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2.) Wärmebedarf

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2.) Wärmebedarf 9
 
 

Um überhaupt über das Vorhaben einer solaren Beheizung eines Einfamilienhauses nachdenken zu können, vorab einige unverbindliche Daten über den Wärmebedarf eines Hauses und dessen Aufteilung.

Beispiel soll ein normales Standardeinfamilienhaus sein, das über keine Wärmedämmung und zusätzlich über schlecht schließende Fenster verfügt, wie es auch in der DIN 4108 (1974) beschrieben wird. (5 Bewohner, Wasserverbrauch "gehobener Standard"). Als nächstes von einem Neubauhaus mit Wärmedämmung und gut schließenden Fenstern. Als letztes noch ein sehr gut gedämmtes sog. Schwedenhaus. Die spezifischen Wärmebedarfswerte sehen dann wie folgt aus:
 
 

Um nun auf den gesamten Wärmebedarf während der kalten Jahreszeit schließen zu können, wird die Dauer der Heizperiode benötigt. Die Heizperiode bei einem solarbeheizten Haus beginnt, sobald die installierte Kollektorfläche nicht mehr die benötigte Wärme zur Beheizung bereitstellen kann. Die Dauer dieser Heizperiode hängt also von der Güte des gedämmten Hauses sowie von der Kollektorfläche der Solaranlage ab. Je besser das Haus gedämmt ist und je größer die Kollektorfläche der Solaranlage mit Pufferwärmespeicher ist, desto kürzer wird die Heizperiode. Bei entsprechend großer Kollektorfläche (ganze Dachhälfte) wird eine solare Deckungsrate bis Mitte - Ende Oktober sowie ab Anfang - Mitte März von 100% erreicht. Das enspricht einer Heizperiodendauer von ca. 150 Tagen.
 
 
 
 
 
 

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Tabelle1:
 
 
 

Monat:	Oktober	November	Dezember	Januar	Februar	März
Æ Temp.	9,25°C	4,3°C	1,0°C	-0,2°C	+0,5°C	3,9°C

 
 
 

Während dieser 150 Tage von Oktober bis März ergibt sich eine durchschnittliche Außentemperatur von plus 3°C. Errechnet man den Heizölbedarf der drei Beispielhäuser für diese 150 Tage, so ergibt sich für das
 
 

· Standardhaus 450 W/K... (ca. 3200 l Heizöl)

· Neubau 300 W/K........... (ca. 2150 l Heizöl)

· Schweden 200 W/K....... (ca. 1400 l Heizöl)
 
 

Bei dem Lüftungswärmebedarf wird wieder von einer Wohnflächengröße von 150m² ausgegangen, das entspricht ca. 350m³ Raumvolumen. Dieses Volumen soll alle 2 Stunden komplett durch frische Außenluft ausgetauscht werden, was einer Luftwechselzahl von 0,5/h entspricht. Bei diesen Annahmen entsteht während der 150 Tage Heizperiode und der durchschnittlichen 3°C Außentemperatur ein Heizölverbrauch
 
 

von ca. 290 l.
 
 

Der Heizölverbrauch durch die Brauchwassererwärmung schlägt bei 400 l/Tag (5 Pers. gehobener Standard) und 45°C bei 10°C Zulauf während dieser 150 Tage
 
 

mit 280 l zu Buche.
 
 

Bei den Berechnungen des Heizölverbrauches wurde ein Wirkungsgrad des Heizkessels von 87% zu Grunde gelegt.

Diese Aufschlüsselung des Heizölverbrauchs soll zeigen, daß Einsparungen bei der Raumheizung sowie der Raumlüftung am sinnvollsten erscheinen.
 
 
 
 

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Lit.2),S.134

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2.2.) Wärmebedarf eines reellen Hauses
 

Als Berechnungsbeispiel soll ein reales Haus herangezogen werden. Es soll überprüft werden, wie sich ein errechneter Wärmeverbrauch im Vergleich mit dem tatsächlich gemessenen Wärmeverbrauch verhält. Demnach soll das Haus, mit dem heute möglichen Dämm- und Isolierungsmaßnahmen versehen, theoretisch auf den verbesserten Wert nachgerechnet werden. Das Haus besitzt als Einfamilienhaus folgende Werte und Maße.

Wohnfläche 170m²:
 
 

Addiert man hierzu noch den Ölverbrauch der durch die Lüftung entsteht (68 l Öl) sowie den Verbrauch durch die Warmwasserbereitung für 2 Pers. (50 l Öl) ergibt sich ein Gesamtheizölverbrauch von 1612 l .

Durch den Kesselwirkungsgrad von ca. 90% erhöht sich der Verbrauch zu dem rechnerischen Endwert von 1790 l Heizöl.

Der gemessene Wert beträgt in diesem Vergleichsraum 1770 l Heizöl.

Die große Übereinstimmung dieser beiden Werte steht für die Realitätsnähe der rechnerischen Betrachtung.
 
 

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2.3.) Wärmebedarf eines ideal gedämmten Hauses

Mit den heute von der Bauwirtschaft zur Verfügung gestellten Materialien und Baustoffe wird das Haus erneut auf verbesserte Wärmedämmwerte nachgerechnet. Bei den Außenwänden findet z.B. der Bimsstein "Calimax" der Fa. Dennert Verwendung, sowie 10 cm Außendämmung mit PU-Platten der Fa. Endrile. Der K-Wert verringert sich auf erstaunliche 0,14 W/m²K.

Die heutigen Fenster sind laut Hersteller Weru sowie dem Taschenbuch Recknagel und Sprenger (Seite 743) in ihrer Fugendurchlaßfähigkeit als dicht anzusehen, so daß Lüftungswärmeverluste nur noch durch wirkliche Lüftung und nicht mehr durch "freie, sog. Fugenlüftung" entsteht. Des weiteren sind die Fensterscheiben (z.B. Termolit) auf der Außenseite der Innenscheibe mit einer dünnen Silberdampfbeschichtung versehen. Diese Beschichtung bewirkt, daß die langwellige Wärmestrahlung die Wohnräume nicht mehr durch die Glasscheiben verläßt, sondern in den Raum zurückgeworfen wird. Das bewirkt nicht nur eine Verminderung der Wärmeverluste durch Strahlung durch das Fenster, sondern wirkt sich auch positiv auf das Wohlbehagen der Bewohner aus.

Gerade große und kalte Glasflächen, die keine Wärmestrahlung zurücksenden, veranlassen die Bewohner, die Innenraumtemperatur um unnötige Gradzahlen zu erhöhen, um nicht zu frösteln. Sind aber alle Umgebungswände und auch die Fenster "warm genug", d. h. strahlen sie Wärmestrahlung zurück, so kann die Innenraumtemperatur gesenkt werden, ohne daß man friert. Die Wärmedurchgangszahlen dieser Dreischeibenfenster beträgt 0,9 W/m²K.

Wären die Zwischenfugen, statt mit getrockneter Luft, mit dem schlecht wärmeleitenden Edelgas Xenon gefüllt, würde sich der K-Wert noch auf 0,6 W/m²K erniedrigen.

Die Wärmeverluste durch die Zimmerdecke sind meist größer als durch die Außenwände. Allein durch die größere Fläche (im Beispiel: Decke 170m² ; Außenwandfläche 148m²) geht bei gleicher Dämmung mehr Wärme durch die Decke verloren. Gut gedämmt mit 2 PU-Platten ergibt sich ein K-Wert von 0,24 W/m²K.
 
 
 
 
 
 
 
 

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Lit.3)

Lit.4)

Lit.5)

Lit.6) siehe S.46

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Das ideal gedämmte Einfamilienhaus besitzt folgende Maße und Werte.
 
 

Wohnfläche 170m²:
 
 

Was den Wärmeverbrauch durch die Brauchwassererwärmung betrifft, können durch leichte Komforteinbußen auch gewisse Einsparungen erzielt werden.- Sicherlich ist es auch sinnvoll, das tägliche Vollbad durch ein Brausebad zu ersetzen.- Weitere Einsparungen liegen in einer bedarfsgerechten Wärmeverteilung (z.B. Nachtabsenkung), und einer eingeschränkten Lüftung bei extremer Kälte. Unter diesen Voraussetzungen eines minimalen Wärmebedarfs zur Raumheizung, Brauchwassererwärmung und Lüftung erscheint eine Beheizung mit Solarenergie möglich.

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Lit.7)

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3.) Anforderungen an die Heizanlage