Bild 1: Von Öl über Gas zur nachhaltigen Wärmepumpentechnik: Der dreiflügelige 5-Geschosser rechts vorn steht fast schon exemplarisch dafür, wie sich die Heiztechnik in den vergangenen mehr als 60 Jahren verändert hat
Auslöser für die Investition war der notwendige Austausch des alten atmosphärischen 150 kW-Gaskessels. Um langfristig eine möglichst wirtschaftliche Lösung zu finden, wurden unterschiedlichste Anlagenvarianten durchgerechnet. Auch im Hinblick auf die perspektivische Entwicklung der Verbrauchskosten für CO2-bepreistes Gas. Als Ergebnis erhielt das wärmetechnisch nur bedingt ertüchtigte Hochhaus eine 3-er Wärmepumpenkaskade mit je 10 kW Leistung sowie – zur Absicherung der Warmwasserbereitung – einen ergänzenden Spitzenlastkessel.
Walter Neundorf, Beiratsvorstand der Wohnungseigentümergemeinschaft, zieht nach einem halben Jahr Betriebszeit eine positive Bilanz: »Die Investition in Höhe von rund 125.000 €, inklusive aller Umfeldmaßnahmen, abzüglich Förderung über die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) lag zwar deutlich über den Kosten für einen Fernwärmeanschluss. Auf 20 Jahre Nutzungsdauer gerechnet ist die nachhaltige Wärmepumpenlösung jedoch wesentlich günstiger. Zudem sind wir unabhängig von der Preispolitik zentraler Versorger. Wir können also langfristig verlässlicher kalkulieren, da wir nicht mit unvorhersehbaren Kostensprüngen für Energie rechnen müssen. Und gefroren hat im vergangenen Winter in diesem Haus auch keine der insgesamt 20 Parteien!«
Bemerkenswerte Wärmehistorie
Bild 2: In den Wohnungen mussten im Prinzip nur die Ventile an den Heizkörpern für einen dynamischen hydraulischen Abgleich getauscht werden, um trotz der abgesenkten Vorlauftemperaturen die normgerechte Wärmebereitstellung zu gewährleisten
Die »Wärmehistorie« des markanten Hochhauses mit seinen drei Flügeln in der Marmeladenmetropole Bad Schwartau ist fast schon ein Spiegelbild lokaler Energieversorgung aus einem halben Jahrhundert Stadtgeschichte. Denn als das Quartier am Mühlenberg in den 60-er Jahren erschlossen wurde, war das Thema »zukunftsträchtiges Bauen« bereits bemerkenswert innovativ aufgestellt: Die abwechslungsreiche Bebauung aus Reihenhäusern, Riegelobjekten sowie höheren Geschossbauten im Umfeld von Schulen, Sportstätten und Nahversorgungsmöglichkeiten stand für ein sozial durchmischtes Wohnen von Jung und Alt sowie von Menschen unterschiedlichster Einkommensschichten (Bild 1).
Um den lokalen Emissionsausstoß zu reduzieren, wurde für die Siedlung zudem ein Nahwärmekonzept aufgesetzt. Es basierte auf einer großen, ölbefeuerten Heizzentrale in dem Fünfgeschosser, von der aus zusätzlich rund 70 weitere Wohneinheiten in der Nachbarschaft versorgt wurden. 2 MW Leistung lieferten die beiden Ölkessel, und über den Versorgungsleitungen im Garten hin zu den Nachbargebäuden schmolz im Winter der Schnee, erinnern sich die Älteren unter den Bewohner noch heute: »Auch deswegen stand in der kalten Jahreszeit manchmal alle drei Wochen der Tankwagen mit eine rneuen Öllieferung in unserer Straße!«
So kam es, wie es kommen musste:Die Hausbesitzer wechselten, das Bewusstsein für sparsamen Umgang mit Energie stieg – und das Nahwärmekonzept wurde vor rund 30 Jahren aufgelöst. Stattdessen erhielt der Fünfgeschosser eine neue Gasheizung. Neundorf: »Die meisten Hauseigentümer in der Nachbarschaft haben sich damals anders entschieden und an Fernwärme anschließen lassen. Schließlich liegt das Heizkraftwerk der Kommune dafür fast in Sichtweite. Unsere Eigentümergemeinschaft aber wollte schon immer unabhängig sein.«Die allgemeine Kostenentwicklung, so Neundorf weiter, habe recht schnell bestätigt, wie richtig diese Entscheidung war: »Während wir zum Beispiel dank eines günstigen Rahmenvertrages nur 7,3 Ct./kWh Gas bezahlen mussten, wurden für die Fernwärme in den Häusern nebenan schon 15 bis 16 Cent aufgerufen.« Ähnlich zukunftssicher sollte deswegen auch der jetzt notwendige Heizungstausch sein – die Weichen für die Wärmepumpenkaskade waren gestellt.
Herausfordernde Auslegung
Bild 3: Auf der App lässt es sich nachlesen, dass die Wärmepumpenkaskade nach dem ersten Winter mit einer Jahresarbeitszahl von 4.0 optimal ausgelegt ist
»Technisch«, sagt Fachhandwerker Henrik Behnke von Behnke Haustechnik aus Ahrensbök, »wurde die nun realisierte Umrüstung der Heizungsanlage von Gas auf eine Wärmepumpenlösung insofern etwas erleichtert, weil das Gebäude vor gut 15 Jahren einen Vollwärmeschutz bekommen hat – aber ohne Dachsanierung und ohne Fenstertausch. Die Heizlast betrug dadurch nur noch 143 W/m²a. In den Wohnungen waren auf der anderen Seite aber zwischenzeitlich schon etliche Heizkörper ausgetauscht worden. Die ursprünglich großzügigen Wärmeübertragerflächen, die eine einfache Absenkung der Vorlauftemperatur erleichtert hätten, waren also nicht mehr gegeben. Doch auch dieses Problem konnte gelöst werden. Zum einen durch eine bedarfsgerechte Dimensionierung der Neuanlage inklusive hydraulischem Abgleich. Zum anderen durch das Auswechseln von mehr als 100 Ventilen, die für einen dynamischen hydraulischen Abgleich im Betrieb sorgen.« (Bild 2) Für die komfortable Wärmeversorgung reicht jetzt eine Spreizung von 55/48 °C aus, was sich wiederum direkt auf die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpen auswirkt. Nach der ersten Wintersaison liegt diese bei 4,0 (Bild 3).
Die wesentliche Investition aber konzentriert sich natürlich auf den Heizungskeller und dessen Infrastruktur: Neben den drei in Kaskade geschalteten Luft/Wasser-Wärmepumpen wurden dort zwei Multifunktionsspeicher mit 800 l bzw. 1000 l Inhalt installiert, um die regenerativ erzeugte Wärme zu puffern (Bild 4). Die Trinkwasserbereitung erfolgt bedarfsgerecht über zwei darauf abgestimmte Trinkwasserstationen exclusiv. Womit auch die für Bestandsobjekte dieser Größe typische Herausforderung »Erhalt der Trinkwasserhygiene bei stark wechselnden Bedarfen« in Kombination mit den vier ebenfalls neuen und um etwa 50 % bedarfsgerechter als früher dimensionierten Zirkulationssträngen abgedeckt war.
Zusätzlich ist zwar noch ein wandhängendes Gas-Brennwertgerät mit 63 kW Leistung installiert, um für punktuelle Bedarfsspitzen in Perioden mit außergewöhnlich niedrigen Außentemperaturen gerüstet zu sein, »Gebraucht wurde das bislang aber nicht«, sagt Beiratsvorstand Neundorf. Vielleicht auch deshalb, weil der Warmwasserbedarf in dem Hochhaus mit lediglich einem Kubikmeter pro Tag außergewöhnlich gering ist.
Trotzdem möchte Fachhandwerker Behnke auf dieses Backup nicht verzichten: »Die Auslegung von Trinkwasserinstallationen, und damit der entsprechende Energiebedarf, ist gerade in einem so großen Objekt ausgesprochen schwierig, weil die Nutzerzahlen über einen längeren Zeitraum gesehen typischerweise stark schwanken. Mit dem Gas-Brennwertgerät steht aber eine Reserve zur Verfügung, die diese Spitzenlasten abfangen kann, ohne die Leistungszahl der Wärmepumpen selbst zu beeinträchtigen.«
Beachtliche »Lernkurve« bei allen Beteiligten
Bild 4: In zwei Allstor-Multifunktionsspeicher wird die kostenfreie Umweltwärme gepuffert
Gedauert hat die Umrüstung des Fünfgeschossers auf die nachhaltige Wärmetechnik rein technisch gesehen nur vier Wochen. In dieser Zeit wurden, neben der Installation der originären Wärmepumpenanlage und ihrer Peripherie, im »Heizungskeller« sämtliche Rohrleitungen inklusive Verteilung erneuert. Die Elektrotechnische Anlage wurde auf den neuesten Stand ertüchtigt und auch die Wände gestrichen. »Eine schöne Heiztechnik braucht eben auch einen entsprechenden Rahmen«, sagt Verwalter Frank Sigmund.
Auf eine gewisse Weise war die Verschönerungsmaßnahme aber zugleich das »Tüpfelchen auf dem i« einer beachtlichen Lernkurve, die der Gebäudeverwalter genauso wie WEG-Beiratsvorsitzender Neundorf und nicht zuletzt Fachhandwerker Behnke bei diesem Projekt durchlaufen haben. Denn vom am Anfang stehenden Wunsch der Eigentümergemeinschaft, künftig regenerativ zu heizen, über die Projektierung und die bedarfsgerechte Auslegung bis zur Inbetriebnahme durch die Spezialisten von Vaillant selbst (Behnke: »Diesen Service sollte man auf jeden Fall dazubuchen, denn hier werden nochmals wertvolle Effizienzpunkte gewonnen!«) mussten insbesondere bei der Dimensionierung der Anlage sowie bei der Beantragung der Fördermittel unterschiedlichste Klippen umschifft werden.
Fachhandwerker Behnke dazu: »Eine wichtige Erkenntnis war für mich die zwingende Notwendigkeit, vor Beginn einer solchen Sanierungsmaßnahme möglichst präzise den Bestand aufzunehmen. Und zwar die Wärmebedarfe und deren Verteilung auf Raumwärme bzw. Warmwasser wie genauso die Größe des vorhandenen Verteilnetzes. Denn beides hat am Ende maßgeblichen Einfluss darauf, mit was für einer Anlagenkonfiguration und mit welcher Leistung wir den Versorgungskomfort der Hausbewohner sicherstellen können. Besonders plastisch wurde uns das durch eine Vergleichsrechnung im Vorfeld vor Augen geführt, bei der mit zahlreichen Annahmen gerechnet worden war – die sich angesichts der schlichten Größe des Gebäudes später überhaupt nicht mehr halten ließen.«
WEG-Vorsitzender Neundorf: »Dass sich der Umstieg auf eine Heizungsanlage auf Basis erneuerbarer Energien für die Wohnungseigentümer auszahlt, stand schon relativ früh fest. Ebenso wie die deutlich höheren Kosten als beim reinen Heizungstausch. Demgegenüber aber sahen wir die attraktiven Förderkonditionen, die uns die Entscheidung deutlich erleichtert haben. Dazu zählten vor allem die 35 % Basisförderung sowie weitere 30 % bei selbst genutztem Wohnraum. Was wir unterschätzt haben, ist jedoch gleichzeitig der administrative Aufwand, um diese Förderung zu erhalten. Eine große Hilfe war da die Unterstützung durch Fachhandwerker Behnke und nicht zuletzt die fachliche Begleitung durch Vaillant, wenn es beispielsweise um die Einhaltung von Fristen oder maßgebliche Prozessschritte zur Beantragung der Fördermittel ging.«
Das gemeinsame Fazit: Sowohl die Eigentümer als auch der Fachhandwerker, der für die Effizienz der Wärmepumpenanlage verantwortlich ist, würden ein solches Projekt jederzeit wieder umsetzen. Denn »die Investitionssumme als solche ist relativ schnell vergessen. Was aber bleibt, sind die dauerhaft niedrigen Verbrauchskosten für uns alle – und das jeden Monat, auf viele Jahre hinaus. Unabhängig davon, was am fossilen Energiemarkt passiert.«
