{"id":1858,"date":"2018-08-13T15:12:00","date_gmt":"2018-08-13T13:12:00","guid":{"rendered":"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/?p=1858"},"modified":"2022-10-10T11:49:32","modified_gmt":"2022-10-10T09:49:32","slug":"5-1-heizungsanlagen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/5-1-heizungsanlagen\/","title":{"rendered":"5.1\u2002Heizungsanlagen"},"content":{"rendered":"<p>Die Geb\u00e4udetechnik kann heute nicht mehr isoliert betrachtet werden. Geb\u00e4udeh\u00fclle, Geb\u00e4udestandort sowie die vielf\u00e4ltigen Anforderungen und Labels beeinflussen entscheidend die Wahl der Geb\u00e4udetechnik. Ziel ist es, unter Einhaltung der gesetzlichen und normativen Vorgaben, mit einem Minimum an Technik und Komplexit\u00e4t und einem m\u00f6glichst grossen Anteil an erneuerbarer Energie oder Abw\u00e4rme die nutzungsspezifischen Anforderungen, z.B. an die Behaglichkeit, einzuhalten. Dabei muss der gesamte Einsatz von Energie (Erstellung und Betrieb) so tief wie nur m\u00f6glich gehalten werden.<\/p>\n<p>Dieses Ziel kann nur erreicht werden, wenn die Geb\u00e4udetechnik von Beginn weg als ein Teil des Ganzen angesehen wird. Integrale Planung in einem starken Team ist angesagt.<\/p>\n<h2>5.1.1 Elemente der Heizungsanlage<\/h2>\n<p>Heizungsanlagen bestehen aus den drei Teilen W\u00e4rmeabgabe, W\u00e4rmeverteilung und W\u00e4rmeerzeugung (vgl. Bild 5.1.1).<\/p>\n<h2>5.1.2 W\u00e4rmeabgabesysteme (Auswahl)<\/h2>\n<p>Die guten W\u00e4rmed\u00e4mmwerte bei opaken und transparenten Bauteilen f\u00fchren zu kleinen Heizleistungen und es werden raumseitige Oberfl\u00e4chentemperaturen erreicht, die nur geringf\u00fcgig tiefer sind als die Raumlufttemperatur. Zur Vermeidung eines Kaltluftabfalls ist deshalb meist kein \u00abWarmluftvorhang\u00bb (Radiator, Konvektor o.\u00c4.) erforderlich (<a href=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/2-1%e2%80%82behaglichkeit\/\">vgl. auch Kapitel 2.1 \u00abBehaglichkeit\u00bb<\/a>) und die Strahlungsasymmetrie ist aus Sicht der Behaglichkeit unbedeutend. Dies sind ideale Voraussetzungen f\u00fcr W\u00e4rmeabgabesysteme mit tiefen Vorlauftemperaturen.<\/p>\n<h3>Fl\u00e4chenheizungen<\/h3>\n<p>Fl\u00e4chenheizungen wie Fussboden-, Wand- oder Deckenheizsysteme werden mit Vorlauftemperaturen von kleiner als 35 \u00b0C (Vorgaben MuKEn) betrieben. Bei den thermoaktiven Bauteilsystemen, den sogenannten TABS, liegen die Vorlauftemperaturen im Bereich von 25 bis<br \/>\n28 \u00b0C. Werden Fl\u00e4chenheizsysteme eingebaut, spricht man auch von Niedertemperaturheizung.<\/p>\n<div id=\"bild-hle-5-1-1\" class=\"img-hle\"><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-4603\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.1.png\" alt=\"\" width=\"446\" height=\"379\" srcset=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.1-200x170.png 200w, https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.1-300x255.png 300w, https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.1-400x340.png 400w, https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.1.png 446w\" sizes=\"(max-width: 446px) 100vw, 446px\" \/><\/div>\n<div class=\"bildlegende-hle\">Bild 5.1.1:\u2002Einteilung der Heizungsanlage.<\/div>\n<h3><\/h3>\n<p>Mit Fussbodenheizungen und TABS wird viel Masse (Unterlagsboden oder Betonkern) auf einem tiefen Temperaturniveau temperiert. Dies f\u00fchrt zu einer grossen Tr\u00e4gheit und somit zu sehr langsam reagierenden Systemen. Durch diese grosse Tr\u00e4gheit, kombiniert mit den tiefen Vorlauftemperaturen (und den sich einstellenden tiefen Oberfl\u00e4chentemperaturen), stellt sich ein Selbstregeleffekt ein: Steigt die Raumlufttemperatur, z.B. durch Sonneneinstrahlung, an, nimmt die abgegebene Heizleistung automatisch ab, weil die Temperaturdifferenz zwischen der Heizfl\u00e4che und der Raumluft kleiner wird. Bei kleinen Anlagen mit nur einer Heizgruppe kann unter Umst\u00e4nden auf eine Einzelraumregulierung vollst\u00e4ndig verzichtet werden.<\/p>\n<p>Bei Wand- und Deckenheizsystemen wird weniger Masse temperiert als bei Bodenheizungen, da diese in der Regel sehr raumnah im Innenputz oder unmittelbar unter dem Putz montiert werden. Diese Systeme reagieren deshalb wesentlich schneller auf Ver\u00e4nderungen bei der W\u00e4rmelast im Raum.<\/p>\n<p>Die spezifische Leistungsabgabe bei einer Fussbodenheizung mit einer Vorlauftemperatur von 30 \u00b0C liegt bei etwa 30 W\/m<sup>2<\/sup>. In exponierten R\u00e4umen kann es, bei Geb\u00e4uden mit einer schlechten Geb\u00e4udeh\u00fcllzahl und einem grossen Fensteranteil oder in R\u00e4umen mit einer kleinen nutzbaren Bodenfl\u00e4che und zus\u00e4tzlich h\u00f6heren Anforderungen an die Raumlufttemperatur (z.B. B\u00e4der mit einer Raumlufttemperatur von 22 \u00b0C), vorkommen, dass auch bei gut ged\u00e4mmter Geb\u00e4udeh\u00fclle die notwendige Heizleistung mit dem Fl\u00e4chenheizsystem nicht abgedeckt werden kann. Wenn wegen dieser wenigen R\u00e4ume die Vorlauftemperatur erh\u00f6ht werden muss, l\u00e4sst sich die ganze Heizungsanlage nicht mehr effizient betreiben. In einem solchen Fall gilt es, zuerst die Geb\u00e4udeh\u00fclle zu optimieren (U-Werte von opaken und transparenten Bauteilen und deren Fl\u00e4chenanteile). Zusammen mit einem kleineren Verlegeabstand der Fussbodenheizung kann dann die geforderte Heizleistung evtl. erreicht werden.<\/p>\n<p>Bei Fussbodenheizungen hat die Wahl des Bodenbelags einen Einfluss auf die Behaglichkeit. Bodenbel\u00e4ge aus Stein- oder Tonplatten werden vor allem in der \u00dcbergangszeit als kalt empfunden.<\/p>\n<p>In B\u00e4dern ist es unter bestimmten Voraussetzungen zul\u00e4ssig, elektrische Handtuchheizk\u00f6rper oder Infrarotheizungen einzubauen, wenn diese nur zu Komfortzwecken eingesetzt werden (die \u00abNormaltemperatur\u00bb von z.B. 21 \u00b0C wird \u00fcber das zentrale W\u00e4rmeabgabesystem gew\u00e4hrleistet). Diese Heizfl\u00e4chen m\u00fcssen \u00fcber eine Zeitschaltuhr bedarfsgerecht betrieben werden; ein Dauerbetrieb ist nicht notwendig.<\/p>\n<p>Decken- und Fussbodenheizung k\u00f6nnen auch zur Raumk\u00fchlung verwendet werden. Die auf die Fl\u00e4che bezogene K\u00e4lteleistung ist wegen der Gefahr von Kondensat beschr\u00e4nkt und liegt wesentlich tiefer als die Heizleistung. Ob Heizfl\u00e4chen auch zu K\u00fchlzwecken verwendet werden, muss bereits bei der Planung festgelegt werden. Eine pr\u00e4zise Planung ist unumg\u00e4nglich.<\/p>\n<h3>Heizk\u00f6rper<\/h3>\n<p>Heizk\u00f6rper m\u00fcssen gem\u00e4ss MuKEn mit Vorlauftemperaturen von \u2264 50 \u00b0C betrieben werden. Je tiefer die Vorlauftemperaturen sind, desto gr\u00f6sser werden die Heizk\u00f6rper. F\u00e4llt die mittlere Temperatur der Heizk\u00f6rper unter 35 \u00b0C, sind diese im Auslegefall noch knapp handwarm. Nutzer beurteilen in diesem Fall die Raumlufttemperatur oft als zu kalt, weil ja auch die Heizk\u00f6rper \u00abkalt\u00bb sind.<\/p>\n<p>In untergeordneten R\u00e4umen (z.b. Hobby- und Disponibelr\u00e4ume im Untergeschoss, Treppenh\u00e4user) ist die Montage von Heizk\u00f6rpern einer Fussbodenheizung vorzuziehen. Dadurch kann auf schwimmende Unterlagsb\u00f6den verzichtet werden. Je nach Anzahl und Lage solcher Heizk\u00f6rper werden diese \u00fcber eine eigene Heizgruppe betrieben, womit den gegen\u00fcber der Wohnraumheizung unterschiedlichen Betriebsbedingungen Rechnung getragen werden kann.<\/p>\n<h2>5.1.3 W\u00e4rmeerzeugung (Auswahl)<\/h2>\n<p>Die Auslegung der W\u00e4rmeerzeuger erfolgt auf Grundlage der Norm SIA 384.2 (Heizungsanlagen in Geb\u00e4uden \u2013 Leistungsbedarf). Neben der Normheizlast muss auch noch die Leistung f\u00fcr die Warmwasseraufbereitung ber\u00fccksichtigt werden. Gut ged\u00e4mmte und kompakt gebaute Mehrfamilienh\u00e4user mit einem normalen Fensteranteil haben eine relativ tiefe Heizlast. Die f\u00fcr die Warmwassererw\u00e4rmung notwendige Heizleistung ist aber wegen der grossen Anzahl Bewohner hoch. Die W\u00e4rmeleistung f\u00fcr die Warmwasserbereitstellung kann in solchen F\u00e4llen entscheidend f\u00fcr die Auslegung des W\u00e4rmeerzeugers sein.<\/p>\n<h3>W\u00e4rmepumpensysteme<\/h3>\n<p>Bei einer W\u00e4rmepumpe wird Umweltw\u00e4rme (60 bis<br \/>\n80 %, Quelle auf tiefem Temperaturniveau) unter Verwendung von elektrischer Energie (20 bis 40 % hochwertige Energie) auf ein mittleres, f\u00fcr Heizzwecke nutzbares Niveau gebracht. Dabei arbeitet die W\u00e4rmepumpe effizienter, je geringer die Temperaturdifferenz zwischen Quelle und Abgabe ist. Die Effizienz einer W\u00e4rmepumpe wird durch den COP (Coefficient Of Performance; Momentanbetrachtung) bzw. durch die JAZ (Jahresarbeitszahl, Langzeitbetrachtung) ausgedr\u00fcckt.<\/p>\n<p>Erfolgt die W\u00e4rmeaufnahme aus oberfl\u00e4chennaher Geothermie (untiefe Geothermie), wie z.B. Erdw\u00e4rmesonden, Energiek\u00f6rben oder Grundwasser, kann \u00fcber das Jahr mit relativ konstanten Quelltemperaturen von 3 bis 12 \u00b0C gerechnet werden. In Kombination mit einer Fussboden- oder Wandheizung (Vorlauftemperaturen \u2264 35\u00a0\u00b0C) muss die W\u00e4rmepumpe einen relativ kleinen Temperaturhub leisten und arbeitet somit sehr effizient.<\/p>\n<p>Bei Aussenluft-W\u00e4rmepumpen dient die Aussenluft als W\u00e4rmequelle. Im Gegensatz zur oberfl\u00e4chennahen Geothermie ist die Temperatur dieser W\u00e4rmequelle nicht konstant. Zudem f\u00e4llt die Temperatur der W\u00e4rmequelle im Winter f\u00fcr l\u00e4ngere Zeit auf &lt; 0 \u00b0C.<\/p>\n<p>Nun zeigen diverse Untersuchungen, dass unter Verwendung von aktueller W\u00e4rmepumpentechnik und bei einem Anteil des Warmwassers am Gesamtenergiebedarf von 45 bis 55 % der Einsatz von Aussenluft-W\u00e4rmepumpen energetisch mindestens gleichwertig ist wie der Einsatz von Erdsonden- oder Grundwasser-W\u00e4rmepumpen. Durch gut ged\u00e4mmte Geb\u00e4udeh\u00fcllen und die passive Nutzung der Sonnenenergie reduziert sich der Energieaufwand f\u00fcr die Beheizung der Wohngeb\u00e4ude. Der Energieaufwand f\u00fcr das Erw\u00e4rmen des Warmwassers bleibt aber gleich gross, da dieser im Wesentlichen durch die Anzahl Personen und durch das Nutzerverhalten gegeben ist. In einem mittelgrossen Mehrfamilienhaus betr\u00e4gt der Energieaufwand f\u00fcr das Warmwasser etwa 50 % des Gesamtw\u00e4rmebedarfs. Ab einer Aussentemperatur von &gt; 5 \u00b0C ist die Quellentemperatur f\u00fcr eine Aussenluft-W\u00e4rmepumpe in etwa gleich der einer Erdsonden-W\u00e4rmepumpe. Somit k\u00f6nnen Aussenluft-W\u00e4rmepumpen ab einer Aussenlufttemperatur von &gt; 5 \u00b0C so effizient wie Erdw\u00e4rmesonden-W\u00e4rmepumpen betrieben werden. Voraussetzung hierf\u00fcr ist, wie bereits erw\u00e4hnt, eine gut ged\u00e4mmte Geb\u00e4udeh\u00fclle, eine effiziente W\u00e4rmepumpe und der Energiebedarf f\u00fcr das Warmwasser muss mehr als 45 % des Gesamtenergiebedarfs betragen (vgl. Bild 5.1.2).<\/p>\n<div id=\"bild-hle-5-1-2\" class=\"img-hle\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/Kap05_3634-3_Bautechnik_Bild_5-1-2.png\" alt=\"Vergleich JAZ f\u00fcr Aussenluft- und Erdw\u00e4rmesonden- W\u00e4rmepumpe\" \/><\/div>\n<div class=\"bildlegende-hle\">Bild 5.1.2:\u2002Vergleich JAZ f\u00fcr Aussenluft- und Erdw\u00e4rmesonden- W\u00e4rmepumpe (HSLU: Bachelor-Diplomarbeit FS11_BDA_G_11_05, Energieversorgungskonzept f\u00fcr gut ged\u00e4mmte Bauten).<\/div>\n<h3><\/h3>\n<p>F\u00fcr die W\u00e4rmeaufnahme aus der Aussenluft werden die Verdampfer der W\u00e4rmepumpe entweder im Aussenraum aufgestellt, die Aussenluft \u00fcber Kan\u00e4le zur W\u00e4rmepumpe gef\u00fchrt oder die gesamte W\u00e4rmepumpe im Aussenraum aufgestellt (vgl. Bild 5.1.3). Bei all diesen Varianten wird die Aussenluft \u00fcber einen oder mehrere Ventilatoren zum Verdampfer gef\u00fchrt, was zu Schallemissionen f\u00fchrt. Um den Anforderungen an den Schallschutz aus der L\u00e4rmschutzverordnung (LSV) gerecht zu werden, sind geeignete Massnahmen notwendig. F\u00fcr alle hier dargestellten W\u00e4rmepumpensysteme ist ein beh\u00f6rdliches Bewilligungsverfahren erforderlich!<\/p>\n<p>W\u00e4rmepumpenanlagen werden idealerweise mit Photovoltaikanlagen erg\u00e4nzt. Der f\u00fcr den Betrieb der W\u00e4rmepumpe ben\u00f6tigte Strom l\u00e4sst sich so teilweise auf dem Grundst\u00fcck produzieren.<\/p>\n<h3>Holzheizungen<\/h3>\n<div id=\"bild-hle-5-1-3\" class=\"img-hle\"><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-4606\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.3.png\" alt=\"\" width=\"444\" height=\"290\" srcset=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.3-200x131.png 200w, https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.3-300x196.png 300w, https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.3-400x261.png 400w, https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.3.png 444w\" sizes=\"(max-width: 444px) 100vw, 444px\" \/><\/div>\n<div class=\"bildlegende-hle\">Bild 5.1.3:\u2002Aussenluft-W\u00e4rmepumpe f\u00fcr Aussenaufstellung.<\/div>\n<h3><\/h3>\n<p>Holzheizungen garantieren aus Sicht der Treibhausgase einen umweltfreundlichen Heizungsbetrieb. Obwohl in neuen Holzheizkesseln das Holz sehr effizient verbrannt wird, entsteht bei der Verbrennung sch\u00e4dlicher Feinstaub. Dieser kann jedoch mit speziellen Filtersystemen zu einem grossen Teil aus den Abgasen entfernt werden.<\/p>\n<p>Holzkessel werden idealerweise mit einer thermischen Solaranlage kombiniert, welche das Brauchwarmwasser \u00fcber die Sonne erzeugt. Oft kann dadurch der W\u00e4rmeerzeuger im Sommer ganz abgeschaltet und dadurch der\u00a0wenig effiziente Teillastbetrieb vermieden werden.<\/p>\n<h4>St\u00fcckholzkessel<\/h4>\n<p>St\u00fcckholzkessel werden in Einfamilienh\u00e4usern und kleinen Mehrfamilienh\u00e4usern als monovalentes Heizsystem eingesetzt. Die Kessel werden in der Regel h\u00e4ndisch beschickt, was mit einem entsprechenden Aufwand verbunden ist. Um den einwandfreien Betrieb zu garantieren, muss der St\u00fcckholzkessel mit einem technischen Speicher betrieben werden. Der Platzbedarf f\u00fcr diese Heizsysteme ist dadurch relativ gross, vor allem wenn auch noch ber\u00fccksichtigt wird, dass gen\u00fcgend Brennholz in Kesseln\u00e4he bzw. auf dem Grundst\u00fcck gelagert werden muss (vgl. Bild 5.1.4).<\/p>\n<h4>Holzpellets-Kessel<\/h4>\n<p>Der Anwendungsbereich f\u00fcr Holzpellets-Kessel reicht vom Einfamilienhaus bis zu Grossanlagen mit mehreren Hundert Kilowatt Leistung. Holzpellets sind ein in Form und Energieinhalt normierter Brennstoff. Dies erm\u00f6glicht eine sehr gute Verbrennung und eine automatische Beschickung des Heizkessels, wodurch der Aufwand f\u00fcr Betrieb und Unterhalt der Anlagen klein gehalten werden kann. Lagerr\u00e4ume f\u00fcr Holzpellets liegen mit Vorteil in der N\u00e4he der Heizzentrale und m\u00fcssen ganzj\u00e4hrig trocken bleiben. Der Transport der Pellets erfolgt durch ein Schnecken- oder Saug-F\u00f6rdersystem (vgl. Bild 5.1.5). Das Volumen des Lagerraums richtet sich nach dem Energiebedarf der Heizungsanlage. Die Bef\u00fcllung erfolgt mittels Tankwagen zwei- bis dreimal j\u00e4hrlich.<\/p>\n<h4>Holzschnitzel-Kessel (Hackschnitzel-Kessel)<\/h4>\n<p>Holzschnitzel-Kessel werden f\u00fcr grosse Heizungsanlagen mit mehreren Hundert Kilowatt bis zu mehreren Megawatt Heizleistung eingesetzt (vgl. Bild 5.1.6). Dadurch eignen sich diese Systeme auch f\u00fcr grosse W\u00e4rmeverbund- und Industrieanlagen. Der grosse Aufwand f\u00fcr die Infrastruktur und den Betrieb dieser Anlagen rechtfertigt eine professionelle Betreuung. Solche Anlagen werden deshalb oft von einem Contractor betrieben, der basierend auf einer Vollkostenrechnung die Energie verkauft. Die Schnitzelbunker f\u00fcr die Lagerung der Holzschnitzel liegen in unmittelbarer N\u00e4he der Heizzentrale. Die Trocken- oder Gr\u00fcnschnitzel werden mit F\u00f6rderanlagen vom Lager zum Heizkessel transportiert. Die Bef\u00fcllung der Bunker erfolgt mit Lastwagen. An kalten Wintertagen, wenn der Bedarf an W\u00e4rme sehr gross ist, werden Schnitzelbunker alle ein- bis zwei Wochen bef\u00fcllt. Dies erfordert eine einfache und sichere Zufahrt.<\/p>\n<div id=\"bild-hle-5-1-4\" class=\"img-hle\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/Kap05_3634-3_Bautechnik_Bild_5-1-4.png\" alt=\"St\u00fcckholz als einheimischer Brennstoff.\" \/><\/div>\n<div class=\"bildlegende-hle\">Bild 5.1.4:\u2002St\u00fcckholz als einheimischer Brennstoff.<\/div>\n<h3><\/h3>\n<div id=\"bild-hle-5-1-5\" class=\"img-hle\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/Bautechnik_S296_5-1-5.png\" alt=\"Holzpellets erm\u00f6glichen die weitgehende Automatisierung der Holzheizung.\" \/><\/div>\n<div class=\"bildlegende-hle\">Bild 5.1.5:\u2002Holzpellets erm\u00f6glichen die weitgehende Automatisierung der Holzheizung.<\/div>\n<h3><\/h3>\n<div id=\"bild-hle-5-1-6\" class=\"img-hle\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/Kap05_3634-3_Bautechnik_Bild_5-1-6.png\" alt=\"Holzschnitzel eignen sich vor allem f\u00fcr Grossanlagen.\" \/><\/div>\n<div class=\"bildlegende-hle\">Bild 5.1.6:\u2002Holzschnitzel eignen sich vor allem f\u00fcr Grossanlagen.<\/div>\n<h3>\u00d6l- und Gaskessel<\/h3>\n<p>Erd\u00f6l und Erdgas geh\u00f6ren zu den nicht erneuerbaren Energien, das heisst, die Reserven sind begrenzt. Bei beiden Energietr\u00e4gern entstehen bei der Verbrennung grosse Mengen Kohlendioxyd (CO<sub>2<\/sub>) und andere Schadstoffe, welche die Umwelt belasten. Moderne \u00d6l- oder Gaskessel werden als sogenannte Brennwertkessel betrieben. Bei diesen Heizkesseln wird auch das im Brennstoff enthaltene Wasser (als Wasserdampf in den Abgasen enthalten) kondensiert und als Latentenergie f\u00fcr die W\u00e4rmebereitstellung genutzt. Die Effizienz der Anlagen steigt dadurch an. Allerdings ist f\u00fcr die Kondensation eine relativ tiefe R\u00fccklauftemperatur der W\u00e4rmeverteilung notwendig. Werden in Neubauten oder bei Sanierungen \u00d6l- oder Gaskessel eingesetzt, d\u00fcrfen nur noch Brennwertkessel eingebaut werden (MuKEn). Gas ist ein leitungsgebundener Energietr\u00e4ger und kommt meist nur dann infrage, wenn der n\u00e4chste Erdgasanschluss weniger als 50 m entfernt liegt. \u00d6l- und Gaskessel k\u00f6nnen ideal mit thermischen Solaranlagen kombiniert werden. Eine Zertifizierung nach dem Minergiestandard ist mit einer mit \u00d6l oder Gas betriebenen W\u00e4rmeerzeugung nicht m\u00f6glich!<\/p>\n<h2>5.1.4 Umweltbelastung der W\u00e4rmeerzeugersysteme<\/h2>\n<p>Der Betrieb von W\u00e4rmeerzeugungsanlagen belastet die Umwelt. So entsteht z.B. durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen in \u00d6l- und Gaskesseln neben verschiedenen Verbrennungsprodukten vor allem das Treibhausgas CO<sub>2<\/sub>. Auch bei der Verbrennung von Holz entsteht CO<sub>2<\/sub>. Unter der Annahme, dass dieselbe Holzmenge im Wald wieder nachw\u00e4chst, kann Holz aber als CO<sub>2<\/sub>-neutral angesehen werden. Bei der Verbrennung von Holz entsteht jedoch auch Feinstaub, einer der problematischen Luftschadstoffe. Die Qualit\u00e4t der Verbrennung und der Abscheidegrad des nachgeschalteten Feinstaubfilters bestimmen die Umweltbelastung einer Holzheizung.<\/p>\n<p>W\u00e4rmepumpen werden mit Strom betrieben, die Umweltbelastung der Anlage ist deshalb vom bezogenen Strommix abh\u00e4ngig. Ganz anders als Strom aus Kohle- oder Gaskraftwerken, welcher mit einem hohen CO<sub>2<\/sub>-Ausstoss verbunden ist, f\u00fchrt Strom aus Wasserkraftwerken (z.B. Naturmade Star) nur zu einer sehr geringen CO<sub>2<\/sub>-Emission.<\/p>\n<p>Die Umweltbelastung durch den Betrieb von W\u00e4rmeerzeugern kann ziemlich genau berechnet werden, weil die Umweltwirkungen der einzelnen Energietr\u00e4ger gut bekannt sind und der Energieverbrauch recht genau berechnet oder gemessen werden kann. F\u00fcr eine ganzheitliche Betrachtung m\u00fcssen jedoch neben der Belastung durch den Betrieb der Anlagen auch die Belastungen f\u00fcr Erstellung und Entsorgung der Systeme (z.B. graue Energie) beurteilt werden. Die hierf\u00fcr erforderlichen Berechnungen (\u00d6kobilanzen) sind nicht sehr pr\u00e4zise, da f\u00fcr die komplizierten Anlagen und Prozesse viele Annahmen und Vereinfachungen getroffen werden m\u00fcssen. Besonders bei Produkten, deren Herstellungsverfahren schnelle Ver\u00e4nderungen erfahren (z.B. Photovoltaik), widerspiegeln die zur Verf\u00fcgung stehenden Inventardaten oft nicht den aktuellen Stand, weil die Datenerhebung um Jahre zur\u00fcckliegt.<\/p>\n<p>Grunds\u00e4tzlich kann festgehalten werden, dass bei Gas-, \u00d6l- und Holzheizungen der Einfluss der Herstellung der Anlagen auf die Gesamtbetrachtung eher gering ist, weil die Anlagen vergleichsweise einfach sind und der Betrieb die dominante Belastung verursacht (vgl. Bilder 5.1.7 und 5.1.8). Ganz anders sieht es bei den W\u00e4rmepumpensystemen aus. Sie verursachen bei Bezug von \u00absauberem\u00bb Strom im Betrieb eine \u00e4usserst geringe Belastung. Die Erstellung der Anlage, mit dem Bohren von Erdw\u00e4rmesonden oder dem Bau von Grundwasserfassungen, ist entscheidend f\u00fcr die Umwelteinfl\u00fcsse. Noch extremer ist die Verteilung der Belastung bei thermischen Solaranlagen und Photovoltaikanlagen. Bei ihnen spielt nur die Erstellung eine Rolle; diese ist keinesfalls vernachl\u00e4ssigbar.<\/p>\n<p>Die Umweltbelastungen, welche durch die Erstellung und durch den Betrieb von W\u00e4rmeerzeugern entstehen, werden im Folgenden beispielhaft an vier unterschiedlichen Systemen untersucht. F\u00fcr Heizen und Warmwasser werden rechnerisch die gleichen Nutzungsgrade und Jahresarbeitszahlen ber\u00fccksichtigt.<\/p>\n<p>Die Systeme f\u00fcr W\u00e4rmeverteilung und W\u00e4rmeabgabe werden in dieser Betrachtung nicht ber\u00fccksichtigt, weil sie in der Regel, unabh\u00e4ngig von der W\u00e4rmeerzeugung, identisch sind.<\/p>\n<h3>Untersuchte W\u00e4rmeerzeugersysteme<\/h3>\n<h4>Variante 1: Gaskessel kondensierend mit thermischer Solaranlage<\/h4>\n<ul>\n<li>Nutzungsgrad Gaskessel: 0,90<\/li>\n<li>Anteil der thermischen Solaranlage am Nutzenergiebedarf: 20 %<\/li>\n<\/ul>\n<h4>Variante 2: Holzpellets-Kessel mit thermischer Solaranlage<\/h4>\n<ul>\n<li>Nutzungsgrad Holzpellets-Kessel: 0,85<\/li>\n<li>Anteil der thermischen Solaranlage am Nutzenergiebedarf: 20 %<\/li>\n<\/ul>\n<h4>Variante 3: Aussenluft-W\u00e4rmepumpe mit Photovoltaikanlage<\/h4>\n<ul>\n<li>Jahresarbeitszahl Heizen: 3,0 (SIA 2024)<\/li>\n<li>Anteil der Photovoltaik am Nutzenergiebedarf: 30 %<\/li>\n<\/ul>\n<h4>Variante 4: Erdw\u00e4rmesonden-W\u00e4rmepumpe mit Photovoltaikanlage<\/h4>\n<ul>\n<li>Jahresarbeitszahl Heizen: 4,3 (SIA 2024)<\/li>\n<li>Anteil der Photovoltaik am Nutzenergiebedarf: 30 %<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Grundlagen<\/h3>\n<ul>\n<li>Berechnung mit dem Excel-Tool \u00abVariantenvergleich Energiesysteme V3.0\u00bb, Stadt Z\u00fcrich (Basisdaten f\u00fcr das Ermitteln der Umweltbelastungen sind die Prim\u00e4renergiefaktoren, Treibhausgase und Umweltbelastungspunkte aus der KBOB Empfehlung \u00ab\u00d6kobilanzdaten im Baubereich\u00bb 2009\/1:2016 sowie Angaben von Elektrizit\u00e4t Stadt Z\u00fcrich und ewz-Produkte: EWZ \u2013 Stadt Z\u00fcrich, Umweltdeklaration 2020 f\u00fcr Stromprodukte).<\/li>\n<li>J\u00e4hrlicher Nutzenergiebedarf: 23&#8217;400 kWh f\u00fcr Heizung und Warmwasser (kleines Mehrfamilienhaus mit etwa 750 m<sup>2<\/sup> EBF, guter W\u00e4rmed\u00e4mmstandard).<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Vergleich der Umweltbelastungen der aufgef\u00fchrten W\u00e4rmeerzeugersysteme<\/h3>\n<p>Aus den Bildern 5.1.7 und 5.1.8 gehen die CO<sub>2<\/sub>-Emissionen und die Umweltbelastungspunkte (UBP) hervor, dies in Abh\u00e4ngigkeit der gew\u00e4hlten W\u00e4rmeerzeugung. Eine kondensierende Gasheizung verursacht eine Umweltbelastung, die in etwa um einen Faktor 2 bis 4 gr\u00f6sser ist als bei den anderen Systemen. Auch die Treibhausgasemissionen sind bei der Gasheizung um etwa einen Faktor 8 h\u00f6her als bei Heizungen mit erneuerbarer Energie. Durch die Verwendung von Strom aus nachhaltiger Produktion (z.B. ewz Wassertop) kann bei W\u00e4rmepumpentechnik die W\u00e4rmeenergie nochmals \u00f6kologischer bereitgestellt werden. Rechnerisch wirkt sich das aber bei der Variante mit JAZ = 5,0 und 20 % PV-Strom nicht aus: Mit dem PV-Strom wird der gesamte Nutzenergiebedarf erzeugt, ohne im Betrieb eine Umweltbelastung zu verursachen.<\/p>\n<div id=\"bild-hle-5-1-7\" class=\"img-hle\"><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-4856\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.7-1.png\" alt=\"\" width=\"904\" height=\"479\" srcset=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.7-1-200x106.png 200w, https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.7-1-300x159.png 300w, https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.7-1-400x212.png 400w, https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.7-1-600x318.png 600w, https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.7-1-768x407.png 768w, https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.7-1-800x424.png 800w, https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.7-1.png 904w\" sizes=\"(max-width: 904px) 100vw, 904px\" \/><\/div>\n<div class=\"bildlegende-hle\">Bild 5.1.7:\u2002CO<sub>2<\/sub>-Emissionen f\u00fcr Betrieb und Erstellung der vier untersuchten W\u00e4rmeerzeugersysteme. Bei der Gasheizung ist die CO<sub>2<\/sub>-Belastung um mindestens Faktor 6 h\u00f6her als bei den anderen W\u00e4rmeerzeugern. Durch die Wahl von Strom aus nachhaltiger Produktion (z.B. ewz pronatur) kann der Treibhauseffekt bei der Variante WP mit JAZ = 3,9 zus\u00e4tzlich reduziert werden.<\/div>\n<h3><\/h3>\n<div id=\"bild-hle-5-1-8\" class=\"img-hle\"><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-4609\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.8.png\" alt=\"\" width=\"907\" height=\"482\" srcset=\"https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.8-200x106.png 200w, https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.8-300x159.png 300w, https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.8-400x213.png 400w, https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.8-600x319.png 600w, https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.8-768x408.png 768w, https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.8-800x425.png 800w, https:\/\/enbau-online.ch\/bautechnik-der-gebaeudehuelle\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2018\/08\/5.1.8.png 907w\" sizes=\"(max-width: 907px) 100vw, 907px\" \/><\/div>\n<div class=\"bildlegende-hle\">Bild 5.1.8:\u2002Umweltbelastungspunkte f\u00fcr Betrieb und Erstellung der vier untersuchten W\u00e4rmeerzeugersysteme. Die Grafik zeigt deutlich, dass die Umweltbelastung beim System Gas kondensierend deutlich h\u00f6her ist als bei den anderen Systemen. Das System Holzpellets-Heizung schneidet bei Betrachtung mittels Umweltbelastungspunkten wesentlich schlechter als bei der Beurteilung der Treibhausgasemissionen ab. Dies ist auf die Feinstaubbelastung zur\u00fcckzuf\u00fchren. Durch den Einsatz eines effektiven Feinstaubfilters reduziert sich die Umweltbelastung der Holzpellets-Heizung deutlich, allerdings fehlen dazu die erforderlichen Grundlagendaten, um dies rechnerisch zu ber\u00fccksichtigen.<br \/>\nDurch die Verwendung von Strom aus nachhaltiger Produktion (z.B. ewz pronatur) f\u00fcr den Betrieb der W\u00e4rmepumpe sinkt die Umweltbelastung bei der Variante Aussenluft-WP mit JAZ = 3,0. Bei der Variante Erdsonden-WP mit JAZ = 4,3 und 30 % PV-Strom zeigt sich, dass der gegen\u00fcber der Aussenluft-W\u00e4rmepumpe erh\u00f6hte bauliche Aufwand (Bohren und Installieren der Erdw\u00e4rmesonden) sowohl auf die Treibhausgasemissionen als auch auf die Umweltbelastungspunkte auswirkt. Im Betrieb ergibt sich durch die bessere Jahresarbeitszahl jedoch ein Minus bei beiden Betrachtungen. Es wird also \u00fcbers Jahr mehr Strom produziert, als die Erdw\u00e4rmesonden-W\u00e4rmepumpe f\u00fcr ihren Betrieb ben\u00f6tigt.<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die Geb\u00e4udetechnik kann heute nicht mehr isoliert betrachtet werden. Geb\u00e4udeh\u00fclle, Geb\u00e4udestandort sowie die vielf\u00e4ltigen Anforderungen und Labels beeinflussen entscheidend die Wahl der Geb\u00e4udetechnik. 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