Heizbedarfs-/Heizlastberechnung Wohngebäude
Nach GEG, DIN V 18599 und DIN EN 12831, DIN 4108-T6
Nach GEG, DIN V 18599 und DIN EN 12831, DIN 4108-T6
Theoretischen Heiz-/Wärmebedarf:
Qth = U⋅A⋅ΔT⋅t
Qth: Wärmebedarf in kWh
U: Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert in W/m²·K)
A: Fläche des jeweiligen Bauteils in m²
ΔT: Temperaturdifferenz zwischen innen und außen (in der Regel ca. 19 K bei einer Innentemperatur von 20 °C und einer Außentemperatur von 1 °C über das Heizjahr)
t: Heizperiode in Stunden (t=24⋅180=4320 h, ca. 180 Heiztage)
Außenwandfläche: AWand=150 m2
Dachfläche: ADach = 110 m2
Fensterfläche: AFenster = 18 m2
Bodenplatte: ABoden = 75 m2
U-Werte:
STREIF-Fertighaus Bj1979
Außenwand: UWand = 0,65 W/m2K
Dach: UDach = 0,5 W/m2K
Fenster: UFenster = 0,5 W/m2K
Bodenplatte: UBoden = 0,55 W/m2K
Temperaturdifferenz: ΔT = 19 K
Heizperiode: t = 4320 h
Berechnung des Wärmeverlustes pro Bauteil:
Außenwand:
Effektive Außenwandfläche ohne Fenster: Aeff, Wand = 150 m²−18 m² = 132 m²
QWand = U⋅A⋅ΔT = 0,65⋅132⋅20 = 1716 W
Fenster:
QFenster = U⋅A⋅ΔT = 0,5⋅18⋅20 = 180 W
Dach:
QDach = U⋅A⋅ΔT = 0,5⋅110⋅20 = 1100 W
Bodenplatte:
QBoden = U⋅A⋅ΔT = 0,55⋅70⋅20 = 770 W
Gesamter Transmissionswärmeverlust:
QT = QWand + QFenster + QDach + QBoden = 1716 + 180 + 1100 + 770 = 3766 W
Qjährlich = 3766⋅24⋅180 = 16.3⋅106Wh = 16.3kWh
Der reale Heizenergieverbrauch von 21.000 kWh/a (gemessen) liegt über dem theoretischen Wärmebedarf von 16,3kWh/a.
Mögliche Wärmeverluste (33% Verluste = 460€/a)
Lüftungswärmeverluste,
Wärmebrücken,
Systemverluste (Heizung) oder
eine längere Heizperiode
Jahresverbrauch Erdgas: 21.000 kWh
Warmwasseranteil: Typischerweise ca. 12–15 % des gesamten Energieverbrauchs → Annahme: 15 %.
Warmwasserverbrauch:
QWW = 21.000⋅0,15 = 3.150 kWh
Heizenergieverbrauch:
QHeizen = 21.000⋅0,85 = 17.850 kWh
Wohnfläche: 150 m²
(Aufteilung: 35 m², 2× 30 m², 3× 15 m², 10 m²).
Heiztage pro Jahr: 180 Tage.
Mittlere Heizlast: Wird aus dem jährlichen Heizverbrauch ermittelt.
Die spezifische Heizlast wird mit folgender Formel geschätzt:
QHeizlast = QHeizen / 24⋅tHeizperiode
Dabei ist:
QHeizen = 17.850 kWh
tHeizperiode = 180 Tage
Umrechnung in W:
QHeizlast = 17.850⋅1000 / 24⋅180 = 17.850.000 / 4.320
Die mittlere Heizlast beträgt somit
ca. 4.133 W (4,13 kW).
In Deutschland wird die Heizleistung oft anhand der Norm-Außentemperatur (z.B. für Kamen ca. -10°C bis -12°C) und der gewünschten Innentemperatur von 20°C berechnet. Ein typischer Faktor zur Umrechnung des Jahresenergiebedarfs in die benötigte Heizleistung lautet:
Heizleistung (kW) =
Vollbenutzungsstunden (h) / Jahresverbrauch (kWh)
Für Einfamilienhäuser rechnet man oft mit etwa 1.800 bis 2.200 Vollbenutzungsstunden pro Jahr:
21.000 / 2.000 + (Sicherheitszuschlag von 10–20 %) = 12,6 kW
Die erforderliche Heizleistung für das Einfamilienhaus beträgt unter Berücksichtigung der gegebenen Parameter ca. 10–13 kW, wobei ein typischer Ansatzwert von etwa 12 kW für ein Brennwertgerät darstellt.