In Künzelsau, im fränkischen Nordosten Baden-Württembergs, wird Wohnraum dringend benötigt – wie fast überall. Im November 2023 konnten dort 80 Mietwohnungen in Holzmodulbauweise bezogen werden, die durch die DH Wohnen GmbH aus Denkendorf erstellt wurden. Insbesondere Kommunen und Unternehmen der Wohnungswirtschaft greifen auf das Know-how des Unternehmens bei der Planung und Umsetzung von nachhaltigen Wohnräumen zu. Gemeinsam mit Wolff und Müller, Niederlassung Serielles Bauen, die gemeinsam mit dem Unternehmen Aktivhaus einen Expertenstab für serielle Holzmodulbauweise bildet, entstanden in einer Bauzeit von 2022 bis 2023 aus 112 Holzmodulen 60 barrierearme und 20 barrierefreie Wohnungen.
Modulbauweise reduziert Bauzeit
Im Mittelpunkt sämtlicher Leistungsphasen standen die Themen Nachhaltigkeit, Qualität, Wirtschaftlichkeit, Vielseitigkeit und Schnelligkeit. Die Ausführung des Bauprojektes bestand aus vier Gebäuden in viergeschossiger Bauweise und einer natürlich belüfteten eingeschossigen Parkebene. Die Mietwohnungen wurden für Singles, Paare oder Familien aller Altersgruppen geplant und bestehen aus 2- bis 5-Zimmer-Wohnungen in den Größen zwischen 41 m² und 95 m².
Die verwendeten Holzmodule folgen dem Triple-Zero-Prinzip: „Zero Energy“ bezeichnet, dass die Gebäude in ihrer Jahresbilanz nicht mehr Energie verbrauchen, als sie selbst aus nachhaltigen Quellen erzeugen. Der Begriff „Zero Emission“ zeigt auf, dass von den Wohnblöcken keine schädlichen Emissionen ausgehen. „Zero Waste“ – als drittes Prinzip – bezieht sich auf das Ende der Lebenszyklen der Gebäude. Hierbei sollen später alle Module wieder vollständig und sortenrein in ihre Ausgangsmaterialien zerlegt und in technische oder biologische Kreisläufe zurückgeführt werden. Übrigens steht die Langlebigkeit der Modulbauweise der eines konventionell gefertigten Hauses in nichts nach.
Die eingesetzten Baustoffe wurden somit im Vorfeld hinsichtlich Nachhaltigkeit und ressourcenschonender Aspekte ausgewählt. Aus der modularen Bauweise ergab sich eine verkürzte Bauzeit, durch die der benötigte Wohnraum zeitnah übergeben werden konnte.
Bild: Mitsubishi Electric
Niedriger Primärenergiefaktor und Wärmepumpentechnologie
Die Wohnblocks wurden im Energiestandard KfW 40 EE geplant und gebaut. Möglich wurde dies durch ein effizientes Energiekonzept, bei dem der Primärenergiebedarf durch moderne Groß-Wärmepumpen in Kombination mit Photovoltaikanlagen erzeugt wird. Die Photovoltaikanlagen auf dem Dach der vier Wohnblocks unterstützen mit ihrer regenerativen Stromproduktion zu einem nicht unerheblichen Teil den Betrieb der Wärmepumpen. Zum Einsatz kommen vier Luft/Wasser-Wärmepumpen von Typ MEHP-iS-G07 / 0112 von Mitsubishi Electric, die als Energiequelle die Außenluft nutzen.
Die in Europa produzierte Wärmepumpenserie ist die aktuelle reversible Wärmepumpen-Baureihe des Herstellers für großen Wärmebedarf. Die kompakt konstruierten Luft/Wasser-Wärmepumpen zeichnen sich durch hohe Energieeffizienz aus, sind leise und leistungsfähig.
Die reversiblen Wärmepumpen nutzen Komponenten wie Inverter-geregelte Scrollverdichter und Inverter-Ventilatoren aus eigener Fertigung. Um eine möglichst hohe Effizienz zu erzielen, wird in den Geräten durchgängig das Kältemittel R32 eingesetzt, das im Vergleich zum oft noch in dieser Produktgruppe gebräuchlichen R410A einen um 68 % geringeren GWP-Wert aufweist. Hohe Effizienz, geringe Schallemissionen sowie kompakte Abmessungen und ein geringes Gewicht waren wichtige und entscheidende Kriterien, die zur Wahl dieses Produkts führten.
Luft/Wasser-Wärmepumpen für hohen Wärmebedarf
Bei der Gerätereihe wurde der Fokus auf die Heizfunktion gelegt. Ihre modulare Gerätestruktur gewährleistet eine optimale Anpassung an den jeweiligen Leistungsbedarf dieses konkreten Projekts. So könnte beispielsweise auch der Einsatz in Nahwärmenetzen mit diesen Systemen realisiert werden.
Es stehen drei unterschiedliche Module mit sieben Leistungsgrößen von 50 bis 110 kW Nennwärmeleistung und COPs von 3,5 bis 3,2 nach EN 14511 zur Verfügung. Durch die optionale Konfiguration als Zwillingsmodul können bis zu 220 kW Wärmeleistung erreicht werden. Mit ihrem weiten Einsatzbereich im Wärmepumpenbetrieb von bis zu –20 °C Außentemperatur und einer Warmwasser-Austrittstemperatur von bis zu 65 °C können diese Geräte die Anforderungen optimal erfüllen.
Durch die integrierte LAN-Logik können bis zu acht Geräte in einer Gruppe geregelt werden. So sind die Lastenverteilung, das Alarmmanagement und der Back-up-/Stand-by-Betrieb der Gesamtanlage optimal realisierbar. Die Softwareverbindung erfolgt durch einen Multi-Manager, der zahlreiche smarte Funktionen offeriert. So kommt bei den Wärmepumpenmodellen bei der Vernetzung mehrerer Geräte beispielsweise die Smart-Defrost-Logik zum Einsatz.
Die Großwärmepumpen der MEHP-iS-Serie sind, wie viele andere Luft/Wasser- oder Sole/Wasser-Systeme des Herstellers, voll förderfähig. Die Wärmepumpen benötigen nur geringe Strommengen für den Antrieb, die zudem aus erneuerbaren Energien – beispielsweise aus der PV-Anlage – generiert werden können. Den Rest der Energie gewinnen die Wärmepumpen aus der Umwelt und nutzen somit eine kostenfreie Energiequelle.
Bild: Mitsubishi Electric
Redundanter Anlagenaufbau für mehr Betriebssicherheit
Die vier Luft/Wasser-Wärmepumpen stehen in einer Sicht- und Schallschutzeinhausung im Außenbereich an den Stirnseiten der Wohnblocks. Es sind jeweils zwei Wärmepumpen à 80 kW eingesetzt. In der Gesamtschau steht eine Wärmeleistung von rund 320 kW bei einer Auslegungstemperatur in Künzelsau von –12 °C für das gesamte Objekt mit vier Wohnblöcken bzw. 80 Wohneinheiten zur Verfügung. Die Anlagen sind redundant aufgebaut, sodass jeweils zwei Geräte eine Anlage bilden und im Wechselbetrieb arbeiten. In den beiden Tiefgaragen befinden sich zwei Technikräume. Hier wird das Warmwasser von den Wärmepumpen in zwei Pufferspeicher geleitet und über zwei Verteilerstationen von Sekundärpumpen in die Steigstränge befördert. In den Wohneinheiten sorgen Wohnungsstationen für die entsprechend abgeglichene Verteilung in die Heizkreise der Fußbodenheizungen. Die Trinkwarmwasserbereitung erfolgt ebenfalls über die Wohnungsstationen, in die elektrische Durchlauferhitzer integriert sind.
Die regelmäßige Wartung der technischen Anlage, die das ausführende Unternehmen obligatorisch übernommen hat, erhöht deren Lebensdauer und Gesamteffizienz. So können zum Beispiel Anlagendaten überprüft und Einstellungen sowie Betriebsparameter besser auf die realen Bedürfnisse und Anforderungen der Nutzer und Umwelteinflüsse eingestellt werden. Falls Verschleißteile ausgetauscht werden müssen, übernimmt das beauftragte Unternehmen die Nachjustierung. Die Fernwartung, bei der ein Vorab-Check durchgeführt wird, bietet dem betreuenden Serviceunternehmen bei diesem Objekt die Möglichkeit, per PC direkt auf die Anlage zu schauen und bei der Fehlerdiagnose optimal selektieren zu können, welcher Bedarf besteht.
Fazit
Das Ziel der Wärmewende ist mehr Energieeffizienz und eine stärkere Nutzung erneuerbarer Energien im Gebäudesektor. Gefördert wird dieses Ziel durch die im Klimaschutzprogramm der Bundesregierung beschlossenen Maßnahmen: Je mehr regenerativ erzeugter Strom eine zentrale Rolle der Wärmeversorgung übernimmt, desto bedeutender wird auch die Wärmepumpentechnologie, wie beispielsweise konkret die Wärmepumpensysteme von Mitsubishi Electric für das Bauprojekt in Künzelsau.
Möglich wurde die viergeschossige Wohnblocksiedlung in Holzmodulbauweise, die im Energiestandard KfW 40 EE geplant und gebaut wurde, durch ein effizientes Energiekonzept. Der Primärenergiebedarf wird durch moderne Groß-Wärmepumpen in Kombination mit Photovoltaikanlagen gedeckt. Zum Einsatz kommen vier Luft/Wasser-Wärmepumpen vom Typ MEHP-iS-G07 / 0112 von Mitsubishi Electric, die speziell für Gebäude mit hohem Wärmebedarf in Europa entwickelt und produziert werden. Die besonders moderne und effiziente Baureihe umfasst Geräte, die serienmäßig mit Scrollverdichtern und variabler Leistungsdrehzahl sowie einem Kältemittel mit geringem Treibhauspotenzial ausgestattet sind.
Bild: Mitsubishi Electric
Bild: Mitsubishi Electric
