Zentrale oder dezentrale Wärmeversorgung?

Bei dem seit 2004 laufenden Pilotprojekt in Gladbeck ging es vor allem darum, verschiedene dezentrale und zentrale Erdgas-Systeme für die Heizung und Warmwasserbereitung als Modernisierungslösung unter realen Bedingungen zu vergleichen. Im Mittelpunkt standen vier baugleiche Mehrfamilienhäuser aus den 60-er Jahren mit jeweils fünf Wohneinheiten. Für die Beheizung und Warmwasserbereitung der Wohnungen sorgten vor der Sanierung Gas-Kombiwasserheizer aus den 70-er und 80-er Jahren. Neben der Gemeinnützigen Wohnungsbaugesellschaft Gladbeck mbH als Eigentümer der Gebäude waren die ELE Emscher Lippe Energie als zuständiger Energieversorger, die E.on Ruhrgas, mehrere Gerätehersteller sowie das örtliche Fachhandwerk an dem Pilotprojekt beteiligt.

Umfassende Sanierung

Im Rahmen einer Komplettsanierung wurden zunächst die Außenwände, Fenster und Kellerdecken sowie die obersten Geschoss­decken der Gebäude nach EnEV-Standard gedämmt bzw. erneuert. Im Anschluss tauschte ein ortsansässiges Fachhandwerks-Unternehmen die veralteten Wärmeerzeuger gegen neue Erdgas-Heizungssysteme aus. Dabei wurde für jedes Gebäude eine unterschiedliche Variante gewählt (Tabelle 1).

Als dezentrale Systeme kamen Niedertemperatur-Gas-Etagenheizungen (NT-GEH) und Brennwert-Gas-Etagenheizungen (BW-GEH) zum Einsatz. Bei den zentralen Systemen wurden identische Gas-Brennwert-Heizkessel installiert. In Haus 3 steht jedoch ein Trinkwasserspeicher für die zentrale Warmwasserbereitung mit Zirkulationsleitung zur Verfügung. In Haus 4 ist dagegen ein zentraler Heizwasserspeicher installiert, der systembedingt als „Pufferspeicher“ sowohl für die Wärmeversorgung als auch für die Warmwasserversorgung dient. Im Unterschied zur zentralen Warmwasserversorgung erfolgt hier die WW-Bereitung mittels des Heizungswassers über dezentrale Wohnungsstationen mit Plattenwärmetauschern (Satellitensystem) in den Wohnungen. Zusätzliche Regelgeräte wie Raumthermos­tate, die der Hersteller für das Satellitensystem anbietet, kamen in diesem Projekt nicht zum Einsatz.

Auswertung der realen Kosten

Die Regelung der zentralen Systeme erfolgt gemäß den gesetzlichen Vorgaben unter Berücksichtigung der systembedingten Anforderungen. Die Vorlauftemperatur des Heizungswassers beträgt beim Satellitensystem oft 65 °C. Dies ist jedoch einerseits abhängig vom Systemhersteller und andererseits der gewünschten Warmwasser-Temperatur. In Abstimmung mit den Mietparteien kann z.B. auch eine geringere Warmwasser-Auslauftemperatur von 50 °C festgelegt werden. Dazu ist eine Absenkung der Systemtemperatur z.B. auf 60 °C möglich, was in der Folge zu einer weiteren Energieeinsparung führt. Die Hygiene ist dadurch trotzdem sichergestellt.

Generell versorgt bei dieser Ausführung eine optimierte Rohrnetzregelung das System bedarfsabhängig mit Wärme. Bei den dezentralen Systemen wurden Funk-Raumthermostate eingesetzt.

Bei der Auswertung der tatsächlich abgerechneten Investitionskosten wies das Satellitensystem die höchsten Kosten auf, gefolgt von der Brennwert-Gas-Etagenheizung, dem zentralen System und der Niedertemperatur-Gas-Etagenheizung. Die in Tabelle 2 aufgeführten Kosten umfassen nicht zusätzliche Aufwendungen, etwa für Renovierungs­arbeiten der Bäder oder die Erstellung der Aufstellräume für die Wärmeerzeuger. Die Aufstellräume erwiesen sich in diesem Fall als notwendig, um Frostschutz und ausreichenden Schutz vor unbefugtem Zutritt zu gewährleisten. Im Vergleich zur Zentralheizung fallen die Betriebs- und Wartungskosten bei den dezentralen Lösungen im Schnitt höher aus. Ursache hierfür sind die höheren Aufwendungen aufgrund der größeren Anzahl der Geräte. Die Unterschiede bei den zentralen Systemen sind sehr gering.

Wirksame Energiesparmaßnahmen

Um eine fundierte Vergleichsbasis zu erhalten, wurden die Gebäude, die einzelnen Wohnungen und die Geräte mit aufwendiger Messtechnik ausgestattet. Über einen Zeitraum von zwei Jahren erfasste man die abgegebenen Wärmemengen und den Gasverbrauch, um den Nutzungsgrad der verschiedenen Systemlösungen zu ermitteln.

In der Gesamtbetrachtung wurden außerdem weitere Einflussfaktoren wie die Mieterstruktur, das individuelle Nutzverhalten und die Akzeptanz der Systeme bei den Mietern berücksichtigt.

Die Auswertung der Messdaten zeigt, dass alle Varianten gute Ergebnisse erzielen. Der Gesamteffekt der Energiesparmaßnahmen (Dämmung der Gebäudehülle plus moderne Anlagentechnik) lag für das Gebäude mit den Brennwert-Etagenheizungen bei ca. 40 %, im Gebäude mit NT-GEH bei etwa 30 % (konstantes Nutzerverhalten vorausgesetzt).

Auch in den beiden Gebäuden mit zentralen Brennwertgeräten wurden Energieeinsparungen von ca. 30 % erreicht. Hier ist zu beachten, dass die Wärmeerzeuger objektbedingt auf dem Dachboden, das heißt außerhalb der wärmegedämmten Gebäudehülle, aufgestellt wurden. Eine Unterbringung (vor allem die des Wasserspeichers) im Keller war aufgrund der eingeschränkten Platzverhältnisse nicht möglich. Bei der Analyse der Verteilungsverluste stellte sich heraus, dass sie beim Satellitensystem um ca. 10 % unter denen des zentralen Warmwassersystems liegen. Begründet wird dies durch das technische Steuerungskonzept des Herstellers, das die Wärmeversorgung durch entsprechende Pumpengruppen bedarfsorientiert regelt.

Alle Werte zu Energieeinsparungen resultieren aus dem Vergleich der gradtagsbereinigten Verbrauchsdaten der Jahre 2001 (Altzustand) und 2005.

WW-Bedarf spielt große Rolle

Die Jahresnutzungsgrade der NT-Kombiwasserheizer lagen im Schnitt bei ca. 85 %, die der Brennwertgeräte in allen Fällen bei ca. 95 %. Damit erwies sich die Brennwert-Etagenheizung als gleichwertig mit der Brennwert-Zentralheizung, trotz ihrer (auf das Jahr bezogen) geringeren Auslastung. Vor allem bezüglich des Warmwasserbedarfs erbrachte die Auswertung bemerkenswerte Ergebnisse: Der Verbrauch bewegte sich auf einer Bandbreite zwischen 15 und 50 Litern pro Tag und Person. Im Schnitt lagen die gemessenen Abnahmemengen um rund 40 bis 45 % unterhalb der DIN- bzw. EnEV-Vorgaben. Daraus wird deutlich, dass die bedarfsgerechte Planung bzw. Auslegung des Warmwassersystems eigentlich Kenntnisse über das Nutzerverhalten erfordert.

Bei den zentralen Lösungen war zu beobachten, dass die Nutzungsgrade bei geringem Warmwasserbedarf abfielen und zwar vor allem während der Sommermonate, wenn kaum oder nur wenig Wärme benötigt wird. Bei modernen Gasumlaufwasserheizern wird der Nutzungsgrad der Warmwasserbereitung dagegen nur unwesentlich davon beeinflusst, ob die Zapfmenge groß oder klein ist.

Das bedeutet: Der größere Komfort zentraler Warmwassersysteme und der Satellitensysteme wurden hier nicht angenommen, der mögliche bzw. erwartete Effizienzvorteil bei der Warmwasserbereitung kam nicht zur Geltung. Zumindest unter den in Gladbeck vorgefundenen Rahmenbedingungen (vor allem bezüglich der Mieterstruktur) spielte der sparsame, energiebewusste Umgang mit Warmwasser offenbar eine größere Rolle.

Sollte der Komfortgedanke auch bei der dezentralen Warmwasserbereitung wichtig sein, lassen sich wandhängende, dezentrale Gas-Wärmeerzeuger auch durch moderne WW-Schichtladespeicher ergänzen, die hinter dem Wärmeerzeuger montiert werden und so nur geringen Platz in der Tiefe beanspruchen. Der WW-Schichtladespeicher Ecotec VCI fasst beispielsweise 20 Liter und bietet durch die eingesetzte Technik den Komfort eines konventionellen 70 Liter-WW-Speichers.

Dezentrale Lösungen vorteilhaft

Insgesamt betrachtet lassen sich aus den Ergebnissen des Pilotprojekts folgende Schlussfolgerungen ziehen:

• Es ist deutlich zu erkennen, dass indivi­duelle Faktoren sehr großen Einfluss auf den Energieverbrauch haben. Selbst zwischen Wohnungen mit identischen Größen und Heizsystemen differierten die Verbrauchswerte häufig sehr stark.
• Die höchste Energieeinsparung wird bei Aufstellung der Wärmeerzeuger innerhalb der isolierten Gebäudehülle erreicht.
• Hinsichtlich des Energieverbrauchs kann die Gas-Etagenheizung mit zentralen Lösungen konkurrieren.
• Insbesondere bei der Warmwasserbereitung gibt es gute Argumente für die dezentrale Lösung mit der Gas-Etagenheizung. Dazu zählt zum einen die Möglichkeit, den ­Energieverbrauch durch die individuellen Zapfgewohnheiten zu beeinflussen: Die Gasumlaufwasserheizer gehen nur dann in Betrieb, wenn warmes Wasser gezapft wird.
• Des Weiteren ist der hohe Hygienestandard der Gas-Etagenheizung (keine Legionellenbildung durch stehendes erwärmtes Wasser) hervorzuheben.
• Die Nutzungsgrade der Warmwasserbereitung mit der Gas-Etagenheizung sind unabhängig von den Zapfgewohnheiten; der gebotene Warmwasserkomfort ist ausreichend. Verglichen mit Elektrogeräten bietet die dezentrale Warmwasserbereitung mit Erdgas einen deutlichen besseren Nutzungsgrad bezogen auf den Primärenergieverbrauch.
• Für die anlagentechnische Planung bedeutet der Einsatz der Gas-Etagenheizung eine Vereinfachung, weil keine genauen Kenntnisse über die Zapfgewohnheiten künftiger Mieter vorliegen müssen. Allerdings ist bei der Sanierung die künftige sanitärtechnische Ausstattung („Komfortbad“) zu berücksichtigen.
• Zentrale Systeme benötigen einen gesonderten Platz zur Aufstellung. Ein Einbau im Keller scheitert oft am Fehlen eines separaten Aufstellraums. Auch die „Kipphöhe“ der Heiz/-Trinkwasserspeicher muss bei der Installation berücksichtigt werden, da die Deckenhöhen der Keller in den Mehrfamilienhäusern oft sehr niedrig sind. Eine Aufteilung auf mehrere Speicher führt zwangsläufig zu höheren Investitions- und Betriebskosten. Im Gladbecker Projekt erlaubte die Statik eine Unterbringung auf dem Dachboden, doch auch diese Option ist nicht in jedem Fall realisierbar bzw. führt bei der Umsetzung zu höheren Kosten.

Akzeptanz durch die Mieter

Zu den wichtigsten Erkenntnissen des Projekts gehört die hohe Akzeptanz dezentraler Systeme bei den Mietern. Der direkte Kontakt mit dem Wärmeerzeuger hat offenbar einen großen psychologischen Einfluss auf den Nutzer: Er kann seinen Energieverbrauch über die Geräteregelung direkt beeinflussen. Die Zurechenbarkeit der Kosten im Vergleich zur „anonymen“ zentralen Erzeugung schlägt sich spürbar in einem sparsameren Umgang mit Energie nieder. Diese Möglichkeit der Einflussnahme trägt offensichtlich deutlich zur Mieterzufriedenheit bei – ein Faktor, der möglicherweise gerade in weniger attraktiven Wohnanlagen die Vermietbarkeit verbessern kann. „Für die Wohnungswirtschaft sind es nicht nur Argumente hinsichtlich eines geringeren Energieverbrauches, sondern vor allen Dingen auch der Wegfall des Verwaltungsaufwandes mit Heizkostenabrechnungen und die Möglichkeit zu Teil­sanierungen, die zählen“, so Andreas Christmann, Leiter Produktvermarktung bei Vaillant Deutschland. „Für die Mieter sind da­gegen z.B. die Unabhängigkeit und ein ausgeprägtes Gerechtigkeitsgefühl, sowohl die Verbrauchs- als auch die Wartungskosten direkt steuern zu können, entscheidend.“

Auch weiche Faktoren beachten

Auf der anderen Seite ermöglicht die Gas-Etagenheizung ohne großen Aufwand zusätzliche attraktive Möglichkeiten der Wohnwertsteigerung, weil die Gasleitung bis in die Wohnungen führt. Dazu gehören beispielsweise der Einbau eines modernen Gas­küchenherdes oder die Installation eines Gaskamins. Die Möglichkeit, Einzelwohnungen bei Leerstand sukzessive mit moderner Anlagentechnik auszurüsten oder im ausgebauten Dachgeschoss attraktiven Wohnraum mit einem unabhängigen Heiz- und Warmwassersystem zu schaffen, bietet Wohnungs­gesellschaften eine größere Flexibilität. Auch beim Verkauf der Wohnungen können die positiven Gebrauchsmerkmale bzw. Op­tio­nen, die mit der Gas-Etagenheizung verbunden sind, als Plus wirken.

Das Gladbecker Pilotprojekt lässt den Schluss zu, dass dezentrale Lösungen mit modernen Gas-Etagenheizungen eine attraktive Sanierungslösung sein können, wenn entsprechende Rahmenbedingungen vorliegen. Das gilt ganz besonders für den kleineren Mehrfamilienhausbereich. Bei der Sanierung sollte daher die Auswahl des Heiz- und Warmwassersystems einer ganzheitlichen Betrachtung unterzogen werden. Vor dem Hintergrund eines zunehmend schwierigeren und komplexeren Marktumfelds kommt es darauf an, auch diesen „weichen Faktoren“ entsprechendes Gewicht einzuräumen.

Unser Autor Martin Schellhorn ist Fachjournalist und Inhaber der Agentur Kommunikations-Management Schellhorn; Telefon (0 23 64) 16 70 39, E-Mail: martin.schellhorn@die-agentur.sh