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Gradtagzahl nach VDI 3807: Referenzverbrauch berechnen und bereinigen

Gradtagzahlen 20/15 berechnen, Verbräuche witterungsbereinigen und einen Referenzverbrauch für das Energiespar-Contracting aufbauen, der der Prüfung standhält.

Adrien Lafond
12 Min. Lesezeit

Ein und derselbe Übergangstag, zwei Rechenwege: 2 oder 2,88 Gradtage – 44 % Unterschied bei identischem Wetter. Und ob der Tag überhaupt als Heiztag zählt, hängt davon ab, ob die Heizgrenze von 15 °C angewendet wird. Mit dieser Zahl werden zwei Winter verglichen und die Witterungsstrenge einer Heizperiode gemessen. Sie bestimmt auch den witterungsbereinigten Verbrauch, der einem Referenzverbrauch (Baseline) und seinem Referenzjahr gegenübergestellt wird. Bevor Sie eine Witterungsbereinigung freigeben, halten Sie fest: Die Gradtagzahl bereinigt das Wetter, nicht den Betrieb.

Was ist eine Gradtagzahl: Definition, Basis 20/15 und Heiz- oder Kühlgradtage

Die Gradtagzahl, Maß für die Witterungsstrenge eines Tages

Die Gradtagzahl (Gtz) nach VDI 3807 Blatt 1 ist die Differenz zwischen einer Innentemperatur von 20 °C und der mittleren Außentemperatur eines Tages, gezählt an Tagen mit einem Tagesmittel unter der Heizgrenztemperatur von 15 °C. Einheit: Kelvin-Tage (Kd). Sie beschreibt die Witterungsstrenge dieses Tages: je kälter, desto höher der Heizwärmebedarf des Gebäudes.

Gradtagzahlen werden aus den Daten einer Wetterstation berechnet. Der Kennwert gilt unabhängig vom Energieträger: Erdgas, Fernwärme oder Wärmepumpe. Er ist nicht mit dem festen Referenzklima des Energieausweises zu verwechseln, das ein für alle Mal festgelegt ist. Er geht auch in die Verifizierung von Einsparungen nach dem internationalen Protokoll IPMVP ein, dem International Performance Measurement and Verification Protocol.

Gut zu wissen: Die Basis 20/15 ist keine Komfortvorgabe. Die 20 °C sind die Rechen-Innentemperatur, die 15 °C die Heizgrenztemperatur: Oberhalb davon decken innere Wärmequellen und Sonneneinstrahlung den Bedarf, der Tag zählt nicht als Heiztag[1][1]RegelwerkeVDI 3807 Blatt 1, „Verbrauchskennwerte für Gebäude – Grundlagen“, Gradtagzahl 20/15In den Quellen ansehen ↓.

Wie berechnet man Gradtagzahlen und wo findet man die Daten?

Die Tagesmittel-Methode: Mittel aus Tmin und Tmax, verglichen mit 20 °C

Die Tagesmittel-Methode nach VDI 3807[2][2]Technische DokumentationVDI 4710 Blatt 2, „Meteorologische Grundlagen für die technische Gebäudeausrüstung – Gradtage“, Gradtage für frei wählbare HeizgrenztemperaturenIn den Quellen ansehen ↓ bleibt der einfachste Weg, Gradtagzahlen zu berechnen: Gtz = 20 − Tm, sofern Tm unter 15 °C liegt, wobei Tm das Tagesmittel der Außentemperatur ist – näherungsweise (Tmin + Tmax) / 2, beim DWD aus Stundenwerten gebildet. Beispiel: Ein Tag mit 5 °C im Mittel ergibt 15 Kd. Ein Tag über der Heizgrenze zählt 0. Die Summe je Monat und dann je Heizperiode ergibt die Gradtagzahl des Jahres.

Rechner · ein einzelner Tag

Gleiches Wetter, zwei Formeln: wie viele Gradtage?

Stellen Sie das Tageswetter und die Basistemperatur ein (20 °C nach VDI 3807). Beide Formeln rechnen denselben Tag, ohne Heizgrenzprüfung.
Tagesmittel-Formel 2 Kd
Gewichtete Formel 2,88 Kd
Unterschied gewichtet / Tagesmittel +44 % am selben Tag
Übergangstag: Die Basis liegt zwischen Tmin und Tmax. Die gewichtete Formel bewertet den Tagesverlauf, die Tagesmittel-Formel hält sich an den Mittelwert. Nach VDI 3807 zählt ein Tag nur dann als Heiztag, wenn sein Tagesmittel unter 15 °C liegt.
Formeln: Tagesmittel-Formel (Basis minus (Tmin + Tmax) / 2, Rechenweg der Gradtagzahl nach VDI 3807 mit genähertem Tagesmittel) und eine gewichtete Tmin/Tmax-Formel, die an Übergangstagen den Tagesverlauf berücksichtigt; sie ist nicht Bestandteil der VDI 3807. Rechnung für einen Tag, ohne Heizgrenzprüfung und ohne Einsparschätzung.

Die Quellen für Gradtagzahlen: DWD, Klimafaktoren und die Wahl der Station

Der Deutsche Wetterdienst (DWD) stellt Gradtagzahlen stationsweise bereit. Für den Energieverbrauchsausweis veröffentlicht er zusätzlich Klimafaktoren je Postleitzahl und gleitendem Zwölfmonatszeitraum: das Verhältnis der Gradtage der Referenzstation Potsdam zu den Gradtagen vor Ort[4][4]Daten und BerichteDWD, „Klimafaktoren für Energieverbrauchsausweise“, Beschreibung des Datensatzes: Referenzstation Potsdam, Postleitzahlbezug, gleitende ZwölfmonatszeiträumeIn den Quellen ansehen ↓. Die Monats-Gradtagzahlen nach VDI 3807 liegen im Climate Data Center des DWD für zahlreiche Stationen vor und werden monatlich fortgeschrieben[5][5]Technische DokumentationDWD Climate Data Center, Monats-Gradtagzahlen nach VDI 3807 je StationIn den Quellen ansehen ↓. Entscheidend bleibt die Wahl der Station: die dem Standort nächstgelegene, von Jahr zu Jahr beibehalten.

Wozu Gradtagzahlen dienen: einen Verbrauch witterungsbereinigen

Zwei Winter vergleichen: die Formel des witterungsbereinigten Verbrauchs

Bereinigter witterungsabhängiger Verbrauch = gemessener witterungsabhängiger Verbrauch × Gradtagzahl der Referenz / Gradtagzahl der Periode

Der witterungsbereinigte Verbrauch bringt jeden Winter auf dieselbe Witterungsstrenge. Die Bereinigung betrifft nur den witterungsabhängigen Anteil, also den, der vom Heizwärmebedarf abhängt. Das Trinkwarmwasser hat darin nichts verloren.

Der Kennwert kWh/Kd dient auf dieselbe Weise dem Vergleich zweier Heizperioden, im Nichtwohngebäude wie in der Industrie. Kommunale Energieberichte und der Energieverbrauchsausweis arbeiten mit derselben Witterungsbereinigung, dort über den Klimafaktor des DWD[4][4]Daten und BerichteDWD, „Klimafaktoren für Energieverbrauchsausweise“, Beschreibung des Datensatzes: Referenzstation Potsdam, Postleitzahlbezug, gleitende ZwölfmonatszeiträumeIn den Quellen ansehen ↓. Die Anpassung, die für das Energiespar-Contracting gilt, wird im nächsten Abschnitt gesondert behandelt.

Kommentierte Kurve · zehn Heizmonate

Was die Gerade erklärt und was sie durchgehen lässt

Illustrative Werte
Punktwolke aus monatlichem Heizverbrauch und Gradtagzahl mit Regressionsgerade, Grundlast, Steigung kWh/Kd und markierter Drift Zehn illustrative Heizmonate. Acht Punkte folgen der Regressionsgeraden; zwei Monate mit Drift liegen deutlich darüber. 0100200 300400500 050100150 Gradtagzahl des Monats (Kd) Verbrauch (MWh) Monat mit 60 Kd: 43 MWh Monat mit 160 Kd: 63 MWh Monat mit 210 Kd: 70 MWh Monat mit 260 Kd: 83 MWh Monat mit 300 Kd: 88 MWh Monat mit 390 Kd: 107 MWh Monat mit 430 Kd: 117 MWh Monat mit 450 Kd: 119 MWh 1 Grundlast 2 Steigung Monat mit Drift bei 180 Kd: 86 MWh Monat mit Drift bei 330 Kd: 115 MWh 3 Drift
Klicken Sie auf eine Markierung, um sie in der Grafik hervorzuheben. Fiktive Daten, konstruiert, um das Lesen zu veranschaulichen.

Einen Referenzverbrauch für das Energiespar-Contracting aufbauen

Referenzverbrauch, Baseline und Referenzjahr: über welchen Zeitraum?

Der Referenzverbrauch beschreibt, was das Gebäude vor jeder Maßnahme verbraucht. Im Energiespar-Contracting (ESC) nimmt er die Form einer energetischen Baseline an. Sie fasst Verbräuche, Gradtagzahlen, Belegung und Nutzungszeiten über einen Zeitraum zusammen, der mindestens einen vollständigen Nutzungszyklus abdeckt.

Mehrere Jahre sind besser als ein einzelnes. Eine zu alte Referenz vergleicht sich jedoch mit Wintern, die der Klimawandel bereits verändert hat. Das Referenzjahr des Contracting-Vertrags wird deshalb mit seiner Begründung in den Vertrag geschrieben.

Anpassen an die Bedingungen des Referenzjahres oder des laufenden Jahres?

Zwei Logiken der Witterungsbereinigung über Gradtagzahlen bestehen nebeneinander. Die häufigere rechnet die Referenz auf die Bedingungen der Nachweisperiode um: Sie sagt, was das Gebäude ohne die Maßnahmen verbraucht hätte. Die andere normiert beide Perioden auf ein vorab festgelegtes Klimajahr. Das Protokoll IPMVP unterscheidet beide[6][6]Technische DokumentationEVO, „International Performance Measurement and Verification Protocol (IPMVP)“, routinemäßige und nicht routinemäßige AnpassungenIn den Quellen ansehen ↓.

Logik Verwendete Witterungsbedingungen Was die Zahl erlaubt Worauf zu achten ist
Referenz, angepasst an die Nachweisperiode die des gemessenen Jahres sagen, was das Gebäude ohne die Maßnahmen verbraucht hätte die Einsparung in kWh schwankt mit jedem Winter
Normierung auf feste Bedingungen ein vorab festgelegtes Klimajahr die Jahre untereinander vergleichen das gewählte Klimajahr muss im Vertrag stehen

Nach einem milden Winter ändert sich die ausgewiesene Einsparung in kWh je nach gewählter Logik, selbst bei gleicher Leistung in kWh/Kd. Verlangen Sie, dass die Logik im Einsparnachweis benannt wird.

Belegung, Fläche, Nutzung: die übrigen Anpassungsgrößen

Die Gradtagzahl ist nicht die einzige Einflussgröße. Belegungsgrad, beheizte Fläche, Nutzungszeiten und Nutzungsänderungen verändern den Verbrauch eines Objekts ebenfalls. Routinemäßige Anpassungen sind im Modell vorgesehen, mit einem Kennwert je Einflussgröße. Nicht routinemäßige Anpassungen, etwa eine leer stehende Mietfläche oder ein Anbau, werden im Einzelfall begründet[6][6]Technische DokumentationEVO, „International Performance Measurement and Verification Protocol (IPMVP)“, routinemäßige und nicht routinemäßige AnpassungenIn den Quellen ansehen ↓. All das steht im Mess- und Verifizierungskonzept (M&V-Plan).

Eine Anpassung, die nicht im Konzept steht, wird zur Verhandlungssache.

Eine fehlerhafte Baseline verfälscht das gesamte Contracting, Jahr für Jahr

Eine falsche Referenz überträgt sich auf jeden jährlichen Einsparnachweis, bis zum Ende des Vertrags. Wer die Zahl erzeugt, wird oft auch nach ihr vergütet. Der Auftraggeber erhält sie, ohne sie nachrechnen zu können.

Die Erfolgsbeteiligung, die auf dieser Basis berechnet wird, erbt jede Ungenauigkeit. Ein Fehler in der Referenz fällt im ersten Jahr nicht auf, er kostet jedes Jahr.

Sechs Fragen, bevor Sie eine witterungsbereinigte Einsparung akzeptieren

Checkliste · vor der Freigabe eines Einsparnachweises

Ist Ihre Witterungsbereinigung durch Dritte prüfbar?

Haken Sie einen Punkt nur ab, wenn die Antwort schriftlich im Vertrag oder im Einsparnachweis steht.
0/6 Punkte dokumentiert
Noch kein Punkt dokumentiert: So wäre die ausgewiesene Einsparung für Dritte nicht prüfbar.

Bevor Sie eine „witterungsbereinigte“ Einsparung akzeptieren, lassen Sie diese sechs Fragen vom Betreiber, vom Contractor oder vom Softwareanbieter dokumentieren. Haken Sie die ab, deren Antwort bereits schriftlich vorliegt.

Ein leeres Kästchen beweist nicht, dass die Einsparung falsch ist. Es zeigt, dass kein Dritter sie in diesem Zustand prüfen kann, und das wird vor der Unterzeichnung des Einsparnachweises geklärt.

Was Foobot mit Gradtagzahlen an einer bestehenden Gebäudeautomation macht

Die Zähler plausibilisieren, bevor die Referenz aufgebaut wird

Eine Baseline ist so viel wert wie ihre Zähler. Unsere unabhängige GA-Beratung rund um die Gebäudeleittechnik (GLT) beginnt damit, aufzuspüren, was die Historie verfälscht:

  • Zählerausfälle, die ohne Alarm geblieben sind
  • Lücken in den Trendaufzeichnungen
  • doppelte Datenpunkte in der Gebäudeleittechnik
  • unsichtbare Drift und unerklärte Spitzen

Solange diese Mängel in der Historie stecken, holt sie keine Witterungsbereinigung heraus.

Prüfen Sie vor der Unterzeichnung einer Baseline, was die Gradtagzahl bereinigt

Die Gradtagzahl tut genau eine Sache: Sie neutralisiert das Wetter von einem Winter zum nächsten. Sie sagt nichts über Handbetrieb (Override), einen wegen einer VIP-Beschwerde angehobenen Sollwert oder eine RLT-Anlage, die nachts durchläuft.

Eine Referenz wird deshalb vor dem ersten Einsparnachweis geprüft, nicht nach dem dritten Vertragsjahr. Methode, Station, Basis und Zeitraum werden schwarz auf weiß festgehalten. Der Rest hängt von der Qualität der Trendaufzeichnungen ab. Der erste Schritt passt in einen Satz: die Zähler plausibilisieren, die die Referenz bilden.

die Zähler plausibilisieren, die die Referenz bilden

Zum Weiterlesen:

FAQ – Gradtagzahlen

Wie berechnet man die Gradtagzahl für die Heizung?

Die Gradtagzahl eines Tages ist die Basis, nach VDI 3807 20 °C, minus das Tagesmittel der Außentemperatur, näherungsweise (Tmin + Tmax) / 2, gezählt nur an Tagen mit einem Tagesmittel unter 15 °C. Ein wärmerer Tag zählt null. Die monatliche Gradtagzahl addiert diese Werte; der Rechner weiter oben vergleicht zwei Formeln.

Welche Referenz-Gradtagzahl gilt für den Heizungsbetreuer je nach Region?

Es gibt nicht die eine Gradtagzahl je Region. Aus Sicht des Eigentümers hängt die Referenz von der gewählten Station und dem gewählten Zeitraum ab. Wartungsunternehmen und Auftraggeber müssen sie im Vertrag nachlesen, nicht aus einer Klimaregion oder einem Klimafaktor ableiten.

Warum ist die Gradtagzahl für den Heizungsbetreuer unverzichtbar?

In einem Wartungs- oder Betriebsführungsvertrag nutzt der Auftragnehmer sie, um die Einstellung der Heizzentrale zu optimieren und seine Einsätze zu planen. Die Gradtagzahl setzt seine Ergebnisse zudem in Bezug zur Strenge des Winters. Der Eigentümer prüft deshalb die im Vertrag festgeschriebene Methode.

Brauchen Sie ein Tool, um Ihre Gradtagzahlen zu verfolgen und Ihre Verbräuche zu optimieren?

Das Rechenwerkzeug ist der einfache Teil: Der DWD liefert Klimafaktoren und Gradtagzahlen[4][4]Daten und BerichteDWD, „Klimafaktoren für Energieverbrauchsausweise“, Beschreibung des Datensatzes: Referenzstation Potsdam, Postleitzahlbezug, gleitende ZwölfmonatszeiträumeIn den Quellen ansehen ↓[5][5]Technische DokumentationDWD Climate Data Center, Monats-Gradtagzahlen nach VDI 3807 je StationIn den Quellen ansehen ↓. Die Schwierigkeit liegt woanders. Ohne plausibilisierte Zähler und ohne dokumentiertes Nachweismodell, etwa nach IPMVP, erzeugt das Monitoring Zahlen, die niemand prüfen kann.

Wo liegen die Grenzen der Gradtagzahl?

Die Gradtagzahl ignoriert die Speichermasse des Gebäudes und die tatsächlichen Schwankungen der solaren Gewinne. Ihre feste Basis weicht von den realen Sollwerten ab. Sie bereinigt nur den witterungsabhängigen Anteil, nie die Grundlast. Der Klimawandel macht alte Referenzen zudem weniger repräsentativ.

Wo bekommt man Gradtagzahlen?

Der DWD veröffentlicht Klimafaktoren je Postleitzahl, bezogen auf die Referenzstation Potsdam[4][4]Daten und BerichteDWD, „Klimafaktoren für Energieverbrauchsausweise“, Beschreibung des Datensatzes: Referenzstation Potsdam, Postleitzahlbezug, gleitende ZwölfmonatszeiträumeIn den Quellen ansehen ↓. Sein Climate Data Center stellt Monats-Gradtagzahlen nach VDI 3807 je Station bereit[5][5]Technische DokumentationDWD Climate Data Center, Monats-Gradtagzahlen nach VDI 3807 je StationIn den Quellen ansehen ↓. Wählen Sie die Station, die dem Objekt am nächsten liegt.

Gradtagzahl und Klimafaktor: Was ist der Unterschied?

Der Klimafaktor des DWD ist ein Verhältnis: Gradtage der Referenzstation Potsdam geteilt durch die Gradtage am Standort, je Postleitzahl und Zwölfmonatszeitraum; der Energieverbrauchsausweis rechnet damit den Verbrauch auf das Referenzklima um. Die Gradtagzahl misst dagegen die Witterungsstrenge jedes einzelnen Tages. Ein Zwölfmonatsfaktor ersetzt deshalb nicht die Monatswerte der gewählten Station, die ein Einsparnachweis braucht.

Quellen

Quellen und Verweise

6 Quellen.
Technische Dokumentation3
  1. [2]VDI 4710 Blatt 2:2007-05, „Meteorologische Grundlagen für die technische Gebäudeausrüstung – Gradtage“, Gradtage für frei wählbare Heizgrenztemperaturen (Ergänzung zur Gradtagzahl 20/15 der VDI 3807)↑
  2. [5]Deutscher Wetterdienst (DWD), Climate Data Center, Monats-Gradtagzahlen nach VDI 3807 je Station, monatlich fortgeschrieben↑ 1 2 3
  3. [6]EVO, „International Performance Measurement and Verification Protocol (IPMVP)“, routinemäßige und nicht routinemäßige Anpassungen↑ 1 2


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