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Beispielrechnung BBSR-Tool: Fenster

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Betrachtet wird hier beispielhaft der Austausch von Fenstern mit unbeschichteter 2-Scheiben-Verglasung (typisch in Deutschland im Zeitraum 1979 – 1995) gegen Fenster mit 3-Scheiben-Wärmeschutzverglasung. Nachfolgend werden für Ein- und Zweifamilienhäuser mit Hilfe des BBSR-Berechnungstools der äquivalente Energiepreis, der annuitätische Gewinn und die Amortisationszeit sowie die Kosten und die zu erwartende Energieeinsparung je Quadratmeter ausgetauschte Fensterfläche bestimmt. Bei Mehrfamilienhäusern fallen die empirisch ermittelten Kosten (siehe Kostenfunktionen) niedriger aus; die in den folgenden Beispielen gezeigten Effekte sind jedoch ähnlich.

Vorbemerkung

Sind alte Fenster im Zuge einer ohnehin anstehenden Instandsetzung vollständig zu ersetzen, dann sind als Mindestqualität Fenster mit einer 2‐Scheiben‐Wärmeschutzverglasung (2-Scheiben-WSV) und einem maximalen UW‐Wert für das Fenster von 1,3 W/(m²K) durch die bedingten Anforderungen der EnEV vorgeschrieben.

Dieser energetische Standard führt zu keinen energiebedingten Mehrkosten, weil nennenswert schlechtere Fenster zu entsprechend geringeren Kosten praktisch am Markt nicht mehr angeboten werden („Stand der Technik“). Energiebedingte Mehrkosten entstehen erst beim Übergang auf hochwertigere Verglasungen (3‐Scheiben-WSV) in konventionellen Rahmen bis hin zu passivhaustauglichen Fenstern. Neue Fenster mit einer 2‐Scheiben‐Wärmeschutzverglasung können demnach als Instandsetzungsinvestition gewertet werden. Beim Fensteraustausch ist die Instandsetzung (2-Scheiben-WSV) folglich bereits mit einer Energieeinsparung verbunden.

Die Energieeinsparungen der neuen Fenster werden im Berechnungstool gegenüber den alten Fenstern berechnet. Der Instandsetzungsanteil ist jedoch in den Berechnungsblättern frei wählbar. Eine Vorgabe im Sinne eines Kennwerts für den Instandsetzungsanteil (Kosten für den Ersatz der alten Fenster in gleicher Qualität) kann nicht gegeben werden, da es für die energetisch schlechteren Fensterqualitäten keine Kostenfunktionen mehr gibt. Die Kosten für Fenster mit 2-Scheiben-WSV können lediglich als grober Anhaltspunkt verwendet werden.

Ersatzweise kann ein Instandhaltungsanteil für den individuellen Fall auch als der Kostenaufwand abgeschätzt werden, der erforderlich würde, wenn die vorhandenen Fenster technisch und optisch wieder auf den Ursprungszustand restauriert würden (z. B. Erneuerung / Ertüchtigung der Beschläge, Dichtungen und Scheibeneinfassungen, Beseitigung von Schäden am Rahmen, Neuanstrich). Die Kosten für solche Arbeiten können zwar ermittelt werden, dürften im Regelfall aber in ähnlicher Größenordnung liegen wie die Kosten für den Einbau neuer Fenster mit 2-Scheiben WSV und zeitgemäßer Rahmenkonstruktion. Die Berechnungsblätter können daraufhin ausgewertet werden, wie hoch der Aufwand für eine solche Restaurierung ausfallen müsste, damit bei den gewählten Randbedingungen ein Fensteraustausch im Vergleich zur Restaurierung wirtschaftlich wäre.

Einen entscheidenden Einfluss auf die Wirtschaftlichkeitsgrenze hat der Energiepreis und die Anlagenaufwandszahl, die für den o. g. Modernisierungsfall in den folgenden 3 Beispielen variiert werden. Zusammenfassend kann aber festgestellt werden, dass für die Fenster mit 3-Scheiben-WSV im Verglich zum Ersatz durch Standardfenster (2-Scheiben-WSV), die die Anforderung der EnEV erfüllen, eine Wirtschaftlichkeit stets gegeben ist.

Randbedingungen der Berechnungen für alle Beispiele

  • Betrachtungszeitraum: 25 Jahre
  • Zinssatz(nominal): 4.0 % (entspricht real: 3,0 %)
  • Energieträger: siehe Beispiel
  • Aktueller Energiepreis (brutto): siehe Beispiel
  • Zukünftige Energiepreissteigerung (nominal): 2,4 %/a (entspricht real: 1,4 %/a)
  • Jahr der Berechnung: 2018
  • Zunahme der Preise seit Bezugsjahr 2015: 2 %/a
  • endenergiebezogene Aufwandszahl der Heizung: siehe Beispiel

Diese Randbedingungen entsprechen der Grundeinstellung des Berechnungstools. Um die Bedingungen bei Teilmodernisierung besser abzubilden, wurde – abweichend von der Grundeinstellung – die Gradtagzahl nach der Maßnahme identisch mit der Gradtagzahl vor der Maßnahme angenommen:

  • Gradtagszahl - alt -: 3251 Kd
  • Gradtagszahl - neu -: 3251 Kd

Für die Ermittlung der Investitionskosten benutzt das Berechnungstool die IWU-Kostenfunktionen.

Beispiel 1: Wärmeversorgung mit Brennwertkessel (Erdgas)

Einbau von gegenüber den EnEV-Anforderungen verbesserten Holz- oder Kunststoff-Fenstern mit 3-Scheiben-Wärmeschutzverglasung und „warmer Kante“ der Verglasung.

  • U-Wert vor Modernisierung: 2,7 W/(m²·K)
  • U-Wert nach Modernisierung: 1,0 W/(m²·K)

Spezifische Randbedingungen für Beispiel 1

  • Energieträger: Erdgas
  • Aktueller Energiepreis (brutto): 5,9 ct/kWh
  • endenergiebezogene Aufwandszahl der Heizung: 1,15

Fenster Einfamilienhaus Ausgangs U-Wert 2,7 auf 1,0 Gas Brennwert Fenster Einfamilienhaus Ausgangs U-Wert 2,7 auf 1,0 Gas BrennwertQuelle: BBSR [Screenshot Berechnungstool]

Auswertung Beispiel 1

Im Beispiel 1 ergibt sich bei Investitionskosten von rund 465 €/m² für den mittleren zukünftigen Energiepreis von 7,8 Cent/kWh (nominal), den das Berechnungstool für die eingestellten Randbedingungen berechnet (Feld H 13; nicht auf dem Screenshot), dann eine Wirtschaftlichkeit, wenn in den Investitionskosten ein (nicht energierelevanter) Instandsetzungsanteil von 330 €/m² oder mehr enthalten ist. Die für das Beispiel nach Kostenfunktion bestimmten Kostenanteile

  • Vollkosten (Feld H 23): 465 €/m²;
  • Instandsetzungskostenanteil als Einbaukosten der Standardfenster mit 2-Scheiben-WSV (Feld H 24): 405 €/m²

erfüllen diese Bedingung.

Je Quadratmeter erneuerte Fensterfläche (Rohbaumaß) können jährlich 103 kWh Endenergie (hier: Erdgas) eingespart werden (Feld C 24). Die Erneuerung mit Standardfenstern führt zu einer um 11 kWh/m² (Feld C 25) geringeren Einsparung.

Methode a) „Äquivalenter Energiepreis“

Die Wirtschaftlichkeit bei Ansatz des Einbaus von Standardfenstern als Instandsetzungsanteil ist hier ab einem Energiepreis von 8,11 ct/kWh gegeben (Feld F 41). Der vom Tool berechnete mittlere künftige Energiepreis (brutto, nominal) für Erdgas von 7,8 Ct/kWh erfüllt diese Bedingung. Beim unteren Grenzwert für den Instandsetzungsanteil (330 €/m², siehe oben) beträgt der äquivalente Energiepreis, ab dem die Wirtschaftlichkeit gegeben ist, 5,61 ct/kWh.

Methode b) „Annuitätischer Gewinn“

Bei den eingestellten Randbedingungen ergibt sich bei Ansatz des Einbaus von Standardfenstern als Instandsetzungsanteil ein annuitätischer Gewinn von 0,60 € je m² Bauteilfläche. Beim unteren Grenzwert für den Instandsetzungsanteil (330 €/m², siehe oben) beträgt der annuitätische Gewinn 2,21 € je m² Bauteilfläche. Der annuitätische Gewinn ist der Betrag, um den sich die jährlichen Kosten für Energie und Kapitaldienst gegenüber dem Vergleichsfall ohne die betrachtete Modernisierungsmaßnahme reduzieren.

Methode c) „Amortisationszeit“

Bei den eingestellten Randbedingungen ergibt sich bei Ansatz des Einbaus von Standardfenstern als Instandsetzungsanteil eine Amortisationszeit von 22,99 Jahren. Beim unteren Grenzwert für den Instandsetzungsanteil (330 €/m², siehe oben) ergibt sich eine Amortisationszeit von 22,99 Jahren. Ist die Amortisationszeit kürzer als 25 Jahre, wird bei baulichen Modernisierungsmaßnahmen allgemein von einer wirtschaftlichen Vertretbarkeit der Investition ausgegangen.

Beispiel 2: Wärmeversorgung mit Niedertemperaturheizkessel (Erdgas)

Einbau von gegenüber den EnEV-Anforderungen verbesserten Holz- oder Kunststoff-Fenstern mit 3-Scheiben-Wärmeschutzverglasung und „warmer Kante“ der Verglasung.

  • U-Wert vor Modernisierung: 2,7 W/(m²·K)
  • U-Wert nach Modernisierung: 1,0 W/(m²·K)

Spezifische Randbedingungen für Beispiel 2

  • Energieträger: Erdgas
  • Aktueller Energiepreis (brutto): 5,9 ct/kWh
  • endenergiebezogene Aufwandszahl der Heizung: 1,21

Fenster Mehrfamilienhaus Ausgangs U-Wert 2,7 auf 1,0 Niedertemperatur Gas Fenster Mehrfamilienhaus Ausgangs U-Wert 2,7 auf 1,0 Niedertemperatur GasQuelle: BBSR [Screenshot Berechnungstool]

Auswertung Beispiel 2

Im Beispiel 2 ergibt sich bei Investitionskosten von rund 465 €/m² für den mittleren zukünftigen Energiepreis von 7,8 Cent/kWh (nominal), den das Berechnungstool für die eingestellten Randbedingungen berechnet (Feld H 13; nicht auf dem Screenshot), dann eine Wirtschaftlichkeit, wenn in den Investitionskosten ein (nicht energierelevanter) Instandsetzungsanteil von 330 €/m² oder mehr enthalten ist. Die für das Beispiel nach Kostenfunktion bestimmten Kostenanteile

  • Vollkosten (Feld H 23): 465 €/m²;
  • Instandsetzungskostenanteil als Einbaukosten der Standardfenster mit 2-Scheiben-WSV (Feld H 24): 405 €/m²)

erfüllen diese Bedingung.

Je Quadratmeter erneuerte Fensterfläche (Rohbaumaß) können jährlich 108 kWh Endenergie (hier: Erdgas) eingespart werden (Feld C 24). Die Erneuerung mit Standardfenstern führt zu einer um 11 kWh/m² (Feld C 25) geringeren Einsparung.

Methode a) „Äquivalenter Energiepreis“

Die Wirtschaftlichkeit bei Ansatz des Einbaus von Standardfenstern als Instandsetzungsanteil ist hier ab einem Energiepreis von 2,96 ct/kWh gegeben (Feld F 41). Der vom Tool berechnete mittlere künftige Energiepreis (brutto, nominal) für Erdgas von 7,8 Ct/kWh erfüllt diese Bedingung. Beim unteren Grenzwert für den Instandsetzungsanteil (330 €/m², siehe oben) beträgt der äquivalente Energiepreis, ab dem die Wirtschaftlichkeit gegeben ist, 7,71 ct/kWh.

Methode b) „Annuitätischer Gewinn“

Bei den eingestellten Randbedingungen ergibt sich bei Ansatz des Einbaus von Standardfenstern als Instandsetzungsanteil ein annuitätischer Gewinn von 5,19 € je m² Bauteilfläche. Beim unteren Grenzwert für den Instandsetzungsanteil (330 €/m², siehe oben) beträgt der annuitätische Gewinn 1,06 € je m² Bauteilfläche. Der annuitätische Gewinn ist der Betrag, um den sich die jährlichen Kosten für Energie und Kapitaldienst gegenüber dem Vergleichsfall ohne die betrachtete Modernisierungsmaßnahme reduzieren.

Methode c) „Amortisationszeit“

Bei den eingestellten Randbedingungen ergibt sich bei Ansatz des Einbaus von Standardfenstern als Instandsetzungsanteil eine Amortisationszeit von 8,44 Jahren. Beim unteren Grenzwert für den Instandsetzungsanteil (330 €/m², siehe oben) ergibt sich eine Amortisationszeit von 24,76 Jahren. Ist die Amortisationszeit kürzer als 25 Jahre, wird bei baulichen Modernisierungsmaßnahmen allgemein von einer wirtschaftlichen Vertretbarkeit der Investition ausgegangen.

Beispiel 3: Wärmeversorgung mit Elektrodirektheizung

Einbau von gegenüber den EnEV-Anforderungen verbesserten Holz- oder Kunststoff-Fenstern mit 3-Scheiben-Wärmeschutzverglasung und „warmer Kante“ der Verglasung.

  • U-Wert vor Modernisierung: 2,7 W/(m²·K)
  • U-Wert nach Modernisierung: 1,0 W/(m²·K)

Spezifische Randbedingungen für Beispiel 3

  • Energieträger: Strom aus dem Netz
  • Aktueller Energiepreis (brutto): 26 ct/kWh
  • endenergiebezogene Aufwandszahl der Heizung: 1,02

Fenster Einfamilienhaus Ausgangs U-Wert 2,7 auf 1,0 Elektroheizung Fenster Einfamilienhaus Ausgangs U-Wert 2,7 auf 1,0 ElektroheizungQuelle: BBSR [Screenshot Berechnungstool]

Auswertung Beispiel 3

Im Beispiel 3 ergibt sich bei Investitionskosten von rund 465 €/m² für jeden Wert des Instandsetzungsanteils eine Wirtschaftlichkeit.

Je Quadratmeter erneuerte Fensterfläche (Rohbaumaß) können jährlich 91 kWh Endenergie (hier: Strom) eingespart werden (Feld C 24). Die Erneuerung mit Standardfenstern führt zu einer um 10 kWh/m² (Feld C 25) geringeren Einsparung. Zu beachten ist, dass die eingesparte Endenergie deutlich teurer ist als bei den anderen beiden Beispielen.

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