Umweltbundesamt
Ein EU-gefördertes Projekt ermöglichte die Umrüstung eines Passivhauses, um CO2-Emissionen zu senken. Eine Wärmepumpe ersetzt die Gasheizung, mit minimalen Umbauten und Rücksicht auf den Schulbetrieb.
Im Rahmen eines von der EU geförderten Projekts sollte ein Gebäude technisch ertüchtigt werden, so dass dessen energiebedingte CO2-Emissionen wenn möglich auf null gesenkt würden. Die Aufgabenstellung war insbesondere eine Vereinfachung des Beschaffungs- und Umsetzungsprozesses, in dessen Rahmen es auch Kommunen mit geringen personellen und finanziellen Ressourcen möglich sein soll, Klimaneutralität zu erreichen. Darüber hinaus sollten die Gebäudenutzenden frühzeitig in das Projekt eingebunden werden, um die Akzeptanz der neuen Technik zu erhöhen.
Die Wahl fiel auf ein Schulgebäude in Nürnberg, das im Jahr 2015 im Passivhausstandard errichtet worden war. Es besteht aus einem eingeschossigen Hort- sowie einem zweigeschossigen Grundschulbereich und wurde bisher mit einer Gastherme zentral beheizt und ist mit zwei zentralen Lüftungsanlagen ausgerüstet. Die Warmwasserbereitung erfolgt dezentral über Boiler und Durchlauferhitzer.
Der vollständige Ersatz der Erdgasheizung durch eine Wärmepumpe sollte mit möglichst wenigen zusätzlichen Umbauarbeiten und ohne Beeinträchtigung des Schulbetriebs erfolgen. Somit war z.B. der Einbau von Flächenheizungen oder von großen Pufferspeichern nicht möglich. Außerdem musste ein Aufstellort gefunden werden, der sowohl dem Gewicht als auch der Lautstärke des Geräts Rechnung trägt. Schließlich wurde die Wärmepumpe ebenerdig vor dem Gebäude aufgestellt. Um die Geräuschemissionen abzumildern, wurde im Sommer 2024 um die Wärmepumpe herum ein Schalldämmzaun errichtet.
Die Einbindung des Wärmepumpensystems erfolgte parallel zur bestehenden Erdgastherme, die jedoch lediglich noch als Ausfall-Backup oder bei extremen Temperaturen betrieben werden soll. Der hydraulische Anschluss des neuen Systems musste entgegen der ursprünglichen Planung noch um zwei Absperrventile ergänzt werden, um die Gastherme komplett vom Heizungssystem zu trennen, wenn diese nicht in Betrieb ist.
Die technische Planung wurde im Rahmen eines EU-Förderprojekts vom beauftragten Unternehmenskonsortium durchgeführt. Ziel war, die Gastherme möglichst vollständig durch eine Wärmepumpe zu ersetzen. Um die Umrüstungsarbeiten möglichst gering zu halten, wurde lediglich zwischen die Wärmepumpe und die Heizungsverteilung ein kleiner Wärmepuffer eingeplant, der sich noch im Gebäude unterbringen ließ. Die Hydraulik wurde ansonsten nicht verändert, ebenso wurden die Heizkörper im Gebäude belassen.
Um die Lärmbelastung durch die Wärmepumpe zu minimieren, wurde um das Gerät von einer Spezialfirma nachträglich ein Schallschutzzaun errichtet, der außerdem den Zutrittsschutz zum Gerät gewährleistet. Zusätzlich soll die Gastherme, wenn sie nicht in Betrieb ist, durch (elektrische) Kugelhähne mechanisch vom Heizungssystem getrennt werden. Dies wird verhindern, dass im Betrieb der Wärmepumpe der erwähnte Umwälzbetrieb entsteht.
Der Umbau selbst war technisch relativ einfach umsetzbar, mit den erwähnten Herausforderungen. Zur Akzeptanz der Umbauarbeiten trug auch die frühe Einbindung und stetige Information der Gebäudenutzenden bei. Es wurden mehrere Wärmemengen- und Stromzähler ergänzt, so dass künftig sehr genau der Betrieb und die Effizienz der Wärmepumpe überwacht werden können. Im ersten Betriebsjahr wird außerdem ein Augenmerk auf die (gefühlte) Lärmbelastung der Gebäudenachbarschaft gelegt und es soll ein Regelkonzept erarbeitet werden, das die Betriebszeiten der Wärmepumpe möglichst an die Verfügbarkeit von PV-Strom aus der gebäudeeigenen Anlage anpasst und dennoch während des Gebäudebetriebs vollen Komfort zur Verfügung stellt.
Außerdem muss noch der Einbau der erwähnten Kugelhähne erfolgen. Schließlich sollen auch künftig die Gebäudenutzenden laufend über die Performance des Gebäudes informiert werden, z.B. über einen Infobildschirm.
Große Wärmepumpen sind schwer. Achten Sie bei der Beschaffung von Wärmepumpen auf deren Größe, Gewicht und Geräuschemissionen und planen Sie den Aufstellort optimal. Gegebenenfalls ist eine Kaskade kleinerer, leiserer Wärmepumpen vorteilhafter als eine große Anlage.
Binden Sie bei vorhandener Gebäudeautomation im Bestand die ursprüngliche ausführende Firma ein, um eine nahtlose Integration der neuen Komponenten zu ermöglichen.
Für die Auslegung und Umsetzung einer Wärmepumpe im Bestand wird von den planenden und ausführenden Unternehmen Expertise benötigt, die – Stand 2024 – noch nicht alle Unternehmen bieten können. Ein 1-zu-1 Austausch ist i.d.R. nicht möglich, es muss immer auch die Hydraulik betrachtet werden.
Bei Bestandsgebäuden mit Gebäudeautomation könnte die Integration zahlreicher neuer Komponenten (Wärmepumpe, Batterie, Zähler usw.) Schwierigkeiten beim Netzwerkmanagement machen (IP-Adressen!). Sorgen Sie frühzeitig für die Einbindung der eigenen Netzwerkspezialisten.
„Für Mensch und Umwelt“ ist der Leitspruch des UBA und bringt auf den Punkt, wofür wir da sind. In diesem Video geben wir Einblick in unsere Arbeit.
