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Wärmeatlas 2.0: Gebäudescharfe Wärmebedarfsinformationen für Wärmeplanungen, Quatierskonzepte und Szenarioanalysen

Sie brauchen kostengünstige, hochaufgelöste Daten zum Wärmebedarf für Wohngebäude und Nichtwohngebäude? Sie brauchen energierelevante Informationen für ein Quartier, eine Gemeinde, ein Bundesland, ein ganzes Versorgungsgebiet oder für ganz Deutschland?

Berechnungs- und Datengrundlage

Mit dem Wärmeatlas Deutschland 2.0 stehen Ihnen erstmalig hochaufgelöste und aussagekräftige Wärmebedarfsdaten auf Basis von 3D-Gebäudemodellen, optimierten Eingangsdaten und der ifeu-Gebäudesimulation GEMOD zur Verfügung. Dabei werden auch Gebäudetypen, Baualtersklassen und Klimazonen berücksichtigt.

Wärmebedarf von Wohn- und Nichtwohngebäuden

Der georeferenzierte Punktdatensatz enthält gebäudespezifische und energierelevante Informationen für 19,4 Millionen Wohngebäude und  3,1 Millionen Nichtwohngebäude. Die Berechnung des Wärmebedarfs beruht auf einer innovativen Kombination aus einer Bottom-Up Berechnung und einer Top-Down Kalibrierung.

Daten für die Wärmewende

Die Informationen sind geeignet, belastbare Aussagen über den Wärmebedarf für individuell zugeschnittene räumliche Einheiten vorzunehmen. Mögliche Abweichungen am Einzelgebäude werden im statistischen Mittel für Quartiere oder Baublöcke ausgeglichen. Der Atlas stellt eine einheitliche und vergleichbare Grundlage dar, wenn es darum geht, Klimaschutzziele, energetische Quartierskonzepte, Wärmepläne und Wärmeversorgungskonzepte zu realisieren. Das geomer-Produkt wurde vom ifeu-Institut und der GEF Ingenieur AG mit entwickelt.

Wärmebedarfsdaten im Überblick

Eindeutiger Geometriepunkt
Der Wärmeatlas 2.0 wird als Punktdatensatz ausgeliefert. Die eindeutig indizierten Geometriepunkte markieren den Gebäudemittelpunkt. Zusätzliche Gebäudegeometrien erhalten Sie hier.  

Nutzenergiebedarf Raumwärme
Simulierter verbrauchskalibrierter Nutzenergiebedarf zur Versorgung des Gebäudes mit Raumwärme im Basisjahr in kWh. Berücksichtigung von Sanierungsständen und klimatischer Einflüsse.

Grund- und Energiebezugsfläche
Die Grundfläche aller Gebäude entstammen der amtlichen Datengrundlage. Die Energiebezugsfläche ist nach den Normvorgaben der Energiesparverordnung 2013 bzw. nach der DIN 4108-6 (Energetische Nutzfläche AN) berechnet.

Einheitliche Berechnungsgrundlage
Optimierte Eingangsdatensätze sorgen für belastbare Ergebnisse - auch über Gemeinde-, Kreis- und Ländergrenzen hinweg. Die einheitliche Berechnungsgrundlage erlaubt vergleichbare Aussagen für unterschiedliche räumliche Ausschnitte.

 

Energetischer Gebäudetyp gemäß GEMOD-Typologie
Das Berechnungsmodell berücksichtigt Gebäudealter, Nutzungsart und Geometrie. Auch Sanierungszustände und Heizkesselbestände sind statistisch abgebildet. Weitere Informationen zum GEMOD-Modell

Nutzenergiebedarf Brauchwarmwasser
Simulierter Nutzwärmebedarf zur Versorgung des Gebäudes mit Warmwasser im Basisjahr in kWh.

Frei skalierbar und individuell verfügbar
Ob ein Quartier, eine Gemeinde, ein Landkreis, ein Bundesland, eine Region oder die gesamte BRD: Der Wärmeatlas umfasst alle erfassten beheizten Gebäude und ist für verschiedene Aggregationsebenen nutzbar. Der Punktdatensatz ist für individuelle räumliche Zuschnitte verfügbar.

 

FAQ zu den Wärmebedarfsdaten

Im Wärmeatlas 2.0 werden für jedes als beheizt klassifiziertes Gebäude die Wärmebedarfe für Raumwärme und Brauchwarmwasser ausgewiesen. Prozesswärmebedarfe – z.B. zur Beheizung von Schwimmbädern oder zur Behandlung von Materialen im verarbeitenden Gewerbe – sind nicht enthalten.

Der Wärmeverbrauch ist eine empirische Messgröße, erfasst z.B. durch Wärmemengenzähler im Heizungssystem. Flächendeckende Daten zum Wärmeverbrauch einzelner Gebäude liegen in Deutschland nicht vor. Gleichzeitig reflektieren Wärmeverbrauchsmessungen stark das individuelle Verhalten von Gebäudenutzern, das sich im Zeitverlauf stark ändern kann, und auch wechselnde klimatische Einflüsse, die bereinigt werden müssen. Im Ergebnis eignen sich Wärmeverbrauchsmessdaten nur eingeschränkt für eine Bewertung der energetischen Qualität von Gebäuden im Zeitverlauf und einen Vergleich von Gebäuden untereinander.
Für die Nachweisführung der Gebäudeeffizienz im Rahmen der Energieeinsparverordnung und auch für Quartierskonzepte werden deshalb standardisierte Wärmebedarfsberechnungen nach den Normen DIN 4108-6 und DIN 18599 durchgeführt. Dabei wird im Wesentlichen eine Bilanz einströmender und ausströmender Wärmemengen unter Berücksichtigung standortspezifischer Innen- und Außentemperaturen und der Dämmstärke, Fläche und Luftdurchlässigkeit einzelner Bauteile auf Monatsebene gebildet und zu Jahreswerten aggregiert. Eine solche Berechnung anhand des Aufrisses, der Bauweise und des Baualters der Einzelgebäude sowie der lokalen Klimadaten wird auch im Wärmeatlas 2.0 durchgeführt. Zusätzlich erfolgt eine auf umfassenden Stichprobenauswertungen des Instituts Wohnen und Umwelt basierende Verbrauchskalibrierung, sodass ein realistischer Wärmeverbrauch einzelner Gebäude bei typischen Nutzungsprofilen und langjährigen Mitteln der Jahrestemperaturverläufe abgeschätzt werden kann.

 

Im Wärmeatlas 2.0 wird der verbrauchskalibrierte Nutzenergiebedarf für die Versorgung des Gebäudes mit Raumwärme und Brauchwarmwasser dargestellt. Der Nutzenergiebedarf umfasst die tatsächlich dem genutzten Medium – Raumluft oder Brauchwarmwasser – zugeführte Energie und stellt damit die niedrigste Bilanzierungsebene einer Wärmebedarfsabschätzung dar. Alle weiteren
Für die Bereitstellung der Nutzenergie fallen an verschiedenen Stellen Umwandlungs- und Transportverluste an, die jedoch in Abhängigkeit der gewählten Heizungstechnologie variieren. So fallen bei einer üblichen zentralen Wärmeerzeugung im Gebäude (im Heizungskeller) zunächst Verteilverluste im Heizungsrohrsystem und den Warmwasserleitungen sowie ggf. in einem Pufferspeicher an. Diese Bilanzierungsebene wird auch als Erzeugernutzwärmeabgabe oder Endenergie sekundärseitig bezeichnet.
Weitere Verluste entstehen bei der Umwandlung bzw. Übertragung von Endenergieträgern wie Heizöl, Gas, Strom, Biomasse oder Fernwärme für/auf den Gebäudeinternen Heizkreislauf. So können moderne Gas-Niedertemperaturkessel im Jahresverlauf bis zu 94% des Heizwertes und 84% des Brennwerts in Wärme umwandeln. Bei Fernwärme-Hausübergabestationen können rund 97% der Wärmelieferung aus dem Netz auf den hausinternen Kreislauf übergeben werden. Bezieht man auch diese Verluste mit ein, spricht man vom Endenergiebedarf eines Gebäudes.
Die Verluste für Umwandlung und Verteilung lassen sich im Gesamtjahresnutzungsgrad zusammenfassen. Für einen typischen Fernwärmeanschluss in einem teilsanierten Mehrfamilienhaus ergibt sich beispielsweise bei Verteilverlusten von 8% und Umwandlungsverlusten von 3% nach (1-0,08) x (1-0,03) ein Gesamtjahresnutzungsgrad von 0,89 bzw. 89%. Entsprechende Annahmen sollten jedoch für lokale Wärmebedarfsanalysen individuell zusammengestellt werden. Ausgehend vom Nutzenergiebedarf der einzelnen Gebäude kann der Endenergiebedarf für verschiedene Wärmeversorgungstechnologien einfach abgeschätzt werden, indem der Nutzenergiebedarf durch die technologiespezifischen Jahresnutzungsgrade dividiert wird.

 

Im Gegensatz zu Wohngebäuden ist der Wärmebedarf von Nichtwohngebäuden auf Grund starker Unterschiede bei den Nutzungsarten grundsätzlich schwerer normbasiert zu erfassen. Im Gebäudemodell GEMOD, in dem die Energiekennzahlen für den Wärmeatlas 2.0 berechnet werden, ist eine vereinfachte Einteilung von Nichtwohngebäuden in 14 energetische Typen und weitere elf Baualtersklassen hinterlegt.
In der räumlichen Datengrundlage des Wärmeatlas 2.0 ist eine klare Identifikation beheizter Nichtwohngebäude und eine Zuordnung zu energetischen Typen anhand der Nutzungsschlüssel und der geometrischen Repräsentation einzelner Gebäude oftmals erschwert. Ein Beispiel ist die Zuordnung des Nutzungsschlüssels „Gebäude für Wirtschaft oder Gewerbe“ zu einer Vielzahl von Gebäuden unterschiedlicher Lage und Geometrie durch die zuständigen Vermessungsämter. Um eine lokale Überschätzung von Raumwärme- und Brauchwarmwasserbedarfen zu vermeiden (z.B. durch Wertung großer Hallengebäude als beheizt) wurden diese Nichtwohngebäude im Wärmeatlas 2.0 vergleichsweise restriktiv bereinigt.
Gleichzeitig ist eine klare Trennung zwischen Wohn- und Nichtwohnnutzung auf Ebene einzelner Gebäude an einigen Stellen nicht möglich. Dies betrifft z.B. Mischnutzungen mit Geschäftsflächen im Erdgenschoss und darüber liegenden Wohnungen in Innenstadtlagen. Diese Gebäude wurden im Wärmeatlas 2.0 als Wohngebäude klassifiziert.
Im Ergebnis wird im Wärmeatlas 2.0 im Vergleich zu den GEMOD-Werten auf Bundesebene ein um 12% niedrigerer Nutzwärmebedarf von Nichtwohngebäuden und ein um 6% höherer Nutzwärmebedarf von Wohngebäuden ausgewiesen.

 

In der räumlichen Datengrundlage des Wärmeatlas 2.0 liegen die Anteile energetischer Baualtersklassen nach der deutschen Wohngebäudetypologie des Instituts Wohnen und Umwelt für alle Gebiete mit >3 Wohngebäuden bundesweit auf Ebene eines Hektarrasters aus der Gebäude- und Wohnungszählung 2011 vor. Diese Daten werden zur Gewichtung der Wärmebedarfskennzahlen aus dem GEMOD für die Gebäudetypen innerhalb der Hektarrasterzellen verwendet. Dabei werden bereits bei der Berechnung der Energiekennzahlen im GEMOD mittlere Sanierungsstände im Gebäudebestand pro Typ und Baualtersklasse auf Bundesebene über verschiedene Kombinationen von Bauteilsanierungen simuliert (z.B. 50% nur Fenster, 20% Dach und Fenster, 10% Dach und Fenster und Kellerdecke). Für Gebäude, für die keine kleinräumigen Daten zum Baualter aus der Gebäude- und Wohnungszählung 2011 vorliegen, erfolgt die Gewichtung der Energiekennzahlen nach den Anteilen von Baualtersklassen auf Bundesebene.

Kontakt

Frédérik Aguilar
Frederik Aguilar
Dipl.-Geogr.

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