So geht eine Heizlastberechnung (nach DIN 12831)

Einleitung

Effizientes Heizen beginnt mit einer fundierten Planung. Die Heizlastberechnung ist dabei ein unverzichtbarer Schritt für Energieeffizienz und Komfort. Doch welche Rolle spielt die DIN 12831 und warum ist sie so wichtig? Hier erfahren Sie die Grundlagen und den Ablauf der Heizlastberechnung.

Das Wichtigste im Überblick

• Eine Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 ist zur Ermittlung der Heizleistung eines Gebäudes notwendig.
• Eine fehlerhafte Dimensionierung der Heizung führt entweder zu unnötigen Kosten oder unzureichendem Heizkomfort.
• Die Berechnung berücksichtigt bauliche Faktoren wie U-Werte, klimatische Bedingungen und das Nutzerverhalten.
• Die Transmissions- und Lüftungswärmeverluste werden separat berechnet und ergeben zusammen die Gesamtheizlast.
• Ein Sicherheitszuschlag kann hinzugefügt werden und deckt unvorhergesehene Bedingungen ab.
• Fachleute wie Heizungsinstallateure, Energieberater oder TGA-Planer führen die Berechnung durch.
• Die Kosten für eine Heizlastberechnung liegen typischerweise zwischen 400 und 1.000 Euro.

Warum ist eine Heizlastberechnung wichtig?

Eine Heizlastberechnung bildet die Grundlage für die richtige Dimensionierung Ihrer Heizungsanlage. Sie sorgt dafür, dass Ihr Heizsystem effizient arbeitet, die Heizkosten niedrig bleiben und der gewünschte Wohnkomfort gewährleistet ist. Sie trägt zudem zur Umweltfreundlichkeit bei. Ein geringerer Energieverbrauch reduziert den CO₂-Ausstoß und schont die Umwelt.

Eine fehlerhaften Dimensionierung hat folgende Konsequenzen:

• Überdimensionierung: Eine zu große Heizungsanlage verursacht hohe Anschaffungs- und Betriebskosten. Sie arbeitet ineffizient, was den Energieverbrauch unnötig steigert. Zudem schaltet sich die Heizung öfters an und aus, sodass die Lebensdauer der Anlage sinkt.
• Unterdimensionierung: Eine zu kleine Heizungsanlage kann Ihr Zuhause ausreichend beheizen. Das führt zu unzureichendem Wohnkomfort und erhöhtem Verschleiß, da die Heizung ständig am Limit läuft.

Grundlagen der Heizlastberechnung nach DIN 12831

Die Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 ist ein zentrales Verfahren zur Ermittlung der notwendigen Wärmeleistung für Gebäude. Dabei werden bauliche, klimatische und nutzerbedingte Faktoren berücksichtigt. Dieses standardisierte Verfahren schafft die Grundlage für eine präzise Heizungsplanung und eine energieeffiziente Wärmeversorgung.

Bauliche Faktoren

Der U-Wert beschreibt, wie gut Bauteile wie Wände, Fenster oder Dächer dämmen. Je niedriger der U-Wert, desto weniger Wärme geht verloren. Eine gute Dämmung reduziert die Transmissionswärmeverluste und senkt somit die notwendige Heizleistung. Besonders Fenster und Türen spielen dabei eine wichtige Rolle, da sie häufig Schwachstellen sind. Die Luftdichtigkeit des Gebäudes beeinflusst ebenfalls die Heizlast. Je dichter ein Gebäude ist, desto geringer sind die Lüftungswärmeverluste.

Im Folgenden finden Sie einen Vergleich der U-Werte für verschiedene Bauteile.

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Klimatische Faktoren

Die Norm-Außentemperatur gibt an, wie kalt es im Winter an einem Standort werden kann. Sie wird zur Berechnung der maximalen Heizlast verwendet. Laut DIN 12831 unterscheiden sich die Norm-Außentemperaturen je nach Region in Deutschland. Ein Standort in den Alpen hat beispielsweise eine deutlich niedrigere Normtemperatur als ein Ort im Rheinland. Diese klimatischen Unterschiede wirken sich direkt auf die Heizlast aus.

Nutzerverhalten

Die Ziel-Innentemperatur bestimmt, wie warm ein Raum beheizt werden soll. Normierte Werte legen fest, dass Wohnräume auf 20 °C, Badezimmer auf 24 °C und Schlafräume auf 18 °C beheizt werden. Zusätzlich beeinflusst der Luftwechsel durch Lüftung die Heizlast. Jede Lüftung führt zu Wärmeverlusten, die abhängig von der Luftwechselrate sind. Kontrollierte Wohnraumlüftungen mit Wärmerückgewinnung können diese Verluste deutlich reduzieren.

Hier finden Sie einen Überblick über die normierten Raumtemperaturen und Luftwechselraten nach DIN EN 12831:

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Die Berechnungsschritte der Heizlast

1. Ermittlung der Transmissionswärmeverluste

Die Transmissionswärmeverluste entstehen durch den Wärmefluss durch die Gebäudehülle, wie Wände, Fenster oder Dächer, wenn die Innen- und Außentemperaturen unterschiedlich sind.

Die Formel lautet:

Dabei steht:

• Qtr: Transmissionswärmeverluste in Watt (W)
• A: Fläche des Bauteils in Quadratmetern (m2)
• U: Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) in W/m²K
• ΔT: Temperaturdifferenz zwischen innen und außen in Kelvin (K)

Damit Sie die Berechnung besser verstehen, folgt ein Berechnungsbeispiel für ein Wohnzimmer mit 20 m² (zwei Außenwände, zwei Innenwände):

• Raumgröße: 20 m²
• Norm-Innentemperatur: 20 °C
• Norm-Außentemperatur: -10 °C
• Außenwände:
  • Fläche je Außenwand: 3 m (Höhe) × 4 m (Breite) = 12 m²
  • U-Wert der Außenwand: 0,24 W/m²K
• Innenwände: Vernachlässigbar, da diese keine Transmissionsverluste zur Außenumgebung verursachen.

Rechnung für die Außenwände:

Da es zwei Außenwände gibt:

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Ergebnis: Die Transmissionswärmeverluste für das Wohnzimmer betragen 172,8 W.

2. Ermittlung der Lüftungswärmeverluste

Die Lüftungswärmeverluste entstehen durch den Luftaustausch – gewollt durch Lüftung oder ungewollt durch Undichtigkeiten.

Die Formel lautet:

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Dabei steht:

• Qlü: Lüftungswärmeverluste in Watt (W)
• V: Luftvolumen des Raumes in Kubikmetern (m3)
• c: Wärmekapazität der Luft (0,34 W/m³K bei Normbedingungen)
• ΔT: Temperaturdifferenz zwischen innen und außen in Kelvin (K)

Berechnungsbeispiel für das Wohnzimmer:

• Raumhöhe: 2,5 m
• Luftvolumen: 20 m² × 2,5 m = 50 m³
• Luftwechselrate (n): 0,5 (Wohnraum, laut DIN EN 12831)

Sodass,

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Ergebnis: Die Lüftungswärmeverluste für das Wohnzimmer betragen 255 W.

3. Addition von Transmissions- und Lüftungswärmeverlusten

Die Gesamtwärmeverluste setzen sich aus den Transmissions- und Lüftungswärmeverlusten zusammen.

Formel:

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Sodass,

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Planer oft einen Sicherheitszuschlag. Dieser gleicht Schwankungen im Nutzerverhalten, extreme Wetterbedingungen und Wärmeverluste durch Baualterung oder Wärmebrücken aus. Dieser Zuschlag ist laut Norm nicht vorgeschrieben, jedoch schlagen Planer oft 10 % dazu. Somit liefert die Heizungsanlage auch bei unerwarteten Bedingungen genügend Leistung.

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Ergebnis: Die Heizlast für das Wohnzimmer beträgt inkl. Sicherheitszuschlag etwa 471 W.

Das Beispiel zeigt die Berechnung der Heizlast für einen einzelnen Raum. In der Praxis berechnen Fachleute die Heizlast für das gesamte Gebäude. Sie berücksichtigen jeden Raum einzeln, ermitteln Transmissions- und Lüftungswärmeverluste und fassen die Ergebnisse zu einer Gesamtheizlast zusammen.

Wer führt die Heizlastberechnung durch?

Fachleute wie Heizungsinstallateure, Energieberater oder TGA-Planer führen die Heizlastberechnung durch. Sie haben die notwendige Expertise und Software, damit sie die Berechnung normgerecht und präzise vornehmen.

• Heizungsinstallateure und Fachbetriebe: Berechnen die Heizlast oft im Rahmen der Planung und Dimensionierung einer neuen Heizungsanlage. Besonders bei Neubauten oder Sanierungen stellen sie sicher, dass die Heizung optimal auf die Anforderungen des Gebäudes abgestimmt ist. Sie übernehmen zudem die Installation der Anlage.
• Energieberater: Erstellen die Heizlastberechnung häufig im Zuge staatlich geförderter Sanierungsprogramme. Sie planen nicht nur effiziente Heizsysteme, sondern prüfen auch die energetische Qualität des Gebäudes. Zusätzlich informieren sie über passende Fördermöglichkeiten für energetische Maßnahmen.
• TGA-Planer oder Ingenieurbüros für Gebäudetechnik: Bei größeren Projekten, wie Mehrfamilienhäusern oder Bürogebäuden, übernehmen spezialisierte Haustechnikplaner die Heizlastberechnung. Sie berücksichtigen dabei die komplexen Anforderungen solcher Gebäude und entwickeln umfassende Konzepte für Heizung und Gebäudetechnik.

Was kostet eine Heizlastberechnung?

In einem Einfamilienhaus liegen die Kosten für eine Heizlastberechnung typischerweise zwischen 400 und 1.000 Euro. Der genaue Preis richtet sich nach der Größe des Gebäudes und dem erforderlichen Aufwand. Bei besonders aufwändigen Berechnungen durch einen Energieberater können die Kosten höher ausfallen.

Wie lange dauert eine Heizlastberechnung?

Eine Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 dauert meist 3 bis 6 Stunden. Hier werden detaillierte Daten wie Raumgrößen, U-Werte und Lüftungsverluste Raum für Raum analysiert. Der Einsatz von Software erleichtert den Prozess, dennoch erfordert die präzise Berechnung Fachwissen und eine sorgfältige Datenerfassung.

Was ist der Unterschied einer überschlägigen und ausführlichen Heizlastberechnung?

Der Unterschied zwischen einem einfachen und ausführlichen Verfahren liegt in der Genauigkeit. Die überschlägige Berechnung nutzt Standardwerte und dient nur als Orientierung. Die ausführliche Berechnung nach DIN EN 12831 basiert auf präzisen Gebäudedaten und ist bei Neubauten und Sanierungen Pflicht. Sie liefert genaue Ergebnisse für die Heizungsplanung und stellt sicher, dass die gesetzlichen Vorgaben des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) erfüllt werden.

Förderung nur mit Heizlastberechnung nach DIN EN 12831

Eine Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 ist eine Voraussetzung für staatliche Heizungsförderungen im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG). Dazu zählen der KfW-Zuschuss Nr. 458 für den Kauf und Einbau einer neuen, klimafreundlichen Heizung sowie der KfW-Kredit Nr. 358, 359 für bereits bezuschusste Einzelmaßnahmen zur energetischen Sanierung von Wohngebäuden. Ohne eine Heizlastberechnung ist der Zugang zu diesen Förderungen nicht möglich.

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