Wenn im Geschosswohnungsbau eine Heizungssanierung ansteht, dann sollte zunächst überlegt werden, ob das vorhandene Anlagensystem auch noch zukünftigen Ansprüchen genügt und von den Mietern akzeptiert wird. Anhand von anlagentechnischen, baukonstruktiven sowie klimaschützenden und ökonomischen Kriterien lässt sich ein Heizungssystem auswählen, das den Zielsetzungen des Eigentümers weitestgehend entspricht.
Text: Lutz Dorsch
Der erste Schritt, der im Zuge einer bevorstehenden Heizungssanierung gemacht werden sollte, hat die Gebäudehülle im Blick. Vorrangig sollte nämlich zunächst die Reduzierung der Nutzenergiemengen im Fokus der Überlegungen stehen. Bei den thermischen Nutzenergien, die vorrangig im Wohnungsbau betrachtet werden, handelt es sich um die Bereitstellung der gewünschten Raumwärme und des Trinkwarmwassers. Sie gehören zur Energiemenge, die weder von anlagentechnischen Prozessen noch von Energieträgern abhängt. Ein Reduzieren der Nutzenergie für das Heizen (= Heizwärmebedarf) kann einerseits durch ein Vermindern der Wärmeverluste und andererseits durch das Steigern der solaren Wärmegewinne ermöglicht werden. Eine Optimierung der Gebäudehülle verlangt zwar meist höhere Investitionen, erscheint aber langfristig sinnvoller und nachhaltiger.
Ein weiterer Aspekt, der den grundsätzlichen Überlegungen vorangehen sollte, ergibt sich aus den mehr oder weniger absehbaren Entwicklungen im Zusammenhang mit der »Energiewende«. Diese sind gegenwärtig zwar noch sehr abstrakt, doch gibt es eine Reihe von Anhaltspunkten, die eine Tendenz aufzeigen. Dazu zwei Beispiele: Die europäische Gebäuderichtlinie (EPBD), die in allen Mitgliedstaaten seit Beginn 2013 in nationales Recht hätte umgesetzt werden müssen, verlangt ab 2021 für den gesamten Neubau den Standard eines »Nearly Zero Energy Building«, also ein Niedrigstenergiegebäude. Eine quantitative Beschreibung dieses Gebäudestandards hat die Bundesregierung bislang noch nicht formuliert. Als weiteres Beispiel dient ein Blick zu unseren Nachbarn nach Dänemark. Dort dürfen seit diesem Jahr im Neubau keine Öl- und Erdgas-Heizkessel mehr installiert werden. Ähnliches gilt bei einem Kesseltausch ab 2016: Dann dürfen – sofern ein Anschluss an ein Fernwärme- oder Erdgasnetz möglich ist – keine Öl-Heizkessel mehr zum Einsatz kommen.
Da es sich auch hierzulande bei Heizungssanierungen um Investitionen mit Nutzungsdauern von 15, 20 oder mehr Jahren handelt, sollten diese Entwicklungen in die Entscheidungsfindung einfließen.
Verschiedene Arten der Wärmeverteilung
Im Geschosswohnungsbau können die Heizungssysteme grundsätzlich in drei Arten der Wärmeverteilung unterschieden werden: gebäudezentral, wohnungszentral und dezentral (s. Abb. 2). Diese Einteilung gilt nicht nur für das Heizungssystem, sondern gleichermaßen auch für die Trinkwarmwasserbereitung. Die Systeme kommen häufig in einer Mischform vor, d. h., die Wärmeverteilung für die Heizung erfolgt beispielsweise gebäudezentral und die Trinkwarmwasserbereitung dezentral (Kleinspeicher). Dieser Artikel wird sich aber auf Heizungssysteme beschränken.
Gebäudezentrale Verteilung
Bei dieser Variante gibt es einen Wärmeerzeuger, der meist im Keller steht, und das ganze Gebäude mit Wärme versorgt.
Vorteile:
- Einbindung von erneuerbaren Energien möglich.
- Keine grundsätzlichen Beschränkungen bei der Wahl des Energieerzeugers bzw. -trägers.
- Niedrigere Betriebskosten, da nur ein Wärmeerzeuger gewartet werden muss.
- Bei Kesselanlagen ist nur eine Abgasleitung erforderlich.
Nachteile:
- Verbrauchsabhängige Heizkostenabrechnung erforderlich.
- Nachtabsenkung wegen des meist unterschiedlichen Nutzungsverhaltens nur bedingt möglich.
- Bei Ausfall des Energieerzeugers wird das gesamte Gebäude nicht mehr mit Wärme versorgt.
Wohnungszentrale Verteilung
Hier gibt es je Wohnungseinheit einen Wärmeerzeuger. Dabei handelt es sich meist um Gasthermen. Diese Art wird häufig auch als Etagenheizung bezeichnet.
Vorteile:
- Jeder Mieter muss einen Vertrag mit einem Energieversorgungsunternehmen (EVU) abschließen. Dadurch entfällt der Abrechnungsaufwand für den Vermieter.
- Der Ausfall eines Geräts wirkt sich nur auf die entsprechende Wohnung aus.
- Kochen mit Erdgas ist möglich, da ein entsprechender Anschluss bereits in jeder Wohnung vorhanden ist.
- Mieterspezifische Betriebsweise der Heizung.
Nachteile:
- Mehrere Abgasleitungen erforderlich.
- Höhere Wartungskosten, da mehrere Geräte gewartet werden müssen.
- Gasanschluss in jeder Wohnung erforderlich.
- Geringere Energieeffizienz, da beispielsweise ein großer Wärmeerzeuger weniger Bereitschaftswärmeverluste aufweist als mehrere kleine Geräte.
- Kaum eine Einbindung von Erneuerbaren Energien möglich.
- Wahl der Energieträger stark eingeschränkt.
- Bei Umstellung auf gebäudezentrale Verteilung sind Eingriffe in die Bausubstanz erforderlich. ›
Dezentrale Wärmeerzeugung
Nahezu in jedem Raum einer Wohnung ist ein Wärmeerzeuger aufgestellt, wodurch sich eine Wärmeverteilung erübrigt. Üblicherweise sind das elektrische Nachtspeicheröfen, früher auch Öl- oder Kohleöfen.
Vorteile:
- Keine oder nur sehr geringe Wärmeverluste durch Verteilung und Erzeugung.
- Keine Funktionsflächen erforderlich.
- Jeder Mieter muss einen Vertrag mit einem EVU abschließen. Dadurch entfällt der Abrechnungsaufwand für den Vermieter.
Nachteile:
- Grundsätzlich keine Nutzung von Erneuerbaren Energien möglich – die Einbindung einer Photovoltaikanlage zur Eigennutzung ist im Geschosswohnungsbau aus Gründen der Abrechnung eher unwahrscheinlich.
- Höhere Wartungskosten, da mehrere Geräte je Wohnungseinheit gewartet werden müssen.
- Wahl der Energieträger stark eingeschränkt.
- Bei Umstellung auf gebäude- oder wohnungszentrale Verteilung sind erhebliche Eingriffe in die Bausubstanz erforderlich.
Entscheidungskriterien
Anlagentechnik
Die Anzahl der möglichen anlagentechnischen Systeme, die im Zuge einer Sanierung zur Ausführung kommen können, beschränkt sich zunächst durch deren Verfügbarkeit. D. h., dass für alle leitungsgebundenen Energieträger (hier Fernwärme und Erdgas) der Zugang zu einem entsprechenden Versorgungsnetz möglich sein muss. Aber auch für andere Energieträger bzw. Erzeugerarten kann es Einschränkungen geben. Wird beispielsweise eine Holzpelletheizung favorisiert, dann muss ein entsprechend großer Lagerraum vorhanden sein – bei einem MFH wird z. B. bei einer nur einmaligen Befüllung pro Jahr schnell eine Grundfläche von 40 m2 notwendig.
Wärmepumpenanlagen benötigen hingegen eine Wärmequelle: Bei Außenluft ist sowohl der Schallschutz für die Bewohner als auch für die Nachbarn zu gewährleisten. Soll mittels einer Bohrung dem Erdreich Wärme entzogen werden, dann muss für deren Machbarkeit, neben einer Reihe anderer Aspekte, natürlich die Zugänglichkeit zum Grundstück gegeben sein. Außerdem wird genügend Fläche benötigt: Der Abstand zwischen zwei Erdwärmesonden sollte nach VDI 4640 bei Sondenlängen bis 50 m mind. 5 m und bei Längen bis 100 m mind. 6 m betragen. Bei unbebauten Grundstücksgrenzen sollte deren Abstand davon mind. die Hälfte der vorgenannten Werte betragen. Für Wärmepumpenanlagen gilt zusätzlich, dass die Vor- und Rücklauftemperaturen möglichst gering sein müssen (s. hierzu auch S. 72 in diesem Heft). Bei einer wohnungszentralen Verteilung reduziert sich die Auswahl an anlagentechnischen Systemen auf Abluft/Wasser-Wärmepumpen, die allerdings nur in Verbindung mit einer Lüftungsanlage betrieben werden können, oder auf Gasthermen. Diese gibt es in zwei Bauarten: Zum einen als Umlauf-Wassererhitzer, die im Durchlaufprinzip Wärme erzeugen und vorrangig nur für Heizzwecke verwendet werden, zum anderen in Form von Speichersystemen, die hauptsächlich für die Warmwasserbereitung und die Heizung eingesetzt werden und wegen ihres Vorratsspeichers (ca. 80-100 l für eine Wohnung) im Vergleich zu den Umlauf-Wassererhitzern etwas größer sind.
Baukonstruktion
Das Kriterium der baukonstruktiven Randbedingungen spielt insbesondere bei einem Wechsel des Verteilsystems eine Rolle, weil zusätzliche Leitungen im Gebäude verlegt werden müssen. Hierfür kommen eventuell vorhandene Kamine oder Lüftungsschächte, die nicht mehr benötigt werden, oder noch freie Installationsschächte infrage. Alternativ ist auch in Verbindung mit einer Fassadensanierung die Verlegung an der Außenwand möglich.
Klimaschutz und Ökonomie
Der Einsatz erneuerbarer Energien setzt grundsätzlich eine gebäudezentrale Verteilung voraus. Für die Wärmeerzeugung im Gebäude kommen Biomasse und Solarthermie sowie Außenluft oder dem Erdreich entzogene Wärme in Verbindung mit einer Wärmepumpenanlage infrage. Aber auch viele Fernwärmenetze werden teils aus erneuerbaren Energien gespeist.
Ein ökonomischer Vorteil durch niedrigere Betriebskosten ist für den Mieter bei der Nutzung von erneuerbaren Energien aber nicht notwendigerweise gegeben. Auch bedeutet deren Einsatz nicht zwingend eine wesentliche Steigerung der Investitionskosten. Fernwärme z. B. kann je nach Herkunft (Kraft-Wärme-Kopplung, Biomasse, Müllverbrennung, Produktionsprozess etc.) einen Primärenergiefaktor von 0,0 erreichen. Die Klimaschutzwirkung ist dann hoch, während die Investitionskosten und die Betriebskosteneinsparung gering sind. Nur bei der Solarthermie ist die Betriebskosteneinsparung – in Abhängigkeit des solaren Deckungsanteils – ebenfalls hoch (s. Abb. 3).
Fazit
Am Anfang einer Heizungssanierung sollte auf Basis der hier beschriebenen Kriterien zusammen mit dem Investor eine Entscheidungsgrundlage erarbeitet werden, auf die ein individueller Sanierungsfahrplan aufgebaut werden kann. Dieser berücksichtigt dann sowohl alle anlagentechnischen als auch bautechnischen Maßnahmen und lässt erkennen, welche Art der Wärmeverteilung – gebäude- oder wohnungszentral – bei einer anstehenden Sanierung am geeignetsten ist. Je nach Randbedingungen kann also die eine oder die andere Lösung sinnvoller sein.
Aber unabhängig davon, wie die Heizungssanierung erfolgen soll – ob mit Wechsel des Energieträgers oder Umstellung von einer wohnungs- auf eine gebäudezentrale Wärmeverteilung –, sollte für die richtige Dimensionierung des Wärmeerzeugers und der Überprüfung der Heizflächen immer eine Heizlast- und Rohrnetzberechnung durchgeführt werden. Auch muss der hydraulische Abgleich des Rohrnetzes, für die gleichmäßige Wärmeversorgung aller Heizkörper, immer Bestandteil der Maßnahmen sein. Somit werden unnötige Überdimensionierungen vermieden und prozessbedingte Wärmeverluste minimiert. •
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