Blossom-ic: Heizlastberechnung oder Schätzung?

(4.3.2025) Entsprechend des GEG sind Heizlastberechnungen von Bestandsgebäuden nach der Norm DIN EN 12831 durchzuführen. Unterschieden wird hier zwischen „Berechnung nach Standardverfahren” und „Schätzung aus Wärmemengenmessungen und Verbrauchsdaten”. Vor dem Hintergrund risikobehafteter Annahmen zum Energiebedarf ist aus bauphysikalischer Sicht die Übernahme von Mess- bzw. Verbrauchsdaten in KI-gestützte Berechnungsalgorithmen zu empfehlen. Die Blossom-ic intelligent controls AG wendet ein solches Verfahren bereits an.

Dr.-Ing. Jörg Walther, Beratender Ingenieur und Bausachverständiger und Dr.-Ing. Martin Donath, Geschäftsführer der Ratiodomo Ingenieurgesellschaft, vertreten gegenüber der Blossom-ic intelligent controls AG folgende Position bezüglich der „Schätzung” oder „Berechnung”: 

Schätzung

Die Schätzung basiert auf realen Messwerten des Verbrauchs. Dabei kann die Ermittlung der Heizlast entweder durch die Bildung einer Gebäudekennlinie als Regressionsgerade aus Einzelwerten von Wärmeleistungen oder vereinfacht nach Vollbenutzungsstunden erfolgen. 

Die Abbildung zeigt das Prinzip der Gebäudekennlinie aus Einzelwerten von Brennstoffleistungen, vermindert um die Erzeugungsverluste, wie sie in der DIN EN 12831 beschrieben wird. (Grafik: Ratiodomo) 

Berechnung

Die Berechnung basiert auf Berechnungsmodellen und Laborwerten für neu zu erbauende Gebäude. Sie erfolgt durch unterschiedliche Personen mit unterschiedlichen subjektiven Wertungen, Vorgehensweisen und Genauigkeitsanforderungen sowie mit verschiedenen Programmen. 

Bei einem Projekt für die WIRO Wohnen in Rostock Wohnungsgesellschaft mbH (Optimierung der Heizanlagen für 74 Gebäude im Jahr 2008) fiel so auf, dass trotz ähnlichem Anlagen- und Nutzerverhalten signifikante Verbrauchsunterschiede bei typgleichen Gebäuden auftraten. Grund hierfür waren primär variierende Feuchtegehalte in den Außenwänden.

U-Wert als Berechnungsgrundlage

Um eine Berechnung zu ermöglichen ist der Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) zu bestimmen. Die Ermittlung der U-Werte sollte nach entsprechenden Normen (z.B. DIN EN ISO 6946) erfolgen und zusätzliche Faktoren berücksichtigen. Hierzu zählen:

• Luftspalte in der Dämmung,
• mechanische Befestigungselemente, 
• Wasseransammlungen durch Niederschlag auf Umkehrdächern.

Probleme bei der Bestimmung des tatsächlichen U-Wertes

In der Praxis kann der U-Wert von Außenwänden häufig nur anhand des Gebäudealters geschätzt werden, da der Aufbau der Wand nicht bekannt ist. Diese müsste hierzu geöffnet werden. Nachfolgen müssten die Geometrie sowie die Baustoffeigenschaften bestimmt werden, welche den U-Wert des Wandaufbaues wesentlich beeinflussen.

Rohdichte in kg/m³ und Wärmeleitfähigkeit von Vollziegeln in W/(mK) (Grafik: J. Walther) 

Entscheidend für die Dämmwirkung von Ziegeln, Natursteinen und anderen mineralischen (kapillarporösen) Baustoffen ist die Rohdichte. Auch prägt der Feuchtegehalt eines Baustoffes die Wärmeleitfähigkeit signifikant. Dieser varriiert jedoch je nach Umgebungsfeuchte. 

Laborwerte und feuchteabhängige Wärmeleitfähigkeit am Beispiel eines Vollziegels (Grafik: J. Walther) 

Ebenso beeinflusst Schlagregen aus der Hauptwindrichtung die Heizlast. Die Schlagregensicherheit (Wasseraufnahmekoeffizient w in kg/(m²h^0,5) der zur Hauptwindrichtung orientierten Fassadenfläche, kann für den Gesamtwassergehalt der Außenwände entscheidend sein.

Gesamtwassergehalt bei nicht wasserabweisender Fassade (w = 1,0 kg/(m²h^0,5) (Grafik: J. Walther) 

Wird im Verfahren eine Wärmeleitfähigkeit des Ziegels von 0,6 W/(mK) angesetzt, wird bei stationärer Nachweisführung gemäß DIN 4108-3 (Glaser-Verfahren) z.B. ein U-Wert von 1,156 W(m²K) ermittelt. Liegt die Wärmeleitfähigkeit des Ziegels bei 1,2 W/(mK), würde sich entsprechender U-Wert um 39% auf 1,899 W(m²K) erhöhen. 

Die Heizlastberechnung sowie die Erstellung von Gebäudeenergieausweisen auf Basis des Energiebedarfs unterliegen diesen Unsicherheiten.

Fazit

Bei der aktuell praktizierten „Berechnung” der U-Werte bei Bestandgebäuden muss mit einer Abweichung in der Größenordnung bis ± 30% ausgegangen werden. Vor dem Hintergrund risikobehafteter Annahmen zum Energiebedarf ist aus bauphysikalischer Sicht die Übernahme von Mess- bzw. Verbrauchsdaten in KI-gestützte Berechnungsalgorithmen zu empfehlen. Die Blossom-ic intelligent controls AG wendet ein solches Verfahren bereits an.