Mit den aus den Projektbeispielen in unterschiedlichsten Bauwerken im Neubau und Altbau vom Massivmauerwerksbau einer Burg bis zum Bimsstein eines "modernen" Siedlerhauses, vom Fachwerkbau zum nachträglich ausgebauten Dachgeschoß gewonnenen Erfahrungswerten und Faustformeln zur Anlagenbemessung und -konfiguration sowie der Berücksichtigung der baulich/betriebstypischen Randbedingungen ist eine zuverlässigere Berechnung des jeweils erforderlichen Wärmebedarfs als auf dem normierten Wege möglich.
Dabei müssen auch die Speicherfähigkeit der Baukonstruktion für externe und interne Strahlungsgewinne und die tatsächlichen - von der Norm gar nicht erfaßten (zum Nachteil des Endverbrauchers unterschlagenen?) Verhältnisse an Wand, Dach und Fenster einbezogen werden. Der Vorteil der Strahlungsheizung zur drastischen Verminderung der Energieverlustquote beim Fenster ist rechnerisch einzubeziehen.
Und auch die gute alte DDR-TGL sollte man kennen: Wer weiß heute noch, daß die oben schon zitierte TGL eine in DIN-Kreisen unbekannte (?) Tabelle 1 "Kennwert der Klimagebiete für die Klimagebietskonstante, die Klimagebietstemperatur und die mittlere Strahlungsflußdichte" zeigt, die mit Rechenwerten belegt: Man hat mit strahlungsorientierten Heizsystemen gegenüber lufterhitzenden bis zu 30% weniger Heizaufwand bei sonst gleichen Randbedingungen? Dagegen ist in der DIN-Berechnung doch sehr viel heiße Luft verpackt. Es kommt also auch bei der Auslegung der Technik darauf an, die Strahlungsphysik korrekt, also nicht nach den falschen DIN-Förmelchen anzuwenden. Ergebnis: weniger technischer Aufwand, weniger Kosten.
Die fachgerechte Berücksichtigung der möglichen - in Wahrheit technisch erforderlichen - Palette von Korrekturen des Berechnungsverfahrens führt zum korrekten Wärmebedarf und zum ausreichenden Wärmeangebot im Raum. Technisch und wirtschaftlich beste Ergebnissen bei der Wahl des Energieerzeugers und der sonstigen Anlagenauslegung sind die Folge. Sogar elektrisch betriebene Heizgläser als innere Fensterscheiben mit nahezu unsichtbar aufgedampftem Metalloxid als Wärmeleiter bei Doppelfensterkonstruktionen können eingesetzt werden, um den vorhandenen Wärmebedarf auf harmlose Art zu decken bzw. zu ergänzen. Die normgewollte Überdimensionierung auf Kosten des Kundengeldbeutels muß nicht sein. Bitten Sie Ihren Heizungsbauer oder -ingenieur, kundenfreundlich angepaßte Berechnungs- bzw. Bemessungsmethoden zu verwenden.
Abgerechnet wird die Planung nach HOAI. Wo nicht, gibt es Minderleistung, Korruption oder sonstige Methoden, die Planungskosten hinter dem Rücken des Auftraggebers zu verstecken. Hätten Sie etwas anderes erwartet? Details hier.
Im Altbau spielt natürlich auch der Umgang mit dem Bestand eine wichtige Rolle. Was ich vernünftigerweise an Altanlage übernehme, wie ich die bautechnischen Vorteile des alten Massivbaues für die Minimierung der Anlagentechnik nutze, spart Modernisierungskosten. Selbst wenn mitverwendete alte Anlagentechnik Honorar für "die mitverarbeitete Bausubstanz" kostet. Ein für Bauherr und Betreiber wirtschaftlich vorteilhaftes (Ingenieurspflicht gem. HOAI, das darf ja nicht vergessen werden, auch wenn der Lieferant der Neuanlage dem "Planer" gar so schöne Umsonstplanung und Weihnachtsplätzchen schenkt) Planungskonzept gerade bei großen, evtl. nur temporär genutzten Objekten, die von Konvektions- auf Strahlungsheizung umgebaut werden um deren Vorteile zu erhalten, könnte auch so aussehen:
1. Berechnung Grundbedarf mit realistischen Planungsgrößen wie Ueff-Wert-Berechnung, bei der die Solarenergieaufnahme und Speicherwirkung der Bausubstanz annähernd korrekt einfließt, sowie wirklichkeitsgerechte Ansätze bei der Strahlungswirkung des Temperiersystems - Ergebnis: deutlich niedrigerer Wärmebedarf als bei Heizungsbauerberechnungsschema, entsprechend geringer und kostengünstiger kann die Heizanlage geplant und gebaut werden;
2. Deckung Grundbedarf durch neu konzipierte Strahlungsheizung mit objektgerechter Bauart;
3. Deckung Zusatzbedarf (z.B. für Frostperioden) mit Altanlage, bedarfsgerecht technisch angepaßt, in Konvektionswirkung drastisch vermindert.
Damit ist bei entsprechender Bauart abgesichert, daß keine teure und unnötige Überdimensionierung der Heizungsanlage erfolgt, daß keine Kondensatschäden an der Hüllfläche entstehen, die Strahlungsheizung auch all ihre sonstigen Vorteile entfaltet und bei minimiertem Aufwand Alt- und Neuanlage gemeinsam zusammenwirken.
Daß dabei im Falle Kirchenheizung sowohl ansonsten nachteilige Systeme wie Luft- und Bankheizungen eine technisch und wirtschaftlich begründete Uberlebenschance bekommen, macht oft Sinn: Wenn sie nämlich noch akzeptable Restnutzungsdauer aufweisen und streng genommen noch nicht entmüllt werden müssen. Voraussetzung: Der Planer als Treuhänder seines Bauherrn.
Die Hüllflächentemperierung kann also - entsprechend ausgelegt und ggf. mit vorhandenen Systemen kombiniert - grundsätzlich jeden Wärmebedarf decken. Das gilt nicht nur für die Depot- und Museumsraumtemperierung, für die diese bewährte Methode unerreichbare Vorteile im Vergleich zu gewohnter Heiz- und Klimatisierungstechnik bietet.
Wenn erst mal die Buchbestände, die Urkunden, Gemälde-, Foto- und Grafiksammlungen, Textilien, Schnitzwerke, Bilderrahmen und andere organische Deposite in Bibliotheken, Museen, Kunstsammlungen, privaten, kirchlichen und staatlichen Archiven fest mit tierischem und pflanzlichem Befall angegammelt sind, dank überhöhter Luftfeuchte, Oberflächenkondensat und dauernder klimatischer Wechselbeanspruchung die erhöhte Alterungsgeschwindigkeit bis zur endgültigen Verrottung Fahrt aufgenommen hat, ist oft guter Rat teuer. Die bauklimatische Problemlösung mittels konsequenter Nutzung der Wärmestrahlung dürfte in vielen Fällen die günstigste Abhilfe der umgebungs- und nutzungsbedingten Schadenseinflüsse bieten.
Natürlich müssen dabei auch die in Aufenthaltsräumen bekanntgewordenen Probleme mit Unterdeckung des Wärmebedarfs bei zu spartanisch bzw. unter Putz verlegten Rohrsystemen oder ungünstigen äußeren Betriebsbedingungen (vor allem erhöhter Lüftungswärmeverlust durch offene Baubereiche, erhöhter Verbrauch wegen Verlegefehlern (meist unter Putz bzw. Verkleidung), Leichtbau- oder zu gering bemessene Massivbauweise, besondere Windbelastung sowie Fehlbedienung und hydraulische Probleme bei der Wärmeverteilung in umfangreich verzweigten Leitungsnetzen), ebenso das Problem der Verschmutzung der Außenwände durch hohe Betriebstemperaturen der auf Heizluftumweg basierenden Heizleistensysteme (die ja auch gegenüber Wandtemperatur wärmere Heizluft zur Wanderwärmung und folgender Flächenabstrahlung nutzen), einfließen. Dann lassen sich Temperieranlagen als die im Vergleich wirtschaftlichere Beheizungsmethode einsetzen. Vor allem bei offener Rohrführung, die das Gebäude am wenigsten schädigt (aber Ästhetizisten zur Weißglut anheizt ...). Und gegenüber Heizluftanlagen- und Klimatechnik allemal.
Vor den optimistischen Vorstellungen überall und immer eintretender immenser Kosten- und Wirkungsvorteile im Bau- und im reinen Energiebereich bei jeder Bauart und Betriebsweise einer Hüllflächentemperierung muß man sich aber hüten - zu komplex sind die Einflüsse der gewählten Anlagen- und Betriebstechnik, der konstruktiven Voraussetzungen und der Nutzungsbedingungen auf die Anlagenwirkung gerade im Altbau. Auch die Nutzungsübernahme von Altanlagen und die Auswirkung einer Zusatzheizung mit Kachelofen lassen sich nicht bis ins Detail exakt voraussagen.
Die technischen und physiologischen Grundvorteile der Temperierung sind freilich schon für sich allein genommen "ihr Geld wert". Gegenüber "üblichen" Konvektorheizungen hat man ja etwas mehr Leitungsverlegung, das muß nicht immer wettgemacht werden durch etwas günstigere Einkaufskosten für die Strahlplatten. Unter Putz verlegt wird das natürlich noch erheblich teurer. Wobei gerade bei Großraumtemperierung bedeutende Kostenvorteile gegeben sein können, wenn das Temperiersystem ohne bzw. mit geringsten Bodeneingriffen verlegt werden kann. Man denke nur an die riesigen Unterflurschächte von Kirchenheizungen mit Umluft.
Im Falle meines Elternhauses (Bj. 1962, Hanglage mit drei Geschossen, HLZ-Mauerwerk 36,5, großzügige Belichtung mit Verbundfenstern, DG-Ausbau mit 1 cm Gipskarton und ca. 4 cm (natürlich völlig nutzloser!) Dämmung, Temperierungsnachrüstung im Winter 1999-2000) hat sich nach den ersten beiden Heizperioden eine bedeutende Ersparnis beim Ölverbrauch gegenüber der vorherigen Heizung mit Einzelölöfen ergeben: von ca. 18,5 auf ca. 14,5 Liter Öl/qm im Jahresdurchschnitt. Und das ohne einen Millimeter Wärmedämmung und inkl. Warmwassererzeugung für Bäder und Duschen! Laut EnEV sind für Heizung erlaubt: 15 Liter/qm (gem. Prof. E.-U. von Weizsäcker in der FAZ vom 5.3.02, der dort auch behauptet, daß "ein gewöhnlicher Altbau im Jahr etwa 200 Liter Öl pro Quadratmeter" verbrauchen würde, was den Grund für die EnEV liefere. Läßt auch hier der Kölner Müll grüßen? - Prof. v.W. ist immerhin SPD MdB).
Beim Betrieb der Temperieranlage (offen geführter Vor- und Rücklauf über Sockel, auf Vorlauf sparsam bemessene, mit Thermostat zuschaltbare Strahlungsplatten nach Bedarf) war nach ca. 6 Wochen Dauerbetrieb folgender Zustand erreicht: Alle raumumschließenden Flächen (Wand, Boden, Decke) ca. 22-23oC, Fensterinnenfläche ca. 20-21oC, Vorlauftemperatur ca. 60oC, Rücklauf ca. 42oC, Außentemperatur ca. -10oC, Innenlufttemperatur ca. 16-17oC, rel. Feuchte ca. 50% bei behaglichem Wohngefühl (auch bei meiner eher kälteempfindlichen Frau). Meine täglichen Messungen bestätigen diesen Trend.
Botschaft: Die Temperierung funktioniert tatsächlich wie gewünscht - was mich als Planer doch sehr beruhigt. Ohne, daß fröstelempfindliche Frau und Kinder über Behaglichkeitsstörungen klagen (Nachtrag 12/02: Für den Gipfel des Heizkomforts in unserer Wohndiele hat nun die heiztechnische Ergänzung mit einem Eisenschink-Holzofen gesorgt. Nun bleibt die Strahlplatte kalt und es wird zusätzlich Brot gebacken)! Dabei können schon bei wenigen Graden über 0 bzw. entsprechender Einstrahlung der Wintersonne die für Minusgrade notwendigen Zusatzstrahlplatten abgestellt werden. Dann genügen zwei klitzekleine Sockelröhrchen zur Kuschelwärme und erfreuen den kundigen Betrachter ebenso wie die tägliche Messung der Oberflächentemperaturen von Wand, Boden, Decke und Verbundfenster (Innenoberfläche Innenscheibe nur wenige Grade unter Wandtemperatur, Innenoberfläche Außenscheibe deutlich niedriger und fallweise kondensatbeaufschlagt, was aber dank Leinölanstrich zu keinen bösen Folgen führt!) mit dem Infrarotthermometer.
Für den, der sowas mal gerne sehen möchte:
In der von mir bevorzugten Simpelbauart ähnlich einer normalen Heizkörperheizung, nur anstelle der Heizkörper Strahlplatten, Leitungen Vor- und Rücklauf aus gestrichenem Kupferrohr, Bemessung der Strahlungskörper und der Rohrquerschnitte nach Wärmebedarf, Lage direkt über der Sockelleiste an der Wand auf Putz, sichtbare Wandmontage mit Doppelschelle. Siehe Bild oben.
Da der tatsächliche Energieverbrauch von der Brauchwasserentnahme, dem Nutzer- bzw. Betreiberverhalten, der Gebäudegeometrie und -lage sowie Bauweise stark abhängig ist, sollten hier aber - wie bei normgerechter Anlagentechnik ebenfalls üblich - keine einklagbaren Vorhersagen getroffen werden. Dies trifft übrigens auch für Bauweisen gem. WSVO/EnEV zu, deren tatsächlicher Energieverbrauch (wie von Bossert und Prof. Fehrenberg vielfach meßtechnisch nachgewiesen) wesentlich vom idealisierten Wärmebedarf nach Rechnung abweichen kann. So müssen berühmte "Passivhäuser" aus Mustersiedlungen im Winter klammheimlich mit transportablen Zusatzheizungen wärmeversorgt werden. Das steht natürlich in keiner Zeitung, man darf aber bei Dr. Feist und anderen eingeweihten Kreisen auf den Busch klopfen!
Eine Unterdimensionierung gibt es auch bei der Temperieranlage. Sie ist oft Folge der risikobewußten Ausmagerung der Systemtechnik zur Erzielung erhöhter Wirtschaftlichkeit, zu tief liegender Rohreinschlitzung oder überspannter Erwartungshaltung. Dem kann technisch und objektgerecht begegnet werden: durch großzügigere Rohranordnung (z.B. Zusatzführung auf ca. 1m über OKF, verstärkte Öffnungsumfahrung, Versorgung auch der Innenwände, offene Leitungsführung), Ergänzung durch Kleinkonvektorsysteme bzw. Strahlplatten (deren energetische Wirkung ist übrigens doppelt so hoch wie nach etablierter Rechenmethode), bedarfsweise sogar durch einzeln angeordnete Radiatoren im Zusammenhang mit der gezielten Beeinflussung möglicher Störfaktoren. Auch das Hochfahren der Vorlauftemperatur kann bei geringer Anlagendimensionierung einen wärmetechnischen Ausgleich bieten.
Wie immer muß also ingenieurtechnische Erfahrung theoretisch mögliche,
aber praktisch nicht ausreichende Rechenmethoden ergänzen. Das
zeigen nicht nur die Anlagenergebnisse meines Büros, sondern auch die
der weiteren Kollegen, die sich seit Jahren mit dieser Technik befassen.
