Umweltfreundlich heizen – so funktioniert es

Damit ein Haus auch im Winter bewohnbar bleibt, muss es mit einem dem Wärmebedarf und Standort angemessenen Heizsystem ausgestattet werden. Lediglich Gebäude, die auf Basis des Passivhaus-Standards konzipiert sind, kommen ohne konventionelle Heiztechnik aus und benötigen unter Umständen lediglich noch eine (über eine PV-Anlage auf dem Dach) elektrisch betriebene Zuheizung.

Im Folgenden erhalten Sie einen kurzen Überblick über verschiedene ökologische Methoden zur Erwärmung von Wohnräumen.

Das Passivhaus – Wärme aus “passiven” Quellen

Beim Passivhaus wird der überwiegende Teil des Wärmebedarfs aus „passiven“ Quellen gedeckt. Zu diesen zählen die Sonneneinstrahlung und die Abwärme von Personen und technischen Geräten.
Kurz gefasst sind dies die Konstruktionsmerkmale eines Passivhauses:

  • eine spezielle Gebäudeform, welche in einer großen, nach Süden ausgerichteten verglasten Fassade, eines kompakten Grundrisses und möglichst wenig Wanddurchbrüchen an der Nordseite besteht
  • eine hohe Wärmedämmung von Wänden, Dach und Fenstern
  • eine luftdichte Gebäudehülle (eine Ausnahme hiervon stellt das Prinzip des Bio-Solar-Hauses nach Klaus Becher dar)
  • ein Lüftungssystem zur Frischluftversorgung, welches mit einem System  zur Wärmerückgewinnung aus der Abluft und meist auch zur Vorwärmung der Frischluft gekoppelt ist
  • eine eventuell benötigte Zuheizung erfolgt über elektrisch betriebene Heizmodule oder eine Wärmepumpe

 

Die Wärmepumpe – Heizen mit Luft- oder Erdwärme

Die sogenannten Wärmepumpen beziehen die Wärmeenergie aus Luft, Wasser oder dem Erdreich. Bei allen drei Typen von Wärmepumpen gilt das gleiche Prinzip: Der Umgebung wird Heizwärme entzogen und dann anschließend in den eigenen vier Wänden verfügbar gemacht. Bei modernen Wärmepumpen beträgt die Ausschöpfung solch kostenloser Umweltenergie 75-80 Prozent – bei 20-25 Prozent benötigter Antriebsenergie.

Da der Wärmebezug über Luft-Wärmepumpen stärker von den Außentemperaturen abhängig ist, als bei Erd-Wärmepumpen und Wasser-Wärmepumpen können Erstere bei niedrigen Umgebungstemperaturen jedoch mehr Strom verbrauchen, um die benötigte Wärmeenergie zu generieren. Die Wärmepumpe ist dennoch CO2-neutral – sofern sie mit Ökostrom zum Beispiel aus der eigenen Photovoltaik-Anlage betrieben wird.

Wird die Wärmepumpe zum Heizen genutzt, müssen keine Brennstoffe gelagert werden. Ein zusätzlicher Vorratsspeicher oder sogar ein Öltank werden deshalb nicht benötigt. Auch bei längerfristigem Betrieb muss nur wenig Zeit und Energie in die Wartung investiert werden. Einzig die Anschaffungskosten können – zumindest bei kleinen Budgets – zur Herausforderung werden.

Die Solarheizung – Heizen mit Hilfe der Sonne

Ein stetig wachsendes Interesse wird auch der sogenannten Solarthermie zu Teil. Mit dieser Methode wird die Energie des Sonnenlichts gespeichert und anschließend zur Erwärmung des Wohnraumes freigesetzt. Dafür befinden sich Röhren auf dem Hausdach, die durch die Einstrahlung das darin enthaltene Gemisch aus Wasser und Frostschutz erwärmen – an guten Tagen steigt die Temperatur auf bis zu 95 °C.

Die Wärme, welche dadurch erzeugt wird, kommt anschließend in den sogenannten Solarspeicher. Dieser ermöglicht es, die gewonnene Wärme zu Heizzwecken oder Wassererwärmung auch zeitverzögert nutzen zu können. Sollte eine zu tiefe Abkühlung erfolgen, wird das Gemisch wieder aufs Dach zurückgeleitet, wo es sich erneut durch die Sonnenstrahlung aufwärmen kann.

Photothermie / Thermovoltaik – Strom UND Wärme vom Dach

Wer ohnehin mit einer Photovoltaik-Anlage zur Eigenstromerzeugung liebäugelt, mag den Gedanken an eine Kombination aus Photovoltaik und Solarthermie naheliegend finden – und in der Tat sind Hybrid-Module (sogenannte PVT-Kollektoren) auf dem Markt. Diese vereinen Solarthermie und Photovoltaik innerhalb eines Kollektors. Optisch ähneln diese meist den Flachkollektoren von Solarthermieanlagen.

Was so genial klingt, hat jedoch seine Tücken: PV-Modulen haben den höchsten Wirkungsgrad bei circa 25 Grad Celsius – darüber hinaus sinkt er wieder. Solarthermiekollektoren funktionieren dagegen bei  80 Grad Celsius und aufwärts am besten. Die besten Voraussetzungen für beide Technologien unter einen Hut bzw. in ein Modul zu bringen, ist also nicht einfach.Genauer gesagt müssen die Solarzellen innerhalb des Moduls kühl gehalten werden ohne die Wärmeaufnahme für den Solarthermie-Kreislauf zu behindern. Eine befriedigende Lösung in diesem Bereich steht noch aus. Käme eine solche auf den Markt, wäre sie besonders für kleine Dachflächen interessant – und könnte durch das einheitlichere Bild einer einzigen Lösung auf dem Dach einen Beitrag zur Ästhetik beim Hausbau leisten.

Umweltfreundliches Heizen mit nachwachsenden Rohstoffen

Die herkömmliche Methode zum Beheizen von ganzen Wohnhäusern besteht im Betrieb einer Kleinfeuerungsanlage. Diese erzeugt Wärme durch das Verbrennen von Gas, Öl, Holz oder Kohle. Von solchen Zentralkesseln unterschieden werden so genannte Einzelraumfeuerungsanlagen, die nur einen einzigen Raum beheizen. Darunter fallen zum Beispiel Kaminöfen, die mit Holz oder Kohle beheizt werden, aber auch Öleinzelöfen. Bei den Heizkesseln steigt der Anteil der mit Gas Betriebenen, der Anteil der Ölheizkessel nimmt ab. Holz zum Heizen ist nach wie vor beliebt, jedoch vorrangig im Bereich der Einzelraumfeuerungsanlagen. Die Beweggründe liegen hier im sinnlichen Bereich – ein Kaminfeuer trägt zum behaglichen Wohngefühl bei – und im Wunsch nach Autarkie. Zumindest als Backup-Lösung ist ein Holzofen (und insbesondere eine Küchenhexe, ein Holzofen, der auch als Herd dienen kann) demnach eine sinnvolle Investition.

Für die Beheizung von Tiny Houses und Minihäuser, die nach neueren Kriterien gedämmt wurden, reichen oftmals 1-2 elektrisch betriebene Infrarot-Heizmodule und ein kleiner Feststoff-Ofen. Bei Letzterem wird verstärkt auf den Pelletofen gesetzt. Moderne Pelletöfen sorgen dafür, dass die Verbrennung von Holz wesentlich effizienter umgesetzt wird und die beträchtliche Feinstaubbelastung der Umwelt reduziert wird. Aus ökologischer Sicht ideal, sowohl als Primär- wie auch als Zusatzheizung, sind wasserführende Pelletöfen. Jedoch, egal ob Scheitholz oder Pellets: Ein nicht zu vernachlässigender Nachteil einer auf dem Verbrennen von Feststoffen basierenden Heiztechnik ist die Notwendigkeit eines Lagerraums für diese Brennstoffe.

Bildquellen: Narupon Promvichai / Pixabay (Bild 1), Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0, Bild 2), Michael Shannon / Unsplash (Bild 3).

 

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