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Gebäudetechnik

Durch Gebäudetechnik werden die Funktionen eines Gebäudes im Bereich Heizungstechnik, Klimatechnik und Elektrotechnik hergestellt, bereitgestellt oder geregelt. In Abhängigkeit des Gebäudezwecks und des technischen Umsetzungsgrads der verschiedenen Gebäudefunktionen stellt sich die Gebäudetechnik als unterschiedlich komplex dar. Der Umfang der installierten Gebäudetechnik kann somit stark variieren.

Foto, ein komplexes System aus Rohren und Tanks, innerhalb eines Industriestandorts.

Wärmepumpen

Eine Wärmepumpe entzieht der Umwelt Wärme, die bei den am häufigsten eingesetzten Modellen mit Hilfe von Strom und Kompression auf eine höhere Temperatur gebracht wird. Ein Vielfaches der eingesetzten Energie kann anschließend als Nutzwärme abgegeben werden, um Räume zu beheizen und Warmwasser aufzubereiten. Mögliche Wärmequellen für Wärmepumpen sind die Außenluft, das Grundwasser, das Erdreich oder auch Prozessabwärme aus Abwasser und Abluft.

Wird eine Wärmepumpe auf Basis erneuerbarer Energien betrieben, der elektrische Energieaufwand vor allem für den Kompressor also durch grünen Strom oder eine Photovoltaik-Anlage gedeckt, erfolgt die Wärmeerzeugung CO2-neutral und ohne den Einsatz fossiler Brennstoffe.

Im Neubau gehört die Wärmepumpe längst zu einem der Standardheizsysteme, aber auch in Bestandsgebäuden können Wärmepumpen effizient eingesetzt werden und bestehende, mit fossilen Energieträgern betriebene Anlagen ersetzen.

Foto, Luft-Luft-Wärmepumpe vor einem modernen Niedrigenergiehaus.

Wärmepumpen

Eine Wärmepumpe entzieht der Umwelt Wärme, hebt dann das Temperaturniveau und liefert ein Vielfaches der eingesetzten Energie als Nutzwärme. Wird eine Wärmepumpe auf Basis erneuerbarer Energien betrieben, erfolgt die Wärmeerzeugung CO2-neutral.

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Heizungstechnik und -optimierung sowie Digitalisierung

Auf dem Weg zur Klimaneutralität im Gebäudebereich sind Modernisierung, Optimierung und Digitalisierung bei Systemen zur Produktion von Wärme und Warmwasser wegweisende Prozesse. Der Wärmemarkt macht 54 Prozent des Endenergieverbrauchs aus. Zwei Drittel der Heizanlagen laufen mit fossilen Energieträgern – am häufigsten mit Gas. Hier liegt ein massives Potenzial für eine radikale Reduktion von CO2-Emissionen. Die Anlagen unterscheiden sich nach Art der Wärme- und Energieträger, nach Systemaufbau und dem Verfahren der Wärmeübertragung. Weit mehr als die Hälfte der Heizungsanlagen arbeiten unzureichend effizient. Für die Emissionsminderung sind Effizienz des Wärmeerzeugers sowie fachgerechte Einstellung der Anlage zu Beginn und während des Betriebes ausschlaggebend. Augenmerk muss auf dem hydraulischen Abgleich und der kontinuierlichen Wartung mit Blick auf das Nutzungsverhalten liegen. Dabei muss auf lange Sicht die Optimierung mit flächendeckender Digitalisierung einhergehen. Aktuell gibt es auf diesem Weg noch zahlreiche Hindernisse: durch Marktstrukturen, durch die Anfälligkeit der Systeme, durch Vermieter und Mieter.

Foto, Aufnahme eines Geflechts von wandmontierten Rohrleitungen sowie von Heizungspumpen und Sperrventilen.

Heizungstechnik

Durch die Heizungstechnik wird die Raumwärme und Warmwasserversorgung eines Gebäudes erzeugt und bereitgestellt, bei externer Erzeugung der Wärmeenergie durch eine Fernheizung nur bereitgestellt.

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Foto, Nahaufnahme eines Schreibtisches mit Computerbildschirmen und eines Armes, der eine Maus bedient. Die Bildschirme zeigen technische Zeichnungen bzw. Fließschemata.

Digitalisierung im Gebäudebereich

Zahlreiche Studien belegen: es gibt große Potenziale, CO2-Emmissionen durch Digitalisierungsprozesse in mehrgeschossigen Gebäuden erheblich zu mindern.

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Wärmeerzeugung mit erneuerbaren Energien

In der zweiten Novelle des Gebäudeenergiegesetzes (GEG 2024) – welche zum 01.01.2024 in Kraft trat – ist die zentrale Vorgabe verankert, dass schrittweise nur noch moderne, zukunftsfähige Wärmeerzeuger auf der Basis von mindestens 65 Prozent erneuerbaren Energien oder unvermeidbarer Abwärme in Deutschland eingebaut werden dürfen. Bis spätestens zum Jahr 2045 die Nutzung von fossilen Energieträgern beendet sein. Der Erfüllungszeitpunkt hängt von Gemeindegröße und einer gegebenenfalls vorhandenen Wärmeplanung ab.

Dabei gewährt der Gesetzgeber insbesondere bei Bestandsbauten umfassende Technologieoffenheit – entsprechend komplex sind Beratung und Entscheidungsfindung. Unterstützung diesbezüglich bieten ein Hintergrund-Factsheet mit Informationen zu übergeordneten Anforderungen, Berechnungsgrundlagen und Fördermöglichkeiten sowie die detaillierte Vorstellung verschiedener Heizungssysteme, mittels derer die in der Novelle des GEG verankerte Vorgabe einer Wärmeversorgung mit mindestens 65 Prozent erneuerbaren Energien erfüllt werden kann.

Dabei werden wesentliche Vor- und Nachteile des jeweiligen Systems genannt sowie in einem begleitenden Factsheet noch einmal sehr detailliert auf spezifische Eigenschaften wie Funktionsweise bzw. Aufbau, Wärmequelle, Betrieb und Kombinationsmöglichkeiten, Umweltwirkungen, Effizienz und Erfüllung der Vorgabe zum Betrieb mit 65 Prozent erneuerbarer Energie sowie Kennwerte und Kosten eingegangen.

Foto, Luftwärmepumpe vor einem Wohngebäude

Wärmeerzeugung mit Erneuerbaren in EZFH

Überblick zu Heizungssystemen, mittels derer die im GEG 2024 verankerte Vorgabe einer Wärmeversorgung mit mindestens 65 Prozent erneuerbaren Energien erfüllt werden kann. Die Betrachtungen zielen auf Ein- und Zweifamilienhäuser (EZFH) im Gebäudebestand.

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Photovoltaik

Die Photovoltaik (PV) säumt den Weg zur Klimaneutralität im Gebäudebereich. Mit Hilfe von PV-Anlagen wird die Kraft der Sonne in elektrische Energie umgewandelt und so klimaschädliche Energieträger substituiert. Der Einsatz der Elektroanlagen auf deutschen Dächern verzeichnete bis 2013 einen großen Aufschwung und brach danach ein. Seit 2020 lässt sich erneut ein Wachstum bei den Anlagen feststellen – eine wichtige Entwicklung zur Erreichung der Klimaziele.

Der Ertrag von PV-Anlagen hängt von verschiedenen Faktoren ab, z. B. dem Standort, der Ausrichtung und dem Modultyp. Mit Hilfe von Software wird unter Berücksichtigung dieser Faktoren die Auslegung einer einzelnen Anlage simuliert. Auf Basis dieser Simulation kann dann auch die Wahl des elektrischen Speichers in Hinblick auf den Verbrauch der Nutzerinnen und Nutzer optimiert werden.

Foto, Luftaufnahme einer Siedlung, wobei auf jedem Dach eine Photovoltaikanlage platziert wurde.

Photovoltaik am Gebäude

Eine Photovoltaikanlage ist eine elektrische Anlage zur klimafreundlichen Stromerzeugung aus Sonnenenergie. PV-Anlagen werden bei Gebäuden überwiegend auf Dächern installiert und bestehen im Regelfall aus mehreren Modulen.

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Wohnraumlüftung

In energieeffizienten Gebäuden verringern sich die Wärmeverluste über die Gebäudehülle. Zusätzlich führen höhere Effizienzstandards im Neubau und in der Sanierung auch zu einer deutlichen verbesserten Luftdichtheit der Gebäude. Gleichzeitig bleiben die Anforderungen an die Raumluftqualität in Hinblick auf Feuchteschutz, Hygiene und Behaglichkeit bestehen. Die natürliche Infiltration, die beim Altbau noch über diverse Undichtigkeiten wie Mauerwerks- oder Fensterfugen gegeben ist, fällt in sanierten Gebäuden und Neubauten deutlich geringer aus. Das hat zur Folge, dass der Luftaustausch zur Aufrechterhaltung eines gesunden Raumklimas durch eine verstärkte freie Lüftung oder mit einer mechanischen Lüftungsanlage realisiert werden muss.

Bei der freien Lüftung ist der erreichte Luftaustausch in der Regel stark nutzerabhängig. Hierdurch werden die Anforderungen über den eigentlichen Nutzungszeitraum häufig nicht erreicht. Mechanische Wohnungslüftungssysteme helfen hingegen den gewünschten Luftaustausch nutzerunabhängig zu gewährleisten. Sie können bei korrekter Planung und ordnungsgemäßem Betrieb für eine konstant hohe Luftqualität sorgen und unter Einsatz geeigneter Technologien, wie beispielsweise der Wärmerückgewinnung, zu erheblichen Energieeinsparungen führen.

Foto, Gebäudefassade mit geöffeneten Fenstern und Lüftungseinlässen.

Systeme der Wohnraumlüftung

Energieeffiziente Gebäude zeichnen sich durch eine verbesserte Luftdichtheit aus. In ihnen muss der Luftaustausch für ein gesundes Raumklima durch eine verstärkte freie Lüftung oder mit einer mechanischen Lüftungsanlage erfolgen.

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Tages- und Kunstlichtsysteme

Die Wahrnehmung von Licht ist essentiell für den Menschen und beeinflusst nicht nur biologische Prozesse, sondern auch das Behaglichkeitsgefühl in Gebäuden. Eine professionelle Lichtplanung berücksichtigt Faktoren wie Nutzerorientierung, Wahrnehmung, Gestaltung, Funktionalität sowie physikalische, technische, wirtschaftliche und ökologische Aspekte. Wichtig ist hierbei auch die Abstimmung moderner Lichtmanagement- und Sonnenschutzsysteme aufeinander um den Anforderungen der Sehaufgabe und des sommerlichen Wärmeschutzes gerecht zu werden.

Die Tageslichtversorgung ist von besonderer wirtschaftlicher Bedeutung beim Betrieb eines Gebäudes: Wer künstliche Beleuchtung von Außen- und Innenräumen einspart, kann Energiekosten und damit verbundene CO2-Emissionen reduzieren.

Foto, Licht- und Schattenwurf eines Fensters an einer Wand.

Tages- und Kunstlichtsysteme

Die Wahrnehmung von Licht beeinflusst das Behaglichkeitsgefühl in Gebäuden. Zugleich ist durch eine fachmännische Planung lichttechnischer Systeme ein Plus an Energieeffizienz möglich.

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Innovative Gebäudetechnik

Häufigste Fragen zur Gebäudetechnik

Die folgende Auflistung enthält die am häufigsten gestellten Fragen zur Gebäudetechnik von energieeffizienten und klimaneutralen Gebäuden:

Antworten auf viele weitere häufig gestellte Fachfragen können im FAQ-Bereich abgerufen werden:

Antworten auf häufig gestellte Fachfragen (FAQ)

Zusammenstellung von Antworten auf häufig gestellte Fachfragen zu Gebäudeenergiegesetz (GEG), Energieausweis, Bilanzierung, Bauphysik, Gebäudetechnik oder individueller Sanierungsfahrplan (iSFP).

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Vortragsfolien zur Gebäudetechnik

Das Expertenteam des Gebäudeforums hat übersichtliche Vortragsfolien erstellt, die auszugsweise oder in Gänze für Präsentationen zum Thema verwendet werden dürfen. Die Folien können nebenstehend als Powerpoint-Datei heruntergeladen werden.

Präsentationen

Vortragsfolien zur Heizungsanlagenoptimierung

Eine Zusammenstellung von Präsentationsfolien zur Verwendung in Vorträgen zum Thema Heizungsanlagenoptimierung im Mehrgeschosswohnungsbau.

Stand: Juli 2022

PPTX 670 KB

Downloads zur Gebäudetechnik

  • Praxishilfen

    Praxisratgeber „Modernisieren mit Wärmepumpe“ (für Handwerker)

    Mit diesem Praxisratgeber soll allen Handwerkern und Planern ein Werkzeug an die Hand geben werden, um den Heizungstausch mit Wärmepumpe professionell zu planen und durchzuführen. Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.

    Stand: Februar 2024

    PDF 2,3 MB

  • Leitfäden

    Elektrotechnische Anforderungen an das Bestandsgebäude für den Einbau von Wärmepumpen

    Dieser Leitfaden des Verbands der Elektro- und Digitalindustrie (ZVEI) gibt einen Überblick über die elektrotechnischen Aspekte und Lösungsmöglichkeiten bei der Erweiterung von Bestandsanlagen mit einer Wärmepumpe.

    Stand: Februar 2023

    PDF 673 KB

  • Leitfäden

    Leitfaden Hydraulik - bei Heizungsanlagen mit eingebundener Wärmepumpe

    Der Leitfaden gibt praktische Hinweise zur überschlägigen Dimensionierung des hydraulischen Systems in Wohngebäuden. Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.

    Stand: Februar 2019

    PDF 8,1 MB

  • Leitfäden

    Leitfaden Trinkwassererwärmung mit Trinkwasser-Wärmepumpen

    Der Leitfaden des dient der Planung, der Installation und dem Betrieb von Trinkwarmwasser-Wärmepumpen. Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.

    Stand: Februar 2019

    PDF 2 MB

  • Leitfäden

    Leitfaden Erdwärme – Grundlagen und Praxistipps

    Der Leitfaden informiert über den Einsatz von Erdwärme für den privaten Gebrauch. Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.

    Stand: Januar 2018

    PDF 8,1 MB

  • Leitfäden

    Leitfaden Schall – Akustik bei Wärmepumpen

    Der Leitfaden dient der Bewertung und Planung der Schallausbreitung von Wärmepumpen. Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.

    Stand: Oktober 2016

    PDF 2 MB

  • Praxishilfen

    Lärmschutz bei Luft-Wärmepumpen

    Das Faltblatt der Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg gibt Informationen zum Stand der Technik, gültigen Immissionsrichtwerten und Möglichkeiten des Lärmschutzes bei Luft-Wärmepumpen in allgemein verständlicher Form.

    Stand: Januar 2023

    PDF 621 KB

  • Praxishilfen

    Optimierung von Heizungsanlagen im Bestand - Fachregel

    Diese Fachregel des VdZ setzt in Verbindung mit dem Bestätigungsformular zum Hydraulischen Abgleich einen technischen Standard für die Optimierungsmöglichkeiten von Heizungsanlagen.

    Stand: April 2022

    PDF 697 KB

  • Leitfäden

    Hydraulischer Abgleich in Heizungsanlagen - Leitfaden für Fachleute

    Dieser Leitfaden des VdZ ist für Fachhandwerker und weitere am Bau beteiligte Fachleute erarbeitet worden und vermittelt sowohl Grundlagen- als auch Detailwissen zum Hydraulischer Abgleich in Heizungsanlagen.

    Stand: Februar 2021

    PDF 2,3 MB

  • Praxishilfen

    System Photovoltaik, Wärmepumpe und Speicher

    Informationen des Bundesverbandes der Deutschen Heizungsindustrie e. V. zur Steigerung des Eigenverbrauchs von selbst erzeugtem Strom.

    Stand: März 2017

    PDF 406KB

  • Praxishilfen

    Planung und Auslegung des Systems PV-Anlage, Wärmepumpe und Speicherung

    Dieses Informationsblatt liefert eine erste Auslegungshilfe zur Planung und Auslegung eines Systems aus Photovoltaik-Anlage, Wärmepumpe und Speicher.

    Stand: April 2018

    PDF 374 KB

  • Praxishilfen

    Kompendium – Technische Informationen Solarthermie

    Beschreibung der Dimensionierung und Installation solarthermischen Anlagen vom Bundesindustrieverband Haus-, Energie- und Umwelttechnik e. V.

    Stand: März 2011

    PDF 6,2 MB

Weitere Downloads bietet der Downloadbereich des Gebäudeforums:

Downloads

Der Downloadbereich bietet eine übersichtliche Zusammenstellung von Fachinhalten zum Herunterladen, z. B. Gesetze, Verordnungen, Handreichungen, Checklisten, Leitfäden und vieles mehr.

Zu den Downloads

Tools zur Gebäudetechnik

  • Toolbox

    Jahresarbeitszahl-Rechner für Wärmepumpen

    Tool für die Berechnung der Jahresarbeitszahl von Wärmepumpen Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.

  • Toolbox

    Heizlastrechner

    Tool zur Berechnung der Heizlast Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.

  • Toolbox

    Vordimensionierungsprogramm WPSOURCE

    Das Excel-Programm WPSOURCE ermöglicht die Vorauswahl der Wärmequelle sowie überschlägige Dimensionierung eines Wärmeübertragungssystems für eine Wärmepumpe.

  • Toolbox

    PV-Anlagenplanung

    Tool zur vereinfachten Planung und Simulation von PV-Anlagen

  • Toolbox

    Berechnung des Autarkiegrads durch PV-Speicher

    Tool zur Berechnung der Unabhängigkeit der Stromversorgung Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin, Studiengang Regenerative Energien

  • Toolbox

    Digitaler Leitfaden Bauwerkintegrierte Photovoltaik

    Der Leitfaden Bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV) der BIPV-Initiative Baden-Württemberg vermittelt Akteuren im Bauwesen den neuesten Stand der Technik und bietet praktische Unterstützung bei der Integration von Solarmodulen in die Gebäudehülle.

  • Toolbox

    Effizienzrechner Klima-Lüftung

    Online-Tool des Bundesamts für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) zur Bewertung von komplexen RLT- und Kälteanlagen in Nichtwohngebäuden.

  • Toolbox

    Hydraulischer Abgleich bei Fußbodenheizungen

    Tool für überschlägige Berechnung des hydraulischen Abgleichs von Fußbodenheizungen

  • Toolbox

    Berechnungshilfe Brennstoffzellen für Nichtwohngebäude

    Excel-Tool für den Berechnungsansatz der DIN SPEC 32737.

  • Toolbox

    Berechnungshilfe Brennstoffzellen für Wohngebäude

    Excel-Tool für den Berechnungsansatz der DIN SPEC 32737.

Weitere Tools bietet die Toolbox des Gebäudeforums:

Toolbox des Gebäudeforums

Das Internet hält eine große Vielzahl an Online-Tools zu den Themen Beraten, Bilanzieren, Gebäudetechnik und -hülle sowie Energieeffizienz und Nachhaltigkeit bereit. Einige können die Arbeit deutlich erleichtern.

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Zahlen zu Gebäudetechnik

Folgende Diagramme entstammen dem dena-Gebäudereport 2024. Der Gebäudereport als PDF-Download sowie weitere interaktive Diagramme mit Zahlen und Daten zum Gebäudebestand in Deutschland können auf der Themenseite zum Gebäudereport 2024 abgerufen werden.

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