Infrarot-Heizungen in Energiesparhäusern

19. November 2015

Autoren: Frau Dipl.-Ing.-Arch. Petra Feller und Herr Axel Dickschat

Infrarot-Heizungen in Energiesparhäusern

Teil 1 - Niedrigenergiehäuser

Nov. 2015

Seit vielen Jahren gehört es zu den Aufgaben aller Industrienationen nach Lösungen zu suchen, um den Verbrauch der endlich fossilen Ressourcen zu sparen und gleichzeitig den stetig steigenden CO²-Ausstoß zu stoppen. Neben den Betrieben der Schwerindustrie, der Mobilität (Fahrzeuge, Schiffe und Flugzeuge) ist hier besonders die Bauindustrie gefordert. Die besondere Herausforderung der Planer und Architekten liegt darin, Wohn- und Gewerberaum zu schaffen, der besonders wenig bzw. besser noch, keine Energie verbraucht und gleichzeitig die Umwelt nicht belastet. Das entfernte Ziel ist das vollkommen energieneutrale Haus ohne Umweltbelastung.

 

Aus diesem Grund wurde im Jahr 2002 die EnEV (Energieeinsparungsverordnung) vom Gesetzgeber ins Leben gerufen. Der Gesetzgeber schreibt darin auf rechtlich bindender Grundlage Bauherren Standardanforderungen zum effizienten Betriebsenergiebedarf ihres Gebäudes oder Bauprojektes vor.

Nach §1 der Energieeinsparverordnung gilt diese

  1. für Gebäude, soweit sie unter Einsatz von Energie beheizt oder gekühlt werden und
  2. für Anlagen und Einrichtungen der Heizungs- , Kühl- , Raumluft- und Beleuchtungstechnik sowie der Warmwasserversorgung von Gebäuden.

 

Die letztlich erforderliche Betriebsenergiemenge des Gebäudes teilt diese grob in 3 Gruppen auf: das Niedrigenergiehaus, das Passivhaus und das Energie-Plushaus.

Als Niedrigenergiehaus bezeichnet man Gebäude, die sehr gut wärmegedämmte Außenbau-teile und eine sehr effiziente Heizungsanlage haben und somit wenig Energie für die Beheiz-ung benötigen. Der Begriff Niedrigenergiehaus ist kein genormter oder geschützter Begriff. Für den Neubau eines Niedrigenergiehauses oder die Sanierung eines Bestandsgebäudes sollte ein Primärenergiebedarf von 60 kWh/m²a (Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr) unterschritten werden. Die Heizlast eines Niedrigenergiehauses ist auf Grund der Wärmedämmung gegenüber einem älteren oder konventionellen Standardhaus deutlich geringer. Während die Heizlast für 130 m2 eines älteren Hauses bei 16 bis 20 kW liegen kann, errechnet man für ein Niedrigenergiehaus gleicher Größe eine Heizlast von 8 kW und darunter. Das Niedrigenergiehaus ist heute Stand der Technik

Seit dem 1. Mai 2014 gilt die aktuelle Energieeinsparverordnung (EnEV 2014). Ab 1. No-vember 2015 sollen voraussichtlich die erleichterten Anforderungen für Flüchtlings-Unter-künfte in Kraft treten. Ab 1. Januar 2016 verschärft die EnEV den Neubau-Standard.

Die EnEV begrenzt in Abhängigkeit von einem durch die EnEV definierten Referenzhaus (Gebäude gleicher Architektur mit vorgegebenen U-Werten* für alle Bauteile und mit vorgegebener Gebäudetechnik) den spezifischen Transmissionswärmeverlust** (HT) des Gebäudes und den Primärenergiebedarf. Der U-Wert ist ein Wärmedurchgangskoeffizient, mit dem im Hausbau die Wärmedämmung angegeben wird. Der Wärmedurchgangskoeffizient hat die Einheit: W/m2K. Er gibt an, wie viel Wärme (in Watt W) pro Quadratmeter Fläche (m2) je Grad Temperaturdifferenz (in Kelvin K) zwischen Innen und Außen durch ein Bauteil fließen.

Der Transmissionswärmeverlust ist die Summe der Wärmeverluste eines Gebäudes, die aus der Wärmeleitung durch die Gebäudehülle resultieren, er bezeichnet also die Energieabgabe beheizter Gebäude an die Umgebung.

Quelle: http://www.baunetzwissen.de/imgs/5/7/5/9/5/5/c5ecee0f8d9ae05a.jpg

Der Jahres-Primärenergiebedarf beschreibt den Energiebedarf von der Herstellung bzw. Gewinnung der Energiequelle sowie den Transport und den Verbrauch. Damit werden regenerative Energiequellen sowie effiziente Anlagentechnik und ein hoher Wärmedämm-standard positiv berücksichtigt. Folglich betrachtet der Primärenergiebedarf den „tatsächlichen” Energieverbrauch.

Quelle:  https://www.schoeck.de/de/jahres-primaerenergiebedarf

Der verringerte Wärmebedarf von Niedrigenergiehäusern führt dazu, dass die Energiekosten des Heizungssystems im Vergleich zu den Investitionskosten zurückgehen. Investitions- und Wartungskosten sind daher noch mehr als bisher zu berücksichtigen. Für die Optimierung der Kosten und des Energieverbrauchs in Gebäuden ist es notwendig, das Gesamtsystem bestehend aus Architektur, Dämmung, Wärmeerzeugung und Lüftung zu betrachten.

Einen besonders effektiven Beitrag zu diesen Schutzzielen kann eine Infrarot-Heizung leisten. Abgesehen davon, dass eine Infrarot-Heizung lediglich einmalig Kosten bei der Anschaffung verursacht, entstehen keine weiteren Kosten für beispielsweise Wartung und Service. Die Verbrauchskosten sind ebenfalls sehr niedrig. Moderne Infrarot-Heizungen haben eine Leistungsaufnahme von 200 bis circa 1.200 Watt / je Paneele.

Das Besondere an einer Infrarot-Heizung liegt in ihrer Wirkungsweise. Durch die Infrarot-Strahlung wird nicht die Luft im Raum beheizt, sondern die Körper im Raum. Also, die Wände, Decken, Möbel, Teppichböden usw. Das heißt, selbst dann, wenn in einem beheizten Raum das Fenster bzw. die Tür geöffnet wird und kalte Luft wieder in den Raum eindringt, ist der Raum in kürzester Zeit wieder auf das gewünschte Wärmeniveau zurückgeführt, da die Körper im Raum die vorher aufgenommene Wäre reflektieren. Durch diese spezifische Eigenschaft werden auch die Betriebskosten im Regelbetrieb reduziert. Dadurch, dass die Körper die Wärme reflektieren wird die Heizung als solche wesentlich wenig geschaltet. Hinzu kommt, dass durch die Reflektion das persönliche Wärmeempfinden ein anderes ist. Die Raumtemperatur kann mindestens um 2C° geringer eingestellt werden, als sie tatsächlich benötigt wird. Das heißt, wird eine Raumtemperatur von z. B. 21C° gewünscht, kann die gewünschte Temperatur mit 18-19C° eingestellt werden.

Neben dieser besonders energiesparenden Wirkungsweise hat die Infrarot-Heizung zusätzlich noch einen weiteren, sehr positiven, Effekt für die Umwelt. In der gesamten Energiekette wird natürlich Energie benötigt, in diesem Fall „Strom“ und Strom wird irgendwo produziert. Gehen wir in unserer zukunftsweisenden Betrachtung davon aus, dass Kohlekraftwerke mit einem relativ hohen CO²-Ausstoß mittelfristig der Vergangenheit angehören werden und diese durch umweltfreundliche Energieerzeuge, wie: Wind, Sonne und Wasser ersetzt werden, entsteht im Haus selber kein zusätzliches CO² durch die Verbrennung von Oel, Gas oder Holz.

Und ein zweiter höchst ökologischer Gedanke betrifft die Energieerzeugung vor Ort. Der Energieträger für die Infrarot-Heizung kann vom Verbraucher selbst erzeugt werden, eine gut geplante Kombination von stromerzeugender Anlage und Stromspeicher ermöglichen den Einsatz eines hohen Anteils an Betriebsenergie mit dem Primärfaktor 0!

Zusammengefasst: moderne Infrarot-Heizungen sind ökonomisch und ökologisch eine gute Antwort auf die gesetzlichen Anforderungen und sie tragen dabei auch noch gesundheitliche Aspekte bei, denn der gesamte Raum wird gleichmäßig mit Wärme versorgt, es entstehen keine Wärme- oder Kältezonen, wie dies bei Konvektionswärme der Fall ist, die die Luft durch Aufwärmen und Abkühlen ständig im Raum zirkulieren lässt.

Realisierte Objekte im Niedrigenergiehausstandard zeigen erheblich bessere Verbrauchs-zahlen, als diese über die Berechnungen zum Wärmeschutz, bzw. zum

Energieverbrauch ermittelt wurden.

*U-Wert: Der Wärmedurchgangskoeffizient, abgekürzt mit U für unit of heat transfer,

**Der Transmissionswärmeverlust ist eine der Verlustleistungen, welche bei einem beheizten Gebäude durch Energieabgabe an die Umgebung entsteht. Transmissionswärmeverlust