Beheizung von Passivhäusern

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1 Beheizung von Passivhäusern Welches Heizsystem für ein Passivhaus? Diese Frage wird immer wieder gestellt. Klare Antworten vom Installationsgewerbe dazu fehlen. Die Entwicklung der Wärmedämmstandards, vor allem im Holzbau, war in der Vergangenheit eindeutig schneller als die Entwicklung daran angepasster Heiztechnologien. Ein Hauptproblem scheint darin zu bestehen, dass ein kreatives Umdenken auf gänzlich andere Medien ebenso stockt, wie ganzheitliche Lösungen aus der Vielzahl neuer Einzelkomponenten zur Energiegewinnung. Dies ganz besonders bei hochwertig gedämmten Passivhäusern. Ganz schwach sieht es dann bei klaren Aussagen zu Kosten-Nutzenverhalten der diversen Anlagenkomponenten, besonders in Kombination, aus. Die Situation Der Holzbau war immer schon Vorreiter im Hinblick auf gute Wärmedämmstandards und trug damit neben der Energieeinsparung durch die Bauweise selbst auch noch zur Energieeinsparung von Heizenergie bei. Gute Holzhäuser als Passivhäuser oder auch Niedrigstenergiehäuser, wie sie zum Beispiel durch die Kreditanstalt für Wiederaufbau mit KfW 40 oder 60 benannt werden, benötigen bei durchschnittlichen Wohnungsgrößen um etwa 120 qm nur noch eine maximale Heizleistung für Beheizung und Warmwasserversorgung von etwa 4,0-7,0 kw. Ein von mir entwickeltes und patentiertes Konstruktionsverfahren für Passivhäuser ermöglicht Außenbauteile mit u-werten unter 0,1 W/m²K rundum, womit sich die Mehrkosten der Gebäudehülle und Fenster durch den geringen Heizenergiebedarf auch in überschaubaren Zeiträumen, selbst bei der utopischen Annahme stagnierender Energiekosten, wirtschaftlich darstellen lassen. Ich habe allerdings selber erfahren müssen, wie schwierig es ist, ein preiswertes Heizsystem für derartige Häuser am Markt zu bekommen. Neidvolle Blicke habe ich auf die Auto-, Boots- und Campingwagenbesitzer geworfen. Superpreiswerte Heizgeräte, sogar mit Warmwasserbereitung, mit Leistungsspektren von 2,5-6 kw sind dort verfügbar - aber leider nicht für den Betrieb in Wohnhäusern zugelassen. Die Vision eines alten Trabbis im Vorgarten mit einer Zuleitung zum Haus hatte sich schon bei mir im Kopf eingenistet. Mit 2 Gasflaschen oder einem kleinen Heizöltank als Energieträger. Keine Gasanschlussgebühr und keine Schornsteinfegerkosten und so weiter..../-2-

2 - 2 - Irgendwann hat sich dann bei der Frage nach der Beheizung mein Pioniergeist doch noch der Realität untergeordnet und es ist eine kontrollierte Lüftungsanlage mit Wärmetauscher, Wärmepumpe und Erdwärmetauscher zum Einsatz gekommen, verbunden mit einem Vakuum-Röhrenkollektor dessen überschüssige Energie so leidlich im Erdreich und einem 1000l-Schichtenspeicher gespeichert werden kann. Da für meine Wunschvorstellungen ein automatisches Regelkonzept im Markt nicht zur Verfügung stand, muss ich heute erkennen, dass bei einer Vermietung an technisch wenig versierte Nutzer die Möglichkeiten der Anlagen nur ungenügend ausgeschöpft werden. Was bietet der Markt? Wie gesagt, eine Vielzahl einzelner interessanter Komponenten stehen zur Verfügung - nur die intelligente Verknüpfung mit sinnvollen Regelungen lassen vielfach noch auf sich warten. Als Energiequelle bietet der Markt eine Vielzahl von Systemen und Anlagen. Die häufigsten Komponenten für den Häuslebau sind dabei: Der Ölkessel keine Anschlusskosten geringe Energiekosten meist teurer Schornstein nötig meist zu hohe Leistung Wartungs- und Schornsteinfegerkosten Öllager erforderlich Gaskessel Häufig anzutreffen von einfachen Thermen bis zu Hochleistungsbrennwertkesseln einfaches Abgasrohr ausreichend geringe Energiekosten kann gleitend, also mit niedriger Leistung gefahren werden fixe und laufende Anschlusskosten Wartungs- und Schornsteinfegerkosten../- 3 -

3 Wärmepumpen Als Luft- oder Sole/Wasser-Wärmepumpe erhältlich. Aggregate mit für Passivhäuser angepasster Leistung erhältlich kein Schornstein oder Abgasrohr nötig kein Brennstofflager bzw. keine Anschlusskosten keine Schornsteinfegerkosten geringe Wartungskosten elektrische Energie als Primärenergie bei hoher erforderlicher Heizleistung deshalb teuer Holzheizung Heute meist Holzpellet-Öfen. Sie haben mittlerweile einen hohen technischen Standard erreicht und nutzen aufbereitete Holzabfälle als krisensicheren Brennstoff. weitgehend krisensicherer Brennstoff relativ preiswerter Brennstoff bei nicht fachgerechter Auslegung Überheizung möglich sehr hohe Investitionskosten etwas höhere Wartung durch Benutzer Schornsteinfegerkosten Brennstoffzelle Eine neue Möglichkeit der Beheizung. Sie steckt derzeit noch weitgehend im Versuchsstadium. Die bisherigen Erfahrungen lassen jedoch hoffen. Solaranlagen (thermisch) Solaranlagen zur Wärmeerzeugung stehen als bewährte Flach- oder Röhrenkollektoren zur Verfügung. preiswerte schadstofffreie Gewinnung von Umweltenergie die größte Energiemenge steht dann zur Verfügung, wenn nur wenig Energie benötigt wird Auslegung auf einen hohen Deckungsgrad über das Jahr führt zu einem hohen Invest.../-4-

4 - 4 - Belüftungsanlagen Eine kontrollierte Belüftung ist für die heute sehr dichten Gebäudehüllen eigentlich ein Muss. Wir unterscheiden zwischen zentralen Lüftungsanlagen mit Frischluftvorwärmung durch Wärmetauscher und so genannten dezentralen Lüftungsanlagen mit Frischluftzufuhr direkt von außen durch die Gebäudehülle. Hier stehen Anlagen zur Verfügung, welche der Abluft über eine Wärmepumpe die Energie entziehen. Eine Lüftungsanlage ist eigentlich keine Energiequelle, sie kann jedoch zusammen mit einer Wärmepumpe zur Energiequelle werden. Eine Lüftungsanlage ermöglicht jedoch durch eine bedarfsgerechte kontrollierte Lüftung eine Absenkung der Lüftungswärmeverluste allgemein. Zentrale Anlagen mit Wärmetauscher bieten zusätzlich die Vorwärmung der Frischluft durch die Abluft. Es sind dabei allerdings neben dem Wärmetauscher Rohrsysteme für die Zuluft zusätzlich zu den Abluftleitungen, meist in größerer Menge, nötig. Zusätzlich werden häufig Schalldämpfer, Filter etc. nötig. Sie bewirken im Gegensatz zu dezentralen Lüftungsanlagen deutlich höhere Investitionskosten und auch durch den notwendigen Transport von Zu- und Abluft wesentlich mehr elektrische Energie für die Ventilatoren. Dezentrale Lüftungsanlage mit Luftwärmepumpe../- 5 -

5 Auswahlkriterien Sicher, im Bereich der Gebäude-Heizung und -Warmwasserbereitung wird heute eine Menge Hightech am Markt angeboten. Der durchschnittliche Bauherr wird aber stets die Frage nach dem Kosten / Nutzen-Verhältnis stellen, wenn er nicht gerade der Energiesparfanatiker aus Überzeugung ist und die Investitionskosten eine untergeordnete Rolle spielen. Beim Energiesparen sollte eines aber klar sein: An erster Stelle steht die hochwertig gedämmte Gebäudehülle und die hiermit verbundene Investition. Sie ist auf die Lebensdauer des Hauses ohne Wartungskosten zu sehen. Anlagentechnik ist deutlich kurzlebiger. In der Vergangenheit stellten sich häufig Anlagen zur Beheizung bereits schon nach 10 Jahren als unwirtschaftlich und nicht mehr zeitgemäß heraus. Eine einfache Heizungsanlage, z. B. Standard-Gasheizungsanlage, bestehend aus Gastherme mit Brauchwassererwärmung und 120 l-boiler sowie Wärmeverteilung über Heizkörper verursacht bei einem üblichen einfachen Einfamilienwohnhaus Investitionskosten in Höhe von etwa An dieser Preisklasse müssen sich Alternativen bezüglich einer Amortisation orientieren! Hightech mit Investitionskosten von sind meist wirtschaftlich, bei hochwertig gedämmten Häusern, nicht mehr darzustellen. Die geringen Bedarfsmengen an Primärenergie als Grundlage für die prozentualen Einsparungen verlängern die Amortisationszeiten erheblich. 20 % Einsparung sind bei Kubikmeter Gas viel, bei 200 Kubikmeter jedoch sehr wenig. Die Nebenkosten Häufig werden nur die benötigten KWh betrachtet, eventuell noch abhängig vom Preis der Primärenergie. Selten werden aber noch die sonstigen Nebenkosten einbezogen, wie Wartung, Anschlusskosten, laufende Anschlussgebühren, Schornsteinfeger etc. Für ein normales Einfamilienwohnhaus, je nach Region, fallen z. B. bei einer Gasheizung folgende Nebenkosten an Verzinsung und Abschreibung der Gasanschlusskosten Schornsteinfegerkosten Laufende Bereitstellungs- bzw. monatl. Grundgebühr Summe Nebenkosten ca. 100 /a ca. 60 /a 140 /a ca. 300 /a../-6-

6 - 6 - Das wären schon fast 900 Kubikmeter Gas oder KWh Strom - gut die Energiemenge, welche zur Beheizung und Warmwasserbereitung eines Passivhauses in der Praxis real bei großzügiger Nutzung benötigt wird. Was lässt sich rechnen? Sicher, bei einer Ölheizung entfallen die Anschlusskosten, dem gegenüber stehen aber Heizöllager und Kapitalbindung der Brennstoffbevorratung, sowie meist ein deutlich größeres Invest als bei einer Gasheizung. Pellet-Öfen erfordern ebenfalls eine höhere Investition und die Wartungsarbeiten durch den Nutzer sowie die Schornsteinfegerkosten kommen hinzu. Wärmepumpen sind hier klar im Vorteil. Der Stromanschluss ist sowieso vorhanden und der Schornsteinfeger geht leer aus. Okay - Strom als Primärenergie wird derzeit mit dem Faktor 2,5, später eventuell 3 belegt. Durch die hohen Wirkungsgrade guter Wärmepumpen von über 4 ergibt sich aber real eine ep-zahl von nur ca. 0,75 womit hier die Stromverwendung volkswirtschaftlich in Ordnung geht..../-7-

7 - 7 - Funktionsschema einer dezentralen Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung aus Luft + zus. Erdwärmetauscher. Eine sinnvolle Beheizung mit Warmwasserbereitung bei sehr gut gedämmten Häusern (Passivhäuser) ist mit kontrollierter Belüftung und Wärmepumpe möglich. Einfache kompakte Anlagen verursachen Mehrkosten bei der Investition in Höhe von etwa gegenüber der preiswerten Gasheizungsanlage. Bei Berücksichtigung der Anschlusskosten sind aber meist keine Mehrkosten mehr real in der Summe vorhanden. Die in der Praxis bei einfachen, dezentralen Lüftungsanlagen mit Wärmepumpen benötigte elektrische Energie für ein Einfamilienwohnhaus in Passivbauweise liegt für die Beheizung und Warmwasserbereitung in etwa zwischen und KWh/a entsprechend etwa im Jahr, je nach Randbedingungen - also etwa exakt den Fixkosten bei einer Gaszentralheizung bei 0 Kubikmeter Gasverbrauch. Einen praktischen Gasverbrauch bei einem Passivhaus mit etwa 800 Kubikmeter per anno gegenübergestellt beläuft sich die Einsparung auf fast 300 /a woraus sich eine Amortisationszeit der Mehrkosten der Anlage von etwa 5-7 Jahren errechnet. Natürlich ist diese kurze Amortisationszeit vorrangig bei Passivhäusern gegeben. Schlechter gedämmte Häuser benötigen mehr Primärenergie, wobei sich die Amortisationszeiten durch den gegenüber Gas oder Öl teureren Strompreisen verschieben.../- 8 -

8 - 8 - Dezentrale Lüftung und Wärmepumpen? Ja, ein preiswertes und wirtschaftliches Konzept - gerne auch noch mit einer kleinen Solaranlage kombiniert. Im Markt werden heute Kompaktanlagen angeboten, welche die Abluft aus dem Gebäude kontrolliert absaugen und diese Abluft der in der Anlage integrierten Wärmepumpe zuführen. Zusätzliche Energie für die Wärmepumpe kann der Außenluft oder dem Erdreich entzogen werden oder auch ganz einfach mit elektrischer Zusatzheizung. Kompakte, anschlussfertige Lüftungsanlage mit Wärmepumpe. Abgabeleistungen der Wärmepumpen zwischen 4 und 6 KW reichen üblicherweise bei Passivhäusern und anderen gut gedämmten Häusern aus. Die Frischluft strömt durch Ventile in die Gebäudehülle nach, ganz ohne zusätzliche Gebläseleistung. Bei diesem Prinzip ist auch die Luftdichte der Gebäudehülle nicht mehr von so großer Bedeutung, wie bei Lüftungsanlagen mit Wärmetauschern. Der Kreativität zur intelligenten Zuluftbereitstellung aus von der Umwelt vorgeheizten Gebäudebereichen und gegebenenfalls zusätzlichen Erdwärmetauschern sind hier auch keine Grenzen gesetzt. Kurzum, ein Heizungssystem, optimal für gut gedämmte Holzhäuser mit dem Komfort einer kontrollierten Lüftung, welches sich auch noch wirtschaftlich rechnen lässt. Dipl. Ing. E. U. Köhnke