In meinem heutigen Beitrag stelle ich euch die Heizlast vor. Die Heizlast spielt in der Heizungstechnik eine wichtige Rolle, denn sie ist die Grundlage für die Dimensionierung einer Heizungsanlage. Die Heizlast wird nach der DIN EN 12831 berechnet.

In meiner Artikelserie zum hydraulischen Abgleich habe ich zwei vereinfachte Verfahren zur Ermittlung der Heizlast in Bestandsgebäuden vorgestellt. Darin zeige ich anhand einer Beispielrechnung die überschlägige Ermittlung der Heizlast.

Was ist die Heizlast?

Abbildung 1: Heizlastwaage

Die Heizlast eines Gebäudes gibt den Wärmeverlust (auch Verlustleistung genannt) eines Gebäudes an, der infolge eines Temperaturunterschiedes zur Umwelt entsteht. Es gibt viele Faktoren (siehe Abbildung 1), die dafür sorgen, dass Wärme aus einem Gebäude verloren geht. Dazu gehören Wärmeverluste über Lüftung, Dach, Wände, Gebäudegrund, Fenster, Türen, Abgasverluste oder über die Warmwasserbereitung. Um diese Verluste ausgleichen zu können und ein behagliches Raumklima beizubehalten, muss dem Gebäude Energie zugeführt werden. Diese Energie ist die notwendige Leistung, die zur Verfügung stehen muss, um die gewünschte Raumtemperatur in den jeweiligen Räumen zu halten. Es ist also wichtig ein Gleichgewicht zwischen Energiezufuhr und Wärmeverlust zu haben. 

Berechnet wird die Heizlast für eine bestimmte Norm-Außentemperatur und eine vereinbarte Norm-Innentemperatur. Die Norm-Außentemperatur ist die tiefste Temperatur einer Kälteperiode, welche sich 10 Mal innerhalb von 20 Jahren über einen Zeitraum von mindestens zwei aufeinanderfolgenden Tagen gehalten haben muss. Während dieser Außentemperatur muss der Wärmeerzeuger eines Gebäudes in der Lage sein, das Gebäude auf eine vereinbarte Norm-Innentemperatur (ergibt sich aus der Nutzungsart eines Raumes) von beispielsweise 20 °C zu erwärmen. Die Norm-Außentemperaturen und die jeweilige Zuordnung für windstarke Gegenden sind für über 500 Orte in Deutschland im Beiblatt 1 der DIN EN 12831 hinterlegt (Beispiel: Berlin -14 °C, Stuttgart -12 °C).

Die Norm-Heizlast 

Die Norm-Heizlast [sprich: Norm-Heizlast Phi HL] kann für ein gesamtes Gebäude zur Dimensionierung des Wärmeerzeugers und Raumweise zur Dimensionierung der einzelnen Heizflächen bestimmt werden. Die Normheizlast setzt sich aus den Norm-Transmissionswärmeverlusten [sprich: Norm-Transmissionswärmeverlust Phi T], den Norm-Lüftungswärmeverlusten  [sprich: Norm-Lüftungswärmeverlust Phi V] und der zusätzlichen Aufheizleistung [sprich: Aufheizleistung Phi RH] zusammen.

Normalerweise wird die Heizlast raum- oder zonenweise [sprich: Heizlast Phi HL für einen beheizten Raum i] berechnet und anschließend zur Gesamtheizlast eines Gebäudes zusammenaddiert. Somit ist es möglich, die Anzahl und Leistung der einzelnen Heizkörper zu bestimmen und anschließend den Wärmeerzeuger auszulegen. Mit der folgenden Formel kann die raumweise Heizlast ermittelt werden.

Der Norm-Transmissionswärmeverlust

Der Norm-Transmissionswärmeverlust für einen beheizten Raum (i) setzt sich aus folgenden Teilen zusammen:

• : Transmissionswärmeverlustkoeffizient zwischen dem beheizten Raum (i) und der äußeren Umgebung (e) durch die Gebäudehülle in Watt pro Kelvin [W/K] (nach DIN EN 12831)
• : 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)
• : stationärer Transmissionswärmeverlustkoeffizient des Erdreichs vom beheizten Raum (i) an das Erdreich (g) in Watt pro Kelvin [W/K] (nach DIN EN 12831)
• : Transmissionswärmeverlustkoeffizient eines beheizten Raumes (i) an einen benachbarten beheizten Raum (j), welcher durch Beheizung auf einem deutlich unterschiedlichen Temperaturniveau gehalten wird; dies kann ein benachbarter beheizter Raum innerhalb einer Gebäudeeinheit oder ein beheizter Raum einer angrenzenden Gebäudeeinheit sein, in Watt pro Kelvin [W/K] (nach DIN EN 12831)
• : Norm-Innentemperatur des beheizten Raumes (i) in Grad Celsius [°C] (nach DIN EN 12831)
• : Norm-Außentemperatur in Grad Celsius [°C] (nach DIN EN 12831)

Berechnet wird der Norm-Transmissionswärmeverlust mit folgender Formel:

Die Norm-Lüftungswärmeverluste

Die Norm-Lüftungswärmeverluste für einen beheizten Raum (i) setzen sich aus folgenden Teilen zusammen:

• : Norm-Lüftungswärmeverlustkoeffizient in Watt pro Kelvin [W/K] (nach DIN EN 12831)
• : Norm-Innentemperatur des beheizten Raumes (i) in Grad Celsius [°C] (nach DIN EN 12831)
• : Norm-Außentemperatur in Grad Celsius [°C] (nach DIN EN 12831)

Berechnet werden die Norm-Lüftungswärmeverluste mit folgender Formel:

Die zusätzliche Aufheizleistung

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

• : Fußbodenfläche des beheizten Raumes (i) in Quadratmetern [m²]
• : 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 mit der folgenden Formel

Beispiele für die Heizlastberechnung

In meiner Serie „Hydraulischen Abgleich selber machen“ habe ich zwei vereinfachte Verfahren zur Ermittlung der Heizlast in Bestandsgebäuden vorgestellt und anhand eines Beispiels durchgerechnet. Darunter einmal mit dem Heizlast-Datenschieber von Honeywell und einmal nach energetischen Baualtersklassen von Gebäuden. Wer mag kann sich den Beitrag unter folgendem Link anschauen: Hydraulischen Abgleich selber machen – Schritt 2: Heizlastberechnung

Ich hoffe ich konnte euch mit dieser kleinen Darstellung einen ersten Einblick in die Heizlastberechnung verschaffen. Wer sich intensiver mit dem Thema Heizlast auseinandersetzten möchte, sollte sich unbedingt die Präsentation der TU-Cottbus zur Berechnung der Norm-Heizlast nach DIN EN 12831 – Grundlagen der Berechnung durchlesen oder sich die Erweiterung dieser Präsentation von Hans Dönges – Beratende Ingenieure anschauen. Weiterhin ist die Anleitung zur Heizlastberechnung von DeltaQ sehr zu empfehlen.

Ich kann jedem, der das Verfahren zur Heizlastberechnung in seiner Gänze verstehen möchte, das Durcharbeiten der DIN EN 12831 ans Herz legen. Mir hat es viel Spaß bereitet und weitreichende Erkenntnisse gebracht. Wenn ihr euch eine Beispielrechnung zur Heizlast nach dem vereinfachten Verfahren anschauen möchtet, empfehle ich euch die Beispielheizlastberechnung von Bruno Bosy (sehr interessant, auch wenn das vereinfachte Verfahren seit dem 01.06.2008 nicht mehr gültig ist).

Falls ihr noch Erweiterungsvorschläge, Fragen oder Kritik zur Heizlast habt, könnt ihr gerne die Kommentarfunktion nutzen.

Liebe Grüße! Euer Martin

Weiterführend Links und Quellen:
TU Cottbus – Berechnung der Normheizlast nach DIN EN 12831-Grundlagen der Berechnung
Hans Dönges – Beratende Ingenieure – Berechnung der Normheizlast
Bruno Bosy – Beispielheizlastberechnung
Delta Q – Heizlastberechnung
DIN EN 12831 – Heizungsanlagen in Gebäuden – Verfahren zur Berechnug der Normheizlast