Neue ASUE-Studie: Heizung, Warmwasser und Lüftung im Neubau und Niedrigenergiehaus

(20.6.2001) Für die Beheizung von Neubauten ist Erdgas weiterhin die Wunschenergie Nummer 1. Erdgas hat seinen Anteil an der Wohnungsbeheizung in den vergangenen Jahren kontinuierlich ausgebaut. Heute heizen mehr als 70 Prozent aller Neubauwohnungen mit Erdgas.

Das Niedrigenergiehaus ist im Neubau inzwischen zum Standard geworden. An die Wärmeerzeugungssysteme im Niedrigenergiehaus werden keine grundsätzlich neuen Anforderungen gestellt, denn nach den vorliegenden Erfahrungen haben sich insbesondere einfache Systeme bewährt. Für technisch komplexe Systeme wird das Missverhältnis von Energie- zu Investitionskosten bei weiter zurückgehendem Energiebedarf immer gravierender.

Anforderungen an das Wärmeerzeugungssystem

Im Niedrigenergiehaus ist nur der Heizwärmebedarf stark abgesenkt, während sich der Energiebedarf für die Warmwasserbereitung kaum verändert. Man kann in etwa mit einer Gleichwertigkeit des Energiebedarfes für Heizung und Warmwasserbereitung rechnen. Es ist deshalb notwendig, bei Niedrigenergiehäusern die Heizung, Warmwasserbereitung sowie ggf. die Wohnungslüftung als Gesamtsystem zu sehen.

Der Komfortbedarf hat sich in den letzten Jahren weiter erhöht. Die zu installierende Leistung sollte sich daher nicht mehr primär nach der Heizung richten, sondern nach der Warmwasserbereitung. Hierbei bieten Gasniedertemperatur- und -brennwert-kessel bewährte Lösungen für diese Anforderungen an die Wärmeerzeugung, nämlich niedrige Leistung für die Raumwärme und hohe Leistung für die Trinkwassererwärmung. Die Nutzungsgrade dieser Kessel liegen bei ca. 94 und 109 Prozent und sind über einen weiten Auslastungsbereich stabil.

Vergleich verschiedener Systeme: Kosten

Bei der Entscheidung für ein Wärmeerzeugungssystem spielen die Kosten eine entscheidende Rolle. Die ASUE hat ihre Studie "Heizung, Warmwasser und Lüftung im Neubau/ Niedrigenergiehaus" aktualisiert. Sie enthält einen Wirtschaftlichkeitsvergleich für ein Niedrigenergiehaus (freistehendes Einfamilienhaus mit 150 m² Wohnfläche). Dem Vergleich liegt der Preisstand für Energie Januar 2001 zugrunde. Dafür wurden die vier in der Praxis wohl am häufigsten eingesetzten Systeme ausgewählt. Für die Gebäudeheizung wird die Wärme durch Gasbrennwertkessel (BW) als Dachheizzentrale, Ölkessel mit Gebläsebrenner, elektrischer Wärmepumpe mit Nachheizung oder durch Nahwärme-Übergabestationen bereitgestellt. Das für den Vier- Personen- Haushalt erforderliche Warmwasser wird in einem 150 Liter Speicher indirekt erzeugt (Ausnahme: Warmwassererzeugung mittels elektrischer Durchlauferhitzer in Kombination mit elektrischer Wärmepumpe). Die Wärmeverteilung erfolgt in der Regel über Plattenheizkörper. Für das System mit elektrischer Wärmepumpe wurde eine Fußbodenheizung ausgewählt. Alle Systeme sind mit einer reinen Abluftanlage ausgestattet. Die erforderliche Frischluft strömt über Außenluftdurchlässe nach.

Bei den Jahresgesamtkosten (Grafik oben) sind die Unterschiede beim Einsatz von Erdgas- Brennwerttechnik (4.761 DM) und der Nahwärmeversorgung mit Erdgas- Brennwertzentrale (4.941 DM) sehr gering. Für die Heizöl- Anlage (5.273 DM) bzw. für die Elektro- Wärmepumpenanlage und elektrische Durchlauferhitzer (5.896 DM) ist mit höheren Kosten zu kalkulieren. Der Systemvergleich zeigt, dass das System Erdgas- Brennwerttechnik, Dachaufstellung, die günstigsten Jahresgesamtkosten ausweist.

Vergleich verschiedener Systeme: CO₂-Emissionen

In Deutschland typische Heizsysteme unterscheiden sich deutlich in ihren Kohlendioxid- Emissionen. Die zweite Grafik (unten) zeigt für Erdgas, Heizöl und Strom die Menge CO₂, die entsteht, um eine Kilowattstunde Heizenergie bereitzustellen. Das Darmstädter Passivhaus Institut hat in seiner Studie: "Heizung im Niedrigenergiehaus - Ein Systemvergleich" Emissionen verschiedener Systeme für ein typisches Niedrigenergiehaus (eineinhalb- geschossig, 149 m² Wohnfläche, A/V-Verhältnis 0,76) verglichen. Für die Berechnung des Jahresheizwärmebedarfes wurde das monatliche Verfahren der europäischen Norm DIN EN 832 verwendet. Die CO₂-Emissionen wurden mit den Faktoren nach GEMIS 3.0 berechnet. Sechs der in dieser Studie untersuchten Systeme wurden wegen ihrer Relevanz und Praxisnähe ausgewählt.

In der Studie hat sich gezeigt, dass im Niedrigenergiehaus Elektrospeicherheizungen auch in Kombination mit Wärmerückgewinnungsanlagen und Abluft- Wärmepumpen im Vergleich zu Erdgasheizungen keine umweltpolitisch vorteilhafte Lösung darstellen: Die CO₂-Emissionen des untersuchten Niedrigenergiehauses mit Elektrospeicherheizung betragen 12,8 t CO₂/a. Bei Einsatz der Erdgasreferenzanlagen werden nur ca. 30 Prozent davon emittiert, d. h. 8,9 t CO₂/a weniger.

Wärmepumpen

Moderne Gas-Heizkessel nutzen bereits die eingesetzte Energie zu rund 100 Prozent aus. Mit Gaswärmepumpen ist es möglich, noch höhere Nutzungsgrade zu erzielen. Für den Einsatz insbesondere für das Ein- und Zweifamilienhaus wurde nun ein neues Produkt vorgestellt, das zur zweiten Jahreshälfte 2001 verfügbar sein soll: Die Gaswärmepumpe Loganova der Firma Buderus Heiztechnik GmbH in Wetzlar. Mit ihr werden Jahresnutzungsgrade bis zu 150 Prozent erreicht. Sie besteht aus sehr wenigen bewegten Teilen und ist daher praktisch verschleißfrei und sehr geräuscharm. Sie arbeitet nach dem so genannten Absorptionsprinzip. Noch bei einer Außentemperatur von -10° C gewinnt das Wärmepumpenaggregat Umweltwärme. In das Gerät ist ein Brennwertkessel integriert, der die Trinkwassererwärmung ohne eine zeitliche Unterbrechung der Wohnraumbeheizung ermöglicht.

Lüftung

Frischluft ist eine Grundlage für das Wohlbefinden. Aus raumlufthygienischer Sicht ist eine Sicherung der Lufterneuerung unverzichtbar. Die "natürliche Lüftung" durch Ritzen und Fugen ist im dichten Niedrigenergiehaus, ebenso wie die Fensterlüftung, die im wesentlichen eine Zufallslüftung ist, nicht ausreichend. Deshalb haben sich einfache Abluft-Lüftungsanlagen als derzeit optimale Lösung herausgestellt: Ein kleiner Ventilator zieht die verbrauchte Luft aus den am meisten belasteten Räumen (Bäder, Toiletten und Küche) ab. Frischluft strömt durch Öffnungen in Wohnzimmer, Kinderzimmer und Schlafräumen nach. Dieses Lüftungssystem ist kostengünstig, effizient und vergleichsweise einfach. Eine zusätzliche Fensterlüftung, die von den meisten Nutzern gewünscht ist, hat keine nachteilige Wirkung auf das System.

Wärmerückgewinnungsanlagen können den Lüftungswärmeverlust weiter reduzieren. Bei diesen Systemen wird die Frischluft zentral angesaugt, in dem Abluft/Zuluftwärmetauscher erwärmt und den Frischlufträumen zugeführt. Diese Systeme müssen jedoch frühzeitig, schon in der Bauphase berücksichtigt werden, da für die Effizienz der Anlage eine sehr dichte Bauausführung unbedingt erforderlich ist. Es sollten hochwertige Geräte mit niedrigem Stromverbrauch der Ventilatoren und hohen Rückwärmzahlen eingesetzt und sorgfältig die Volumenströme abgeglichen werden.

Die Studie "Heizung, Warmwasser und Lüftung im Neubau/Niedrigenergiehaus" (24 Seiten, DIN A 4) und die Broschüre "Energieverbrauch und CO₂-Emissionen: Heizsysteme im Niedrigenergiehaus" (8 Seiten, DIN A 4) sind als Einzelexemplar kostenfrei erhältlich:

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