PHAERO rechnet den Energiebedarf nach DIN/TS 18599:2025-10 als Monatsbilanz je Geschoss. Für die Phase 0 gelten Vereinfachungen, die wir hier offenlegen. Der Artikel erklärt den Rechenweg, die Formeln, die Vorgabewerte und die Grenzen der Berechnung.

Achtung: Die Berechnung ist kein Nachweis nach dem GEG. Für den Nachweis ist eine Fachplanung nötig.

Wofür die Berechnung gedacht ist

In der Phase 0 sind Bauteile, Fenster und Technik noch nicht im Detail festgelegt. PHAERO rechnet deshalb mit einem vollständigen, aber vereinfachten Modell: Jede Variante wird mit denselben Annahmen gerechnet, damit sich Varianten fair vergleichen lassen. Absolute Werte können von einer späteren Fachplanung abweichen; Unterschiede zwischen Varianten sind belastbarer.

Bezugsfläche und Bilanzzonen

• Bezugsfläche ist die Netto-Raumfläche (NRF).
• Jedes Geschoss ist eine Bilanzzone. Mischnutzungen im Geschoss werden flächengewichtet zu einem Nutzungsprofil zusammengefasst.
• Das Klima stammt aus der nächstgelegenen Klimazone nach DIN/TS 18599, mit Monatswerten für Außentemperatur und Strahlung.

Rechenweg

[EMBED monatsbilanz] Diagramm · Monatsbilanz aus Gewinnen und Verlusten

1 Wärmebilanz je Monat

Der Heizwärmebedarf eines Monats ist die Summe der Verluste abzüglich der nutzbaren Gewinne:

Q_h = Q_sink − η · Q_source

Die Verluste setzen sich aus Transmission und Lüftung zusammen. Für die Transmission gilt:

H_T = Σ (U_i · A_i · F_x,i) + ΔU_WB · A_ges

Q_T = H_T · (θ_i − θ_e) · t

Dabei ist U der Wärmedurchgangskoeffizient eines Bauteils, A seine Fläche, F_x ein Temperaturkorrekturfaktor für Bauteile gegen Erdreich oder unbeheizte Räume, ΔU_WB der pauschale Wärmebrückenzuschlag, θ_i und θ_e die Innen- und Außentemperatur und t die Stunden des Monats.

Die Lüftungsverluste ergeben sich aus dem Luftwechsel n, dem Luftvolumen V und der Wärmekapazität der Luft (rund 0,34 Wh/(m³K)). Eine Wärmerückgewinnung mit dem Wirkungsgrad η_WRG verringert den Anteil der mechanischen Lüftung um diesen Faktor:

H_V = 0,34 · V · (n_inf + n_mech · (1 − η_WRG))

Gewinne kommen aus solarer Einstrahlung durch die Fenster (abhängig von Fläche, Ausrichtung, g-Wert, Sonnenschutz F_C und Verschattung F_S) und aus internen Quellen wie Personen, Geräten und Beleuchtung. Nicht alle Gewinne sind nutzbar: Der Ausnutzungsgrad η hängt vom Verhältnis Gewinne zu Verlusten und von der wirksamen Wärmekapazität des Gebäudes ab. Schwere Gebäude können Gewinne besser speichern als leichte.

Der Kühlbedarf entsteht spiegelbildlich, wenn die Gewinne die Verluste übersteigen.

2 Warmwasser, Beleuchtung, Hilfsenergie

Der Warmwasserbedarf folgt aus dem Nutzungsprofil je m² und Tag, mit einer Temperaturdifferenz von 60 °C Speicher- zu 10 °C Kaltwassertemperatur. Bei Nichtwohngebäuden rechnet PHAERO den Strom für Beleuchtung mit einem Tageslichtbereich von 4 m Raumtiefe; bei Wohngebäuden wird Beleuchtung nicht bilanziert. Hilfsenergie für Pumpen und Ventilatoren kommt aus den Systemkennwerten im Technik-Katalog.

3 Anlagentechnik und Endenergie

Aus der Nutzenergie wird über die Verluste von Übergabe, Verteilung, Speicherung und Erzeugung die Endenergie je Energieträger. Für eine Wärmepumpe wirkt die Jahresarbeitszahl, für einen Kessel der Erzeugerwirkungsgrad. Die Kennwerte stammen aus dem Systemeintrag im Technik-Katalog.

4 Photovoltaik

Der PV-Ertrag ergibt sich je Monat aus installierter Leistung, Dachausnutzung und Globalstrahlung des Standorts. Selbst genutzter Strom mindert den Strombezug; ein Batteriespeicher erhöht den Eigenverbrauchsanteil.

5 Primärenergie und CO₂

Q_p = Σ_j Q_f,j · f_p,j

Die Endenergie Q_f jedes Energieträgers j wird mit seinem Primärenergiefaktor f_p multipliziert und aufsummiert. Die CO₂-Emissionen im Betrieb entstehen ebenso mit dem Emissionsfaktor des Energieträgers.

Beispielrechnung: Transmission im Januar

Ein Bürogebäude von 30 × 15 m mit vier Geschossen à 3,5 m, Fensterflächenanteil 40 %. Vereinfachte Rechnung mit gerundeten Werten:

Bei 20 °C innen, rund 1 °C außen und 744 Stunden ergibt sich Q_T = 832 W/K · 19 K · 744 h ≈ 11.800 kWh. Bei rund 1.530 m² NRF sind das etwa 7,7 kWh/m² im Januar allein über die Transmission. Die Fenster verursachen mehr als die Hälfte davon. Hier liegt der größte Hebel.

Annahmen und Vorgabewerte

Wärmebrückenzuschlag und wirksame Speichermasse stellen Sie im Geschoss-Fokus unter Erweiterte Bauteile-Einstellungen ein.

Referenzgebäude und Effizienzhaus-Stufe

PHAERO bildet ein Referenzgebäude mit gleicher Geometrie, Nutzung und Ausrichtung, aber mit den Bauteilen und der Anlagentechnik der Referenzausführung nach GEG. Das Verhältnis des Primärenergiebedarfs der Variante zum Referenzgebäude ergibt die EH-Stufe. Das GEG verlangt für Neubauten höchstens 55 % des Referenzwertes.

Grenzen

• Keine raumweise Zonierung; Geschosse sind Zonen.
• Vorgabewerte statt projektspezifischer Details, z. B. für Wärmebrücken und Verschattung durch Nachbargebäude.
• Keine Simulation des sommerlichen Wärmeschutzes; die Kühllast ist eine Abschätzung.
• Das Ergebnis dient dem Vergleich von Varianten, nicht dem Nachweis.

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