Schlagwort: Einfamilienhaus

Entwicklung der Raumtemperatur während einer kalten Winterwoche im Januar für die beiden Typengebäude mit unterschiedlichen energetischen Standards nach einem Ausfall der Heizung.

Aktuell wird die Frage eines möglichen durch Überlastung des Systems bedingten Stromausfalls diskutiert. Damit verbunden würde auch das Heizungen nicht mehr funktionieren. Im Folgenden soll kurz der Effekt auf die Raumtemperatur während der oben angesprochenen kalten Winterwoche für die beiden Typengebäude mit unterschiedlichen energetischen Standards untersucht werden. Sowohl im ungedämmten Einfamilienhaus als auch im Mehrfamilienhaus sinkt die Raumtemperatur innerhalb eines halben Tages auf unter 10° Celsius. Nach 3 – 4 Tagen fällt die Raumtemperatur noch weiter auf um die 0° Celsius ab. Das könnte neben der starken Komforteinschränkung auch erhebliche Einflüsse auf die Frostsicherheit der Wasserleitungen bedeuten. Im energetisch ertüchtigen Gebäude hingegen fällt aufgrund der deutlich reduzierten Transmissionswärmeverluste die Raumtemperatur sehr langsam und bleibt sogar nach 3 – 4 Tagen über einer Temperatur von 10°C. Selbst nach einer Woche werden keine kritischen Temperaturen erreicht.

Die hier exemplarisch durchgeführten Berechnungen zeigen, dass gut gedämmte Gebäude bei Ausfall der Energieversorgung weniger schadensanfällig sind als ungedämmte oder schlecht gedämmte Gebäude. Dabei erfolgt das Absinken der Raumtemperatur und damit der thermischen Behaglichkeit bei gut gedämmten Gebäuden deutlich langsamer. Auch eine Notversorgung ist leichter zu bewerkstelligen.

Energiekosten für Raumwärme und Warmwasser nach Effizienzklasse, für verschiedene Wärmeerzeuger und Gebäudegrößen

Die Abbildung zeigt die monatlichen Energiekosten für ein Einfamilienhaus mit einer Wohnfläche von 160 m² und eine Wohnung mit 75 m² in einem Mehrfamilienhaus. Dargestellt sind jeweils die Kosten bei Beheizung mit einem Brennwert-Kessel mit Erdgas und einer Luft-Wärmepumpe. Bei der Berechnung wurde berücksichtigt, dass die Bewohner von ineffizienten Gebäuden sich sparsamer verhalten als Bewohner von effizienten Gebäuden. Dazu wurde der Energiebedarf der Effizienzklassen in einen typischen Energieverbrauch umgerechnet, der bei diesem energetischen Standard zu erwarten ist. Grundlage für die Umrechnung ist eine empirische Auswertung von Energiebedarfs- und Verbrauchsausweisen des Instituts Wohnen und Umwelt (IWU 2015). Der Jahresverbrauch wurde mit Hilfe von monatlichen Heizgradtagen auf die einzelnen Monate verteilt und mit den aktuellen Energiepreisen der jeweiligen Monate multipliziert (Verivox 2022a und b). Der Monat Dezember wurde dabei ausgespart, weil noch keine Preisdaten vorlagen.

Die dargestellten Kosten entsprechen nicht den Heizkostenabschlägen, wie sie von den Bewohnern zu zahlen sind, sondern zeigen, in welchem Monat welche Kosten tatsächlich entstehen. Es ist deutlich zu erkennen, dass in den Wintermonaten hohe Heizkosten anfallen, während im Sommer nur die Warmwasserbereitung zu bezahlen ist. Die Farben stellen die verschiedenen Gebäude-Effizienzklassen nach dem Gebäudeenergiegesetz (GEG) dar. Hier zeigen sich große Bandbreiten während der Heizperiode. Wie zu erwarten, betragen die Heizkosten in den schlechteren Effizienzklassen ein Vielfaches derer in den guten Klassen. Der Unterschied zwischen dem Einfamilienhaus (linke Grafiken) und der Wohnung im Mehrfamilienhaus (rechte Grafiken) geht in erster Linie auf die größere Wohnfläche im Einfamilienhaus zurück. Beim Vergleich der Gasheizung (obere Grafiken) mit der Wärmepumpe (untere Grafiken) fällt die größere Bandbreite zwischen den Effizienzklassen auf. Bei genauerem Hinsehen ist zu erkennen, dass die Wärmepumpe in den guten Effizienzklassen geringere Heizkosten verursacht als die Gasheizung, bei den schlechteren Effizienzklassen aber teurer ist.

Auskühlung eines Einfamilienhauses in verschiedenen Dämmzuständen während der kältesten Wintertage

Wenn die Heizung nicht läuft, kühlt ein Gebäude aus. Die Dämmung der Gebäudehülle bestimmt ganz wesentlich, wie schnell oder langsam dies geschieht. Eine langsame Auskühlung – oder andersherum formuliert eine hohe Speicherfähigkeit – bietet viele Vorteile: bei Defekten oder Arbeiten an der Heizung, aber auch für die Strom- und Wärmenetze. Beide müssen mittelfristig auf Erneuerbare Energien umgestellt werden und die unterliegen gewissen Schwankungen. Der ungünstigste Fall ist die sogenannte „kalte Dunkelflaute“ – Wind und Sonne liefern keine Energie und gleichzeitig ist der Bedarf hoch. Dieser Fall tritt zwar selten ein, aber er bestimmt die Auslegung der Versorgungssysteme. Der Strom für die Deckung der dann auftretenden Lastspitzen war 2020 rund dreimal so teuer als der normale Strom (EWI 2020). Gebäude mit hoher Speicherfähigkeit können die Strom- und Wärmenetze entlasten, indem die Wärmeerzeuger in kritischen Zeiten abgeschaltet werden. Die Tarife für Wärmepumpen sehen solche Abschaltungen durch den Stromversorger während der Hochlastzeiten vor.

Eine Gebäudesimulation zeigt, wie lange es dauert, bis die Raumtemperatur in einem Einfamilienhaus von 20 auf 18°C absinkt. Dies wurde untersucht für einen besonders kalten Zeitraum mit Außentemperaturen bis -10°C und einen zweiten Zeitraum mit durchschnittlichen Außentemperaturen während der Heizperiode von rund 7°C. Die Abbildung zeigt die Auskühlungskurven für drei verschiedene Dämm-Standards desselben Einfamilienhauses: ungedämmt, Teilmodernisierung mit einem „mittleren“ Wärmedämm-Verbundsystem (WDVS) und Effizienzhaus 55-Standard.