Die Reduzierung der Transmissions-Wärmeverluste durch die Gebäudehülle verringert nicht nur den Jahres-Heizwärmebedarf, sondern ebenso die Normheizlast im Auslegungsfall. Die Verbesserung des Wärmeschutzes kann zudem eine merkliche Verkürzung der Heizperiode bedeuten, wenn die Heizgrenztemperatur entsprechend sinkt.
Immer die Heizlast ermitteln
Soll der alte Wärmeerzeuger durch einen neuen ersetzt werden, gilt es zunächst, die notwendige Nennwärmeleistung zu ermitteln. Diese ist zum einen zur Abdeckung des Jahres-Heizwärmebedarfs im Auslegungsfall notwendig und stellt andererseits die Warmwasserbereitung sicher. Die Nenn-Wärmeleistung des vorhandenen Wärmeerzeugers kann hierbei nicht als Grundlage herangezogen werden. Es ist immer die tatsächliche Heizlast zu berechnen; vor allem dann, wenn bereits energetische Modernisierungsmaßnahmen an der thermischen Gebäudehülle durchgeführt wurden.
Die Berechnung der Heizlast zur Wärmeübertragung an den Raum erfolgt nach dem Standardverfahren der DIN EN 12831. Der Wärmebedarf für die Trinkwassererwärmung ist bei Einfamilienhäusern überschaubar und relativ leicht zu ermitteln. Bei Wohngebäuden mit mehreren Wohneinheiten müssen – neben der Zahl und den Gewohnheiten der Nutzer – auch spezielle Gleichzeitigkeitsfaktoren in der Bereitstellung von Warmwasser berücksichtigt werden. Besonders bei den Stoßzeiten, z.B. am Morgen und am Abend, besteht in Mehrfamilienhäusern ein besonders hoher Bereitstellungsbedarf.
Zudem ist der Warmwasserbedarf auch ein Komfort-Element, an das sich der Nutzer gewöhnt hat. Ein (vermeintlicher) Vorteil von überdimensionierten Heizkesseln ist eine schnelle Nachladezeit der Bereitstellungstemperaturen des Warmwassers. Darauf gilt es bei einem neuen Heizsystem in Verbindung mit einem weniger leistungsstarken Wärmeerzeuger zu achten.
Die Differenziertheit von Heizungs- und Warmwasserbedarf kommt bei energetisch sanierten Wohnhäusern noch klarer zum Ausdruck und verlangt im Rahmen einer nachhaltigen Heizungsmodernisierung auch anlagentechnische Lösungen, die über das Selbstverständnis von Standardanlagen hinausgehen.
In Grund- und Spitzenlast teilen
Entsprechend den Anforderungen lohnt sich eine Unterscheidung von Grund- und Spitzenlast sowie deren Aufteilung in ihre spezifischen Leistungsbereiche entsprechend des Anforderungsprofils. Unter der „Grundlast“ ist eine stetig konstante Lastabdeckung zu verstehen. Die „Spitzenlast ist“ eine temporäre Maximallast, die seltener benötigt wird als die Grundlast. Die klimatischen Bedingungen sowie die spezifischen Nutzeranforderungen bilden die Basis zur Aufteilung der jeweiligen Deckungsraten und sind objektspezifisch zu ermitteln (Bild 1).
Bei geringen Unterschieden der Grund- und Spitzenlast können beide durchaus von einem Wärmeerzeuger abgedeckt werden. Dies ist zwar zumeist in Ein- bis Zweifamilienhäusern der Fall, gilt durchaus aber auch für Mehrfamilienhäuser. Sind die Unterschiede größer, kann über den Einsatz von zwei bzw. zwei verschiedenen Wärmeerzeugern nachgedacht werden, welche ihre spezifischen Stärken gerade in der Zuständigkeit der jeweiligen Lasten ausspielen.
Der Einsatz von zwei spezifischen Wärmeerzeugern bietet auch die Möglichkeit, beide bei ihren jeweils idealen Betriebsbedingungen in Funktion zu bringen. So kann z.B. eine Zentralheizungswärmepumpe den Großteil des Gesamtbedarfs (als Grundlast) optimal abdecken, während der Verbrennungskessel, wie z.B. ein Pelletkessel, nur zur Abdeckung der Spitzenlast zum Einsatz kommt. Beide Wärmeerzeuger arbeiten in ihren jeweils optimalen Leistungsbereichen, was sich letztlich sehr positiv auf den Jahres-Nutzungsgrad der Gesamtanlage auswirkt.
In Systemlösungen denken
Mit der vorhandenen Wärmeerzeugervielfalt können Heizungsfachhandwerker ihren Kunden individuelle Lösungen für unterschiedliche Anforderungen anbieten (Anmerkung: Die Brennwerttechnik ist als Mindeststandard bei einer fossilen Verbrennung anzusetzen). Zudem lässt sich die Zahl der Systemvarianten noch durch die Einkoppelung erneuerbarer Energiesysteme (z.B. Solarthermie) erweitern. Gerade nachhaltige Heiztechniklösungen verlangen die Einbeziehung der erneuerbaren Energien. Vor allem in ländlichen Gegenden ist die Stückholzverbrennung nach wie vor sehr beliebt und kann in vielfältiger Weise in ein Anlagensystem integriert werden – egal ob als wasserführender Kaminofen, als Kachelofen oder Holzvergaserkessel.
Praxistipp I: Eine raumluftunabhängige Feuerstätte ist grundsätzlich (insbesondere im Wohnraum) zu bevorzugen, weil es dem Verbrennungsprozess zugute. Auch bestehende Wärmeerzeuger lassen sich ins System mit einbeziehen, auch wenn sie erst zu einem späteren Zeitpunkt ausgetauscht werden.
Praxistipp II: Bei allen Modernisierungsvarianten muss der Heizungsfachmann stets darauf achten, die Wärmeübertragung an den Raum, die Wärmeverteilung sowie die restlichen Bestandteile der Anlage maximal zu optimieren.
Pufferspeicher als thermisches Zentrum
Der Pufferspeicher ist nicht nur Bestandteil der Optimierung im Rahmen einer Heizungsmodernisierung, sondern er ist auch das thermische Zentrum jeglicher Systemlösung. Ein Pufferspeicher ermöglicht z.B. die hygienische Trinkwassererwärmung sowie einen Pelletkessel oder eine Wärmepumpe als zentralen Wärmeerzeuger zu positionieren.
Auf die Möglichkeit, eine Solarthermieanlage zu integrieren, sollte ebenfalls stets geachtet werden, sofern sie nicht ohnehin schon im ersten Modernisierungsschritt zur Ausführung kommt. Eine solarthermische Integration muss sowohl hydraulisch als auch regelungstechnisch berücksichtigt werden. Ein zentraler Ansatzpunkt bei der solaren Heizungsunterstützung ist immer die möglichst niedrige Rücklauftemperatur des Heizkreises zur Wärmeübertragung an den Raum.
Ebenso gilt es darauf zu achten, dass Wärmeerzeuger für Spitzenlasten auch nur ihren vorgegebenen Nachheizbereich abdecken.
Die Dimensionierung von Pufferspeichern richtet sich nach den entsprechenden Wärmeerzeugern, die dieses thermische Zentrum beladen sollen. Grundsätzlich kann ein Pufferspeicher selten zu groß gewählt werden. Oft sind es die baulichen Gegebenheiten (Raumgröße und -höhe, Größe der Einbringungsöffnungen etc.), die seine Dimension bestimmen.
Bei konstanter Beladung empfiehlt sich der Parallelspeicheranschluss des Heizkreises, wenn der Speicher direkt vom Wärmeerzeuger beladen wird. Bei einer modulierenden Betriebsweise bietet sich der Anschluss als Lastausgleichsspeicher an. Der Wärmeerzeuger belädt sowohl den Heizkreis als auch den Pufferspeicher. Energetisch günstig hierbei sind die langen Lade- und Stillstandszeiten.
Sanierung des Abgassystems
Der Zustand des Abgassystems muss grundsätzlich beachtet werden, wenn die bestehende Feuerstätte gegen eine neue ausgetauscht wird. Bei Versottung, Verpechung oder Durchfeuchtung von Kaminen besteht ein dringender Handlungsbedarf in Ursachen- und Schadensbehebung. Wesentliche Anforderungen für eine fachgerechte Sanierung ergeben sich aus der Art und den Leistungsbereichen der neuen Wärmeerzeuger. Wichtig ist in jedem Falle eine Berechnung des Abgassystems nach DIN EN 13384 bzw. die Querschnittsbemessung anhand der Hersteller-Auslegungstabellen. Des Weiteren ist auf die bauaufsichtliche Zulassung der geplanten Modernisierungsprodukte (Temperaturklasse, Korrosionsbeständigkeit, Feuchte- und Rußbrandbeständigkeit, Abstandsklassen etc.) zu achten. Bei jeder Heizungsmodernisierung ist der örtliche Bezirkskaminkehrermeister frühzeitig mit einzubeziehen.
Eine nachhaltige und ganzheitliche Heizungsmodernisierung bietet vielfältige Umsatzmöglichkeiten für den Heizungsfachhandwerker. Wichtige Anknüpfungsmöglichkeiten, um eine Heizungsmodernisierung ins Gespräch zu bringen, sind auch eine Wohnraumerweiterung oder ein Dachausbau. Doch dieser Zusammenhang ist vielen Bauherrn und Hausbesitzern nicht bekannt. Deshalb muss der Handwerker dieses Thema vorausschauend ansprechen. Hierbei sind auch die enge Zusammenarbeit mit Architekten und die Kooperationen mit Energieberatern hilfreich und sinnvoll. Der SHK-Betrieb kann damit nicht nur Umsätze erzeugen, sondern auch seine Fachkompetenz bezüglich der energetischen Gebäudesanierung – unter ganzheitlichen und nachhaltigen Aspekten – verstärken.
Weitere Informationen
Unser Autor Frank Hartmann ist Gas-Wasser-Installateur, Heizungs- und Lüftungsbauer, Elektroinstallateur und Energietechniker. Nach mehrjähriger Tätigkeit im Handwerk mit Schwerpunkt Erneuerbare Energien gründete er im Jahre 2002 das „Forum Wohnenergie“ als Dienstleistungszentrum für energieeffizientes Bauen und Modernisieren. Die Betätigungsfelder sind: Beratungs- und Planungsleistungen, Publikationen, Weiterbildung und Qualifizierung. Zur kompetenten Abwicklung verschiedener Maßnahmen (auch im Projektmanagement) kann das „Forum Wohnenergie“ auf ein umfangreiches Netzwerk von Fachkompetenzen zurückgreifen (Energieberater, Ingenieure, Architekten usw.).
Forum Wohnenergie, 97509 Zeilitzheim, Telefon (0 93 81) 71 68 31, Telefax (0 93 81) 71 63 30, http://www.forum-wohnenergie.de
