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Heizlast aus Verbrauch berechnen: Praxisleitfaden mit Polysun

Die Planung eines neuen Energiesystems für Gebäude oder Quartiere erfordert eine präzise Bestimmung der Heizlast. Besonders bei großen Anlagen mit einer Heizleistung ab etwa 50 kW und/oder einer beheizten Fläche von mindestens 1000 m² sollte die Heizlast präzise bestimmt werden, damit die kostspielige Überdimensionierung vermieden werden. Diese können zu Komforteinbußen oder teuren Nachrüstungen führen.

In diesem Artikel zeigen wir, wie Sie die Heizlast aus Verbrauchsdaten berechnen können, insbesondere mit Hilfe der Software Polysun. Polysun berechnet die Heizlast nicht direkt nach Norm, sondern ermöglicht es, die Heizlast aus Verbrauchsdaten zu schätzen oder Heizlastprofile aus spezialisierten Softwarelösungen, die DIN EN 12831-1 unterstützen, einzulesen. Damit ermöglicht Polysun eine ganzheitliche Energiesystemplanung und Optimierung, inklusive Steuerung und aller gängigen Komponenten wie Wärmepumpen, Solarthermie oder Pufferspeicher. Im Gegensatz zu reinen Heizlastrechnern bietet Polysun die Möglichkeit, die Energieversorgung auf das spezifische Projekt zu optimieren. 

Hinweis: Die Heizlastberechnung ist eine Aufgabe für Fachleute. Auch ambitionierte Heimwerker sollten diese Berechnung stets von qualifizierten Personen durchführen lassen.

Warum ist eine genaue Heizlastberechnung wichtig?

Eine präzise Heizlastberechnung ist die Grundlage für eine effiziente und wirtschaftliche Planung der Energieversorgungsanlage. Besonders bei großen Gebäuden wie Schulen, Krankenhäusern oder Gewerbehallen, die unterschiedliche Nutzungszeiten, Raumbelegungen und interne Wärmegewinne aufweisen, sind pauschale Annahmen unzureichend. Eine ungenaue Berechnung kann folgende Probleme verursachen:

  • Überdimensionierung: Höhere Investitionskosten durch überdimensionierte Komponenten wie Wärmepumpen.
  • Unterdimensionierung: Unzureichende Wärmeversorgung, was zu Komforteinbußen und kostspieligen Nachrüstungen führt.

Um diese Risiken zu minimieren, ist eine detaillierte Berechnung nach anerkannten Normen oder, bei begrenzten Daten, eine fundierte Abschätzung erforderlich.

Methoden zur Abschätzung der Heizlast aus Verbrauchsdaten

Wenn detaillierte Gebäudedaten nicht verfügbar sind, bietet es sich an, die Heizlast aus Verbrauchsdaten zu schätzen. Dies ist besonders in Sanierungsprojekten nützlich, wo oft nur Heizkostenabrechnungen oder Brennstoffverbräuche vorliegen. Polysun unterstützt verschiedene Methoden zur Abschätzung der Heizlast, die unterschiedliche Ansätze und Genauigkeiten bieten:

Durch Eingabe des jährlichen Brennstoffverbrauchs (z. B. Heizöl, Gas, Pellets) wird der Heizlast abgeschätzt.

Building context menu in Polysun showing different options ot enter Energy source for definition of heat demand calculation

Die Heizlast lässt sich anhand der maximalen Leistung und der Volllaststunden abschätzen.

Sollten die Gebäudedaten, wie Baujahr, Materialien, Glasanteil sowie weitere Daten, vorliegen, verfügt Polysun über ein Dynamisches Modell, mit dem sich die Heizlast berechnen lässt. Dieses Modell ist jedoch nicht DIN-EN-12831-1-konform, da diese Normberechnung eine höhere Genauigkeit der Heizlastberechnung anbietet.

Das Dynamische Modell dient zur Berechnung des Wärmebedarf oder Kühlbedarf von Gebäuden, insbesondere wenn der tatsächlichen Wärmebedarf des Gebäudes nicht bekannt ist und daher in Abhängigkeit von den physikalischen Parametern des Gebäudes berechnet werden muss. Es berücksichtigt alle wesentlichen Aspekte des thermischen Verhaltens eines Gebäudes, indem es sowohl Wärmeverluste (z. B. durch Transmission, Lüftung und Infiltration) als auch Wärmegewinne (z. B. durch Sonneneinstrahlung, interne Quellen wie Personen, Beleuchtung und Geräte) einbezieht.

In einem Fall, in dem der Energiebedarf bekannt ist (z. B. aus Energieausweisen oder mit einem Heizlastrechner), lässt sich dieser in Polysun in jährlicher, monatlicher, stündlicher bis hin zur 15-minütigen Auflösung integrieren.

Jährlicher Energiebedarf

Ist der jährliche Wärmebedarf bekannt , kann dieser direkt als Basis für die Ermittlung der Heizlast genutzt werden.

Monatlicher Energiebedarf

Ähnlich wie beim jährlichen Bedarf, aber mit monatlicher Aufschlüsselung, was für Gebäude mit saisonalen Schwankungen im Wärmebedarf geeignet ist.

Stunden Modell

Ziel dieses Modells ist es, den Heiz- und/oder Kühlbedarf in Form von Stunden- oder 15-Minuten-Werten für das Gebäude auszulesen und zu verarbeiten.

Darstellung und Interpretation

Nach Auswahl einer Methode und Durchführung der Simulation bietet Polysun verschiedene Darstellungsformen für die Ergebnisse, z. B. stündliche Auflösung, Energieverbrauchsanalysen oder Wirtschaftlichkeitsberechnungen. Diese ermöglichen eine fundierte Entscheidungsfindung für die Systemauslegung.

Hinweis: Diese Abschätzmethoden bieten eine schnelle Orientierung, ersetzen jedoch keine detaillierten thermischen Lastprofile nach DIN EN 12831-1. Sie sind besonders nützlich, wenn keine spezifischen Gebäudeeigenschaften verfügbar sind, liefern aber nur grobe Richtwerte.

Grenzen der Abschätzmethoden und Polysuns Rolle in der Planung

Die Abschätzung der Heizlast auf Basis von Verbrauchsdaten berücksichtigt keine spezifischen Eigenschaften der Gebäudehülle, wie Dämmung oder Fensterqualität, und ist daher nur als vorläufige Einschätzung in einer frühen Planungsphase geeignet. Für eine präzise Auslegung ist eine detaillierte Berechnung nach DIN EN 12831-1, z. B. mit spezialisierten Softwarelösungen wie IDA ICE oder SOLAR-COMPUTER, zu bevorzugen, insbesondere bei großen oder komplexen Anlagen. Polysun ergänzt solche Berechnungen, indem es die erstellten Heizlastprofile einliest und in eine ganzheitliche Systemplanung integriert. So lassen sich komplexe Energiesysteme für Gebäude wie Krankenhäuser, Schulen oder Industriehallen sowie Wärmenetze auslegen. Mithilfe der Simulation kann beispielsweise die Kaskadierung von Wärmepumpen oder die optimale Dimensionierung und hydraulische Einbindung von Pufferspeichern und Wärmepumpen bestimmt werden. Dafür muss der Energiebedarf in der Simulation exakt ermittelt werden.

Berechnung nach Norm – DIN EN 12831

Die Norm DIN EN 12831-1 bietet ein detailliertes Verfahren zur Berechnung der Heizlast, das auf umfassenden Gebäudedaten wie Baujahr, Materialien, Nutzung und klimatischen Bedingungen basiert. Sie ist besonders für größere Anlagen geeignet, da sie eine hohe Genauigkeit gewährleistet. Die Norm DIN EN 15378 hingegen ist für die Heizlastberechnung gedacht, jedoch weniger präzise und dient vor allem als erster Anhaltspunkt. Sie basiert auf vereinfachten Annahmen, beispielsweise zum Baujahr und zur Quadratmeterzahl, und stößt insbesondere bei größeren Systemen an ihre Grenzen. Denn sie berücksichtigt die komplexen Anforderungen, variablen Nutzungsprofile und individuellen Verhältnisse von Gebäuden wie Krankenhäusern, Schulen oder Gewerbeobjekten nicht in ihrer Gesamtheit.

Softwareunterstützung für die Heizlastberechnung nach Norm

Für die Berechnung nach DIN EN 12831-1 stehen verschiedene Softwarelösungen zur Verfügung, die spezifische Funktionen bieten.

Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über ausgewählte Softwarelösungen für die Heizlastberechnung und zeigt, wie Polysun diese ergänzt, einschließlich der Möglichkeiten zum Import von Heizlastdaten:

Software Hauptfunktionen & Unterschiede
IDA ICE – Abbildung von Gebäude & Anlagentechnik
– Zeitreihenberechnung Heiz-/Kühllast nach EN 12831
– Fokus auf dynamische Lastprofile
SOLAR-COMPUTER – Modulares System für energetische Planung
– Norm-Heizlast nach EN 12831
– Vorrangig statische Berechnung
– Hydraulischer Abgleich
– Umfangreiche Exportoptionen
ZUB Helena Heizlast – Heiz- und Kühllastberechnung nach EN 12831
– Energetische Bilanzierung (GEG, DIN-Normen)
– Fokus auf Normheizlast und Nachweis
TTG Heizlast 3D PLUS – 3D-Modellierung für Heizlastberechnung
– Norm-Heizlast nach EN 12831
– Komplexe Geometriezonierung

*Die Energiebedarfs-Dateien in Stundenwerten können in Polysun importiert werden. Diese Schnittstelle lässt sowohl den Import der Daten für das ganze Gebäude als auch den für unterschiedlich temperierte Zonen eines Gebäudes zu.

Fazit

Die präzise Berechnung der Heizlast ist entscheidend für die Planung zuverlässiger, effizienter und wirtschaftlicher Energiesysteme. Detaillierte Berechnungen nach DIN EN 12831-1 liefern die genauesten Ergebnisse, während die Abschätzung der Heizlast aus Verbrauchsdaten, z. B. durch das Volllaststunden-Verfahren, eine praktikable Alternative bei fehlenden detaillierten Daten bietet. Polysun unterstützt Planer durch den Import von Heizlastdaten und ermöglicht das Finden der optimalen Energieversorgung Variante mittels Anlagensimulation. Mit Funktionen wie der Berechnung des Energiebedarfs, der Bewertung der Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpen und der Dimensionierung von Wärmepumpen ist Polysun ein unverzichtbares Werkzeug für die moderne Energiesystemplanung.

Quellen:

Welche Normen gelten für die Heizlastberechnung?

Die zentrale Norm für die Heizlastberechnung ist DIN EN 12831-1 („Energetische Bewertung von Gebäuden – Verfahren zur Berechnung der Norm-Heizlast“). Diese Norm legt das detaillierte Verfahren fest, wie die Norm-Heizlast für einzelne Räume oder ganze Gebäude ermittelt wird. Sie wird ergänzt durch:
DIN EN 12831-3: Regelt die Berechnung der Heizlast für Trinkwassererwärmungsanlagen.
DIN EN ISO 52016-1: Bietet Methoden zur Berechnung des Energiebedarfs von Gebäuden, einschließlich der Heizlast.

Wie wird die Heizlast mit der Auslegung der Heizanlage abgestimmt?

Alle Komponenten der Heizanlage, wie die Wärmepumpe oder der Pufferspeicher, müssen auf die Heizlast abgestimmt werden. In Polysun lassen sich die Komponenten auswählen, dimensionieren und somit auf die Heizlast auslegen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Anlage weder über- noch unterdimensioniert ist und optimal betrieben wird, beispielsweise ohne Taktung.