Wärmebedarfsberechnung – die Grundlage für die passende Heizungsanlage

Wärmebedarf – wichtiger Faktor für Energieeffizienz, Kostenersparnis und Umweltschutz

Die Berechnung des Wärmebedarfs eines Gebäudes ist die Grundlage, um die Leistung der Heizungsanlage zu bestimmen. Nur so gelingt es, ein Ein- oder Mehrfamilienhaus langfristig effizient zu heizen und damit Kosten und umweltschädliche Emissionen zu reduzieren.

Eine falsch dimensionierte Heizungsanlage kann folgende Konsequenzen nach sich ziehen:

• zu hohe Leistung: Die Räume werden im Winter meist überhitzt, wodurch die Bewohner häufiger die Fenster öffnen. Daraufhin müssen die Räume wieder aufgeheizt werden. Daraus ergibt sich schließlich eine Art Teufelskreis aus Lüften und erneutem Heizen, der zu höheren Heizkosten sowie mehr Emissionen führt.
• zu niedrige Leistung: In diesem Fall können Räume im Winter kaum ausreichend geheizt werden, sodass es meist zu kalt ist. Um die geringe Leistung zu kompensieren, wird die Heizung ständig hochgeregelt, wodurch sie noch mehr Brennstoff verbraucht, ohne die ausreichende Heizlast zu erzielen.

Diese Faktoren bestimmen die Wärmebedarfsberechnung

Wer den Wärmebedarf berechnen möchte, muss verschiedene Aspekte berücksichtigen und abhängig von der Größe, Ausstattung und Lage eines Gebäudes eine Menge Daten sammeln. Um die Heizung mit der geeigneten Leistung zu finden, spielt es zusätzlich eine Rolle, ob der Kessel nur zur Erwärmung von Räumen oder auch zur Warmwasserbereitung genutzt wird.

Darüber hinaus bestehen wechselseitige Wirkungen der einzelnen Faktoren zur Wärmebedarfsberechnung. Auf diese Weise ergeben sich Unterschiede bei der Berechnung für einzelne Gebäudeteile, Räume oder das Gesamtgebäude. Außerdem kann sich zum Beispiel eine Wärmedämmung in einem Raum energetisch anders auf die benötigte Heizlast auswirken als in einem anderen Raum, auch wenn diese Räume sich im gleichen Gebäude befinden. Unterschiedlicher Bedarf an Heizenergie kann schließlich auch dadurch entstehen, dass die Räume eines Gebäudes unterschiedlich starken Witterungseinflüssen ausgesetzt sind.

Bevor zum Beispiel ein Energieberater den Wärmebedarf professionell ermittelt, unterteilt er ein Gebäude in der Regel in unterschiedliche Gruppen, die jeweils eigene Charakteristika mitbringen:

Gebäudeteile mit direktem Kontakt zur Hülle des Gebäudes:

• Bauteile mit Außenflächen wie Dächer, Fenster, Außentüren sowie die gesamten Außenwände eines Gebäudes.
• Geschossdecken, die an einen Dachboden ohne Wärmedämmung grenzen.
• Bauteile, die an unbeheizte Räumlichkeiten sowie den Erdboden grenzen. Hierzu gehören zum Beispiel Kellerräume oder Garagen.
• Räume, die nur über einen geringen Wärmebedarf verfügen wie Flure, Wintergärten oder Treppenhäuser.

Gebäudeeigenschaften innenliegender Räume

• beheizte oder unbeheizte Räume
• Grundrisse des Gebäudes
• Anzahl und Position der Verbindungstüren
• Innenwände und innenliegende Decken

Diese Daten werden schließlich ergänzt mit weiteren Angaben:

• Bestimmung des Norm-Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) nach DIN EN ISO 6946
• Berechnung der Norm-Transmissionswärmeverluste
• Berechnung der Norm-Lüftungswärmeverluste

Wichtige Unterlagen zur Berechnung des Wärmebedarfs

Wenn Sie den Wärmebedarf eines Neubaus oder Mehrfamilienhauses berechnen wollen, benötigen Sie verschiedene Dokumente und Unterlagen. Dazu gehören:

• Lageplan des Gebäudes mit Angaben der Himmelsrichtungen sowie der geographischen Lage
• Gebäudeplan inklusive der Grundrisse der einzelnen Geschosse im Mindestmaßstab 1:100 sowie Maßangaben zu Fenstern und Türen inkl. Durchnummerierung der Räume
• detaillierte Baubeschreibung des Wand- und Deckenaufbaus
• Beschreibung der Eigenschaften von verwendeten Türen und Fenstern (Art der Verglasung, Material und Verarbeitung der Rahmen)

Wenn Altbauten saniert werden, fehlen entsprechende Angaben häufig. In diesem Fall müssen Experten auf Fachliteratur zurückgreifen, um anhand der verwendeten Baustoffe die Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) zu berechnen.

Wärmebedarf berechnen: Formel, Dienstleister, Tools

Wer den Wärmebedarf eines kompletten Gebäudes berechnen möchte, muss dabei viele komplexe Rechenschritte durchführen. In der Regel wird der Wärmebedarf für einen Neubau oder eine Sanierung bereits im Vorfeld überschlägig berechnet.

Berechnung der Norm-Heizlast nach DIN EN 12831

Die professionelle Berechnung der Heizlast erfolgt auf der Basis der DIN EN 12831. Hierfür verwenden Profis eine entsprechende Planungssoftware, in welche die zur Wärmebedarfsberechnung notwendigen Daten eingefügt werden.

Die DIN EN 12831 berücksichtigt sowohl die EnEV sowie alle wichtigen Rechtsvorschriften. Als Heizlast wird nach dieser Norm der Wärmestrom berücksichtigt, der erforderlich ist, um bei normierter Tiefsttemperatur der Außenluft die normierte Innentemperatur zu erreichen. Die Einheit der Heizlast wird nach der Berechnung in Kilowatt (kW) angegeben.

Nach DIN EN 12831 ist die gesamte Normheizlast eines Gebäudes die Summe aller Normheizlasten der Räumlichkeiten eines Gebäudes. Dabei werden Norm-Transmissionsheizlast (ΦT) und Norm-Lüftungsheizlast (ΦV) addiert.

Die Formel für die Norm-Heizlast eines Gebäudes (ΦHL) lautet:

ΦHL = ΣΦT + ΣΦV

Schon anhand dieser kurzen Erläuterung wird deutlich, dass die professionelle Wärmebedarfsberechnung einige Vorkenntnisse voraussetzt.

Richtwerte zur Ermittlung der Heizlast

Als Orientierungshilfe zur Berechnung des Wärmebedarfs werden häufig folgende Richtwerte verwendet:

• Wärmebedarf Einfamilienhaus mit einer Fläche von 150 m² = 6 kW
• Wärmebedarf Mehrfamilienhaus mit einer Fläche von 10.000 m² = 314 kW

Entsprechend dieser Werte sollte dann die Leistung der Heizungsanlage gewählt werden. Allerdings können diese Richtwerte je nach Grad der Dämmung und Art der Heizungsanlage deutlich variieren. So werden zum Beispiel bei Gas-Brennwertkesseln deutlich bessere Wirkungsgrade erzielt, sodass eine geringere Leistung als bei einer Ölheizung ausreicht.

Wärmebedarf für Warmwasser berechnen – wichtig zur Dimensionierung von Leistung und Speicher

Da die meisten Heizungsanlagen zusätzlich zum Erwärmen von Wasser genutzt werden, muss auch die Warmwassererwärmung in die Wärmebedarfsberechnung einbezogen werden. Für die Berechnung wird die DIN 4708-2 zugrunde gelegt. Sie geht von einem „gemischt belegten“ Wohngebäude aus. Dies bedeutet, dass der Warmwasserverbrauch nicht an eine bestimmte Zeit gekoppelt ist und die Bewohner des Gebäudes nicht alle gleichzeitig warmes Wasser nutzen.

Die Formel zur Berechnung der sogenannten „Bedarfskennzahl N“ lautet:

N= Σ (n·p·v·wv)/p· wv

Für die Wärmebedarfsberechnung des Warmwassers sind demnach die Anzahl der Wohnungen (n), die Anzahl der Bewohner pro Wohnung (p), die Zahl der Zapfstellen wie Badewannen oder Armaturen (v) sowie der Zapfstellenbedarf (wv) relevant.

Die Berechnung selbst wird in der Regel mit Hilfe von Formblättern durchgeführt. Auf der Basis der Bedarfskennzahl kann ein Fachbetrieb schließlich einen passenden Warmwasserspeicher finden.

Fazit

Die Ermittlung des Wärmebedarfs ist eine komplexe Aufgabe, die zwar heute mit Hilfe von Software und Tabellen zügig erledigt werden kann. Doch um eine perfekte und effiziente Heizungsanlage für ein spezifisches Gebäude zu finden, sollte die Wärmebedarfsberechnung am besten von einem Profi durchgeführt werden. Neben Energieberatern kann jeder Fachbetrieb für Heizungsanlagen diese Berechnung für Kunden durchführen.