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Welches Heizungssystem wählen?

Peter Rauch, Veröffentlicht in Leipziger Bauführer 1994 S. 151-153

Viele Hausbesitzer stehen vor dem Problem, möglichst schnell auf eine energiesparende Wärmeversorgung umzurüsten. Einerseits sind die Energiekosten vergleichsweise stark angestiegen und andererseits soll die natürliche Umwelt so gering wie möglich belastet werden. Neben den planerischen und konstruktiven Lösungen spielt die Wirtschaftlichkeit sowie die Umweltbelastung eine wichtige Rolle.

Bevor die Umstellung auf eine neue Heizung erfolgt, sollte jeder sich Gedanken darüber machen, wie der jetzige Stand der Heizanlage ist und was er erreichen möchte. Eine einfache Anlage ist billiger, erfordert jedoch einen höheren Bedienungsaufwand. Andererseits bringt eine Verbesserung der Wärmeisolierung oft einen höheren Nutzen. In der Fachsprache wird von den Transmissionswärmeverlusten, die mit Hilfe der Wärmdurchgangskoeffizienten (k-Werte) beschrieben werden, gesprochen. Z.B. haben die meisten Häuser einen Wärmedurchgang von 1,50-2,0 W/m²K, daß heißt, im Winter geht etwa 50-60 Watt pro m² Außenwandfläche an Wärme verloren. Bei einer guten Wärmeisolierung sind das noch ca. 15Watt/m². Sie sparen damit theoretisch ca. 75% an Heizenergie. (Weitere Informationen im Artikel Sanierung und Wärmeisolierung). Dagegen bringt die Modernisierung der Heizung nur 10-20% Einsparung. Das ist wiederum abhängig vom Wirkungsgrad der alten Anlage. Auf der anderen Seite stehen gesetzliche Vorschriften, wie z.B. das Bundes-Immissionsgesetz, welches bestimmte Anforderungen an die Heizanlage stellt.

Nachfolgend werden verschiedene Heizungssysteme betrachtet. Die Informationen sollen einen allgemein Überblick verschaffen, damit Sie bereits mit Vorstellungen an die zahlreichen Anbietet herantreten können.

Ein Einzelofen oder besser der Kachelofen (Wirkungsgrad 90%) heizt mit Holz, schneidet bei der Umweltbelastung gut ab. Dieser Ofen gibt seine Wärme überwiegend durch Strahlung ab. Es entsteht eine bessere Luftschichtung (vertikales Temperaturgefälle) und ist somit gegenüber dem Konvektor-Prinzip (Luft gleitet vorbei) im Vorteil. (s. Bild 1). Bei Strahlungswärme (Kachelofen) wird die Wandoberfläche auf 18-20°C erwärmt. Die Lufttemperatur braucht nur 18°C betragen. Bei einer kalten Wandoberfläche (Konvoktor-Prinzip) werden hingegen 24°C Lufttemperatur benötigt. Auf diese Weise können 30% Wärmeenergie gespart werden.
Der Ofen ist wesentlich billiger in der Anschaffung als eine vollautomatisierten Heizanlage. Seine Wartung ist einfacher und billiger und die Standzeit ist größer. Durch seine Bauart ist er gesundheitlich günstiger und angenehm und weist noch zahlreiche andere baubiologische Vorteile auf, wie der Temperaturunterschied von Raum zu Raum (Reizklima), niedrigere Raumlufttemperatur, hohe relative Luftfeuchtigkeit u. a. Es gibt Häuser mit 120-50 m² Grundfläche bei denen zwei Kachelöfen mit Nachheizwänden in benachbarten Räumen die Beheizung und Warmwasser vollständig übernehmen. Dies konnte ich auch kürzlich in Kitzscher in einem Siedlungshaus sehen, wo durch einen Luftschachtofen 4 Räume beheizt werden.
Als wesentlicher Nachteil für den Kachelofen gilt, daß er auf Grund seiner großen Masse für kurzfristig beheizte Räume nicht geeignet ist. Ebenso gestaltet sich eine Regelung dieser Heizung aIs schwierig.

a) Konvektionsheizung erwärmt Raumluft und stellt so einen thernrmischen Schwerkraftumlauf her. Wärme ist vorwiegend an der Decke der Boden ist kühl. Staub wird in Umlauf gebracht Der Strahlungsanteil ist gering und geht vor allem vom Heizkörper und von der erwärmten Decke aus.
b)Das Strahlungsklima des Kachelofens geht vom Zentrum des Hauses aus. Die bestrahlten Raumteile absorbieren die Wärme und strahlen sie ihrerseits zurück. Die Luftbewegung ist gering, ebenso die Lufttemperatur
Heizung

Als zukunftsweisend im biologischen und wirtschaftlichen Sinn ist die Hypokastenheizung anzusehen. Das Prinzip beruht auf einer Vergrößerung der Strahlungsfläche durch Warmluftkammern, die senkrecht und waagerecht in Wänden und Decken angeordnet sind; in der Realität läßt sich aber nicht immer alles erfüllen. Zur Beheizung kann z.B. nur bestimmtes Holz (Hartholz) verwendet werden, und es muß trocken sein. Das erfordert einen Lagerplatz, und der Brennstoff muß ständig aufgelegt werden. Durch moderne Bauarten kann auch hier die Bedienung vereinfacht werden, ebenso ist der Staubanteil gering, so daß nach ein bis zwei Monaten Dauerbetrieb höchstens eine kleine Schaufel Asche anfällt. In der Praxis wird diese Heizungsmethode nur etwa 3% ausmachen können.

Aus verschiedenen Anwendungsgründen hat eine zentrale Heizanlage ein breites Anwendungsfeld gefunden. Die gebräuchliche Auslegung einer Warmwasserheizung in Glieder-, Platten- und Rohrheizkörper sowie artverwandte Bauformen zählt zu den Heizsystemen mit mittlerer Trägheit. Es kann damit eine durchschnittlich genaue zentrale und raumweise Regelung erfolgen. Hier ist auch eine Kopplung mit regenerativen Energien wie Wärmepumpen, Wärmekollektoren u.a. technisch besser zu lösen. Bei der Auswahl des Wärmeerzeugers spielen die Kennwerte, Kesselgröße, feuerungstechnischer Wirkungsgrad, Betriebsbereitschaftsveriust, Emissionsverhalten und Regelungseigenschaften eine wichtige Rolle.

Ausschlaggebend für die Bestimmung der Kesselgröße ist die erforderliche Nennwärmeleistung, diese muß dem Wärmebedarf des Hauses oder der Wohnung entsprechen. Beträgt der Energieverbrauch vielerorts noch zwischen 20-30 l Heizöl pro m² beheizte Fläche im Jahr, so schreibt die Wärmeschutzverordnung einen Verbrauch von 12-16 l pro m2 vor. In Schweden wurde in Untersuchungen festgestellt, daß bei konstruktiv richtiger Ausführung Häuser mit einem Heizenergieverbrauch von 3-7 l Öl pro m2 beheizte Fläche gebaut werden können. Die Anforderungen an das Niedrig-Energie-Haus liegen bei einem Heizölverbrauch zwischen 2,5-6,0 l pro Jahr und m². Diese Verbrauchswerte werden an alle künftig zu errichtenden Häuser gestellt. Die an die Bauausführung gestellten Anforderungen werden recht unterschiedlich diskutiert.

Bei günstiger konstruktiver Auslegung des Hauses (einschließlich der Wärmeisolierung) können Niedertemperaturheizungen zum Einsatz kommen, ohne daß die Heizkörper groß ausgelegt werden müssen. Ob nun Gas oder Heizöl als Energieträger zur Anwendung kommt, hängt von der örtlichen Gegebenheit ab.
Die moderne Ölheizung überzeugt zusammen mit einer guten Wärmedämmung durch hohe Effizienz und niedrigen Ölverbrauch. Der Brennstoff Öl selbst bietet durch ausreichendes Vorkommen noch für viele Jahrzehnte eine hohe Versorgungssicherheit.

Erdgas kostet gegenüber einer vergleichbaren Menge Heizöl im Mittel etwas mehr. Dafür sind aber in der Regel die Anschaffungskosten einer Gasheizung billiger. Zu beachten ist jedoch, daß bei der Ölheizung ein Tank aufgestellt und bei der Gasheizung die Leitung verändert werden muß, bzw. es muß erst eine auf das Grundstück verlegt werden. Hier können schon finanzielle Unterschiede auftreten. Beim Kauf sollten stets eine Unit gegenüber einer beliebigen Kombination aus Brennern und Kessel bevorzugt werden, da diese im Betrieb günstigere Werte erwarten lassen.

Mehrere Komponenten für sogenannte Niedrigenegiehäuser können zu Systemen kombiniert werden. Heizkessel, Brenner, Regelungen, Speicher-Wassererwärmer, Sonnenkollektoren und Wohnungslüftung sind aufeinander abgestimmt, bieten abgestimmte Funktion und geregelte Betriebssicherheit.
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Bei gasbefeuerten Anlagen sollten auch die Brennwertkessel - sie nutzen die im Abgas enthalten Wärme - zur Auswahl stehen. Z.B. stellen die Brennwert-Gas-Wandkessel eine interessante platzsparende Variante dar. Von der Seite des Schadstoffes weist z.B. der Olymp öko-Heizautomat sehr gute Emissionswerte auf, die noch die Grenzwerte des Umweltzeichens RAL UZ46 ("Blauer Engel") und die strengen Abgasbestimmungen der Zürcher Norm unterschreitet. Auch darauf sollte bei der Auswahl einer neuen Heizanlage geachtet werden, um auch künftigen Anforderungen gerecht zu werden.

Oft muß bei einer Sanierung auch der Fußboden erneuert werden. Hier kann die Kombination einer Fußbodenheizung mit Heizkörper zum Einsatz kommen. Die Vorteile beider Systeme werden somit genutzt. Die Fußbodenheizung übernimmt dabei die Grundheizung der ständig genutzten Räume. Durch den Fußboden erhält man eine große Strahlungsfläche. Die Temperatur des Fußbodens sollte dabei 25°C nicht überschreiten, eher etwas niedriger liegen. Durch die Heizkörper kann eine schnelle Anpassung an den Wärmebedarf erfolgen. Dabei ist zu beachten, daß eine Nachtabsenkung der Temperatur im massiven Haus mit äußerer Wärmeisolierung relativ wenig bringt. Dies liegt an der Wärmespeicherfähigkeit des massiven Mauerwerkes. Wird das Heizungssystem an eine zentrale Regelung gekoppelt, so kann die Bereitstellung der entsprechenden Wärmemenge optimiert werden. Die Raumtemperatur ist sowohl be i normaler wie auch bei niedriger Außentemperatur angenehm.

Neben der genannten Kombination gibt es viele andere Varianten, wie bei Fußboden-Randleisten-Heizung, Hypokastenheizung u.a. Heizen mit Strom bietet sicherlich in einigen Fällen eine gute Alternative. Die Kosten für den günstigen Nachtstrom liegen jedoch pro kWh etwa bei l4Pf gegenüber bei Erdgas mit etwa 6 Pf. Auch wenn der Strom fast zu 100 % in Wärme umgewandelt werden kann, ist zu beachten, daß die heimischen Kraftwerke, die den Strom erzeugen, im Verhältnis sehr unrentabel arbeiten und die Umwelt stark belasten. Aus baubiologischer Sicht sollten Heizungen, die einen hohen Konvektionsanteil (hohe Raumluftbewegung) besitzen, wie die Radiator-Heizung, direkte Warmluftheizung u.a. möglichst nicht zum Einsatz kommen, Die ansässigen Heizungsfirmen werden sie fachgerecht beraten, welche Anlage mit welcher Größe installiert werden sollte. Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, die Anlage den örtlichen Bedingungen anzupassen, wie z.B. die Größe des Warmwasserspeichers, Regelung des Schornsteinzuges mit Hilfe geregelter Nebenluftvorrichtung, der Einsatz einer Lade- und Zirkulationspumpe; durch eine fachgerechte Beratung erhalten sie auch Auskunft über eine evtl. Kopplung bzw. Nachrüstung mit einer Wärmepumpe oder die Nutzung regenerativer Energien und welche staatlichen Fördermittel bzw. Zuschüsse für die Umstellung der Heizungssysteme bereit stehen.

Brauchwarmwasserbereitung mittels separat stehenden Boiler mit Ladepumpe bei NT Kessel

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Hier sollte man sich ruhig zwei bis drei Angebote verschiedener Firmen einholen. Bei steigenden Energiekosten können zu einem späteren Zeitpunkt ohne Probleme Sonnenkollektoren oder Wärmepumpen zugeschaltet werden, wenn dies bereits bei der Neuinstallation berücksichtigt wurde. Im Bild wird eine Systemkombination, bestehend aus Heizkessel, Brenner, Regelungen, Speicher-Wassererwärmer, Sonnenkollektoren und Wohnungslüftung, die aufeinander abgestimmt sind, im Prinzipaufbau dargestellt.

Zum heutigen Zeitpunkt lohnt sich aus wirtschaftlicher Sicht (Amortisationszeitpunkt ist zu groß) noch nicht in jedem Fall das Anbringen eines Sonnenkollektors.
Bei günstigem Standort können ca. 250 l Heizöl pro Jahr für die Warmwasserbereitung einer vierköpfigen Familie eingespart werden. Kostengünstig werden Selbstbausätze für komplette Heizanlagen angeboten. Sie sind so ausgereift, daß ein handwerklich geschickter Bauherr diese ohne Probleme aufbauen kann.
Hier besteht eher die Gefahr, daß nur in den seltensten Fällen eine annähernd optimale Gestaltung der Anlage erreicht wird. Sollten höhere Ansprüche gestellt worden, so empfiehlt sich auf jedem Fall ein Heizungsprojekt durch ein Ingenieurbüro erstellen zu lassen. Durch dieses werden heizungstechnische Schwachstellen besser berücksichtigt.

Die Auslegung der gesamten Anlage erfolgt entsprechend den Kundenwünschen und kann so auch optimal auf der Grundlage neuester heizungstechnischer Erkenntnisse gestaltet werden. Der anfängliche Mehraufwand für das Projekt hat sich bereits nach wenigen Jahren rentiert.

Literatur



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