Umfassendes Sanierung und Dekarbonisierung

 

Thermische Sanierung und Ertüchtigung der Haustechnik im Bestand

Solaranlagen für Mehrfamilienhäuser liefern in den seltensten Fällen genug Strom für den Bedarf der Bewohner des Hauses. Daher muss man sich Gedanken darüber machen, wie man ihn am besten zum Nutzen der Bewohner einsetzen kann.

Eine besonders effektive Art, Solarstrom zu nutzen, ist ihn zu Heizzwecken einzusetzen. Eine Wärmepumpe kann zum Beispiel aus 1 Kilowatt Strom 4 KW oder mehr Wärme erzeugen, wenn sie mit Erdsonden kombiniert wird. Eine Wärmepumpe arbeitet allerdings nur innerhalb eines bestimmten Bereichs zwischen Ausgangstemperatur und Endtemperatur so wirtschaftlich. Daher muss das Haus zunächst möglichst gut thermisch gedämmt sein.

Solaranlagen für Mehrfamilienhäuser liefern in den seltensten Fällen genug Strom für den Bedarf der Bewohner des Hauses. Daher muss man sich Gedanken darüber machen, wie man ihn am besten zum Nutzen der Bewohner einsetzen kann.

 

Die thermische Sanierung

Bestandsgebäude sind oft schlecht gedämmt und bestehen aus Bauteilen, über die im Winter viel Wärme verloren geht. Dadurch wird nicht nur viel wertvolle Energie verschwendet, moderne Heizsysteme kann man erst dann sinnvoll nutzen, wenn die Vorlauftemperatur der Heizung möglichst niedrig ist. Am Beginn sollte also die Erstellung eines umfassenden Sanierungskonzepts stehen, das sowohl die thermische Sanierung umfasst als auch die Ertüchtigung der Haustechnik mit der Umstellung auf erneuerbare Energie.

Die thermische Modernisierung des Hauses umfasst je nach Notwendigkeit die Dämmung der Außenwände, den Fenstertausch, Dämmung der Kellerdecken und Dachflächen (zu denen auch Dachterrassen zählen). Welche Dämmstoffe und welche Dämmstärken dabei verwendet werden, ist bei jedem Projekt unterschiedlich. Je geringer der Heizwärmebedarfnach der Sanierung ist, desto höher ist die Förderung!

 

Erneuerbare Energie

Zusammen mit der EU hat sich Österreich entschieden, bis 2040 den Umstieg von fossiler auf erneuerbare Energie zu schaffen. Die Lebensdauer der alten Gas- und Ölheizungen ist daher nur noch kurz, und für den Umstieg auf erneuerbare Energieformen bleiben nur noch wenige Jahre.

Nicht alle Möglichkeiten sind allerdings in der Stadt sinnvoll, technisch möglich oder soweit ausgereift, dass man diese Technologie einsetzen kann. Im Folgenden werden die in Frage kommenden Lösungen behandelt:

 

Biomasseheizungen

Pelletsheizungen werden auch für Mehrfamilienhäuser empfohlen. In der Anschaffung sind sie relativ günstig und, wenn sie zum Beispiel eine Ölheizung ersetzen, ist auch der Aufwand bei der Umstellung eher gering. Dabei sollte man allerdings den erhöhten Wartungsaufwand und die Fehleranfälligkeit berücksichtigen. Die Kosten für die Pellets werden vom Marktpreis bestimmt, und auch auf die Verfügbarkeit hat man keinen Einfluss. Wirklich ökologisch sind Pellets nur, wenn sie aus der Region kommen und kurze Transportwege haben. Außerdem muss man die Anlage so konzipieren, dass nur wenig CO2 ausgestoßen wird.

 

Verschiedene Arten von Wärmepumpen

Luftwärmepumpen entziehen der Umgebungsluft Wärme und nutzen sie zum Heizen. In der Anschaffung sind sie günstig, aber ihr Wirkungsgrad ist nicht optimal, und besonders an sehr kalten Tagen benötigen sie sehr viel Strom. Hinzu kommt, dass sie relativ laut sein können und Mitbewohner oder Nachbarn stören, wenn keine zusätzlichen Schallschutzmaßnahmen getroffen werden.

Wasser-Wasser-Wärmepumpen entziehen dem Grundwasser Wärme. Das funktioniert allerdings nur, wenn ausreichend Grundwasser in nicht allzu großer Tiefe vorhanden ist. Der Wirkungsgrad ist sehr gut, die Kosten sind höher. Je nach der Menge an Sediment im Grundwasser kann es auch zu einem höheren Wartungsaufwand kommen.

Wasser-Sole-Wärmepumpen: Für Kollektoren, die ähnlich einer Fußbodenheizung als Leitungen flächig am Grundstück verlegt werden, steht auf den Grundstücken der meisten Mehrfamilienhäuser nicht genug nutzbare Fläche zur Verfügung. Stattdessen kann man aber Erdsonden einsetzen, die bis in eine Tiefe von 300 Metern installiert werden. Die Pumpe entzieht dem Boden Wärme über ein Wasser-Sole-Gemisch, das in der Erdsonde zirkuliert. Durch die Bohrungen und die Leitungen sind Erdsonden zunächst teuer, aber sehr langlebig (100 Jahre) und praktisch wartungsfrei. Der Wirkungsgrad ist sehr hoch. Erdsonden sind in der Anschaffung teuer, aber langfristig am wirtschaftlichsten. Daher beschäftigt sich dieser Artikel im Folgenden mit dieser Form der Heizung mit erneuerbarer Energie.

Wirtschaftlichkeit der Wärmepumpe

Die Ausgangstemperatur wird durch die Menge an Wärme bestimmt, die das Wasser-Sole-Gemisch dem Boden entzieht. Die Wärmepumpe übernimmt diese Ausgangswärme von ca. 10 Grad oder mehr und heizt sie weiter auf, bis die Flüssigkeit, die in den Heizleitungen zirkuliert, auf niedrige Temperaturen (35-45 Grad) erwärmt ist.

Eine Wärmepumpe verbraucht wesentlich mehr Strom, wenn diese Bandbreite (von etwa 35 Grad) deutlich überschritten wird. Dies kann vorkommen, wenn die Ausgangstemperatur niedriger ist (z.B. bei einer Luftwärmepumpe an sehr kalten Wintertagen) oder wenn die Vorlauftemperatur durch hohen Wärmeverlust über die Außenwände erhöht werden muss, um die Wohnungen ausreichend zu erwärmen.

Die Effizienz einer Wärmepumpe wird mit dem COP (Coefficient of Performance) gemessen, bei guten Geräten liegt er über dem Faktor 4. Das bedeutet, die Wärmepumpe erzeugt aus einem Kilowatt Strom mehr als 4 Kilowatt Heizwärme (unter Normbedingungen).

Eine sorgfältige Planung in Bezug auf die Abstimmung des Heizsystems des Hauses, konstante Ausgangstemperaturen (z.B. durch Erdsonden) und niedrige Vorlauftemperaturen (durch eine gute thermische Dämmung des Hauses) ist daher unerlässlich.

Erdsonden: Wärmepumpen, die mit Erdsonden verbunden sind, haben den Vorteil, dass die Temperatur ziemlich konstant ist, wenn die Erdsonden tief genug und mit ausreichendem Abstand zueinander installiert wurden. Bei zu geringem Abstand kann es vorkommen, dass die Erdsonden dem Boden zu viel Wärme entziehen und das Erdreich zu stark abkühlt. Ein Abstand von mindestens 8 Metern zwischen den Erdsonden sollte eingehalten werden, wenn dem Boden Wärme entzogen wird. Wenn dem Boden allerdings im Sommer Wärme zugeführt wird, kann der Abstand auf 6 Meter verringert werden. Diese Überschusswärme kann von einem Rückkühler oder einer Solarthermie-Anlage dem Erdreich zugeführt werden.

Bohrungen für die Erdsonden: Um ausreichend Erdsonden zur Deckung des Heizbedarfs zu installieren, sind viele Laufmeter Wasser-Sole-Leitungen erforderlich. Dies kann entweder durch die Tiefe der Bohrungen oder durch die Anzahl der Bohrlöcher gesteuert werden. Die Bohrtiefe liegt in der Regel zwischen 100 und maximal 300 Metern. Die Anzahl der Bohrlöcher ist durch die nutzbare Fläche begrenzt. Auf dem eigenen Grundstück können Freiflächen genutzt werden. In innerstädtischen Gebieten sind Hof- oder Gartenflächen oft zu knapp, um ausreichend Erdsonden für ein Mehrfamilienhaus zu installieren. In solchen Fällen ist es notwendig, Gehsteige und Parkplätze einzubeziehen.

In Wien gibt es genaue Vorschriften, unter welchen Bedingungen öffentliche Flächen für Erdsondenbohrungen genutzt werden können: Ein Mindestabstand von 3 Metern zum Nachbargrundstück muss eingehalten und bereits vorhandene Installationen wie Kanalisation, Gasleitungen, Glasfaserkabel und ähnliches berücksichtigt werden. Wenn sich vor dem Haus Bäume befinden, müssen auch diese in die Planung einbezogen werden. Die Stadt Wien erhebt eine Gebühr von € 30 pro Laufmeter Bohrung für die Nutzung öffentlicher Flächen. Diese Gebühr wird halbiert, wenn nachgewiesen werden kann, dass eine Anbindung an das Fernwärmenetz nicht möglich ist..

Kommentar:
Da bei der Umstellung der Heizung auf erneuerbare Energie
nur die Wärmepumpen gefördert werden und Erdsonden nicht,
kann diese Gebühr leider sehr schnell
die Fördersumme übersteigen!

 

Umstellung von dezentraler Gasheizung: Wenn das Haus bisher dezentral mit Gasthermen in den Wohnungen beheizt wurde, müssen Lösungen in Betracht gezogen werden um die Heizung zu zentralisieren. Inzwischen gibt es interessante Lösungen für diese Situation. Die erforderlichen Zuleitungen von der zentralen Wärmepumpe können beispielsweise über die Kamine und Rauchfänge erfolgen, die bisher für die Abluft der Gasthermen genutzt wurden. Dadurch vermeidet man Stemmarbeiten in den Wohnungen für neue Leitungen. Die notwendigen Zu- und Ableitungen, kann man auch über die Fassade führen.

Wärmespeicher: Um ein Haus im Winter den ganzen Tag oder auch über einen besonders sonnenarmen Zeitraum mit ausreichender Heizwärme zu versorgen, ist möglicherweise die Installation eines Pufferspeichers notwendig. Dabei wird zum Beispiel in einem Tank Wasser, das von der Wärmepumpe oder der PV-Anlage erhitzt wurde, mit hoher Temperatur gespeichert. Das Prinzip ist simpel und daher sind solche Speicher erschwinglich, eventuell ist auch das Upcyclen eines nicht mehr benötigten Heizöltank möglich. Wasser ist allerdings kein guter Speicher, um große Mengen Wärme über längere Zeit zu speichern. Daher ist so ein Pufferspeicher nur in der Lage, kürzere Zeiträume zu überbrücken.

Die Solaranlage

Bei mehrstöckigen Mehrfamilienhäusern ist der Stromertrag der PV-Anlage, die auf der nutzbaren Dachfläche errichtet werden kann, oft zu gering, um den Strombedarf der Bewohner des Hauses zu decken. Das gilt natürlich auch für die Versorgung der Wärmepumpe mit Strom, insbesondere im Winter, wenn der Solarstromertrag eher gering ist, aber eine hohe Heizleistung benötigt wird. Hier muss sorgfältig berechnet werden, ob die Leistung der Anlage und der Heizbedarf zusammenpassen, selbst wenn der Solarstrom ausschließlich zum Heizen genutzt wird. Eventuell muss man im Winter Strom aus dem Netz zukaufen. In der Übergangszeit kann der Rückkühler oder die Solarthermie-Anlage die Wärmepumpe unterstützen.

Steuertechnik

Mit Hilfe von intelligenter Steuertechnik lässt sich regeln, welche Geräte wann mit Strom versorgt werden. Vor allem die Heizung muss im Winter sichergestellt werden und wird in dieser Zeit den größten Anteil des Solarstromertrags verbrauchen. Mit zunehmender Sonneneinstrahlung im Frühling kann dann der Verbrauch der Heizung reduziert werden, und andere Geräte, z. B. für die Warmwasserbereitung, können bevorzugt werden. In den Sommermonaten wird möglicherweise sogar genug Ertrag erzielt, um auch den Bewohnern den Verbrauch als Haushaltsstrom zu ermöglichen.

 

Kühlung

Eine Heizungsanlage mit Wärmepumpe und PV-Anlage kann auch für die Kühlung des Hauses genutzt werden. Im Sommer, wenn die Anlage sehr viel Strom erzeugt, kann die Flüssigkeit, die im Heizsystem und den Radiatoren in den Wohnungen zirkuliert, auf etwa 20 Grad abgekühlt , und die anfallende Wärme kann zum Beispiel über die Erdsonden in den Boden abgeleitet werden. Dadurch wird Wärme gespeichert, die dann im Winter den Sonden zur Unterstützung der Heizung zur Verfügung steht. Allerdings muss man beachten, dass es nicht durch die kalten Rohre zu Kondensatwasser kommt.

 

Warmwasserbereitung

Neben der Heizung sollte auch die Warmwasserbereitung auf erneuerbare Energie umgestellt werden. Oft wird Warmwasser dezentral in den Wohnungen mit Gas erzeugt. Es macht wenig Sinn, die Warmwasserbereitung zu zentralisieren und mit der Wärmepumpe zu verknüpfen. Für ein Mehrparteienhaus würde ein großer Wasserspeicher benötigt, der hohe Temperaturen halten müsste, um hygienische Probleme zu vermeiden. Durch lange Rohrleitungen würde die Temperatur am Entnahmepunkt absinken und daher muss die Ausgangstemperatur besonders hoch sein.

Elektroboiler sind eine Möglichkeit, weiterhin dezentral warmes Wasser in den Wohnungen zu erzeugen. Wenn sie mit einer sogenannten „Nachtstrom“-Funktion ausgestattet sind, können sie so programmiert werden, dass sie den Solarstrom von der PV-Anlage nutzen, wenn zum Beispiel am Vormittag im Haus wenig Strom verbraucht wird. Durchlauferhitzer bieten diese Möglichkeit weniger oder nur dann, wenn ein Stromspeicher vorhanden ist.

Booster-Wärmepumpen sind kleine Wärmepumpen mit Warmwasserspeichern, die dezentral in den Wohnungen Luftwärme entziehen, um das Warmwasser aufzuheizen und dabei ausreichende Hygiene gewährleisten. Allerdings muss genug Luftvolumen für die Wärmepumpe zur Verfügung stehen, was in kleinen Bädern oft nicht der Fall ist.

Elektroboiler und Booster-Wärmepumpen, die im Nachtstrommodus arbeiten können, verbessern den Eigenstromanteil und damit die Wirtschaftlichkeit der PV-Anlage.

 

Platzbedarf

Neben den technischen Überlegungen muss natürlich auch geklärt werden, ob im Haus ausreichend Platz für die notwendigen Installationen vorhanden ist. Nach der Demontage des Brenners und des Tanks bei einer Ölheizung oder der zentralen Gastherme sollte das kein Problem sein. Auch für einen Pufferspeicher sollte genügend Raum vorhanden sein.

 

Umstellung auf Niedrigtemperaturheizung

Da eine Wärmepumpe wirtschaftlich nicht in der Lage ist, so hohe Vorlauftemperaturen zu erzeugen wie eine Gas- oder Ölheizung (Vorlauf etwa 60 Grad), ist es notwendig, die Heizung auf den Betrieb mit Niedrigtemperaturen umzustellen. Dabei wird die Vorlauftemperatur auf etwa 35 bis 40 Grad reduziert. Eine umfassende thermische Sanierung ist für eine Niedrigtemperaturheizung mit einer Wärmepumpe unbedingte Vorraussetzung um wirtschaftlich zu sein!

 

Weiterverwendung bestehender Radiatoren

Für diese Art der Heizung ist eine Fußbodenheizung nicht unbedingt erforderlich. Oft können auch die bereits vorhandenen Radiatoren weiterverwendet werden. Durch eine umfassende thermische Sanierung sollte der Heizbedarf in den Räumen so weit gesenkt sein, dass die bestehenden Radiatoren in der Lage sind, die Innenräume ausreichend zu beheizen. In manchen Fällen ist es jedoch notwendig, alte Radiatoren gegen moderne Heizkörper mit größerer Oberfläche für eine bessere Wärmeabgabe auszutauschen.

Anmerkung:
Es ist ratsam schon bei der Planung der Umstellung,
die technischen Voraussetzungen zu prüfen und
die erforderlichen Berechnungen durchzuführen!

 

Zweirohrsystem vs. Einrohrsystem

Vorteilhaft für den Betrieb einer Niedrigtemperaturheizung ist das Vorhandensein eines Zweirohrsystem. Dabei verfügt jeder Heizkörper über einen eigenen Zulauf vom Warmwasserrohr (Vorlauf) sowie einen eigenen Ablauf zum Kaltwasserrohr (Rücklauf). Dieses System verhindert effektiv das Absinken der Heizflüssigkeitstemperatur im Gegensatz zum Einrohrsystem, bei dem die Heizkörper direkt miteinander verbunden sind und die Temperatur der Heizflüssigkeit kontinuierlich abfällt. Die richtige Einstellung eines Einrohrsystems erfordert beim Niedrigtemperatur-Betrieb mehr Aufwand und ein hydraulischer Abgleich ist unbedingt notwendig.

 

Hydraulischer Abgleich

Nach einer thermischen Sanierung und der Umstellung auf erneuerbare Energie ist es wichtig, einen hydraulischen Abgleich durchzuführen, um sicherzustellen, dass alle Heizkörper im Haus gleichmäßig mit Wärme versorgt werden, über die Heizungsrohre nicht zuviel Abwärme abgegeben und Energie verschwendet wird! Abwärme kann nicht nur zu einem verschlechterten Wohnklima führen, sondern auch zu einer falschen Berechnung der Heizkosten. Wenn Wohnungen mit der Abwärme der Heizrohre schon warm genug werden, dreht man die Heizkörper ab. Dann können von den dort angebrachten Verbrauchsmessern keine Werte mehr ermittelt werden. Andere Hausbewohner, deren Heizungsrohre weniger Abwärme abgeben, müssen nach wie vor ihre Radiatoren aufdrehen und haben entsprechende Verbrauchsmesswerte. Da die Heizkosten nach dem jeweiligen gemessenen Verbrauch vorgeschrieben werden, kann es zu erheblichen „Ungerechtigkeiten“ bei der Abrechnung kommen.

Ein hydraulischer Abgleich errechnet den Heizwertbedarf in allen Räumen des Hauses neu und die Vorlauf- und Rücklauftemperaturen werden optimiert und (eventuell über neueingebaute Ventile) eingestellt. Eventuell muss auch ein Pumpentausch vorgenommen werden.

 

Lüftungskonzept

Durch die thermische Sanierung eines Mehrfamilienhauses ändert sich auch der Luftaustausch zwischen Innen und Außen. Das Haus ist viel “dichter” als vorher und es gibt kaum noch Bauteile oder Fugen und Ritzen, über die ein Austausch von Luft stattfinden kann. Das Raumklima in den Wohnungen ändert sich und man muss mehr lüften. Dadurch geht Wärme verloren und um die Räume wieder aufzuheizen, braucht man Energie. Ein Lüftungssystem, das die Wärme zurückgewinnt, spart nicht nur diese zusätzlichen Heizkosten, man verbessert auch das Raumklima und verhindert Schimmelbildung. Natürlich kann man weiterhin die Fenster öffnen, um mal richtig durchzulüften, aber durch den ständigen Luftaustausch ohne Wärmeverlust hat man auch so immer angenehm frische Luft in den Räumen.

Es gibt zentrale und dezentrale Lüftungssysteme. Für Häuser im Bestand eignen sich in der Regel dezentrale Geräte, die weniger Platz brauchen, besser. Man macht einen Wanddurchstich, ein Rohr wird eingesetzt und aussen mit einer Abdeckung versehen, oft mit einer Jalousie, die die Öffnung automatisch schließt, wenn kein Luftaustausch stattfindet. Innen wird ein Lüfter mit einem Wärmetauscher montiert, der der ausströmenden Luft Wärme entzieht und damit die einströmende Luft erwärmt. Dadurch bleibt die Wärme erhalten und man spart Energie. Pollen und andere Schwebstoffe und sogar Gerüche werden mit Hilfe eines Filters, den man zweimal im Jahr reinigen sollte, entfernt. Das Lüftungsgerät wird mit Strom betrieben und braucht einen Stromanschluss, bei der Umwälzung der Luft ist bei guten Geräten kein Geräusch wahrnehmbar.

Bei einer umfassenden Sanierung macht es Sinn, für das ganze Haus ein Lüftungskonzept zu erstellen, die notwendigen Maßnahmen in den Wohnungen zu planen und die Auswirkungen auf den Heizbedarf zu berechnen. Für die Umsetzung gibt es Förderungen, die man beantragen kann, wenn man den Nutzen durch die Energieersparnis und die anfallenden Kosten berechnet hat.

 

Bauteilaktivierung

Eine weitere Möglichkeit, Energie zu sparen, kann über die sogenannte Bauteilaktivierung erfolgen. Die Fassaden können zum Beispiel genutzt werden, um nach einem ähnlichen Prinzip wie eine Fußbodenheizung Wärme an die Innenräume abzugeben oder sie im Sommer zu kühlen. Da die baulichen Voraussetzungen sehr unterschiedlich sind, muss jedes Haus vom Fachmann auf Möglichkeiten einer Bauteilaktivierung überprüft werden.

 

Lokale Fernwärme: Anergienetze mit den Nachbargebäuden

Bei der Umstellung der Heizung auf erneuerbare Energie ist es oft sinnvoll, auch eine Lösung mit den Nachbargebäuden zu überdenken. Möglicherweise hat eine Liegenschaft ein Grundstück, das sich gut für Erdsonden eignet, und ein anderes Gebäude hat eine große Dachfläche, auf der eine größere PV-Anlage installiert werden kann. Mit einem sogenannten Anergienetz können mehrere Gebäude mit Rohrleitungen vernetzt werden, in denen ein Wasser-Sole-Gemisch mit relativ niedrigen Temperaturen zirkuliert. Von den Erdsonden auf etwa 10 Grad erwärmt, wird es zu den in den Häusern installierten Wärmepumpen transportiert und mit PV-Strom auf die notwendige Vorlauftemperatur aufgeheizt, um die Räume zu heizen.

 

Gesetzliche Vorgaben und Förderungen

In Wien wird die thermische Sanierung unter dem Titel THEWOSAN schon seit längerer Zeit gefördert. Die Förderungen wurden Anfang 2024 noch einmal angehoben. Je effektiver die baulichen Maßnahmen zur Reduktion des Energieverbrauchs sind, desto höher sind die Förderungen. Mit der Aktion „Raus aus Gas und Öl“ wird die Umstellung der Heizung gefördert. Seit Beginn 2024 wird nicht nur der Tausch des Heizkessels gefördert, sondern auch „Begleitmaßnahmen“ berücksichtigt, wie die Installation der Erdsonden. Die Umstellung von dezentralen Gasheizungen in den Wohnungen auf eine zentrale Heizungsanlage wird gefördert, und die völlige Dekarbonisierung einer Wohnung mit einer Prämie belohnt. Welche Förderungen man in Anspruch nehmen kann, ist je nach den Gegebenheiten des Hauses sehr unterschiedlich. Am sinnvollsten ist ein umfassendes Sanierungskonzept zu erstellen. HAUSKUNFT unterstützt ein solches Konzept mit 50% bis zu einer maximalen Höhe von € 5.000. Bei der Wahl des Planungsbüros sollte man darauf achten, dass es sowohl die baulichen Adaptionen als auch die technischen Umstellungen konzipieren kann und das Büro von HAUSKUNFT anerkannt ist.

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