- Wärmebedarf vs. Heizlast: Der Wärmebedarf gibt an, wie viel Energie ein Gebäude jährlich zum Heizen benötigt (in kWh/m²a), während die Heizlast beschreibt, welche Heizleistung (in kW) erforderlich ist, um das Gebäude bei tiefsten Temperaturen warm zu halten. Beide Werte hängen von Dämmung, Gebäudetechnik und Außentemperaturen ab.
- Selbstberechnung: Laien können grobe Berechnungen für den Wärmebedarf oder die Heizlast mithilfe von Online-Rechnern durchführen, benötigen jedoch genaue Werte wie den U-Wert aus dem Energieausweis. Für präzise Ergebnisse sollte ein Energieexperte konsultiert werden.
- Nutzen der Berechnung: Eine genaue Wärmebedarfsanalyse deckt Einsparpotenziale auf und hilft bei der Wahl energieeffizienter Maßnahmen, wie dem Austausch von Heizsystemen oder der Verbesserung der Dämmung, was langfristig Kosten und Emissionen reduziert.
Im Bereich der Energieeffizienz sind Wärmebedarf und Heizlast entscheidende Kennwerte, die das Heizverhalten eines Gebäudes maßgeblich beeinflussen. Diese Werte geben Aufschluss über die benötigte Heizleistung und die energetische Qualität des Gebäudes. Sie spielen besonders bei Neubauten und Sanierungen eine wichtige Rolle, da eine präzise Berechnung der Heizlast und des Wärmebedarfs die Leistung der Heizung optimieren kann, um Energiekosten zu senken und die gesetzlichen Anforderungen, wie das Gebäudeenergiegesetz (GEG), zu erfüllen.
Was ist der Wärmebedarf?
Der Wärmebedarf bezeichnet die Energiemenge, die erforderlich ist, um die Räume eines Gebäudes über die gesamte Heizperiode hinweg auf eine konstante gewünschte Raumtemperatur zu heizen. Er umfasst alle Energieverluste, die durch Wände, Fenster, Türen und das Dach entstehen, und berücksichtigt auch Wärmegewinne, wie etwa solare Wärmegewinne. Der Wärmebedarf ist also ein entscheidender Indikator, wenn es darum geht, den durchschnittlichen Wärmebedarf eines Gebäudes zu ermitteln und die Energieeffizienz von Gebäuden zu bewerten.
Was bedeutet die Heizlast?
Die Heizlast hingegen ist der Spitzenwert der benötigten Heizleistung und wird unter den ungünstigsten Bedingungen – beispielsweise bei der tiefsten Außentemperatur – gemessen. Sie ist wichtig, um die Leistung des Kessels und die Kilowatt Heizleistung der Heizungsanlage genau zu dimensionieren. Die Heizlast wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst, wie dem Standort des Gebäudes, der Anzahl der Außenwände, der Art der Wärmedämmung sowie der energetischen Qualität der Gebäudehülle. Auch die Interne Wärmegewinne und unbeheizte Räume wirken sich auf die Heizlast aus, da sie die Wärmeverteilung und den Energieverbrauch beeinflussen.
Verschiedene Einflüsse auf den Wärmebedarf und die Heizlast
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Gebäudestandorte und Heizperiode
Der Standort des Gebäudes und die Länge der Heizperiode haben erheblichen Einfluss auf den Wärmebedarf und die Heizlast. Ein Gebäude in einem kühleren Klima oder einer Region mit langen Heizperioden benötigt in der Regel eine höhere Heizleistung als ein Gebäude in einer wärmeren Region. Daher spielt der Standort bei der Berechnung der Heizleistung eine wichtige Rolle. Auch die gewünschte Raumtemperatur wirkt sich direkt auf den Wärmebedarf aus: Jedes zusätzliche Grad Celsius erhöht den Heizbedarf erheblich, was sich wiederum in höheren Heizkosten widerspiegelt. Für eine genaue Ermittlung des Wärmebedarfs und eine optimale Energieeffizienz von Gebäuden ist es daher wichtig, sowohl den Standort als auch die klimatischen Bedingungen zu berücksichtigen.
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Gebäudehülle und der Dämmung
Ein gut gedämmtes Gebäude hat eine höhere energetische Qualität und verliert weniger Wärme, was sich positiv auf den Wärmebedarf und die Heizlast auswirkt. Die Art der Wärmedämmung und die Qualität der Fenster spielen hier eine zentrale Rolle. Sie verhindern, dass Wärme unnötig nach außen verloren geht, und reduzieren den durchschnittlichen Wärmebedarf des Gebäudes erheblich. Besonders im Rahmen einer energetischen Sanierung kann eine Verbesserung der Dämmung eine erhebliche Reduzierung des Wärmebedarfs bewirken. Die Energetische Qualität der Gebäudehülle – also die Gesamtheit der Dämm- und Isolationsmaßnahmen – beeinflusst auch die benötigte Heizleistung und die damit verbundenen Energiekosten. Je besser die Dämmung, desto weniger Wärme geht über das Dach, die Wände oder die Fenster verloren.
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Beheizte Flächen
Die beheizte Fläche eines Gebäudes, also die Quadratmeterzahl der Flächen, die tatsächlich beheizt werden, ist ein weiterer zentraler Faktor bei der Berechnung von Wärmebedarf und Heizlast. Die Größe der beheizten Fläche wirkt sich direkt auf den durchschnittlichen Wärmebedarf aus, denn je größer die zu beheizende Fläche, desto mehr Energie wird benötigt, um die bestimmte Temperatur im Gebäude aufrechtzuerhalten. Daher ist die exakte Bestimmung der beheizten Gebäudefläche notwendig, um eine verlässliche Berechnung der Heizlast zu ermöglichen.
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Interne Wärmegewinne
Neben den äußeren Einflüssen, die zur Heizlast beitragen, gibt es auch interne Wärmegewinne. Diese entstehen durch die Anzahl der Bewohner, Haushaltsgeräte oder andere Wärmequellen innerhalb des Gebäudes. Diese internen Wärmegewinne können den Heizbedarf senken, da sie zusätzliche Wärme im Inneren des Gebäudes erzeugen, die dann weniger durch das Heizsystem gedeckt werden muss. Eine überschlägige Berechnung des Wärmebedarfs und der Heizlast sollte auch diese internen Faktoren berücksichtigen, um eine möglichst genaue Einschätzung der benötigten Heizlast zu erhalten.
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Gebäudegröße und energetische Bewertung
Die Größe des Gebäudes und die energetische Bewertung von Gebäuden hängen eng zusammen, da größere Gebäude oft höhere Wärmebedarfs Werte aufweisen. Um den durchschnittlichen Heizwärmebedarf und die spezifische energetische Qualität eines Gebäudes festzustellen, sollten neben der Größe auch die Bauweise, der Zustand der Außenwände, die Fenster und andere bauliche Details in die Berechnung einfließen. Eine gute energetische Qualität führt zu einer geringeren Heizleistung und spart Energiekosten.
Wie berechnet man den Wärmebedarf?
Für die Ermittlung des Wärmebedarfs und der Heizlast stehen verschiedene Berechnungsmethoden zur Verfügung. Für eine erste Orientierung oder eine überschlägige Berechnung kann ein vereinfachtes Verfahren angewendet werden, das auf Durchschnittswerten basiert und eine grobe Einschätzung liefert. Diese Methode eignet sich für erste Planungen oder als Hilfsmittel bei der Auswahl einer neuen Heizung.
Für eine präzise Dimensionierung der Heizung ist jedoch eine ausführliche Berechnung erforderlich, die sämtliche spezifischen Daten des Gebäudes einbezieht. Diese Berechnung kann auch zusätzliche Effizienzmaßnahmen aufzeigen, wie etwa die Integration erneuerbarer Energien oder die Notwendigkeit eines hydraulischen Abgleichs, um die Heizleistung optimal zu verteilen und den Energieverbrauch zu senken.
- Formel zur Berechnung des Wärmebedarfs:
Heizwärmebedarf = [Gradtagsfaktor x (Transmissionswärmeverlust + Lüftungswärmeverlust)] – [Nutzungsgrad interner Gewinne x (solare Gewinne + interne Gewinne)] in Kilowattstunden pro Jahr.
Der Gradtagsfaktor gibt an, wie viele Tage die Aussentemperatur in einer Gegend unter einem bestimmten Grenzwert liegen. Sie kann aus einer Tabelle abgelesen werden. Die Transmissionswärmeverluste und Lüftungswärmeverluste berechnen sich aus anderen Angaben zum Gebäude wie dem Volumen und der Dämmung. Der Nutzungsgrad von Energiegewinnen hängt von der Art der Heizung ab. So hat zum Beispiel eine Pelletsheizung, und Brennstoffzellenheizung einen sehr hohen Nutzungsgrad.
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Monat
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Anteile
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Januar
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170
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Februar
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150
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März
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130
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April
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80
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Mai
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40
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Juni + Juli + August
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40
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September
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30
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Oktober
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80
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November
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120
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Dezember
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160
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Tabelle 1: Gradtagszahlentabelle
Wie berechnet man die Heizlast?
Eine genaue Berechnung der Heizlast ist essentiell, um sicherzustellen, dass das Heizsystem weder unter- noch überdimensioniert ist. Eine zu niedrige Heizleistung kann dazu führen, dass das Gebäude an kalten Tagen nicht ausreichend erwärmt wird, während eine zu hohe Leistung des Kessels unnötige Energie verbraucht und höhere Betriebskosten verursacht.
Für die Heizlastberechnung gibt es im Vergleich eine etwas simplere Formel. Die Heizlast interessiert Hausbesitzer oftmals, weil daraus direkte Konsequenzen für die Wahl der Heizung und somit auch für die Kostenplanung – ergeben.
Aber Achtung: Die einfache Formel ergibt nur einen Richtwert. Für eine verlässliche Heizlastberechnung müssen Sie sich, wie bei der Wärmebedarfsberechnung, an einen Energieexperten wenden.
- Die vereinfachte Formel für die Berechnung der Heizlast lautet:
Heizlast in Watt = Wohnfläche in m² x U-Wert in W/(m²·K) x Temperaturdifferenz in K
Sagen wir nun, Sie haben ein Einfamilienhaus mit einer Wohnfläche von 360 Quadratmetern.
Als nächstes brauchen Sie den U-Wert. Dieser gibt an, wie gut das Haus isoliert ist. Er steht in Ihrem Energieausweis unter “Energetische Qualität der Gebäudehülle”. Sagen wir, Ihr Gebäude ist ein mittelmäßig isolierter Neubau und hat einen U-Wert von 1.29.
Dann brauchen Sie noch die Temperaturdifferenz in Kelvin. Das ist die Differenz zwischen der Außentemperatur und der gewünschten Innentemperatur. Annahme: Ihre gewünschte Innentemperatur beträgt 23 Grad. Für die Außentemperatur nimmt man in dieser Berechnung die kälteste Temperatur von Kälteperioden in 20 aufeinanderfolgenden Jahren. Für Ihre Region können Sie diese online nachschauen. Sagen wir, Ihr Haus befindet sich in Hamburg und die Aussentemperatur ist -12 Grad.
Diese beiden Temperaturen müssen zuerst von Grad Celsius in Kelvin umgerechnet werden. Das machen Sie, indem Sie jeweils +273 rechnen.
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Gewünschte Innentemperatur in Kelvin:
23 + 273 = 296
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Außentemperatur in Kelvin:
-12 + 273 = 261
-
Temperaturdifferenz:
296 Kelvin – 261 Kelvin = 35 Kelvin
Nun setzen Sie diese Werte in die Formel ein:
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Heizlast in Watt:
360 x 1.29 x 35 = 16.254
Ihre Heizleistung würde also um die 16.254 Watt oder 16,254 Kilowatt betragen.
Fazit: Wärmebedarf und Heizlast als Grundlage für energieeffizientes Bauen und Sanieren
Die exakte Kenntnis der Werte für Wärmebedarf und Heizlast ist für die Planung und den Betrieb energieeffizienter Gebäude unerlässlich. Diese Kennwerte sind entscheidend, um die energetische Qualität eines Gebäudes zu bewerten, die Leistung der Heizung optimal zu planen und den durchschnittlichen Wärmebedarf bestmöglich zu decken. Sie bieten sowohl eine erste Orientierung als auch eine Grundlage für eine detaillierte Planung und ermöglichen es, die gesetzlichen Anforderungen des Gebäudeenergiegesetzes zu erfüllen.
Durch die Berücksichtigung aller relevanten Einflussfaktoren, wie Standort, Gebäudedämmung, Heizperiode, interne Wärmegewinne und die Art der Fenster, kann eine effiziente und maßgeschneiderte Heizlösung entwickelt werden. Eine neue Heizung oder eine gezielte energetische Sanierung, die auf der Basis einer präzisen Berechnung erfolgt, schafft langfristig nicht nur ein komfortables Wohnklima, sondern spart auch Energiekosten und schont die Umwelt.
Somit sind Wärmebedarf und Heizlast zentrale Größen für alle, die an der langfristigen Energieeffizienz von Gebäuden und einer nachhaltigen Entwicklung interessiert sind.
