© Wellnhofer Designs - stock.adobe.com
Praxis-Check in 100 Mehrfamilien-Häusern
Wie alte Heizungsanlagen effizienter werden
Steigende Energiekosten machen vielen Verbraucherinnen und Verbrauchern zu schaffen. Im Forschungsprojekt BaltBest untersuchten Forschende Heizungsanlagen im Wohnungsbestand. Das Ergebnis: Mit geringen Investitionen sind Energieeinsparungen von 10 bis 20 Prozent möglich.
Bis 2045 soll der Gebäudebestand in Deutschland klimaneutral sein. Das heißt, die CO2-Emissionen, gerade in älteren Gebäuden, müssen schnell und effizient sinken. Gleichzeitig steigen die Energiekosten. Für Gebäudebesitzer und Bewohner wird es also immer attraktiver, den Verbrauch an Brennstoffen und den CO2 -Ausstoß der Gebäude zu senken. Wie dies mit optimierter Anlagentechnik und Betriebsführung sowie gelungener Kommunikation mit den Nutzenden gelingen kann, haben die EBZ Business School Bochum und die TU Dresden mit 15 Projektpartnern aus Wohnungswirtschaft, Industrie und Wissenschaft im Projekt BaltBest („Einfluss der Betriebsführung auf die Effizienz von Heizungsaltanlagen im Bestand“) herausgefunden.
Die Expertinnen und Experten suchten nach Lösungen, wie die Energieeffizienz von Heizungsanlagen in Mehrfamilienhäusern verbessert werden kann. „Die Einsparpotenziale könnten erschlossen werden, würde nur die wirklich benötigte Ressourcenmenge konsumiert. Schlecht dimensionierte und eingestellte Anlagen schaffen Verschwendungspotenziale, die die Verbräuche steigen lassen. Die Energievergeudung beruht im Wesentlichen auf einer Mischung aus Überkapazitäten und einem sorglosen Umgang mit Heizung und Wohnungslüftung durch die Mieter,“ sagt Professor Viktor Grinewitschus von der EBZ Business School Bochum und Leiter von BaltBest.
Optimierungsmöglichkeiten der Betriebsführung von Heizungsanlagen im Bestand zu finden, war ein wesentliches Ziel des Forschungsprojektes. Zusätzlich untersuchte das Expertenteam, wie man Mieterinnen und Mieter besser beim energiesparenden Verhalten unterstützen kann.
100 Mehrfamilienhäuser von Wohnungsunternehmen untersucht
Die Forschenden liefern mit ihren Untersuchungen einen tiefen Einblick in die Wärmekette von Bestandsliegenschaften. Sie untersuchten Heizungsaltanlagen im Wohngebäudebestand und analysierten, wie Heizanlagentechnik, Bauphysik und Mieterverhalten zusammenwirken. So wurden insgesamt 100 Mehrfamilienhäuser von Wohnungsunternehmen aus dem Mitgliederkreis des Bundesverbands deutscher Wohnungs- und Immobilienunternehmen GdW ab 2018 mit einer Funk-Messinfrastruktur mit über 7000 Sensoren des Energiedienstleisters Techem ausgestattet. Die Auswahl der Gebäude ist repräsentativ: Es handelt sich um Gebäude mit jeweils 10 bis 12 Wohneinheiten aus den Baujahren von 1950 bis 1960 und einem U-Wert der Gebäudehülle zwischen 0,8 bis 1,2 W/(m²K). Im Wesentlichen sind dies Standardgebäude der Wohnungswirtschaft.
Die Projektpartner bezogen 1200 Haushalte in ihre Untersuchungen mit ein. Sie befragten darüber hinaus die Mieterinnen und Mieter der Wohnungen zu ihrem Heizverhalten. Insgesamt fanden über 250 Befragungen im gesamten Vorhaben statt.
Das Forschungsprojekt lief über drei Heizperioden von Dezember 2018 bis November 2021. Um die Energieeffizienz zu steigern, wurden in den Gebäuden 30 Heizkessel getauscht, mehr als 350 Einstellungen an den Anlagen modifiziert und deren Wirkung untersucht, in 202 Wohnungen smarte Thermostate installiert und eine App zur Nutzerassistenz getestet.
Optimale Einstellungen nur bei 14 Prozent der Anlagen
Wärme, die nicht benötigt wird, sollte gar nicht erst erzeugt werden. Heizkessel passen daher üblicherweise die Vorlauftemperatur an die Außentemperatur an. Allerdings haben die Messungen im Projekt gezeigt, dass moderne Niedertemperatur- und Brennwert-Heizungsanlagen häufig nur mangelhaft eingestellt sind: Nur 14 Prozent der im Projekt untersuchten Anlagen wiesen die optimalen Parameter auf, bei 44 Prozent wurde Handlungsbedarf, bei 42 Prozent sogar dringender Handlungsbedarf erkannt - mit negativen Folgen für die Energieeffizienz. „Nach einer Kesselsanierung setzen Installateure die Anlagen oftmals auf die Standardeinstellung. Anpassungen werden in der Regel erst durchgeführt, wenn es zu Beschwerden von Mietern oder Störungen in der Anlage kommt. Das Ergebnis steigert dann aber oftmals nicht die Energieeffizienz“, erklärt Grinewitschus.
Anhand der Messergebnisse haben die Forschenden Performance-Indikatoren für die Heizungsanlage entwickelt, welche dem Service-Personal zur Verfügung gestellt werden können. Anhand dieser Parameter kann der Zustand der Anlage richtig eingeschätzt und die positiven sowie negativen Wirkungen bei Veränderungen der Anlagenparameter können unmittelbar beobachtet werden.
Mit folgenden Maßnahmen erreichten die Projektpartner Energieeinsparungen:
- Durch eine gut eingestellte, witterungsgeführte Vorlauftemperatur konnten niedrige Rücklauftemperaturen erreicht werden, der Brennwerteffekt konnte besser ausgenutzt und der Leistungsüberschuss bei höheren Außentemperaturen reduziert werden. Ein wichtiger Faktor hierbei ist die Anpassung der Pumpleistung auf den tatsächlichen Bedarf.
- Ein geregelter Zugang zur Anlage ist wichtig, damit keine unkontrollierte Verstellung von Sollwerten für Temperaturen und Umwälzpumpen erfolgt. Idealerweise sollte dies durch eine dauerhafte, digitale Überwachung der Anlagenparameter unterstützt werden.
- Sind die Bewohner abwesend oder werden Räume temporär nicht genutzt, sollte die Raumtemperatur reduziert werden. Wichtige Voraussetzung hierfür ist auch die korrekte Installation und Nutzung der Smart-Home-Systeme.
Professor Grinewitschus bringt es auf den Punkt: „Mit einer funktionierenden Messinfrastruktur und einem kontinuierlichen Monitoring kann man die Unternehmen der Wohnungs- und Immobilienwirtschaft in die Lage versetzen, mit einem vertretbaren finanziellen Aufwand Energieverbräuche in den Liegenschaften zu erzielen und damit zur kurzfristigen Senkung der CO2-Emissionen im Bestand beizutragen.“
Benutzerfreundliche Smart-Home-Systeme helfen beim Sparen
Intelligente Steuerungssysteme können dabei helfen, den Energieverbrauch und damit Kosten zu reduzieren. Großes Potenzial haben hier smarte Thermostate, wie Simulationen zeigen: Wenn nur ein Mieter smarte Thermostate benutzt und die Temperaturen während seiner Abwesenheit tagsüber für sechs Stunden und nachts für sechs Stunden absenkt, lassen sich bei innenliegenden Wohnungen Einsparungen von bis zu 30 Prozent in dieser Wohnung erzielen. Diese profitieren nämlich zusätzlich von Wärmegewinnen aus den Nachbarwohnungen, deren Verbrauch um circa 3,5 bis 6 Prozent ansteigt. Wenn alle Wohnungen mit smarten Thermostaten ausgestattet werden und ein entsprechendes Profil einstellen, lässt sich der Gesamtverbrauch um circa 13 Prozent senken.
Allerdings müssen die Mieterinnen und Mieter mit eingebunden werden, damit diese Ergebnisse erreicht werden können. Gerade hier liegt die Herausforderung: Praxistests haben gezeigt, dass in Wohnungen mit smarten Thermostaten nur ein Sechstel der Geräte mit Zeitprogrammen betrieben wurden. Die meisten Nutzenden bevorzugten es, ihre Thermostate manuell einzustellen. So war etwa die Anzahl der inaktiven Heizkörper bei Mietern mit smarten Thermostaten niedriger als bei solchen mit manuellen Ventilen.
Daraus leiteten die Projektpartner verschiedene Erkenntnisse ab:
- Die eingesetzten smarten Programme müssen einfach bedienbar und einstellbar sein.
- Die Nutzenden müssen über die Wirkung ihres energiesparenden Verhaltens, etwa über eine App, auf dem Laufenden gehalten werden. Dadurch können sie ihr Heizverhalten anpassen, Energiekosten sparen und den Verbrauch insgesamt senken.
- Nur durch den Einsatz einheitlicher Smart-Home-Systeme kann auch die Gesamtregelung der Heizung im Gebäude insgesamt optimiert werden: Eine gleichmäßige Wärmeverteilung im Gebäude wird erreicht und eine Überversorgung verhindert.
- Die Technik der Smart-Home-Systeme ist heute auf den Einsatz in Einfamilienhäusern zugeschnitten: Die Nutzerassistenzsysteme benötigen für einen breiten, wohnungswirtschaftlichen Einsatz eine Weiterentwicklung. Hierbei spielen Bedienbarkeit, Grundeinstellungen und der Datenaustausch über den Wärmebedarf der Wohnungen zum Wärmeerzeuger eine wichtige Rolle.
Resümee: Einsparungen von bis zu 20 Prozent möglich
In Summe ergeben sich in der Wärmeerzeugerdimensionierung, der Ausgestaltung der Anlagentechnik, der Anlagenbetriebsführung und der Nutzerassistenz Einsparpotenziale von 10 bis 20 Prozent je Gebäude. Je nach Problemlage ergab sich in den unterschiedlichen Liegenschaften:
- 10 Prozent Energieeinsparung durch die Optimierung der Betriebsführung
- 14 Prozent Energieeinsparung durch Kesseltausch
- 10 Prozent Energieeinsparung, verwandelt man die Vielverbraucher unter den Mietern in Normalverbraucher
- Ein bis zu 10 Prozent erhöhter Jahresgasverbrauch bei 79 Prozent aller Kessel, da sie im Sommer (Juni bis August) nicht abgeschaltet, sondern aktiv waren
Die Resultate aus dem Forschungsvorhaben BaltBest und das Wissen zu den Themen Dateninfrastruktur und Monitoring der Immobilienwirtschaft und Energiedienstleister wird in Kürze in Form von Leitfäden und Workshops zur Verfügung stehen.