selbst.
• Im Winter hat der Kessel für Trinkwarmwasser kaum Verluste (1,666 kWh), weil er ohnehin für die Heizung läuft. Im Juli hält er nur noch Warmwasser bereit; der Erzeugerverlust steigt auf 83,357 kWh. Dieser Effekt ist in Teil 8 über die Stillstandstemperatur des Kessels abgebildet.
• Auch ohne Heizbedarf fällt Hilfsenergie für den Kessel an – im Juli 10,824 kWh.

Schritt 5: End- und Primärenergie Q_p

Teil 1 fasst alle Endenergien je Energieträger zusammen und bewertet sie mit Primärenergiefaktoren. Im Beispiel gibt es zwei Träger: Erdgas für Heizung und Trinkwarmwasser, Strom für Pumpen, Kesselhilfsenergie und Regelung. Im Januar ergeben sich 2.705,684 kWh Primärenergie aus Erdgas und 127,204 kWh aus Strom.

Zwei Feinheiten verdienen Beachtung. Erstens beziehen sich die Brennstoffmengen aus Teil 5 und Teil 8 auf den Brennwert, der Primärenergiefaktor aber auf den Heizwert; vorher wird deshalb durch das Verhältnis Brennwert zu Heizwert geteilt, bei Erdgas 1,11. Zweitens rechnet das Dokument mit den Faktoren der EnEV 2014: 1,1 für Erdgas und 2,4 für Strom.

Ergebnis über das Jahr: Q_p = 17.700,78 kWh, bezogen auf A_N = 148,51 m² also 119,189 kWh/(m²·a).

Heute gelten die Faktoren der Anlage 4 GModG: Erdgas 1,1 und netzbezogener Strom 1,8. Ab dem 01.01.2027 setzt die neue Anlage 4 den Strom mit 1,5 an. Rechnet man dasselbe Haus nach heutigem Recht, sinkt der Stromanteil der Primärenergie deshalb; wie stark, hängt zusätzlich von den Änderungen der Normausgabe ab, die das Dokument nicht abbildet. Ob das Ergebnis eine Anforderung erfüllt, entscheidet der Vergleich mit dem Referenzgebäude gleicher Geometrie.

Was sich mit der Ausgabe 2018-09 ändert

Für Teil 2 wirkt sich der Wechsel von 2011-12 auf 2018-09 im Beispiel kaum aus. In der Anlagentechnik gibt es dagegen belegte Unterschiede:

• Die Übergabeverluste bezog die Ausgabe 2011-12 auf eine konstante Temperaturdifferenz von 20 K; 2018-09 verwendet die monatliche Differenz zwischen Innen- und Außentemperatur.
• Die mittlere Netztemperatur des Trinkwarmwassers mit Zirkulation stieg von 50 °C auf 57,5 °C, die mittlere Speichertemperatur von 50 °C auf 55 °C. Verteil- und Speicherverluste fallen damit höher aus.
• Die Aufwandszahl der Heizungspumpe, der Bereitschaftsverlust der Kessel und das Solarverfahren sind neu gefasst.

Wer das Beispiel in einer aktuellen Software nachrechnet, sollte deshalb für Teil 2 nahezu dieselben Werte erhalten, für Teil 5 und Teil 8 aber abweichende. Das ist kein Fehler, sondern der Ausgabenwechsel. Worauf es bei der Wahl einer Rechensoftware ankommt, beschreibt der Artikel DIN V 18599 Software; den Ablauf einer Berechnung im Überblick zeigt DIN V 18599 Berechnung.

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