Begriffserklärungen für heutiges Bauen

Wer heute bauen möchte, muss sich Dank der vielen Verordnungen zum Energiesparen mit vielen Begriffen auseinandersetzen, mit denen er bislang nichts verbindet. Effizienzhaus-News.de stellt die wesentlichen Begriffe mit ihrer Bedeutung vor:

Anlagenaufwandszahl (eP)

Die Aufwandszahl stellt das Verhältnis von Aufwand zur Nutzung dar. Somit ist es der Kehrwert des Nutzungsgrades, der bisher in der Anlagentechnik überwiegend Verwendung
fand. Die Verluste des gesamten Heizungssystems werden unter Beachtung des Primärenergiefaktors für den verwendeten Energieträger in der Anlagenaufwandszahl zusammengefasst.

Das bedeutet, dass eine kleine Aufwandszahl ein energetisch gutes Heizsystem beschreibt. Multipliziert mit der Summe aus Heizwärme- und Warmwasserwärmebedarf erfolgt der Primärenergiebedarf.

Primärenergiebedarf (QP)

Ist die Energiemenge, die zur Abdeckung des jeweiligen Endenergiebedarfs gebraucht wird, unter der Berücksichtigung der noch benötigten Energiemenge, die aus vorgelagerten Prozessketten (Gewinnung, Umwandlung und Verteilung des jeweiligen Brennstoffes auftauchen. Bei ökologischen Bewertungen wie zum Beispiel CO2 – Emissionen wird die Primärenergie eingesetzt, da hier der gesamte Energieaufwand für die Gebäudeheizung beachtet wird.

Endenergiebedarf (QE)

Ist die Energiemenge, die für die gesamte Beheizung des Gebäudes benötigt wird. Dabei werden der Heizenergiebedarf, der Trinkwasserwärmebedarf und die Verluste des
Heizungssystems und der Warmwasserbereitung mit einbezogen. Zusätzlich ist die Energiemenge sämtlicher Hilfsantriebe (Pumpen, Regelungen) mit einbezogen.

Heizenergiebedarf (QH)

Energiemenge, die bei der Beheizung einer Immobilie/eines Hauses unter Einbezug vonVerlusten aus dem Heizungssystem eingesetzt wird. Verluste kommen im speziellen bei
der Wärmeerzeugung, der Wärmeverteilung, der Wärmespeicherung und bei der Wärmeübergabe vor.

Hilfsenergie (QHE)

Die Hilfsenergie (QHE) ist die Energiemenge, die für die jeweiligen Antriebe oder Systemkomponenten einer Heizung benötigt wird, wie etwa Stellmotoren, Umwälzpumpen, elektrische Regelungen, Ventilatoren oder Begleitheizbänder.

Heizwärmebedarf (Qh)

Der Heizwärmebedarf ist die Wärmemenge, die in einem Raum bereitgestellt werden muss, um diesen auf der geforderten Raumtemperatur halten zu können. Der Heizwärmebedarf entsteht somit aus der Bilanzierung von Wärmeverlusten die durch Transmission und Lüftung entstehen sowie aus Wärmegewinnen die aus solarer Einstrahlung und internen Gewinnen entstehen.

Trinkwasser – Wärmebedarf (Qtw)

Der Trinkwasser – Wärmebedarf (Qtw) ist die benötigte Wärmemenge, die zur Erzeugung für Warmwasser benötigt wird. In der EnEV wird zur Berechnung des Warmwasserbedarfs
in Wohngebäuden ein spezifischer Wert (qtw= 12,5 kWh/(m²a) angesetzt. Bei Nichtwohngebäuden wird die Warmwassererzeugung nicht mit berücksichtigt.

Transmissionswärmebedarf (HT’)

Der Transmissionswärmebedarf (HT’) ist die Wärmemenge , die mittels Wärmeübertragung von Bauteilen (Wände, Fenster oder Türen) an die Außenluft abgegeben wird.

Solare Gewinne (QS)

Solare Gewinne sind Wärmegewinne, welche von der Sonne über Fenster, Fenstertüren sowie Außentüren in Abhängigkeit von der Himmelsrichtung dem Gebäude zugeführt
werden.

Brennwert (HS) / Heizwert, (Hi)

Brennwert (HS) / Heizwert, (Hi): Bei Brennstoffen unterscheidet man zwei Wärmewerte: Den Brennwert HS (früher: oberer Heizwert Ho) und den Heizwert Hi (früher: unterer
Heizwert Hu). Der Brennwert gibt die gesamte Wärmemenge an, die bei der Verbrennung frei wird, also auch die Wärme, die im Wasserdampf der Abgase
(Wasserdampfkondensation) gebunden ist. Der Heizwert dagegen berücksichtigt nur die Wärme, die ohne Abgaskondensation nutzbar ist. Bei Erdgas liegt der Brennwert deutlich
höher als der Heizwert – um 11%.

Jahresnutzungsgrad

Der Jahresnutzungsgrad (in %) gibt das Verhältnis von nutzbarer Wärme zu eingesetztem Brennstoff. In ihm sind u.a. enthalten: feuerungstechnischer Wirkungsgrad, Bereitschaftsverlust, Stillstandsverluste. Um vergleichbare Aussagen zu haben, bezieht sich der Nutzungsrad auf den Heizwert, deshalb kann er bei einem Brennwertkessel auch
über 100% liegen. Der feuerungstechnische Wirkungsgrad wird vom Schornsteinfeger ermittelt. Er gibt an, wie viel Energie nach Abzug der Abgasverluste noch nutzbar ist.

Passivhaus

Als Passivhaus wird ein Gebäude bezeichnet, dessen Normwärmebedarf nach EnEV unter15 kWh/m² Wohnfläche/Jahr liegt. Ein Passivhaus stellt ein Gebäude dar, in dem die
thermische Behaglichkeit (ISO 7730) allein durch Nachheizen oder Nachkühlen des Frischluftvolumenstroms, welcher für ausreichende Luftqualität (DIN 1946) erforderlich
ist, gewährleistet werden kann – ohne zusätzlich Umluft zu benötigen. Passivhäuser sind so gut wärmegedämmt, dass sie keine Heizungssysteme im herkömmlichen Sinn mehr benötigen. Der Heizenergiebedarf wird vor allem aus Wärmegewinnen durch Sonneneinstrahlung, Abwärme von Personen und techn. Geräte erzeugt. Der verbleibende Heizenergiebedarf erfolgt durch eine kontrollierte Raumlüftung mit Zuluftnachheizung.

Passivhäuser verfügen somit über einen hohen Wohnkomfort gekoppelt mit einem niedrigen Energieverbrauch. Die Bauart ist nicht auf bestimmte Haustypen beschränkt, es
gibt etwa auch Umbauten und Modernisierungen, bei denen der Passivhausstandard erreicht wurde.

Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)

Ein grundlegendes Problem bei der Stromerzeugung ist, dass außer der Stromerzeugung ein großer Anteil an Wärme entsteht. Meist kann dieses große Wärmepotenzial am Standort des Kraftwerks keine ausreichend sinnvolle Nutzung möglich ist. Daher wird die nicht verwendbare Wärme über große Kühltürme an die Luft abgegeben. Von der in herkömmlichen Kraftwerken eingesetzten Primärenergie in Form von Kohle, Gas, Öl oder Müll kommen nur 35 Prozent an der Steckdose an. Um eine verbesserte Energie-Effizienz zu erzielen, kann man deshalb das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) nutzen, bei der ca. 90 Prozent der eingesetzten Energie verwertet werden kann. Dies bedeutet ganz einfach, dass Strom und Wärme gleichzeitig erzeugt und genutzt werden. Bei Blockheizkraftwerk (BHKW) wird in kleineren Einheiten Energie dort bereit gestellt, wo sie auch benötigt wird. Die meisten BHKW werden mit Erdgas betrieben, es ist aber auch möglich, Heizöl sowie Pflanzenöl zu verwenden. Die eingesetzte Energie wird in Strom umgewandelt. Die gleichzeitige Erzeugung von Wärme wird zum Heizen oder für die Warmwasserbereitung genutzt.

Holzpelletheizungen

Als Alternativbrennstoff setzt sich immer häufiger Holz als Brennstoff für Hausheizungen durch. Holz ist ein regional nachwachsender Rohstoff, bei dessen Verbrennung nur soviel CO2
freigesetzt wird, wie der Baum zuvor beim Wachstum gespeichert hat. Moderne Pelletheizkessel besitzen zudem einen hohen Wirkungsgrad und verbrennen sehr emissions- und schadstoffarm.

In der Pelletheizung werden in Form gepresste Hobel- und Sägespäne, so genannte Holzpellets, verfeuert. Diese Produkte der Holzindustrie dürfen nicht durch Zusatzstoffe
belastet sein und haben einen Durchmesser von sechs und eine Länge von 20 Millimetern. Holzpellets werden unter hohem Druck hergestellt. Dadurch haben sie einen sehr niedrigen Wassergehalt und in Folge dessen einen sehr hohen Energiegehalt.

Als Zusatzheizung zu anderen Systemen eignet sich der Pelletofen, der nur einen einzelnen Raum beheizt. Er steht mit sichtbarer Flamme im Wohnbereich und strahlt seine Wärme direkt ab. Über einen kleinen Vorratsbehälter (der von Hand aufgefüllt wird) werden die Pellets automatisch in den Brennraum transportiert. Die Heizleistung kann von Hand eingestellt oder über einen Thermostat geregelt werden.

Für ganze Gebäude gibt es große Zentralheizsysteme, die die gesamte Warmwasser- und Wärmeversorgung übernehmen. Diese können selbstverständlich auch in Kombination
mit anderen regenerativen Energiequellen, etwa einer solarthermischen Anlage zur Brauchwassererwärmung, kombiniert werden.

Holzpellets für die Zentralheizung werden ganz bequem einmal pro Jahr mit dem Tankwagen oder in abgepackten Säcken angeliefert und im Pelletlager im Keller oder in
einem aufgestellten Sacksilo gelagert. Dafür wird nicht mehr Platz verbraucht als durch Tankräume für einen Ölkessel. Der Lagerraum muss lediglich gegen Feuchtigkeit
geschützt sein. Mit automatisierter Technik werden die Pellets dann mit einem Förderband aus dem Lagerraum in den Kessel befördert.

Bei der Verbrennung entsteht natürlich auch Asche. Im Jahr fallen bei einem Einfamilienhaus etwa 30 Kilogramm an. In der Heizperiode ist es ratsam, den Aschenbehälter alle ein bis zwei Monate zu leeren, damit der Behälter nicht allzu schwer wird. Die Asche kann dann als Dünger verwendet oder einfach im Mülleimer entsorgt werden.

Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie ein Kühlschrank – nur umgekehrt. Dazu zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf ein Kältemittel. Diese Kältemittel, nehmen Wärme aus der Umgebung (Wasser, Erde, Luft) auf und wandeln diese Wärme mit zusätzlicher elektrischen Arbeit in eine nutzbare Wärme (von 38 –
55°C) um, die im Gebäude verwendet werden kann.

Das Verhältnis von Strom aus dem Netz zu kostenloser Wärme aus der Natur liegt bei etwa 25 Prozent zu 75 Prozent. Das genaue Verhältnis von abgegebener Heizenergie und
aufgenommener elektrischer Energie pro Jahr wird mit der so genannten Jahresarbeitszahl (JAZ) ausgedrückt. Dabei geben Wärmepumpenhersteller in der Regel eine unter optimalen Bedingungen ermittelte Jahresarbeitszahl an. Allerdings kann die Leistung einer Wärmepumpe sehr stark durch Veränderungen der Außentemperatur schwanken.

Moderne Wärmepumpen können ein Gebäude komplett mit Wärme und Warmwasser versorgen. Als Ergänzung kann eine Solaranlage mit eingeplant werden.

Besonders effektiv sind Wärmepumpen in Verbindung mit Wand- oder Fußbodenheizungen (Flächenheizungen), weil durch die großen Abstrahlflächen mit einer
geringen Vorlauftemperatur gearbeitet werden kann.

Insgesamt helfen Wärmepumpenheizungen, Brennstoff, beziehungsweise Primärenergie einzusparen, da sie den Großteil der benötigten Wärmeenergie vor Ort der Umgebung
entnehmen. Allerdings hängt dieser Faktor natürlich auch von der umweltverträglichen Bereitstellung des Stromes und der Höhe des Strombedarfs ab.
Mögliche Wärmequelle für Wärmepumpen sind Grundwasser, Erdreich oder Luft:

• Luftwärmepumpen entnehmen die Wärme aus der Außenluft.
Luftwärmepumpen lassen sich am einfachsten installieren. Das Problem ist allerdings, dass sie im Winter, wenn die Luft kalt und das Heizbedürfnis groß ist, sehr viel Antriebsenergie verbrauchen. An kalten Wintertagen kann das fast einer direkten Stromheizung gleichkommen.

• Erdwärmekollektoren entnehmen die Wärme aus dem Erdreich.
Sie werden als eine Art Heizschlange in geringer Tiefe im Erdboden verlegt. Sie brauchen aberviel Platz.

• Erdwärmesonden entnehmen die Wärme ebenfalls aus dem Erdreich.
Sie werden bis zu 100 Meter senkrecht in die Erde gebohrt und können bei richtiger Auslegung ausreichend Wärme liefern.

• Grundwasser liefert ganzjährig Wärme bei einer fast konstanten Temperatur um 10°C. Dies ist leider nicht überall möglich und bedarf einer Genehmigung.

Photovoltaikanlagen

Bei der photovoltaischen Nutzung der Sonnenenergie wird die Sonneneinstrahlung über die Solarzellen der Solarmodule direkt in elektrischen Strom umgewandelt. Der so
gewonnene Gleichstrom wird über einen Wechselrichter in Wechselstrom transformiert. Dieser wiederum wird bei einer netzgekoppelten Solaranlage über einen Zähler in das
öffentliche Stromnetz eingespeist, wie es das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) vorsieht.

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