Grundsätzliches zum Energiebedarf von Häusern

Ein Haus gibt die Heizenergie auf verschiedenen Wegen an das Umfeld ab. Diese sind die Wärmeleitung durch Boden, Wand, Fenster und Dach, Wärmestrahlung durch das Fenster und durch Zugluft direkt. Die Wärmeleitung wird in W/m²/K° angegeben. Dies ist die Wärmeleistung, die durch die Erwärmung der Fenster und der Wände bei jedem m² nach Außen gelangt. Die Wärmestrahlung ist bei Zimmertemperatur so gering, dass sie vernachlässigt werden kann. Die Zugluft kann so stark sein, dass sie Papiere aus dem Haus fegt. Bei einer kurzen Lüftung bleibt die Einrichtung und die Wände Warm, nur die Luft kühlt sich ab. Bei Ritzen in der Wand, undichten Fenstern und Türen dagegen wird alles kalt und die Heizung mehr oder minder Wirkungslos.

Bei alten Häusern läßt die Wand über 1Watt/m²/K° durch, das Fenster 3W/m²/K° + die undichtigkeitsbedingte Wärme. Der Boden kühlt Sommer wie Winter gleich stark, das Dach, unisoliert läßt bis zu 5W/m²/K° durch. Aus diesem Grund war früher der Dachboden für Lager benutzt worden und der Keller für die Kühlhaltung von Lebensmitteln. So leistete der Dachboden und der Keller für den Wohnraum zusätzliche Isolierung. Häuser bis zu 50 Jahre alt haben meist eine mittlere Isolierung, während neuere Häuser meist gedämmte Wände, dreifach Fenster und isoliertes Dach und Keller haben. Unisolierte Häusern unterstellen wir einen Wärmebedarf von 2W/m² Wohnfläche je °K Differenz zwischen der Innentemperatur und der Außentemperatur.

Isolierte Häuser haben einen Wärmebedarf von 1W/m² Wohnfläche und °K. Dies bedeutet eine etwa 8cm breite Isolierung der Wände und des Daches und Isolierglas im Fenster. Die nächste Stufe mit 0,5W/m²/K° nähert sich bereits einer hoch isolierten Konservendose, die sich bereits von der Körperwärme der Bewohner und vom Fernseher halb erwärmt.

Der Wärmebedarf eines durchschnittlichen Einfamilienhauses mit 150m² Wohnfläche und abgetrenntem Keller und Dachbereich beträgt folglich wenn nicht isoliert grob gerechnet 300W/°K, isoliert 150W/°K und mit starker Isolierung 75W/°K. Ein Doppelhaus mit doppelter Fläche kommt jeweils auf den doppelten Wärmebedarf. unabhängig von der Heizungsart. Wird ein Haus mit Öl oder Gas oder Holz geheizt, die bei hoher Temperatur verbrennen, spielt die Größe der Heizkörper keine große Rolle, das Heizungswasser kann bei Kälte bis 80° betragen

Bei der Anwendung einer Wärmepumpe dagegen ändert sich der Wirkungsrad in Abhängigkeit der Temperatur, bei der die Wärme entnommen wird und der Temperatur, bei der die Wärme wieder abgegeben wird stark. Die Wärmeaufnahme erfolgt bei Luft/Wasser Wärmepumpen bei der Außenluft Temperatur und bei Sole/Wasser Wärmepumpen bei der Erdtemperatur. Die Wärmeabgabe dagegen erfolgt bei einem Heizkörper auf höherer Temperatur als bei Boden- oder Wandheizung, weil letztere eine wesentlich größere Wärme Übergabefläche hat. Deshalb erwartet man die größte Wirtschaftlichkeit bei einem Erdkollektor kombiniert mit einer Bodenheizung.

Eine wesentliche Rolle spielt bei der Heizung das Wetter. Nach unserer Wetterstatistik aus den Jahren 2002 bis 2008 gab es in Oberbayern:

Tage im Jahr	Temperatur	Sonnenscheindauer
1.2	–20 bis –15°C	5
10.4	–15 bis -10°C	4
25.8	-10 bis -5°C	3
42.4	-5 bis 0°C	2
53.4	0 bis +5°C	3
72.2	+5 bis +10°C	4.5
71.8	+10 bis +15°C	6
50.6	+15 bis +20°C	7.5
30.2	+20 bis +25°C	9
5.6	+25 bis +30°C	10.5
1.8	+30 bis +35°C	12

Zur Heizung kommt noch die Bereitung vom Warmwasser. Sollte das Warmwasser mit der Wärmepumpe bereitet werden, so gehen wir davon aus, dass die Wärmepumpe tagsüber nur dann in Aktion kommt, wenn ein Warmwasserhahn aufgemacht wird. Dann schaltet sie auf 50°C Wassertemperatur um und wärmt damit das Wasser direkt, ohne Zwischenspeicherung,

Tagsüber hilft ein Sonnenkollektor das Warmwasser zu wärmen.Wir setzen den täglichen Bedarf für Warmwasser auf 100 Liter/Tag.