Zottels Zeug
 Sat, 22 Nov 2014 00:19:27 +0100 zuletzt bearbeitet: Fri, 28 Nov 2014 21:45:53 +0100  
Eine Fußbodenheizung kann im Vergleich zu traditionellen Heizkörpern Energie sparen, weil sie eine deutlich geringere Vorlauftemperatur benötigt. Um ihr volles Potential auszuschöpfen, muss sie aber auch richtig eingestellt werden – und das ist nicht so ganz einfach.
Einiges aus dem folgenden Artikel lässt sich auch auf Heizungsanlagen mit Heizkörpern übertragen, mein Fokus liegt aber auf der Fußboden- bzw. Wandheizung.

Grundlagen


Die Thermostate in den Räumen funktionieren nicht so wie bei Heizkörpern, regeln also nicht stufenlos. Sie machen einfach nur die Leitung auf oder zu, nur 0 und 1.
Das Ziel bei der Einstellung der Heizung ist eine möglichst große Spreizung zwischen Vor- und Rücklauftemperatur, d.h. im theoretischen Ideal ist das heiße Wasser, das in den Heizkreislauf eingespeist wird (= Vorlauf), auf Zimmertemperatur abgekühlt, wenn es wieder zur Therme zurückkommt (= Rücklauf). Mit anderen Worten: Es wird nur so viel Wärme erzeugt, wie wirklich gebraucht wird, kein bisschen mehr. Ganz so ist das natürlich nicht erreichbar. Und: Zumindest unsere Therme zeigt die Rücklauftemperatur auch nicht an, eigentlich auch nicht richtig den Vorlauf, nur die Temperatur, die das Wasser in der Heizung gerade hat – wenn der Brenner aus ist, entspricht das also dem Rücklauf, wenn er an ist dem Vorlauf.
Alle modernen Heizungen sind „außentemperaturgeführt“, d.h. sie haben einen Temperaturfühler an der Außenwand des Hauses und regeln die Vorlauftemperatur in Bezug zur Außentemperatur. Weil die benötigten Wärmemengen natürlich nicht in jedem Haus gleich sind, gibt es die „Heizkurve“. In der Anleitung zur Therme (meist nur in der Version, die für den Heizungsbauer bestimmt ist, aber zumindest wir haben die bekommen) sind die Heizkurven in einer Grafik dargestellt; man kann anhand einer Zahl in der Konfiguration der Heizung eine auswählen. In der Grafik kann man sehen, welche Außentemperaturen zu welchen Vorlauftemperaturen führen. Sie unterscheiden sich in der Steigung, d.h. ein Grad weniger Außentemperatur führt zu einem halben Grad mehr Vorlauftemperatur, oder eben zu 0,7 Grad oder 0,3 Grad etc.
Zusätzlich kann man die Kurve nach oben oder unten verschieben, um die gleiche Steigung zu haben, aber eine niedrigere oder höhere Vorlauftemperatur bei einer bestimmten Außentemperatur zu erzielen. Damit wird der sogenannte „Fußpunkt“ eingestellt. Für mich wenig einleuchtend ist das je nach Fabrikat dadurch zu erreichen, dass man die gewünschte „Zimmertemperatur“ verändert. So ist bei uns, wenn ich mich recht erinnere, eine Zimmertemperatur von 23°C eingestellt, obwohl die tatsächlich erreichte Temperatur nur bei um die 21°C liegt. Einige Systeme bieten auch die Möglichkeit, anhand einer tatsächlich gemessenen Zimmertemperatur zu regeln, die dann aber nur in einem Raum gemessen wird.
Neben den Thermostaten können die einzelnen Heizkreisläufe der Fußbodenheizung für die Zimmer (teils mehrere Zimmer, z.B. Flur + Klo + Hauswirtschaftsraum bei uns) an Ventilen geregelt werden, die sich meist irgendwo in einem Kasten in der Wand befinden. Hier wird die tatsächliche Durchflussmenge bestimmt, wenn der jeweilige Kreislauf gerade offen ist. Das wird auch als „hydraulischer Abgleich“ bezeichnet.

Einstellung der Fußbodenheizung


Jetzt wird es kompliziert und zeitaufwendig:
Die Heizung ist dann am effizientesten, wenn sie über den hydraulischen Abgleich so eingestellt ist, dass für jedes Zimmer genau die benötigte Wärmemenge zur Verfügung gestellt wird. Das bedeutet:
Man dreht alle Raumthermostate auf die maximale Temperatur, damit sie die Kreise alle aufmachen. Das Ventil für den wärmsten Raum (meist Bad) dreht man komplett auf, die anderen je nach geschätzter Charakteristik vielleicht ein bisschen weiter zu oder auch nicht. Dann regelt man tage- bis wochenlang am Fußpunkt und vielleicht auch schon an der Heizkurve herum, bis man einen Wert erreicht hat, wo es im wärmsten Raum nicht zu heiß und auch nicht zu kalt wird. Derweil regelt man auch die Ventile für die anderen Räume ein, wenn es dort zu heiß oder zu kalt wird.
Das dauert, auch deshalb, weil so eine Fußbodenheizung ja furchtbar träge ist und man letztlich erst am nächsten Tag beurteilen kann, ob die neue Einstellung jetzt passt.
Dann wartet man auf anderes Wetter. Ob die Steigung der Heizkurve passt, kann man ja erst feststellen, wenn es kälter oder wärmer wird. Wenn man merkt, dass es bei kaltem Wetter zu kalt ist (bei wärmerem Wetter aber richtig), muss die Heizkurve steiler werden. Ist es bei wärmerem Wetter zu warm (bei kaltem aber richtig), kann man die Kurve flacher machen. Dabei muss man aber evtl. den Fußpunkt wieder ein Stück nach oben/unten schieben, damit bei kaltem bzw. warmem Wetter wieder die gleiche Vorlauftemperatur gefahren wird wie bisher.
Letztlich muss man fast eine ganze Heizperiode lang basteln (irgendwann dann natürlich mit wieder aktivierten Raumthermostaten, sonst bekommt man Akzeptanzprobleme in der Familie). Wenn die Raumthermostate wieder auf die gewünschten Temperaturen eingestellt sind, kann man nur noch „zu kalt“ feststellen, d.h. man macht die Kurve flacher, bis es bei Kälte zu kalt wird, und macht sie dann wieder etwas steiler, und man versucht auf ähnliche Weise, den idealen Fußpunkt zu finden.
Theoretisch ist der hydraulische Abgleich Aufgabe des Heizungsbauers, aber wie anhand des Aufwands klar wird: Zumindest ideal wird es sicher kein Heizungsbauer einstellen. Bei unserem Haus wurde nur Pi mal Daumen irgendwas eingestellt, keine weiteren Besuche für Nachregelungen, und natürlich mit viel zu hoher Vorlauftemperatur – so kann man nichts falsch machen, die Raumthermostate machen ja dann zu. Nur lässt sich natürlich einiges einsparen, wenn man es richtig macht.
Folgt man der reinen Theorie, sollte man die Raumthermostate immer auf 30°C+ eingestellt lassen – wenn die Heizung perfekt konfiguriert ist, passt die Temperatur dann ja. In der Praxis kommt aber die Sonneneinstrahlung hinzu: An sonnigen Tagen sorgt sie für sehr kräftige zusätzliche Aufheizung der Räume – und der Außentemperaturfühler der Heizung bekommt das nicht mit, weil er sinnvollerweise normalerweise an der Nordseite des Hauses angebracht wird. Dadurch würde es viel zu warm werden.
An sonnigen Tagen ist es also erwünscht, dass das Raumthermostat den Heizkreis des Zimmers schließt. Dass die Heizung dann evtl. warmes Wasser an allen Kreisen vorbei pumpt (weil sie geschlossen sind) und es sinnlos auf z.B. 32°C hält, ist nicht zu verhindern.
Was sich aber verhindern lässt, ist eine viel zu hohe Einstellung der Vorlauftemperatur, die unnötig Energie verschwendet. Was unser Heizungsbauer hinterlassen hat, hätte je nach Außentemperatur häufig zu Vorlauftemperaturen jenseits der 50°C geführt – die einzelnen Kreise hätten also immer mal für eine Weile aufgemacht, dann wieder geschlossen, und die Heizung hätte völlig unnötig das Wasser ständig auf dieser hohen Temperatur gehalten.
Das muss nicht sein.
Zum Schluss bleibt noch die „Heizgrenztemperatur“ zu erwähnen: Das ist die Außentemperatur, unterhalb der die Heizung überhaupt erst aktiviert wird. Wie schon erwähnt habe ich sie für unser Haus auf 12°C eingestellt.
Auch hier sollte man aber nicht alles der Automatik überlassen: In der Übergangszeit zwischen Sommer und Herbst liegen die Temperaturen am frühen Morgen oft unterhalb dieses Wertes, so dass die Heizung aktiviert werden würde. Weil es tagsüber aber wesentlich wärmer wird, ist das noch nicht nötig.
Während der Sommermonate schalte ich die Heizung deshalb auf reinen Warmwasserbetrieb, so dass die Heizkreise für die Erwärmung des Hauses gar nicht beschickt werden. Erst wenn es so kalt wird, dass gefühlt eine Beheizung des Hauses notwendig wird, aktiviere ich die Heizung wieder.

#Energiesparen
Zottels Zeug
 Fri, 21 Nov 2014 23:37:10 +0100 zuletzt bearbeitet: Fri, 28 Nov 2014 21:56:11 +0100  
Im Zuge unseres Neubaus vor zwei Jahren, und zuvor schon in dem Reihenhaus, das wir zur Miete bewohnt haben, habe ich mich sehr intensiv mit verschiedenen technischen Möglichkeiten zum Energiesparen beschäftigt. Hier ein Überblick über meine Ergebnisse.

Heizungssteuerung/-absenkung


Wenn man traditionelle Heizkörper sein eigen nennt, auch als Mieter in einer Wohnung, hat man mittlerweile eine große Auswahl an Systemen, die bei Abwesenheit die Raumtemperaturen absenken können. Statt des traditionellen Thermostats montiert man dazu einen elektronischen Regler auf die Heizung, funkgesteuert durch ein Raumthermostat oder auch direkt am Heizkörper selbst geregelt. Auch die Heizungsanlage selbst kann so eingestellt werden, dass sie nachts oder, wo sinnvoll, auch tagsüber, die Raumtemperatur absenkt.
Grundsätzlich ist das eine sehr sinnvolle Möglichkeit, Heizkosten zu sparen. Die Einsparpotentiale werden allerdings oft überschätzt.
„Ich heize acht Stunden lang nicht, das ist ein Drittel des Tages, also müsste ich etwa 33% einsparen.“ Mitnichten.
Die Energie, die beim Abkühlen des Raumes eingespart wird, muss später wieder hineingesteckt werden, um ihn wieder auf die ursprüngliche Temperatur zu bringen – das ist ein Nullsummenspiel.
Die Einsparung ergibt sich ausschließlich dadurch, dass bei einem abgekühlten Raum die Differenz zur Außentemperatur geringer wird. Je größer sie ist, desto mehr Wärmeenergie geht nach draußen verloren. Deshalb lässt sich mit erkalteten Räumen Energie sparen.
Am besten funktioniert das natürlich bei schlecht gedämmten Häusern. Da viel Energie nach außen verloren geht, kühlt sich der nicht mehr geheizte Raum schnell ab, und somit reduziert sich der Energieverlust.
In sehr gut gedämmten Häusern reduziert sich die Temperatur über Nacht kaum – entsprechend gering ist das Einsparpotential. Was nicht heißt, dass man darauf verzichten sollte, jedes eingesparte Kilowatt ist gut. Insofern schadet es auch nicht, bei der Heizung eine Nachtabsenkung zu programmieren, selbst wenn man in einem Passivhaus wohnt. Und wenn es nicht ums Geld geht, sondern ums Energiesparen aus Prinzip, kann man nichts falsch machen.
Wenn man aber mit dem Ziel der Kosteneinsparung entsprechende Technik anschafft, muss man schon überlegen, ob die Anschaffungskosten je hereingeholt werden können.
Grob kann man sagen: Im Altbau sicher ja, im Neubau wahrscheinlich nicht, dazwischen muss man abwägen.

Wärmepumpen


Diese Anschaffung hatte ich für unseren Neubau überlegt, dann aber verworfen. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe wäre halbwegs bezahlbar gewesen, ist aber wohl (wie ich aus Berichten verschiedener Leute, die hoffentlich wirklich mehr wissen als ich, herausgelesen habe) nicht so effizient wie sie oft beworben wird. Sie muss ja aus einer Temperaturdifferenz Energie ziehen, und das tut sie mit der Außenluft, ergo wird das immer schwieriger, je kälter es draußen ist.
Mit anderen Worten: Dann, wenn man am meisten Wärme braucht, ist die Wärmepumpe am ineffizientesten. An kalten Wintertagen hat man eigentlich nichts besseres als einen klassischen Heizstab zur Verfügung. Außerdem tun sich Wärmepumpen recht schwer, höhere Temperaturen zu erzeugen, wie sie für die Warmwasserversorgung nötig sind. Anders gesagt: Genug Wärme für Fußbodenheizung, die ja in einem gut isolierten Haus nur wenig jenseits 30°C Vorlauf braucht, ist kein Problem und schön effizient. Aber die 50°C+ für Warmwasser klappen nicht so gut.
Oder auch für klassische Heizkörper, die je nach Außentemperatur und Dämmung oft mehr als 50°C Vorlauftemperatur benötigen – Luft-Wasser-Wärmepumpen, die für Häuser ohne Fußboden-/Wandheizung verkauft werden (oder auch, meiner Meinung nach unabhängig von der Heizquelle extrem blödsinnig, für Häuser, die sowohl über Fußbodenheizung als auch über Heizkörper geheizt werden, z.B. FBH im EG, aber Heizkörper im OG), halte ich für Nepp.
Ob Luft-Wasser-Wärmepumpen überhaupt richtig sinnvoll sind, ist zumindest diskutabel.
Besser sind Wärmepumpen, die Erdsonden (am besten) oder Schlauchwindungen dicht unter der Erde im Garten nutzen. Aber auch wesentlich teurer. Die Sache mit den Schlauchwindungen ist nicht ganz so teuer. Um einen guten Wärmetausch zu gewährleisten, muss die Erde um die Schläuche aber immer feucht sein. Schwierig in Trockenperioden, und unser Garten wäre für so eine Lösung vmtl. eh zu klein gewesen.
Unser Grundstück war sowieso mit Erdgas versorgt, insofern haben wir uns dann für eine Brennwert-Erdgas-Therme entschieden.
Erdöl ist übrigens immer etwas schwieriger, weil sich Erdöl-Brenner nur schlecht in der Leistung regeln lassen. (Neuerdings gibt es da was, glaube ich, aber neu und teuer.) Das ist insbesondere deshalb problematisch, weil Heizungsbauer (zumindest laut Berichten im Web) dazu tendieren, die Heizungsanlage wesentlich zu groß zu dimensionieren, also eine Anlage zu installieren, die deutlich mehr Heizleistung liefern könnte als das Haus tatsächlich benötigt.

Solarthermie


Ist sinnvoll, und zumindest für die Warmwasserbereitung sollte man das auf jeden Fall in Erwägung ziehen. Natürlich gilt auch hier: Die meiste Wärme steht im Sommer zur Verfügung, wenn man sie gar nicht braucht. Im Winter reicht es meist nicht, um den Warmwasserbedarf zu decken, zumindest nicht, wenn es lange so bewölkt ist wie jetzt. Oft versprechen Firmen, die so etwas verkaufen wollen, das Blaue vom Himmel herunter und rechnen mit Einsparungen, die nie und nimmer zu erzielen sind.
Zumindest bei einem Neubau würde ich das aber auf jeden Fall aufs Dach setzen – und meist ist es eh dabei, weil es sonst relativ schwierig ist, den KfW-vorgeschriebenen Endenergiebedarf einzuhalten.
In unserer Konfiguration (drei Kollektoren) kann im Sommer die Heizung meist ganz ausbleiben, weil der komplette Warmwasserbedarf über Solarthermie gedeckt werden kann.
Empfehlenswert sind Flachkollektoren, evtl. solche von etwas höherer Leistungsklasse (die bei Kälte weniger Wärme an die Umgebung verlieren und auch bei der Energieumsetzung einen hohen Wirkungsgrad haben). Die besten (und teuersten) kommen heute an Vakuum-Röhren-Kollektoren heran.
Vakuum-Röhren-Kollektoren sind teuer, aber sehr effizient. Hauptproblem: Sie sind empfindlich. Im Sommer ist es ganz normal, dass die Kollektoren (ob flach oder Röhre) sich so sehr aufheizen, dass die Wärmegewinnung abgeschaltet wird, um das System nicht zu beschädigen. Röhrenkollektoren können dann explodieren und müssen danach ausgetauscht werden. In solchen Systemen wird somit oft versucht, überschüssige Wärme abzuführen – zum Beispiel im Hochsommer in die Fußbodenheizung. Yay!
Bei der Heizungsunterstützung durch Solarthermie bin ich schon skeptischer. Grundsätzlich gilt: Vom Umweltaspekt her ist das natürlich immer gut. Finanziell rechnen wird es sich in einem energetisch guten neuen Haus aber eher nicht. Die gesamte notwendige Heizenergie ist so gering, dass sich solche Systeme selbst bei einer praktisch unmöglichen hundertprozentigen Einsparung oft nicht rechnen würden. Tatsächlich realistisch sind meist weniger als 30%.
Vielleicht ist es bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe noch anders, wo die Heizenergie im Winter relativ teuer ist. Bei Gas lohnt es sich definitiv nicht.
Anders ist das natürlich bei der Nachrüstung in alten Häusern. Wo viel Energie für Heizung draufgeht, kann mit einer entsprechend dimensionierten Anlage auch viel eingespart werden.
Weiterhin gibt es die Möglichkeit, mit Schichtspeichern die Ausnutzung der Solarthermie zu optimieren. In einem einfachen Speicher verteilt sich das Wasser auf natürliche Weise: Unten kalt, oben warm. Der Wärmetauscher befindet sich meist im Speicher selbst, oben kommt heißes Fluid rein, wendelt sich dann durch bis unten und wird dabei abgekühlt. Dabei bleibt der Speicher nicht ideal geschichtet, d.h. die Wärmeschichten vermischen sich. Es wird quasi in der Mitte unnötig warm und oben unnötig kühl (oben wird das Warmwasser natürlich entnommen).
Schichtladespeicher haben den Wärmetauscher meist außerhalb des Speichers. Je nach Wärme des erwärmten Wassers wird es dann auf unterschiedlicher Höhe des Speichers eingespeist, und die Schichtung bleibt besser erhalten.
Nachteil: Komplizierte Technik, hoher Preis.
Bei Heizungsunterstützung kann das aber durchaus Sinn machen, weil dann gezielt auch kühleres Wasser entnommen werden kann, nicht warm genug für das Warmwasser, aber sehr wohl für die Fußbodenheizung.
Ohne Heizungsunterstützung würde ich zu Schichtspeichern sagen: Jedes eingesparte Kilowatt ist gut; wenn man es sich leisten kann, sollte man das machen. Ich glaube aber nicht, dass sie den Aufpreis reinholen können.
Besonders interessant fand ich in diesem Zusammenhang das System von EFG Sandler, #^http://www.efg-sandler.com/ . Die Ideen finde ich grundsätzlich sehr einleuchtend, aber es ist mir nie richtig gelungen festzustellen, ob diese Firma wirklich seriös ist, und das Angebot, das ich mir habe erstellen lassen, war preislich jenseits von gut und böse.
Noch ein Stichwort: „Hygienespeicher“. Bedeutung: Bei der Warmwasserbereitung wird hier nicht das Wasser an sich, das später auch an die Wasserhähne „ausgeliefert“ wird, im Tank gespeichert. Statt dessen wird immer Frischwasser benutzt, das durch einen Wärmetauscher im Tank aufgeheizt wird. Vorteil: Keine Legionellengefahr. Nachteil: Zumindest ein bisschen Effizienzverlust, Kosten.

Lüftungsanlage


Das einzige wirklich teure Gadget, das wir uns geleistet haben. Im Fachjargon eine „KWL mit WRG“, also kontrollierte Wohnraum-Lüftung, und zwar mit Wärmerückgewinnung.
Ich halte das für eine sehr sinnvolle Anschaffung. Hier kann wirklich viel Energie eingespart werden. Unser Haus erfüllt „nur“ KfW 70, aber bei Außentemperaturen größer als 12°C müssen wir nicht heizen. Die Wärme, die schlicht durch die Anwesenheit der Familie, durch kochen und duschen etc. eingebracht wird, reicht aus – weil sie zum größten Teil im Haus bleibt. Lüften nicht nötig (aber natürlich möglich).
Durch den hohen Preis ist auch hier fraglich, ob sich das wirklich amortisiert. Sagen wir so: Wenn man nicht die Filter wechseln müsste, würde es sich auf jeden Fall lohnen. Die Filter sind aber relativ teuer (wenn man nicht Ersatzprodukte benutzt) und führen letztlich zumindest in unserem Fall dazu, dass die Amortisierung in 15 Jahren zumindest knapp wird. Wegen des hohen Energie-Einsparpotentials besonders bei sehr gut gedämmten Häusern (lüften muss man schließlich immer, und gerade dann, wenn das Haus sehr dicht ist) halte ich die Investition trotzdem für sinnvoll.
Nachteile: Nachrüstung schwierig bis unmöglich, weil die Rohre in Decken/Wänden verlegt werden müssen. Manche haben Angst vor Schimmel in den Rohren (was ich persönlich aber wegen des ständigen Luftstroms mit trocknender Wirkung für unwahrscheinlich halte). Teuer.

Flächenheizungen


Grundsätzlich gilt: Je größer die Fläche ist, die der Heizkörper hat, und je besser sie im gesamten Raum verteilt ist, desto niedriger kann die Vorlauftemperatur der Heizung sein. Flächenheizungen (Fußboden-/Wandheizungen) haben hier naturgemäß Vorteile. In einem gut gedämmten Haus reicht selbst im tiefsten Winter meist eine Vorlauftemperatur von unter 35°C, um es im Haus mollig warm zu haben. Das spart ebenfalls Kosten (allerdings hauptsächlich deswegen, weil auf dem Weg zum Heizkörper wegen der geringeren Temperatur weniger Energie verlorengeht, und weil sich die Wärme besser im Raum verteilt).
Das bedeutet auch: In gut gedämmten Häusern merkt man kaum etwas von der Fußbodenheizung; es ist nicht wie früher, dass der Boden merklich warm ist, was gerne zu „dicken Füßen“ etc. geführt hat: Die Temperatur des Bodens liegt eigentlich immer unter Körpertemperatur.
Nachteile: Man sollte die Bodenbeläge sorgfältig auswählen. Bei Wandheizungen muss man beim Bohren aufpassen, dass man die Schläuche nicht beschädigt. Sehr träge: Ein kaltes Haus kann im Winter Tage brauchen, bis es wieder auf die gewohnten Temperaturen kommt. Wenn man die Heizung für den Urlaub programmiert, muss man das beachten und sie unbedingt rechtzeitig (d.h. mindestens einen Tag vor der Rückkehr) wieder hochregeln.

#Energiesparen
Zottels Zeug
 Thu, 26 Jun 2014 12:26:16 +0200 zuletzt bearbeitet: Fri, 10 Jul 2015 23:34:29 +0200  
Der folgende Artikel ist zuerst im März 2010 in meinem alten Blog erschienen, ich habe ihn jetzt noch ein wenig überarbeitet. Ich werde nach und nach lesenswerte Artikel umziehen, so dass ich dann die Möglichkeit habe, das alte Blog, das noch bei Google gehostet ist, zu löschen.

Der folgende, recht umfangreiche Artikel behandelt die Energieverluste, die beim Betrieb eines Autos auftreten, und welche Methoden zum Spritsparen deshalb sinnvoll sind.
TL;DR: Um Sprit zu sparen sollte man: Ein kleines, leichtes Auto fahren, so wenig wie möglich bremsen (also vorausschauend und mit viel Abstand zum Vordermann fahren), früh hochschalten und den Motor in einem niedrigen Drehzahlbereich halten, beim Beschleunigen kräftig aufs Gas drücken (aber dabei immer in niedrigen Drehzahlbereichen bleiben!), Auskuppeln, wenn man dahinrollen kann (aber nur dann, wenn man deswegen dann nicht bremsen muss; wenn man langsamer werden muss, sollte immer ein Gang eingelegt sein), auf der Autobahn nicht schneller als 120 km/h fahren.

Physikalische Grundlagen
Beginnen wir also mit den Kräften, die im Auto zu Energieverbrauch führen:
  • Reibung der Reifen und der diversen Lager an Achsen usw. beim Rollen. Wird größer, je breiter die Reifen sind, außerdem wächst die Reibung proprotional zur Geschwindigkeit. Da Räder mit kleinem Durchmesser zu größeren Drehgeschwindigkeiten der Räder führen, steigen die Reibungsverluste an den Lagern außerdem, wenn die Räder kleiner werden.
  • Reibung in Motor und Getriebe. Steigt und sinkt mit der Motordrehzahl.
  • Luftwiderstand. Steigt quadratisch zur Geschwindigkeit und proportional zu Frontfläche und cw-Wert des Autos.
  • Beschleunigungsenergie. Steigt quadratisch zur Geschwindigkeit (zur Beschleunigung von 50 auf 100 km/h ist viel mehr Energie nötig als zur Beschleunigung von 0 auf 50 km/h – bei 1 kg fast 300 J statt knapp 100 J) und proportional zur Masse.
  • Bergauffahrten: Die für die Höhenänderung nötige Energie ist proportional zur Masse und zur Höhe.
  • Verlustleistung des Motors. Als Faustregel kann man sagen: Wenn der Motor bei etwa 90% der Leistung, die er bei der aktuellen Drehzahl bringen kann, gefahren wird, arbeitet er besonders effizient. „Gaspedal streicheln“ beim Beschleunigen ist dagegen keine gute Idee.
    Außerdem ist der Verlust extrem groß, solange der Motor kalt ist. Bei der morgendlichen Fahrt zum Bäcker, die nur ein paar hundert Meter weit führt, sollen Verbräuche um 60 l/100 km keine Seltenheit sein.
  • Absichtliches Abbremsen. (Also nicht Gebremstwerden von Reibung/Luftwiderstand/Berg, sondern Nutzung des Bremspedals.)
  • Andere Verbraucher. Die Klimaanlage schaltet einen meist mechanisch angetriebenen Kompressor mit in den Antriebsstrang, und elektrische Verbraucher wie Sitzheizung, Gebläse oder Licht verlangen mehr Leistung von der Lichtmaschine, die dann ebenfalls stärker bremst.

Teilweise kann man diese Energie aber wieder zurückbekommen, wenn man entsprechend fährt:
  • Die Energie, die man in die Beschleunigung gesteckt hat, verpufft nicht – sie bleibt als kinetische Energie in der Geschwindigkeit vorhanden und wird nur von den Energieverlusten durch Reibungskräfte inkl. Luftwiderstand nach und nach abgebaut (man wird also auf ebener Strecke nur wegen dieser Reibungskräfte langsamer).
    Solange man nicht bremst. Dann wird diese kinetische Energie von den Bremsen komplett in Wärme umgewandelt und verpufft vollkommen ungenutzt.
  • Gleiches gilt für Berge, die man anschließend wieder hinunterfährt. Von zwei gleich langen Wegen zum gleichen Ziel, von denen einer über einen Berg führt und einer im Flachland bleibt, ist nicht zwingend der flache der effizientere. Da beim Bergauffahren möglicherweise der Motor in einem effizienteren Leistungsbereich bewegt wird, kann der Bergweg sogar zu weniger Verbrauch führen. Solange man bergab nicht viel bremsen muss und nicht hochtourig bergauf gefahren ist.


Konkrete Tipps
Die obigen Grundlagen führen zu folgenden Fahrempfehlungen:
  • Nicht bremsen. Ok, sagen wir: So wenig bremsen wie möglich. So lange man rollen kann, nutzt man die Energie, die man vorher in die Beschleunigung oder den Anstieg gesteckt hat. Beim Bremsen wirft man sie weg. Auch wenn das auf den ersten Blick wie ein Raserspruch klingt, bedeutet es genau das Gegenteil: Vorausschauend fahren und viel Abstand halten, um wenig bremsen zu müssen, im Zweifel eher langsamer als schneller fahren.
  • Leerlauf. Auf den ersten Blick könnte man denken, dass es Sinn macht, den Gang beim Rollen drinzulassen, schließlich hat heute jedes Auto eine Schubabschaltung und braucht dann überhaupt keinen Kraftstoff mehr. Tatsächlich hält man damit aber den Motor auf relativ hohen Drehzahlen, was große Reibungsverluste bedeutet.
    Anders gesagt: Kupple ich aus, läuft der Motor mit unter 1.000 Umdrehungen pro Minute und braucht also sehr wenig Kraftstoff. Rolle ich dagegen mit eingekuppeltem Gang, läuft der Motor im Bereich von 1.500 bis 3.000 Umdrehungen pro Minute mit, hat also sehr viel höhere Reibungsverluste, die mein Auto wiederum abbremsen und mir somit die kinetische Energie nehmen, die ich in der Geschwindigkeit noch habe. Diese Energieverluste sind höher als die Energie, die der Motor braucht, um mit Kraftstoffaufwand in der Leerlaufdrehzahl gehalten zu werden.
    Dabei sollte nicht nur die Kupplung getreten, sondern unbedingt auch ausgekuppelt werden, weil sonst im Getriebe zur Synchronisation der Gänge noch so einiges in Bewegung bleibt und Reibungsverluste erzeugt.
    Dieser Tipp muss aber vorsichtig und sehr vorausschauend eingesetzt werden. Es bringt überhaupt nichts, wenn ich bergab auskupple, um dann ständig auf der Bremse zu stehen. Die gewonnene Energie wird dann sofort wieder von den Bremsen in die Luft geblasen; wenn ich mit der Motorbremse dafür sorge, dass der Motor momentan keinen Kraftstoff zugeführt bekommt, ist das viel sinnvoller. Gleiches gilt, wenn ich ausgekuppelt an eine Ampel heranrolle, um am Schluss dann doch noch kräftig zu bremsen. Dann lieber gleich eingekuppelt bleiben.
    Sinn macht dieser Tipp nur, wenn man zum Beispiel weit vorausschauend 200 m vor einem Ortsschild auskuppelt, um dort dann – ohne zwischendurch gebremst zu haben! – mit etwa 50 km/h anzukommen. Oder wenn man bei einem leichtem Gefälle zwischendurch mal mit dem Motor bremst, ansonsten den Wagen rollen lässt, aber die Bremse nie anrührt.
    Zu häufiger Einsatz an der falschen Stelle führt zu mehr Bremsungen und mehr Spritverbrauch, als wenn man den Gang einfach dringelassen hätte.
  • Kräftig beschleunigen. Um den Motor im Bereich seines besten Wirkungsgrades zu betreiben, sollte das Gaspedal beim Beschleunigen zu etwa 90% durchgetreten werden. Dabei natürlich trotzdem frühzeitig hochschalten, um Reibungsverluste durch hohe Drehzahlen zu vermeiden.
    Das bedeutet: Kurz kräftig aufs Gas, dann bei spätestens 2.000 Umdrehung pro Minute in den höheren Gang, wieder kurz kräftig aufs Gas und gleich weiter hochschalten etc.
    Dass im Motor beim anschließenden „Dahingleiten“ ohne weitere Beschleunigung relativ viel der eingesetzten Leistung verpufft (weil er bei der minimalen Last einen schlechten Wirkungsgrad hat), macht nicht viel aus: Relativ viel von ganz wenig ist immer noch ganz wenig. Will sagen: Dass von der wenigen Energie, die zum Halten der Geschwindigkeit benötigt wird, ein großer Prozentsatz verloren geht, ist nicht so schlimm. Beim Beschleunigen wird aber sehr viel Energie benötigt, deshalb sollte es in einem möglichst effizienten Leistungsbereich des Motors vonstatten gehen.

    EDIT: Nach aktuellen Erfahrungen mit meinem Kleinwagen (Peugeot 107) muss ich diese Aussage ein Stück weit korrigieren.
    Weiterhin gilt auf jeden Fall: Kräftig beschleunigen! Bei einem Kleinwagen, vor allem bei einem Benziner, der im niedrigen Drehzahlbereich wenig Drehmoment entwickelt, macht es je nach Situation aber oft keinen Sinn, schon bei 2.000 U/min hochzuschalten.
    Ich kam ins Nachdenken, als ich es einmal auf dem Heimweg von der Arbeit sehr eilig hatte und entgegen meiner sonstigen Gewohnheiten so schnell fuhr wie erlaubt und möglich: Mit sehr hohen Drehzahlen massiv hochbeschleunigt, oft gebremst, bei freier Landstraße nicht mit knapp über 90 km/h, sondern laut Tacho mit fast 120 km/h unterwegs … Und trotzdem erreichte ich laut Bordcomputer zwar keinen sehr guten, aber doch einen besseren Verbrauch als bei „schlechten“ Fahrten (wo der Verkehr zu ungünstigen Manövern führte) mit angeblich spritsparender Fahrweise.
    Der Grund wurde mir schnell klar: Auch bei niedrigen Drehzahlen führt die Beschleunigung mit fast durchgedrücktem Gaspedal zu Verbräuchen jenseits von 10 l/100 km. Bei hohen Drehzahlen sind die Verbräuche noch einmal um geschätzt 30-50% höher – aber für wesentlich kürzere Zeit, da ich über das viel höhere Drehmoment, das der kleine Benziner hier erreicht, meine Zielgeschwindigkeit, bei der ich dann mit wenig Verbrauch „weitersegeln“ kann, viel schneller erreiche.
    Es kann also sinnvoller sein, den Motor weit hochdrehen zu lassen, wenn dadurch die Zielgeschwindigkeit und damit der niedrige Kraftstoffverbrauch deutlich schneller erreicht werden kann.
    Das gilt nicht oder nur teilweise bei Diesel- und modernen Turbomotoren, die schon bei geringen Drehzahlen ein hohes Drehmoment erreichen, und auch bei „normalen“ Benzinern nur dann, wenn die Motorisierung eher klein ausfällt und daher bei niedrigen Drehzahlen der Beschleunigungsvorgang sehr langwierig wird.
    Eine zeitlang habe ich das recht extrem betrieben: Grundsätzlich im zweiten Gang bis 55, im dritten bis knapp 90 km/h (also jeweils ca. 4.000 U/min), bergauf maximal beschleunigt usw. Das führte zwar tatsächlich zu leicht verbesserten Verbrauchswerten gegenüber der niedertourigen Fahrweise, aber nur minimal.
    Ideal ist hier ein Zwischending: Nicht so sehr ins Extrem gehen. Bei etwa 3.000-3.500 U/min hochschalten. Wenn auch niedertourige Fahrweise ausreichende Beschleunigung ergibt, etwa bei leichtem Gefälle, trotzdem früh hochschalten. Und: Wenn die Zielgeschwindigkeit hoch ist, die Strecke bis zur nächsten Ortschaft aber kurz, habe ich oft meine 90+ km/h auf Streckenabschnitten erreicht, wo ich vorher so schnell gar nicht wurde. Das hilft natürlich auch nicht beim Sparen.
    Um es zusammenzufassen: Frühes Hochschalten ist nur dann sinnvoll, wenn es nicht zu einem stark verlängerten Beschleunigungsvorgang führt.
  • Nicht zu schnell fahren. Spätestens jenseits der 100 km/h wird der Luftwiderstand wirklich sehr groß – das kann man wunderbar spüren, wenn man bei diesem Tempo einmal die Hand aus dem Fenster hält. Und er steigt quadratisch zur Geschwindigkeit!
  • Noch wichtiger ist, nicht unnötig zu beschleunigen, wenn man ohnehin gleich wieder bremsen muss – so bläst man ungeheure Energiemengen einfach in die Luft.
  • Drehzahlen niedrig halten. Faustregel: Spätestens bei 2000 Umdrehungen pro Minute in den nächsthöheren Gang schalten – außer, wenn das den Beschleunigungsvorgang stark verlängert, siehe EDIT oben.
    Außerdem: Wenn nicht mehr beschleunigt werden muss, reichen bei vielen Motoren auch deutlich niedrigere Drehzahlen unter 1500 Umdrehungen pro Minute (5. Gang im Stadtverkehr). Das muss man selbst ausprobieren – solange es nicht ruckelt und dröhnt, ist alles in Ordnung. Wenn man wieder beschleunigen muss, ist es dann natürlich meist sinnvoll, wieder zurückzuschalten.
  • Gewicht sparen. Das heißt vor allem: Möglichst ein relativ kleines Auto fahren. Und natürlich nichts unnötig herumkutschieren, was man ohnehin selten braucht; Kofferraum ausräumen.
  • Luftwiderstand sparen. Für den Luftwiderstand ist neben der Geschwindigkeit die Frontfläche und der cw-Wert ausschlaggebend. Beides ist bei einem SUV besonders groß und damit besonders ungünstig – bei solchen Autos kann schon im Stadtverkehr der Luftwiderstand die sonstigen Reibungsverluste übersteigen!
    Und natürlich: Keine Dachträger oder gar Dachboxen herumfahren, wenn man sie gerade nicht benötigt, bei höheren Geschwindigkeiten (außerhalb der Stadt) lieber die Lüftung an- als die Fenster aufmachen.
  • Unnötige Verbraucher abschalten. Das betrifft vor allem die Klimaanlage, die bei manchen Autos fast einen Liter auf hundert Kilometer schlucken kann. Auch die Heckscheibenheizung zieht relativ viel (aber kein Vergleich zur Klimaanlage!). Kleinere Verbraucher wie Sitzheizung, Radio, Außenspiegelheizungen, Lüftung auf hoher Stufe und Licht fallen dagegen weniger ins Gewicht, ihre Auswirkungen sind beim Spritverbrauch kaum zu spüren – höchstens, wenn man sie alle gemeinsam aktiviert oder deaktiviert.
    Unnötigen Verbrauch vermeiden ist natürlich immer sinnvoll, aber es ist extrem unsinnig, etwa in der Dämmerung auf das Abblendlicht zu verzichten, weil man Sprit sparen möchte. Die Auswirkung auf den Spritverbrauch ist nahe Null, die auf die eigene Sicherheit dagegen gravierend. Es sollte sich auch niemand, der kein Tagfahrlicht sein eigen nennt, durchs Spritsparen davon abhalten lassen, auch tagsüber das Abblendlicht einzuschalten.
  • Gute, passende Reifen wählen. Eher schmal als breit, mit möglichst geringem Rollwiderstand. Im Frühjahr nicht zu lange bei Winterreifen bleiben. Aber auch hier gilt natürlich: Sicherheit geht vor. (Konkret: Keinesfalls auf schönes Wetter spekulieren und deshalb verfrüht Sommerreifen aufziehen! Aber eben auch nicht das Reifenwechseln aus Faulheit bis fast in den Sommer hinein aufschieben.)
    Wichtig ist natürlich auch der passende Reifendruck. Zu wenig Druck bedeutet mehr Reibung, mehr Verschleiß und mehr Verbrauch.
  • Keine großen Motoren wählen. Große Motoren haben mehr Reibungsverluste, brauchen mehr Energie, um in Schwung gebracht zu werden und sind schwerer. Und vor allem: Es ist fast unmöglich, mit ihnen bei etwa 90% Leistung effizient zu beschleunigen: Meist sind andere Autofahrer „im Weg“, außerdem sollte man sich manchmal auch um die Nerven der Mitfahrer Gedanken machen.
    Zudem kann man so schnell gar nicht hochschalten, wie ein kraftvoller Motor bei „90% Gaspedal“ schon wieder über die 2.000 Umdrehungen pro Minute hinausgeschossen ist.
    Zu klein sollte der Motor aber auch nicht sein: Wenn man erst ab 2500 Umdrehungen pro Minute überhaupt die Leistung auf die Straße bringt, die einen beim Beschleunigen nicht zum Verkehrshindernis macht, verliert man wieder zuviel Energie durch Reibungsverluste im Motor.
    Ähnliches gilt für Langstreckenfahrer: Ein größerer Motor mit lang übersetztem 6. Gang ist beim Dahingleiten über die Autobahn sparsamer als ein kleines Motörchen jenseits der 3.000 Umdrehungen pro Minute.
    Ein starker Motor verleitet aber natürlich auch immer dazu, unvernünftig zu fahren.
  • Strecken klug auswählen. Wo man die Wahl hat, etwa bei einem längeren Weg zur Arbeit, sollte man sich die möglichen Strecken anhand ihres Spritverbrauchspotentials ansehen. Besonders schlimm sind Strecken, bei denen ständig beschleunigt und abgebremst werden muss, sprich Stadtverkehr. Autobahn kann zwar effizienter sein als Landstraße, aber nur, wenn man sich im Tempo eher an LKWs als an Sportwagen orientiert, und wenn man ständiges Abbremsen und Beschleunigen nach Möglichkeit vermeidet.
    Den Umweg, den Autobahnen gegenüber einem Weg übers Land oft bedeuten, sind sie von der Spitersparnis her meist nicht wert – außer die Landstraßenalternative jagt einen vom einen Dorf direkt ins nächste oder über extrem viele Kurven und Serpentinen, so dass wieder das Problem vieler Bremsungen besteht.
    Gerade, wenn man die Strecke gut kennt und sie nicht allzu befahren ist, kann man auf der Landstraße aber oft die aufgebaute Geschwindigkeit nutzen und ins nächste Dorf hinein ausrollen.
    Trotzdem gilt natürlich: Konstant 90 km/h auf der Autobahn kostet weniger Sprit als häufiges Beschleunigen und Abbremsen auf der Landstraße. Im Zweilfelsfall muss man die verschiedenen Alternativstrecken einfach einen Tank lang testen.
  • Uhrzeiten klug auswählen. Wenn man in Gleitzeit arbeitet und auch familiär die Wahl hat, sollte man den Berufsverkehr unbedingt meiden. Das schont nicht nur die Nerven, sondern auch den Geldbeutel. Eine halbe Stunde hin oder her macht oft extreme Unterschiede im Verkehrsaufkommen aus, und mithin in der Notwendigkeit, viel zu bremsen.
  • Zu mehreren oder mit öffentlichen Verkehrsmitteln fahren. Wer alleine im Auto unterwegs ist, lässt immer unnötig viel Energie auf der Straße, so sparsam Auto und Fahrstil auch sein mögen. Wo immer es möglich ist, sollte man deshalb auf Fahrgemeinschaften oder öffentliche Verkehrsmittel setzen.

Theoretisch wäre es also ideal, sofern die Verkehrssituation es ermöglicht, immer wieder (im höchsten Gang bei fast durchgetretenem Gaspedal) hochzubeschleunigen, dann auszukuppeln, eine Weile zu rollen und wieder hochzubeschleunigen. Außerdem müsste man so fahren, dass man die Bremse nie benötigt und immer rechtzeitig vom Gas geht.
Natürlich ist das unrealistisch. Ich persönlich würde auch ständiges Hochbeschleunigen und Wiederausrollen auf gerader Strecke als sehr unangenehm empfinden. Zumal mit anderen Verkehrsteilnehmern hinter mir – Andere nerven muss ja auch nicht sein.
Aber wo es ohne Verrenkungen möglich ist, macht es auf jeden Fall Sinn, diese Punkte zu beherzigen.

#Energiesparen #Umweltschutz #Verkehr