Ersatz von Elektroheizungen Zertifikatsarbeit CAS Energieeffizienz ...

Ersatz von Elektroheizungen
Zertifikatsarbeit CAS Energieeffizienz 2009
Markus Furlani, Willi Rubli, Bruno Vogt, 12.5.2009
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 1/60

CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 2/60

Zu dieser Zertifikatsarbeit
Der vorliegende Bericht wurde von den Studierenden des CAS Energieeffizienz 2009 im Rahmen einer
Zertifikatsarbeit erarbeitet. Es muss an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, dass die Arbeit nicht
im Rahmen eines Auftragsverhältnisses erstellt wurde. Weder die Autoren noch die Fachhochschule
Nordwestschweiz können deshalb für Aktivitäten auf der Basis dieser Studierendenarbeit planerische
Haftung übernehmen.
Autoren
Furlani Markus
Dipl. Architekt FH
mml architekten gmbH, Zürich
m.furlani@livenet.ch
Rubli Willi
Masch.-Ing. HTL
F. Hoffmann-La Roche AG, Basel
willi.rubli@intergga.ch
Vogt Bruno
Elektroingenieur HTL, Energieingenieur NDS HTL
EBL, Mühlemattstrasse 6, 4410 Liestal
bruno.vogt@eblcom.ch
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 3/60

Zusammenfassung
Die Arbeit untersucht die elektrischen Widerstandsheizungen und die Ablösung derselben in der
Schweiz. Die unterschiedlichen Bauformen und deren Bestand im Gebäudepark werden thematisiert
und der daraus resultierende Stromverbrauch aufgezeigt. Immerhin werden etwa 5% des gesamten
schweizerischen Elektrizitätsverbrauches in festinstallierten Elektroheizungen verbraucht, davon
benötigen die dezentralen Elektroheizungen etwa einen Fünftel, also etwa 1 % des Elektroverbrauchs
in der Schweiz.
Mit Fokus auf dezentrale Elektroheizungen wird ein typisches Beispielobjekt gesucht. Anhand eines
Gebäudes aus den Elektroheizungs-Boomjahren (Baujahr 1978) mit Mischheizspeichern und
Direktheizungen werden 19 verschiedene Heizungssanierungsvarianten mit dem Ist-Zustand des
Gebäudes und drei unterschiedlichen Gebäudesanierungspaketen kombiniert. Diese Sanierungspakete
entsprechen dem Grundsatz, zuerst den Verbrauch zu minimieren und werden so definiert, dass die
einzelnen Massnahmen eine möglichst grosse Wirkung haben. So wird z.B. nicht an Dämmdicke
gespart. Resultierend kann der Heizenergiebedarf in drei Stufen von 453 MJ/(m²a) um über 85% auf
75 MJ/(m²a) gesenkt werden, was etwa dem Niveau des Minergie-P-Standard entspricht. Auf der
Heizungsseite kommen sowohl Heizsysteme mit wassergeführten Wärmeverteilsystemen, als auch
verschiedene dezentrale Geräte zum Zug.
Nebst der Wechselwirkung Gebäude – Heiztechnik wird auch der Einfluss der Speisung der elektrisch
betriebenen Heizungen mit Solarstrom aus eigener Photovoltaikanlage bzw. vom freien Ökostrommarkt
untersucht. Für alle Kombinationen werden die nötigen Investitionen bzw. Kapital-, Unterhalts- und
Energiekosten abgeschätzt. Durch eine systematische Auslegeordnung mit ökonomischer und
ökologischer Einschätzung sowie unter Berücksichtigung von anderen nicht zahlenmässig erfassbaren
Einflüssen wird versucht, eine möglichst objektive Bewertung der verschiedenen Varianten
vorzunehmen.
Es zeigt sich, dass der Einbau eines wasserführenden Wärmeverteilsystems, welches von einem
Wärmepumpensystem gespeist wird, finanziell das Interessanteste ist und bei langfristiger Betrachtung
sogar tiefere Jahreskosten aufweist, als die bestehende Elektrospeicherheizung. Insgesamt weisen die
Zentralheizungsvarianten mit Wärmepumpen und Gasheizung etwa ähnlich tiefe CO2-Emissionen auf,
aber die Gasheizung ist deutlich teurer. Die Pelletfeuerung kostet in etwa gleich viel, wie die
Gasheizung, ist aber deutlich besser in der Ökologie. Mindestens gleich gut beim CO2-Ausstoss aber
mit etwas tieferen Jahreskosten schneidet die Erdsondenwärmepumpe ab, welche mit Solarstrom
gespeist ist.
Alle dezentralen Systeme bringen höhere CO2-Emissionen bei mittleren Kosten, oder haben wie die
solargespeisten Elektroheizungen kleine CO2-Emissionen, sind aber dann sehr teuer.
Die zusätzliche Umsetzung von Gebäudesanierungen gemäss Paket 1 sind bei den dezentralen
Heizsystemen rentabel, bei solargespeister Elektroheizung auch Paket 2. Hingegen bringen bauliche
Massnahmen in Kombination mit Zentralheizungen höhere Jahreskosten. Es besteht hier also ein
Konkurrenzverhältnis zwischen den baulichen und den heiztechnischen Massnahmen. Hingegen
bewirken beide eine Verringerung des Risikos für Kostensteigerungen aufgrund
Energiepreiserhöhungen.
Um den Ersatz von dezentralen Elektroheizungen in Schwung zu bringen, ist aus obigen
Überlegungen, der Einbau von wassergeführten Zentralheizungen mit Fördermitteln nzu unterstützen.
Damit würde erreicht, dass der Wechsel auf eine zentrale Wärmeerzeugung erfolgt, und die
Elektroheizung definitiv demontiert wird. Denn solange diese im Gebäude vorhanden ist, besteht immer
die Gefahr, dass sie erstens weiterbetrieben und zweitens bei Defekten schleichend erneuert wird und
deshalb für Jahrzehnte in Betrieb bleibt. Dies gilt es zu verhindern.
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 4/60

Inhaltsverzeichnis
ZUSAMMENFASSUNG ...........................................................................................................................4
INHALTSVERZEICHNIS..........................................................................................................................5
EINLEITUNG, AUFGABENSTELLUNG, VORGEHENSWEISE..............................................................6
ENERGIEVERBRAUCH ELEKTRISCHER WIDERSTANDSHEIZUNGEN .............................................7
VERTEILUNG ELEKTRISCHER WIDERSTANDSHEIZUNGEN IM GEBÄUDEBESTAND....................8
ÜBERSICHT DER ELEKTRISCHEN HEIZSYSTEME...........................................................................10
Direktheizungen..................................................................................................................................10
Speicherheizungen .............................................................................................................................11
RAHMENBEDINGUNGEN UND UMFELD ............................................................................................12
Gesetzliche Rahmenbedingungen......................................................................................................12
Elektroheizung - Lobby .......................................................................................................................13
Fördermittel.........................................................................................................................................13
Umfrage bei Besitzern von Elektroheizungen .....................................................................................14
BEISPIELOBJEKT: IST - ANALYSE.....................................................................................................15
Gebäudehülle .....................................................................................................................................15
Haustechnik ........................................................................................................................................16
Nutzerverhalten ..................................................................................................................................16
Energieverbrauch ...............................................................................................................................17
Berechnung des Heizwärmebedarfs nach SIA 380/1 .........................................................................18
ÜBERSICHT DER SANIERUNGSMÖGLICHKEITEN ...........................................................................20
DETAILBETRACHTUNG MASSNAHMEN GEBÄUDEHÜLLE .............................................................21
Beschreibung der energetischen Verbesserungsmassnahmen..........................................................21
Auswirkung der Verbesserungsmassnahmen auf Wärmeverluste und Heizwärmebedarf..................24
DETAILBETRACHTUNG MASSNAHMEN HEIZTECHNIK...................................................................25
Varianten ohne Zentralheizung...........................................................................................................25
Varianten mit wasserführendem Wärmeverteilsystem........................................................................28
BEURTEILUNG DER MASSNAHMENPAKETE ...................................................................................29
Abschätzung der Investitionskosten ...................................................................................................29
Übersicht der Kostenkomponenten.....................................................................................................31
Vergleich Jahreskosten.......................................................................................................................32
Vergleich Ökologie (CO2-Emissionen) ................................................................................................33
Weiche Fakten....................................................................................................................................34
Diskussion der Ergebnisse .................................................................................................................35
Anreizsysteme zum Ersatz von Elektroheizungen ..............................................................................37
SCHLUSSBETRACHTUNG...................................................................................................................38
Empfehlung an den Eigenheimbesitzer ..............................................................................................38
Erkenntnisse aus unserer Arbeit.........................................................................................................38
Schlussgedanken ...............................................................................................................................38
LITERATUR / UNTERLAGEN / DATENQUELLEN...............................................................................39
Verwendete Literatur ..........................................................................................................................39
Informationen und Unterlagen zum Beispielobjekt..............................................................................39
ANHANG................................................................................................................................................40
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 5/60

Einleitung, Aufgabenstellung, Vorgehensweise
Einleitung
Aus der Erkenntnis, dass unser Planet durch den masslosen Energieverbrauch des letzten
Jahrhunderts an den Rand einer Klimakatastrophe gerückt ist, werden seit einigen Jahren vermehrt
Anstrengungen gemacht auf der Suche nach einer nachhaltigen Energiepolitik. Dabei geht es um zwei
Kernziele, die zu erreichen sind: Erstens die drastische Reduktion des weltweiten Energieverbrauchs
und zweitens die Verlagerung von einem fossilen zu einem nicht-fossilen Energiesystem.
Elektrische Widerstandsheizungen sind nur oberflächlich betrachtet ein „sauberes“ Heizsystem. Dabei
ist vor allem die Herstellung des benutzten Stromes ein entscheidendes Kriterium. Woher kommt der
elektrische Strom, wenn der Stromverbrauch jährlich ansteigt und noch keine Umkehrung dieser
Entwicklung absehbar ist?
In der Schweiz sind nach wie vor über 220‘000 Wohnungen mit elektrischen Widerstandsheizungen
beheizt. Die starke Verbreitung rührt unter anderem daher, dass zu Zeiten ausgeprägter „Nachttäler“
bei der gesamten Elektrizitätsnachfrage diese durch „Nachtstromspeicherheizungen“ aufgefüllt werden
sollten. Insbesondere in den 80er Jahren ist dadurch der Elektrizitätsverbrauch für fest installierte
elektrische Heizsysteme stark angestiegen. Diese könnten durch effizientere Heizsysteme ersetzt
werden. Verschiedene Hindernisse bremsen jedoch die Umsetzung dieses Vorhabens. Erstens müsste
jeweils die Gebäudehülle wärmetechnisch saniert werden und zweitens fehlt bei einer dezentralen
Heizung das Wärmeverteilsystem. Eine Sanierung ist deshalb mehrheitlich mit grossen finanziellen
Aufwendungen verbunden.
Aufgabenstellung
Im Rahmen der Zertifikatsarbeit sollen an einem Fallbeispiel (EFH mit dezentraler Elektroheizung)
mögliche Sanierungsmassnahmen studiert werden. Die Erkenntnisse aus einer Auslegordnung von
verschiedenen Massnahmen an der Gebäudehülle und der Haustechnik sollen auf spezifische
Fragestellungen Antworten geben. Die Arbeit soll anhand einer Systembetrachtung die
Wechselwirkungen von Gebäudehülle und Haustechnik untersuchen. Dabei sollen die Möglichkeiten
und Grenzen der Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit ausgelotet werden. Sodann sollen auch
Instrumente zur Förderung des Ersatzes von Elektroheizungen diskutiert werden.
Vorgehensweise
In einem ersten Schritt wollen wir uns einen Überblick über die Menge und Art der installierten Systeme
verschaffen. Die Auswertung der Statistiken sollen uns bei der Auswahl des Beispielobjektes
Wegweiser sein. Nach einem Besichtigungstermin und Gespräch mit den Besitzern verschaffen wir uns
einen Überblick des Ist-Zustandes des Gebäudes. Die Aufarbeitung der Verbrauchsdaten sowie
rechnerische Nachweise werden dabei zu Hilfe gezogen. Es werden verschiedene
Sanierungsmassnahmen definiert und eine Vorauswahl möglicher Heizsysteme getroffen. Mittels den
Sanierungsmassnahmen an der Gebäudehülle soll der Heizenergiebedarf des Systems „Gebäude“
durch geeignete Massnahmen gesenkt werden. Dies gemäss der Grundregel für Energie-
Effizienzmassnahmen, dass zuerst der Bedarf hinterfragt und allenfalls gesenkt werden sollte, bevor
dieser aktiv oder passiv gedeckt wird. In einem nächsten Schritt werden verschiedene
Heizsystemvarianten auf der Grundlage des errechneten Heizwärmebedarfs auf ihre Machbarkeit
überprüft. Die Heiztechnikerneuerung soll dann unter Einbezug der Massnahmen an der Gebäudehülle
auf ihre Effizienz, Wirtschaftlichkeit und ökologische Relevanz (CO2-Ausstoss) untersucht werden. In
einer breiten Diskussion sollen die Erkenntnisse vertieft und angemessen dargestellt werden. Die Arbeit
wird als Gruppenarbeit in einem Dreierteam durchgeführt.
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 6/60

Energieverbrauch elektrischer Widerstandsheizungen
Im Jahr 2006 betrug der Endenergieverbrauch der Schweiz 888'660 TJ (2007: 865'420 TJ) wovon der
Energieträger Elektrizität mit 208'020 TJ (2007: 206'760 TJ) einen signifikanten Anteil einnimmt. Von
der in der Schweiz im Jahr 2006 verbrauchten Elektrizität wurden 63'730 TJ (2007: 62'900 TJ) im
Sektor Haushalt eingesetzt.
Die Verteilung des Elektrizitätsverbrauchs der Haushalte für das Jahr 2006, wurde im Kurzbericht
„Elektrizitätsverbrauch der Ohm’schen Widerstandsheizungen in den privaten Haushalten“, wie in
folgender Grafik dargestellt, ermittelt.
59%
15%
Elektrizitätsverbrauch der Haushalte
Verteilung des Elektrizitätsverbrauchs 2006 der Haushalte
7%
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 7/60
12%
4%
3%
Heizen (ohne WP)
Warmwasser (ohne WP)
WP inkl. Warmwasser
Öfelis
Hilfsenergie Heizungen
restliche Anwendungen
Die elektrischen Widerstandsheizungen zur Erzeugung von Heizenergie (ohne Wärmepumpen und
steckbaren „Heizöfeli“) haben im Jahr 2006 rund 10’600 TJ Elektrizität verbraucht, was einem Anteil
von 5% des gesamten Elektrizitätsverbrauchs entspricht.
Weitere 5% des gesamten Elektrizitätsverbrauchs werden durch die elektrische Warmwassererzeugung
(ohne WP) und die Wärmeerzeuger mittels „Heizöfelis“ verbraucht. Diese beiden
Verbrauchergruppen sind nicht Bestandteil der vorliegenden Zertifikatsarbeit.

Verteilung elektrischer Widerstandsheizungen im Gebäudebestand
Im Folgenden wird die Verteilung der elektrischen Widerstandsheizungen im aktuellen
Gebäudebestand detaillierter untersucht. Als Basis dienen hierzu die im Jahr 2000 im Rahmen der
Volks- und Gebäudezählung erfassten Daten bezüglich Gebäudetypen, Altersklassen, Art der
Energieversorgung und Art der Wohnungsnutzungen, welche uns durch die Firma Prognos AG zur
Verfügung gestellt worden sind sowie der Kurzbericht „Elektrizitätsverbrauch der Ohm’schen
Widerstandsheizungen in den privaten Haushalten“.
Von der ausschliesslich über elektrische Widerstandsheizungen beheizten Wohnfläche, sind mehr als
drei Viertel den Ein- und Zweifamilienhäuser zuzuordnen.
Ein Viertel (25.7%) der elektrischen Widerstandsheizungen ist in den Gebäuden der Gebäudealtersklasse
1981-1990 zu finden. Eher überraschend ist mit 20.8% der hohe Anteil an Gebäuden der
Baualtersklasse bis 1918. Dies ist aber mit der einfachen Ersatzinstallation von dezentralen Heizöfen
zu elektrischen Widerstandsheizsystemen durchaus nachvollziehbar. In der Gebäudealtersklasse 1971-
1980 sind weitere 17.3% der elektrischen Widerstandsheizungen in Betrieb (Stand 2000).
Anzahl Gebäude
50'000
45'000
40'000
35'000
30'000
25'000
20'000
15'000
10'000
5'000
0
vor 1919 1919
bis1945
1946
bis1960
Verteilung der elektrische Widerstandsheizungen
Im Bestand nach Gebäudealtersklassen
1961
bis1970
Baujahr
1971
bis1980
1981
bis1990
1991
bis1995
1996
bis2000
Ein- und Zweifamilienhäuser
Mehrfamilienhäuser
Sonstige Gebäude
In Bezug auf den Ersatz der bestehenden elektrischen Widerstandsheizungen ist es von Bedeutung, ob
es sich beim bestehenden System um ein Einzelofensystem oder um ein Zentralsystem mit einer
bestehenden Heizwasserverteilung handelt.
Im Bereich der Ein- und Zweifamilienhäuser sind die elektrischen Widerstandsheizungen zu 70%, bei
den Mehrfamilienhäusern zu rund 77% als zentrale Heizsysteme mit Heizwasserverteilung ausgeführt.
Bezogen auf den Elektrizitätsverbrauch der elektrischen Widerstandsheizungen liegt der Anteil der bei
dieser Arbeit im Fokus stehenden Einzelofensysteme aller Gebäude bei 20.6% (Stand 2000).
In den beiden folgenden Grafiken werden die Ein- und Zweifamilienhäuser sowie die
Mehrfamilienhäuser bezüglich zentralem- /dezentralem Heizsystem weiter detailliert dargestellt.
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 8/60

Anzahl Gebäude
40'000
35'000
30'000
25'000
20'000
15'000
10'000
5'000
0
dezentrale Elektroheizungen
zentrale Elektroheizungen
vor 1919 1919
bis1945
1946
bis1960
1961
bis1970
1971
bis1980
Baujahr
1981
bis1990
1991
bis1995
Ein- und Zweifamilienhäusern
Verteilung dezentralen und zentralen Heizsystemen
1996
bis2000
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 9/60
Anzahl Gebäude
40'000
35'000
30'000
25'000
20'000
15'000
10'000
5'000
0
dezentrale Elektroheizungen
zentrale Elektroheizungen
vor 1919 1919
bis1945
1946
bis1960
1961
bis1970
Baujahr
1971
bis1980
1981
bis1990
1991
bis1995
Mehrfamilienhäusern
Verteilung dezentralen und zentralen Heizsystemen
Für eine erste Einschätzung der Gebäudequalität werden in der folgenden Grafik die elektrischen
Widerstandsheizungen in Bezug auf die der Gebäudealterskategorie zugehörigen Energiekennzahl
dargestellt. Es gilt zu beachten, dass die Energiekennzahlen für Raumwärme einen schweizerischen
Durchschnitt je Gebäudealtersklasse über sämtliche Energieträger darstellen. Abweichungen sind
sowohl in Bezug auf die kantonale Verteilung wie auch innerhalb der Gebäudealtersklassen zu
erwarten.
Die Qualität der Gebäude der Gebäudealtersklasse 1981 bis 1990 mit dem mengenmässig grössten
Anteil der elektrischen Widerstandsheizungen ist im Vergleich zu den älteren Gebäudealterskategorien
bereits stark verbessert. Über 70% der elektrischen Widerstandsheizungen sind jedoch in Gebäuden
mit einer Energiekennzahl von über 130 kWh/m 2 Energiebezugsfläche in Betrieb.
Energiekennzahl Raumwärme
[kWh/m 2 EBF]
160
140
120
100
80
60
40
20
vor 1918
1919-45
1946-60
1961-70
1996
bis2000
0
0 50'000 100'000 150'000 200'000 250'000
Anzahl elektrische Widerstandsheizungen
Energiekennzahlen und Verteilung der elektrischen Widerstandsheizungen
nach Gebäudealtersklassen
1971-80
1981-90
1991-95
1995-00

Übersicht der elektrischen Heizsysteme
In der Praxis wird heute zwischen zwei Arten von elektrischen Heizungen differenziert: Die elektrische
Widerstandsheizung und die Wärmepumpenheizung. Das physikalische Grundprinzip der Widerstandsheizung
ist für alle Typen dieser Kategorie das gleiche. Elektrischer Strom wird durch einen
elektrischen Leiter mit einem ohmschen Widerstand geleitet, wodurch die elektrische Energie in Wärme
umgewandelt wird. Wärmepumpen hingegen erzeugen keine Wärme, sondern machen Umweltwärme
durch die Erhöhung derer Temperatur nutzbar. Die Temperaturerhöhung wird mit einem Verdichter
bewerkstelligt, welcher oftmals mit elektrischem Strom angetrieben wird. Wärmepumpen sind dabei
wesentlich effizienter als elektrische Widerstandsheizungen. Wärmepumpenheizungen sind nicht
Bestandteil dieser Arbeit.
Die elektrischen Widerstandsheizungen lassen sich in die zwei wesentliche Heiztechniken
Direktheizungen und Speicherheizungen unterteilen. Weiter können beide Heiztechniken nach
Einzelraumheizungen und Zentralheizungen unterteilt werden, sowie nach der Art der Wärmeabgabe,
welche das Behaglichkeitsempfinden des Nutzers beeinflusst.
Einzelraumheizung
Zentralheizung
Übersicht elektrische Widerstandsheizungen
Direktheizung Speicherheizung
• Konvektoren mit zum Teil
hohem Strahlungsanteil
(Wärmeabgabe primär über
Konvektion)
• Direktheizungs-Strahlungsgeräte
(Infrarot), auch mit
Bilder- oder Spiegel-Frontplatte
(Wärmeabgabe über
Strahlung)
• Heizlüfter
• Statischer Speicher (ohne
Ventilator, Wärmeabgabe
über Strahlung)
• Dynamischer Speicher (mit
Ventilator, Wärmeabgabe
über Konvektion)
• Fussboden-Elektrospeicherheizung
(Heizdrähte im
Unterlagsboden ein- bzw.
aufgebaut)
• Mischheizspeicher als Kombination von Speicher und
Direktheizung (Wärmeabgabe über Strahlung und Konvektion)
• „Heizöfeli“ (Wärmeabgabe über Strahlung und Konvektion)
• Lufterhitzer • Wasserspeicher
• Feststoffspeicher
(Wärmeabgabe bei allen Zentralheizungen abhängig vom Heizwärmeverteilsystem)
Direktheizungen
Bei Direktheizungen steht die Wärmeenergie unmittelbar und damit direkt zur Verfügung, sobald der
elektrische Strom durch den Widerstandsdraht geleitet wird. Sie unterscheiden sich allenfalls durch die
Form der Wärmeübertragung. Konvektor und Radiator verteilen die Wärme durch Übertrag auf die
Raumluft (Konvektion), Strahler hingegen hauptsächlich durch thermische Strahlung (Infrarotstrahlung).
Heizlüfter blasen Raumluft durch ein Bündel von Heizdrähten und heizen sie dabei auf. Direktheizungen
verbrauchen mehr Energie zu Hochtarifzeiten als Speicherheizungen. Sie haben keine
Speicherverluste.
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 10/60

Speicherheizungen
Speicherheizungen sind im Gegensatz zu Direktheizungen in der Lage, Wärmeenergie zu speichern.
Als Speicher dienen Steine mit hoher Wärmekapazität (z.B. aus Magnesit), welche mit einer guten
Wärmedämmung umschlossen sind. Die zwischen den Steinen angeordneten elektrischen Heizdrähte
laden den Speicher in der Nacht bis auf maximale Temperaturen von etwa 700°C auf. Am Tag wird
entsprechend dem Wärmebedarf die gespeicherte Wärme entnommen. Die Raumluft wird dazu über
eingebaute Lüfter durch das Gerät geleitet und stark erhitzt. Meist besteht ein Ungleichgewicht
zwischen Aufladung und Bedarfsdeckung.
Aufgrund der hohen Speichertemperaturen sind in Elektrospeicherheizgeräten bis zum Jahr 1984 sehr
oft asbesthaltige Isolationsmaterialen eingesetzt worden. Der Betrieb solcher Geräte wird bezüglich der
Freisetzung von Asbestfasern nicht als gefährlich eingestuft. Müssen Speicherheizgeräte aus
Reparaturzwecken aber geöffnet werden, können unter Umständen grössere Asbestfasermengen
freigesetzt werden.
Fussbodenspeicherheizungen bestehen aus Heizmatten, die in den Fussboden integriert sind. Der
Fussboden stellt bei diesen Systemen der Speicher dar.
Aufgeladen werden die Wärmespeicher in der Regel nachts und werden deshalb auch als Nachtspeicherheizungen
bezeichnet. Viele Elektrizitätswerke bieten für Nachtspeicherheizsysteme
Spezialtarife an.
Direktheizung - Einzelräume
Rohrwandheizkörper (1b), Konvektor (1a)
Speicherheizung - Zentralheizung
Feststoffwärmespeicher
Speicherheizung – Einzelräume
Feststoff-Wärmespeicher
Speicherheizung - Einzelräume
Elektrische Fussbodenheizung
Als Wärmeträger für die Heizwärmeverteilung bei
Zentralheizungen, dient Wasser in Radiatoren
oder Luft in Luftheizungen. Der Wärmeträger wird
direkt oder über Wärmetauscher im zentralen
Speicher aufgeheizt. Als Speichermaterial dient
meist Magnesit, das auf mehrere hundert Grad
Celsius aufgeheizt wird. Neben dem zentralen
Feststoffspeicher gibt es solche mit Speicherwasser.
Da diese Speicher nur auf ca. 100 °C
aufgeheizt werden, wird das Speichervolumen
jedoch grösser.
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Rahmenbedingungen und Umfeld
Gesetzliche Rahmenbedingungen
Die Verteilung der elektrischen Widerstandsheizungen auf die Gebäudealtersklassen zeigt, dass die
elektrischen Widerstandsheizungen insbesondere in den 70er und 80er Jahren ihre Blütezeiten hatten.
Mit den im Jahr 1992 eingeführten und national geltenden Energienutzungsbeschluss (ENB) und der
Energienutzungsverordnung (ENV) wurde dieser Boom durch restriktive Bedingungen an elektrische
Heizungen mit mehr als 3 kW Leistung und deren Bewilligungspflicht beendet.
Für den Erlass von Vorschriften im Gebäudebereich sind gemäss Bundesverfassung die Kantone
zuständig. Mit dem Energiegesetz (EnG), welches am 1. Januar 1999 in Kraft getreten ist, wurde die
Zuständigkeit für den Energieverbrauch in Gebäuden an die Kantone übertragen und somit die
Bewilligungspflicht für elektrische Widerstandsheizungen auf nationaler Ebene aufgehoben. Die
Bewilligungspflicht für elektrische Widerstandsheizungen hatte somit keine nationale gesetzliche
Grundlage mehr und musste in den kantonalen Energiegesetzen und Energieverordnungen erst wieder
verankert werden.
Aufgrund der neu übertragenen Verantwortung für den Energieverbrauch in Gebäuden wurde durch die
Konferenz kantonaler Energiedirektoren (EnDK) eine harmonisierte Vorgehensweise zur Behandlung
der verschiedenen Themenfelder angestrebt. In Form der Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich
(MuKEn) entstand im Jahr 2000 eine Vorlage für die Kantone, welche diese entsprechend ihren
Bedürfnissen in den kantonalen Energiegesetzen und Energieverordnungen übernehmen konnten. Die
in Modulen aufgebaute MuKEn 2000 beinhaltete mit dem Modul 5 auch ein Element, um die aus der
Energienutzungsverordnung bekannten Einschränkungen für elektrische Widerstandsheizungen auf
kantonaler Ebene wieder einzuführen. Bestehende, sanierungsbedürftige Elektroheizungen sind vom
MuKEn 2000 – Modul 5 ausgeschlossen und können weiter ersetzt werden. Das Modul wurde bis Ende
2007 in insgesamt 12 Kantonen (darunter auch BS und BL) in deren Energiegesetzen eingeführt.
Im Jahr 2008 wurde durch die EnDK die Verschärfung der MuKEn 2000 verabschiedet. In der neuen
MuKEn 2008 werden unter anderem auch die Anforderungen an elektrische Widerstandsheizungen wie
folgt verschärft:
• Die Neuinstallation ortsfester elektrischer Widerstandsheizungen zur Gebäudeheizung ist
grundsätzlich nicht zulässig.
• Der Ersatz von ortsfesten elektrischen Widerstandsheizungen mit Wasserverteilsystem durch eine
ortsfeste elektrische Widerstandsheizung ist nicht zulässig.
• Eine ortsfeste elektrische Widerstandsheizung darf nicht als Zusatzheizung eingesetzt werden
• Notheizungen sind in begrenztem Umfang zulässig (bei handbeschickten Holzheizungen bis zu
einer Leistung von 50% des Leistungsbedarfs oder bei Wärmepumpen für Aussentemperaturen
unter der Auslegungstemperatur).
Gemäss Information der EnDK sollte die MuKEn 2008 in den meisten Kantonen bis in das Jahr 2010,
teilweise 2011, in die kantonalen Energiegesetzgebungen überführt werden. Umweltschutzorganisationen,
allen voran Greenpeace werden diesen Prozess insbesondere in Bezug auf die elektrischen
Widerstandsheizungen, genau beobachten. Gelingt es, die Vorgaben wie in der MuKEn 2008
verabschiedet und nicht mit Ausnahmeregeln abgeschwächt in die kantonalen Energiegesetze zu
überführen, wären die Rahmenbedingungen für eine signifikante Reduktion des Elektrizitätsverbrauchs
durch elektrische Widerstandsheizungen gegeben.
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Elektroheizung - Lobby
Der Ruf nach einem „Verbot“ von elektrischen Widerstandsheizungen seitens Umweltschutzorganisationen
bzw. der Verschärfungen der kantonalen Energiegesetzte wie im Rahmen der MuKEn 2008
angestrebt, bringt zwangsläufig auch die Mobilisierung einer entsprechenden Gegnerschaft mit sich.
Die aktivste Lobby gegen eine Verbot von elektrischen Widerstandsheizungen hat sich im „Verein der
Betreiber lokal Emissionsfreier Heizanlagen“ (VBE) zusammengeschlossen. Es handelt sich dabei
insbesondere um Personen, welche heute elektrische Widerstandsheizungen betreiben. Ihre Aktivitäten
fokussieren sich auf das Bereitstellen von Pro Elektroheizungs-Argumente für Ihre Mitglieder, dem
Verfassen von Leserbriefen in unterschiedlichsten Publikationen und dem Betreiben einer eigenen
Internetseite.
Die wichtigsten Argumente der Gegner sind im Folgenden ohne Bewertung aufgelistet:
• Geringer Anteil am Gesamtelektrizitätsverbrauch. Auch ein vollständiges Verbot von elektrischen
Widerstandsheizungen könne den Trend des steigenden Elektrizitätsverbrauchs nicht ändern.
• Keine Abhängigkeit von der Öl- /Gasversorgung
• Heizsystem ist emissionfrei (keine Verbrennung im Haus)
• Speichergeräte verbrauchen keinen Strom zu Spitzenlastzeiten
Keine Berücksichtigung in den Argumenten der „Elektroheizungsverbot“-Gegner findet die energetischen
Wertigkeit von elektrischem Strom.
Auch die Verbände der Schweizerischen Elektrizitätsunternehmen (VSE), der Schweizerischen Elektroinstallationsfirmen
(VSEI) und der Fachverband für Elektroapparate (FEA) haben sich kürzlich für eine
Neuformulierung der MuKEn 2008 in Bezug auf elektrische Widerstandsheizungen stark gemacht. Dies
obwohl die Elektrizitätswerke in den vergangenen Jahren primär Wärmepumpen propagierten. Die
obigen Verbände werden bei der kantonalen Umsetzung der MuKEn 2008 bestimmt versuchen, ihren
Einfluss geltend zu machen.
Fördermittel
Der Ersatz von elektrischen Widerstandsheizungen wird in vielen Kantonen mit Fördermitteln
unterstützt. Im Rahmen des Stabilisierungsprogramms werden im Jahr 2009 weitere Fördermittel durch
den Bund zur Verfügung gestellt. Ebenso werden energetische Sanierungsmassnahmen, welche für
den Ersatz einer elektrischen Widerstandsheizung teilweise notwendig sind, wie z.B. die Sanierung der
Gebäudehülle, mit Fördermitteln unterstützt. Zum Teil sind die Förderprogramme zeitlich begrenzt und
laufen bereits im laufenden Jahr aus. Für einige dieser Programme sind die politischen Diskussionen
über Nachfolgeprogramme bereits im Gang.
Aufgrund der Vielzahl an kantonal unterschiedlichen Förderprogrammen wird in der folgenden
Auflistung der Fokus auf die Fördermöglichkeiten eines Gebäudes im Kanton Baselland gesetzt. Das
für diese Arbeit gewählte Beispielsobjekt liegt ebenfalls im Kanton Baselland.
Die folgende Auflistung gibt einen Überblick über aktuell verfügbare Fördermittel im Zusammenhang
mit dem Ersatz von elektrischen Widerstandsheizungen:
• Der Bund fördert im Rahmen des Stabilisierungsprogramms den Ersatz von Elektro-Speicherheizungen,
sofern das neue System mit einer Wärmepumpe oder einem mit dem Energieträger
Holz betriebenen Heizsystem ersetzt wird. Es wird ausschliesslich der Ersatz in ständig bewohnten
Gebäuden gefördert. Die Gesuche müssen bis spätestens 30. Juni 2009 eingereicht werden. Das
Fördervolumen ist auf maximal 10 Millionen Franken begrenzt. Die neuen Anlagen müssen bis
30. Juni 2010 in Betrieb sein. Die Förderbeträge belaufen sich bei Luft/Wasser WP auf 3'300.-, bei
Sole/Wasser oder Wasser/Wasser WP auf 8'000.- und bei Holzheizsystemen auf 7'300.-. Wird für
den Ersatz eines dezentralen elektrischen Widerstandsheizsystem ein Hydrauliksystem eingerichtet
wird dies mit einem Bonus von weiteren 3'000.- unterstützt.
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 13/60

• Weiter unterstützt der Bund im Rahmen des Stabilisierungsprogramms die Kantone für
verschiedene Energieeffizienzmassnahmen. Für den Ersatz der Elektroheizungen ist diesbezüglich
die im Kanton Baselland geförderte Energieanalyse von Interesse. Mit dieser Fördermassnahme
werden 80% der Kosten für Energieanalysen von Einfamilienhäusern bis zu einem maximalen
Betrag von 1'000.- unterstützt. Die Energieanalyse muss bis zum 30. November 2009 von einem
durch den Kanton aufgelisteten Energieberater durchgeführt werden. Im Rahmen des kantonalen
Gebäudesanierungsprogramms mit Start im Jahr 2010 wird die Förderung von Energieanalysen mit
grosser Wahrscheinlichkeit weitergeführt.
• Der Kanton Baselland fördert ebenfalls den Ersatz von elektrischen Widerstandsheizungen. Für
Wohnbauten mit maximal zwei Wohneinheiten wird der Ersatz von Zentralspeichergeräten durch
Luft/Wasser-WP mit 1’500.-, Sole/Wasser-WP mit 2'000.- und bei Ersatz mit einer Holzfeuerung
2’000.- Franken unterstützt. Der Ersatz von dezentralen elektrischen Widerstandsheizungen durch
obige Heizsysteme wird mit jeweils 500.- Franken höheren Ansätzen gefördert.
• Wird mit einer energetischen Sanierung der Sanierungsstandard Minergie ® oder Minergie-P ®
erreicht, fördert der Kanton Baselland die Sanierungsmassnahmen. Für Gebäude mit einer
Energiebezugsfläche zwischen 100 und 250 m 2 wird das Erreichen des Minergie ®- Standards mit
pauschal 7'000.-, und das Erreichen des Minergie-P ® -Sanierungsstandards mit 70.-/m 2 (EBF)
unterstützt.
• Der Energieversorger EBL nimmt beim Ersatz einer Elektroheizung in ihrem Versorgungsgebiet die
freiwerdende Hausanschlussleistung zu den heute gültigen Netzkostengebühren zurück. Die erforderliche
neue Anschlussleistung wird durch die EBL festgelegt. Die Hausanschluss-Sicherungen
werden entsprechend reduziert.
Umfrage bei Besitzern von Elektroheizungen
Die Schweizerische Agentur für Energieeffizienz (S.A.F.E), ein Verein mit dem Ziel die Energieeffizienz
in der Schweiz zu fördern, hat unter Nutzern von Elektroheizungen im Jahr 2008 eine Internet-Umfrage
gestartet. Die Umfrage soll in erster Linie zeigen, unter welchen Bedingungen Besitzer von
Elektroheizungen bereit sind, diese durch ein alternatives Heizsystem auszutauschen. Die Internet-
Umfrage ist immer noch aufgeschaltet und die Daten werden weiter erfasst. Eine erste Auswertung von
Ende März 2009 wurde uns zur Verfügung gestellt.
Die in der Umfrage gemachten Angaben bestätigen mehrheitlich die Verteilung der statistischen
Auswertung bezüglich Heizsysteme (Einzelraum vs. Zentralspeicher) und Gebäudetyp (Einfamilienhäuser
vs. Mehrfamilienhäuser). Auch die Verteilung des Alters der Elektroheizung ist vergleichbar mit
den Gebäudealterskategorien der statistischen Auswertung.
Die Nutzer von Gebäuden mit Elektroheizsystem, welche an der Umfrage teilgenommen haben, sind
bezüglich dem Komfort der Heizung zufrieden bis sehr zufrieden. Nur gerade 10% der Antwortenden
sind unzufrieden bzw. sehr unzufrieden. In Bezug auf Reparaturen mit der Elektroheizung lag die
Unzufriedenheitsrate (inkl. sehr unzufriedenen Nutzern) mit 3% noch tiefer.
Der Energieverbrauch und die damit zusammenhängenden Energiekosten werden am stärksten mit
neutral (40%) bezeichnet. Der Anteil der Zufriedenen (inkl. „sehr zufrieden“ Antworten) ist mit 52% auch
hier weitaus höher als der Anteil der Unzufriedenen mit 9%.
Nur rund ein Drittel von insgesamt 728 Antwortenden hat die Frage bezüglich Bedingungen zum
Wechsel des Heizsystems beantwortet. Dies lässt vermuten, dass viele Nutzer aufgrund der hohen
Zufriedenheit mit dem Heizsystem auch bei steigenden Energiepreisen oder steigenden
Förderbeiträgen nur sehr schwer für einen Wechsel auf ein anderes Heizsystem zu überzeugen sind.
Bei der Hälfte des antwortenden Drittels müsste entweder der Energiepreis um weitere 20% ansteigen
oder eine finanzielle Unterstützung von mindestens 10'000 Fr. als Bedingung für einen Wechsel
gegeben sein.
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 14/60

Beispielobjekt: Ist - Analyse
Die Verteilung der elektrischen Widerstandsheizungen im Gebäudebestand zeigt, dass in Gebäuden
der Baualtersklasse 1971 bis 1980 der grösste Anteil an elektrischen Widerstandsheizungen zu finden
ist. Auch die in der Aufgabenstellung im Zentrum stehenden dezentralen elektrischen
Widerstandsheizungen in Ein- und Zweifamilienhäusern sind in dieser Baualtersklasse stark vertreten.
Einzig die Baualtersklassen vor 1945 verfügen über einen noch höheren Anteil an dezentralen
elektrischen Widerstandsheizungen. Da einerseits in der Gebäudealtersklasse 1971 bis 1980 insgesamt
mehr elektrische Widerstandsheizungen installiert sind und andererseits mit weniger
Hemmnissen für Sanierungsmassnahmen im Bereich der Gebäudehülle (z.B. Aspekte des Denkmalschutzes)
zu erwarten sind, wird ein Beispielobjekt in der Gebäudealtersklasse 1971 bis 1980 für die
weitere Bearbeitung der Fragestellungen gesucht.
Dank Zugang zu den Daten des Energieversorgers Elektra Baselland (EBL) in Liestal, wurde in der
Gemeinde Pratteln ein repräsentatives Einfamilienhaus mit Baujahr 1978 gefunden. Der Gebäudeeigentümer
hat sich bereit erklärt, sein Gebäude zur Verfügung zu stellen. Auf ausdrücklichen Wunsch
des Gebäudeeigentümers werden in diesem Bericht sämtliche Informationen zum Gebäude in
anonymisierter Form dargestellt. Sämtliche Dokumente und Unterlagen, welche für die Arbeit in
Zusammenhang mit dem Beispielobjekt zur Verfügung gestellt werden, wie zum Beispiel kopierte
Gebäudepläne, bei der vor Ort Begehung erstellte Fotos, Notizen zu Nutzerverhalten und dergleichen,
werden nach der Fertigstellung dieser Arbeit gelöscht bzw. vernichtet.
Beispielobjekt
Südfassade
• Baujahr 1978
• Höhenlage 300 m ü.M
• Bewohner 2 Erwachsene Personen
• EBF 156 m 2
Basierend auf Gebäudeplänen, der Besichtigung vom 7. April 09 und durch die von der EBL zur
Verfügung gestellten Verbrauchsdaten kann der Ist-Zustand des Gebäudes wie folgt dargestellt
werden:
Gebäudehülle
Das Gebäude ist in Massivbauweise ausgeführt und hat eine Gebäudehüllzahl von 1.97. Die Fassade
ist aussen mit einer Dämmstärke von 8 cm wärmegedämmt. Die Fassade wurde im Jahr 2008 ohne
weitere wärmetechnische Verbesserungsmassnahmen neu verputzt.
Das Dach ist als Kaltdach realisiert und zwischen den Sparren mit 10 cm gedämmt. Vor ca. 10 Jahren
wurde auf der Dach-Innenseite die Wärmedämmung mit weiteren 4 cm Dämmstärke verstärkt.
Die Kellerdecke ist unter dem Estrich mit 4 cm Dämmstärke gedämmt. Im Bereich der Garage und der
Waschküche wurde die Kellerdecke nachträglich mit Polystyrol-Dämmplatten mit einer Dämmstärke
von 6 cm zusätzlich wärmegedämmt.
Die Holzrahmen-Fenster sind mit einer 3-fach Isolierverglasung und die Haustüre mit einer 2-fachen
Isolierverglasung ausgeführt.
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 15/60

Die Eigentümer haben vor über 20 Jahren Thermografieaufnahmen ausführen lassen. Es wurden
erhöhte Wärmeverluste am Dach sowie über die Aussenwand im Bereich der Elektrospeicher festgestellt.
Auf Grund eines fehlenden Zwischenraumes zwischen Aussenwand und Elektrospeicher ist
das nachträgliche Einfügen einer reflektierenden Dämmfolie nicht möglich.
Auf der Südseite wurde im Jahr 1994 ein unbeheizter Wintergarten angebaut.
Haustechnik
Das Beispielobjekt wird mit dezentralen elektrischen Widerstandsheizungen beheizt. Insgesamt sind
10 Stück Einzelspeicherheizungen (Mischheizspeicher; Hersteller: Elcalor) in den Wohn- und
Schlafräumen mit einer Gesamtheizleistung von 24.6 kW installiert. Die Einzelspeicherheizungen
verfügen zur Regulierung der Temperaturen während des Tages, über eine Zusatzheizleistung von
7.1 kW. In Bad, WC, Garage und Küche sind insgesamt 4 Stück Direktheizungen mit einer gesamten
Heizleistung von 5.0 kW installiert. Die Einzelspeicherheizgeräte entsprechen der Erstinstallation aus
dem Jahre 1978, sämtliche Direktheizungen mussten bereits erneuert werden (Zeitpunkt unbekannt).
Einzelspeicherheizung (10 Stück) – Wohn-, Schlafräume
Heizleistung Nacht 24.6 kW, Zusatzheizleistung Tag 7.1 kW
Direktheizung – Bad, WC, Garage, Küche
Heizleistung 5.0 kW
Die Einzelspeicherheizungen werden vom örtlichen Energieversorger (EBL, Liestal) in der Nacht
während 8 Stunden zur Aufladung freigegeben. Die Entladung der Einzelspeicherheizungen ist über
Raumthermostaten gesteuert. Im Wohnzimmer ist zusätzlich ein Tulikivi-Specksteinofen installiert.
Das Warmwasser wird mit einem 200 Liter Elektroboiler mit einer Leistung von 4 kW Leistung erzeugt.
Der aktuell installierte Elektroboiler wurde im Jahr 2002 neu installiert und Betrieb genommen.
Nutzerverhalten
Das Beispielobjekt wird von zwei nicht mehr berufstätigen Personen bewohnt. Im Untergeschoss
werden der Eingangsbereich und die Waschküche reduziert beheizt. Garage und Luftschutzraum sind
nicht aktiv beheizt. Die Schlafräume im Obergeschoss werden reduziert auf ca. 18 °C beheizt. 1993
wurde das Treppenhaus mit einer Glasfaltwand gegen den Wohnbereich hin abgetrennt.
Gemäss Benutzeraussage wird die Raumregulierung mit Thermostat praktisch nicht genutzt. Die
Ladung der Elektrospeicherheizung ist so hoch eingestellt, dass die Abstrahlwärme der Speicher
ausreicht um das Haus zu beheizen. Die Zusatzheizung der Elektrospeicherheizung wird nur in
Ausnahmefällen genutzt. Am Abend wird häufig der Holzofen mit grossen Holzpellets
(Sägemehlpressling ca. 1 kg) eingefeuert.
Die Direktheizungen werden mit Ausnahme des Bads praktisch nicht eingeschaltet.
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 16/60

Energieverbrauch
Der Energieverbrauch im Beispielobjekt setzt sich aus den Energieträgern Elektrizität und Pellets
zusammen. In der folgenden Tabelle sind die Elektrizitätsverbrauchswerte gemäss den Angaben vom
Energieversorger (EBL Liestal) der letzten vier Jahre und der durchschnittliche Pelletsverbrauch
basierend auf den Informationen der Bewohner zusammengestellt.
Jahr Elektrizität Pellets Bemerkungen
2005 17'629 kWh -
2006 18'529 kWh -
2007 14'905 kWh - nicht berücksichtigt (milder Winter)
2008 17'905 kWh -
Mittelwert 17'868 kWh 2'500 kWh 500 kg Holz Sägemehlpresslinge
Der durchschnittliche Energieverbrauch lässt sich mit dem Berechnungs-Tool der EBL, unter
Berücksichtigung der Sommer/Winter und Hoch-/Niedertarif Verteilung, anteilmässig auf die Nutzungen
Geräte/Licht/etc., Warmwasser und Heizung aufteilen. Mit den aktuellen Energiepreisen aus dem Jahr
2009 ergeben sich die folgenden zugehörigen Energiekosten.
Nutzung End-Energie-
verbrauch
Energie-
kosten
Geräte, Licht, etc. (Kosten inkl. Grundgebühr) 2.7 MWh 660.- Fr.
Warmwasser (E-Boiler) 2.3 MWh 300.- Fr.
Heizung (elektrische Widerstandsheizung) 12.9 MWh 1’700.- Fr.
Heizung (Holzpellets grob) 2.5 MWh 280.- Fr.
Total 20.4 MWh 2’940.- Fr.
Damit die Verbrauchskennzahlen mit den im folgenden Kapitel berechneten Energiebedarfskennzahlen
verglichen werden können, werden die Verbrauchskennzahlen in der untenstehenden Tabelle
klimabereinigt dargestellt und mit Nutzungsgraden für die verschiedenen Umwandlungssysteme in
Nutzenergieverbrauchswerte umgerechnet.
el. Heizenergieverbrauch (Schnitt 05/06/08) 12.9 MWh
Klimafaktor zur Umrechnung auf Normjahr 1.12
End-Energie-
verbrauch
Nutz-Energie-
verbrauch
el. Heizenergieverbrauch klimabereinigt η=1.0 14.4 MWh 14.4 MWh
Heizenergieverbrauch Pellets (500 kg) η=0.8 2.5 MWh 2.0 MWh
Ist-Verbrauch Heizen 16.9 MWh 16.4 MWh
Warmwasser Elektro-Boiler η=0.9 2.3 MWh 2.1 MWh
Ist-Verbrauch Wärme (Heizen & Warmwasser) 19.2 MWh 18.5 MWh
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 17/60

Berechnung des Heizwärmebedarfs nach SIA 380/1
Basierend auf den Werkplänen des geplanten Einfamilienhauses und den Informationen der Begehung
vor Ort, wird der Heizenergiebedarf gemäss der SIA-Norm 380/1:2009 berechnet. Die Berechnungen
werden mit der Software „Thermo“ durchgeführt. Mit der Berechnung werden einerseits die obigen
Verbrauchskennzahlen verifiziert und anderseits die Grundlage für die Bewertung der
Sanierungsmassnahmen erarbeitet.
Für die Bauteile des Wärmedämmperimeters sind die folgenden U-Werte und Transmissionsverluste
des Ist-Zustandes ermittelt worden:
Bauteil Aufbau U-Wert
Aussenwand EG – OG Backstein 18 cm + 8 cm Wärmedämmung 0.38 W/m 2 K
Aussenwand UG Beton 21 cm + 4 cm Wärmedämmung 0.79 W/m 2 K
Sparrendach Zwischen Sparren 10 + 4 cm Wärmedämmung 0.55 W/m 2 K
Boden zu Erdreich 4 cm Wärmedämmung im Unterlagsboden 0.95 W/m 2 K
Boden zu UG 4 cm Wärmedämmung im UB + 6 cm WD an Decke 0.39 W/m 2 K
Innenwände Kalksandstein 12 cm 2.7 W/m 2 K
Fenster Annahme 2.0 W/m 2 K
Wärmebrücken Durchgehende Betonplatten, Fensteranschlag, usw. diverse
Transmissionsverluste
Ist-Situation nach Bauteilen
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 18/60

Mit obigen Bauteilen und den in der Norm vorgegebenen Standardnutzungswerten ergibt sich folgender
Energiefluss.
Energieflussdiagram
Berechnet nach SIA380/1:Ausgabe 2009
QT 536.6 MJ/m 2
Qv 68.4 MJ/m 2
Qww 50.0 MJ/m 2
Qi 74.4 MJ/m 2
Qs 102.9 MJ/m 2
Qh 453.4 MJ/m 2
Ehww 598.6 MJ/m 2
Der ganzjährige Heizwärmebedarf beträgt 19.6 MWh. Im Vergleich zu den klimabereinigten
Verbrauchswerten, mit einem Heiznutzwärmeverbrauch von rund 16.4 MWh liegt der berechnete
Heizwärmebedarf um ca. 3 MWh höher. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das aktuelle
Nutzungsverhalten in der Heizwärmebedarfsberechnung mit Standardnutzungswerten nicht exakt
abgebildet wird. Beispielsweise wird die reduzierte Raumtemperatur in den Schlafräumen, die
Belegung mit „nur“ zwei Personen und die Wärmegewinne des Wintergartens in der
Berechnungsmethodik nicht oder nicht ausreichend berücksichtigt.
Folgende Grafik zeigt die Einordnung des Beispielobjekts im Gebäudebestand der mit elektrischen
Widerstandsheizungen beheizten Gebäude.
Energiekennzahl Raumwärme
[kWh/m 2 EBF]
160
140
120
100
80
60
40
20
vor 1918
1919-45
1946-60
1961-70
Energiekennzahl Bedarf (nach SIA 380/1:2009)
Energiekennzahl Verbrauch
1971-80
0
0 50'000 100'000 150'000 200'000 250'000
Anzahl elektrische Widerstandsheizungen
Einordnung des Beispielobjekts
im Gebäudebestand der mit elektrischen Widerstandsheizungen beheizten Gebäude
1981-90
1991-95
1995-00
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 19/60

Übersicht der Sanierungsmöglichkeiten
Im Folgenden werden unterschiedliche Varianten von energetischen Optimierungen für das Beispielobjekt
untersucht. Das angestrebte Ziel ist der Ersatz der elektrischen Widerstandsheizungen. Untersucht
werden auch Varianten zur Reduktion des Stromverbrauchs der elektrischen Widerstandsheizung.
Sämtliche Kombinationen der folgenden Massnahmen werden auf ihre Effizienz, Wirtschaftlichkeit und
deren ökologischen Effekte (CO2-Ausstoss) miteinander verglichen.
Schritt 1 – Energetische Verbesserungen an der Gebäudehülle
In Anlehnung an die Grundregel für die Umsetzung von Energieeffizienzmassnahmen, wird im ersten
Schritt mit energetischen Optimierungen der Gebäudehülle der Energiebedarf des Gebäudes reduziert.
Es werden dabei die folgenden Bauteilmassnahmen zu unterschiedlichen Paketen zusammengestellt.
Erhöhung der Wärmedämmschicht Paket Ist Paket 1 Paket 2 Paket 3
Dach + 10 cm + 20 cm
Wand gegen aussen + 16 cm + 18 cm
Wand gegen unbeheizt + 12 cm + 12 cm + 12 cm
Boden gegen Luftschutzraum + 8 cm + 8 cm + 12 cm
Boden gegen Garage & Waschen + 6 cm
Boden im Erdreich + 8 cm*
Fenster U=0.9 U=0.9 U=0.9
Innentüren U=1.3
Kontrollierte Wohnungslüftung NEIN NEIN JA JA
* Umgerechneter Wert des Ersatz von konventioneller Wärmedämmung durch Hochleistungsdämmung
Schritt 2 – Untersuchung verschiedener Varianten zur Bereitstellung der Heizenergie
Eine Vielzahl von Energieversorgungsvarianten werden für die Pakete aus Schritt 1 in Bezug auf
Investitionskosten, Betriebskosten und CO2-Ausstoss detailliert untersucht. Die folgende Darstellung
gibt eine Übersicht der untersuchten Energieversorgungsvarianten:
Lösungsansätze ohne Einbau einer Zentralheizung
bestehende Elektroheizung
weiterbetreiben
Varianten zur Entlastung der
bestehenden Elektroheizungen
Varianten mit neuen
dezentralen
Wärmeerzeugungssystem
Strombezug konventionell
Strombezug Ökostrom
Strom aus eigener PV Anlage
Pelletofen
Holzofen
Bestehender Holzofen
Luftheizung mit klein-WP
Infrarot Direktheizung
Heizkörperwärmepumpen
Lösungsansätze mit Einbau einer Zentralheizung
Luft/Wasser WP
Pelletkessel
Gaskessel
Erdsonden WP
Heizkörper
Heizkörper
Heizkörper
Heizkörper
+ thermischer
Solaranlage für
WW und
Heizungsunterstützung
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 20/60
FBH
Heizkörper EVU-Solarstrom

Detailbetrachtung Massnahmen Gebäudehülle
Beschreibung der energetischen Verbesserungsmassnahmen
Die energetischen Verbesserungsmassnahmen der Gebäudehülle sind in drei Sanierungspaketen
zusammengefasst worden.
• Paket 1
Das Paket 1 umfasst Sanierungsmassnahmen an Gebäudeteilen, die mit geringem Aufwand den
grösstmöglichen Gewinn erzielen. Zudem Massnahmen, die durch ohnehin notwendige
Erneuerungen gleichzeitig mit Effizienzsteigerung kombiniert werden können. Auf Grund der
errechneten Transmissionsverluste (Ist-Zustand) konnten die schlechtesten Bauteile ermittelt
werden. Insbesondere die Umschliessungsflächen gegen unbeheizte Räume wurden dabei als
Leckagen im Wärmedämmperimeter ermittelt. Diese werden wo möglich mit 12 cm
Wärmedämmung ergänzt. Die Fenster mit einem Alter von 30 Jahren sind am Ende ihres
Lebenszyklus angekommen und dürften im Zuge der Erhaltungsmassnahmen ersetzt werden. Der
U-Wert der bestehenden Fenstern wird bei ca. 2.0 W/m 2 K angenommen. Neue Fenster sollen den
U-Wert von 0.9 W/m 2 K aufweisen.
• Paket 2
Die Massnahmen im Paket 2 sollen die Wärmeverluste der Gebäudehülle wesentlich senken. Somit
ist eine Verbesserung der Haupt-Gebäudeteile bezüglich Wärmedurchgang unumgänglich. Um den
Aufwand an der Dachfläche gering zu halten, wird hier von einer Erhöhung der Dämmstärke auf der
Innenseite ausgegangen. Die Dämmung der opaken Aussenwand soll mit einfachen Mitteln den
grösstmöglichen Gewinn erzielen. Wir verdreifachen die bestehende Dämmstärke von 8 cm mit
16 cm Polystyrol auf insgesamt 24 cm. Die Oberfläche wird verputzt wie bestehend.
Zusätzlich werden die Lüftungsverluste mittels Einbau einer mechanischen Lüftung mit Wärmerückgewinnung
wesentlich reduziert.
• Paket 3
Im Paket 3 werden die Massnahmen aus Paket 2 weiter optimiert und bestehende Wärmedämmschichten
verstärkt. Zudem sollen die grössten Wärmebrücken eliminiert werden. Das Dach wird
von oben mit zusätzlichen 20 cm auf total 34 cm Dämmstärke aufgebessert (Feld zwischen den
Sparren). Zwei Massnahmen sollen die Verluste bei den Fenstern weiter reduzieren. 1. Durch das
Verschieben der Fenster nach Aussen in die Wärmedämmebene werden die Wärmebrücken beim
Fensteranschlag eliminiert. 2. Mit einer Fensterrahmen-Konstruktion, bei welcher der Fensterflügel
gänzlich hinter den Rahmen zu liegen kommt kann der Wärmeverlust durch den Flügel reduziert
und die Gewinne der Sonneneinstrahlung verbessert werden.
Im Bereich Halle UG wird der Unterlagsboden entfernt und die bestehende Dämmung von 4 cm
Stärke durch Aerogelmatten mit einem wesentlich besseren Wärmedurchgangswiderstand ersetzt.
Der Ersatz von 4 cm konventioneller Wärmedämmung durch Aerogelmatten gleicher Dicke
entspricht einer vergleichbaren Zunahme der Wärmedämmschicht von ca. 8 cm.
Folgende Seite:
Darstellung der Massnahmen zur Verbesserung der Gebäudehülle (inkl. ergänzende Umbauten) und
die daraus resultierenden Bauteilkennwerte.
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 21/60

Energetische Verbesserungsmassnahmen an der Gebäudehülle
Schnitt 1, 1.OG und EG
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 22/60

Energetische Verbesserungsmassnahmen an der Gebäudehülle
Schnitt 2, UG
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 23/60

Auswirkung der Verbesserungsmassnahmen auf Wärmeverluste und Heizwärmebedarf
Wärmeverluste Gebäudehülle [MJ/m 2 ]
700
600
500
400
300
200
100
0
Ist Paket 1 Paket 2 Paket 3
Total der Wärmeverluste Qtot = QT + Qv
(QT= Transmissionswärmeverluste, Qv= Lüftungswärmeverluste)
Lüftungsverlust
Wärmebrücken
Fenster
Durch die Massnahmen zur Reduktion des Wärmeverlustes durch die Gebäudehülle wird der
Heizwärmebedarf entsprechend beeinflusst. Die Berechnungen für die unterschiedlichen Pakete ergibt
folgende Kennzahlen:
Massnahmenpakete EBF=156m 2 Paket Ist Paket 1 Paket 2 Paket 3
Transmissionsverluste QT
Lüftungswärmeverluste Qv
Gesamtwärmeverluste Qtot
MJ/m 2
MJ/m 2
MJ/m 2
Beurteilung der Ergebnisse
Zusammenfassend können folgende Schlussfolgerungen gemacht werden.
1. Die Massnahmen des Paketes 1 senken den Heizenergiebedarf mit einfachen Massnahmen um
gute 25%. Dies ist ein gutes Verhältnis von Aufwand und Ertrag, ist aber noch kein wesentlicher
Beitrag an eine nachhaltige Gebäudeerneuerung.
2. Die Massnahmen des Paketes 2+3 zeigen eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem Ist-
Zustand. Insbesondere der Einbau einer Kontrollierten Wohnungslüftung bringt eine entscheidende
Verringerung der Lüftungswärmeverluste.
3. Gezielte Massnahmen können als Ergänzung zu einer Gesamtsanierung wesentliche Beiträge zur
Verringerung der Wärmeverluste beitragen. Gemeint ist das Eliminieren von punktuellen
Schwachstellen und Wärmebrücken. (Boden UG, Innentüren, Anschlag/Konstr. des Fensters)
4. Konstruktive Lösungen sollten in einem Gesamtsanierungskonzept erarbeitet werden, damit
einzelne Massnahmen, auf eine Ziellösung abgestimmt sind.
5. Bei hochgedämmten Bauten (Var. 2+3) ist der prozentuale Anteil der genutzten Wärmegewinne
wesentlich höher. Diese gewinnen somit an Relevanz am Anteil des effektiven Heizenergiebedarfs.
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 24/60
Türen
Boden
Wand
Dach
537 413 250 182
68 68 13 13
605 481 263 195
Vergleich Gesamtwärmeverluste 100% 80% 43% 32%
Genutzte Wärmegewinne Qug
Heizwärmebedarf Qh = Qtot - Qug
Heizwärmebedarf Qh
MJ/m 2
MJ/m 2
kWh/m 2
152 145 133 119
453 336 130 76
125.8 93.3 36.1 21.1
Vergleich Heizenergiebedarf 100% 74% 29% 17%

Detailbetrachtung Massnahmen Heiztechnik
Es wurde versucht, möglichst alle verfügbaren Heiztechnikvarianten zu berücksichtigen und zwar
sowohl Varianten, die ohne ein wasserführendes Heizverteilsystem auskommen, als auch Varianten,
die ein solches benötigen. Es wurden auch Varianten betrachtet, welche die Anforderungen der
MuKEn 2008 nicht erfüllen. Durch die möglichst umfassende Betrachtung kann mit dieser Arbeit auch
aufgezeigt werden, dass solche Varianten aus finanzieller und ökologischer Sicht gar nicht interessant
sind. In der folgenden Tabelle sind die 19 untersuchten Heiztechnikvarianten zusammengestellt.
Varianten ohne Zentralheizung Varianten mit wasserführender Zentralheizung
Bestehender Elektroheizung weiterbetreiben
• Bestehende Heizung
• Bestehende Heizung und PV-Anlage
• Bestehende Heizung mit Solarstrom
Bestehende Elektroheizung entlasten
• Pelletofen im Wohnzimmer
• Holzofen im Wohnzimmer
• Best. Holzofen im Wohnzimmer*
• Luftheizung mit Klein-Wärmepumpe
neue dezentralen Wärmeerzeugersysteme
• Infrarot-Direktheizungssystem
• Heizkörper-Wärmepumpe
* Die Variante wird nur als Vergleich z. H. des Besitzers des Beispielobjekts durchgerechnet.
Wärmeabgabe Heizkörper, -erzeugung durch
• Luft/Wasser-Wärmepumpe (inkl. WW)
• Erdsonden-Wärmepumpe (inkl. WW)
• Erdsonden-Wärmepumpe (inkl. WW) mit
Solarstrom vom EVU gespeist
• Pelletheizung (inkl. WW)
• Gasheizung (inkl. WW)
Wie oben, ergänzt mit therm. Solaranlage
• Luft/Wasser-Wärmepumpe (inkl. WW)
• Erdsonden-Wärmepumpe (inkl. WW)
• Pelletheizung (inkl. WW)
• Gasheizung (inkl. WW)
Wärmeabgabe FBH, Wärmeerzeugung durch
• Erdsonden-Wärmepumpe (inkl. WW)
Die Varianten Heizcheminées mit Heizeinsätzen, Hypokaustsysteme, Holzofen mit Wasseranschluss,
Ölheizungen und Holzheizungszentralherde wurden als zu teuer, zu exotisch oder nicht zukunftsfähig
betrachtet und nicht näher untersucht. Der Anschluss an einen Wärmeverbund ist empfehlenswert,
kommt aber nur an wenigen Orten in Frage und wurde deshalb auch nicht berücksichtigt.
Die Arbeit konzentriert sich auf die Massnahmen am Heizsystem und am Gebäude. Massnahmen, wie
die Optimierung der Einstellungen (z.B. Ladesteuerung) sind zwar wichtig, es konnte aber im Rahmen
der Arbeit nicht näher darauf eingegangen werden.
Die untersuchten Heiztechnikvarianten werden im folgenden kurz beschrieben. Im Anhang sind für alle
Heiztechnikvarianten die Berechnungen der Investitions-, Energie- und Unterhaltskosten, den jeweiligen
Gebäudesanierungspaketen zugeordnet, dokumentiert.
Varianten ohne Zentralheizung
Man ist bei diesen Varianten immer auf dezentrale Systeme eingeschränkt, welche von der Effizienz
oder vom Unterhalt her nicht optimal sind. Auch wird gegen Ende der Lebensdauer dieser Systeme die
Frage auftauchen, ab welchem Zeitpunkt der Ersatz anstelle der Reparatur Sinn macht.
Bei diesen Varianten wird das Warmwasser generell mit dem bestehenden Elektro-Boiler erwärmt.
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 25/60

Varianten mit Weiterbetrieb der bestehenden Elektroheizung
Die bestehende Elektroheizung wird weiterbetrieben. Elektrospeicherheizungen sind eigentlich relativ
langlebig. So waren auch im Beispielobjekt noch keine Reparaturen an den Elektrospeichern nötig.
Trotzdem ist nach rund 30 Jahren davon auszugehen, dass Defekte und Störungen auftreten können.
Diese müssen vor allem bei Paket Ist und 1 repariert oder ersetzt werden. Falls Ersatzteile nicht mehr
verfügbar sind, können in Paket 3 und 4 sogar ein Teil der Einzelspeicher ausser Betrieb genommen
und als Ersatzteillager gebraucht werden. Dabei ist aber die Asbestproblematik zu berücksichtigen. So
könnten durchaus die Ersatzbeschaffung von einzelnen Elektrospeichern notwendig werden. Somit
fände über die Jahre eine schleichende Erneuerung des gesamten Heizsystems statt. Dies ist aber
nicht im Sinne einer Effizienzstrategie.
• Bestehende Elektroheizung
Sie wird wie bisher mit „normalem“ Strom gespeist. Diese Variante wurde auch aufgeführt, weil sie
als Referenz betrachtet und mit alle anderen Varianten verglichen werden kann.
• Bestehende Elektroheizung mit eigener Photovoltaikanlage
Gemäss Aufgabenstellung wurde die Variante gerechnet, bei der die bestehende Elektroheizung in
Betrieb bleibt und mit Solarstrom von einer Photovoltaikanlage auf dem eigenen Hausdach gespeist
wird. Auf dem nach Süden gerichteten Hausdach stehen etwa 43 m² freie Fläche zur Verfügung.
Unter Berücksichtigung der Beschattung durch den Kamin können davon etwa gut 30 m² genutzt
werden. Auf dem Wintergarten sind nochmals knapp 7 m²; wobei hier die Beschattung durch
Bäume genauer betrachtet werden muss. Insgesamt lässt sich eine Photovoltaikanlage mit 5.5 kWp
installieren, welche eine jährliche Produktion von etwa 5.5 MWh aufweisen würde. Es wird davon
ausgegangen, dass der überschüssig produzierte Solarstrom im Sommerhalbjahr zum vollen
Bezugspreis vergütet wird. Für den Betrieb der Elektroheizung werden in den Paketen Ist und 1
deutlich mehr Strom benötigt, als die Photovoltaikanlage produzieren kann. Der Deckungsgrad
beträgt zwischen 27 % im Ist-Zustand und 100 % im Paket 3. Der für den Heizungsbetrieb
notwendige aber fehlende Strom wird als Solarstrom dazugekauft. Für das Warmwasser wird
„normaler“ Strom verwendet.
• Bestehende Elektroheizung mit Solarstrom vom EVU
Als Alternative zur eigenen Photovoltaikanlage wurde die Variante gegenübergestellt, bei der der
Solarstrom vom Energieversorgungsunternehmen (EVU) eingekauft wird. Es wurde ein
durchschnittlicher Preis für Solarstrom gemäss www.topten.ch in der Höhe von 95 Rp./kWh
eingesetzt. Der Stromverbrauch für die Heizung wird vollständig mit Solarstrom gedeckt.
Varianten mit Wohnzimmerofen zur Entlastung der bestehenden Elektroheizung
Es wird versucht, mit einem zusätzlichen Wärmeerzeuger, welcher effizient ist oder erneuerbare
Energien nutzt, die bestehende Elektroheizung zu entlasten. Eine möglichst hohe Entlastung der Elektroheizung
bedingt gegenüber dem bisherigen Betrieb bzw. Benutzerverhalten eine deutliche Änderung.
Die im Wohnzimmer vorhandene Elektroheizung ist auszuschalten und die restlichen möglichst
tief einzustellen bzw. in der Übergangszeit sogar auszuschalten. Öffnungen zu Gang und anderen
Räumen sind offen zu halten, damit die Ofenwärme sich gut im Haus ausbreiten kann. Es ist davon
auszugehen, dass dies im Ist-Zustand des Gebäudes deutliche Luftströmungen mit sich bringt, welche
durch etwas höhere Raumlufttemperaturen im Wohnzimmer wieder kompensiert werden müssen, damit
die Behaglichkeit trotzdem gewährleistet ist. Betreffend des Weiterbetriebs der bestehenden Heizung
gilt zudem die Erläuterung wie unter der ‚Variante mit Weiterbetrieb der bestehenden Elektroheizung'
beschrieben.
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 26/60

In Paket 3 kann davon ausgegangen werden, dass praktisch nur noch die Direktheizungen in den
Nasszellen (möglichst nur kurzzeitig) benötigt werden, weil die etwas tieferen Solltemperaturen in den
Schlafzimmern dank der guten Wärmedämmung des Gebäudes voraussichtlich ohne weitere
Beheizung erreicht werden. Die Verbrennungsluft ist dem Ofen direkt zuzuführen.
Die Warmwassererzeugung wird weiterhin durch den bestehenden Elektroboiler übernommen.
• Pelletofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung (soweit nötig)
Es wird im Wohnzimmer ein Pelletofen eingebaut, welcher jeweils mit Pellets sackweise nachgefüllt
werden muss. Pro Füllung läuft der Ofen je nach Witterung, Gebäude-Dämmung und Betriebsweise
zwischen einem halben und etwa 5 Tagen.
• Holzofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung (soweit nötig)
Diese Variante ist eine auf ein synthetisches Bespiel ausgerichtete Variante, weil im Beispielobjekt
bereits ein solcher Ofen vorhanden ist. Dies kann aber für ein durchschnittliches Haus mit Elektroheizung
nicht vorausgesetzt werden.
Als Hauptheizung wird ein schwerer Holzofen eingebaut, welcher möglichst häufig befeuert wird,
damit die Elektroheizung massiv entlastet werden kann. Als Option könnte der Ofen mit einem
Absorber ausgestattet werden, welcher erlaubt, das Warmwasser oder sogar das Badezimmer via
einfaches Heizsystem zu beheizen.
• Bestehender Holzofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung (soweit nötig)
Diese Variante gilt nur für das Beispielobjekt. Da hier bereits ein schwerer Specksteinofen (Tulikivi)
eingebaut ist, würden praktisch keine Investitionen anfallen. Es wurde für diese Variante aber angenommen,
dass der Ofen wie bei der Variante 'Holzofen in Wohnzimmer' deutlich mehr befeuert
wird.
Varianten mit neuen dezentralen Wärmeerzeugern
• Luftheizung mit Kleinstwärmepumpe
Es wird eine Kleinwärmepumpe in die Komfortlüftungsanlage integriert. Diese bringt einen kleinen
Anteil an die Heizleistung des Gebäudes. Teilweise negative Erfahrungen mit Luftheizungen haben
in der Schweiz zur Empfehlung geführt, dass der spezifische Wärmeleistungsbedarf 10 Watt/m²
nicht überschreiten soll. Das Gebäude in Paket 3 überschreitet mit einem Wert von 20 Watt/m² die
empfohlene Grösse noch deutlich. Der Vollständigkeit halber wurde diese Variante aufgeführt, wird
aber nur in Verbindung mit dem teilweisen Weiterbetrieb der bestehenden Elektroheizung
gerechnet. Aufgrund der hohen Zuluft-Temperaturen ist die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe
relativ tief.
Die Warmwassererzeugung wird weiterhin durch den bestehenden Elektroboiler übernommen.
• Infrarot-Direktheizung
Diese Variante entspricht weder der neuen MuKEn 2008, dem aktuell gültigen Energiegesetz im
Kanton Baselland, noch der offiziellen Energiepolitik. In der Praxis als Energieberater wird man
aber häufig mit dieser Fragestellung konfrontiert, weil ein Teil der Anbieter solcher Systeme diese
für den Ersatz einer Elektroheizung propagieren. Manchmal werden in der Werbung dieser
Produkte sogar physikalische Grundsätze auf den Kopf gestellt bzw. verdreht. Beispielsweise wird
damit geworben, dass man mit einer Infrarotheizung etwa gleich viel Strom benötige, wie mit einem
Luft/Wasserwärmepumpen-Heizsystem, welches aber deutlich teurer ist, speziell wenn noch kein
Wärmeverteilsystem vorhanden ist. Von seriösen Anbietern werden hingegen Einsparungen in der
Höhe von nur 5% gegenüber "normalen" Direktheizungen angegeben.
Das Infrarotheizsystem wird anstelle der bestehenden Heizung installiert. Diese Direktheizkörper
geben die Wärme fast ausschliesslich in Form von behaglicher Wärmestrahlung ab.
Die Warmwassererzeugung wird weiterhin durch den bestehenden Elektroboiler übernommen.
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 27/60

• Heizkörperwärmepumpen
Das einzige Heizsystem, das hauptsächlich für den Ersatz einer Elektroheizung konzipiert wurde,
ist die Heizkörperwärmepumpe. Diese werden in den einzelnen Räumen anstelle der
Einzelspeicher installiert. Sie sehen diesen ähnlich, benötigen aber zwei Aussenluftverbindungen
und müssen deshalb an einer Aussenwand platziert sein.
Mit einer Jahresarbeitszahl von etwas über 2 sind sie zwar schlechter als eine zentrale
Wärmepumpe und benötigen auch vorwiegend Hochtarifenergie. Sie braucht aber weniger als die
Hälfte der Energie der Einzelspeicherheizung und keine Investition in ein Wärmeverteilsystem. Die
Firma Grünenwald AG, welche das Produkt von der Firma Hegnertherm übernommen hatte, bietet
es inzwischen mangels Nachfrage auch nicht mehr an. Im Hinblick auf die Entwicklung in der
Energiepolitik ist nicht auszuschliessen, dass dieses Produkt dadurch doch noch Chancen hätte,
sich zu etablieren. Deshalb wurde diese Variante ebenfalls gerechnet.
Varianten mit wasserführendem Wärmeverteilsystem
Als Basis wurde der Einbau eines wasserführenden Niedertemperatur-Wärmeverteilsystems mit
Heizkörpern und Thermostatventilen angenommen. Dank der guten Wärmedämmung konnte in Paket 2
und 3 die Anzahl und Grösse der Heizkörper etwas reduziert werden. Auch die Platzierung ist in diesen
Paketen einfacher. Der nachträgliche Einbau einer Bodenheizung ist weitaus teurer und wird in einer
Variante mit einer Erdsonden-Wärmepumpe näher untersucht. Die Warmwassererwärmung wird in die
Heizungsanlage integriert. Jede Wärmeerzeugungsvariante wird jeweils auch in einer Variante um eine
thermische Solaranlage für Warmwassererwärmung und Heizungsunterstützung ergänzt.
Anstelle der Elektroheizungen wird der Einbau der folgenden Zentralheizsysteme untersucht:
• Zentralheizung mit Luft/Wasser-Wärmepumpe
• Zentralheizung mit Luft/Wasser-Wärmepumpe und thermischer Solaranlage
• Zentralheizung mit Erdsonden-Wärmepumpe
• Zentralheizung mit Erdsonden-Wärmepumpe mit Solarstrom vom EVU
Der Betriebsstrom wird vollständig als Solarstrom vom Energieversorgungsunternehmen (EVU)
eingekauft. Es wurde ein durchschnittlicher Preis für Solarstrom gemäss www.topten.ch in der
Höhe von 95 Rp./kWh eingesetzt.
• Zentralheizung mit Erdsonden-Wärmepumpe und thermischer Solaranlage
• Zentralheizung (Fussbodenheizung) mit Erdsonden-Wärmepumpe
In dieser Variante wird anstelle von Heizkörpern eine Bodenheizung für die Wärmeabgabe eingesetzt.
• Zentralheizung mit Pelletkessel
Aufgrund der Betriebsweise von Pelletkesseln muss im Sommerbetrieb für die Warmwassererzeugung
ein Elektroheizeinsatz vorgesehen werden.
• Zentralheizung mit Pelletkessel und thermischer Solaranlage
• Zentralheizung mit Gaskessel
• Zentralheizung mit Gaskessel und thermischer Solaranlage
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 28/60

Beurteilung der Massnahmenpakete
Abschätzung der Investitionskosten
Für sämtliche Massnahmen an der Gebäudehülle wie auch für sämtliche Heizsysteme in deren Kombination
werden Investitionskosten und Unterhaltskosten ermittelt. Es handelt sich dabei um Schätzkosten.
Teilweise basieren diese auf Erfahrungswerten, teilweise auf Rücksprachen mit Lieferanten und
teilweise werden Listenpreise als Referenz beigezogen. Die Genauigkeit ist für den Vergleich der
Varianten ausreichend. Die Schätzkosten können für konkrete Umsetzungsprojekte entsprechende
Offerten nicht ersetzen.
Investitionskostenabschätzung Gebäudehülle Ist Paket 1 Paket 2 Paket 3
Dach 9‘000 25‘000
Aussenwand, (bei Paket 3: inkl. Anpassung Balkon + Vordach) 60‘000 85‘000
Innenwand gegen unbeheizt 7‘000 7‘000 7‘000
Decke Luftschutzraum 2‘000 2‘000 3‘000
Decke Garage & Waschen 5‘000
Boden gegen Erdreich 12‘000
Fenster 40‘000 40‘000 45‘000
Innentüren und Abbruch Verglasung 5‘000
Kontrollierte Wohnungslüftung inkl. Gebäudeanpassung 22‘000 22‘000
Honorare, Nebenkosten, Reserve 1‘000 30‘000 41‘000
Total Massnahmen Gebäudehülle 50’000 170’000 250’000
Investitionskostenabschätzung Heizsysteme
Bestehende Heizung 0 0 0 0
Bestehende Heizung und PV-Anlage 50'000 50'000 50'000 34'000
Bestehende Heizung mit Solarstrom 0 0 0 0
Pelletofen im Wohnz. + best. Elektroh. (soweit nötig) 9'000 9'000 9'000 8'000
Holzofen im Wohnz. + best. Elektroh. (soweit nötig) 14'000 13'000 11'000 10'000
Best. Holzofen* + best. Elektroheizung (soweit nötig) 0 0 0 0
Lufth. mit Klein-Wärmep. + best. Elektroh. (soweit nötig) 0 0 10'000 10'000
Infrarot-Direktheizungssystem 15'000 14'000 12'000 10'000
Heizkörper-Wärmepumpe 35'000 30'000 24'000 16'000
Zentralheizung mit Luft/Wasser-WP (inkl. WW) 60'000 58'000 55'000 53'000
Zentralheizung mit L/W-WP und Solaranl. (inkl. WW) 76'000 74'000 70'000 67'000
Zentralheizung mit Erdsonden-WP (inkl. WW) 76'000 70'000 58'000 54'000
Zentralheizung (FBH) mit Erdsonden-WP (inkl. WW) 85'000 79'000 68'000 65'000
Zentralheizung mit EWS-WP und Solaranl. (inkl. WW) 92'000 86'000 73'000 68'000
Zentralheizung mit EWS-WP mit Solarstrom (inkl. WW) 76'000 70'000 58'000 54'000
Zentralheizung mit Pelletheizung (inkl. WW) 68'000 68'000 65'000 63'000
Zentralheizung mit Pelleth. und Solaranlage (inkl. WW) 84'000 84'000 80'000 77'000
Zentralheizung mit Gasheizung (inkl. WW) 44'000 44'000 41'000 39'000
Zentralheizung mit Gasheizung und Solaranl. (inkl. WW) 60'000 60'000 56'000 53'000
* Die Variante wird nur als Vergleich z. H. des Besitzers des Beispielobjekts durchgerechnet
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 29/60

Berechnungsgrundlage der Jahreskosten und CO2-Emissionen
Mit obiger Investitionskostenschätzung und den Berechnungen zum Energiebedarf sind für die
verschiedenen Massnahmenvarianten die Jahreskosten berechnet worden. Für die Berechnungen
wurde ein realer Zinssatz von 2 % eingesetzt und eine reale jährliche Preiserhöhung von 4 %
angenommen. Hingegen wurde beim Solarstrom vom EVU von einer jährlichen Preisreduktion in der
gleichen Höhe ausgegangen. Entsprechend dem Reglement der Stiftung Klimarappen können für die
Massnahmen an der Gebäudehülle Fördermittel in der Grössenordnung von rund 6 % abgezogen
werden. Es wird angenommen, dass die zukünftige Förderung der Gebäudehülle ähnlich sein wird.
Weiter werden bei förderwürdigen Heiztechnikinvestitionen 10 % Förderbeiträge berücksichtigt. Die
steuerlichen Auswirkungen werden mit 20 % berücksichtigt. Für die Beurteilung der ökologischen
Auswirkungen wurde der CO2-Ausstoss als Massstab genommen, wobei für Elektrizität ein
europäischer Strom-Mix (UCTE) zu Grunde gelegt wurde.
Damit die Kurven des Jahreskosten-Vergleichs aller Massnahmen-Varianten besser interpretiert
werden können, werden in dieser Grafik die drei Hauptkomponenten der Jahreskosten erläutert.
Jahreskosten (CHF/a)
12'000
10'000
8'000
6'000
4'000
2'000
0
Ist Paket 1 Paket 2 Paket 3
Kostenkomponenten der Jahreskosten
Beispielvariante als Erläuterung
Energiekosten CHF/a
Unterhaltskosten CHF/a
Kapitalkosten Heiztechnik CHF/a
Kapitalkosten Gebäude CHF/a
• Die Kapitalkosten für Gebäudemassnahmen sind vereinfacht gesagt dreieckförmig und steigen von
Wert 0 beim Ist-Zustand (links) bis auf recht hohe Werte beim Paket 3 (rechts). Deren Höhe ist in
erster Linie von den Investitionen in Gebäudemassnahmen, dem Zins und der Amortisationszeit
abhängig. Sie verschiebt sich bei Veränderung der Faktoren vor allem bei den Paketen 2 und 3
(rechts), wobei der Nullpunkt (links) als Drehpunkt wirkt.
• Die Kapitalkosten der Heizungstechnik bilden zusammen mit den Unterhaltskosten ein etwa
konstantes Band. Dessen Höhe ist von den Heiztechnik-Investitionen, dem Zins, der Amortisationszeit
und den jährlichen Unterhaltskosten abhängig. Sie verändern sich bei unterschiedlichen
Varianten immer gleichmässig über die gesamte Grafik, d.h. die Linie schiebt sich vertikal gegen
oben oder unten ohne sich in der Neigung zu verändern.
• Die Energiekosten bilden nahezu ein Dreieck, wobei der virtuelle Spitz (Nullpunkt) etwas
ausserhalb (rechts) der Grafik zu liegen kommt – er entspräche einem "Nullwärmehaus". Die
Energiekosten sind vom Energieverbrauch und vom Energiepreis abhängig. Bei Veränderung
derselben dreht sich die Kurve um den virtuellen Nullpunkt und verschiebt sich vor allem im Ist-
Zustand (links) gegen oben oder unten.
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 30/60

Übersicht der Kostenkomponenten
P3P2P1 Ist P3P2P1 Ist P3P2P1 Ist P3P2P1 Ist P3P2P1 Ist P3P2P1 Ist P3P2P1 Ist P3P2P1 Ist P3P2P1 Ist P3P2P1 Ist P3P2P1 Ist P3P2P1 Ist P3P2P1 Ist P3P2P1 Ist P3P2P1 Ist P3P2P1 Ist P3P2P1 Ist P3P2P1 Ist P3P2P1 Ist
Kapitalkosten Gebäude Kapitalkosten Heiztechnik Unterhalt pro Jahr total Energiekosten total
Bestehende Elektroheizung
Bestehende Elektroheizung
Bestehende Elektroheizung
Bestehende Elektroheizung
Bestehende Elektroheizung gespiesen mit PV-Anlage
Bestehende Elektroheizung gespiesen mit PV-Anlage
Bestehende Elektroheizung gespiesen mit PV-Anlage
Bestehende Elektroheizung gespiesen mit PV-Anlage
Bestehende Elektroheizung mit Solarstrom vom EVU
Bestehende Elektroheizung mit Solarstrom vom EVU
Bestehende Elektroheizung mit Solarstrom vom EVU
Bestehende Elektroheizung mit Solarstrom vom EVU
Pelletofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung
Pelletofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung
Pelletofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung
Pelletofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung
Holzofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung
Holzofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung
Holzofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung
Holzofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung
best. Holzofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung
best. Holzofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung
best. Holzofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung
best. Holzofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung
Luftheizung mit WP + best. Elektroheizung
Luftheizung mit WP + best. Elektroheizung
Infrarot-Direktheizung
Infrarot-Direktheizung
Infrarot-Direktheizung
Infrarot-Direktheizung
Heizkörper-Wärmepumpen
Heizkörper-Wärmepumpen
Heizkörper-Wärmepumpen
Heizkörper-Wärmepumpen
Zentralheizung mit Luft/Wasser-Wärmepumpe
Zentralheizung mit Luft/Wasser-Wärmepumpe
Zentralheizung mit Luft/Wasser-Wärmepumpe
Zentralheizung mit Luft/Wasser-Wärmepumpe
Zentralheizung mit Luft/Wasser-Wärmepumpe + Solaranlage
Zentralheizung mit Luft/Wasser-Wärmepumpe + Solaranlage
Zentralheizung mit Luft/Wasser-Wärmepumpe + Solaranlage
Zentralheizung mit Luft/Wasser-Wärmepumpe + Solaranlage
Zentralheizung mit Erdsonden-Wärmepumpe
Zentralheizung mit Erdsonden-Wärmepumpe
Zentralheizung mit Erdsonden-Wärmepumpe
Zentralheizung mit Erdsonden-Wärmepumpe
Zentralheizung (FBH) mit Erdsonden-Wärmepumpe
Zentralheizung (FBH) mit Erdsonden-Wärmepumpe
Zentralheizung (FBH) mit Erdsonden-Wärmepumpe
Zentralheizung (FBH) mit Erdsonden-Wärmepumpe
Zentralheizung mit Erdsonden-Wärmepumpe + Solaranlage
Zentralheizung mit Erdsonden-Wärmepumpe + Solaranlage
Zentralheizung mit Erdsonden-Wärmepumpe + Solaranlage
Zentralheizung mit Erdsonden-Wärmepumpe + Solaranlage
Zentralheizung mit EWS-Wärmepumpe mit Solarstrom
Zentralheizung mit EWS-Wärmepumpe mit Solarstrom
Zentralheizung mit EWS-Wärmepumpe mit Solarstrom
Zentralheizung mit EWS-Wärmepumpe mit Solarstrom
Zentralheizung mit Pelletheizkessel
Zentralheizung mit Pelletheizkessel
Zentralheizung mit Pelletheizkessel
Zentralheizung mit Pelletheizkessel
Zentralheizung mit Pelletheizkessel + Solaranlage
Zentralheizung mit Pelletheizkessel + Solaranlage
Zentralheizung mit Pelletheizkessel + Solaranlage
Zentralheizung mit Pelletheizkessel + Solaranlage
Zentralheizung mit Gaskessel
Zentralheizung mit Gaskessel
Zentralheizung mit Gaskessel
Zentralheizung mit Gaskessel
Zentralheizung mit Gaskessel + Solaranlage
Zentralheizung mit Gaskessel + Solaranlage
Zentralheizung mit Gaskessel + Solaranlage
Zentralheizung mit Gaskessel + Solaranlage
Kostenvergleich Kostenkomponenten
Kapital-, Unterhalts-, und Energiekostenvergleich
0 2'000 4'000 6'000 8'000 10'000 12'000
Jahreskosten (CHF/a)
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 31/60

Vergleich Jahreskosten
Jahreskosten (CHF/a)
12'000
10'000
8'000
6'000
4'000
2'000
0
Übersicht der Jahreskosten
Kostenvergleich aller Varianten
Gesamtübersicht Jahreskosten
Bestehende Elektroheizung
Bestehende Elektroheizung gespiesen mit PV-Anlage
Bestehende Elektroheizung mit Solarstrom vom EVU
Pelletofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung
Holzofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung
best. Holzofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung
Luftheizung mit WP + best. Elektroheizung
Infrarot-Direktheizung
Heizkörper-Wärmepumpen
Zentralheizung mit Luft/Wasser-Wärmepumpe
Zentralheizung mit Luft/Wasser-Wärmepumpe + Solaranlage
Zentralheizung mit Erdsonden-Wärmepumpe
Zentralheizung (FBH) mit Erdsonden-Wärmepumpe
Zentralheizung mit Erdsonden-Wärmepumpe + Solaranlage
Zentralheizung mit EWS-Wärmepumpe mit Solarstrom
Zentralheizung mit Pelletheizkessel
Zentralheizung mit Pelletheizkessel + Solaranlage
Zentralheizung mit Gaskessel
Zentralheizung mit Gaskessel + Solaranlage
Ist Paket 1 Paket 2 Paket 3
Gebäudemassnahmen
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 32/60

Vergleich Ökologie (CO2-Emissionen)
Jahreskosten (CHF/a)
12'000
10'000
8'000
6'000
4'000
2'000
0
P3
P3
Ist
Ist
Gesamtübersicht Jahreskosten/ CO2-Emissionen
Ist
P3
P3
P3
Ist
Bestehende Elektroheizung
Bestehende Elektroheizung gespiesen mit PV-Anlage
Bestehende Elektroheizung mit Solarstrom vom EVU
Pelletofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung
Holzofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung
best. Holzofen in Wohnzimmer + best. Elektroheizung
Luftheizung mit WP + best. Elektroheizung
Infrarot-Direktheizung
Heizkörper-Wärmepumpen
Zentralheizung mit Luft/Wasser-Wärmepumpe
Zentralheizung mit Luft/Wasser-Wärmepumpe + Solaranlage
Zentralheizung mit Erdsonden-Wärmepumpe
Zentralheizung (FBH) mit Erdsonden-Wärmepumpe
Zentralheizung mit Erdsonden-Wärmepumpe + Solaranlage
Zentralheizung mit EWS-Wärmepumpe mit Solarstrom
Zentralheizung mit Pelletheizkessel
Zentralheizung mit Pelletheizkessel + Solaranlage
Zentralheizung mit Gaskessel
Zentralheizung mit Gaskessel + Solaranlage
0 2'000 4'000 6'000 8'000 10'000 12'000 14'000
Übersicht der Jahreskosten zu CO2-Emissionen
Vergleich der Kosten und der ökologischen Wirkung aller Varianten
Ist
CO2-Emissionen (kg/a)
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 33/60
Ist
Ist
Ist
Ist

Weiche Fakten
Zusätzlich zu den harten Fakten wie Jahreskosten und CO2-Ausstoss unterscheiden sich die
verschiedenen Gebäudesanierungsvorschläge und Heizungsvarianten insbesondere bezüglich der
Behaglichkeit. Weiter bestehen aus Sicht der Energieeffizienz für die unterschiedlichen Heizungsvarianten
verschiedene Risiken. Die sogenannten „weichen“ Fakten sind finanziell nicht fassbar, lassen
sich aber grob beurteilen.
Beurteilung Behaglichkeit
Variante mit Weiterbetrieb der best. Elektroheizung
Varianten mit Entlastung der best. Elektroheizung
Ist Paket 1 Paket 2 Paket 3
Pelletofen im Wohnzimmer
Holzofen im Wohnzimmer
Best. Holzofen im Wohnzimmer
Luftheizung mit Klein-Wärmepumpe.
Varianten mit neuen dezentralen Wärmeerzeugern
Varianten mit wasserführender Zentralheizung
Gebäude mit besserem Wärmeschutz bieten aufgrund der höheren Oberflächentemperaturen eine
höhere Behaglichkeit. Auch Heizungssysteme, bei welchen die Wärme gut verteilt an die Räume
abgegeben wird, sind komfortabler, als punktuelle Wärmeerzeuger (Zimmerofen) mit hoher
Wärmeleistung an einem Punkt. Luftheizungen führen im Winter oft zu tiefen Raumluftfeuchtigkeiten.
Beurteilung Risiko
Variante mit Weiterbetrieb der best. Elektroheizung
Varianten mit Entlastung der best. Elektroheizung
Ist Paket 1 Paket 2 Paket 3
Pelletofen im Wohnzimmer
Holzofen im Wohnzimmer
Best. Holzofen* im Wohnzimmer
Luftheizung mit Klein-Wärmepumpe.
Varianten mit neuen dezentralen Wärmeerzeugern
Varianten mit wasserführender Zentralheizung
Beim Weiterbetrieb der inzwischen über 30 Jahre alten Elektroheizung ist immer das Risiko von
Defekten vorhanden, welche aufgrund fehlender Ersatzteile nicht mehr repariert werden können. Bei
den handbeschickten Ofenvarianten ist es zudem möglich, dass aufgrund von körperlichen
Einschränkungen, Abwesenheiten oder Bequemlichkeit das alte Heizsystem wieder als Vollheizung
eingesetzt wird. Falls die Luftheizung als unbehaglich eingeschätzt würde, könnte hier das Gleiche
passieren.
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 34/60

Diskussion der Ergebnisse
Wirtschaftlichkeitsvergleich
Die Jahreskosten der Varianten mit wasserführenden Heizsystemen sind generell, beim Ist-Zustand
des Gebäudes, am günstigsten. Das heisst, der Wechsel auf ein wasserführendes Heizsystem ist
wirtschaftlich. Mit den Kosten für den Weiterbetrieb der bestehenden Elektroheizung könnte auch die
Investition und der Betrieb eines neuen wasserführenden Heizsystems gedeckt werden. Die
Fussbodenheizungsvariante bringt minimale Mehrkosten. Die zusätzlichen Solaranlagen führen jeweils
auch zu einer kleinen Erhöhung der Jahreskosten.
Die Jahreskosten steigen durch die baulichen Massnahmen deutlich an. Deshalb sind sie bei Paket 2
und 3 in der oberen Hälfte aller Varianten. Die baulichen Massnahmen sind bei den Zentralheizungen
ohne Berücksichtigung der Behaglichkeit und des Risikos wirtschaftlich uninteressant, bringen aber
eine Begrenzung des Kostenrisikos durch Energiepreiserhöhungen. Sie verschieben es zu einem
Zinserhöhungsrisiko, welches eher einschätzbar ist.
Die Ofenvarianten und die Luftheizung, welche die bestehende Heizung entlasten, liegen beim Ist-
Zustand und bei Paket 1 im Mittelfeld. Bei Paket 2 und 3 gehören sie zu den günstigeren, wobei bei
Paket 3 die Jahreskosten gegenüber den anderen Paketen, welche auf ähnlicher Höhe liegen,
ansteigen.
Die Heizkörperwärmepumpe liegt im unteren Mittelfeld und ist im Ist-Zustand und mit Paket 1 am
günstigsten.
Die Jahreskosten der Varianten Infrarotheizung und der solargespeisten bestehenden Elektroheizung
(PV-Anlage oder Solarstrom) sind im Ist-Zustand oder mit Paket 1 am höchsten. Mit baulichen
Dämmmassnahmen gemäss Paket 3 und 4 liegen sie im Mittelfeld aller Varianten. Ihren tiefsten Wert
erreichen sie mit Paket 2.
Aus wirtschaftlicher Sicht zeigt sich das Konkurrenzverhalten zwischen den Effizienzmassnahmen auf
der baulichen und der Massnahmen auf der heiztechnischen Seite. Je besser das Heizsystem, desto
weniger interessant sind Massnahmen an der Gebäudehülle. Umgekehrt formuliert, je besser die
Gebäudehülle, umso weniger interessant ist der Einbau einer hocheffizienten Heiztechnik.
Sensitivitätsanalyse - Energiepreis
Ab einer jährlichen realen Energiepreissteigerungen von etwa 1 %, ist die Erdsonden-Wärmepumpe-
Variante (Ist-Zustand) die absolut günstigste. Sie ist auch deutlich günstiger als der Weiterbetrieb der
bestehenden Heizung.
Bei Annahme einer jährlicher Preissteigerung von 7 bis 9 % kippt das Ganze so, dass
Gebäudemassnahmen finanziell interessant werden, bei den weniger effizienten System früher als bei
den höhereffizienten. Bei den dezentralen Heizsystemen ist es ab 8 % Preissteigerung am
interessantesten nebst der Heiztechnikmassnahme auch das Gebäude mit Paket 3 zu sanieren. Ab
diesem Wert sind auch bei den Zentralheizungsvarianten die Jahreskosten bei den Paketen Ist, Paket 1
und Paket 2 gleich teuer und ab 11 % ist in es in allen Varianten finanziell am interessantesten das
Gebäude total zu sanieren (Paket 3).
Vergleich Ökologie
Es ist relativ gut ersichtlich, dass die Heiztechnikvarianten im Ist-Zustand aus ökologischer Sicht sehr
unterschiedlich abschneiden. Man kann sie im Ist-Zustand in drei Gruppen einteilen:
Gruppe eins sind die Elektroheiz-Varianten, welche mit solarerzeugtem Strom arbeiten und kleine CO2-
Emissionen aufweisen. Aufgrund der hohen Jahreskosten sind sie in der Grafik ganz oben auf der
linken Seite angeordnet und trotz ihrer guten Ökologie entsprechend uninteressant.
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 35/60

Gruppe zwei sind die Varianten, die die bestehende Heizung als Alleinheizung oder als Unterstützung
benötigen, mit ihrem weiterhin hohen Verbrauch sind sie erwartungsgemäss in der rechten Grafikhälfte
zu finden und durch die weiterhin mittleren Jahreskosten eher ungünstig.
Gruppe drei sind die Zentralheizungsvarianten. Aufgrund ihrer Effizienz sind sie in der linken Hälfte
ganz unten als preiswerteste Lösungen auffindbar. Sie sind praktisch durchs Band weg günstiger und
grösstenteils auch ökologischer, als wenn die bestehende Heizung weiterbetrieben wird. Die
thermische Solaranlage und die Fussbodenheizung anstelle der Heizkörper bewirken eine geringe
Verringerung der CO2-Emissionen.
Mit der Wirkung von baulichen Energiemassnahmen gleichen sich die Varianten einander an und
konzentrieren sich im Paket 3 in der linken oberen Ecke, wobei die besten dezentralen Systeme immer
noch einen höheren CO2-Ausstoss mit sich bringen, als die schlechtesten zentralen Systeme. Der
grosse ökologische Effekt der Dämmmassnahmen am Gebäude ist aber gut ersichtlich.
Bei den Varianten mit dem tiefsten CO2-Ausstoss und den tiefsten Jahreskosten findet man ausschliesslich
Zentralheizungsvarianten. In erster Linie sind dies Systeme mit Nutzung von erneuerbarer
Energie wie die Wärmepumpenvariante mit der effizienteren Erdsonde und die Pelletfeuerung. Wenn
die Erdsonden-Wärmepumpe mit Solarstrom gespeist wird, ist sie etwas teuerer als mit "normalem"
Strom. Sie ist aber bezüglich den CO2-Emissionen mit 0 kg/a an der Spitze gleichauf mit der
Pelletheizung mit Solaranlage, welche aber deutlich teurer ist. Alle dezentralen Systeme schneiden klar
schlechter ab.
Verzicht auf Wärmeverteilsystem
Damit ein Verzicht auf ein Wärmeverteilsystem einigermassen Sinn macht, ist die massive Nachrüstung
des Wärmeschutzes nötig, sonst ist man weiterhin auf leistungsfähige dezentrale Heizsysteme
angewiesen, welche in aller Regel mit hochwertiger elektrischer Energie betrieben werden und
schlechte (exergetische) Wirkungsgrade aufweisen. Erst durch den guten Wärmeschutz sind die
Wärmeleistungen innerhalb des Hauses so klein, dass auch die Temperaturunterschiede bei einer
punktförmigen Beheizung (Ofen) innerhalb eines erträglichen Rahmens liegen. Diese punktförmige
Wärmequelle sollte vorzugsweise im Wohnzimmer stehen. Das Offenhalten der Türen unterstützt den
Wärmetransport durch die Schwerkraftzirkulation der Luft. In Schlafräumen strebt man üblicherweise
sowieso etwas tiefere Temperaturen als in Wohnräumen an. Einzig in Badezimmern oder in
Geschossen unterhalb der Wärmequelle ist man auf zusätzliche Wärmequellen angewiesen. Wenn
diese nicht übermässig hoch eingestellt und dauernd in Betrieb sind, dann halten sich deren
Energieverbräuche in Grenzen.
Eine Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung kann, nebst ihrem Beitrag an die Reduktion der
Wärmeverluste, auch einen bescheidenen Beitrag an die Wärmeverteilung leisten, dies aber nur in
begrenztem Rahmen. So hat ein Luftstrom von 120 m³/h bei einer Temperaturdifferenz von 5 °C eine
Wärmeleistung von etwa 200 Watt.
Ökonomisch und ökologisch betrachtet, wie auch unter der Berücksichtigung der weichen Faktoren
kann auf ein Wärmeverteilsystem nicht verzichtet werden.
CAS Energieeffizienz 2009, Institut Energie am Bau 12.05.2009 36/60

Beibehaltung der Elektroheizung und Speisung mit Photovoltaik
Die Variante mit der Photovoltaikanlage, welche die bestehende Elektroheizung speist, ist einerseits
aus technischer Sicht kritisch zu betrachten, gilt es doch die bestehende Heizung für weitere
Jahrzehnte vollumfänglich weiter zu betreiben, was angesichts der Problematik der
Ersatzteilbeschaffung bei Defekten nicht ganz einfach ist. Ausserdem ist die verfügbare Fläche für eine
Photovoltaikanlage nur so gross, dass die mögliche Solarstromproduktion ausschliesslich bei den
Paketen 2 und 3 ausreicht. Auch zur Minimierung der Jahreskosten ist die zusätzliche Umsetzung der
baulichen Energiemassnahmen nach Paket 2 sinnvoll, wenn die fehlende Energiemenge als Solarstrom
vom EVU zugekauft wird.
Die Variante einer solargespeisten Erdsondenwärmepumpe ist unabhängig vom Gebäudepaket der
solargespeisten Elektroheizung sowohl bezüglich Ökologie als auch Ökonomie deutlich überlegen. Die
solargespeiste Elektroheizung ist zudem schlechter als Zentralheizungen mit Pellets und "normal"
gespeiste Wärmepumpen.
Einzig mit der Gasheizung kann sie in Kombination mit Gebäudepaket 2 oder 3 knapp mithalten. Bei
Situationen, wo sowohl die Holz- und Wärmepumpenvarianten nicht in Frage kommen (knappe
Raumverhältnissen, etc), keine Anschlussmöglichkeit an einen Wärmeverbund besteht und zugleich
guter Dachausrichtung kann sie unter Umständen in Betracht gezogen werden. Grundsätzlich ist diese
Variante keine Alternative zum Ersatz der Elektroheizungen.
Anreizsysteme zum Ersatz von Elektroheizungen
Mit den in der MuKEn 2008 beschlossenen Massnahmen sind, sofern in den kantonalen Energiegesetzen
umgesetzt, die politischen Rahmenbedingungen gegeben, dass einerseits keine neuen
Elektroheizungen eingesetzt werden und andererseits Elektroheizungen mit bestehenden
Wärmeverteilsystemen ersetzt und nicht erneuert werden, gegeben. Ein neues Förderprogramm zum
Ersatz von Elektroheizungen muss daher ausschliesslich auf die Elektroheizungen ohne Wärmeverteilsystem
fokussieren.
Wie sich in der Arbeit zeigt, sind bereits im Gebäude Ist-Zustand sämtliche untersuchten Heizungsvarianten
mit einer zentralen Wärmeverteilung im Vergleich zu dezentralen Lösungen besser. Daher
müssen allfällige Förderprogramme zum Ersatz von Elektroheizungen diesen Punkt adressieren, das
heisst, der Einbau von zentralen Wärmeverteilsystemen muss finanziell signifikant unterstützt werden.
Diese Fördermassnahme wäre zudem sehr zielorientiert, da ausschliesslich dezentrale Elektroheizungssysteme
angesprochen sind. Als angenehmer Nebeneffekt kann mit dieser Fördermassnahme
auch die elektrische Warmwassererzeugung substituiert werden.
Die Anpassung bzw. Einführung einer Tarifstruktur für den Bezug von Strom für Elektroheizungen, wäre
eine weitere Möglichkeit zur Reduktion von Elektroheizungen. Dies müsste über die Elektrizitätsversorger
umgesetzt werden, was mit politischen und infrastrukturellen Schwierigkeiten verbunden ist und
daher eher unrealistisch ist.
Fördermassnahmen im Bereich der Gebäudemodernisierung analog zum Klimarappen sind für den
gesamten Gebäudebestand sinnvoll. Für den gezielten Ersatz von Elektroheizungen sind sie aber nicht
erste Priorität.
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Schlussbetrachtung
Empfehlung an den Eigenheimbesitzer
Die Untersuchungen zeigen, dass verschiedene Varianten günstiger sind, als der Ist-Zustand. Es
lassen sich folgende Empfehlungen ableiten, welche es Wert sind detaillierter zu prüfen. In einer ersten
Phase sind die folgenden Sanierungspunkte zu empfehlen:
• Umsetzen der energetischen Verbesserungen der Gebäudehülle – Massnahmenpaket 1. Diese
Massnahme reduziert den Heizwärmebedarf mit dem geringsten Aufwand. Insbesondere unter
Berücksichtigung der aktuellen Situation mit der kürzlich durchgeführten Fassadenerneuerung und
der Fenster am Lebenszyklusende.
• Einbau eines wassergeführten Wärmeverteilsystems.
• Der Einsatz einer Erdsondenwärmepumpe stellt die günstigste Lösung dar. Ökologisch noch besser
wäre, wenn die Wärmepumpe mit Solarstrom betrieben wird, was entsprechend höhere
Jahreskosten mit sich bringt. Genauso verhält es sich mit ökologisch gleichwertigen Pelletsystem
als alternative Heiztechnik.
Mit den obigen Massnahmen können jederzeit zu einem späteren Zeitpunkt weitere energetische
Verbesserungen an der Gebäudehülle umgesetzt werden, welche aber bei den heutigen
Massnahmenetappen bereits berücksichtigt werden sollten.
Erkenntnisse aus unserer Arbeit
Der Problemkreis Ersatz Elektroheizung ist im Falle eines dezentralen Systems durch das
Zusammenspiel mit der Gebäudehülle eine komplexes Thema. Man muss sich deshalb bewusst sein,
dass der Gebäudeeigentümer mit dieser Fragestellung häufig überfordert ist und selten auf objektive
Fakten zurückgreift, sofern er diese überhaupt zur Verfügung hat. Es ist die Praxis, dass er
vereinfachte Überlegungen anstellt, und deshalb gewisse wichtige Elemente ausblendet. So werden bei
diesen langjährig wirksamen Entscheidungen wohl selten Faktoren wie Energiepreisentwicklungen oder
ähnliches berücksichtig. Ohne diese scheinen grosse Investitionen nicht lohnenswert und werden
deshalb auch selten getätigt, obwohl sie eigentlich rentabel wären.
Auch in der MuKEn 2008 ist die vermeintlich günstige Erneuerung einer dezentralen Elektroheizung
zugelassen. Damit die Jahrzehnte alten Elektroheizungen nicht nach und nach schleichend durch neue
Elektroheizsysteme ersetzt werden und dann wieder für gut 30 Jahre in Betrieb sind, bedarf es weitere
Anstrengungen durch die Energiepolitik. Beispielsweise sollte in einer nächsten Revision der MuKEn
überlegt werden, ob nicht der Ersatz ortsfester dezentraler Elektroheizung ab 2.5 kW - wie im Kanton
BL - gesamtschweizerisch einer Bewilligungspflicht unterstellt werden soll. Ausserdem müsste die
Sanierungspflicht in erster Linie für zentrale aber auch dezentrale Elektroheizungen diskutiert werden.
Schlussgedanken
Der Elektroheizungsbesitzer berücksichtigt begreiflicherweise diejenigen Rahmenbedingungen,
innerhalb deren er selber steht. So wird ein 70-jähriges Ehepaar nicht mit dem vollen Zeithorizont von
40 Jahren rechnen, weil es diese voraussichtlich nicht mehr vollständig erleben wird. Es kann dann
auch sinnvoll sein, dass sie keine grossen Investitionen mehr tätigen will, und diese den Nachfolgern
überlässt. So besteht auch weniger die Gefahr, dass der Nachfolger nahezu neue Anlagen- oder
Gebäudeteile entfernen muss, weil er das Gebäude und deren Haustechnik komplett anders entwickeln
will, als dies die Vorgänger je ahnen konnten.
Manchmal lähmt dieses "Altersdilemma" die rasche Entwicklung in eine nachhaltige Zukunft. Eigentlich
müsste auch die Frage gestellt werden, wie weit das oben vorgebrachte Argument richtig ist, denn auch
zum Beispiel eine 65-jährige Frau kann ohne weiteres noch 30 Jahre leben.
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Literatur / Unterlagen / Datenquellen
Verwendete Literatur
• Elektroheizungen Sanierung und Ersatz. Impulsprogramm RAVEL, April 1992
• Sanierung und Ersatz von Elektroheizungen. Impulsprogramm RAVEL, April 1993
• Elektroheizungen – Massnahmen und Vorgehensoptionen zur Reduktion des Stromverbrauchs.
Jürg Nipkow, Giuse Togni, S.A.F.E, BfE Jahresbericht 2008
• Niveau und Entwicklung des Elektrizitätsverbrauchs Ohm’scher Widerstandsheizungen in den
Privaten Haushalten - Kurzbericht. Peter Hofer, Prognos AG, BfE August 2007
• Erarbeitung einer dem vorliegenden Bundesergebnis vergleichbaren Darstellung der kantonalen
Heizwärmebedarfe nach Gebäudetypen und Baualtersklassen. Peter Hofer, Prognos AG, BfE
Dezember 2007
• Asbest in Elektrospeicherheizungen, Information und Empfehlung (Stand Juni 2005),
Bundesamt für Gesundheit, Abteilung Chemikalien, Bern
• Stand der Energiepolitik in den Kantonen 08, UVEK Bundesamt für Energie, 3003 Bern
• Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich (MuKEn), Ausgabe 2000
• Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich (MuKEn), Ausgabe 2008
• Umsetzung der revidierten „Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich 2008“ in die
kantonalen Gesetzgebungen (Energiegesetz, Verordnungen), EnDK, Chur, 29. Oktober 2008
• Soll Strom weiterhin verheizt werden, Hanspeter Guggenbühl, Tagblatt 25.Oktober 2008
• Faktenblatt, Förderprogramm für den Ersatz von Elektro-Speicherheizugen, Bundesamt für Energie
BfE, 23. März 2009
• Entscheid Nr.19, Beitragsätze ab 1. Januar 2008, Bau und Umweltschutzdirektion Kanton Basel-
Landschaft, 22. Januar 2008,
• Internet Link: Befristete Sonderaktion 2009, Massnahme zur Förderung der Energieeffizienz oder
erneuerbarer Energie, www.baselland.ch/sonderaktion-htm.311099.0.html
• BesitzerInnen von Elektroheizungen: Resultate der Umfrage, S.A.F.E., Giuse Togni, 31.3.2009,
8006 Zürich
• Ravel zahlt sich aus - Praktischer Leitfaden für Wirtschaftlichkeitsberechnungen; Bundesamt für
Konjuktur; André Müller, Felix Walter, ECOPLAN, 3012 Bern; - 724.397.42.01 D ; 8.1994
http://www.energie.ch/bfk/ravel/42_01D.PDF
• Nutzungsgrade und Gewichtungen aus Minergie-Reglement 2009, Verein Minergie
• Fünf Varianten für die bessere Heizung – Ersatz von Elektroheizungen; Infoenergie /Energie 2000,
M44d, 2.2000
• SIA-Norm 380/1 Thermische Energie im Hochbau, Schweizerischer Ingenieur,- und
Architektenverein, 8027 Zürich
• Ratgeber Fenster, topten.ch, http://www.topten.ch/index.php?page=fenster_rg
Informationen und Unterlagen zum Beispielobjekt
• Begehung vor Ort vom 7. April 2009
• Baupläne Grundrisse, Fassadenansichten und Schnitt
• Stromverbrauch der Jahre 2005 – 2008, Elektra Baselland (EBL)
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Anhang
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