Heizlastberechnung: So viel Wärme braucht Ihr Haus

Die Heizlastberechnung bestimmt, wie groß eine Heizung beziehungsweise der Heizkessel sein muss, um die Räume konstant warm zu halten – ob beim Neubau oder Modernisieren. Beim Berechnungsverfahren spielen nicht nur die Gebäudeeigenschaften eine große Rolle.

Das Wichtigste in Kürze

• Die Heizlastberechnung bestimmt die benötigte Heizleistung, um Gebäude effizient zu beheizen und basiert auf Wärmeverlusten durch die Gebäudehülle und die Lüftung.

• Sie ist entscheidend für die korrekte Dimensionierung von Heizungsanlagen und oft Voraussetzung für staatliche Förderungen bei Modernisierungen.

• Besonders moderne Heizsysteme wie Wärmepumpen benötigen eine präzise Heizlastberechnung für die maximale Effizienz.

• Die Berechnung nach DIN EN 12831 berücksichtigt Transmissions- und Lüftungswärmeverluste sowie die Zusatz-Aufheizleistung. Fehlberechnungen können zu einem ineffizienten Betrieb führen.

Modernes Heizen ist zum Glück denkbar einfach – das Thermostat am Heizkörper aufdrehen, fertig. Es wird schön warm. Bei Fußbodenheizungen und anderen thermostatlosen Heizkörpern ist es sogar noch einfacher, da regelt sich die Anlage selbst. Aber damit das so reibungslos funktioniert, bedarf es einer ausgeklügelten Heizlastberechnung im Vorfeld.

Was versteht man unter der Heizlastberechnung?

Räume in einem Haus oder einer Wohnung verlieren laufend Wärme, es sind ja schließlich keine Isolierkannen, die eine einmal eingestellte beziehungsweise vorhandene Wärmemenge ohne weitere Energiezufuhr lange bewahren. Der Wärmeverlust entsteht durch den Unterschied zwischen Innentemperatur und Außentemperatur und ist im Winter natürlich am höchsten. Für den Wärmeverlust eines Gebäudes sind nicht nur explizite Wärmebrücken verantwortlich. Auch durch die Gebäudehülle selbst geht dauernd Wärme als sogenannter Transmissionswärmeverlust verloren und natürlich auch durch das notwendige Lüften.

Und genau da greift die Ermittlung der Heizlast oder Raumheizlast ein, die individuell für jedes Gebäude vorgenommen wird. Die Berechnungen bestimmen, wie viel die Heizung gegen den laufenden Wärmeverlust nachheizen muss, um einen bestimmten Wärmewert im Raum beziehungsweise für die Heizfläche des Gebäudes zu halten. Für diese sogenannte Gebäudeheizlast muss die Dimensionierung der Heizung passen und es ist eine bestimmte Kesselleistung nötig, die man in Kilowatt (kW) angibt.

Die Heizlast ist allerdings etwas anderes als der Heizwärmebedarf der Anlage. Dieser ist ein Verbrauchswert und bezieht sich auf den Energiebedarf, den die Heizungsanlage in einem Jahr benötigt, um die Räume aufzuwärmen und stets warmes Wasser bereit zu halten. Dieser Wert wird in Kilowattstunden (kWh) angegeben. Das ist wie beim Auto, dessen Leistung – wie die Heizlast – auch in kW beziehungsweise der anschaulicheren Größe PS angegeben wird. Der Wärmebedarf wäre in diesem Beispiel der Verbrauch des Motors.

Wann und wofür ist die Heizlastberechnung wichtig?

Damit man sich keine Gedanken um Wärmebedarf oder Wärmeverluste machen muss und das Heizen auch wirklich kinderleicht geht, muss die Leistung der Heizungsanlage vor dem Einbau berechnet werden und diese richtig dimensioniert sein. Schließlich sorgt die Heizung nicht nur für warme Räume, sondern auch für warmes Wasser. Die Ermittlung der Gebäudeheizlast braucht man daher immer dann, wenn eine Heizungsanlage neu eingebaut oder modernisiert wird. Bei der Modernisierung beziehungsweise beim Austausch der kompletten Anlage ist eine Heizlastberechnung meist Voraussetzung für staatliche Fördergelder.

Die Heizlastberechnung ist ein wichtiger Bestandteil zur Optimierung einer Heizungsanlage – ebenso wie der hydraulische Abgleich der Anlage, bei dem die Einzelkomponenten aufeinander abgestimmt werden. Aus den Berechnungen der Heizlast lassen sich auch die Heizflächen beziehungsweise Heizkörpergrößen für die gewünschte Raumtemperatur ableiten.

Überschrift der Box Achtung Text

Hat man sich bei der Berechnung der Heizlast vertan und ist die Heizung zu klein dimensioniert, lässt sich die gewünschte Wärme bei niedrigen Außentemperaturen nicht halten und es wird nicht nur ungemütlich kalt, es droht sogar Schimmel an den Wänden. Bei einer zu groß berechneten Heizung wird der Brennkessel nie im optimalen Bereich arbeiten, die Umwälzpumpen der Anlage verschleißen oder zu viel Strom verbrauchen.

Wie geht man bei der Heizlastberechnung vor?

Die nötige Gebäudeheizlast berechnet sich aus der Summe dreier Variablen, aus der sich dann Größe und damit die nötige Heizleistung ableiten lässt. Alle drei Werte werden nach der DIN EN 12831 „Heizungsanlagen in Gebäuden - Verfahren zur Berechnung der Normheizlast“ jeweils für jeden Raum einzeln bestimmt:

• Transmissionswärmeverlust
  Damit ist der stetige Wärmeverlust durch die Gebäudeaußenhülle oder durch einzelne Komponenten gemeint. Ein niedriger Wert für den Transmissionswärmeverlust bedeutet auch eine niedrige Heizlast.
  

• Lüftungswärmeverlust
  Mit dem Lüftungswärmeverlust berechnet man nicht nur den Verlust von Wärme durch die aktive Lüftung, sondern auch durch undichte Fenster oder Türen.
  

• Zusatz-Aufheizleistung der Heizlastberechnung
  Bei diesem Wert geht es um die nötige Heizleistung zum Aufheizen der Räume nach einer Heizpause. Die Aufheizleistung wird nur relativ kurz benötigt und ist höher als die nötige Energie zum Halten einer einmal eingestellten Raumtemperatur.

Was muss man beim Berechnen der Heizlast berücksichtigen?

Die drei Größen für die Heizlastberechnung – Transmissionswärmeverlust, Lüftungswärmeverlust und die Zusatz-Aufheizleistung – werden von unterschiedlichen Faktoren beeinflusst:

U-Wert

Der sogenannte Wärmedurchgangskoeffizient oder U-Wert kennzeichnet den Wärmestrom durch die Gebäudehülle oder eine Wärmedämmung, egal ob diese homogen oder mehrschichtig ist. Damit ist er eine Kenngröße, wie gut eine Dämmung ist: Je geringer er ist, desto effizienter ist die Wärmedämmung. 

Der U-Wert gibt in Watt pro Quadratmeter und Kelvin (W/(m²K) an, wie viel Wärme bei einer Differenz von einem Grad zwischen Innen- und Außentemperatur durch einen Quadratmeter der Gebäudehülle beziehungsweise eines Bauteils strömt. Ob Fenster, Dachflächen, Wände zu beheizten oder unbeheizten Räumen oder Außenwände: Man ermittelt den U-Wert für alle Teile der Gebäudeaußenhülle und der Gebäudeteile einzeln, berücksichtigt werden auch immer Innentemperatur und Außentemperatur.

Speichermasse des Gebäudes

Um große, massive Gebäude aufzuheizen, braucht man deutlich mehr Energie als für kleinere. Logisch, da Mauern und andere massive Teile der Gebäudehülle Wärme speichern und sich daher sehr langsam aufheizen – ein Gartenhaus heizt sich schneller auf. Für die Berechnung der Heizlast ist das wichtig, wenn Absenkzeiten der Heizung vorgesehen sind und ein Raum oder gar ein Gebäude anschließend wieder auf den gewünschten Wert aufgeheizt werden sollen.

Überschrift der Box Norm-Heizlast Text

Die sogenannte Norm-Heizlast wird in der DIN EN 12831-1 als Wärmestrom definiert, der benötigt wird, um die Norm-Innentemperatur unter Norm-Außentemperaturen zu erreichen. Als Norm-Heizlast wird auf dieser Grundlage nur die Raumheizlast ohne die eventuelle Heizlast von Trinkwassererwärmungsanlagen verstanden. Grundlage für die Norm-Außentemperaturen bilden die im Beiblatt der DIN für die verschiedenen Postleitzahlen-Bereiche des Bundesgebietes angegebenen Temperaturen.

Luftwechsel in den Räumen

Je nachdem, wie stark raumweise gelüftet wird oder wie dicht Fenster und Türen sind, muss die Heizung mehr oder weniger Leistung zum Nachheizen haben. Moderne Häuser sind so dicht gebaut, dass sich der Lüftungswärmeverlust bei Neubauten meist nach dem hygienisch notwendigen Mindestluftwechsel richtet. In älteren Gebäuden spielt neben der Lüftung auch noch der ungewollte Wärmeverlust durch Luftströmungen durch undichte Fenster eine Rolle.

Gewünschte Temperatur

Je größer die Differenz zwischen Innentemperatur und Außentemperatur ist, desto mehr Wärme geht verloren und desto mehr muss die Heizung nachlegen. Um die Werte zu vereinheitlichen, gibt die DIN EN 12831 Norm-Außen- und Innentemperaturen vor, die von 15 Grad Celsius für Flure und Nebenräume und 24 Grad Celsius für Badezimmer liegen. Für die Außentemperatur legt man regional die tiefsten Außentemperaturen fest, die man zehnmal in 20 Jahren an zwei aufeinanderfolgen Tagen Jahren gemessen hat. Ein typischer Wert ist etwa -15 Grad Celsius.

Beispielrechnung: So funktioniert die Heizlastberechnung im Detail

Wie bereits zuvor definiert, braucht es für die Heizlastberechnung den Transmissionswärmeverlust, den Lüftungswärmeverlust und die Zusatzaufheizleistung. Alle drei Werte werden in der Einheit Watt (W) angegeben und bilden zusammen addiert die Heizlast. Hier zuerst die passende Formel für jeden Wert: 

Berechnung des Transmissionswärmeverlusts (in W) = Fläche des Bauteils (in m²) x U-Wert (in W/m²K) x Differenz zwischen Innen- und Außentemperatur (in K)

Berechnung des Lüftungswärmeverlusts (in W) = Luftvolumenstrom (in m³/h) x Wärmekapazität der Luft (in 0,34 Wh/m³K) x Differenz zwischen Innen- und Außentemperatur (in K)

Berechnung der Zusatzaufheizleistung (in W) = Wärmespeichermasse (in kg) x Spezifische Wärmekapazität (in Wh/kgK) x Differenz zwischen aktueller und gewünschter Raumtemperatur (in K)

In einem Beispiel lassen sich die Berechnungen weiter veranschaulichen. Angenommen, es handelt sich um eine Wand oder ein Dach mit einer Fläche von 20 m², bei einem U-Wert von 0,5 W/m²K und einem Temperaturunterschied von 30 Kelvin (entspricht ebenfalls 30 Grad Celsius), sieht das wie folgt aus:

Transmissionswärmeverlust: 20 m² x 0,5 W/m²K x 30 K = 300 W

Nehmen wir nun an, dass die Temperaturdifferenz weiterhin 30 Kelvin und der Luftvolumenstrom, also wie viel Luft in dem Raum pro Stunde ausgetauscht wird, 180 m³/h beträgt. Die Wärmekapazität der Luft ist dagegen eine Konstante und bleibt somit immer gleich:

Lüftungswärmeverlust: 180 m³/h x 0,34 Wh/m³K x 30 K = 1836 W

Zuletzt nehmen wir an, dass die Masse der Bauteile im Gebäude, die Wärme speichern können, 3.000 Kilogramm beträgt und die Raumtemperatur um 5 Kelvin angehoben werden soll. Für die spezifische Wärmekapazität wird meist der Durchschnittswert von 0,84 Wh/kgK verwendet:

Zusatzaufheizleistung: 3.000 kg x 0,84 Wh/kgK x 5 K = 12.600 W

So folgt nun das Endergebnis für die Heizlast: 300 W + 1836 W + 12.600 W = 14.736 W

Überschrift der Box Achtung Text

Dies ist nur eine vereinfachte Berechnung mit Beispielwerten. Wenden Sie sich für ein detailliertes Ergebnis immer an einen professionellen Fachbetrieb.

Wer macht eine Heizlastberechnung?

Es gibt auf den Webseiten einiger großer Heizungsfirmen Online-Tools zum Berechnen der Heizlast, mit denen man sich durchaus einen brauchbaren Überblick über eine Anlage verschaffen kann. Zur Planung sind diese Ergebnisse allerdings nicht geeignet. Die exakten Berechnungen führt in der Regel ein Energieberater oder Fachmann der beauftragten Heizungsfirma aus, denn er kennt die Berechnungsverfahren, Ihren Wärmeerzeuger sowie die aktuellen Vorschriften der DIN. Außerdem besitzt er die nötige Erfahrung, um zu dem auf Ihren Bedarf optimal abgestimmten Ergebnis zu kommen. Ein Energieberater kann auch die Heizlast ermitteln, um festzustellen, ob sich der Einbau einer Wärmepumpe, auch bei einem Neubau, lohnt.