IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 15/2003, Seite 44 f

HEIZTECHNIK

Moderne Heizsysteme im Niedrigenergiehaus

Mit Holzpellets und Solaranlagen CO2-neutral und CO2-frei heizen

Anja Thunert*

Die Bundesrepublik Deutschland hat sich durch die Annahme der Klimarahmenkonvention (1994) und des Kyoto-Protokolls (1997) verpflichtet, den Treibhausgasausstoß zu reduzieren. Einer der Kernpunkte ist dabei die Verringerung der CO2-Emissionen um 25% gegenüber 1990. Mittel hierfür soll der vermehrte Einsatz von regenerativen Energieträgern, eine Steigerung der Effizienz der Energieerzeugung sowie die Senkung des Energiebedarfs sein.

Die Energieeinsparverordnung (EnEV), die am 1. Februar vergangenen Jahres in Kraft trat, ist ein wesentlicher Bestandteil des nationalen Klimaschutzprogramms, da Fachleuten zufolge in Deutschland gut 30% der bereitgestellten Energie in den privaten Haushalten verbraucht wird. Erstmals wurde in dieser Verordnung nicht nur berücksichtigt, wie hoch der Jahresheizwärmebedarf eines Gebäudes ist, sondern auch, welche Anlagentechnik und Energieträger verwendet werden und wie hoch damit der Primärenergieeinsatz ist. Neu ist außerdem, dass Gebäude und Anlagentechnik als wechselwirkende Systemeinheit betrachtet werden. Damit ergibt sich die Chance, bereits zu Beginn der Gebäudeplanung die Anlagentechnik als zentrales Element zu integrieren und durch Teamarbeit seitens Bauherren, Architekten und Handwerksbetriebe Kosten beim Bau durch effizientere Anlagentechnik einzusparen.

Die neue Definition Niedrigenergiehaus

Durch Inkraftreten der EnEV ist die Definition für Niedrigenergiehäuser (NEH) eine andere geworden, da der Heizwärmebedarf nur eine Zwischengröße in der Berechnung des relevanten Primärenergiebedarfs darstellt. Bisher wurden unter dem Begriff Niedrigenergiehäuser Gebäude zusammengefasst, deren Jahresheizwärmebedarf 25 bis 30% unter den Anforderungen der gültigen Wärmeschutzverordnung lag, d.h. dessen baulicher Wärmeschutz deutlich besser war als gefordert. Mit der EnEV kommt ein weiterer Faktor - der Anlagenwirkungsgrad (die so genannte Aufwandszahl) - dazu. Das hat Folgen. Der Niedrigenergiehaus-Standard ist nun nicht nur durch eine gute Dämmung, sondern auch durch effiziente Anlagentechnik erreichbar. Das Resultat einer Heizwärmebedarfsberechnung nach EnEV ist deshalb nicht mit herkömmlichen Werten vergleichbar. Dennoch hat sich der Begriff Niedrigenergiehaus in den letzten Jahren sowohl bei Fachleuten wie auch bei Bauherrn gut eingeprägt. Es ist deshalb zu erwarten, dass diese Vokabel weiterhin als Synonym für eine Bauweise verwendet wird, deren Wärmeschutz auf dem Niveau eines Niedrigenergiehauses ist.

Seit Anfang der achtziger Jahre sind in Deutschland Niedrigenergiehäuser gebaut worden, in Skandinavien und Nordamerika wurde sogar schon 10 Jahre früher damit begonnen. Durch den guten Wärmeschutz der Gebäudehülle verlieren diese Bauwerke weniger Wärme an die Umgebung. Die Innenoberflächen der Außenbauteile sind wärmer als bei herkömmlichen Wohngebäuden, was bewirkt, dass dem menschlichen Körper weniger Wärme durch Abstrahlung entzogen wird und so sein Behaglichkeitsgefühl steigt. Auch die Gefahr der Tauwasserbildung und den daraus resultierenden Bauschäden sind in Niedrigenergiehäusern geringer als in konventionellen Bauten aufgrund der höheren Temperaturen der Umfassungsflächen.

Kombinierte Wärmesysteme im Neubau

Für Gebäude mit niedrigen Innentemperaturen (12 - 19°C und mehr als 4 Monate pro Jahr beheizt) regelt die EnEV lediglich den Wärmeschutz. Für Gebäude mit normalen Innentemperaturen (mindestens 19°C und mehr als 4 Monate pro Jahr beheizt) sind umfassende bauliche und anlagentechnische Anforderungen einzuhalten. Werden zur Deckung des Energiebedarfes mindestens 70% erneuerbare Energieträger eingesetzt, so muss nur der Mindestwärmeschutz eingehalten werden und der Energiebedarfsausweis entfällt. Dieser dokumentiert den Energiebedarf eines Hauses, d.h. wieviel Energie aufgewendet werden muss, um Warmwasser bereitzustellen und zu Heizen, aufgeschlüsselt in Primär-, End- und Nutzenergie. Aus ihm sind zudem Anlagenaufwandszahl und Transmissionswärmeverlust ersichtlich.

Bild 1: Holzpelletskessel im Verbund mit einer Solaranlage und einem Frischwasserspeicher.

In Niedrigenergiehäusern verschieben sich die Anteile des Wärmebedarfs für die Heizung und die Warmwasserbereitung. Je geringer der Heizwärmebedarf durch den verbesserten Wärmeschutz, desto größer wird der prozentuale Anteil der Warmwasserbereitung am gesamten Energiebedarf. Aus diesem Grund bietet sich die Kombination Holzpelletskessel und Solaranlage auch zur Heizungsunterstützung geradezu an. Bild 1 zeigt ein System, in dem ein Holzpelletskessel über einen Frischwasserspeicher mit der Solaranlage verbunden ist. Der Solarertrag steht somit gleichermaßen für die Warmwasserbereitung als auch für das Heizungssystem zur Verfügung. Der Holzpelletskessel deckt hierbei stets den Restwärmebedarf ab und wird immer dann eingeschaltet, wenn die gewünschten Mindesttemperaturen des Speichers (z.B. für die Brauchwasserbereitung) durch die Solaranlage allein nicht gehalten werden können. Der Anteil, den der Holzpelletskessel bei der Deckung des Wärmebedarfs zu tragen hat, steigt mit Beginn der kalten Jahreszeit und sinkt bei steigendem Solarangebot im Frühjahr.

Eine optimale Ausnutzung der erzeugten Wärme wird zusätzlich durch den Einsatz von Niedertemperatursystemen wie z.B. Wandheizungen erreicht. "Das ganze ist mehr als die Summe seiner Teile". Erst in einem aufeinander abgestimmten Heizungssystem können die Vorteile der einzelnen Komponenten ineinandergreifen. Es gilt nicht nur die einzelnen Komponenten, sondern im Besonderen die Schnittstellen zu optimieren. Dazu ein Beispiel:

Bild 2: Der Biokreislauf des Holzes: Das Beispiel zeigt den Biokreislauf des Holzes vom Wachstum mit CO2-Einbindung, der energetischen Verwertung und der CO2-Bildung bis zur Einbringung der Asche in den Boden. Bei der Verbrennung wird nur in etwa soviel CO2 freigesetzt, wie vorher beim Wachstum der Pflanzen der Erdatmosphäre entnommen worden ist. Die gleiche Menge CO2 wird bei der ungenutzten Verrottung in freier Natur freigesetzt.

Für teilsolares Heizen in Kombination mit einem Holzpelletskessel ist ein Pufferspeicher unabdingbar. Gerade in der Praxis gilt es hierbei auf die unterschiedlichen Bedürfnisse des künftigen Anlagenbetreibers einzugehen und das zu erwartende Nutzerverhalten in die Auswahl, respektive Dimensionierung, der einzelnen Komponenten mit einzubeziehen. Wichtig bei der Auswahl eines geeigneten Pufferspeichers ist die prinzipielle Möglichkeit, den Bereitschaftsteil zur Warmwasserbereitung gesondert zu erwärmen. Speicher mit Schichtleitsystemen und/oder externen Umschaltventilen mit entsprechender Regelungslogik und Fühleranbringung sind Speichern ohne Schichtleitsystemen unbedingt vorzuziehen.

Holzpelletsheizungen im Altbau

Grundsätzlich kann davon ausgegangen werden, dass durch nachträgliche Dämmmaßnahmen in vielen Altbauten der zukünftige Wärmebedarf stark sinken wird. Auch dann bietet sich die Kombination Pelletskessel/Solaranlage an. Prädestiniert für eine Holzpelletsanlage ist auch der Bereich der bestehenden Ölfeuerstätten, da hier in der Regel bereits der Raum für die Brennstofflagerung bereitgestellt wird. Der Staat bezuschusst den Einsatz automatisch arbeitender Anlagen zur Verfeuerung von fester Biomasse. Holz-Pelletskessel wie der Pelleti von Paradigma erhalten aufgrund ihres hohen Kesselwirkungsgrades von über 90% eine Förderung von 1500 Euro. Ausführliche Informationen dazu erhalten Sie beim BAFA (Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle) unter www.bafa.de.

Konstruktive und planerische Merkmale eines Niedrigenergiehauses

*) Anja Thunert, Ritter Energie- und Umwelttechnik GmbH & Co. KG, Karlsbad

L i t e r a t u r :

EnEV-Leitfaden, BEA (Beratungsinitiative Energie & Architektur e.V., Paradigma (Hrsg.)

Erhebung vom Bundesverband des Schornsteinfegerhandwerks im Jahr 2000

Wärmeversorgung im Niedrigenergiehaus, Erdgas Information (Hrsg.), Essen/Leipzig

B i l d e r :   Ritter Energie- und Umwelttechnik GmbH & Co. KG, Karlsbad

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