Im Vergleich: Heizungssysteme für Einfamilienhäuser mit Gasbrennwertkessel und verschieden großen Solarthermieanlagen, verglichen für drei Gebäude mit unterschiedlicher Wärmedämmung.
Untersuchungen
Das Ausgangshaus einer vierköpfigen Familie ist 145 Quadratmeter groß und steht in Würzburg. Es besitzt einen neuen modulierenden Gasbrennwertkessel mit 20 Kilowatt Heizleistung. Die Heizkörper in den Räumen sind Radiatoren. Die Vor- und Rücklauftemperatur der Heizung für den Auslegungsfall beträgt 70/55 Grad Celsius. Das Haus hat ein Satteldach mit einer Neigung von 45 Grad und einer nach Süden gerichteten Dachfläche von 55 Quadratmetern.
Der jährliche Wärmebedarf für die Heizung beträgt 18 000 Kilowattstunden und für Warmwasser 2 000 Kilowattstunden. Das Gebäude entspricht einem unsanierten Bestandsgebäude nach Wärmeschutzverordnung WSVO 82.
Das Gebäude mit Mindestwärmedämmung entspricht dem Ausgangshaus, das mittels Wärmedämmverbundsystem, neuen zweifach verglasten Fenstern und Dachdämmung zu einem Niedrigenergiehaus nach EnEV 2002 modernisiert wurde.
Das Gebäude mit guter Wärmedämmung wurde mittels Wärmedämmverbundsystem, dreifach verglasten Fenstern und Dachdämmung zu einem KfW40-Effizienzhaus umgebaut.
Bei den Varianten mit solarer Heizungsunterstützung werden die Räume mittels Fußbodenheizung beheizt. Die Vor- und Rücklauftemperatur beträgt bei beiden Gebäuden im Auslegungsfall 35/28 Grad Celsius.
Investitions- und Energiekosten
Für einen Betrachtungszeitraum von 15 Jahren ermittelten wir die Investitionskosten ausgehend vom Ausgangszustand für verschiedene Solarthermieanlagen und gegebenenfalls Fußbodenheizung sowie für Wärmedämmung, gegebenenfalls mit Lüftungsanlage. Wir ermittelten die Förderbeträge, mit denen die Kosten verringert werden können.
Die jährlichen Gesamtkosten berechneten wir nach der Annuitätenmethode (VDI 2067). Sie setzt sich aus verbrauchsgebundenen Kosten (Gas, Strom), betriebsgebundenen (Reparatur, Wartung) und kapitalgebundenen Kosten (Annuität der Investition) zusammen. Wir geben die verbrauchsgebundenen Kosten für drei Gaspreise (10, 20, 30 Cent pro Kilowattstunde) und einen Strompreis von 40 Cent pro Kilowattstunde an, je als Mittelwert über 15 Jahre.
Die Investitionskosten der Anlagenkomponenten ermittelten wir aus den Daten des Marktanreizprogramms des BMWi beziehungsweise BMWK (Richtlinien zur Förderung von Maßnahmen zur Nutzung erneuerbarer Energien im Wärmemarkt) MAP2016 und MAP 2019. Wir rechneten die Investitionskosten mit dem Baupreissteigerungsindex für das Jahr 2022 hoch.
Die Kosten für den Wärmeschutz schätzten wir aus den oben genannten Flächen, Mengen und Materialien ab. Das KfW40-Effizienzhaus erfüllt die Mindestanforderungen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG), sodass eine Bezuschussung der Maßnahmen an Außenwand, Dach, Kellerdecke und Fenster sowie der Heizungstechnik (Einbau Solarthermieanlage und Fußbodenheizung) möglich ist.
Klima- und Umweltbelastung
Der jährliche Primärenergieaufwand für den Wärmebedarf bezieht Herstellung und Transport der Wärmeschutzmaßnahmen (Dämmstoffe, Fenster) sowie die Herstellung, 15-jährige Nutzung und spätere Entsorgung der gesamten Heizungsanlage ein (inklusive Solarthermie). Außerdem berücksichtigten wir die Gewinnung, den Transport und die Aufbereitung von Gas und Strom.
Durch den Rohstoff- und Energieverbrauch entstehen bereits vor der Nutzung im Haus Umweltbelastungen, die durch sogenannte Primärenergiefaktoren berücksichtigt werden. Für Gas setzten wir 1,1 an, für Strom 1,14 als Mittelwert über den Zeitraum 2022 bis 2036 auf Basis der Angaben im Gebäudeenergiegesetz und eigener Berechnungen. Den Herstellungsaufwand für die Anlagentechnik und die Maßnahmen zur Verbesserung des Wärmeschutzes ermittelten wir auf Basis der Ökobilanz-Datenbank ecoinvent 3.1.
Ergänzend haben wir den Anteil der Solarenergie am Wärmebedarf mittels dynamischer Simulationen des Gebäudes und der Anlagentechnik über den Zeitraum eines Jahres berechnet. Der jährliche Gasverbrauch ist die Grundlage für die Berechnung der Gaskosten und der im Haus erzeugten direkten CO2-Emissionen.
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Aus eigener Erfahrung und aufgrund eines Tipps meines Heizungsmonteurs habe ich folgenden Spartipp, der mir auch so nicht bewusst war und der sicherlich auch anderen Menschen und der Umwelt helfen könnte:
Durch Steuerung der Warmwasserumwälzpumpe mit einer Funkschaltsteckdose (evtl. über WLAN) wird der Energieverbrauch für die Warmwasserbereitung in einem Einfamilien- / Reihenhaus signifikant ohne großen Komfortverlust gesenkt. Für die Warmwasserbereitung für 2 bis 3 Personen mittels Gas brauchte ich in den Sommermonaten jahrelang bei ausgestellter Raumheizung und Betrieb der Umwälzpumpe nur tagsüber (mit
Zeitschaltuhr) bisher ca. 20 bis 25 m³ Gas pro Monat, entspricht ca. 200 bis 250 kWh. Nach Benutzung der WLAN- Steckdose und der Inbetriebnahme der Umwälzpumpe nur nach Bedarf, also statt 16 Stunden täglich nur jeweils 1-2 Minuten kurz vor dem Verbrauch von Warmwasser, sank der Gasverbrauch auf 8 bis 10 m³ pro Monat, also auf weniger als die Hälfte bei ansonsten unverändertem Verhalte
Wann gibt es endlich wieder neue Tests zu Warmwasser-Solarthermieanlagen (zuletzt 2008) und zur solaren Beheizung (zuletzt 2009) bzw. Heizungsunterstützung?
Die damals getesteten Anlagen sind ausnahmslos nicht mehr erwerbbar, die Technik heute viel effizienter und die Tests daher total unbrauchbar.
Eigentlich unglaublich: Ab 2023 werden wohl keine neuen Häuser ohne Solarthermie mehr gebaut und jährlich hunderttausende Solarthermie-Anlagen nachgerüstet. Aber Tests dazu gibt es nicht.
@hstefan: Leider können wir keine individuelle Energieberatung anbieten. Unsere Aufgabe ist – wie Sie sicherlich wissen – der vergleichende wissenschaftliche Produkt- und Dienstleistungstest. Wir bitten um Verständnis.
Hilfe und Informationen erhalten Sie bei der Energieberatung der Verbraucherzentralen. Es gibt in Deutschland rund 400 Beratungsstellen, in denen Architekten, Physiker und Ingenieure für sachkundige Beratungen bei allen individuellen Fragen zu Themen wie der Wahl des Energieträgers, Heizungstechnik, baulicher Wärmeschutz, Energieeinsparung, Nutzung und Wirtschaftlichkeit regenerativer Energien, Warmwasserbereitung, Heizkostenabrechnungen etc. zur Verfügung stehen. Ein persönliches Beratungsgespräch kostet dank Förderung durch das Bundeswirtschaftsministerium nur eine Kostenbeteiligung von 5 Euro/30 Min. Alle Beratungsstellen sind unter der bundesweiten Servicenummer 0800-809 802 400 (kostenfrei aus dem deutschen Festnetz und für Mobilfunkteilnehmer) erreichbar. Dort können Verbraucher direkt einen Beratungstermin bei einem Energieexperten vereinbaren.
Parallel informiert unter www.verbraucherzentrale-energieberatung.de auch eine Internetplattform übers Energiesparen und die bestehenden Beratungsangebote.
Wir haben eine Gas Brennwerttherme und überall Fußbodenheizung mit einem Gebäude von 1978. Aktuell wird fast überall empfohlen auf Solarstrom zu gehen und für die Heizungsunterstützung einen Puffer-/Schichtspeicher zu nutzen und via Heizstab den Strom zu verwenden, übriger Strom kann dann anders verbraucht werden und die Anlage schaltet nicht ab. Reine Thermie haben wir schon mehrfach rechnen lassen, es wurde immer abgeraten.
Wie ist die Heizstabvariante zu Solar-Thermie zu bewerten ?
@WinfriedHeidemann: Bewohner von Ein- oder Zweifamilien- bzw. Reihenhäusern haben häufig eine verfügbare Dachfläche für die Gewinnung von Sonnenenergie und sie können häufig selbst die Entscheidung über die Art der Heizung treffen. Bewohner von Wohnungen in Mehrfamilienhäusern haben es tatsächlich schwerer. Als Mieter, aber selbst als Nutzer einer eigenen Eigentumswohnung können sie Entscheidungen i.d.R. nicht alleine treffen.
Unverändert gültig bleibt, dass eine Wärmedämmung nach dem Stand der Technik die deutlich wirksamste Maßnahme ist. Damit kann der Heizenergieverbrauch um mehr als die Hälfte verringert werden. Bewohner müssen sich ggf. mit diesem Vorschlag an den Eigentümer wenden.
Bei der Wärmeversorgung können Gasetagenheizungen nicht so einfach ersetzt werden und sie sind auch aus Ausnahmefall weiterhin zulässig. In Frage kommt z.B. mittelfristig ein Umbau zum Zentralheizungssystem mit Holzpellets oder Wärmepumpe, oder Anschluss an eine Fernwärme- oder Nahwärmeversorgung. In letztere kann zudem einfacher erneuerbare Energie eingespeist werden. Gaskunden können z.B. bei ihrem Anbieter einen Tarif wählen, mit dem sie den Ausbau von Biogasanlagen oder die Wasserstoffgewinnung aus Überschussstrom von Windenergieanlagen fördern, jedoch ändert das nichts an der aktuellen Zusammensetzung des bezogenen Gases (ganz analog zu einem echten Ökostromtarif).
Maßnahmen zur Verringerung des Gasverbrauchs in Geschosswohnungen ohne bzw. mit geringen Investitionen sind z.B.: Verwendung von Thermostatventilen, Temperaturabsenkung, richtiges Lüften, Verwendung einer bereits vorhandenen Klimaanlage auch zum Heizen.