Fraunhofer IBP: Infrarotheizung sparsamer als Gasheizung!

Infrarotheizungen – für die einen Stromfresser, für andere eine wichtige Heiztechnik im Zuge der Elektrifizierung des Wärmemarktes. Während sie als Zusatzheizung seit Jahren hohe Absatzzahlen vorweisen kann, wird sie immer öfter auch als alleiniges Heizsystem nachgefragt. Nicht zuletzt das GEG räumt ihr in §71 Potenzial ein, gut gedämmte Bestandshäuser klimafreundlich beheizen zu können.

Nun bekommt die Infrarotheizung Rückendeckung von allerhöchster, wissenschaftlicher Stelle: In einem Forschungsprojekt stellte das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP fest, dass Infrarotheizungen 32 Prozent weniger Endenergie als Gasbrennwerthermen benötigen.

Die Studie (IBP-Bericht Nr. EER–013/2024/720) mit dem Titel „Messtechnischer Vergleich des Heizenergieverbrauchs eines konventionell beheizten Einfamilienhauses mit einem Gebäude mit Infrarotheizung“ - im Auftrag des Branchenverbandes IG Infrarot Deutschland e.V. – untersuchte dazu vom 25. Januar bis 31. März 2024 zwei identische Einfamilienhäuser (Zwillingshäusern).

Die Gebäude auf dem Versuchsgelände in Holzkirchen südlich von München wurden circa 1980 errichtet und erfüllen durch laufende Ertüchtigungen die wärmetechnischen Anforderungen an ein nach EnEV 2004 saniertes Gebäude.

Der Versuchsaufbau der Studie des Fraunhofer IBP ähnelt den Voraussetzungen der Studien der TU Dresden aus den Jahren 2023 und 2024, da es das Ziel der IG Infrarot Deutschland war, die Ergebnisse aus den numerischen Analysen nun unter realen Bedingungen erforschen zu lassen.

Dementsprechend wurde das Nutzerprofil in den Zwillingshäusern auf dem Versuchsgelände des Instituts auf eine vierköpfige Familie mit zwei Erwachsenen und zwei Kindern zugeschnitten. Mit jeweils 140 Quadratmetern Nutzfläche ist auch die zu beheizende Fläche ähnlich.

In beiden Einfamilienhäusern wurde eine identische realistische Nutzung nachgebildet. Ebenso wurde im Zuge der Vorbereitungen sichergestellt, dass die Voraussetzungen in den Zwillingshäusern identisch sind.

Für die Beheizung wurden in einem Zwillingshaus neun verschiedene Typen von Infrarotheizungen mit einer Leistung zwischen 210 und 670 Watt und einer summierten Gesamtleistung von 9,1 Kilowatt installiert.

Das Referenzgebäude ist mit einer Gas-Brennwerttherme mit 11 Kilowatt Leistung sowie Flachheizkörpern in jedem beheizten Raum ausgestattet. Das Wohnzimmer hat zwei Heizkörper. Die Summe der Leistung aller Heizkörper beträgt 9,6 Kilowatt. Die Trinkwarmwasserbereitung mit dem dafür nötigen Energiebedarf war nicht Teil der Untersuchung.

Bei beiden Zwillingshäusern wurde in der Mitte aller Aufenthaltsräume ein sogenannter Komfortmessbaum zur Erfassung des thermischen Komforts platziert. In den Messungen ab dem 25. Januar 2024 wurde der tatsächlich angefallene Nutz- und Endenergieverbrauch im 1:1-Vergleich zwischen den Infrarotheizungen und dem konventionellen Heizsystem erfasst.

Im Gegensatz zum gasbeheizten Referenzgebäude fallen bei den elektrischen Direktheizungen keine Erzeugungs- und Verteilverluste im Gebäude an.

Die Untersuchungen ergaben, dass im Messzeitraum 25. Januar bis 31. März 2023 der Nutzenergieverbrauch – also die den Räumen zugeführte Heizwärme - mit 1.305 kWh beim Referenzhaus und 1.267 kWh beim Gebäude mit Infrarotheizung innerhalb der Messunsicherheit vergleichbar war.

Berücksichtigt man zusätzlich die Verluste bei der Wärmeerzeugung und Verteilung, so ergibt sich ein Endenergieverbrauch der Gasheizung im Referenzhaus von 1.876 Kilowattstunden.

Der Endenergieverbrauch des mit Infrarotheizungen beheizten Gebäudes bleibt unverändert bei 1.267 Kilowattstunden. Somit verbrauchte das Gebäude mit Infrarotheizung 32 Prozent weniger Endenergie als die Gasbrennwertherme in dem Referenzgebäude.

„Die Ergebnisse bestätigen, was wir in der Praxis oft sehen, dass Infrarotheizungen weniger Endenergie als konventionelle Heizsysteme benötigen“, sagt Dirk Bornhorst, zweiter Vorsitzender der IG Infrarot Deutschland, der das Forschungsprojekt im Auftrag der IG Infrarot Deutschland e.V. federführend betreut hat.

Die Wissenschaftler des Fraunhofer IBP haben auch die CO₂-Emissionen erfasst und miteinander verglichen:

• Die Gasheizung verursachte in dem Zeitraum 463 kg(CO₂eq.),
• die Infrarotheizungen 510 kg(CO₂eq.),

was circa zehn Prozent mehr entspricht.

Bei dieser Berechnung hat das Fraunhofer IBP die CO₂-Äquivalenzwerte aus der ÖKOBAUDAT (EN 15804 + A2 Strom für Gebäudebetrieb 2021) mit einem Wert von 0,402 kg(CO₂eq.) zugrunde gelegt.

Seither hat sich der deutsche Strommix allerdings verändert, 2023 war deutlich mehr regenerativer Strom im Netz. Laut vorläufiger Schätzung des Umweltbundesamtes lag der CO₂-Äquivalenzwert 2023 bei 0,380 kg(CO₂eq.)

Mit diesem Wert gerechnet, hätten Infrarotheizungen in dem Untersuchungszeitraum nur 482 kg(CO₂eq.) verursacht, was 4 Prozent mehr im Vergleich zur Gasheizung entsprechen würde.