und der Wärmeerzeugerleistung DIN EN 12831 Beiblatt 2
Die Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 stellt ein anerkanntes und hinreichend genaues Verfahren zur Bestimmung der Raum- und Gebäudeheizlast dar. Diese Berechnungen dienen als Grundlage der Auslegung jeder Heizungsanlage. Bei anlagentechnischen Änderungen oder der energetischen Bewertung im Gebäudebestand kann der Planer auf eine solch detaillierte Berechnung oft nicht mehr zurückgreifen. Je nach Situation und Datenlage, können dann andere Methoden zur Ermittlung der Gebäudeheizlast verwendet werden.
Die Heizlast ΦHL wird in DIN EN 12831 definiert als eine dem Raum zu übergebende Nutzleistung bei extremen Witterungsbedingungen, die im Wesentlichen durch die Norm-Außentemperatur und den Außenluftvolumenstrom bestimmt wird. Die Bilanzierungsebene ist in diesem Fall der Raum bzw. das Gebäude. Etwaige Gewinne durch solare oder interne Wärmequellen werden bei der Bestimmung der Norm- Heizlast nicht mit bilanziert, da diese bei extremen Witterungsbedingungen definitionsgemäß nicht auftreten.
Für die vereinfachte Berechnung der Gebäudeheizlast können, je nach Datenlage, zwei Verfahren
angewendet werden. Diese sind:
die wärmetechnische Berechnung über die Hüllfläche des Gebäudes (Hüllflächenverfahren),
die Erfassung der Endenergie in einem bestimmten Zeitraum (Verbrauchsverfahren).
Hüllflächenverfahren
Beim Hüllflächenverfahren ist die Bilanzierungsebene das Gebäude. Zur Bestimmung der Gebäudeheizlast wird der Einfluss von Wärmequellen nicht mitberechnet. Die hierbei ermittelte Größe ist mit der Gebäudeheizlast nach DIN EN 12831 direkt vergleichbar. Um die notwendige Wärmeerzeugerleistung für die Beheizung (Feuerungsleistung Φh,g,in
zu bestimmen, müssen etwaige Leistungsverluste der Anlagentechnik
(Verteilung Φh,d , Speicherung Φh,s und Wärmeerzeugung Φh,g) berücksichtigt werden.
Das Hüllflächenverfahren nutzt die nach außen gerichteten Flächen (thermische Hülle) und
Wärmedurchgangskoeffizienten eines Gebäudes zur vereinfachten Bestimmung der Transmissionswärmeverluste sowie das davon umschlossene Nettogebäudevolumen V und einem Luftwechsel nGeb zur Festlegung der Lüftungswärmeverluste.
Verbrauchsverfahren
Vereinfachte Verfahren zur Heizlastberechnung, die auf einer Messung des Energieverbrauchs basieren, erfassen die dem Wärmeerzeuger zugeführte Endenergie (Feuerungsenergie)
Eh,g,in über eine bestimmte Zeitspanne und rechnen diese als eine mittlere Feuerungsleistung Φh,g,in um. Zugleich wird die Außentemperatur in dieser Zeitspanne erfasst, bzw. aus geeigneten Wetterdaten ermittelt. Die gemessenen Daten können graphisch dargestellt und ausgewertet werden. Die Auswertung beinhaltet eine Trennung der witterungsabhängigen Leistungen (die Beheizung des Gebäudes) von witterungsunabhängigen Leistungen (wie z. B. die Trinkwassererwärmung). Durch eine lineare Regression der Daten und die Extrapolation der Geraden für die witterungsabhängige Leistung auf die Norm-Außentemperatur θe wird die maximale Feuerungsleistung Φh,g,in ermittelt.
Dieses Verfahren ist auch anwendbar bei Heizungsanlagen mit Wärmeerzeugern, in denen keine
Verbrennung stattfindet (z. B. Fernwärme und Wärmepumpen).
Wenn keine detaillierten Daten über den Endenergieverbrauch vorhanden sind, kann die Feuerungsleistung des Gebäudes vereinfacht über den jährlichen Endenergieverbrauch ermittelt werden. Hierzu ist in einem ersten Schritt der Jahresbrennstoffverbrauch Bg,in
des Energieträgers (Öl, Gas, Holz, Kohle, Strom, usw.) zu erfassen.
Wenn der erfasste Jahresbrennstoffverbrauch eines Energieträgers auch witterungsunabhängige Anteile wie z. B. die Erwärmung von Trinkwarmwasser enthält, so ist der Endenergieverbrauch für die Warmwasserbereitung Ew,g,in vom Gesamtverbrauch abzuziehen. Für den Fall, dass weitere
Energieverbräuche wie z. B. eine Schwimmbadbeheizung in Eg,in erfasst wurden, sind diese ebenfalls in Abzug zu bringen.
Eventuelle Leerstände sind bei der Ermittlung von Eh,g,in sowie Ew,g,in angemessen zu berücksichtigen.
Der Endenergieverbrauch für Trinkwarmwasser Ew,g,in kann als Jahresendenergiebedarf über eine
Abschätzung des Jahresnutzenergiebedarfs für die Trinkwarmwasserbereitung Qw,b
und den Nutzungsgrad der Anlage ηw,a bestimmt werden.
Eine weitere Möglichkeit der Abschätzung des Endenergieverbrauchs für Trinkwarmwasser ist die Ermittlung der Verlustgrößen nach DIN V 18599.
Die Gradtage sind abhängig vom Gebäudedämmstandard und Gebäudestandort. Sie können der VDI 3807 oder öffentlich zugänglichen Wetterdaten entnommen werden.
Die Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten eines Bauteils ist mittels einer einfachen
Temperaturmessung möglich. Hierzu wird die Oberflächentemperatur der Bauteilinnenfläche θsi
, sowie die Innenraum- θint und Außentemperatur θe gemessen.
Randbedingungen für eine geeignete Messung zur Bestimmung des U-Wertes sind:
stationäre Bedingungen (z. B. konstante Innen- und Außentemperaturen, keine störenden Wind- und Strahlungseinflüsse);
Einsatz eines strahlungsgeschützten Thermometers zur Messung der Lufttemperaturen;
möglichst großes Temperaturgefälle zwischen Innenraum- und Außenluft (mindestens 8 K);
möglichst genaue Temperaturmessung (Messunsicherheit +/− 0,1 °C);
ebene Flächen.
Mehrschalig hinterlüftete Flächen und Flächen, die an das Erdreich grenzen, sind mit diesem Verfahren nicht bestimmbar.
© Marc Husmann Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Herausgebers.
