Wärmebedarfsberechnung

Der Wärmebedarf entsteht aus bis zu vier Anteilen, die getrennt erfasst und anschließend stundenweise addiert werden: Gebäudeheizwärme, Warmwasser, Prozesswärme und – falls vorhanden – ein extern eingelesener Lastgang. Ergänzend lassen sich Netzverluste aufschlagen. Erfasst wird nur, was im Projekt als Baustein aktiviert ist; Gebäude, externer Wärmebedarf und Prozesswärme sind dort einzeln anzukreuzen.

Diese Seite beschreibt den Arbeitsablauf im Programm. Das Rechenverfahren im Einzelnen beschreibt die Grundlagenseite Wärmebedarfsrechnung, die Herkunft der Wetterdaten die Seite Klimadaten. Der Wärmebedarf ist die Ausgangsgröße jeder weiteren Auslegung: Erzeugerleistung, Speichervolumen und am Ende die Wirtschaftlichkeit hängen unmittelbar daran.

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Gebäudeheizwärme aus dem Katalog

Für die Gebäudeheizwärme wählen Sie ein Gebäude aus dem Katalog. Gefiltert wird nach Wohn- oder Nichtwohngebäude, Gebäudeart und Baualtersklasse, deren Klassen von „vor 1919“ bis zu BEG 55 und BEG 40 reichen; eine Volltextsuche mit Platzhaltern hilft bei großen Katalogen. Das zugeordnete Gebäude wird zu einer Projektkopie, in der Sie die Bezugsgröße anpassen – üblicherweise die Wohnfläche in Quadratmetern. Änderungen wirken damit nur im Projekt und lassen den Katalog unberührt.

Bedarf aus Verbrauchsdaten

Liegen statt Flächen Verbrauchsdaten vor, geben Sie diese direkt an: Ölverbrauch in Litern pro Jahr, Gasverbrauch in Kubikmetern oder Megawattstunden oder allgemeinen Brennstoffverbrauch in Megawattstunden.

EPOS-Plan rechnet den Verbrauch unter Berücksichtigung des Jahresnutzungsgrads der bisherigen Anlage in Nutzwärme um und skaliert das Gebäudemodell so, dass es genau diesen Bedarf abbildet – der Jahresgang ist damit an die reale Abrechnung gebunden. Ein Bestandsgebäude lässt sich auf diesem Weg allein aus der Heizkostenabrechnung realistisch beschreiben, ohne dass Bauteilflächen und U-Werte im Einzelnen bekannt sein müssten.

Kenngrößen des Gebäudetyps

Die physikalischen Kenngrößen eines Gebäudetyps umfassen Wohnfläche und Fläche je Nutzer, Raumhöhe, Fensterflächen getrennt nach Süd, Nord und Ost/West, den Fensterdurchlassgrad, die Flächen von Außenwand, Dach, Grundfläche und sonstigen Bauteilen mit den zugehörigen U-Werten, Wärmebrückenzuschläge mit ihren Anschlusslängen, die Luftwechselrate und die Speicherfähigkeit der Bauweise, die als leicht, schwer oder sehr schwer eingestuft wird.

Auf einer zweiten Seite folgen die Nutzungsrandbedingungen: Raumsolltemperatur am Tag, Nachtabsenkung, Wochenend- und Ferienabsenkung, maximale Raumtemperatur sowie vier frei definierbare Ferienzeiträume für Winter, Ostern, Sommer und Herbst. Gerade bei Nichtwohngebäuden entscheiden diese Angaben spürbar über den Jahresbedarf, weil Absenkzeiten und Ferien einen erheblichen Teil des Jahres ausmachen.

Berechnung des Jahresgangs

Aus diesen Angaben berechnet das Programm für jeden der 365 Tage die solaren Gewinne aus den Fensterflächen, die spezifischen Transmissions- und Lüftungsverluste und daraus – unter Berücksichtigung der Gebäudespeicherfähigkeit und der eingestellten Absenkungen – die Tagesheizlast. Anschließend wird jeder Tageswert über eine typabhängige 24-Stunden-Verteilungskurve auf Stundenwerte umgelegt. Für Wohngebäude stehen dafür acht Kurven nach Jahreszeit und Wochentag bereit, für Nichtwohngebäude fünf Kurven nach Jahreszeit und Bewölkung.

Das Ergebnis ist ein durchgängiger Jahresgang der Heizleistung, aus dem sich die maximale Wärmelast und die Jahresdauerlinie ableiten. Beide Größen sind die Grundlage der späteren Erzeugerauslegung.

Warmwasser und Prozesswärme

Warmwasser und Prozesswärme werden nach demselben Muster erfasst: Sie wählen einen Typ aus dem Katalog, geben den Jahresverbrauch an, und das Programm verteilt diesen über die hinterlegten Monatsanteile und ein Wochenprofil mit 168 Stundenwerten auf das Jahr. Die Wochenprofile lassen sich in einem eigenen Editor tageweise bearbeiten, kopieren und auf alle Tage übertragen; eine Grafik zeigt das Ergebnis unmittelbar.

Für jedes Temperaturniveau und jeden Prozess legen Sie einen eigenen Eintrag an. Damit bleibt nachvollziehbar, welcher Anteil des Bedarfs auf welchem Temperaturniveau anfällt – eine Unterscheidung, die spätestens bei der Frage wichtig wird, welcher Erzeuger den jeweiligen Anteil überhaupt decken kann.

Externer Lastgang und Netzverluste

Ein bereits vorliegender Wärmelastgang kann alternativ als Stundenreihe eingelesen und direkt zum berechneten Bedarf addiert werden. Das ist der Weg für Objekte, für die eine Messung vorliegt, sowie für angeschlossene Abnehmer, die nicht über ein Gebäudemodell abgebildet werden sollen.

Netzverluste tragen Sie entweder als Prozentsatz oder als absoluten Jahreswert ein; sie werden gleichmäßig über das Jahr verteilt. Sie betreffen die Verteilung im Wärmenetz – ohne Netz, also beim einzelnen Gebäude, bleibt der Ansatz bei null.

Hinweise für die Praxis

Prüfen Sie den Bedarf gegen bekannte Verbrauchsdaten, bevor Sie Technik hinzufügen: Ein um zwanzig Prozent falscher Bedarf entwertet jede nachfolgende Auslegung. Liegt eine Abrechnung vor, ist der Weg über den Verbrauch dem Weg über die Fläche vorzuziehen – das Gebäudemodell wird dann so skaliert, dass Jahressumme und realer Verbrauch zusammenpassen.

Ein zu niedrig angesetzter Warmwasserbedarf lässt den Sommerbetrieb zu günstig aussehen; bei Zirkulation sind die Verluste mitzurechnen. Der Sommer ist der Zeitraum, in dem sich Solarthermie, Wärmepumpe und BHKW entscheiden – ist der Grundbedarf dort zu klein angesetzt, verschiebt sich das Ergebnis der gesamten Simulation.

Kontrollieren Sie nach der Berechnung die maximale Wärmelast und die Jahresdauerlinie. Die Höchstlast bestimmt die Spitzenlastleistung, der flache Teil der Dauerlinie den Bereich, in dem ein Grundlasterzeuger viele Betriebsstunden erreicht. Beide Größen sagen mehr über die Auslegung aus als die Jahressumme allein.

Behalten Sie im Blick, dass Klimaregion und Gebäudedaten zusammen wirken: Ein Wechsel der Region verändert solare Gewinne und Heizlast und macht eine erneute Berechnung erforderlich.

Wie es nach dem Wärmebedarf weitergeht, zeigt die Programmablauf-Übersicht; der nächste Schritt ist die Strombedarfsberechnung, davor liegt die Projektverwaltung. Die fachlichen Hintergründe finden Sie unter Grundlagen › Wärmebedarfsrechnung, ausgearbeitete Fälle unter Beispiele.