Wärmebedarfsrechnung – Ein Einblick

Um herauszufinden, wie viel Energie Sie innerhalb eines Jahres benötigen, um ein Gebäude auf eine bestimmte Temperatur zu bringen, ist eine Wärmebedarfsrechnung erforderlich. Diese sollte idealerweise von einem Fachbetrieb durchgeführt werden. Möchten Sie wissen, was sich hinter der Berechnung verbirgt, gibt Ihnen dieser Artikel einen Überblick über die wichtigsten Faktoren und Messwerte.

Was ist eine Wärmebedarfsrechnung?

Bei der Wärmebedarfsrechnung werden alle Energieverluste und -gewinne eines Gebäudes gegeneinander aufgerechnet. Der Wärmebedarf wird in Kilowattstunde (kWh) pro Jahr angegeben.

Wie macht man eine Wärmebedarfsrechnung?

Eine genaue Berechnung des Wärmebedarfs nach DIN 4108 Teil 6 setzt die Ermittlung folgender Werte voraus:

1. Gradtagszahl (GTZ) und Gradtagsfaktor (GTZ-Faktor): Die GTZ beschreibt die Differenz zwischen der Außentemperatur und der gewünschten Innentemperatur über einen bestimmten Zeitraum. Sie wird verwendet, um den Heizbedarf in Abhängigkeit von den Wetterbedingungen zu berechnen. Der GTZ-Faktor ist ein Wert, der die regionalen klimatischen Unterschiede berücksichtigt. Er ist in Normen wie der DIN 4108-6 geregelt und gibt an, wie viele Heizgradtage in einer bestimmten Region auftreten. Der Gradtagsfaktor wird meist aus regionalen Wetterdaten berechnet.
2. Korrekturfaktor für die Nachtabsenkung der Heizung: Der Korrekturfaktor für die Nachtabsenkung reduziert den Wärmeverlust, weil die Heizung nachts auf eine niedrige Temperatur eingestellt wird. In der Regel wird dieser Faktor bei der Wärmebedarfsrechnung berücksichtigt, um die reduzierte Heizlast in den Nachtstunden zu erfassen. Typischerweise liegt er bei etwa 0,8 bis 0,9. Die genaue Berechnung hängt davon ab, wie stark die Temperatur in der Nacht abgesenkt wird und wie gut das Gebäude isoliert ist.
3. U-Wert: Der U-Wert gibt an, wie viel Wärme durch ein Bauteil (z.B. eine Wand oder ein Fenster) verloren geht. Er beschreibt den Wärmedurchgangskoeffizienten und wird in W/(m²K) angegeben. Je niedriger der U-Wert, desto besser die Dämmung. Der U-Wert wird durch die Kombination der einzelnen Schichten eines Bauteils berechnet (z.B. Mauerwerk + Dämmung).
4. Bauteilflächen: Fläche von z.B. Wänden, Böden und Türen, die ans Erdreich, die Außenluft oder unbeheizte Räume grenzen.
5. Wärmebrückenzuschlag: Wärmebrücken sind Stellen im Gebäude, an denen besonders viel Wärme entweicht, z.B. an Fenstern, Ecken oder Balkonen. Der Wärmebrückenzuschlag ist ein pauschaler Zuschlag, der diese zusätzlichen Verluste berücksichtigt. Er wird oft als Faktor (z.B. 0,05 bis 0,10) zur Gesamtfläche des Gebäudes hinzugerechnet. In einer detaillierten Berechnung kann dieser Zuschlag für jede Wärmebrücke individuell ermittelt werden. Auskunft zum Thema Wärmeverlust gibt dieser Artikel.
6. Hüllfläche des Gebäudes: Die Hüllfläche eines Gebäudes umfasst alle äußeren Flächen, die das beheizte Raumvolumen umschließen, also Wände, Dach und Böden. Zur Berechnung werden alle relevanten Flächen addiert. Diese Größe ist wichtig, da durch die Hüllfläche Wärme an die Umgebung abgegeben wird.
7. Luftwechselrate: Die Luftwechselrate beschreibt, wie oft die Luft in einem Raum oder in einem Gebäude innerhalb einer bestimmten Zeit ausgetauscht wird. Zur Berechnung wird das Volumen des Lüftungsstroms durch das Raumvolumen geteilt. Standardwerte für Wohnräume liegen bei 0,5 bis 1,0 Luftwechseln pro Stunde.
8. Beheiztes Luftvolumen: Das beheizte Luftvolumen wird ermittelt, indem die Grundfläche der beheizten Räume mit der Raumhöhe multipliziert wird. Es beschreibt das Volumen, das beheizt werden muss, und ist in Kubikmetern (m³) angegeben.
9. Einstrahlung: Die Einstrahlung beschreibt die Energie der Sonnenstrahlen, die auf eine Fläche trifft. Für die Berechnung wird die Sonneneinstrahlung (in W/m²) mit der Fläche multipliziert. Es gibt auch Korrekturfaktoren, die die Orientierung und Neigung des Gebäudes sowie Verschattungen berücksichtigen.
10. Energiedurchlassgrad der Fenster: Der Einergiedurchlassgrad (g-Wert) beschreibt, wie viel Sonnenenergie durch das Fenster in den Raum gelangt. Er wird als Wert zwischen 0 und 1 angeben, wobei 1 bedeutet, dass 100 % der Sonnenenergie durch das Glas dringen. Die Berechnung erfolgt auf Basis der Glasqualität und des Rahmensystems.
11. Korrekturfaktoren: Korrekturfaktoren werden verwendet, um die Berechnungen an spezifische Umstände anzupassen. Zum Beispiel kann der Einstrahlungsfaktor eines Fensters durch einen Korrekturfaktor angepasst werden, wenn das Fenster teilweise verschattet ist. Die genauen Werte sind in den entsprechenden Normen (z.B. DIN) angegeben und müssen je nach Situation angepasst werden.
12. Gebäudevolumen: Das Gebäudevolumen wird berechnet, indem die Grundfläche des Gebäudes mit der mittleren Raumhöhe multipliziert wird.
13. Nutzfläche: Die Nutzfläche ist der Teil des Gebäudevolumens, der tatsächlich beheizt wird. Eine einfache Faustregel ist, dass die Nutzfläche etwa 0,32 x des Gebäudevolumens beträgt.
14. Länge der Heizperiode in Tagen: Die Länge der Heizperiode variiert je nach Region und Klima, liegt jedoch in der Regel zwischen 180 und 220 Tagen pro Jahr. Sie wird durch regionale Klimadaten bestimmt.

Auf Grundlage dieser Werte können nun die Wärmeverluste und -gewinne ermittelt werden, die Sie zur Berechnung des Wärmebedarfs benötigen:

1. Verluste über Hülle und Lüftung:
   • Transmissionsverlust: (Korrekturfaktor x U-Wert x Bauteilfläche) + (Wärmebrückenzuschlag x Hüllfläche des Gebäudes)
   • Lüftungswärmeverlust: 0,34 x Luftwechselrate x beheiztes Luftvolumen
2. Solare und interne Gewinne:
   • Solare Gewinne: Einstrahlung x Energiedurchlassgrad der Fenster x Fläche x Korrekturfaktoren
   • Interne Wärmegewinne: 5 x Nutzfläche x Länge der Heizperiode x 0,024

Wärmebedarfsrechnung Formel

Mithilfe der folgenden Formel können Sie nun den Wärmebedarf des Wohngebäudes berechnen:

Jahresheizwärmebedarf (kWh) = [Gradtagsfaktor x (Transmissionswärmeverlust + Lüftungswärmeverlust)] – [Nutzungsgrad interner Gewinne x (solare Gewinne + interne Gewinne)] in Kilowattstunden pro Jahr.

Wie viel Wärmebedarf pro m²?

Möchten Sie, dass sich das Ergebnis auf die Nutzfläche des Gebäudes bezieht, so dividieren Sie einfach den Jahresheizwärmebedarf durch eben diese Nutzfläche. Das Ergebnis, das Sie erhalten beschreibt die Kilowattstunden pro Quadratmeter pro Jahr.

Wer sich die Rechnerei sparen will, kann sich auch grob an den folgenden Richtwerten orientieren:

• Neubau (sehr gut gedämmt): 50–70 kWh/m² pro Jahr – Diese Werte gelten für Gebäude, die eine sehr gute Dämmung und moderne Baumaterialien aufweisen, wie z.B. Passivhäuser oder Effizienzhäuser.
• Altbau (mäßig gedämmt): 100–150 kWh/m² pro Jahr – Für ältere Gebäude, die bereits einige Dämmungsmaßnahmen erfahren haben, aber noch nicht auf einem hohen energetischen Standard sind.
• Altbau (ungedämmt): 150–300 kWh/m² pro Jahr – Für sehr alte, ungedämmte Gebäude, bei denen viel Wärme verloren geht, beispielsweise durch ungedämmte Wände und Fenster.

Was ist der Unterschied zu Heizlast und Heizleistung?

Es gibt einen Unterschied zwischen Wärmebedarf und Heizlast und Heizleistung. Der Wärmebedarf beschreibt die gesamte Energie, die über einen Zeitraum zur Beheizung benötigt wird. Die Heizlast gibt den Spitzenwert des Bedarfs an, um Gebäude an kalten Tagen warmzuhalten. Die Heizleistung gibt an, was die Heizung tatsächlich an Wärme liefert. Ein Altbau mit einer schlechten Dämmung benötigt eine hohe Heizlast, um an kalten Tagen warm zu bleiben. Die tatsächliche Heizleistung der Heizung muss daher diesen Spitzenwert erreichen können, um das Gebäude angemessen zu beheizen.

Eine ausführliche Unterscheidung der Begriffe lautet wie folgt:

1. Wärmbedarf:
   • Beschreibt die benötigte Wärmeenergie über einen Zeitraum, um den gewünschten Raumkomfort zu gewährleisten.
   • Wird meist in Kilowattstunden (kWh) gemessen und zeigt den tatsächlichen Energieverbrauch für die Heizung an.
   • Er berücksichtigt den durchschnittlichen Energiebedarf über eine gewisse Zeit, nicht nur Spitzenwerte.
2. Heizlast:
   • Beschreibt die maximale Wärmeleistung, die benötigt wird, um ein Gebäude bei den kältesten zu erwartenden Temperaturen komfortabel zu beheizen.
   • Wird oft in Kilowatt (kW) angegeben.
   • Bezieht sich auf einen Spitzenwert (sehr kaltes Wetter)
3. Heizleistung:
   • Bezieht sich auf die Fähigkeit des Heizsystems, Wärme zu erzeugen.
   • Auch in Kilowatt (kW) angegeben.
   • Bezieht sich auf das, was das Heizsystem leisten kann, nicht auf das, was das Gebäude benötigt.

Benötigen Sie Hilfe bei der Auswahl der richtigen mobilen Heizung für Ihr Gebäude, stehen wir Ihnen selbstverständlich beratend zur Seite.

Quellen:

www.heizung.de (Stand 10.10.2014)

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