Infrarot-Heizelemente mit Photovoltaik kombiniert

Man muss wohl umdenken: Jahrelang wurde die Elektroheizung im Haus geradezu verteufelt – namentlich in Form von Nachtspeicheröfen, die nicht nur wegen ihrer Asbestbelastung und der hohen Betriebskosten zu Recht in der Kritik standen, sondern auch wegen ihrer thermischen Trägheit. Mit billigem Nachtstrom „beladen“ waren sie morgens heiß, wenn man das Haus verließ, und am Feierabend oft schon wieder kalt.

Eine moderne elektrische Infrarotheizung in einem zeitgemäßen Niedrigenergiehaus hat keine der vorgenannten Nachteile, denn sie ist in der Wärmebereitstellung geradezu ein „Sprinter“. Sie sondert auch keine gesundheitsbedenklichen Feinstäube ab, stattdessen unterbindet sie prinzipbedingt sogar die Staub­aufwirbelung im Raum, wie sie bei einer konventionellen Konvektionsheizung üblich ist. Darüber hinaus arbeitet die Infrarotheizung unter den Rahmenbedingungen einer Energie sparenden Gebäudehülle effizienter als übliche konventionelle Heizsysteme. Am Beispiel des Mehrfamilien-Neubaus K76 in Darmstadt lassen sich die Vorzüge belegen.

Das Baukonzept

Bei heutigen Neubauten ist eine energetisch besonders hochwertige Ausführung mit geringem Wärmebedarf gefragt. Über diesen Punkt hinaus zählte für die Architekten Thomas Lückgen und Arne Steffen von werk.um architekten bei ihrem Bauprojekt K76 in Darmstadt vor allem die Nachhaltigkeit. Das Mehrfamilienhaus mit 15 Wohneinheiten und einer Bruttogeschossfläche von 2.839 m² sollte bei eher geringer individueller Wohnfläche eine hohe Wohnqualität bieten. Dies gelang außer durch eine geschickte Raumaufteilung auch durch großzügige Gemeinschaftsflächen im Haus sowie im Außenbereich.

Die dichte Gebäudehülle machte ein Lüftungskonzept erforderlich, wie es heute allgemein Standard ist. Hier entschied sich der Planer für eine wohnungszentrale Lüftung mit Wärmerückgewinnung. Durch die hervorragend gedämmte Gebäudehülle ist der Wärmebedarf der einzelnen Wohnungen auf ein minimales Zuheizen beschränkt., das Mehrfamilienhaus entspricht nahezu dem Passivhausstandard. Zudem ließen sich die Gebäudegestehungskosten durch den Verzicht auf eine konventionelle Heizungsanlage deutlich reduzieren, und dies gleich durch Einsparungen in mehreren Punkten: Verzicht auf einen Heizkessel und Pufferspeicher, Einsparung bei den Installationskosten (wasserführende Heizungsrohre verlegen und den Kessel auch elektrisch mit Nebenaggregaten anschließen, Steuerung, Zündung, Umwälzpumpen, elektrisch geregelte Ventile etc.). Insgesamt sparte man hier eine Menge Kosten ein. Außerdem wird ein weiterer Energieträger (Gas, Öl, Pellet- oder Hackschnitzellager bei entsprechenden Anlagen) verzichtbar, was neben den Verbrauchskosten Anschluss- und Bereitstellungsgebühren sowie Ablese- und Abrechnungsvorgänge verursacht hätte. Strom hingegen, wie er für die gewählte Alternative, Infrarot-Deckenstrahler aus dem Hause Vitramo, benötigt wird, liegt ohnehin in jedem Haus. Hier wird er sogar zum überwiegenden Teil regenerativ erzeugt.

Der erste Aspekt, den der auf ökologisches Bauen spezialisierte Architekt Arne Steffen bei der energetischen Planung seines Neubaus für relevant hielt, war die Einbindung einer Photovoltaik-Anlage zur direkten Verwertung der elektrischen Energie im Haus. Der Strom wird auf dem Dach des Mehrfamilienhauses mit einer 30 kW-Peak-Anlage erzeugt. Mit dieser Anlage lässt sich eine Deckung des Verbrauchs von ca. 30% erreichen. Der zweite Aspekt ist der geringe Wärmebedarf durch die hochwertige Bauweise. Eine Gegenüberstellung der Vollkosten verschiedener Systeme ergab, dass sehr viel mehr in eine herkömmliche Wärmeerzeugung und -verteilung hätte investiert werden müssen.

Funktionsweise der Infrarot-Heizung

Strahlung wie bei der Sonne – das ist kurz gesagt die Art und Weise, wie die elektrische Infrarot-Heizung des deutschen Herstellers Vitramo aus Tauberbischofsheim funktioniert. Sie erwärmt in erster Linie die Körper (auch die der Bewohner), auf die sie trifft, und nicht so sehr die Luft. Das sorgt trotz einer niedrigeren Raumtemperatur und damit geringerem Energieverbrauch für ein angenehmes Wohlfühlklima. Außerdem wird viel weniger Luftbewegung als bei einer Konvektionsheizung verursacht, was wiederum Staubaufwirbelungen verringert und somit für Allergiker besonders vorteilhaft ist. Das Heizkonzept mit den Infrarot-Elementen von Vitramo kann mit weiteren Vorzügen punkten, denn die Wärmestrahlplatten der Typen VH und VH-1 sind platzsparend und optisch höchst dezent an der Decke montiert, je nach Einbausituation frei hängend beziehungsweise unmittelbar unter der Decke. Dort fallen die Platten mit der Höhe von 26 mm kaum auf. Grundsätzlich ist eine Raumhöhe zwischen 1,8 und 4,0 m möglich. Durch die Strahlung erwärmen die Elemente alle Flächen – bei einer üblichen Raumhöhe von 2,5 m sind es ca. 10 m² je Element.

Aufbau eines Elements

Unter der dezenten satinierten Glasscheibe befinden sich der Rahmen und die thermisch getrennte Abdeckung aus Aluminium. Dort sitzt der glasfaserverstärkte Heizmäander, eingebettet in eine Kunststoffmasse. Er entwickelt eine Oberflächentemperatur von maximal 190 °C, wobei die Wärmedämmung die Sicherheit an der Montagefläche garantiert. Der elektrische Anschluss erfolgt über einen Gerätestecker und die passende Verkabelung. Für den ökodesignkonformen Einsatz wird eine externe Raumtemperaturkontrolle eingesetzt.

Erste Ergebnisse

Insgesamt kamen in dem Objekt 130 Heizelemente von Vitramo zum Einsatz. Nach zwei Jahren des Betriebs liegen die Energieverbrauchsergebnisse vor – und die bestätigen die Annahmen von werk.um architekten voll und ganz. Das vitramo Infrarot-Heizsystem ist in einem modernen Niedrigenergiegebäude aus Gründen der Investitionskosten, aber auch beim Verbrauch, eine überzeugende Alternative zu konventionellen fossilen Wärmeerzeugern und einer wassergeführten Zentralheizungsanlage.