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--- grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:heizlast [2024/03/18 11:48] – [Überprüfung des Heizlast-Verfahrens: Modell/Praxis] wolfgang.hasper@passiv.de
+++ grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:heizlast [2024/05/14 20:24] (aktuell) – wfeist
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-Das wurde auch wiederholt in Feldmessungen verifiziert: Nicht nur in der Berechnung, sondern in der praktischen Baunutzung wird diese 90%ige Einsparung tatsächlich erreicht. Dies ist bei Einhaltung der baulichen und technischen Qualitäten des Passivhaus-Standards statistisch gesichert der Fall [AkkP-28]. Entscheidend ist dabei ausschließlich, dass ein funktionierendes Passivhaus erreicht wird. Unter diesen Umständen ist es nicht mehr wichtig, wie hoch die Jahresbedarfswerte im Einzelnen sind, weil der Passivhaus-Standard schon von sich aus einen extrem niedrigen Verbrauch garantiert, der eine dauerhaft ökonomisch und ökologisch vertretbare Versorgung mit der Dienstleistung „behagliche Räume“ sicherstellt. Für die Frage der Funktion der Passivhäuser ist somit wiederum die Heizlast die entscheidende Größe: Über die Zuluft des im Passivhaus eingesetzten Lüftungssystems kann eine gewisse Heizleistung mit sehr geringem Aufwand verteilt werden; dadurch lässt sich das Lüftungssystem in einer doppelten Funktion nutzen und somit die Höhe der erforderlichen Investitionen in die Heizwärmeverteilung begrenzen. Diese Kosteneinsparung finanziert die Maßnahmen zur effizienten Energienutzung mit, u.a. die höheren Investitionskosten einer Wohnungslüftungsanlage. Die ohne bedeutende zusätzliche Kosten durch das Zuluftsystem verteilbare Heizleistung ist aber begrenzt; eine Abschätzung ergibt für normal belegte Wohngebäude eine verfügbare Leistung von ca. 10 W/m<sup>2</sup> (klimaunabhängig, vgl. Kasten).
+Das wurde auch wiederholt in Feldmessungen verifiziert: Nicht nur in der Berechnung, sondern in der praktischen Baunutzung wird diese 90%ige Einsparung tatsächlich erreicht. Dies ist bei Einhaltung der baulichen und technischen Qualitäten des Passivhaus-Standards statistisch gesichert der Fall [AkkP-28]((Link in Passipedia zu [[/betrieb/nutzung_erfahrungen/messergebnisse/messergebnisse_zum_energieverbrauch|gemessenen Ergebnissen zum Energieverbrauch in Passivhaus-Entwicklungen.]])).[{{ :technik:aussen_km_b_p1050992.jpg?300|Passivhaus-Heizung allein mit einem kleinen Klima-Splitgerät}}] Entscheidend ist dabei ausschließlich, dass ein funktionierendes Passivhaus erreicht wird. Unter diesen Umständen ist es nicht mehr wichtig, wie hoch die Jahresbedarfswerte im Einzelnen sind, weil der Passivhaus-Standard schon von sich aus einen extrem niedrigen Verbrauch garantiert, der eine dauerhaft ökonomisch und ökologisch vertretbare Versorgung mit der Dienstleistung „behagliche Räume“ sicherstellt.\\ \\
+Für die Frage der Funktion der Passivhäuser ist somit wiederum die Heizlast die entscheidende Größe: Über die Zuluft des im Passivhaus eingesetzten Lüftungssystems kann eine gewisse Heizleistung mit sehr geringem Aufwand verteilt werden; dadurch lässt sich das Lüftungssystem in einer doppelten Funktion nutzen und somit die Höhe der erforderlichen Investitionen in die Heizwärmeverteilung begrenzen. Diese Kosteneinsparung finanziert die Maßnahmen zur effizienten Energienutzung mit, u.a. die höheren Investitionskosten einer Wohnungslüftungsanlage. Die ohne bedeutende zusätzliche Kosten durch das Zuluftsystem verteilbare Heizleistung ist aber begrenzt; eine Abschätzung ergibt für normal belegte Wohngebäude eine verfügbare Leistung von ca. 10 W/m<sup>2</sup> (klimaunabhängig, vgl. Kasten). \\ \\
+Auch andere sehr kostengünstige Heizsysteme sind dann möglich: Z.B. lässt sich ein ganze Passivhauswohnung [[technik:raumklimageraet|bequem mit einem Klimasplitgerät beheizen]].
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 **Klimaunabhängige Passivhaus-Bedingung**
-Nach DIN 1946 ist 30 m<sup>3</sup>/h der Mindest-Frischluft-Volumenstrom für eine Person (Hygiene-Bedingung). Luft hat eine Wärmekapazität bei Normaldruck und etwa 21 °C von 0.33 Wh/(m<sup>3</sup>K). Erwärmt werden kann die Frischluft um maximal 30 K, weil sonst die Gefahr von Staubverschwelung besteht.
+Nach DIN 1946 ist 30 m<sup>3</sup>/h der Mindest-Frischluft-Volumenstrom für eine Person (Hygiene-Bedingung). Luft hat eine Wärmekapazität bei Normaldruck und etwa 21 °C von 0,33 Wh/(m<sup>3</sup>K). Erwärmt werden kann die Frischluft um maximal 30 K, weil sonst die Gefahr von Staubverschwelung besteht.
 Es folgt für die Leistung:
-P<sub>pers</sub> = 30 m<sup>3</sup>/h/Pers * 0.33 Wh/(m<sup>3</sup>K) * 30 K = 300 W/Pers
+P<sub>pers</sub> = 30 m<sup>3</sup>/h/Pers * 0,33 Wh/(m<sup>3</sup>K) * 30 K = 300 W/Pers
 Also: 300 Watt pro Person kann eine Frischluftheizung bereitstellen. Wenn z.B. 30 m<sup>2</sup> Wohnfläche je Person angenommen werden, ergeben sich 10 W/m<sup>2</sup> Wohnfläche, und das unabhängig vom Klima. Hierbei handelt es sich um eine Leistungseinheit, d.h. die Werte beziehen sich auf den Tag mit der jeweils höchsten Heizleistung (Heizlastfall). Je nach Klimazone muss ein Passivhaus also unterschiedlich gut gedämmt werden: In Stockholm mehr, in Rom weniger.
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-Wenn es gelingt, ein Gebäude so zu realisieren, dass die maximale Heizlast diese aus dem Zuluftverteilsystem verfügbare Leistung nicht übersteigt, dann ist es (außer für das Badezimmer) nicht mehr erforderlich, zusätzlich zum Lüftungssystem weitere Heizwärmeverteilungen und Wärmeabgabesysteme vorzusehen. Dies führt wieder zu einer gewissen Vereinfachung der Technik, so dass die gesamten Investitionskosten für die Haustechnik im Passivhaus nicht bedeutend höher liegen müssen als in einem konventionellen Gebäude; höher sind sie i.A. dennoch, da effizientere Wärmeerzeuger, Lüftungswärmerückgewinnung und Solartechnik teurer sind als konventionelle Gebäudetechnik.
+Wenn es gelingt, ein Gebäude so zu realisieren, dass die maximale Heizlast diese aus dem Zuluftverteilsystem verfügbare Leistung nicht übersteigt, dann ist es (außer für das Badezimmer) nicht mehr erforderlich, zusätzlich zum Lüftungssystem weitere Heizwärmeverteilungen und Wärmeabgabesysteme vorzusehen. Dies führt wieder zu einer gewissen Vereinfachung der Technik, so dass die gesamten Investitionskosten für die Haustechnik im Passivhaus nicht bedeutend höher liegen müssen als in einem konventionellen Gebäude.
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 ===== Heizlast im Voraus bestimmen =====
-Ob die beschriebene funktionale Vereinfachung in einem konkreten Projekt wirklich realisiert werden kann, hängt entscheidend von den im betreffenden Fall tatsächlich auftretenden maximalen Heizleistungen (eben von der Heizlast) ab. Damit wird es für Passivhäuser heute wieder wichtig, die **Heizlasten zuverlässig im Voraus zu bestimmen**. Mit Passivhäusern sind die Bauherren wieder in einer Situation wie vor den Ölkrisen, in der zwar eine korrekte Auslegung der Heiztechnik erforderlich, der resultierende Jahresverbrauch aber so gering ist und so niedrige Aufwendungen erfordert, dass er kaum noch interessiert. Deshalb ist es wichtig, ein zuverlässiges Verfahren für die Bestimmung der Heizlast zur Verfügung zu haben.
+Ob die geringe Maximalleistung in einem konkreten Projekt wirklich realisiert werden kann, hängt entscheidend von den im betreffenden Fall tatsächlich auftretenden maximalen Heizleistungen (eben von der Heizlast) ab. Damit wird es für Passivhäuser wichtig, die **Heizlasten zuverlässig im Voraus zu bestimmen**. Mit Passivhäusern sind die Bauherren in einer Situation wie vor den Energiekrisen, in der zwar eine korrekte Auslegung der Heiztechnik erforderlich, der resultierende Jahresverbrauch aber so gering ist und so niedrige Kosten erzeugt, dass er kaum noch interessiert. Deshalb ist es wichtig, ein zuverlässiges Verfahren für die Bestimmung der Heizlast zur Verfügung zu haben.
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   * Wenn möglich, sollte das Verfahren einfach handhabbar sein, und
-  * die erforderlichen Randbedingungen für den Auslegungsfall sollten auf einfache Weise verfügbar gemacht werden können. Naheliegend wäre es daher zunächst, die vorhandenen Normen zur Ermittlung der Raumheizlast [EN 12831] einzusetzen. Es zeigte sich aber in der Praxis sehr schnell, dass das dort normierte Verfahren bei hocheffizienten Gebäuden wie dem Passivhaus zu extrem überdimensionierten Auslegungen führt. Die Ursachen dafür sind (neben im Grundsatz leicht änderbaren „Besonderheiten“, die nicht das Verfahren, aber seltsam gewählte Zusatzbedingungen betreffen, wie beispielsweise, dass U-Werte von Außenbauteilen immer mit mindestens 0.3 W/(m<sup>2</sup>K) angesetzt werden müssen):
+  * die erforderlichen Randbedingungen für den Auslegungsfall sollten auf einfache Weise verfügbar gemacht werden können. Naheliegend wäre es daher zunächst, die vorhandenen Normen zur Ermittlung der Raumheizlast [EN 12831] einzusetzen. Es zeigte sich aber in der Praxis sehr schnell, dass das dort normierte Verfahren bei hocheffizienten Gebäuden wie dem Passivhaus zu extrem überdimensionierten Auslegungen führt. Die Ursachen dafür sind (neben im Grundsatz leicht änderbaren „Besonderheiten“, die nicht das Verfahren, aber seltsam gewählte Zusatzbedingungen betreffen, wie beispielsweise, dass U-Werte von Außenbauteilen immer mit mindestens 0,3 W/(m<sup>2</sup>K) angesetzt werden müssen):
   * Innere Wärmequellen und die gerade bei sehr tiefen Außentemperaturen bedeutenden solaren Energiebeiträge werden in der Norm nur unzureichend berücksichtigt. Gerade bei Gebäuden mit sehr geringer Heizlast spielen diese freien Wärmen jedoch auch im Auslegungsfall eine bedeutende Rolle. „Keine inneren Lasten“ gibt es nur, wenn auch keine Nutzer anwesend sind und damit auch nur geringere Anforderungen zu stellen sind. Sind Nutzer anwesend, die Komfortansprüche erheben, so gibt es regelmäßig auch innere Wärmequellen; möglicherweise in geringer Höhe, aber nicht mit dem Ansatz „Null“. Das bedingt gerade bei Gebäuden mit guter Dämmung einen entscheidenden Unterschied.
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-Im Rahmen des Forschungsprojekts IEA SHC TASK 28 / ECBCS ANNEX 38 wurden Objekte mit insgesamt weit über 200 Wohneinheiten mit Passivhaus-Standard durch wissenschaftlich fundierte messtechnische Begleituntersuchungen detaillierte, zeitlich aufgelöste Daten zum Temperaturverhalten und Heizwärmeverbrauch erhoben [Feist 2005]. Diese Daten sind in unterschiedlichen Auswertestudien bereits unter verschiedenen Gesichtspunkten analysiert worden: Heizwärmeverbrauch, übrige Energieverbrauchswerte, thermische Behaglichkeitsparameter und auch mittlere und maximale Heizleistungen. Ein Teil dieser Daten stand am Passivhaus Institut (PHI) für weitergehende Analysen zur Verfügung, für einen weiteren Teil hat das Institut die Überlassung von Daten von anderen Forschungseinrichtungen erbeten; für die Zustimmung zur Verwendung in der hier vorliegenden Analyse sei den Beteiligten dabei ausdrücklich gedankt. Die zentrale Aufgabenstellung der hier vorgelegten Untersuchung ist die Überprüfung des Heizlast-Verfahrens aus [Bisanz 1999] an Hand dieser in den Feldprojekten gesammelten Messdaten und gegebenenfalls die Modifizierung des Verfahrens.
+Im Rahmen des Forschungsprojekts IEA SHC TASK 28 / ECBCS ANNEX 38 wurden Objekte mit insgesamt über 200 Wohneinheiten mit Passivhaus-Standard durch wissenschaftlich fundierte messtechnische Begleituntersuchungen detaillierte, zeitlich aufgelöste Daten zum Temperaturverhalten und Heizwärmeverbrauch erhoben [Feist 2005]. Diese Daten sind in unterschiedlichen Auswertestudien bereits unter verschiedenen Gesichtspunkten analysiert worden: Heizwärmeverbrauch, übrige Energieverbrauchswerte, thermische Behaglichkeitsparameter und auch mittlere und maximale Heizleistungen. Ein Teil dieser Daten stand am Passivhaus Institut (PHI) für weitergehende Analysen zur Verfügung, für einen weiteren Teil hat das Institut die Überlassung von Daten von anderen Forschungseinrichtungen erbeten; für die Zustimmung zur Verwendung in der hier vorliegenden Analyse sei den Beteiligten dabei ausdrücklich gedankt. Die zentrale Aufgabenstellung der hier vorgelegten Untersuchung ist die Überprüfung des Heizlast-Verfahrens aus [Bisanz 1999] an Hand dieser in den Feldprojekten gesammelten Messdaten und gegebenenfalls die Modifizierung des Verfahrens.
 **Feldmessergebnisse** \\