Grundlagen Hausbau – Die Heizung

Handelt es sich bei ihrem Haus um einen Neubau, inwieweit müssen die Infrastruktur und die ortsbedingten Gegebenheiten mit in die Entscheidungsfindung Berücksichtigung finden. Dies ist beispielsweise bei vorhandenen Fernwärmeleitungen, Bodenbeschaffenheit und Grundstücksfläche Aspekte.
Beim Heizsystem kann man generell zwischen Flächenheizung und klassischen Heizkörpern unterscheiden. Die klassischen Heizungsanlagen werden meist mit fossilen Energiequellen wie Öl oder Gas betrieben. Darüber hinaus ist hierfür ein Schornstein erforderlich.
Bei Flächenheizungen handelt es sich um Fußboden- oder Wandheizungen. Diese sorgen für ein wohnliches Raumklima und können im Sommer auch zur Kühlung eingesetzt werden. Aufgrund ihrer Klimafreundlichkeit eignen sie sich besonders für eine ökologische Bauweise. Da sie eine Vorlauftemperatur von nur 35 Grad Celsius benötigen, können sie mit regenerativen Energiequellen betrieben werden.

Die gängigen Heizkörper hingegen sind oft mit einem Betrieb durch erneuerbare Energien nicht ökonomisch. Heizsysteme, die auf regenerative Energiequellen zurückgreifen, sind zwar in der Anschaffung meist kostspieliger, die laufenden Kosten sind jedoch geringer als bei Heizkörpern, die mit fossilen Energiequellen betrieben werden. Außerdem können Zuschüsse für die Erneuerung des Heizsystems bei einer Altbausanierung beantragt werden. Zuständig dafür ist das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhr. Ebenfalls bezuschusst wird die Installation einer Solaranlage.

Haben Sie sich für eine Flächenheizung entschieden, haben Sie folgende Möglichkeiten:

Fußbodenheizung: Fußbodenheizungen sind vor allem in Bädern beliebt, da das Barfußgehen darauf sehr angenehm ist. Beachten Sie jedoch, dass dadurch die Auswahl des Bodenbelags etwas eingeschränkt ist, da dieser auf die Heizung angepasst werden muss. Außerdem reagieren Fußbodenheizungen nur träge auf Temperaturschwankungen.

Wandheizung: Wandheizungen machen die Wohnräume besonders behaglich, da die Strahlungswärme, ähnlich wie bei einem Kachelofen, von der Seite kommt. Sie reagieren zudem weniger träge auf Temperaturschwankungen. Beachten Sie allerdings, dass vor die beheizten Wände keine Möbel gestellt werden sollten. Auch beim Setzen von Dübeln ist Vorsicht geboten. Die Rohrleitungen müssen dabei vorher mit einer Temperaturfolie ausgemacht werden.

Aufgrund ihrer schlechten Energie- und Umweltbilanz wird das Heizen mit fossilen Brennstoffen heute nicht mehr empfohlen. Bei Altbauten sind jedoch häufig noch Heizsysteme vorhanden, die mit Öl oder Gas betrieben werden müssen. Neben den schädlichen Folgen für die Umwelt, die durch die Förderung, Lagerung und den Transport von Erdöl entstehen, geht beim Verbrennen außerdem viel ungenutzte Wärme verloren.

Zwar verbrennt Erdgas effizienter als Öl, aber auch hier geht Wärme verloren und CO2 wird ausgestoßen. Zudem sind beide Varianten abhängig von aktuellen Marktpreisen und verbleibenden Ressourcen. Können oder wollen Sie nicht auf den fossilen Betrieb verzichten, kann ein hydraulischer Abgleich bereits einen großen Unterschied machen.
Durch die eingebauten Thermostat-Ventile können hohe Einsparungen erzielt werden, die Ihre Heizungen effizienter machen. Die Ventile werden so eingestellt, dass sich alle Heizungen im Haus gleichermaßen erwärmen.

Brennwertheizungen haben einen erstaunlich hohen Nutzungsgrad und sind daher besonders effektiv. Das rührt daher, dass auch die Kondensationswärme der Abgase genutzt wird. Die Brennwerttechnik funktioniert folgendermaßen:
Heizöl und Erdgas enthalten Wasserstoff. Beim Verbrennen verbindet sich dieser mit Sauerstoff und wird zu Wasser. Dieses verdampft durch die Wärme, kann jedoch nicht entweichen. Der Wasserdampf kühlt also ab und kondensiert. Die freiwerdende Wärme wird wiederum ins Heizsystem zurückgeleitet, was zu einer fast verlustfreien Ausbeute der Energiequellen führt. Auch alte Heizsysteme, die auf fossilen Brennstoffen basieren, lassen sich auf Brennwerttechnik umrüsten.

Erneuerbare Energiequellen schonen nicht nur die Umwelt, sondern auch Ihren Geldbeutel. Wer sich für eine ökologische Bauweise entscheidet, hat hier die Wahl zwischen Pelletheizungen, Wärmepumpen, Eisspeicherheizungen und Solarthermie. Als Materialien für Pellets eignen sich Holz, Raps, Biomasse und Getreidestroh.

Holzpellets werden aus naturbelassenen Hobel- und Sägespänen hergestellt und gilt daher als CO2-neutral. Außerdem sind die gepressten Pellets preiswert und benötigen pro Kilowatt Heizlast einen Lagerraum von ca. 1 m³ im oder am Haus.

Holzpellet-Öfen können ebenfalls mit der Brennwerttechnik betrieben werden, was sie äußerst effizient macht. Die Befüllung der Holzpelletheizungen erfolgt manuell oder automatisch mit Hilfe eines Ansaugrohres. Es gibt sie zudem in ansprechenden Designs, wie etwa mit einer Glasfront, die sich hervorragend für Kaminfeueratmosphäre im Wohnzimmer eignen.

Wärmepumpen können in der richtigen Kombination, etwa mit einer Photovoltaik-Anlage, quasi unabhängig von externen Stromquellen bedient werden. Die elektrische Energie für den Antrieb der Wärmepumpen benötigt. Die Pumpen machen sich Wärme aus der Erde, des Wassers oder der Außenluft ganzjährig zu Nutzen.

In der Wärmepumpe befindet sich einKühlmittel, welches bereits bei geringen Temperaturen verdampft. Die freiwerdende Wärmeenergie wird gespeichert und komprimiert. Dadurch steigt die Temperatur noch einmal an und wird auf die Flächenheizung des Hauses verteilt. Der verringerte Druck sorgt dafür, dass das Kältemittel sich wieder verflüssigt und neue Wärme aufnehmen kann. Hinsichtlich der Funktionsweise kann man zwischen folgenden vier Arten der Wärmepumpen unterscheiden:

Hierbei wird die Außenluft mit einem Ventilator angesogen und die Wärme entzogen. Sie sind zu jeder Jahreszeit einsetzbar, bei Minusgraden jedoch sind sie weniger effektiv. Luft/Wasser-Pumpen erfreuen sich wegen ihrer platzsparenden Bauweise und dem kostengünstigen Preis großer Beliebtheit.

Sie können im Innen- oder Außenbereich platziert werden, können aber je nach Bauart Ventilator- und Strömungsgeräusche von sich geben. Es empfiehlt sichalso, die Lärmschutzgrenze Ihres Wohngebiets vorher zu überprüfen.

Wasser/Wasser-Wärmepumpen bedienen sich am Grundwasser. Daher ist eine wasserrechtliche Genehmigung für die Verwendung erforderlich. Da das Grundwasser eine immer gleiche Temperatur von 10 Grad Celsius vorweist, können diese Pumpen besonders gleichmäßig und effizient arbeiten.

Dafür werden zwei Brunnenbohrungen benötigt:
ein Förder- und ein Schluckbrunnen. Ein weiterer Vorteil der Wasser/Wasser-Wärmepumpe ist, dass sie im Sommer auch zu Kühlung des Hauses verwendet werden kann.

Sie machen sich die Wärme des Erdreichs zu nutzen. Erdwärmekollektoren sind horizontale Erdwärmetauscher, die 1 bis 2m unter der Grundstücksoberfläche verlegt werden. Sie sind zwar kostengünstiger als vertikale Erdwärmetauscher, sogenannte Erdsonden, setzen aber eine gewisse Grundstücksgröße voraus, damit sie wirtschaftlich sind.

Außerdem muss die Fläche unversiegelt bleiben, damit Sonne, Regen und Versickerung ihren Beitrag leisten können. Bei Erdsonden hingegen wird eine Tiefenbohrung von 50 bis 100m vorgenommen, wofür im Vorfeld eine Genehmigung eingeholt werden muss.
Diese kostenintensivere Alternative eignet sich auch für kleine Grundstücke, profitiert jedoch durch ihre Tiefe von einer ganzjährigen Temperaturkonstante.

Eisspeicher und Solar - dies mag zunächst äußerst konträr klingen, jedoch nutzen Solar-Eisspeicher die freiwerdende Wärme des Wassers beim Phasenübergang von Wasser zu Eis.

Die Kombination mit Solarthermie sorgt dafür, dass sich der Latentwärmespeicher regenerieren kann. Weitere Vorteile sind, dass keine Genehmigung für den Betrieb erforderlich ist und kein CO2 ausgestoßen wird.

Die sogenannten Mini-Blockheizkraftwerke (Mini-BHKWs) können eine Leistung von 10 kW/Jahr besitzen, was sie für Einfamilienhäuser sehr attraktiv macht. Dabei benötigen sie auch noch wenig Raumund sind hocheffizient.

Selbst die Abwärme, die bei der Stromproduktion entsteht, wird genutzt bzw. in nutzbare Wärme umgewandelt. Daraus ergibt sich ein fast verlustfreier Energieeinsatz. Die Mini-BHKWs werden meist mit Erdgas betrieben, jedoch eignen sich auch Heizöl oder Holz. Überschüssiger Strom kann entweder in das lokale Stromnetz eingespeichert werden oder für Elektroautos oder -bikes genutzt werden.

Sonnenenergie ist kostenlos und je nach Region in unterschiedlichem Ausmaß verfügbar. Als umweltfreundlicher Energielieferant kann sie unterschiedliche Heizsysteme und auch die Warmwasserbereitung des Hauses unterstützen. Dabei unterscheidet man begrifflich in Solarthermie, welche für die Wärmeerzeugung genutzt wird, und Photovoltaik, womit elektrische Energie erzeugt wird.

Damit kann beispielsweise ein Elektroauto oder ein Pedeleckostenlos zuhause getankt werden. Beide Module können auf geeigneten Flächen wie Dächern, Fassaden oder Balkons angebracht werden. Es ist auch möglich, das Dach komplett mit solchen Modulen auszustatten, um ein einheitliches Bild zu erschaffen. Damit die Module nicht überhitzen, werden sie so montiert, dass sie durch Hinterlüftung gekühlt werden.
Wegen der Wirtschaftlichkeit sollten die Paneele gen Süden ausgerichtet werden, da sie hier die höchste Sonneneinstrahlung erhalten. Allerdings ist auch eine Ausrichtung nach Westen oder Osten möglich. Bei Flachdächern sollten sie leicht nach Süden hin aufgeständert angebracht werden.

Solarthermie-Anlagen eignen sich sowohl zur Trinkwassererwärmung als auch für die Unterstützung der Heizungsanlage. Die sogenannten Absorber werden von einer Flüssigkeit umspült. Diese dient als Trägermedium und wird durch die Sonne erwärmt.
Die von der Sonne erzeugte Wärme wird dann zu einem Wassertank weitergeleitet, welcher als Wärmespeicher dient.

Eine alternative Funktionsweise sind Vakuumröhrenkollektoren. Dabei wird die Energie statt von einem Trägermedium von einem Vakuum zwischen den beiden Röhren aufgenommen. Der Wirkungsgrad solcher Kollektoren ist rund 30% höher, jedoch sind sie in der Anschaffung dementsprechend teurer. Soll die Solarthermie-Anlage auch das Heizsystem unterstützen, wird ein sogenannter bivalenter Solarspeicher benötigt.

Dabei wird ein Wärmetauscher mit der Solaranlage und ein zweiter mit der Heizungsanlage verbunden. Sollte nicht genug Sonneneinstrahlung vorhanden sein, wird der Bedarf von der Heizungsanlage automatisch gedeckt. In manchen Fällen kann ein großer Wassertank den kompletten Heizungsbedarf eines Hauses decken, die Größe richtet sich dabei nach der durchschnittlichen regionalen Sonnenscheindauer pro Jahr.

Wie bereits erwähnt, kann mit Photovoltaik-Anlagen elektrische Energie erzeugt werden. Diese kann dann für den Betrieb der Heizungsanlage und den Strombedarf im Haus verwendet werden. Bei netzfernen Systemen wird der erzeugte Strom in Akkumulatoren gespeichert und selbst verbraucht. Da diese Batterien sehr teuer sind, ist es meist sinnvoller sich für ein netzgekoppeltes System zu entscheiden, bei dem überschüssige Energie in das Stromnetz eingespeist wird.

Neue Systeme bieten eine Kombination aus Direktverbrauch, Speicherung und Einspeisung. Hier kann je nach Bedarf entschieden werden. Auf einen Anschluss an das öffentliche Stromnetz sollten Sie in keinem Fall verzichten, da es bei wenig Sonnenstrahlung im Winter gegebenenfalls zu Versorgungslücken kommen kann. Die Photovoltaik-Module erzeugen zunächst Gleichstrom. Dieser kann mit Hilfe von Wechselrichtern in Wechselstrom umgewandelt werden.

Bei einer Einspeisung in das öffentliche Stromnetz erhalten Sie eine Einspeisevergütung, die sich aber aufgrund der Beliebtheit von Photovoltaik-Anlagen stetig verringert. Trotzdem lohnt sich die Anschaffung, da Sie so Ihr Haus klimafreundlich und unter Umständen energieautark mit Wärme und Strom versorgen können.