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Erklärung der Fachbegriffe (Lexikon): A

Arbeitszahl, Jahresarbeitszahl, JAZ

Die Arbeitszahl (oder Jahresarbeitszahl) wird zur Beschreibung der Energieeffizienz von Wärmepumpen verwendet. In der üblichen Definition wird die Jahresarbeitszahl als Quotient aus Wärmeabgabe und aufgenommener elektrischer Energie bei Betrieb im optimalen Betriebspunkt angegeben:

JAZ = Qab,opt / Qel,opt

Nicht enthalten sind in dieser Definition alle "Neben"verbräuche, wie z.B. Verteilenergie (Ventilatoren oder Umwälzpumpen), Abtauvorrichtungen (z.B. Heizstäbe) und Soleumwälzpumpen. Auch Verluste von etwaigen Speichern sind nicht enthalten.

Auf diese Art ist eine in Prospekten angegebene Arbeitszahl von 5 oder gar 6 erklärbar, die jedoch nicht für das Gesamtsystem relevant ist. Man sollte sich jedenfalls davor hüten, den berechneten Wärmebedarf des Hauses durch 5 oder 6 zu dividieren, um auf den notwendigen Stromverbrauch zu schließen. Für die oft angewendete energetisch sinnvolle und mindestens zu erreichende Untergrenze von JAZ=3 wird die gesamte elektrische Energie herangezogen, die notwendig ist, um das betrachtete Gebäude zu beheizen.

Leider wird eine gute (hohe) Jahresarbeitszahl fast immer mit einem energetisch gut funktionierenden Gesamtsystem gleichgesetzt, was nicht immer stimmen muss. So kann die Arbeitszahl erhöht werden, indem zur Warmwasserbereitung ein Elektro-Heizstab verwendet wird. Ob dadurch der gesamte Energieverbrauch des Haushalts reduziert wird, lässt sich aber nicht beantworten. Auch bei Lüftungswärmepumpen kann die Arbeitszahl der Wärmepumpe erhöht werden, indem auf einen integrierten Wärmetauscher zwischen Fort- und Zuluft verzichtet wird. Auch hier lässt sich dadurch nicht auf eine Energieersparnis schließen.

Ausnutzungsgrad

Der Ausnutzungsgrad ist ein Maß dafür, wie gut die inneren Gewinne und die solaren Gewinne für die Heizungsunterstützung genutzt werden können. Üblicherweise können diese Gewinne über die Heizperiode gesehen nicht zu 100% genutzt werden, da sie nicht immer zu den Zeiten anfallen, in denen sie benötigt werden.

Beispielsweise kommt es gerade in der Übergangszeit mittags öfters zu Überhitzung, und das Energie-Angebot der Sonne muss weggelüftet werden.

Der Ausnutzungsgrad schwankt zwischen annähernd 100% (alte Steinmauern, kleine Fenster) und etwa 85% (Leichtbauten mit großen Verglasungen).

Die Höhe des Ausnutzungsfaktors hängt also von mehreren Einflussgrößen ab:
Schwere Gebäude (Massivbauten) können im, Vergleich zu Leichtbauten mehr Wärme in den Bauteilen speichern und können so die Überschussenergie in Wänden und Decken aufnehmen und am Abend wieder in die Räume abgeben.

In Gebäuden mit sehr großen Verglasungen ist das solare Strahlungsangebot so gross, dass manchmal auch im Winter gelüftet werden muss, um Überhitzung zu vermeiden. Die einfallende Energie kann so nicht voll genutzt werden, der Ausnutzungsgrad sinkt.

Träge Heizungsregelungen wirken sich ebenfalls negativ auf die Höhe desAusnutzungsgrades aus.

A/V-Verhältnis, Kompaktheit von Gebäuden

Das A/V-Verhältnis (manchmal auch "Formfaktor" genannt) beschreibt die Oberfläche der thermischen Gebäudehülle dividiert durch beheiztes Volumen. Je kleiner dieses Verhältnis ist, desto kompakter (energiesparender) ist das Haus. Der Wärmebedarf eines Gebäudes ist wesentlich von der Oberfläche des Gebäudes abhängig. Je mehr Oberfläche desto mehr Wärme geht (bei gleichem Bauteilaufbau) durch die Bauteile nach außen. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, die wärmeabgebende Oberfläche (bei gleichem umschlossenen Volumen) möglichst niedrig zu halten, also ein niedriges A/V-Verhältnis anzustreben.
Dies erreichen Sie durch Reduzierung von Vorsprüngen und Ecken im Haus sowie Weglassen von Erkern und Auskragungen (Vermeidung von "Kühlrippen" beim Haus). Als angenehmer Nebeneffekt spart diese Bauweise übrigens auch Baukosten. Am kompaktesten ist die Kugelform, bei Gebäuden ist die Iglu-Form sehr kompakt. Reale Bauten sollten in Bezug auf das A/V-Verhältnis möglichst würfelförmig oder quaderförmig ausgeführt werden. Bei Einfamilienhäusern sollte ein A/V-Verhältnis von 0,8 nicht überschritten werden.

Zweigeschoßige Häuser haben ein besseres A/V-Verhältnis als Bungalows mit der gleichen Wohnfläche. Große Häuser haben bei gleicher Form automatisch ein niedrigeres A/V-Verhältnis als kleine, aus diesem Grund sind Mehrfamilienhäuser und Reihenhäuser in diesem Sinn energiesparender als freistehende Einfamilienhäuser.

Schwächen dieses Kennwerts:
Beim A/V-Verhältnis wird neben der Ausformung auch die absolute Größe des Gebäudes bewertet. Bei der Planung der Dachausführung (Flachdach vs. Satteldach oder Pultdach) führt die Verwendung des A/V-Verhältnisses sogar mitunter zu Fehlbewertungen, wenn Räume höher als nötig gebaut werden. Weiters werden Unterschiede im Wärmeverlust an Außenluft oder Erdreich ignoriert und unterschiedliche realisierbare solare Gewinne nicht berücksichtigt. Dadurch ist das A/V-Verhältnis nicht alleine als Planungsinstrument anwendbar, es sollte immer eine Energiebilanz (Energiekennzahl) berechnet werden.

 


























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