Infrarot statt Gastherme
In Würzburg trafen sich knapp 100 Expertinnen und Experten aus Deutschland, Österreich und den Niederlanden. Die Branche wächst: Infrarotheizungen lassen sich mittlerweile durch intelligente Steuerungen in Energiemanagementsysteme und komplexe Gebäudetechnik integrieren – oft einfacher als andere Wärmeerzeuger.
Zudem gewinnen hybride Systeme an Bedeutung, etwa in Kombination mit Fußbodenheizungen, Heiz- oder Kühldecken oder thermoaktiven Bauteilen. Dort decken die IR-Heizungen die Spitzenlasten ab. Die Grundlast wird über hydraulische Wärmesysteme erzeugt.
Bedeutung der E-Heizung steigt
Doch die E-Heizung kann mehr: In modern gedämmten Gebäuden kann sie durchaus die wichtigste Heizquelle im Haus sein. Solarelektrische Versorgungssysteme nutzen Sonnenstrom zur Bereitung von Warmwasser und bis weit in die Heizperiode hinein für IR-Heizungen. Nur in sehr kalten und lichtschwachen Tagen wird auf das Stromnetz als Superbatterie zurückgegriffen.
Neben technischen Trends ging es beim Jahrestreffen der IR-Branche auch um Standards, um die Transparenz im Markt zu stärken und den Kunden bessere Orientierung und Sicherheit zu bieten. Denn die IR-Systeme gewinnen bei privaten und gewerblichen Nutzerinnen und Nutzern zunehmend Marktanteile.
Deutlich geringere Investitionskosten
Der Grund: Die Investitionskosten liegen deutlich niedriger als beispielsweise bei Wärmepumpen und die Haustechnik wird stark vereinfacht. Obendrein lassen sich elektrische Heizsysteme schneller und effizienter regeln als hydraulische Systeme, ein weiterer Vorteil. Im neuen Gebäudeenergiegesetz (GEG) sind sie als Option ausdrücklich erlaubt, wenn sie mit Ökostrom gespeist werden.
Ein wichtiger Schritt zu hoher Qualität war 2021 die Einführung der Norm IEC 60675-3, in der Prüfverfahren zur Messung des Strahlungswirkungsgrades von IR-Heizgeräten definiert wurden. Der Strahlungswirkungsgrad ist das wichtigste Kriterium, um IR-Technik von anderen E-Direktheizungen zu unterscheiden. Er gibt an, wie hoch der Anteil der Strahlungswärme ist, die auf Oberflächen im Raum trifft.
Strahlungswärme kommt schneller an
Die Strahlungswärme kommt schneller bei den Oberflächen an als die Konvektionswärme, die an die Raumluft abgegeben wird. Laut Norm muss der Strahlungswirkungsgrad mindestens 40 Prozent betragen, damit ein Gerät als IR-Heizung bezeichnet werden darf.
Ein Prüflabor, das Geräte gemäß IEC 60675-3 prüft, befindet sich an der Technischen Universität in Dresden. Lars Schinke, Leiter des Labors, informierte über bisherige Erfahrungen. Insgesamt wurden in Dresden 58 IR-Heizgeräte für die Wandmontage und 49 Geräte für die Deckenmontage ausgemessen. Beim Großteil der Geräte lag der Strahlungswirkungsgrad deutlich über 40 Prozent.
Der europäische Branchenverband European Infrared Heating Alliance (EIHA) stellte in Würzburg ein neues Gütesiegel vor. Das „European Quality Label for Infrared Heating“ wurde von mehreren Landesverbänden gemeinsam entwickelt. Es basiert auf der zertifizierten Messung des Strahlungswirkungsgrades gemäß IEC 60675-3. Seit Juli wird das neue Gütesiegel erteilt, erste Anträge laufen bereits.
IR-Heizung im Mehrfamilienhaus
Gegenüber Wärmepumpen bieten sich IR-Heizungen als preiswerte Alternative an – vor allem im Neubau, aber auch in der Sanierung. In Sachsen entsteht derzeit ein energieautarkes Mehrfamilienhaus. Dank des innovativen Energiekonzeptes mit Photovoltaik, Stromspeicher, Autarkieboiler und Infrarotheizungen werden die Mieter von einer Pauschalmiete inklusive Energieflatrate profitieren. Für das Bauunternehmen bietet das Konzept neue Perspektiven. Denn die Bauwirtschaft befindet sich bekanntermaßen in der tiefsten Krise seit Jahrzehnten. Inflation sowie hohe Preise für Grundstücke und Zinsen sorgen für erhebliche Zurückhaltung.
Bauflaute nicht aussitzen
Die Bauflaute einfach auszusitzen, kommt für Matthias und Thomas Schur allerdings nicht infrage. Die beiden Geschäftsführer der Siegfried Schur Baubetrieb GmbH im sächsischen Boxberg sind für 120 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter verantwortlich. Im schwierigen Umfeld wollen sie bezahlbares Wohnen ermöglichen.
Denn auch für Mieterinnen und Mieter hat sich die Lage verschärft: Hohe Nebenkosten wachsen sich zur zweiten Miete aus. Nun baut der Betrieb in Niesky im Landkreis Görlitz ein Mehrfamilienhaus, das energieautark ist. Die Bewohner der zwölf Wohneinheiten rechnen ihren Energieverbrauch per Pauschalmiete und Flatrate ab.
Kabel statt Rohre
Die Basis für das Projekt ist das Konzept von Timo Leukefeld, das großflächige Photovoltaikanlagen, Stromspeicher, Autarkieboiler und Infrarotheizungen kombiniert. Im März kommenden Jahres soll das Gebäude bezugsfertig sein.
Kabel statt Rohre, lautet das Motto. Elektrisch betriebene Infrarotheizungen sind schon seit rund 30 Jahren im Markt, doch vielen lediglich als Zusatzheizung in wenig genutzten Räumen bekannt. Durch bessere Dämmstandards und mehr erneuerbare Energien im Stromnetz etablieren sie sich zunehmend als Hauptheizung in Gebäuden. Im neuen Gebäudeenergiegesetz (GEG) sind solche Stromdirektheizungen als technische Option erlaubt, um mit mindestens 65 Prozent erneuerbaren Energien zu heizen.
Günstige Anschaffung und Betrieb
Leukefeld ist Energieexperte und Professor an der Bergakademie Freiberg. Er setzt auf effiziente Infrarotheizungen: „Infrarotheizgeräte sind in den Anschaffungs- und Folgekosten günstig, sie sind einfach und schnell zu installieren sowie wartungsfrei, was bei dem Handwerkermangel ein großer Vorteil ist“, erklärt er. „Es sind keine aufwendigen Leitungen nötig, und sie halten drei Jahrzehnte.“
Nicht zu vergessen die angenehme Strahlungswärme, die an Kachelöfen erinnert und bei Bedarf innerhalb weniger Minuten zur Verfügung steht. Auch die Luftqualität ist besser, da Infrarotheizungen keinen Staub aufwirbeln.
Der Experte kombiniert sie mit großen Photovoltaikanlagen, einem Stromspeicher für die Zwischenspeicherung des Solarstroms, der gerade nicht im Haus verwendet werden kann, und Autarkieboilern für die dezentrale Warmwasserbereitung. So lassen sich Autarkiegrade in der Energieversorgung von 50 Prozent und deutlich darüber erreichen.
Generell ist Leukefeld davon überzeugt, dass das Thema Heizen an Bedeutung verlieren wird, da die Winter durch den Klimawandel milder und die Gebäudehüllen immer besser werden. Das Autarkiekonzept überzeugte die Brüder Schur, zumal sie durch die Pauschalmiete, die sich so erreichen lässt, auch deutlich weniger Aufwand für die jährlichen Nebenkostenabrechnungen haben werden.
Energiebedarf drastisch gesenkt
Der Neubau in Niesky bietet zwölf Mietwohnungen mit jeweils drei Zimmern. Etwa 1.100 Quadratmeter beheizte Fläche auf drei Etagen wird das Gebäude haben. Gut gedämmt, wird der Energiebedarf für Heizung, Warmwasser und Haushaltsstrom bei nur 28,9 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr liegen.
Auf dem Dach ist eine Photovoltaikanlage mit 134 Kilowatt Leistung geplant. Sie wird einen Großteil des Stroms für die Infrarotheizungen in allen Wohnungen, Warmwasserbereitung sowie den Haushalts- und Technikstrom erzeugen. In der Tiefgarage ist für jede Mietpartei eine Ladeeinrichtung für Elektrofahrzeuge vorgesehen.
Reststrom gut planbar
Durch die große Menge an kostengünstigem Solarstrom und einen solaren Anteil von etwa 55 Prozent in der Energieversorgung reduzieren sich die Energiekosten. Und sie sind langfristig planbar. Der restliche Netzbezug für zwölf Wohneinheiten wird bei nur etwa 41.000 Kilowattstunden liegen.
Das macht die Pauschalmiete inklusive Energiekosten möglich. „Der Mietpreis in unserem hochgradig energieautarken Haus wird mit der Summe aus der Kaltmiete und den Nebenkosten für Trinkwasser, Abwasser und Netzstrom in anderen Neubauten definitiv vergleichbar sein, weil wir die Energie günstiger als Energieversorgungsunternehmen erzeugen können. Und dies auf mehrere Jahre fest“, sagt Bauherr Matthias Schur. Pro Wohnung rechnet er für Heizung, Warmwasser und Haushaltsstrom mit 60 bis 70 Euro Restenergiekosten im Monat.
Bislang kaum beworben, ist die Nachfrage schon hoch, erzählt er. Zum Beispiel von älteren Paaren, die vom eigenen Haus in eine kleinere Wohnung ziehen und planbare Kosten für die nächsten Jahre haben wollen. Oder von umweltbewussten jungen Familien, die in einer modernen Wohnung mit modernem Energiekonzept leben wollen.
Sparsamer als Gasthermen
Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) hat den Heizenergieverbrauch von zwei identischen Gebäuden gemessen. Das Ergebnis: Ein Haus mit IR-Paneelen schneidet besser ab als ein Haus mit Gastherme. Hauseigentümer können demnach deutlich Endenergie einsparen.
Die Messungen haben ergeben, dass das Infrarotheizsystem 32 Prozent weniger Endenergie verbrauchte als die Gasbrennwerttherme, die das baugleiche Referenzgebäude beheizte. Um die tatsächlichen Wärmewerte zu ermitteln, haben die Forscher den Energiebedarf der beiden Häuser in Holzkirchen südlich von München vom 25. Januar bis 31. März 2024 gemessen. Die Gebäude wurden etwa 1980 errichtet und erfüllen durch laufende Ertüchtigungen die wärmetechnischen Anforderungen der EnEV.
Vierköpfige Familie simuliert
Bei der Messung wurde das Nutzerprofil einer vierköpfigen Familie mit zwei Erwachsenen und zwei Kindern simuliert, auf rund 140 Quadratmetern Wohnfläche. Ebenso wurde im Zuge der Vorbereitungen sichergestellt, dass die Voraussetzungen in den Zwillingshäusern identisch sind. Vor der Messung haben die Forscher in einem Gebäude für die Beheizung neun verschiedene Typen von Infrarotheizungen mit 210 bis 670 Watt installiert. Zusammen erreichten sie eine Leistung von 9,1 Kilowatt.
Das Referenzgebäude wiederum ist mit einer Gasbrennwerttherme mit elf Kilowatt Heizleistung sowie jeweils einem Flachheizkörper in jedem beheizten Raum ausgestattet. Nur im Wohnzimmer waren zwei Heizkörper installiert. Insgesamt haben alle Heizkörper eine Leistung von 9,6 Kilowatt. Der Energiebedarf für die Bereitung von Warmwasser gehörte nicht zur Untersuchung.
Direkter Vergleich spricht für IR-Heizung
In den beiden Gebäuden wurde in der Mitte aller Räume ein sogenannter Messbaum für den thermischen Komfort platziert. In den Messungen wurde der tatsächliche Nutz- und Endenergieverbrauch im direkten Vergleich zwischen den IR-Heizungen und der fossilen Heiztechnik erfasst.
Das Ergebnis: Im Messzeitraum vom 25. Januar bis 31. März 2024 lag der Nutzenergieverbrauch – also die den Räumen zugeführte Heizwärme – im konventionell beheizten Referenzhaus bei 1.305 Kilowattstunden. Das Gebäude mit den Infrarotheizungen brauchte für die Heizung nur 1.267 Kilowattstunden.
Damit lagen beide Gebäude ungefähr gleichauf. Doch im Gegensatz zum gasbeheizten Referenzgebäude fallen bei den elektrischen Direktheizungen keine Verluste bei der Erzeugung und der Verteilung der Wärme im Gebäude an.
Bei der Berücksichtigung dieser Verluste ergibt sich ein Endenergieverbrauch der Gasheizung im Referenzhaus von 1.876 Kilowattstunden, etwa ein Drittel höher als die tatsächlich genutzte Wärme. Der Endenergieverbrauch des Gebäudes mit Infrarotheizungen bleibt unverändert bei 1.267 Kilowattstunden.
Somit verbrauchte das Gebäude mit Infrarotheizung 32 Prozent weniger Endenergie als mit Gasbrennwerttherme im Referenzgebäude. „Die Ergebnisse bestätigen, was wir in der Praxis oft sehen“, resümiert Dirk Bornhorst von der IG Infrarot. „Infrarotheizungen benötigen weniger Endenergie als konventionelle Heizsysteme.“
Nach Information des Bundesverbandes der Schornsteinfeger vom Juli 2024 waren 2023 circa 8,2 Millionen Heizanlagen in Deutschland über 15 Jahre alt. „Das heißt, bei Millionen von konventionellen Heizsystemen würde eine Endenergieeinsparung durch energieeffiziente und schnell reagierende Infrarotheizungen unter realen Bedingungen eintreten“, kommentiert Lars Keussen von der IG Infrarot die Studie. Der Abschlussbericht des Fraunhofer IBP steht zum kostenfreien Download auf der Website der IG Infrarot bereit:
Nützliche Links
Aktuelle Studien, Produkte und Tipps zur IR-Wärme
Studie „Potentialbewertung von Infrarotheizungen als Spitzenlastabdeckung“ der TU Dresden (2023):
https://ig-infrarot.de/studie-tu-dresden-2023/
Studie „Energetische Bewertung des Einsatzes von Infrarotheizungen als Spitzenlastabdeckung in Kombination mit einer Wärmepumpe für verschiedene Baualtersklassen“ (27. Mai 2024):
https://ig-infrarot.de/studie-tu-dresden-2024/
IR-Bau 2 der HTWG Konstanz:
Neue Produkte für solarelektrische Wärmetechnik:
https://www.photovoltaik.eu/produkte/waerme
Trendberichte, Anwendungen und Technik:
https://www.photovoltaik.eu/waerme
Tipps zur Planung von Infrarotheizungen
Die elektrische Infrarotheizung ist eine interessante Alternative oder Ergänzung zu konventionellen Heizsystemen. Für hohen Wärmekomfort ist die korrekte Auslegung wichtig. Hier einige Tipps:
Zu Beginn der Planung muss durch den Architekten oder Gebäudeenergieberater wie für jeden Neubau eine Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 erfolgen. Für Infrarotheizungen ist das Berechnungsverfahren für einzelne beheizte Räume relevant.
Da die Heizelemente die aufgenommene elektrische Energie zu annähernd 100 Prozent in Wärme umsetzen, gilt in der Praxis: Ein Heizelement mit 550 Watt Nennleistung deckt eine Normheizlast von 550 Watt ab.
Eine Besonderheit bei der maßgeschneiderten Auslegung ist die raumweise Gliederung in Bedarfszonen und Heizbereiche. Eine Bedarfszone stellt einen Raum oder Raumbereich dar, der durch spezifische Nutzung und Bedingungen wie Kühlung, Belüftung, Luftfeuchtigkeit, Beleuchtungsstärke charakterisiert wird. Die Bedarfszonen werden unter folgenden Bedingungen in Heizbereiche untergliedert: Für die Nutzung von Teilen der Bedarfszone bestehen unterschiedliche Behaglichkeitswünsche.
Oder Gebäudeteile unterscheiden sich hinsichtlich der Wärmeverluste so stark, dass eine Ausgleichssteuerung geboten ist. Ziel ist es immer, in den jeweiligen Aufenthaltsbereichen ein Optimum an Behaglichkeit für die Nutzer sicherzustellen.
Die Regelung der Heizelemente erfolgt im Verbund durch Steuergeräte und Raumthermostate. Jede Bedarfszone erhält zur Regelung der Lufttemperatur einen digitalen Raumthermostat. Als Komplettanbieter liefert Vitramo sämtliches Zubehör zur Installation der Heizelemente sowie für den elektrischen Anschluss inklusive der Steuerungskomponenten.
