Das Planungstool für Quartiere

Raumwärmebedarf in Quartieren

Der Raumwärmebedarf stellt in Quartieren den größten Energiebedarf dar. Die Höhe des Bedarfs hängt maßgeblich vom Dämmstandard der Gebäude ab und ist von starker Saisonalität geprägt.

Wie wird der Raumwärmebedarf ermittelt?

Die Wärmebilanz für ein Gebäude wird durch vier Wärmeströme charakterisiert:

  • \(Q_T\): Transmissionswärmeverluste infolge Wärmeleitung (durch Wände oder Fenster)
  • \(Q_V\): Lüftungswärmeverluste infolge Luftaustausch (durch Undichtigkeiten und Lüften)
  • \(Q_i\): Innere Wärmegewinne (Betrieb elektrischer Geräte, Beleuchtung oder Körperwärme)
  • \(Q_s\): Solare Wärmegewinne (Sonneneinstrahlung durch Fenster)

Gemäß EN 832 ergibt sich der Heizenergiebedarf \(Q_h\) zu: $$Q_h = (Q_T+Q_V)-\eta\cdot(Q_i+Q_s)$$ Hier ist \(\eta\) der Ausnutzungsgrad der Wärmegewinne, welcher zwischen 0,9 (leichte Bauweise) und 1 (schwere Bauweise) liegt.

Vereinfachte Verfahren

Vereinfachend wird in Berechnungen oftmals ein linearer Zusammenhang zwischen dem Heizbedarf und der Temperaturdifferenz zwischen Innenraum und Außenluft angenommen: $$Q_h \propto (T_i - T_a)$$ Dementsprechend tritt bei minimaler Außenlufttemperatur (Auslegungstemperatur) die maximale Heizlast auf. Die Heizlast wird häufig in W/m² angegeben. Zur Auslegung können außerdem die Vollbenutzungsstunden zu Grunde gelegt werden. Für ältere Wohngebäude liegen diese bei rund 1800 h/a. Bei Wohngebäuden mit hohem Dämmstandard (Passivhaus oder Niedrigenergiehaus) liegen die Vollbenutzungsstunden bei rund 1000 h/a. Die Vollbenutzungsstunden \(\tau_V\) ergeben sich dabei wie folgt: $$\tau_V = Q_h^{tot} / Q_h^{max}$$ wobei \(Q_h^{tot}\) der Jahresheizbedarf in kWh ist und \(Q_h^{max}\) die maximale Heizlast in kW.

Witterungsbereinigung des Raumwärmebedarfs

Der Energiebedarf zur Bereitstellung von Raumwärme ist direkt witterungsabhängig. In Jahren mit strengem, kaltem Winter ist der Heizbedarf höher als in Jahren mit mildem Winter. Zur Ermittlung eines mittleren Heizbedarfs können gemessene Verbrauchsdaten einer Witterungsbereinigung unterzogen werden, welche sich meist auf Gradtagszahlen stützt.

Raumwärmebedarf für verschiedene Gebäudetypen

In Tabelle 1 sind beispielhaft für 4 Gebäudetypen die flächenspezifischen Wärmebedarfe aufgelistet. Während alte Wohngebäude im Bestand einen Jahresheizbedarf in der Größenordnung von 250 kWh/m² aufweisen, haben Gebäude mit einem hohen Dämmstandard wesentlich geringere Jahresbedarfe. Niedrigenergiehäuser, beispielsweise mit Gebäudestandard KfW 55, weisen einen Heizbedarf von rund 35 kWh/m². Ein Büro mit Baujahr ab 1995 weist einen Raumwärmebedarf von rund 70 kWh/m² auf. Krankenhäuser haben bei durchschnittlichem Gebäudestandard einen Heizbedarf von rund 140 kWh/m².

Tabelle 1: Heizbedarf für Raumwärme für unterschiedliche Gebäudetypen
Gebäudetyp Raumwärmebedarf
Wohngebäude (bis 1918) 250 kWh/m²
Wohngebäude (KfW 55) 35 kWh/m²
Büro (ab 1995) 68 kWh/m²
Krankenhaus (450 Betten) 141 kWh/m²
Im nPro-Tool sind für eine Vielzahl von Gebäudetypen die flächenspezifischen Wärmebedarfe sowie Heizlasten als Orientierungshilfe hinterlegt.

Quellen

  1. Leitfaden Energienutzungsplan, Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit, 2011.
  2. Fachbuch: Recknagel - Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik 2017/2018.

nPro Webtool

Plane und optimiere Quartierslösungen mit nPro