Ein Großteil des privaten Energieverbrauchs in Deutschland entfällt – neben Verkehr – auf Gebäudeheizung und Warmwasser. Entsprechend wirksam ist es für den Klimaschutz, gerade hier auf regenerative Energien zu setzen. Das ist nicht auf Einfamilienhäuser beschränkt, wie ein Beispiel aus Niedersachsen zeigt.
In einem neu erstellten Wohn- und Geschäftshaus in Kirchweyhe bei Bremen hat der Bauherr neben der altersgerechten Ausstattung insbesondere eine nachhaltige und umweltorientierte Bauweise forciert. Die gebäudetechnische Herausforderung bestand darin, eine zukunftsfähige Wärmeversorgung für den gut gedämmten Mehrfamilienhaus-Neubau zu entwickeln. Drei Ecodan Außengeräte als Kaskade oberhalb der Tiefgarageneinfahrt versorgen zwölf Wohneinheiten mit Heizung und Warmwasser. Die hydraulische Einbindung der Wärmepumpen funktioniert genau wie bei einer herkömmlichen Heizungsanlage. Mehr Wissen für Fachleute rund um effizientes Heizen mit Strom gibt es auch im HEIZTREND: ecodan.de/heiztrend
Bilder: Mitsubishi Electric
Energieeffizientes Bauen liegt voll im Trend. Schon in der Planungsphase rücken Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit immer stärker in den Fokus. Denn für energieeffizientes Wohnen muss der Grundstein bereits im ersten Entwurf gelegt werden. Wie das bei größeren Objekten aussehen kann, zeigt der Neubau eines Wohn- und Geschäftshauses mit 22 Einheiten im niedersächsischen Kirchweyhe. Für den Bauherrn, das Unternehmen HBK, stand die Bereitstellung von günstigem, seniorengerechtem Wohnraum im Fokus. Dabei wurde neben Energieeffizienz vor allem auf Komfort, Barrierefreiheit und leichte Erreichbarkeit geachtet.
Von Grund auf nachhaltig geplant
Die beiden als Cityhof Weyhe bezeichneten Wohn- und Geschäftshäuser umfassen 20 Wohn- und 2 Gewerbeeinheiten. Die Gewerbeeinheiten befinden sich in dem Kleineren der beiden Häuser, das 995 m2 groß ist und zudem 8 Wohneinheiten beinhaltet. Das größere Haus hat 12 Wohneinheiten auf einer Gesamtnutzfläche von 1.474 m2. Die meisten davon sind selbstgenutzte Eigentumswohnungen, einige sind vermietet. Passend zur nachhaltigen und umweltorientierten Bauweise wird das Objekt durch eine Wärmepumpen-Kaskade mit Heizungswärme und Warmwasser versorgt. Sie wurde durch Klaus Schierenbeck, Inhaber der ausführenden Fachunternehmen Schierenbeck Gebäudeplanung und Schierenbeck Gebäudetechnik e. K. aus Schwarme, geplant und ausgeführt. Damit konnte das unter der Federführung von Christoph Maack-Beutin vom Architekturbüro Planerei aus Weyhe entworfene Gebäude vollständig im KfW-Effizienzhaus-55-Standard realisiert werden. Damit profitieren Bewohner und Bauherr von einem energetischen Gesamtkonzept, das die hohen Standards der EnEV 2016 für Wohngebäude deutlich übertrifft.
Weitere durchdachte Bausteine
Um den Energiebedarf des Gebäudes auf ein Minimum zu reduzieren, hat Schierenbeck, der gleichzeitig unabhängiger Energieeffizienzexperte ist, weitere Maßnahmen umgesetzt. Beispielsweise kommen an der Außenfassade Steinwollfaserplatten als Außendämmschicht eines WDV-Systems zum Einsatz. Sie bieten neben guten Wärmedämmwerten auch einen besonders hohen Schallschutz, der wegen der Nähe zum Bahnhof gefordert war. Außerdem kommen Außenjalousien zum Einsatz, die durch ihre durchdachte Platzierung in der Außenfassade Wärmebrücken in den Innenraum effektiv unterbinden. Und zu guter Letzt sind alle Wohnungen mit dezentralen Lüftungsanlagen inklusive Wärmerückgewinnung ausgestattet. So können äußerst geringe Primär- und Endenergiebedürfnissen erzielt werden: 17,9 kWh/(m2a) (Primärenergiebedarf) und 10,0 kWh/(m2a) (Endenergiebedarf) für das Gebäude mit zwölf Wohnungen und 19,7 kWh/(m2a) (Primärenergiebedarf) und 10,9 kWh/(m2a) (Endenergiebedarf) für das Gebäude mit acht Wohneinheiten.
Gute Voraussetzungen für Luft/Wasser-Wärmepumpen
Die gebäudetechnische Herausforderung in Weyhe bestand darin, eine zukunftsfähige Wärmeversorgung für ein gut gedämmtes Mehrfamilienhaus zu entwickeln. Letztlich gab die einfache, kostengünstige Erschließung der Wärmequelle, die deutlich geringeren Investitionskosten gegenüber Sole-Wärmepumpen und die kostengünstige und flexible Installation den Ausschlag. Da die Gebäudeverwaltung einen Ökostromtarif gewählt hat, ist die gesamte Energieversorgung, also Strom plus Heizung plus Warmwasser in diesem modernen Objekt zu 100 % aus regenerativ erzeugten Energien.
Ausgeglichen aufgestellt: Kaskadierung eröffnet Vorteile
Zum Einsatz kommen fünf kompakte Ecodan Luft/Wasser-Wärmepumpen von Mitsubishi Electric, die als Zweier- bzw. Dreier-Kaskade im Außenbereich installiert wurden. Jedes der fünf Ecodan Außengeräte verfügt über 11,2 kW Wärmeleistung. Damit decken die beiden Wärmepumpen-Kaskaden die Heizlast von 26,5 kW für das größere der beiden Gebäude und 17,8 kW für das kleinere Gebäude ab und können gleichzeitig noch genügend Wärme für die Trink-Warmwasserbereitung zur Verfügung stellen. Dabei ermöglicht die Kaskadierung mit ihrer intelligenten Steuerung den gleichzeitigen Einsatz aller Einheiten im Teillastbetrieb. Dadurch ergibt sich ein sehr großer Modulationsbereich zwischen der minimalen Leistung des Einzelgerätes und der maximalen Leistung der Kaskade. Das ist wesentlich effizienter als nur ein Modul in Volllast zu fahren. Weitere Vorteile sind die Redundanzfunktion bei Ausfall oder Wartung von Einzelgeräten und die Reduktion Gesamtlaufzeiten der Einzelmodule zugunsten ihrer Langlebigkeit.
Patentierte Kraft für jede Jahreszeit
Ein besonderes Merkmal der hier eingesetzten Heiztechnik ist, dass die Wärmepumpen über die patentierte Zubadan Verdichter-Technologie verfügen. Das dabei eingesetzte Einspritzverfahren optimiert die verfügbare Heizleistung. Das heißt, die Wärmepumpen können auch bei sehr niedrigen Außentemperaturen, von bis zu minus 15 °C, noch 100 Prozent ihrer Heizleistung erbringen. Gleichzeitig erweitert sich der untere Einsatzbereich auf bis zu minus 28 °C Außentemperatur, bei dem die Wärmepumpen eine für den Heizbetrieb nutzbare Temperatur zur Verfügung stellen können. Damit ist es möglich, das Gebäude mit Wärme zu versorgen und auch bei tiefen Außentemperaturen auf Unterstützung eines elektrischen Heizstabes oder einen zusätzlichen Wärmeerzeuger zu verzichten.
Klug ausgestattet: Wärmeverteilung, Trinkwasser, Klima
Die hydraulische Einbindung der Wärmepumpen-Kaskade war denkbar einfach: Für jede Außeneinheit steht ein Hydromodul im Technikraum zur Verfügung. Dies ist eine unkomplizierte Art, die Heiz- und Wärmepumpenkreisläufe hydraulisch voneinander zu entkoppeln und gleichzeitig einen konstanten Kältemittelvolumenstrom zu gewährleisten. Darüber hinaus ist in jede Anlage noch ein Pufferspeicher eingebunden, der die Wärme nicht nur speichert, bis sie abgerufen wird, sondern auch zur Überbrückung von Sperrzeiten des Stromversorgers immer genügend Wärme bereitstellt. Gleichzeitig stellt der Pufferspeicher Energie für die Abtauung der Außenmodule bereit. Und die gleichmäßige und als äußerst angenehm empfundene Wärmeverteilung erfolgt in dem Mehrfamilienhaus flächendeckend per Fußbodenheizung, die sich optimal mit der geringen Vorlauftemperatur einer Luft/Wasser-Wärmepumpe in Einklang bringen lässt.
Zur Trinkwarmwasserbereitung ist in den beiden Technikräumen noch ein weiterer Speicher untergebracht. Hier wird bei einer Speichertemperatur von nur 52 °C Brauchwarmwasser für die Trinkwasserbereitung vorgehalten. Zur Verteilung verfügt jede Wohneinheit über eine eigene Wohnungsübergabestation, die parallel zur Heizungsversorgung auch die Trinkwarmwasserdistribution übernimmt. Die Auslauftemperatur in jeder Wohneinheit beträgt 50 °C. Durch die indirekte Übertragung der Wärme auf das frisch gezapfte Trinkwasser (Durchlaufprinzip) entfällt die Gefahr von Legionellen.
Das Mehrfamilienhaus hat ausstattungsmäßig sogar noch mehr zu bieten: Drei Wohnungen verfügen auf Wunsch der jeweiligen Eigentümer über kompakte Split-Klimaanlagen. Dabei sind zwei Wohnungen mit einem Innen- und einem Außengerät der Diamond-Serie von Mitsubishi Electric ausgestattet und eine Wohnung hat zwei Innen-Klimageräte sowie ein Mr. Slim-Außengerät. Die Diamond-Innengeräte wurden nicht nur wegen ihres ansprechenden Designs ausgewählt, sondern auch, weil sie über ausgezeichnete Energieeffizienzwerte verfügen.
Im Großen wie im Kleinen
Der Cityhof Weyhe demonstriert eindrucksvoll, dass die Vorzüge einer hocheffizienten Luft/Wasser-Wärmepumpe skalierbar sind: Alles, was hier umgesetzt wurde, lässt sich in kleinerer Größenordnung auch im Einfamilienhaus realisieren. Voraussetzung ist – neben der richtigen Anlagentechnik – vor allem die konzeptionelle Durchgängigkeit. Denn nur wenn alle Faktoren bereits in der Planungsphase gut aufeinander abgestimmt sind, lassen sich günstige Investition, hocheffiziente Wärmeerzeugung und optimierter Wärmebedarf zu einem wegweisenden und zukunftssicheren System vereinen.
Mehr Wissen für Fachleute rund um effizientes Heizen mit Strom gibt es auch im HEIZTREND: ecodan.de/heiztrend