Mehrfamilienhäuser sanieren: Integrale Planung mit Wärmepumpe
Bei der Sanierung von Mehrfamilienhäusern gilt der Einsatz von Wärmepumpen als zukunftsfähiger Standard. Wird die Planung frühzeitig integral angelegt, können typische Herausforderungen wie hohe Vorlauftemperaturanforderungen, notwendige Geräteleistungen, Schallschutz oder Platzfragen von Beginn an berücksichtigt und gelöst werden.
Ziel einer integralen Planung von Sanierungen mit Wärmepumpe ist es, das energetische und zugleich wirtschaftliche Optimum zu bestimmen – unter Berücksichtigung klimatischer Rahmenbedingungen sowie projektspezifischer Einschränkungen wie Platzverfügbarkeit, Beschränkung der Wärmepumpengröße (z. B. durch Schallauflagen oder Kältemittelmenge, wirtschaftliche Restriktionen).
Die Auswahl der am besten geeigneten Sanierungsvariante für ein konkretes Gebäude hängt von einer Vielzahl technischer, räumlicher und wirtschaftlicher Einflussfaktoren ab. Zu den wichtigsten zählen:
- das bestehende Wärmeversorgungssystem
- der zu erwartende Energiebedarf und die Heizlast nach Sanierungsmaßnahmen
- die Platzverhältnisse im Keller und in den Wohnungen (z. B. für Technikzentralen, Schächte, Verteilleitungen)
- schalltechnische Anforderungen
- die Investitionskosten
- die Betriebs- und Lebenszykluskosten
Integrale Planung in 7 Schritten
Nachfolgend ein strukturierter Ablauf zur systematischen Bewertung und Optimierung von Sanierungsvarianten mit Wärmepumpen. Durch wiederholte Berechnungen, Vergleichsrechnungen und Anpassungen wird die Planung iterativ verfeinert, bis eine technisch belastbare und wirtschaftlich sinnvolle Lösung vorliegt. Im Prozess können klima-, nutzer- und anlagenbezogene Parameter (z. B. Klimadaten, Nutzerverhalten, Regelungsstrategien, Gebäudehüllenqualität, Wärmeabgabesysteme, Verteil- und Speichersysteme, Wärmepumpentypen, PV-Integration) variiert und bewertet werden.
Schritt 1 - Heizwärmebedarf und Heizlast für Sanierungsvarianten der Gebäudehülle berechnen
Im ersten Schritt werden der Heizwärmebedarf und die Heizlast des Gebäudes für verschiedene Sanierungsvarianten berechnet. Dabei sollten auch Teilsanierungen der Gebäudehülle bewertet werden, die dazu beitragen, mit zu hohen Anfangsinvestitionskosten umzugehen.
Der Heizwärmebedarf (HWB) gibt an, wie viel Energie in Kilowattstunden (kWh) aufgewendet werden muss, um ein Gebäude zu beheizen. Er stellt einen Jahresgesamtwert dar und dient als objektives Maß für die energetische Qualität eines Gebäudes. Da der HWB unabhängig vom individuellen Nutzerverhalten berechnet wird, eignet er sich gut zum Vergleich verschiedener Gebäude. Ein besonders niedriger Wert weist auf eine hohe Energieeffizienz hin – liegt der Heizwärmebedarf unter 10 kWh/m²a, wird das Gebäude als Passivhaus eingestuft. Um einen sehr guten energetischen Standard zu erreichen, sollte die Hüllqualität deutlich über den Mindestanforderungen der OIB-Richtlinie 6 liegen.
Die Heizlast gibt die maximale benötigte Wärmeleistung in Watt (W) oder Kilowatt (kW) an, die die Heizung bei niedrigen Außentemperaturen bereitstellen muss. Der Wert bildet die Grundlage für die Dimensionierung des Wärmeerzeugers, der Heizflächen sowie des Verteilsystems. Eine genaue Berechnung des Heizwärmebedarfs hilft somit, sowohl die Investitionskosten als auch die Betriebskosten zu senken.
Schritt 2 - Trinkwarmwasserverbrauch ermitteln
Anschließend wird der Trinkwarmwasserverbrauch ermittelt. Dazu wird die für die Warmwasserbereitung erforderliche Spitzenleistung auf Basis der Bewohnerzahl und des Gleichzeitigkeitsfaktors berechnet.
Schritt 3 - Wärmeabgabe und Vorlauftemperatur
Die Wärmeabgabe wird raumweise bewertet. Der kritischste Raum – also der Raum mit dem ungünstigsten Verhältnis von Heizlast zu vorhandener Heizleistung – bestimmt die notwendige Vorlauftemperatur. Diese kann sich in unterschiedlichen Sanierungsvarianten oder durch Änderungen am geplanten Wärmeabgabesystem ändern.
Schritt 4 - Auslegung und Dimensionierung von Wärmepumpe, Speicher, Pumpen und Rohrleitungen
Danach werden die Erzeugungs- und Verteilsysteme geplant. Rohrleitungen, Speicher und Pumpen werden dimensioniert und die Leistung verschiedener Wärmepumpentypen bewertet.
Schritt 5 - Energetische Bewertung & Integration erneuerbarer Energien und Speicherung
Schließlich werden die verschiedenen Systeme unter Einbezug erneuerbarer Energiesysteme (z.B. Photovoltaik) und Energiespeicher (z.B. Batterien oder thermische Speicher) energetisch berechnet. Auch die CO₂-Emissionen der Varianten werden bewertet.
Schritt 6 - Berechnung der Wirtschaftlichkeit
Unterschiedliche Lösungen führen zu unterschiedlichen Investitionskosten, haben eine unterschiedliche Lebensdauer und ergeben unterschiedliche Wartungs- und Betriebskosten. Um alle diese Aspekte zu berücksichtigen, wird die Annuitätenmethode angewendet.
Schritt 7 - Gesamtbewertung
In der Gesamtbewertung werden sowohl technische Kriterien – etwa die Treibhausgasemissionen – als auch nicht-technische Aspekte wie die Wirtschaftlichkeit berücksichtigt. Dabei werden die Vor- und Nachteile der einzelnen Lösungen gegenübergestellt, um eine umfassende Entscheidungsgrundlage zu schaffen.
Iteration und Optimierung
Das oben beschriebene Verfahren dient zur Bewertung verschiedener Sanierungsszenarios. Dabei können viele Elemente variiert werden, z. B. Klima, Nutzerverhalten, Steuerung und Sollwerte, Qualität der Gebäudehülle, Abgabesysteme, Verteil- und Speichersystem, Wärmepumpentypen und Integration erneuerbarer Energien.
Um die Anzahl der analysierten Kombinationen zu reduzieren und damit die Berechnungszeiten in einem akzeptablen Rahmen zu halten, können vordefinierte Renovierungspakete verwendet werden. Sie helfen dabei, die optimale Lösung zu finden, indem unter den verschiedenen Paketen dasjenige ausgewählt wird, das am besten zu den Bedürfnissen des vorliegenden Falles passt (z. B. nur Austausch des Wärmeerzeugers, Teilsanierung der Gebäudehülle und Austausch des Wärmeerzeugers, vollständige Sanierung). Solche Sanierungspakete können auch die Planung einer Teilsanierung unterstützen, die in mehreren Schritten durchgeführt werden soll.
