Heizlasten in Altbauten

Die Heizlast eines Gebäudes und der Räume muss grundsätzlich nach der DIN EN 12831 rechtssicher berechnet werden. Wenn in Altbauten (Bestandsanlagen) keine Unterlagen vorhanden sind und/oder die Wandaufbauten und Fenstergüte bzw. -dichte nicht bekannt sind, so gibt es verschiedene Methoden, die Gebäudeheizlast zur Auslegung des Wärmeerzeugers zu ermitteln. Hierzu gehört hauptsächlich das Hüllflächenverfahren nach dem Beiblatt 2 der DIN EN 12831.

Wenn der Jahres-Energieverbrauch eines Gebäudes bekannt ist, kann die Hilfe der Vollbenutzungsstunden geschätzt werden.
Vollbenutzungsstunden für Überschlagsrechnungen, gültig für Düsseldorf

Gebäudeart	Vollbenutzungsstunden (h/a)
Einfamilienhaus	2100
Mehrfamilienhaus	2000
Bürohaus	1700
Krankenhaus	2400
Schule, einschichtiger Betrieb	1100
Schule, mehrschichtiger Betrieb	1300
Quelle: VDI 2067 Blatt 2 (Dez.93)

Die Gebäudeheizlast wird über die Formel:

Q_N,Geb = Q_Ha / ( f_V x b_VH)

 Q_N,Geb - Gebäudeheizlast (kW) = / ( x )
 Q_Ha - Jahres-Heizwärmeverbrauch (kWh/a)
 f_V - Umrechnungsfaktor für andere Orte als Düsseldorf
 b_VH - Vollbenutzungsstunden für Düsseldorf

Witterungsbereinigung

Wenn man die Jahresverbrauchswerte miteinander vergleichen will, dann muss die Witterung an dem jeweiligen Standort des Gebäudes des jeweiligen Jahres beachtet werden. Bei einer Untersuchung einer langfristigen Entwicklung des Energiebedarfs müssen die jährlichen Verbräuche erst witterungsbereinigt werden. Die Gradtage wurden eingeführt, um die klimatischen Unterschiede bewerten zu können. Sie werden für jeden einzelnen Tag berechnet und für das ganze Jahr aufaddiert. Hier wird davon ausgegangen, dass erst bei Außentemperaturen von unter 15°C geheizt werden muss. Für diese Tage wird die mittlere Außentemperatur bestimmt und die Differenz zu 20 °C gebildet.
Die Gradtage für ein Jahr sind demnach die Summe der Temperaturdifferenzen (20 °C minus mittlerer Außentemperatur) aller Gradtage für diesen Zeitraum. Je größer der Wert der Gradtage (gemessen in Kelvintagen pro Jahr) ist, desto kälter war es im betreffendem Zeitraum und desto höher ist der Heizenergiebedarf.

Die Gradtage werden vom Deutschen Wetterdienst (dwd) für viele Orte in Deutschland ermittelt. Aber auch viele Energieversorger bestimmen die Gradtage. In Nordrhein-Westfalen veröffentlicht die EnergieAgentur.NRW regelmäßig aktuelle Werte für vier repräsentative Standorte.

Die Höhe der Wärmeverbrauch in einem durchschnittlichen Jahr kann über das Verhältnis der aktuellen Gradtage zum langjährigem Mittel berechnet werden.

E_VH = E_VgH · G_m/G

E_VH - bereinigter Heizenergieverbrauch [kWh/a]
E_VgH - außentemperaturabhängiger Heizenergieverbrauch [kWh]
G - Gradtage [K · d]
G_m = langjähriges Mittel der Jahresgradtage in [K · d/a]

Heizlastabschätzung
Für die Dimensionierung einer Wärmepumpe ist es möglich, die Heizlast anhand einiger Parameter der EnEV-Berechung abzuschätzen. Das Ergebnis hat meist weniger als +/-5% Abweichung von einer Heizlastberechnung nach DIN 12831 und ist für die Auslegung der Wärmepumpe und Wärmequelle ausreichend. Für die Planung der Heizflächen und der Be- und Entlüftung ist eine raumweise Berechnung der Heizlast nach DIN 12831 unbedingt erforderlich.

•   Unter 800 m ü M mit Warmwasser: Jährl. Oelverbrauch in Litern/300 bzw. kWh/3.000
•   Unter 800 mü M ohne Warmwasser: Jährl. Oelverbrauch in Litern/265 bzw. kWh/2.650
•   Über 800 m ü M mit Warmwasser: Jährl. Oelverbrauch in Litern/330 bzw. kWh/3.300
•   Über 800 m ü M ohne Warmwasser: Jährl. Oelverbrauch in Litern/295 bzw. kWh/2.950

Auslastungsmessung - Messen der Gebäudeheizlast über die Brennerlaufzeit

Da eine Berechnung nach DIN EN 12831 aufgrund fehlender Unterlagen sehr aufwendig oder teilweise unmöglich ist, kann die Heizlast an der bestehenden Heizungsanlage aus den Laufzeiten der Kesselanlage gemessen werden. Aber für die Auslegung der Heizflächen, der Rohrnetzberechnung und dem hydraulischem Abgleich muss die Raumheizlast immer gerechnet werden.

Die Vorgehensweise ist

• Der Messtag muss ein bedeckter Tag mit Außentemperaturen unter +5 °C (besser sind AT zwischen 0 °C und -5 °C und etwas Wind sein. Die Messung kann auch nach dem Sonnenuntergang durchgeführt werden. Auf jeden Fall darf keine Fremdwärme das Heizen beeinflussen.
• Der Wärmeerzeuger darf nicht modulierend oder mehrstufig betrieben werden (Modulation abschalten)
• Trinkwassererwärmung abschalten oder vorher aufheizen
• Ermittlung der tatsächlichen Leistung des Wärmeerzeugers:
  • Bei Gaskesseln den Gasdurchsatz am Gaszähler über eine Minute ablesen und mit dem Brennwert des Gases (kWh/m³) multiplizieren. Der Brennwert ist in der Gasrechnung oder auf der Homepage des Gasversorgers zu finden. Der Brennwert ist mit den Faktor 0,9 auf den Heizwert umzurechnen. Der errechnete Wert ist mit dem feuerungstechnischen Wirkungsgrad aus dem Schornsteinfegerprotokoll zu multiplizieren.
  • Bei Ölkesseln ist die eingestellte Nennbelastung auf dem Einstellprotokoll des Brenners der Wartungsfirma zu finden. Ansonsten sollte bei der nächsten Wartung nachgefragt werden. Sollte die eingestellte Kesselleistung nicht zu ermitteln sein, ist der mittlere Wert der auf dem Typenschild angegebenen Nennleistungsbereich anzunehmen. Besser wäre es in diesem Fall, den tatsächlichen Öldurchsatz auszugelitern, was aber nur durch einen Fachbetrieb erfolgen sollte. Die Umrechnung ist wie bei dem Gaskessel durchzuführen.
• Die Thermostatventile oder die Raumregler (ERR) müssen auf die üblichen Raumtemperaturen eingestellt und alle Räume einige Stunden (ca. 1 bis 3 Stunden) beheizt worden sein. Der Aufheizvorgang des Gebäudes muss abgeschlossen sein.
• Die Lüftung (Fensterlüftung oder kontrollierte Lüftung) sollte, wie es täglich üblich ist, ausgeführt werden.
• Messen der Außentemperatur.
• Messen der Lauf- und die Stillstandszeiten der Kesselanlage (über ca. 3 Stunden) mit einer Stoppuhr.
• Errechnen des Anteils der Kessellaufzeiten an der gesamten Messdauer.
• Errechnen der Differenz aus der mitteren gewünschten Raumtemperatur und der vorhandenen Außentemperatur.
• Errechnen der Differenz aus der mitteren gewünschten Raumtemperatur und der Normaußentempertur nach DIN EN 12831 für den Standort der Anlage (zwischen -10 und -16 °C).
• Die gemessenen Werte in eine Excel -Tabelle oder Programm eintragen

Eine andere Methode ist die Auslegung über die  Spezifische Heizlast. Aber auch das ist nur eine Schätzmethode.