GEBÄUDE EFFIZIENT

BEHEIZEN – EINE

ENTSCHEIDUNGSHILFE

Michael Bockhorst

Einführung

Vergessen Sie folgenden Gedanken: Ich kaufe mir eine neue Heizung, dann sind alle Probleme gelöst.

Die Gesamt-Aufwendungen für Energie und Kosten setzen sich zusammen aus:

• Planungskosten

• Investitionskosten, ggf. zuzüglich Kreditkosten und

• laufenden Kosten.

Wenn Sie Ihre Heizenergie und damit ihre Heizungskosten vermindern wollen, müssen Sie verschiedene Randbedin­gun­gen berücksich­tigen:

• Klimatische Bedingungen

• Ausrichtung des Hauses

• Isolation der Gebäudehülle

• Effizienz der Heizungsanlage

• Effizienz der

  Brennstoff-Bereitstellung

Dieses Dokument dient als Entscheidungshilfe. Machen Sie sich fit für Ihre konkreten Recherchen und Ihre Gespräche mit Beratern und Ausführenden. Diese Infor­ma­tionen können Sie dann besser einordnen!

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Heizen als Energie-Dienstleistung

Wenn es um eine neue Heizanlage geht, stehen Kriterien wie die Brenn­stoff-Auswahl oder die Entscheidung für die Brenn­wert-Technik. Damit zäumt man das Pferd von der fal­schen Seite auf.

Viel genauer trifft dagegen die fol­gen­de Fragestellung:

„Wie erziele ich in einem Gebäude angenehme Temperaturen

bei einem

gesunden Raumklima

mit

möglichst geringem Energieeinsatz

und bei

möglichst geringen Kosten.“

Die Erzeugung angenehmer Bedin­gun­gen ist die Frage nach einer „Dienstleistung“, die mit Energie er­füllt wird, nach einer Energiedienstleistung!

Die Kostenstruktur der Gebaeudebeheizung setzt sich zusammen aus

• Planungskosten,

• Investitionskosten,

• Betriebskosten,

• ggf. Entsorgungskosten und

• Kreditkosten.

Dieser Punkt wird am Ende dieses Dokumentes behandelt.

Klima und Ausrichtung

Das Umgebungsklima wirkt sich wesentlich darauf aus, wie ein Gebäude konstruiert ist. Ein Gebäude in den Tropen benötigt keine Heizung, muss dafür aber mit extremen Feuchtebedingungen – Regen wie auch Luftfeuchte – zurechtkommen. Selbst in Deutschland sind die Bauweisen zwischen Nordsee und Alpen sehr unterschiedlich. Was allerdings die Energiebilanz durch die Ausrichtung des Gebäudes, besonders der Fenster, anbelangt, gelten überall die gleichen Bedingungen.

Fenster sollen nach Süden, aber auch nach Osten und Westen möglichst groß sein. Nach Norden hin sind Fenster, wenn sie dort benötigt werden, möglichst klein zu gestalten. Entsprechende Dachüberstände sorgen im Sommer dafür, daß nicht zu viel Sonne in das Haus gelangt. Jalousien und andere Elemente, die das Licht abhalten, sollten ebenfalls vorgesehen werden. Auf diese Weise kann die Innentemperatur eines Hauses ohne aktive technische Systeme – also eine Heizungs- oder Klimaanlage – in einem angenehmen Bereich geregelt werden. Da nur passive Elemente genutzt werden, fallen auch keine oder nur geringe Energieaufwendungen im Betrieb an. Desweiteren sinkt auch der Bedarf an Wartungs- und Reparaturarbeiten.

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Isolation der Gebäudehülle

Zunächst: Was ist die Gebäudehuelle? Sie schließt folgende Komponenten ein:

• Wände, Kellerboden/Kellerdecke und Dachbereich sowie

• Fenster und Türen.

Dabei treten Wärmeverluste durch die folgenden Prozesse auf:

• Wärmeleitung durch Wände, Decken und Glasflächen – Stein und Glas sind in kompakter Form relativ gute Wärmeleiter!

• Abstrahlungsverluste durch Fenster und auch das Mauerwerk.

• Wärmeverluste durch Luftzug – hier wird die warme Innenluft unkontrolliert durch kalte Außenluft ersetzt, die mit Energieaufwand aufgeheizt werden muss.

Diese beiden Auflistungen weisen darauf hin, dass alle Komponenten möglichst gegen alle genannten Mechanismen des Wärmeverlustes geschützt werden müssen. Dabei ist ein guter Schutz gegen Wärmeverlust gleichsam ein guter Schutz gegen den Wärmeeintrag im Sommer, solange die Fenster mit Rolladen oder anderen Einrichtungen gegen einfallendes Licht geschützt werden können.

Nun sollen die Massnahmen, die die einzelnen Komponenten betreffen, genauer beschrieben werden:

Wände und Decken

Werden dafür mineralische Baustoffe wie Stein oder Beton eingesetzt, ist die Wärmeleitung das Problem, weniger die Abstrahlung oder auftretender Luftzug. Der klassische Bimsstein hat für sich genommen eine hohe Porositaet und ist damit ein klassischer guter Baustoff mit hoher Isolationswirkung. Die heute typischen Baumaterialien wie Kalksandstein oder Beton sind gute Wärmeleiter und erhalten daher eine Isolationsschicht aus hochporösen Materialien, die die Wärmeleitung drastisch reduzieren. Dazu kommen sowohl mineralische Stoffe wie geschäumter Ton oder Mineralwolle zum Einsatz wie auch geschäumte Kunststoffe. Die Isolationsschichten können auf verschiedene Weise aufgebracht werden:

• Aufbau einer zweiten Gebaeudeschale, der Zwischenraum zwischen innerer Mauer und aeusserer Schale (Holz, Klinker, Metall, etc.) wird z.B. mit Mineralwolle gefuellt.

• Aufkleben der Isolationsschicht – typischerweise geschäumte Kunststoffe, evtl. grau gefärbt zur Verringerung des Strahlungstransports – und nachfolgendes Verputzen.

• Einsatz eines Isolierputzes, der hochporöse Beischlagstoffe enthält.

Eine neuere Entwicklung sind sogenannte Vakuum-Isolationspanele (abgekürzt VIP), die auf 2-3 Zentimetern Dicke extreme Isolationswerte erreichen. Dabei werden hochporoese Stoffe in metallisierte Kunststofffolien eingeschweißt, ähnlich wie vakuumverpackter gemahlener Kaffee. Sie eignen sich besonders für Isolationsarbeiten an Gebäuden, deren Außenbereich nur geringfügig verändert werden darf, also etwa für denkmalgeschützte Bauwerke oder aber an kritischen Stellen, bei denen eine 10-20 Zentimeter dicke Schicht nicht aufgetragen werden kann.

Fenster und Türen

Fenster und Türen tragen zu allen drei Wärmeleitungs-Mechanismen bei. Dabei werden die einzelnen Anteile der Wärmeverluste folgendermaßen behandelt:

• Wärmeleitung: Die Glasflächen bestehen aus 2- oder 3-Fach-Verglasung, dabei wird eine entsprechende Anzahl von Glasplatten mit einem Zwischenraum von etwa einem Zentimeter hintereinander angeordnet. Diese Zwischenraeume werden mit trockenem Stickstoff oder besser Edelgasen gefuellt, die den Warmetransport durch Konvektion noch einmal deutlich reduzieren.

  Die Rahmen bestehen aus gut isolierendem Material, bei Metallrahmen werden im inneren Kaeltebruecken durch isolierende Materialien ausgeschlossen.

• Abstrahlungsverluste werden durch spezielle Beschichtungen der Glasflächen minimiert. Dabei kommen selektive Absorber zum Einsatz, die Licht gut durchlassen, aber Infrarotstrahlung in den Raum zurueckwerfen. Sie ermoeglichen solare Gewinne: Das Sonnenlicht gelangt in den Raum, wird von Waenden, Boden und Moebeln absorbiert. Diese heizen sich auf, senden aber auch Infrarotstrahlung aus. Bei den beschichteten sogenannten Waermeschutzglaesern wird ein grosser Teil dieser Strahlung in den Raum zurueckgeworfen – die Isolation gegen Strahlungsverlust wird optimiert.

• Luftzug ist ein typisches Problem von Fenstern und Türen, die sich einerseits oeffnen lassen müssen, andererseits im geschlossenen Zustand möglichst dicht schliessen sollen. Durch heute uebliche dreifache Dichtungen kann der Luftzug durch Fenster und Türen nahezu vollstaendig vermieden werden. Umso wichtiger ist dadurch die gute Abdichtung aller anderen Uebergaenge zwischen Bauteilen eines Hauses, also zwischen dem Fensterrahmen und der Wand oder zwischen Decken und Dachkonstruktion. Dazu gehoeren auch so unscheinbare Komponenten wie Steckdosen und Lichtschalter.

Probleme guter Isolation

Werden bei der Installation von isolierenden Komponenten nicht alle Regeln der „Kunst“ berücksichtigt, kann es zu Schimmelbildung kommen. Gerade die Kombination extrem gut mit wasserundurchlässigen Kunststoffen isolierter Gebäude und geringem Luftaustausch führt zu Kondenswasserbildung, zum Beispiel an nicht korrekt isolierten Übergängen zwischen Wand und Dachboden.

Abhilfe schafft hier einerseits eine umfassende und korrekt installierte Isolationsschicht, die sogenannte Thermohaut. Auf der anderen Seite gibt es Heiz- und Belüftungssysteme, die einen permanenten Luftaustausch über einen Wärmetauscher sicherstellen, der die Frischluft mit der Energie der Abluft aufwärmt.

Isolation und Heizanlage

Die richtige Gebauedeisolation ist eine notwendige Voraussetzung für verschiedene Heizungsanlagen. Waehrend die Anschaffungskosten klassischer Heizungen, die ihre Energie durch die Verbrennung von Energietraegern bereitstellen, mit der der maximalen Waermeleistung nur maessig steigen, gilt dies nicht für moderne Heizungssysteme, die mit Waermepumpen oder Solarwaerme funktionieren.

Gerade bei Waermepumpen oder Solarkollektoren skalieren praktisch alle Kosten mit der Heizleistung, die diese Anlage abgeben können muss – Kompressoren, Waermeaustausch-Flaechen, Kollektorflaechen, damit zusammenhaengende Kosten für Material und Installation. Bei diesen Heizungssystemen ist eine gute Gebaeudeisolation die zwingende Voraussetzung für einen wirtschaftlichen und zugleich energieeffizienten Betrieb.

Generell gilt aber: Eine gute Gebaeudeisolation hilft auch bei der Beheizung mit Heizoel. So benoetigt ein Haus, welches nach dem Passivhausstandard gebaut ist, am Standort Deutschland nur etwa 1 Liter Oel pro Jahr und Quadratmeter. Bei einem 4-Personen-Haus mit 130 Quadratmetern sind dies gerade einmal 130 Liter pro Jahr – im Vergleich dazu sind für aktuelle Standard-Neubauten (5-6 Liter/Jahr und m²) etwa 750 Liter, für ein Gebäude des bundesweiten Durchschnitts (ca. 20 Liter/Jahr und m²) etwa 2600 Liter zu veranschlagen. Bei heutigen Heizoelpreisen von 60 Cent (zukünftig z.B. 1 EUR/Liter) sind dies für ein Passivhaus 80 EUR/Jahr (130 EUR/Jahr), für ein aktuelles Niedrigenergiehaus 450 EUR/Jahr (750 EUR/Jahr) bzw. für das Durchschnittsgebäude etwa 1550 EUR/Jahr (2600 EUR/Jahr)!

Heizungsart und Brennstoff

Mit der Auswahl der Heizungsart und des Brennstoffes legt man sich auf einen Zeitraum von 20 oder 30 Jahren fest. Dabei stehen folgende Heizungsarten zur Verfügung:

• Ölheizung

• Erdgasheizung

• Holzbefeuerte Heizungsanlage

• reine Stromheizung und

• Heizung mit Wärmepumpe.

Alle diese Heizungen können mit solarer Warmgewinnung und auf der anderen Seite mit einer Warmwasser-Bereitstellung kombiniert werden.

Ölheizung

Öl ist knapp und der Schmierstoff unserer heutigen Mobilität. Mit einer Ölheizung lässt man sich daher zwangsweise auf steigende Brennstoffkosten ein. Die Heizanlage selbst ist hingegen relativ kostengünstig. Zudem wird der Brennstoff im Haus gelagert – von Nachteil ist der Platzbedarf für den Brennstoffvorrat, von Vorteil ist die Unabhängigkeit von einem zentralen Netz zur Verteilung eines Energieträgers. Es ist dabei zu bedenken, dass für den Heizungsbetrieb immer zusätzlich Strom benoetigt wird: für den Betrieb des Kessels, die Umwälzpumpe und die Steuerungssysteme.

Heizen mit Erdgas

Erdgas ist im Vergleich zu Heizöl etwas günstiger und verbrennt in einfachen kostengünstigen Anlagen sehr sauber. Zudem hat es eine etwas bessere energiebezogene Kohlendioxid-Bilanz.

Der Erdgaspreis ist einerseits per Gesetz an den Ölpreis angekoppelt, zum anderen wird die Erdgasnutzung auch in anderen Bereichen steigen, wenn das Oel knapp wird – etwa als Kraftstoff oder als chemischer Grundstoff.

Dazu kommt, das Erdgas durch Leitungsnetze verteilt wird. Mit einer Erdgasheizung ist man daher von zwei Lieferanten abhängig: Vom Gasversorger und vom Stromversorger.

Heizen mit Holz

Holz als Abfallstoff aus Sägewerken ist ein extrem billiger Energierohstoff, der, verarbeitet zu kleinen Presslingen – Pellets – auch einfach zu handhaben ist. Dies gilt aber nur so lange, bis die Nachfrage nach diesem Brennstoff die anfallende Restmenge überschreitet. Dies ist schon jetzt absehbar, weshalb die Brennstoffkosten für Holzpellets – bezogen auf den Energiegehalt – mit denen des Heizöls vergleichbar werden. Die Anfangsinvestition liegt aber für die eigentliche Heizanlage bei etwa dem doppelten im Vergleich zu einer Oel- oder Gasheizung.

Übersteigt die Nachfrage nach Holz das „normale“ Angebot, kann dies zum Aufbau einer Industrie führen, die mit landwirtschaftlichen Methoden Holz in großem Maßstab Böden produziert, die derzeit noch Naturlandschaften oder landwirtschaftliche Nutzflächen sind. Auch wenn die eigentliche Nutzung von Holz kohlendioxid-neutral ist, so können die Schäden an Ökosystemen und der Druck auf die Nahrungsmittelproduktion/-preise zu weitaus größeren ökologischen und sozialen Schadwirkungen führen.

Holzbefeuerte Heizungsanlagen sind daher nur in solchen Gegenden sinnvoll, in denen viel Holz anfällt und dort auch nur in der Menge, wie Holz ohne Aufwand bereitgestellt wird. Dazu zählen dünn besiedelte Gebiete in waldreichen Regionen, etwa in Österreich, Bayern oder Norwegen.

Umgebungswaerme nutzen

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Sonnenwaerme beifuettern

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Planung, Investition, Betrieb – die Analyse der Kostenstruktur

Die Planungsphase ist der wichtigste Teil der Arbeit, wenn Sie sich für eine neue Heizanlage entscheiden wollen oder müssen. Dabei ist es von grosser Bedeutung, dass Sie sich ueber ihre Ziele im Klaren sind. Moechten Sie möglichst kosteneffizient heizen? Moechten Sie auch ihren CO2-Fussabdruck, also die durch sie verursachten Kohlendioxid-Emissionen aus ethischen Gruenden reduzieren? Können Sie jetzt noch nicht viel Geld aufbringen, sich aber trotzdem langfristig die Option auf kostenguenstiges Heizen offenhalten?

Planung

Stellen Sie in der gesamten Planungsphase die Optionen gegenüber! Dazu können Sie eine einfache Tabelle aufstellen, die

• Planungskosten (eventuell anfallende Beratungshonorare, Bücher, Software, Fahrtkosten, etc.),

• Investitionskosten für die energetische Sanierung des Gebäudes (Ersatz von Fenstern/Türen, Wand/Dachisolation, Abdichtung der Gebäudehülle, etc.),

• Investitionskosten für die Heizungsanlage (Anschlüsse, Leitungsarbeiten, Nebenräume für Brennstoff, wie Oel oder Holzpellets, etc.)

• geschätzte laufende Kosten für den Betrieb (Wartungskosten, Brennstoffkosten, Betriebsstoffkosten, etc,)

• Kreditkosten, falls notwendig

enthält. Die einzelnen Posten können auch noch einmal sinnvoll unterteilt werden. Wenn Sie diese Tabelle für die verschiedenen für sie interessanten Optionen aufgestellt haben, sehen Sie schon die Kostenstruktur viel deutlicher.

Aufgrund der Planung können Sie sich nun für eine Loesung entscheiden und in die notwendige „Hardware“ für die Optimierung ihrer Gebaeudebeheizung investieren. Gerade bei Heizungssystemen, die geringe laufende Kosten erwarten lassen, sind hohe oder sehr hohe Anfangsinvestitionen notwendig.

Wärmepumpen/Solarwärme

Solche Heizungssysteme sind schon als solche erheblich teurer als konventionelle Heizungen. Dazu kommt, dass sie nur dann bezahlbar und wirtschaftlich sind, wenn das Gebäude sehr guten Anforderungen an die Isolation entspricht, was i.A. weitere Investitionen über die eigentliche Heizungsanlage hinaus notwendig macht.

Betriebskosten

Gerade die Betriebskosten, unterliegen einer hohen Unsicherheit, weil die Preise für Oel, Gas, Strom und zunehmend Holz schon in der mittelfristigen Perspektive grossen Schwankungen unterliegen werden. Generell ist aber für alle Energien von einer steigenden Tendenz auszugehen! Aus diesem Grund ist – wie bereits ausgeführt – eine gute Gebäudeisolation immer eine Vorteil für die langfristigen Kosten.

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Kunstlicht vermeiden!

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Kunstlicht vermeiden!

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Copyright: 2005-2007 by Dr. Michael Bockhorst

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Haftungsausschluß:

Alle hier vorgestellten Informationen wurden nach bestem Wissen und Gewissen zusammengestellt. Eine Haftung für aus der Anwendung dieser Informationen eventuell entstehende Schäden wird nicht übernommen!

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