Wärmeschutz

Der Wärmebedarf gibt die Wärmemenge an, die maximal erforderlich ist, um auch bei tiefen Außentemperaturen wohnliche Raumtemperaturen einzuhalten. Der rechnerisch ermittelte Wärmebedarf hängt vor allem von Lage, Größe und Bauweise des Hauses ab. Er bestimmt die erforderliche Nennwärmeleistung der Heizungsanlage. Je nach Außentemperatur, Tageszeit und Benutzung der Räume verändert sich der der aktuelle Wärmebedarf. Damit der Heizkessel nicht mehr Wärme erzeugt als nötig, muss die Regelung die Wärmezufuhr zu den Räumen automatisch an den jeweiligen Wärmebedarf anpassen.

Die Wärmekapazität ist eine materialspezifische Größe. Sie zeigt an, wie viel Wärme durch den Baustoff aufgenommen werden kann. Sehr schwere dichte Stoffe (z.B. schwere Steine) haben eine hohe Wärmekapazität. Bei leichten wie z.B. Wärmedämmstoffen ist die Wärmekapazität hingegen sehr gering. Bei den Wärmedämmstoffen gibt es allerdings große Unterschiede. Bei Mineralwolle ist die Wärmekapazität z.B. eher gering, eine Dämmschicht aus eingeblasenen Zelluloseflocken dagegen hat eine vergleichsweise hohe Wärmekapazität. Die Wärmekapazität sagt also nicht direkt etwas über die wärmedämmenden Eigenschaften von Materialien aus. Wasser hat eine besonders hohe Wärmekapazität, weshalb es sich gut zum Speichern von Wärme eignet.

Unter Wärmeschutz wird der Schutz des Hauses vor Kälte oder Wärme (im Sommer) verstanden. Der richtig und ingenieurmäßig geplante Wärmeschutz ist die wirksamste Methode zur Energieeinsparung. Er soll folgende Anforderungen erfüllen: Schaffung hygienischer Wohnverhältnisse, d.h. Erzielung eines gesunden und behaglichen Innenraumklimas. Erhaltung des Gebäudes und seiner Funktionstüchtigkeit durch Vermeidung schädlicher und unkontrollierter Tauwasserbildung (Gebäudepflege). Einsparung von Energie und dadurch von Heiz- und Betriebskosten (Wirtschaftlichkeit). Verminderung thermisch bedingter Gebäudeverformungen bzw. Spannungen, die zu Bauschäden führen können.

Wärmespeicherung ist die Eigenschaft eines Baustoffs oder Bauteils, zugeführte Wärmemengen aufzunehmen, zu speichern und bei Abkühlung der Umgebungsluft oder der angrenzenden Bauteile wieder abzugeben. Es gibt Baustoffe wie Massivholz oder Ziegel, die ein hohes Wärmespeichervermögen haben. In der Übergangszeit im Frühling und Herbst reicht das Wärmespeichervermögen eines massiven Hauses aus, mit der am Tage gespeicherten Wärme des Nachts die Räume zu wärmen, ohne dass die Heizung eingeschaltet werden muss.

Der Wärmeübergangskoeffizient drückt die Wärmemenge aus, die pro Sekunde zwischen 1 m² der Oberfläche eines festen Stoffes und der ihn berührenden Luft ausgetauscht wird, wenn der Temperaturunterschied zwischen Luft und Stoffoberfläche 1 Kelvin beträgt. Im Bauwesen wird der Wärmeübergangskoeffizient zur Berechnung des Wärmedurchgangskoeffienten bzw. des U-Werts benötigt. Es gibt unterschiedliche Wärmeübergangskoeffizienten, abhängig davon, ob der Übergang zwischen Luft und Bauteil innen oder außen erfolgt.

Wie viel Energie zum Beheizen einer Wohnung bzw. eines Gebäudes benötigt wird, ergibt sich aus der Bilanzierung der Wärmeverluste und Wärmegewinne. Durch Außenwände, Kellerdecke, Dach und Fenster entweicht Wärme in die Umgebung. Diese Verluste werden als Transmissionswärmeverluste bezeichnet. Sie machen etwa 60 bis 80 % aller Wärmeverluste in Gebäuden aus. Die Bauteile mit den größten Wärmeverlusten sind üblicherweise Fenster und Glastüren. Um verbrauchte Luft zu ersetzen und Feuchtigkeitsschäden zu vermeiden, muss ein Gebäude gelüftet werden. Dabei geht Wärme verloren, die als Lüftungswärmeverluste bezeichnet wird. Sie haben an den gesamten Wärmeverlusten einen Anteil von etwa 20 bis 40 %. Durch eine mechanische Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung können diese Wärmeverluste allerdings um bis zu 80 % gesenkt werden.

Energiebilanzen erlauben es, rechnerisch den Aufwand von Primärenergie in ein Verhältnis zur Nutzenergie zu stellen. Sie bilden die Grundlage für einen sparsamen Umgang mit Energie und erlauben es, Energieverluste aufzufinden, mengenmäßig darzustellen und Vermeidungsmöglichkeiten zu ermitteln. Dabei wird auch der Energieverbrauch zur Gewinnung und Bereitstellung der Nutzenergie dargestellt. Der Begriff Energiebilanz beschreibt in Bezug auf nachhaltige Produktionsmethoden den gesamten Aufwand zur Herstellung, zum Betrieb und zur Weiterverwertung (Entsorgung oder Recycling) von Produkten. So wird beispielsweise bei einem Kühlschrank nicht nur der Stromverbrauch betrachtet, sondern auch die zur Herstellung und Entsorgung notwendige Energie und Ressourcen (graue Energie). Für Elektrizitätswerke wird der sogenannte Erntefaktor oder auch die Energierücklaufzeit angegeben.

Deutschland
1971 wurde die 'Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen' in Essen von sieben Verbänden der deutschen Energiewirtschaft und drei auf dem Gebiet der energiewirtschaftlichen Forschung tätigen Instituten gegründet. Sie „wertet die vorhandenen Statistiken aus allen Gebieten der Energiewirtschaft nach wissenschaftlichen Gesichtspunkten aus, erstellt Energiebilanzen und macht diese der Öffentlichkeit zugänglich“. Die Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen erstellt regelmäßig jedes Jahr eine Energiebilanz der Bundesrepublik Deutschland, um ein umfassendes und detailliertes Bild der deutschen Energiewirtschaft zu geben. Außerdem veröffentlicht die AG vierteljährlich Daten zum Primärenergieverbrauch. Sie arbeitet eng zusammen mit dem 'Länderarbeitskreis Energiebilanzen' (der Energiebilanzdaten für die Bundesländer veröffentlicht).Sie arbeitet mit in der 'Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik'. Mitglieder der 'Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen' sind (Stand Mai 2010):

Bundesverband der deutschen Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (BDEW)
Deutscher Braunkohlen-Industrie-Verein e.V. (DEBRIV)
EEFA GmbH
Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung (DIW Berlin )
Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln (EWI)
Gesamtverband Steinkohle (GVSt)
Mineralölwirtschaftsverband e.V. (MWV)
Rheinisch-Westfälisches Institut für Wirtschaftsforschung (RWI)