Einfach eine Nummer größer

Obwohl es rund zweieinhalb Millionen Mehrfamilienhäuser in Deutschland gibt, sind die 1,24 Millionen thermischer Solaranlagen fast ausschließlich auf Einfami­lienhausdächern installiert. Zwar ist der Markt der thermischen Solaranlagen im Einfami­lienhausbereich noch lange nicht gesättigt. Aber er unterliegt zeitweise deutlichen Schwankungen – auch was das zu erzielende Preisniveau angeht.

Erfahrungswerte lassen sich nicht Eins zu Eins übertragen

Wenn sich trotzdem nur wenige ausführende Unternehmen der Branche an das beachtliche Marktpotenzial der Solaranlagen für Mehrfamilienhäuser trauen, hat das auf den ersten Blick gute Gründe. Denn nicht nur die Zielgruppen und ihre Ansprüche sind gänzlich anders als im häufig selbst genutzten Einfamilienhaus. Auch die technischen Anforderungen sind komplexer. Wer also mit seinen bisherigen Marketingmitteln und techni­schen Erfahrungswerten eins zu eins auf den Mehrfamilienhausmarkt losgeht, wird wenig Freude daran haben. Was aber noch lange nicht heißt, dass sich hier riesige Hindernisse auftürmen. Der SHK-Handwerker muss jedoch die Eigenheiten dieses Marktes kennen und beachten sowie die angebotenen Hilfestellungen, z.B. vom richtigen Industriepartner, annehmen.

Grundsätzlich erfordert die Planung einer thermischen Solaranlage für größere Mehrfamilienhäuser mehr Aufwand als bei Ein- und Zweifamilienhäusern. Die benötigten Hydrauliken werden mit steigender Größe des Objektes komplexer – insbesondere die Bestimmung des Warmwasserbedarfs. Ursachen sind in erster Linie eine wechselnde Zahl an Bewohnern und die zeitgleiche Nutzung von Duschen und Bädern. Deshalb muss in diesen Fällen mit großen Toleranzen kalkuliert werden, denn auch zu Spitzenzeiten erwarten die Nutzer eine konstante Warmwassertemperatur.

Die individuelle Bedarfssituation muss genau ermittelt werden

Außerdem ist bei Großanlagen die Legionellenprävention energetisch anspruchsvoller. Der Trinkwasserspeicher muss dafür nach den Vorgaben der Deutschen Vereinigung des Gas- und Wasserfaches (DVGW, Arbeitsblatt W 551) eine Warmwasseraustritts­temperatur von mindestens 60 °C aufweisen. Noch etwas komplexer sind Anlagen, die solare Wärme zusätzlich zur Heizungsunterstützung einsetzen. Denn die dafür erforderlichen zusätzlichen Kollektoren liefern in den Sommermonaten so viel Wärmeenergie, dass es zu einem Stillstand der Anlage kommen kann, wenn sie nicht kurzfristig benötigt wird. Ziel bei Solaranlagen in Mehrfamilienhäusern ist also die Balance zwischen Solarertrag, Deckungsgrad, Energieeinsparung und Investitionskosten. Darüber hinaus müssen bei Neubauten die Anforderungen des Erneuerbare Energien Wärmegesetzes (EEWärmeG) sowie für die Bundesländer jeweils unterschiedliche Regelungen zum Einsatz erneuerbarer Energien im Bestand berücksichtigt werden.

Das bedeutet, dass die individuelle Bedarfssituation genau ermittelt werden muss. Und erst wenn alle Daten gewissenhaft zusammengetragen sind, kann die Dimensionierung erfolgen. Als grobe Faustformel geht man dabei von 1 bis 3 m² Bruttokollektorfläche je Wohneinheit aus. Je größer das Objekt, desto kleiner kann die Kollektorfläche ausfallen. Das Pufferspeichervolumen muss mindestens 40 l pro m² Kollektorfläche betragen. Dabei ist unbedingt darauf zu achten, dass die Anlage mit der Dimensionierung ihrer Einzelkomponenten (Kollektoren, Pufferspeicher, etc.) so ausgelegt wird, dass die Förderkriterien der staatlichen Stellen eingehalten werden.

Vormontierte, anpassbare Module erleichtern die Arbeit

Anbieter geben bei der Auslegung und Planung so genannter Solarenergiezentralen sowie bei der Ermittlung der möglichen Fördermittel umfangreiche Hilfestellungen. So besteht z.B. die „Solare Anlagentechnik-Wärmezentrale“ (SAT-WZ) von Buderus aus vormontierten Komponenten bzw. Modulen, die getrennt betriebene Wärmeerzeuger – i.d.R. ein Öl- oder Gas-Heizkessel und eine Solaranlage – hydraulisch und regeltechnisch intelligent zu einem Heizsystem mit zwei Wärmeerzeugern verbinden. Dadurch müssen größere Solaranlagen nicht immer wieder individuell zusammengestellt werden. Denn durch ihren modularen Aufbau lassen sich die Systeme individuell den jeweiligen Bedingungen des Objektes anpassen.

Für Großanlagen mit bis zu 200 Wohneinheiten haben sich Komplettlösungen wie die SAT-WZ für die zentrale Wärmeversorgung schon seit einigen Jahren bewährt. Seit kurzem sind auch spezielle Systeme für Mehrfamilienhäuser mit bis zu 30 Wohnungen, Pflegeeinrichtungen, Hotels oder die verarbeitende Industrie erhältlich. Buderus bietet für dieses Marktsegment ebenfalls eine Lösung.

Die SAT-WZ in der Midi-Ausführung besteht aus drei Modulen, einem speziell für dieses System entwickelten Schichten-Pufferspeicher (PSP-Speicher) sowie einer Gesamtsystemregelung in DDC-Technik (Direct Digital Control) im Schaltschrank. Hinzu kommen das Kollektorfeld und der Heizkessel bzw. alternativ ein Nah- oder Fernwärmeanschluss für die Primärversorgung. Die einzelnen, rund 1 m² großen Module für die Solarnutzung, die Trinkwasserbereitung sowie den Heizkreis und die Primärversorgung sind komplett auf Wandbefestigungen vormontiert, wärmegedämmt und verkabelt. Vor Ort müssen noch die hydraulischen Verbindungen zwischen den Komponenten, eine Stromnetzverbindung sowie die Anschlüsse der Außenfühler hergestellt werden.

Solare Wärme effizient nutzen und Stagnationsrisiko minimieren

Es stehen unterschiedliche Baugrößen zur Verfügung. Beim Solarmodul richtet sich die Größe nach der Dimension des Kollektorfeldes (10 bis 45 m²), beim Trinkwassermodul nach dem entsprechenden Trinkwasserbedarf des Gebäudes (90, 130 und 170 kW) und beim Heizkreis- bzw. Primärversorgungsmodul nach den Volumenströmen in den Heizkreisen (20 bis 140 kW Normheizlast). Letztgenanntes Modul ist auch für die Pufferbe- und -entladung zuständig. Individuell auf die jeweiligen Objektanforderungen abgestimmte Pumpen oder Regelventile innerhalb der Module ersparen in der Praxis die Einzelauslegung.

Die Trinkwassererwärmung erfolgt bei diesem System im hygienischen Durchflussprinzip. Dafür muss im oberen Teil des Pufferspeichers immer ein Mindesttemperatur­niveau vorhanden sein, um die Versorgung mit warmem Trinkwasser zu gewährleisten. Der Pufferspeicher wird bevorzugt mit solarer Energie versorgt. Wenn keine Sonne scheint, bleiben die unteren zwei Drittel des Pufferspeichers kalt, während nur das obere Drittel vom Spitzenlast-Wärmeerzeuger versorgt wird.

Der Vorteil dieses Prinzips: Sobald die Sonne wieder scheint, ist im unteren Teil des Speichers genügend Kapazität übrig, um die solare Wärme effizient zu nutzen. So wird das Stagnationsrisiko minimiert und trotzdem ein hoher Warmwasserkomfort erhalten.

Voraussetzung dafür ist allerdings ein hervorragendes Schichtungsverhalten des Speichers. Speziell für diese Anforderungen entwickelte Buderus den Pufferspeicher Logalux PSP mit einem Schichtblech im oberen Drittel des Speichers, Leitblechen sowie der patentierten, indirekten Pufferbeladung. Letztere ist Teil des Be- und Entlade-Managements des Pufferspeichers. Es sorgt dafür, dass der Volumenstrom, der in den Pufferspeicher einfließt, begrenzt ist und gesteuert wird. Außerdem werden temperaturabhängig die Rückläufe an unterschiedlich hohen Posi­tionen in den Puffer eingespeist, was ebenfalls die Schichtung begünstigt.

Eine Versorgung der Heizkreise erfolgt entweder aus dem Puffer – bei entsprechendem solarem Ertrag – oder direkt vom Heizkessel, ohne dabei den Umweg über den Pufferspeicher gehen zu müssen. Wenn kein solarer Ertrag zur Verfügung steht, der Warmwasserbedarf aber dennoch die Erwärmung des oberen Teils im Pufferspeicher erfordert, kann das Be- und Entlade-Management des Pufferspeichers einen Teilvolumenstrom der Heizkreisversorgung in den Pufferspeicher leiten. Dadurch werden die Kessellaufzeiten erhöht und die Zahl der Kesselstarts vermindert. Die Gesamtlösung bindet also nicht nur die Solaranlage in das System ein, sondern optimiert auch gleichzeitig den Betrieb des Kessels.

Fernüberwachung, Fernparametrierung sowie Monitoring-Service

Die Gesamtsystemregelung steuert – neben der solaren Einbindung, der Warmwasserversorgung im Durchflussprinzip und der Be- und Entladung der Pufferspeicher – auch die Heizkreise, die Zuschaltung der Heizkessel sowie die Übergabestations-Anforderung. Ferner wird die Solaranlage nach Inbetriebnahme durch geschulte Fachkräfte mit Hilfe von GSM- (Mobiltelefon) oder analogem Modem optimiert.

Die SAT-WZ midi ermöglicht Fernüberwachung und Fernparametrierung der Anlage per Gebäudeleittechnik auch über das Internet und bietet ebenso einen Monitoring-Service. Dieser Monitoring-Bericht informiert monatlich über Sonneneinstrahlung, Kollektorertrag, Nutzung der solaren Wärme, Wärmelieferung von Heizkessel oder Fernwärme und Trinkwasserverbrauch. So kann der Anlagenbetreiber feststellen, was ihm seine Anlage monatlich und über ein ganzes Jahr bringt.

Das ist nicht unwichtig. Denn neben der Technik unterscheiden sich im Solargeschäft auch die Zielgruppen der Einfamilienhausbesitzer und Mehrfamilienhausbetreiber deutlich. Während Nutzer und Investor im Einfamilienhaus in den überwiegenden Fällen identisch sind, hat der Heizungs-Fachbetrieb beim Mehrfamilienhaus Wohnbaugenossenschaften, Baugesellschaften, Eigentümergemeinschaften oder auch gewerbliche Betreiber vor sich. Dieser Zielgruppe kommt es auf die Rentabilität an. Niedrigere Kosten im Rentenalter, Umweltschutz oder die Verärgerung über die letzte hohe Öl- oder Gasabrechnung zählen hier weniger.

Auch dem recht hartnäckigen Argument „Warum soll ich Geld ausgeben, damit mein Mieter spart?“ gilt es noch häufig zu begegnen. Doch auch hierbei unterstützen Anbieter von Solarsystemen und Heizkesseln den ausführenden Heizungs-Fachbetrieb. EDV-gestützte Simulationsrechnungen stellen schon im Voraus die zu erwartende Rendite schwarz auf weiß dar.

Vom energetisch sanierten ­Wohnraum profitieren alle

Angesichts der Energiepreisentwicklung fällt der Anteil der Betriebs- oder Nebenkosten an der Miete zunehmend ins Gewicht. Reduzieren sich diese Kosten bei einem Mietobjekt, kommt das direkt dem Mieter zugute. Davon profitiert auch der Vermieter: Die über die innovative und regenerative Technik erzielten niedrigeren Verbrauchskosten lassen sich nutzen, um für das Objekt zu werben und somit Leerstände zu vermeiden. Außerdem kann der Vermieter mittels der Modernisierungsumlage die entstehenden Kosten komplett refinanzieren.

In Summe sinken also die Verbrauchskosten und damit die Warmmiete der Bewohner, während der Vermieter von der wachsenden Nachfrage nach modernem, energetisch saniertem Wohnraum sowie der moderaten Anhebung der Kaltmiete profitieren kann – eine klassische Win-Win Situation.

Erfahrungen mit Solarenergiezentralen für Mehrfamilienhäuser zeigen, dass eine warmmietenneutrale Sanierung in vielen Fällen möglich ist. Erst recht, wenn gleichzeitig alte Heizkessel durch moderne Brennwertanlagen ersetzt werden. Die Gesamt-Systemregelung sorgt für hohe Jahresnutzungsgrade bei Heizkesseln. Bei einer Fernwärmenutzung kann die Anschlussleistung reduziert werden.

Langfristig profitieren so alle Beteiligten von dieser Lösung: Mieter aufgrund der geringeren Betriebskosten und Wohnungsbaugesellschaften, Betreiber oder Vermieter, weil sich ihre Investition deutlich innerhalb der Anlagenlebensdauer amortisiert und sie attraktive Angebote für den Wohnungsmarkt bieten können.

Wohn- und Geschäfts­gebäude, Berlin

Daten zum Objekt: Mehrfamilienhaus-Altbau mit Vorderhaus, Seitenflügel und Hinterhaus

Beheizte Nutzfläche: ca. 2200 m²

Wohn- bzw. Gewerbeeinheiten: 33

Einbauzeit: ca. 4 Monate in 2008

Installierte Technik:

– 16 innenbeschlagfreie Solarkol­lektoren Buderus Logasol SKS 4.0 mit 33,6 m² Netto- und ca. 38 m² Brutto-Kollektorfläche auf Flachdach auf­geständert

– 2 Buderus-Gasbrennwert­geräte GB 162-80 mit je 80 kW

– 2 Solvis-Pufferspeicher

„Das sind lukrative Geschäfte“

Die SBZ-Redaktion sprach mit dem Geschäftsführer der Berliner Heizungsfachfirma HU-Gebäudetechnik OHG, Peter Unverricht, über seine Erfahrungen bei der Solaranlageninstallation in größeren Objekten. Der Einsatz erneuerbarer Energien, z.B. in Form von Solarkollektoranlagen und der Energieoptimierung bestehender Heizungsanlagen, hat – neben dem SHK-Kerngeschäft mit konventioneller Technik – einen hohen Stellenwert. Das Unternehmen beschäftigt zwei Geschäftsführer und acht Mitarbeiter.

SBZ: Herr Unverricht, Sie haben eine thermische Solaranlage in einem Mehrfamilienhaus mit 33 Wohneinheiten in Berlin komplett geplant und eingebaut. Hatten Sie im Vorfeld Bedenken, weil kein externes Planungsbüro involviert war?

Unverricht: Sicher, Anlagen in dieser Größenordnung gehören nicht zu unserem Tagesgeschäft. Aber dank der Unterstützung des Herstellers konnten die technischen Details schnell und zügig geklärt werden. Die erforderliche Montageplanung führen wir üblicherweise immer selbst aus.

SBZ: Ist es Ihnen leicht gefallen die vorgefertigten Solar-, Trinkwarmwasser- und Heizkreismodule nach den Vorgaben des Herstellers in diesem Objekt zu installieren?

Unverricht: Die Anschlusspunkte sind – wie bei ähnlich vorgefertigten Stationen in der Heizungstechnik – gekennzeichnet und die Verkabelung erfolgt mit codierten Steckern. Die Installation stellte also kein Problem dar. Weil es sich um ein Pilotprojekt handelte, war ein etwas erhöhter Abstimmungsbedarf bei der Verschaltung der Station mit den beiden Pufferspeichern eines anderen Herstellers notwendig.

Bei der Auslegung der Solaranlage ist auf die ­Einhaltung der Kriterien zur staatlichen Förderung zu achten.

SBZ: Worin sehen Sie die entscheidenden Vorteile bei diesem modular aufgebauten und vorgefertigten System?

Unverricht: In der schnellen Montage, auch aufgrund der auf das jeweilige Projekt abgestimmten Komponenten innerhalb der Module (Pumpen, Regelventile, etc.). Dadurch ist eine Einzelauslegung durch den Installateur nicht notwendig.

SBZ: Würden Sie Ihren Kollegen empfehlen, sich auch an solche Aufgaben zu wagen?

Unverricht: Wer Erfahrungen in der Installation von Solaranlagen in Einfami­lienhäusern hat, kann sich mit der Unterstützung von Buderus und den vorgefertigten Modulen des SAT-WZSystems jederzeit auch an größere Solaranlagen wagen. Das sind interessante und lukrative Geschäfte. Wichtig ist, darauf zu achten, dass die Anlage mit der Dimensionierung ihrer Einzelkomponenten (Kollektoren, Pufferspeicher, etc.) so ausgelegt wird, dass die Förderkriterien der staatlichen Stellen eingehalten werden.

SBZ: Vielen Dank für das Gespräch.

Planung von Solaranlagen in Mehrfamilienhäusern

Welche Heizlast des Gebäudes liegt vor?

Wie groß ist die beheizte Fläche?

Welche Menge an Warmwasser wird im Objekt verbraucht?

Welche Systemtemperaturen werden in der Bestandsanlage für ­einen sicheren ­Anlagenbetrieb benötigt?

Ist im Hotel oder Pflegeheim eine Großküche vorhanden? Falls ja: Wie viele Essen werden zubereitet?

Wird der Wärmeerzeuger erneuert oder nur die Solaranlage ­nachgerüstet? Dies hat Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit.

Gibt es eine zentrale oder dezentrale Wärmeversorgung?

Welche Dachfläche steht für das Kollektorfeld zur Verfügung? Ist es zum Beispiel ein Flachdach oder Satteldach?

Welche Art der Befestigung ist zu wählen? Reichen Beschwerungswannen bei einem Flachdach oder muss aus statischen Gründen auf eine bauseitige Lösung ­zurückgegriffen werden?

Welcher Azimut-Winkel steht zur Verfügung? Optimal wäre eine Südausrichtung.

Wie viele Heizkreise sind im Objekt vorhanden und sollen wieder angesteuert werden?

Christian Pfeiffer ist Produktmanager Solartechnik/Speicher, bei Buderus Deutschland, Wetzlar ( https://www.buderus.de/de )