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Heizlastberechnung: Heizungsplanung leicht gemacht

Wozu dient die Berechnung der Heizleistung?

Die Heizlastberechnung bestimmt, wie viel Leistung eine Heizungsanlage haben muss und welche Menge Energie sie abgeben muss, um das komplette Gebäude zu erwärmen. Der standardisierte Prozess der Berechnung ist von einigen gebäudespezifischen Einflussgrößen abhängig.

Wie man die Heizlast genau berechnet, welche Einflussfaktoren eine Rolle spielen und welche Auswirkungen eine Falschberechnung auf die Effizienz haben kann, erfahren Sie auf dieser Seite.

 

 


Heizungsplanung auf Basis der Heizlastberechnung

Man ermittelt den Wärmebedarf eines Gebäudes, in dem man ausrechnet, wie viel thermische Energie einem Gebäude zugeführt werden muss, um eine bestimmte Temperatur, trotz Verlusten über Lüftung und anderen Faktoren, aufrechtzuerhalten. Dabei spielen die Dämmung sowie die Differenz zwischen Außentemperatur und Innentemperatur eine entscheidende Rolle.

Wenn im Winter die Außentemperatur sinkt, steigt die benötigte Energie, um einen Raum auf gewünschter Temperatur zu halten. Hinzu kommt ein Wärmeverlust über nicht 100-prozentig isolierte Bauteile des Gebäudes wie Fenster, Dach und Außenwände. Bei alten und ineffizienten Heizungsanlagen können hier die Heizkosten enorm steigen.

Mit der richtigen Berechnung der Heizlast kann genau bestimmt werden, wie groß eine Heizungsanlage dimensioniert sein muss, um für alle Gegebenheiten gerüstet zu sein. Dabei lässt sich auch bestimmen, wie groß einzelne Heizflächen sein müssen. Dazu zählen z.B. Heizkörper oder auch Flächenheizungen. Wie Sie Ihre Heizkörper berechnen, können Sie weiter unten im Artikel erfahren. Eine Heizlastberechnung ist auch nötig, wenn ein hydraulischer Abgleich durchgeführt wird.

Der Ablauf der Berechnung ist standardisiert und von der Norm DIN EN 12831 (ehemals DIN 4701) vorgegeben.

Die Berechnung setzt sich aus der Summe folgender Größen zusammen:
  • der Transmissionswärmeverlust
  • der Lüftungswärmeverlust
  • die Zusatz-Aufheizleistung

Der Transmissionswärmeverlust beschreibt den Verlust an Wärme über die Bauteile der Gebäudehülle und wird für jeden Raum einzeln ermittelt. Hier wird auch berücksichtigt, ob beheizte Räume an ungeheizte oder nur wenig beheizte Räume grenzen. Je kleiner der Verlust an Transmissionswärme, desto geringer ist das Ergebnis der Heizlastberechnung und damit auch der Energiebedarf des Gebäudes.

Der Lüftungswärmeverlust beschreibt den Verlust an Wärme, der durch das Lüftungsverhalten auftritt und wird ebenfalls für jeden Raum separat bestimmt. Abhängig ist dieser Verlust vom sogenannten Lüftungsvolumenstrom (Dichtheit der Räume), vom Mindestluftwechseln (in manchen Räumen muss öfter gelüftet werden als in anderen) und von den Schornsteinen des Gebäudes.

Die Zusatz-Aufheizleistung bestimmt die Leistung, die ein Heizkessel kurzfristig bereitstellen muss, um nach einer Heizpause die Räume wieder aufzuheizen. Die Aufheizleistung muss für jeden Raum ermittelt werden.


Einflussfaktoren auf die Heizlast

Bei der Heizlastberechnung geht es darum, alle Wärmeverluste eines Gebäudes zu addieren, um dadurch eine zuverlässige Basis für die Planung der Heizungsanlage zu schaffen. Wie hoch die Verluste über Gebäudehülle und Lüftung sind, hängt jedoch von zahlreichen gebäudespezifischen Faktoren ab:

  • die Wahl der Temperaturen für die Heizlastberechnung
  • die U-Werte der Gebäudehülle
  • der Luftwechsel der einzelnen Räume
  • die Speichermasse des Gebäudes

Die herangezogenen Temperaturen für die Berechnung der Heizlast bestimmen das Ergebnis. Um eine optimale Wärmeversorgung zu gewährleisten, gibt die DIN EN 12831 eine Norm-Außen- sowie Innentemperatur vor. Die Außentemperatur beschreibt die niedrigste Temperatur, die an zwei aufeinanderfolgenden Tagen 10-mal in 20 Jahren gemessen wurde. Diese Norm-Außentemperatur schwankt von Region zu Region. Für die Norm-Innentemperatur gibt die EN 12831 eine Empfehlung. Wohn- und Schlafräume sollten auf 20°C beheizt werden, Badezimmer auf 24°C und Flure sowie Nebenräume auf 15°C.

Ein weiterer wichtiger Faktor für die Heizlastberechnung ist der U-Wert der Gebäudehülle, welcher als Grundlage der Transmissionswärmeverlust-Berechnung dient. Der Wert gibt an, wie viel Wärme bei einer Differenz von 1°C über einen Quadratmeter eines Bauteils strömt.

Es ist wichtig, dass der U-Wert für alle Flächen, die in die Berechnung eingehen, ermittelt wird. Das sind alle Wände und Türen nach außen, Fenster, Dachflächen sowie im Inneren die Decken, Böden und Türen. Um auch sogenannte Wärmebrücken (baubedingte Verluste) zu berücksichtigen, werden die U-Werte der einzelnen Bauelemente mit einem Zuschlag versehen.

Lüftungswärmeverluste treten beim normalen Lüften der Räume auf. Um diese Verluste ermitteln zu können, ist es notwendig zu wissen, wie stark ein Raum durchlüftet wird. In modernen und/oder dicht gebauten Gebäuden richtet sich der Wert nach dem Mindestluftwechsel, der aus hygienischen Gründen notwendig ist. In alten Häusern dagegen wird der Lüftungswärmeverlust zusätzlich auch von undichten Fenstern und Türen beeinflusst und bestimmt.

Wenn ein Hausbesitzer eine Absenkzeit plant, so müssen Heizungsanlage und Heizflächen eine Energiereserve bereithalten. Mit Absenkzeiten sind die Zeiten gemeint, in denen der Wärmeerzeuger heruntergefahren wird, wodurch auch der Wärmegrad im Gebäude sinkt. Eine Reserve ist nötig, um nach der Heizpause die Innentemperatur auf den gewünschten Wert zu bringen. Die Wiederaufheizleistung hängt nicht nur von der Länge der Absenkzeit ab, sondern auch von der Schwere des Gebäudes. Ergo, je schwerer ein Gebäude, desto mehr massive Bauelemente, umso höher die Aufheizleistung.


So berechnen Sie Ihre Heizkörper

Mit der Heizkörper-Berechnung errechnet man nach DIN EN 12831, wie viel Teilwärmemengen pro Raum anfallen können. Es geht im Kern um den Ausgleich von Wärmeverlust über Bauelemente und über Lüftung und einem Zuschlag für das Wiederaufheizen von Räumen.

Eins ist vorab klar, je größer ein Raum, desto größer muss die Heizfläche, sprich der Heizkörper, sein, um einen Raum auf Wunschtemperatur zu bringen.

Um den Heizbedarf eines einzelnen Raumes zu ermitteln, kann auf folgende Erfahrungswerte zur Berechnung der Leistung von Heizkörpern zurückgegriffen werden:

  • 100 Watt/qm bei Neubauten und wärmegedämmten Altbauten
  • 150 Watt/qm bei nicht gedämmten Altbauten
  • 10% Aufschlag bei Bädern
  • 20% Abzug bei Räumen mit Dachschrägen

Bei einem 30m² Zimmer in einem Neubau ergibt sich beispielsweise folgende Leistungsberechnung für den Heizkörper: 30m² x 100W/m² = 3000W. Diese Heizleistung muss der Heizkörper erfüllen.


Folgen einer falschen Heizlastberechnung

Wird die Heizlastberechnung nicht oder nur überschlägig ausgeführt, kann das negative Folgen für Haus und Hausbesitzer haben. So kann es zum Beispiel passieren, dass das gesamte Heizsystem zu groß oder zu klein ausgelegt wird.
Während eine zu knappe Planung zu hohen Einbußen im Komfort und Feuchteschäden führen kann, sorgt eine zu groß dimensionierte Heizung mitunter für zu hohe Heizkosten. Denn diese bewirkt, dass Brennwertkessel möglicherweise nicht im optimalen Bereich arbeiten, Umwälzpumpen zu viel Strom verbrauchen oder der hydraulische Abgleich nur schwierig umgesetzt werden kann.

Lesen Sie außerdem unseren interessanten Artikel zu den wichtigsten DIN-Normen und VDI-Richtlinien. Unter anderem wird dort näher auf die hier erwähnte DIN EN 12831 eingegangen.

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