Von der Energieschleuder zum Plusenergiehaus? - Die neue ...

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Haustechnik – 42 – 1/2013 Abb. 2: Verteilung der Heizleitungen über alte Kamine und Anschluss an das vorhandene Wohnungsnetz Abb. 3: Neue Heizzentrale mit Pufferspeicher, alter Brennwert-Therme und Warmwasserbereiter über externen Wärmetauscher. Erst in Bau, dann sind die Heizleitungen in der Deckendämmung verschwunden. einen sehr geringen Energiebedarf zu bringen und dann den Restwärmebedarf möglichst auf erneuerbare Energien umzustellen. Als Wege dahin gibt es zwei Möglichkeiten: a) die Umrüstung auf einen Holz-Pellets-Kessel und b) eine gasbetriebenes BHKW mit der Nutzung von Biogas, wenn solches zukünftig nachhaltig erzeugt zur Verfügung steht. Aus zwei Gründen wurde Variante b) gewählt. Zum einen sind vordergründig die Kosten entscheidend, da in diesem Fall durch die Reduktion des Wärmebedarfs vorerst eine der vorhandenen Thermen für die Erzeugung des gesamten Wärmebedarfs für Heizung und Warmwasserbereitung ausreichend ist. Gewählt wurde natürlich die Brennwert-Therme. Zum anderen ist eine spätere Nachrüstung eines Micro-BHKW möglich, was auch den vor Ort generierten erneuerbaren Stromanteil deutlich erhöhen würde. Eine Deckung des Gebäudeenergiebedarfs aus 100 % erneuerbaren Energien ist möglich. Aus 8 mach 1: Wärmeerzeugung und -verteilung Die bislang genutzten Kamine konnten stillgelegt und für die Leitungsführung der Heizwärmeverteilungen genutzt werden. Ein bislang ungenutzter Kamin wurde durch die Umstellung auf Brennwert-Nutzung sehr kostengünstig so auf den Stand gebracht, dass darin auch die Solarleitungen verlegt werden konnten. Diese Konfiguration setzt einen Pufferspeicher voraus, weil die Anlage für 12 Personen ausgelegt wurde. Die vorhandene 24 kW-Therme kann zwar das 7-Familienhaus mit Heizwärme versorgen, aber keine ausreichende Leistung für die Warmwasser- Erzeugung bereit stellen. Hierzu passt eine thermische Solaranlage, die neben der WW-Bereitung gerade bei den niedrigen Vorlauftemperaturen für die PH-Heizung einen relevanten Beitrag leisten kann. Dazu mehr im zweiten Teil. Die größte Schwierigkeit ist dann die Notwendigkeit für eine neue Zentralheizung mit Warmwasser-Versorgung das Leitungsnetz hinsichtlich der Druckverluste und der Temperaturen zu optimieren. Vorhanden waren die wohnungszentralen Verteilsysteme mit Heizung und Trinkwarmwasserverteilung. Und diese sollten auch bleiben, da die Wohnungen weiter bewohnt wurden. Heizungsverteilung optimieren Nun gibt es in den Wohnungen zwei notwendige Temperaturniveaus für die Heizung. Zum einen für die Heizung im Winter (unter 10°C Außentemperatur) mit einer Vorlauftemperatur von 40°C bei 0°C Außentemperatur für die alten Heizkörper und zum anderen für die ganzjährige Warmwasser-Bereitung (46 °C). Gerade die Zirkulationsverluste für die Bereitstellung der Wärme sind relevante Größen. Für die Heizung wurde eine möglichst tiefe Außentemperatur für das Einschalten der Pumpe gewählt, damit diese nicht zu lange im Jahr läuft, wenn keine Wärme in den Wohnungen abgenommen wird. Eine Innentemperatursteuerung, wie das im Einfamilienpassivhaus sinnvoll sein kann, ist im Mehrfamilien-Haus nicht angebracht. Geschossweise sind sehr unterschiedliche Heizleistungen nötig. Passive Solargewinne (und ihr Fehlen bei zeitweisen Verschattungen) erfordern bei niedrigen Wärmeverlusten individuelle Anpassungen. Deshalb ist kein Führungsraum für eine zentrale Steuerung definierbar. Ein weiteres Problem waren die unterschiedlichen 1- und 2-Rohrsysteme in den Wohnungen. Hierzu konnte keine Lösung gefunden werden, weil zum einen die Mieter durch Fenstertausch und Lüftungseinbau ausreichend belastet waren, zum anderen auch kostenseitig eine komplett neue Heizungsverteilung inkl. Heizkörpern nicht akzeptabel gewesen wäre. Deswegen muss das Heizungswasser leider mit relativ hohem Druck umgewälzt werden, da dies für die Einrohrsysteme notwendig ist. Hier wäre ein weiteres Einsparpotential. Warmwasser: Zirkulationsverluste minimieren Beim Warmwasser kann man auf verschiedene Strategien zur Reduktion der Zirkulationsverluste zurück greifen.
1/2013 – 43 – Haustechnik Infokasten Abb. 4: Wohnungsübergabe-Station Bei dem Gebäude handelt es sich um eines der ersten Gründerzeitgebäude, die mit einer Holz-Zellulose- Bauweise in Passivhaus- Bauweise saniert wurde. Die Wanddämmung besteht Tabelle: U-Werte U-Werte W/(m 2 K) Dach 0,10 Außenwand 0,12 Fenster 0,77 Kellerdecke 0,11 aus Holzstegsträgern (300 mm, mit Einblasdämmung) und 60 mm Holzfaserdämmplatten. Im Dach sind die partiellen Überreste der Mineralfaser durch Zellulose-Zwischensparrendämmung ersetzt worden, die mit OSB, ebenfalls ausgeflockten 300 mm Holzstegträgern und 3,5 cm Holzfaserplatte ergänzt wurde. Luftdichtheitsebene ist der alte Außenputz und im Dach die OSB-Platte. Die IV 92 Holzfenster mit Dreifachverglasung wurden in Leibungskästen vor die alte Fassade in die Dämmebene gesetzt (vgl. Beitrag in Heft 5-2009, S. 13 ff.). Die Kellerdecke wurde mit 280 mm Mineralfaser (Brandschutz) gedämmt. Hinzu kommen eine Sockeldämmung und eine neue Haustüre. Besonderheiten sind z.B. die fensterindividuelle Optimierung von U- und g-Werten der Gläser und die Anmutung der originalen Fassadenoptik mit Bögen am Fenstersturz. Dahinter befinden sich Sonnenschutzjalousien und kostengünstige rechteckige Fenster. Die Wärmebrücken wurden im ersten Schritt in der Summe mit einem Wert von DU WB =0,02 W/(m 2 K) angesetzt. Der PHPP-Heizwärmebedarf im Endzustand von 25 kWh/(m 2 a), entspricht dem vom Passivhaus-Institut für Altbauten definierten EnerPHit-Niveau. Sparsame Temperatursteuerung Zum einen kann die Zirkulations-Solltemperatur unterhalb der Warmwasser- Solltemperatur und mit einer größeren Hysterese gewählt werden. Die Zirkulationstemperatur hat dann z.B. nur 40°C. Wenn diese Temperatur erreicht ist, wird die Zirkulation gestoppt und erst wieder eingeschaltet, wenn die Temperatur eine Grenze von z.B. 35°C unterschritten hat. Damit läuft die Zirkulation nur wenige Mal pro Tag. Impulssteuerung beim Zapfen Eine andere Variante wäre eine reine Pulssteuerung, bei der die Zirkulation nur auf Anforderung läuft. Sie springt also für wenige Minuten an, sobald jemand Warmwasser zapft, was ein Pulsgeber erfasst. Der Nutzer zapft kurz, stellt das Wasser wieder ab und kann dann nach kurzer Zeit gewohnt Warmwasser zapfen. Dies ist weniger komfortabel und im Mehrfamilienhaus unüblich. Im umgesetzten Fall wird eine Kombination aus beiden Möglichkeiten gewählt. In den Hauptnutzungszeiten läuft die Zirkulation nach Temperatur, ansonsten auf Pulsanforderung. Die Alternative: Übergabestationen Alternativ zu zwei getrennten Verteilungen für Heizung und Warmwasser gibt es sogenannte Wohnungsübergabestationen, die auch an den Plätzen der ehemaligen Thermen hätten installiert werden können. Diese vormontierten Module enthalten wohnungsweise alle notwendigen Armaturen inkl. Zähler. Über Wärmetauscher speisen sie sowohl die Heizung als auch die Trinkwarmwasser-Zapfstellen. Der Vorteil ist die größere Trinkwasser-Hygiene, weil das warme Trinkwasser nicht zirkuliert wird. Der Nachteil ist aber, dass die Heizwasser-Zirkulation ganzjährig mit relativ hohen Temperaturen (min. ca. 50°C) und quasi rund um die Uhr laufen muss, weil sonst die Verzögerungszeiten für die Warmwasserzapfung zu lange werden. Eine Pulssteuerung wäre aber auch hier denkbar. Zum Zeitpunkt der Entscheidung war den Beteiligten die Entstehung der neuen, jetzt aktuellen Trinkwasserverordnung nicht bekannt. Das gewählte System hat diesbezüglich den Nachteil, dass nun alle 3 Jahre das Warmwasser stichprobenartig auf Legionellen untersucht werden muss. Beim Alternativsystem würde dies entfallen. Fazit Vor allem aus den Aspekten der verschwenderischen oder sparsamen Verteilung von Wärme kann man sehr unterschiedliche Anlagenkonfigurationen wählen. Jedenfalls sind neue Heizungsanlagen, die hydraulisch richtig ausgeführt werden, viel sparsamer. Günstiger werden: die Investitionskosten, weil nicht für jede Wohnung komplette Anlagen vorgehalten werden müssen Wartungs- und Schornsteinfeger-Kosten Nutzung von Solarwärme Pumpenstrom, da nur eine Pumpe das ganze Gebäude versorgen kann Teurer dagegen werden Verluste der Trinkwasserzirkulation bzw. Bereithaltung des dafür notwendigen Heizungskreislaufes. Vor allem, wenn auf permanenten Schutz vor Legionellen geachtet wird. Untersuchungen nach der neuen Trinkwasserverordnung, falls diese erforderlich werden. Im zweiten Teil dieses Praxisberichtes geht es um die Solar- und Lüftungsanlagen und die Berechnung und Bewertung der Energiebilanz.
Seite 1: 1/2013 - 41 - Haustechnik Von der E

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