Der Energieverbrauch einer Heizungsanlage wird nicht allein durch den eingebauten Wärmeerzeuger bestimmt. Außenwände, Fenster, Dach und Kellerdecke geben während der Heizperiode Wärme an die Umgebung ab. Gleichzeitig entscheidet die Wärmeverteilung darüber, mit welchen Temperaturen die Räume beheizt werden können. Auch Einstellungen an der Heizungsregelung verändern den Energiebedarf.
Bei einer Sanierung müssen diese Bereiche getrennt untersucht werden. Ein neuer Wärmeerzeuger beseitigt beispielsweise keine hohen Wärmeverluste des Gebäudes. Umgekehrt kann eine verbesserte Gebäudehülle den erforderlichen Wärmebedarf senken und damit andere Betriebsbedingungen für die Heizungsanlage ermöglichen.
Kurzfassung
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Wärmebedarf entsteht im Gebäude
Während der Heizperiode fließt Wärme von beheizten Räumen nach außen oder in unbeheizte Gebäudebereiche. Wie hoch diese Wärmeverluste sind, hängt vom Aufbau der Außenbauteile, der Qualität der Fenster und der Größe der beheizten Fläche ab. Undichte Stellen in der Gebäudehülle können den Heizbedarf zusätzlich erhöhen.
Der energetische Standard erfasst energetische Eigenschaften eines Gebäudes, darunter den Wärmeschutz der Gebäudehülle. Bei gleicher Wohnfläche kann beispielsweise ein ungedämmtes Haus mehr Heizwärme benötigen als ein Gebäude mit gedämmtem Dach, gedämmten Außenwänden und Fenstern mit geringerem Wärmeverlust. Für die Ermittlung des Wärmebedarfs sind daher die tatsächlichen baulichen Eigenschaften maßgeblich und nicht allein das Baujahr.
Vor einer Änderung der Heizungsanlage ist die erforderliche Heizleistung zu bestimmen. Sie gibt an, welche Wärmemenge unter festgelegten Bedingungen benötigt wird, um die gewünschten Raumtemperaturen zu halten. Daraus ergeben sich Anforderungen an Wärmeerzeuger und Heizflächen.
Heizflächen bestimmen die erforderlichen Temperaturen
Heizkörper und Flächenheizungen übertragen die erzeugte Wärme auf die Räume. Ihre Größe und Bauart beeinflussen, welche Heizwassertemperatur dafür erforderlich ist. Ein kleiner Heizkörper benötigt unter vergleichbaren Bedingungen eine höhere Temperatur als eine größere Heizfläche mit entsprechender Wärmeabgabe.
Bei Fußbodenheizungen verteilt sich die Wärme über einen großen Teil der Bodenfläche. Deshalb können solche Systeme meist mit niedrigeren Vorlauftemperaturen betrieben werden. Vorhandene Heizkörper schließen niedrige Temperaturen allerdings nicht grundsätzlich aus. Entscheidend ist, ob ihre Leistung bei der vorgesehenen Vorlauftemperatur für den jeweiligen Raum ausreicht.
Eine Absenkung der Vorlauftemperatur darf daher nicht unabhängig von der Heizleistung betrachtet werden. Bleiben einzelne Räume anschließend zu kühl, müssen Heizflächen, Volumenstrom und Wärmebedarf überprüft werden.
Wärmeerzeuger unterscheiden sich technisch
Beim energieeffizienten Heizen müssen Wärmeerzeugung und Gebäudeeigenschaften zusammen betrachtet werden. Eine Wärmepumpe nutzt Wärme aus Luft, Erdreich oder Wasser und hebt deren Temperaturniveau mithilfe elektrischer Energie an. Je geringer die notwendige Temperaturdifferenz ausfällt, desto weniger elektrische Arbeit benötigt der Kältekreislauf unter vergleichbaren Bedingungen.
Gas-Brennwertgeräte erzeugen Wärme durch Verbrennung. Zusätzlich wird ein Teil der in den Abgasen enthaltenen Wärme genutzt. Niedrige Rücklauftemperaturen begünstigen die Kondensation des Wasserdampfs im Abgas und damit die Brennwertnutzung.
Pelletheizungen verbrennen gepresste Holzpellets. Neben dem Wärmeerzeuger werden Lagerraum und eine Einrichtung für die Brennstoffzuführung benötigt. Solarthermische Anlagen arbeiten nach einem anderen Prinzip. Kollektoren nehmen Sonnenstrahlung auf und übertragen die gewonnene Wärme auf einen Wärmeträger. Sie werden unter anderem für Warmwasser oder zur Unterstützung der Raumheizung eingesetzt. Heizungs- und Solartechnik können innerhalb der Haustechnik miteinander kombiniert werden.
Wasserverteilung verändert den Anlagenbetrieb
Neben der erzeugten Wärmemenge ist die Verteilung des Heizwassers auf die einzelnen Heizflächen entscheidend. Erhält ein Heizkörper zu wenig Heizwasser, kann er nicht die vorgesehene Wärmemenge an den Raum abgeben. Ohne hydraulische Abstimmung können Heizkörper nahe am Wärmeerzeuger stärker durchströmt werden als weiter entfernte Heizkörper.
Beim hydraulischen Abgleich werden die erforderlichen Wassermengen für die einzelnen Heizflächen ermittelt und eingestellt. Grundlage dafür sind unter anderem Raumheizlast, Heizkörperleistung und vorgesehene Systemtemperaturen.
Die Heizkurve bestimmt, wie hoch die Vorlauftemperatur bei einer bestimmten Außentemperatur ausfällt. Ist sie zu hoch eingestellt, stellt die Anlage wärmeres Heizwasser bereit, als für die gewünschte Raumtemperatur erforderlich ist.
Dämmung verändert die Anforderungen an die Heizung
Maßnahmen an der Gebäudehülle können den Wärmebedarf verändern. Werden Dach oder Außenwände gedämmt, verringert die zusätzliche Dämmschicht den Wärmefluss von beheizten Räumen nach außen. Fenster mit besserem Wärmeschutz geben ebenfalls weniger Wärme an die Umgebung ab. Dadurch muss die Heizungsanlage weniger Wärme bereitstellen, um die gewünschte Raumtemperatur zu halten.
Eine geringere Heizlast kann dazu führen, dass vorhandene Heizkörper anschließend mit niedrigeren Vorlauftemperaturen genügend Wärme abgeben. Das ist insbesondere bei der Planung einer Wärmepumpe von Bedeutung, weil deren Strombedarf mit der erforderlichen Temperaturerhöhung zusammenhängt.
Bauliche und technische Maßnahmen sollten deshalb zeitlich aufeinander abgestimmt werden. Wird zuerst ein Wärmeerzeuger anhand des bisherigen Wärmebedarfs dimensioniert und die Gebäudehülle anschließend verändert, können sich die ursprünglichen Auslegungsbedingungen verschieben.
Verbrauchsdaten benötigen einen Vergleichsrahmen
Jährliche Energieabrechnungen zeigen, wie viel Gas, Strom oder Brennstoff tatsächlich verbraucht wurde. Für die Beurteilung einer Heizungsanlage reicht ein einzelner Jahreswert jedoch nicht aus. Ein kalter Winter verursacht unter vergleichbaren Nutzungsbedingungen einen höheren Heizbedarf als eine milde Heizperiode.
Höhere Raumtemperaturen erhöhen den Heizenergiebedarf, während eine größere Personenzahl den Warmwasserverbrauch steigern kann. Auch längeres Duschen oder häufigeres Baden erhöht die dafür benötigte Energie. Ein Vergleich mehrerer Jahre sollte solche Unterschiede berücksichtigen. Der Energieverbrauchskennwert setzt den Verbrauch in Beziehung zur Gebäudefläche und ermöglicht den Vergleich mit Gebäuden ähnlicher Nutzung.
Für technische Entscheidungen sind zusätzlich Vorlauf- und Rücklauftemperaturen sowie der Zustand der Heizflächen zu berücksichtigen. Erst die Verbindung dieser Angaben zeigt, an welcher Stelle der Heizungsanlage Veränderungen erforderlich sind.
Fazit
Der Heizenergieverbrauch entsteht aus mehreren voneinander abhängigen Bereichen. Gebäudehülle und Außentemperatur bestimmen den Wärmebedarf, Heizflächen übertragen die Wärme in die Räume und der Wärmeerzeuger stellt die erforderliche Heizenergie bereit.
Vor einem Austausch der Heiztechnik sind deshalb Wärmebedarf, Heizflächen und notwendige Systemtemperaturen zu erfassen. Hydraulische Einstellungen und Heizkurve gehören ebenfalls zur Beurteilung. Auf dieser Basis lässt sich feststellen, welche Veränderungen am jeweiligen Gebäude technisch begründet sind.