Das neue Richtlinienblatt VDI 2077-4

Der Gebäudebetrieb verursacht einen erheblichen Energie- und Medienverbrauch. Neben der energetischen Qualität von bauphysikalischer Gebäudegestaltung und Anlagentechnik sind die Betriebsweise und vor allem das Nutzerverhalten wesentlich für die konkrete Höhe des Verbrauchs. Als Reaktion auf die erste Ölpreiskrise in den 1970er Jahren wurde in Deutsch­land mit dem Energieeinsparungsgesetz (1976) und der Heizkostenverordnung (1981) die gesetzliche Pflicht zur verbrauchsabhängigen Abrechnung von Heiz- und Warmwasserkosten eingeführt. Die damalige poli­tische Zielsetzung war, über ein sparsameres Nutzerverhalten den Energieverbrauch und die Abhängigkeit von Energieimporten zu reduzieren. Mit der europäischen Energieeffizienzrichtlinie existiert seit einigen Jahren auch ein Rahmen mit Regeln für die Erfassung individueller Energieverbräuche.

Auch wenn in den letzten Jahrzehnten die energetische Qualität von Gebäuden und ihrer Anlagen­technik im Neubau und auch im Bestand erheblich zugenommen hat, besteht weiterhin ein erheblicher Nutzereinfluss auf den Gebäudeenergieverbrauch. Auch in sehr gut wärmegedämmten Gebäuden liegt der Nutzereinfluss in ähnlicher Größenordnung wie bei alten Bestandsbauten, relativ gesehen ist er noch deutlich höher.

Der Fokus der rechtlichen Regelungen lag ursprünglich vor allem auf der Abrechnung der Heiz­kosten. Im ursprünglichen Energieeinsparungsgesetz war allerdings bereits die Ermächtigung für den Erlass von Rechtsverordnungen bezüglich heizungs- als auch raumlufttechnischer Anlagen enthalten. Im Gegensatz zur Heizkostenverordnung kam es jedoch bisher nicht zur Um­setzung einer entsprechenden „Lüftungskostenverordnung“. Hierfür waren einerseits prak­tische Gründe ent­scheidend, da für eine wirtschaftliche Erfassung von individuellen Energiever­bräuchen in diesem Bereich keine geeignete Messtechnik zur Verfügung stand. Weiterhin wurden größere Gewerbe­immobilien mit RLT-Anlagen in vielen Fällen nur durch jeweils ein Unternehmen genutzt, sodass sich die Frage der Kostenverteilung nicht stellte.

Für die Klimatisierungs- und Kältekosten ist in den letzten Jahren von einem wachsenden Anteil an den gesamten Betriebskosten von Immobilien auszugehen. Zum einen werden aufgrund gestiegener Komfort-, aber auch arbeitsrechtlicher Anforderungen immer mehr Gebäude mit RLT- und Kühlanlagen ausgestattet, zum anderen erbringt der stetig verbesserte Wärmeschutz sinkende Heizkosten und damit auch einen steigenden Anteil der Kühlungs- und RLT-Kosten.

Die Abrechnung von RLT- und Kältekosten ist deshalb heute als bedeutsamer einzuschätzen als vor 40 Jahren. Immer zahlreicher sind die Fälle gemeinschaftlich genutzter RLT-Anlagen. Zugleich wird vielfach versucht, die Abrechnungsproblematik zu umgehen, indem „um jeden Preis“ individuelle RLT-Versorgungen geschaffen werden, auch wenn dies unwirtschaftlich ist: Mehrere mittelgroße RLT-Anlagen (mit je einem Verbraucher) zeitigen deutlich höhere Kosten in Planung, Erstellung und Betrieb als wenige größere RLT-Anlagen, die zur gemeinschaftlichen Versorgung vorgesehen werden. 

Bei gemeinschaftlich genutzten RLT-Anlagen stößt man bislang auf die Abrechnungsmethodik, die anfallenden Kosten gemäß § 556a Abs. 1 BGB nach einem Flächenmaßstab zu verteilen. Ein Anreiz für eine sparsame Nutzung der jeweiligen Anlage (Luftverbrauch, Temperaturniveau, ggf. Feuchtebereich) ist damit nicht gegeben. 

Die Richtlinienreihe VDI 2077

Bei Einführung einer Pflicht zur verbrauchsabhängigen Heizkostenabrechnung im Jahr 1981 musste man sich vor allem auf das damals vorhandene Erfahrungswissen stützen. Wie oben bereits erwähnt, war das Ziel, eine Motivation für ein sparsames Nutzerverhalten zu schaffen. Eine „Exaktheit“ der Abrechnung stand dabei nicht im Vordergrund. Diese wäre auch durch die damals verfügbare Erfassungstechnik (überwiegend Heizkostenverteiler nach dem Verdunstungsprinzip) nicht erreichbar gewesen. Die Abrechnungs­regeln, die bezüglich der Heizkosten definiert wurden, sind nur teilweise technisch begründet. Auch Interpretationen der Heizkostenverordnung durch die Rechtsprechung blieben aus technischer Sicht teilweise unbefriedigend. Weiterhin ist anzumerken, dass sich die Randbedingungen für verbrauchsabhängige Abrechnungen durch moderne Bauweisen (erhöhter Wärmeschutz) und in der Gebäudetechnik (deutlich komplexere Systeme, Einsatz regenerativer Energien) erheblich geändert haben. Aufgrund dieser Situation wurde im Jahre 2005 der Richtlinienausschuss VDI 2077 „Verbrauchskostenabrechnung in der Technischen Gebäude­ausrüstung“ konstituiert. Der damalige Arbeitsauftrag betraf u.a. die Definition technisch begründe­ter Aufteilungsregeln z.B. zwischen Raumheizung und Trinkwassererwärmung sowie beim Einsatz von regenerativen Energien. Auch Regeln zur Kostenaufteilung bei RLT-Anlagen waren bereits Teil des vorgesehenen Arbeitsprogramms.

Die Problematik der „Rohrwärmeabgabe“, aber auch veränderte Anlagentechnik, z.B. der verstärkte Einsatz von Solarthermie- oder KWK-Anlagen für die Wärmeversorgung, der auch durch das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz befördert wird, hat im Einzelfall erhebliche Auswirkungen auf die Energiekostenabrechnung. Um hier praktikable Lösungen zu schaffen, wurden im Rahmen der VDI 2077 die Richtlinienblätter 3.1, 3.2, 3.3 forciert bearbeitet. Einen Überblick über laufende und abgeschlossene Projekte der Richtlinienreihe zeigt Bild 1.

Parallel zu den anderen Projekten wurde das Blatt 4 bearbeitet, das im Jahr 2017 als Entwurf erschien und nach abgeschlossenem Einspruchsverfahren in Kürze als Weißdruck erscheinen wird. Die Thematik Kältekostenabrechnung wurde abgetrennt und soll in einem separaten Projekt bearbeitet bzw. in einem weiteren Richtlinienblatt behandelt werden.

Die Randbedingungen für die Abrechnung von Lüftungskosten unterscheiden sich erheblich von denen der klassischen Heizkostenabrechnung. Die Kostenstruktur ist bei RLT-Anlagen deutlich komplexer. Je nach Art der RLT-Anlage ist neben der Wärme auch die Kälte als thermische Energie zu berücksichtigen. So weit in der Anlage auch die Luftfeuchte konditioniert wird, ist grundsätzlich zwischen sensibler und latenter Wärme zu unterscheiden. In diesem Fall ist auch der Wasser­verbrauch für die Befeuchtung zu berücksichtigen. Vor allem aber ist der Anteil der Luftförderung am gesamten Energieverbrauch sehr viel größer als die Hilfsenergien (Pumpenantrieb) bei Heizan­lagen. Bei RLT-Anlagen kann also nicht einfach die Vorgehensweise der klassischen Heiz­kosten­abrechnung übertragen werden, indem nur „einfach“ ein individueller Verbrauch gemessen würde. Vielmehr müssen je nach Anlagenkonstellation mehrere individuelle Verbrauchsgrößen (Wärme, Kälte, Luftmenge, …) erfasst werden. 

Die messtechnische Erfassung von Verbrauchsgrößen in RLT-Anlagen stellt sich erheblich schwieriger dar als bei Heizanlagen. Auch wenn messtechnische Prinzipien z.B. für die Messung von Luftströmen schon lange bekannt sind, war eine wirtschaftliche Anwendung, die vergleichbar mit der von Heizkostenverteilern oder Wärmezählern wäre, lange Zeit nicht gegeben. So wurden etwa von Tritschler und Koch schon 2002 erste Überlegungen zu Lüftungsverbräuchen getroffen. Zwischenzeitlich sind aber geeignete Erfassungssysteme entwickelt worden, die für den Einsatz bei der Abrechnung geeignet sind.

Bereits eingangs wurde auf den rechtlichen Rahmen für die Richtlinienarbeit hingewiesen. Trotz einer noch fehlenden „Lüftungskosten-Verordnung“ bewegt sich Blatt 4 nicht in einem rechtsfreien Raum. Soweit die RLT-Anlagen auch der Beheizung der Gebäude dienen, erscheint eine sinngemäße Anwendung der Heizkosten-Verordnung geboten. Für die Versorgung mit Kälte gilt dies nicht unbedingt. In Blatt 4 wurde aber davon abgesehen, separate Regeln für Wärme und Kälte zu definieren. Besonderheiten z.B. für die Umlage von unabhängig vom Verbrauch entstehende Kosten können später in Blatt 1 geregelt werden.

Der Anwendungsbereich der VDI 2077-4

Die Richtlinie VDI 2077 Blatt 4 befasst sich mit der Abrechnung der Kosten für Energie- und Medienverbräuche von raumlufttechnischen Anlagen. Während bei der Heizkostenverordnung für die Abrechnung von Kosten für Heizung und Warmwasser das mit der verbrauchsabhängigen Abrechnung einhergehende Energieeinsparpotential vom Gesetzgeber im Vordergrund gesehen wird, legt dieses Blatt darüber hinaus besonderen Wert auf eine verursachungsgerechte Abrechnung.

Zum Anwendungsbereich: Diese Richtlinie gilt für die Erfassung von Energie- und Medienverbräuchen von raumlufttechnischen Anlagen in Gebäuden mit mehr als einer Nutzeinheit und der Verteilung der damit verbundenen Kosten. Lüftungsanlagen für die Prozesslufttechnik werden in der Richtlinie nicht behandelt.

Eingangs widmet sich das Blatt der Betrachtung, wie die unterschiedlichen klimatisierten Flächen zu kategorisieren sind. Eine „allgemein genutzte RLT-Anlage“ versorgt dabei Flächen, die von mehreren oder allen Nutzern der Liegenschaft gleichermaßen genutzt werden (Bild 2).

Im Unterschied dazu versorgt eine „gemeinschaftlich genutzte RLT-Anlage“ die Bereiche mehrerer, wirtschaftlich voneinander unabhängiger Nutzer (Bild 3).

RLT-Anlagen unterliegen nur dann der Verbrauchserfassung und Kostenverteilung, wenn sie nicht individuell, sondern gemeinschaftlich oder allgemein genutzt werden.

Nur wenn die Nutzungszeiten der verschiedenen Nutzeinheiten innerhalb einer Liegenschaft ähnlich sind und wenn gleichzeitig konstante Luftströme gegeben sind, sieht die Richtlinie die Anwendung sogenannter statischer Verfahren (z.B. dem oben bereits thematisierten Flächenschlüssel) vor. Mit „konstante Luftströme“ ist hier gemeint, dass diese während der Betriebszeiten nahezu konstant sind und außerhalb der Betriebszeiten „Null“ betragen; und als „ähnlich“ sind die Betriebszeiten dann zu betrachten, wenn sie sich zwischen den einzelnen Nutzeinheiten um nicht mehr als 1 h unterscheiden.

In allen anderen Fällen soll es einer vertraglichen Vereinbarung zwischen dem Betreiber einer Liegenschaft und dem raumlufttechnischen Nutzer (Mieter) überlassen bleiben, ob für die Abrechnung statische oder dynamische Verfahren angewendet werden (siehe Bild 4).

Typologie von RLT-Anlagen nach Eingangsverbräuchen

Raumlufttechnische Anlagen reichen von einfachsten Lüftungsanlagen ohne jegliche Luftkonditionierung bis hin zu Klimaanlagen mit Luftförderung, Wärmeenergie, Kälteenergie und dem Medium Wasser für die Befeuchtung der Zuluft. Insofern verbrauchen die einfachsten Lüftungsanlagen lediglich elektrische Energie für die Luftförderung, während je nach Ausbaustufe zusätzlich ein Bedarf an Wärmeenergie, Kälteenergie und Wasser entsteht, deren Verbräuche erfasst und die zugehörigen Kosten verteilt werden müssen. Bild 5 zeigt das Schema einer (Voll-)Klimaanlage mit allen üblichen Anlagenfunktionen und allen zu erfassenden Energien und Medien.

Statische Abrechnungsverfahren

Entscheiden sich Betreiber und Nutzer / Mieter für statische Abrechnungsverfahren, so wird auf die Verbrauchserfassung verzichtet. Somit werden die Lüftungskosten ohne Verbrauchsbezug ausgewiesen; der Nutzer erhält keinen Einsparanreiz und keine Informationen zur jeweiligen Luftlieferung. Unterschieden werden:

-Der Flächenschlüssel: Wenn die Luftströme in den verschiedenen Nutzeinheiten bezogen auf die jeweiligen Nutzflächen gleich sind, so können sowohl die Grund- als auch die Verbrauchskosten nach der Nutzfläche verteilt werden.

-Der Raumvolumenschlüssel: Insbesondere bei unterschiedlichen Raumhöhen ist davon auszugehen, dass die Luftströme nicht in Bezug auf die Nutzflächen, sondern in Bezug auf die Raumvolumina gleich sind. In diesen Fällen erfolgt die Verteilung der Kosten nach dem umbauten Raum.

-Der Luftstromschlüssel: Wenn die Luftströme weder in Bezug auf die Nutzflächen noch auf die umbauten Räume gleich sind, sollte auf den Luftstromschlüssel als Verteilmaßstab zurückgegriffen werden. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass die Luftströme entweder aus den Planungsunterlagen oder den Abnahmemessungen vorliegen.

Dynamische Abrechnungsverfahren

Grundsätzlich stehen zur verbrauchsbasierten („dynamischen“) Lüftungskostenabrechnung drei Erfassungsmethoden zur Verfügung. Diese sollen nun bezüglich ihrer messtechnischen Funktionsweise und der Abrechnungsmethodik näher dargestellt werden. Tabelle 1 zeigt die Fallunterscheidung im Überblick – jede der drei Erfassungsmethoden wird hier einer gesonderten Flächenfarbe zugeordnet. Methode C wird wegen ihrer Komplexität in diesem Fachbeitrag nicht näher dargestellt.

Konstant-Luftstrom-Anteile/Klappenöffnungszeiten (Methode A1)

Wird die Luft einer gemeinsam genutzten RLT-Anlage mit konstanten Luftströmen an die verschiedenen Verbrauchszonen geliefert, kann zur verbrauchsbasierten Lüftungskostenabrechnung auf diese Methode zurückgegriffen werden, vgl. Bild 6.

Es wird dabei davon ausgegangen, dass die einzelnen Verbraucher in der Abrechnungsperiode T

Insofern müssen für die Abrechnung die folgenden Werte erhoben werden:

Zur Abrechnung werden alle Eingangskosten (aus den strom- und wasserseitigen Zählern) aufaddiert. Daraufhin wird für jede Verbrauchszone der Klappenöffnungs-Faktor t/T bestimmt. Der Kostenanteil der einzelnen Verbrauchszone ergibt sich, indem der Klappenöffnungsfaktor jedes Verbrauchers mit dem jeweiligen Luftstrom-Kalibrierwert multipliziert wird (Bild 7).

Die Messmethode „Klappenöffnungszeiten“ zeigt die folgenden Vor- und Nachteile:

-   Zu beachten ist, dass nach jedem Umbau der Zuluft-Luftführung erneute (rückführbare) Kalibrierungen erfolgen müssen. Zudem muss eine manipulationssichere Erfassung der Klappenöffnungszeiten gewährleistet sein.

- Nur einsetzbar bei konstanten Luftströmen. Eine bedarfsgeführte, variable Luftstromregelung scheidet insofern für diese Methode aus.

- Im Vergleich zum Luftenergiezähler: Keine Berücksichtigung der thermischen Verbrauchsgrößen (Wärme- und Kältelieferung über die Luft).

- In vielen Anlagen verschieben sich die Luftstrom-Anteile der Verbrauchszonen untereinander in Abhängigkeit davon, wie viele Verbraucher gleichzeitig partizipieren. Insofern können die mit dieser Methode ermittelten Anteile vielfach von der Realität abweichen. Ist von einer Abweichung von 10% oder mehr auszugehen, so verweist die VDI auf die Methoden A2=Luftzähler oder A3=Luftenergiezähler.

Luftstromerfassung mittels Luftzählern (Methode A2 oder B1):

Unabhängig davon, ob es sich um konstante Luftströme handelt (Fall A2) oder um variable Luftströme (Fall B1), wird bei dieser Methode zu jedem Zeitpunkt der Luftstrom erfasst und aufaddiert. Hierdurch ergibt sich die Zählergröße „Luftverbrauch“ als Luftvolumen, z.B. in der Einheit [m³], oder als Luftmasse, z.B. in der Einheit [kg] (Bild 8).

Der Luftzähler liefert dabei unmittelbar den für die Abrechnung erforderlichen Summenwert (den Luftverbrauch als Luftvolumenwert). Der Zeitverlauf wird beispielhaft in Bild 9 dargestellt.

Die Messmethode „Luftzähler“ zeigt die folgenden Vor- und Nachteile:

+  Einfachere Implementierung als das Klappenöffnungs-Verfahren, durch die dauerhafte Messung ist keine Unterscheidung von Luftliefer- oder Nichtliefer-Situationen vorzunehmen.

+  Im Fall von Konstant-Luftströmen: Präzise Verbrauchserfassung auch bei unterschiedlichen Abschalt- und Lieferszenarien. Im Gegensatz zum Klappenöffnungsverfahren wird auch dann der Luftstrom korrekt gemessen (und zum Luftverbrauch aufaddiert), wenn sich durch Zu- oder Abschalten paralleler Verbraucher jeweils unterschiedliche Aufteilungen der Luftströme ergeben.

+ Auch einsetzbar bei variablen Luftströmen, z.B. in bedarfsgeführten Anlagen.

+  Neben der Verbrauchserfassung liefert der Luftzähler auch fortwährend den Luftstrom-Wert. Somit ist ein quantitatives Luftliefer-Monitoring gegeben – der Nutzer kennt ebenso wie der Bereitstellende / Betreiber zu jedem Zeitpunkt die pro Zone gelieferte Luftmenge. Dies bringt Versorgungssicherheit und unterbindet den schwelenden Streit, der sich vielfach um das Thema „(nicht) ausreichende Luftlieferung“ bildet.

- Im Vergleich zum Luftenergiezähler: Keine Berücksichtigung der thermischen Verbrauchsgrößen (Wärme- und Kältelieferung über die Luft).

Erfassung mit Hilfe von Luftenergiezählern (Methode A3 oder B2):

Die Luftenergiezähler erfassen nicht nur den Luftverbrauch, sondern zugleich auch die Wärmeenergie- und Kälteenergielieferung in jede Verbrauchszone. Dies geschieht auf Basis einer luftseitigen Nutzenergiemessung, in deren Zuge sowohl der Luft-Massenstrom pro Zonenzuluft als auch die Enthalpieveränderung infolge der Luftaufbereitung erfasst wird (Bild 10). Als Bezugsenthalpie (= energetischer Zustand VOR der Luftaufbereitung) dient dabei eine kontinuierliche Enthalpiemessung vor der ersten Aufbereitungsstufe, also z.B. in der Außenluft.

Der Luftenergiezähler liefert dabei unmittelbar die für die Abrechnung erforderlichen Summenwerte, den Luftverbrauch als Luftvolumenwert sowie den Wärmeverbrauchswert und Kälteverbrauchswert. 

Es folgt ein Beispiel zur Verbrauchserfassung und Abrechnung mit Hilfe des Luftenergiezählers (Bild 11).

Die Messmethode „Luftenergiezähler“ zeigt die folgenden Vor- und Nachteile:

+ Kontinuierliche Nutzenergieerfassung, unterschieden nach Energiezuführung (Q_zu) und Energieentnahme (Q_ab). Dadurch wird auch die kostenintensive thermische Luftaufbereitung (Heizen, Kühlen, ggf. Dampfbefeuchten etc.) verbrauchsgerecht berücksichtigt.

+ Auch einsetzbar bei variablen Luftströmen, z.B. in bedarfsgeführten Anlagen.

+  Neben der Verbrauchserfassung und der Nutzenergieerfassung (Wärmelieferung, Kältelieferung) erfasst der Luftenergiezähler auch fortwährend den Luftstrom-, Temperatur- und Feuchte-Wert. Somit ist ein quantitatives und qualitatives Luftliefer-Monitoring gegeben – Nutzer und Betreiber kennen zu jedem Zeitpunkt die pro Zone gelieferte Luftmenge und deren Luftqualität. Dies trägt in besonderem Maß zum „Abrechnungs-Frieden im Haus“ bei, da der häufig schwelende Streit um unzureichende Luftlieferung dank „Zahlen, Daten, Fakten“ beendet wird.

+  Bringt Pluspunkte bei der Nachhaltigkeits-Zertifizierung (LEED, DGNB, BREEAM), da hiermit ein weiteres energieintensives Medium verbrauchsgerecht erfasst wird. So erbringt der Luftenergiezähler-Einsatz beispielsweise bei den LEED-Kriterien EAc1 und EAc2 Zusatzpunkte.

Abschließend ist anzumerken, dass auch eine Kombination der dargestellten Methoden möglich ist. Wird beispielsweise in einem Gebäude auf eine bedarfsgeführte Luftstrom-Versorgung der Nutzungszonen gesetzt, so erfolgt deren Verbrauchserfassung mit Luftenergiezählern (B2). Sollen nun innerhalb dieser Zonen noch weitere „Teilzonen“ gebildet werden, so empfehlen sich für diese Binnenverteilung innerhalb der Zone eine Konstant-Luftstrom-Regelung und eine Unterabrechnung der Teilzonen nach Anteilen aus dem „Klappenöffnungsverfahren“ (A1).

Fazit 

Mit der neuen Richtlinie VDI 2077 Blatt 4 liegt nun eine Regel der Technik für die verbrauchsbasierte Lüftungskostenabrechnung vor. Verbunden mit den inzwischen im Markt verfügbaren Messerfassungslösungen (z.B. Bild 12) besteht eine klare Grundlage für die Kostenabrechnung der Gebäudeluftversorgung, einem zentralen Medium des Gebäudebetriebs und einem wichtigen Faktor zum Erreichen einer höheren Gebäudeenergieeffizienz.