Heizen und Kühlen mit Renovierungssystemen für Wand und Decke

Aufgabe einer Sanierung im Sinne der Wohngesundheit besteht auch darin, eine Konvektionsheizung in eine Strahlungsheizung umzuwandeln.

Dipl.-Ing. Matthias Hemmersbach

Die Flächenheizung hat sich im Neubau längst als behagliche, energieeffiziente und wartungsarme Lösung etabliert. Im größten Wachstumsmarkt, der Renovierung, werden heute aber nur 13% der Gebäude über eine Flächenheizung mit Wärme versorgt. Zu wenig bekannt sind die Möglichkeiten und Vorteile nachträglich eingebrachter Flächenheizsysteme, zu groß sind die Vorurteile dass der nachträgliche Einbau einer Flächenheizung lange Bauzeit, Schmutz und Lärm mit sich bringen könnte. Der Beitrag zeigt Alternativen auf, mit denen sich die Kundenwünsche nach hohem Wohnkomfort moderner Gestaltung und Energieeinsparung im Altbau schnell und sauber verwirklichen lassen.

Während im vergangenen Jahr in Deutschland nur 220.000 Wohneinheiten neu gebaut wurden, wird immer mehr Geld in die Renovierung von bestehenden Gebäuden investiert. Immobilien versprechen v.a. in Ballungsräumen eine Wertsteigerung. Sehr niedrige Zinsen und steigende Energiekosten motivieren zurzeit v.a. Eigentümer selbst genutzter Immobilien zu Investitionen in das sogenannte „Betongold“. Der Renovierungsmarkt im privaten und gewerblichen Wohnungsbau wird in einer Studie des DIW auf jährlich 85 Mrd. € geschätzt. Das Marktpotenzial ist damit doppelt so groß, als im Neubausektor. Neben der Verschönerung der Immobilie stehen nach einer Studie der GfK LBS Research die Verbesserung der Wohnqualität und des Wohnkomforts sowie die Energieeinsparung ganz oben auf der Wunschliste für eine Renovierung. Jeder der drei genannten „Renovationstreiber“ spricht für die Nachrüstung einer Flächenheizung.
Effizienzsteigerung durch niedrige Systemtemperaturen
Während sich die Nettokaltmieten in den letzten 10 Jahren um rund 15% erhöht haben, sind die Energieverbrauchskosten im gleichen Zeitraum nach einer Erhebung des Statistischen Bundesamtes zur Entwicklung von Verbraucherpreisen um 98 % gestiegen.
Eine Reduzierung der Energiekosten für die Beheizung bringt damit das größte Einsparpotenzial für Haushalte. Aber welchen Einfluss hat eine nachgerüstete Wand- oder Deckenheizfläche auf die Gesamtenergieeffizienz der Heizungsanlage? Das kommt zunächst auf den Wärmeerzeuger an. Dessen Jahresnutzungsgrad oder auch Jahresarbeitszahl hängt wiederum von den realisierbaren Systemtemperaturen ab. Geht man davon aus, dass bei einer Teil-Renovierung – also dem bloßen Austausch des Heizkessels – die alten Radiatoren weiterhin ihren Dienst tun, so sind der Systemoptimierung enge Grenzen gesetzt.

Ein Vollkondensationsbetrieb des Gas-Brennwertkessels ist kaum möglich. Abb.2 zeigt die Abhängigkeit des Anlagen-Nutzungsgrades eines Gas-Brennwertkessels in Abhängigkeit der Rücklauftemperatur. Ausgehend von einer Betriebsweise der vorhandenen Radiatoren mit Systemtemperaturen von 70/55°C bzw. optimiert mit 55/45°C ergeben sich gegenüber einer Flächenheizung mit 45/35°C Nutzungsgradunterschiede von 5-7% zugunsten des Flächenheizsystems. Aufgrund der im relevanten Bereich von 30 bis 50°C Rücklauftemperatur weitgehend linearen Abhängigkeit der Nutzungsgradkurve ist dies ein reeller Indikator für den Jahresnutzungsgrad verschiedener Heizungssysteme.
Noch deutlicher beeinflusst das Temperaturniveau der Wärmeübergabe die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe, wie Abb.3 zeigt. Die COP-Kennlinie der dargestellten Sole/Wasser-Wärmepumpe hat Ihren Referenzpunkt bei einer Vorlauftemperatur von 35°C und einer Soletemperatur von 0°C. Der COP beträgt laut Herstellerangaben 4,3. Wird die Vorlauftemperatur nun auf 55°C für den Betrieb von Radiatoren angehoben, so verliert die Wärmepumpe bereits 30% ihrer Performance. Der COP sinkt auf einen Wert von 3,0 ab. Daran wird deutlich, dass die Effizienz und damit das mögliche Einsparpotenzial moderner Wärmeerzeuger in Bestandsgebäuden wesentlich vom verwendeten Heizsystem in der Wärmeübergabe abhängt. Darüber hinaus wirken sich die gegenüber konvektiv betriebenen Systemen um bis zu 2 K niedrigeren Raumlufttemperaturen mit ca. 12 % Einsparung sehr positiv auf die Lüftungswärmeverluste aus. Flächenheizsysteme schaffen hier einen echten Mehrwert, der sich auch in einer Komfortsteigerung niederschlägt.

Komfortsteigerung durch Strahlungswärme
Flächenheizungen punkten bei Renovierern mit einer als besonders angenehm empfundenen thermischen Behaglichkeit. Durch den hohen Anteil an Strahlungswärme erreicht eine Flächentemperierung eine gleichmäßige Wärmeverteilung bei etwa 2°C geringerer Raumlufttemperatur im Vergleich zu konvektiven Heizsystemen. Anders als im hochwärmegedämmten und luftdicht konstruierten Neubau ist thermische Behaglichkeit im Altbau keine Selbstverständlichkeit. Hohe Räume, ungleichmäßige Wandtemperaturen und die überwiegend konvektive Wärmeabgabe konventioneller Radiatoren wirken sich besonders negativ auf die Behaglichkeit der Bewohner aus. Eine Flächentemperierung über Wand und Decke erzeugt dagegen kaum Luftbewegung im Raum. Die Luftbewegung liegt durch […]