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Heizlast einfach berechnen: Alle Verfahren und Formeln im Überblick

Was ist die Heizlast? Warum sollte man sie kennen? Welche Faktoren beeinflussen die Höhe der Heizlast von Gebäuden? Wie berechnet man die Heizlast? Wie unterscheiden sich die Rechenverfahren zur Heizlastberechnung?

Die Heizlastberechnung ist ein Rechenverfahren, mit dessen Hilfe ermittelt werden kann, wieviel thermische Energie (Wärme) einem Raum beziehungsweise einem Gebäude zugeführt werden muss, um dort anfallende Wärmeverluste auszugleichen. Für die optimale Planung eines Heizsystems ist die Heizlastberechnung Voraussetzung.

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So ist die Heizlast definiert

Die Heizlast eines Gebäudes gibt an, wieviel Wärme das Gebäude infolge eines Temperaturunterschiedes zur Umgebung verliert. Sie beschreibt die momentane Wärme, die bei einer bestimmten Außentemperatur über die Gebäudehülle für die Aufrechterhaltung der Innentemperatur notwendig ist in Watt (W). Die Heizlast entspricht damit der Verlustleistung des Gebäudes. Die über die gesamte Heizperiode verbrauchte Energiemenge wird hingegen als Wärmebedarf bzw. als End-Energiebedarf in Wattstunden (Wh) beschrieben.

Die Heizlast ist die momentane Wärme, die bei einer bestimmten Außentemperatur über die Gebäudehülle für die Aufrechterhaltung der Innentemperatur notwendig ist in Watt. (Grafik: energie-experten.org)
Die Heizlast ist die momentane Wärme, die bei einer bestimmten Außentemperatur über die Gebäudehülle für die Aufrechterhaltung der Innentemperatur notwendig ist in Watt. (Grafik: energie-experten.org)

Die Kenntnis der Heizlast des Gebäudes ist von Bedeutung, weil der Verlust an Wärme ausgeglichen werden muss, um in den Räumen ein behagliches Wohnklima aufrecht zu erhalten. Die Wärmeverluste geschehen auf vielerlei Art, darunter über 

  • das Lüften,
  • die Bausubstanz (Dach, Außenwände, Boden),
  • Fenster und Türen,
  • Abgasentsorgung und
  • Warmwasserbereitung.

Damit sind bereits wichtige Faktoren genannt, die die Höhe der Heizlast beeinflussen, denn es gilt:

Je mehr Wärme aus dem Gebäude verloren geht, desto mehr Energie muss ihm zugeführt werden, um den Verlust wieder wettzumachen. Nur das Gleichgewicht zwischen Energiezufuhr und Wärmeverlust gewährleistet, dass die Raumtemperatur im Gebäude auf dem gewünschten Niveau gehalten wird.

Die Berechnung der Höhe der Heizlast ist eine wichtige Größe in der Planung einer Heizung, um ihre Leistung entsprechend des zu erwartenden Wärmeverlustes des Gebäudes zu dimensionieren. Plant er eine zu kleine Heizung, käme die Raumtemperatur trotz rund um die Uhr laufender Heizung nicht auf das gewünschte Niveau. Überdimensioniert der Planer die Heizung, wird‘s zwar schön war, aber effizient läuft die Sache dann nicht, da die Anlaufverluste zu hoch sind und die zu groß dimensionierte Heizung nicht optimal ausgenutzt werden kann.

Insbesondere bei der Modernisierung der Heizung wird auf Grundlage einer Heizlastberechnung oft festgestellt, dass die alte Heizung vielfach zu groß ausgelegt wurde. Eine neue Heizung spart dann nicht nur Kosten hinsichtlich ihrer effizienteren Technik, sondern vermeidet auch og Energieverluste.

Heizlastberechnung ist ein Muss

Für Bauherren von Neubauten ist die Heizlastberechnung ein Muss: Sie ist seitens der Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen - Teil C (VOB/C) unbedingt erforderlich. Und auch von der KfW-Bankengruppe gibt es nur dann Fördermittel, wenn Sie nachweisen können, dass Sie die Heizlastberechnung mit hydraulischem Abgleich durchgeführt haben. Die Energieeinsparverordnung (EnEV) verlangt in ihrem Paragraf (§) 14 indirekt eine Heizlastberechnung.

Expertenwissen: Die Heizlast gemäß der europäischen Norm DIN EN 12831 ist nicht mit dem sogenannten Heizwärmebedarf gemäß der EnEV zu verwechseln: Während die Heizlast, angegeben in Watt, die Leistung eines Kessels beschreibt, informiert der Heizwärmebedarf über die pro Jahr und Quadratmeter geleistete Arbeit in Kilowattstunden. Anders erklärt: Während der Heizwärmebedarf die Wärmemenge meint, die ein Heizsystem (Heizkörper) einem Raum beziehungsweise Gebäude zur Verfügung stellen muss, um die entsprechende Raumtemperatur aufrecht zu erhalten, entspricht die Heizlast dem Wärmestrom, der nötig ist, um die Solltemperatur im Raum zu halten.

Heizlast berechnen: So geht‘s

In die Berechnung der Heizlast fließen viele Faktoren ein. Sie alle nehmen Einfluss darauf, wieviel Energie dem Gebäude zugeführt werden muss, um dessen spezifische Wärmeverluste auszugleichen.

Wärmeverluste und andere Heizlast-Faktoren

Eingangs haben wir bereits mögliche Wärmeverlustarten aufgezählt, die Sie kennen müssen, um sie in der Heizlastberechnung angemessen zu berücksichtigen. Neben den: 

  • Wärmeverlusten, die über die Gebäudehülle und die Belüftung der Wohnräume (sogenannte Transmissionswärmeverluste) über den Perimeter (erdberührende Teile des Gebäudes ) an das Erdreich, die Außenluft oder unbeheizte Nachbarräume abgegeben werden,
  • sind es auch die Energiegewinne durch die Sonneneinstrahlung (Fenster etc.) sowie
  • der Einfluss des Windes und weiteres.

Derzeit wird die Heizlastberechnung gemäß der Norm DIN EN 12831 + Beiblatt 1 durchgeführt. Wichtig: Das sogenannte vereinfachte Verfahren ist nicht mehr gültig!

Eine vereinfachte Heizlastberechnung kann jedoch für eine schnelle, überschlägliche Bestimmung der Heizlast in Bestandsgebäuden (Ein- und Zweifamilienhäuser) mit Zentralheizung bei einer lichten Raumhöhe (Fußbodenoberkannte bis Decke Unterkante) von ca. 2,5 m herangezogen werden, um in z. B. Beratungsgesprächen bereits Kennzahlen zur Heizung nennen zu können. Hierfür gibt es diverse Online-Rechner. Empfehlenswert ist u.a. der Rechner vom Ingenieurbüro Oertel, der auf dem HAE-Kurzverfahren zur Bestimmung der Gebäudeheizlast basiert.

Aus der Heizlastberechnung ergeben sich die maximale Leistung eines Heizkessels in Kilowatt (kW) und die Heizfläche. Dabei gilt: Der Wärmeerzeuger muss einerseits die Spitzenlast an den kältesten Tagen decken und darf andererseits nicht zu groß ausfallen.

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Heizlastberechnung – die Rechenverfahren

Zum Berechnen der Heizlast werden 

  • überschlägige Rechenverfahren,
  • Regelverfahren und
  • Simulationswerkzeuge

benutzt.

Für die überschlägigen Verfahren zieht man beispielsweise die U-Werte der Materialien heran, aus denen die Gebäudehülle besteht, sowie die sogenannten Abkühlungsflächen, die sich aus der Größe und Bauart des Gebäudes ergeben. Außerdem wird dabei der Anteil freier Lüftung berücksichtigt, der den hygienischen Mindestluftwechsel gewährleistet.

Tabelle 1: Übersicht von Verfahren zur Berechnung der Heizlast
Überschlägige Verfahren Genaueres Verfahren
Nach A/V und spezifischen Werten Nach EN 12831 (vereinfachtes oder detailliertes Verfahren)
Nach U-Werten und Abkühlungsflächen zzgl. Anteil freier Lüftung mit hygienischem Mindestluftwechsel Durch Simulationswerkzeuge: Trnsys/ Energyplus etc.

Die im Vergleich zu überschlägigen Verfahren genauere Berechnung der Heizlast nach dem sogenannten Regelverfahren schreibt die DIN EN 12831 detailliert vor. Dabei wird die Heizlast für eine bestimmte Norm-Außentemperatur sowie eine vereinbarte Norm-Innentemperatur ermittelt.

Die Norm-Außentemperatur entspricht der tiefsten Temperatur einer Kälteperiode: Sie muss sich in einer Zeitspanne von zwanzig Jahren zehn Mal über wenigstens zwei aufeinanderfolgende Tage hinweg gehalten haben. Während dieser Außentemperatur muss der Wärmeerzeuger des Gebäudes dasselbe auf eine vereinbarte Norm-Innentemperatur erwärmen, zum Beispiel 20 Grad Celsius. Die Norm-Innentemperatur hängt dabei von der Art und Weise ab, wie der Raum genutzt wird.

Expertenwissen: Die Norm-Außentemperaturen und die jeweilige Zuordnung für windstarke Gegenden entnehmen Sie für über 500 deutsche Orte dem Beiblatt 1 der DIN EN 12831.

Berechnung der Norm-Heizlast

Die Norm-Heizlast ΦHL (man sagt: Norm-Heizlast Phi HL) lässt sich

  • entweder für die Dimensionierung eines Wärmeerzeugers zur Wärmeversorgung eines kompletten Gebäudes
  • oder raumweise zur Dimensionierung einzelner Heizflächen

ermitteln. Die Normheizlast umfasst 

  • die Norm-Transmissionswärmeverlusten ΦT,
  • den Norm-Lüftungswärmeverlusten ΦV und
  • die zusätzlichen Aufheizleistung ΦRH.

Üblich ist es, die Heizlast raum- beziehungsweise zonenweise ΦHL,i (man sagt: Heizlast Phi HL für einen beheizten Raum i) zu ermitteln. Dann summiert man die einzelnen Raum-Zonenwerte zur Gesamtheizlast des Gebäudes auf. Auf diese Weise lassen sich Zahl und Leistung der einzelnen Heizkörper ermitteln, so dass ein Wärmeerzeuger dementsprechend dimensioniert werden kann.

Die raumweise Heizlast berechnen Sie mit der Formel:

ΦHL,i = (ΦT,i + ΦV,i) + ΦRH,i

Berechnung der Norm-Transmissionswärmeverluste

Der sogenannte Norm-Transmissionswärmeverlust ΦT,i für einen beheizten Raum (i) ergibt sich aus folgenden Kennwerten:

HT,ie: Transmissionswärmeverlustkoeffizient zwischen dem beheizten Raum (i) und der äußeren Umgebung (e) durch die Gebäudehülle in Watt pro Kelvin [W/K] (nach DIN EN 12831)

HT,iue: Transmissionswärmeverlustkoeffizient vom beheizten Raum (i) an die äußere Umgebung (e) durch den unbeheizten Raum (u) in Watt pro Kelvin [W/K] (nach DIN EN 12831)

HT,ig: stationärer Transmissionswärmeverlustkoeffizient des Erdreichs vom beheizten Raum (i) an das Erdreich (g) in Watt pro Kelvin [W/K] (nach DIN EN 12831)

HT,ij: Transmissionswärmeverlustkoeffizient eines beheizten Raumes (i) an einen benachbarten beheizten Raum (j) innerhalb einer Gebäudeeinheit oder einen beheizten Raum einer angrenzenden Gebäudeeinheit, der infolge kontrollierten Heizens ein abweichendes Temperaturniveau hat. Angegeben in Watt pro Kelvin (W/K) gemäß der Norm DIN EN 12831.

Θint,i: Norm-Innentemperatur Θ (Theta) des beheizten Raumes (i) in Grad Celsius [°C] (nach DIN EN 12831)

Θe: Norm-Außentemperatur Θ (Theta) in Grad Celsius [°C] (nach DIN EN 12831)

Berechnet wird der Norm-Transmissionswärmeverlust ΦT,i mit der Formel:

ΦT,i = (HT,ie + HT,iue + HT,ig + HT,ij) x (Θint,i - Θe)

Berechnung der Norm-Lüftungswärmeverluste

Die Norm-Lüftungswärmeverluste ΦV,i für einen beheizten Raum (i) ergeben sich aus den Kennwerten:

HV,i: Norm-Lüftungswärmeverlustkoeffizient in Watt pro Kelvin [W/K] (nach DIN EN 12831)

Θint,i: Norm-Innentemperatur des beheizten Raumes (i) in Grad Celsius [°C] (nach DIN EN 12831)

Θe: Norm-Außentemperatur in Grad Celsius [°C] (nach DIN EN 12831)

Berechnet werden die Norm-Lüftungswärmeverluste ΦV,i mit der Formel:

ΦV,i = HV,i x (Θint,i - Θe)

Berechnung der zusätzlichen Aufheizleistung

Die vereinfachte Methode zur Bestimmung der zusätzlichen Aufheizleistung für einen beheizten Raum setzt sich aus folgenden Teilen zusammen:

Ai: Fußbodenfläche des beheizten Raumes (i) in Quadratmetern [m2]

fRH: Korrekturfaktor in Abhängigkeit der Aufheizzeit und der angenommenen Absenkung der Raumtemperatur während der Absenkperiode in Watt pro Quadratmeter [W/m2] (nach DIN EN 12831)

Berechnet wird die zusätzliche Aufheizleistung ΦRH,i mit der der Formel:

ΦRH,i = Ai x fRH

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"Heizlast berechnen: Verfahren & Formeln" wurde am 10.07.2017 das letzte Mal aktualisiert.