13.06.2008

Vom Sanierungsfall zum Sonnenhaus

Wie ein Altbau in Ettlingen energetisch auf den neusten Stand gebracht wurde

In das Dach des sanierten Stadthauses aus den 30er Jahren wurden sechs Indach-Solarkollektoren in die Dachfläche integriert.

Vor Beginn der energetischen Sanierung entfielen 60% des jährlichen Energieverbrauchs allein auf die Wärmeverluste.

Ettlingen. Wer ein bislang ungedämmtes Haus von Grund auf energetisch sanieren will, hat im Grunde dieselbe Ausgangssituation wie bei einem Neubau. Die fünfköpfige Familie Merz-Rimmelspacher aus Ettlingen hat den Energiebedarf für ihr Stadthaus aus den 30er Jahren drastisch reduziert – mit passiven Maßnahmen wie einer neuen Dachkonstruktion, Fassadendämmung und neuen Fenstern auf einen Bruchteil des Verbrauchs vor der Sanierung. Für Heizung und Warmwasser genügen ein Pellet-Wohnraumofen und eine Solarwärmeanlage, die zusammen eine geregelte Einheit bilden.

Vor dem Umbau des 1936 erbauten Wohnhauses hatte Familie Merz-Rimmelspacher einen jährlichen Heizölverbrauch zwischen 4.500 und 6.000 Litern. In Anbetracht von 200 m² Wohnfläche auf drei Etagen, der völlig veralteten Heiztechnik und nicht vorhandenem Dämmstandard erscheint der Verbrauch noch im Rahmen, erklärt sich aber schlicht durch den Verzicht auf Wärmekomfort: "Wir haben nur dadurch Heizkosten gespart, dass ein Teil des Hauses einfach nicht beheizt wurde", berichtet Barbara Merz-Rimmelspacher mit einer Gestik, die Frösteln andeutet. Im Jahr 2000 hatte sie mit Ihrer Familie das Haus ihrer Eltern in Ettlingen bei Karlsruhe übernommen, das architektonisch den Charakter einer Stadtvilla hat. Doch nicht nur die alte Ölheizung war erneuerungsbedürftig: "Vor der Sanierung war das Dach nicht gedämmt, und die alten Fenster waren völlig verwittert. Damit hatten wir aus energie- und heiztechnischer Sicht eine Ausgangssituation wie bei einem Neubau", sagt Jürgen Rimmelspacher.

Von fossilen Brennstoffen unabhängig sein

Mit der Erneuerung des Heizsystems allein war es also nicht getan. Insgesamt verfolgte die Familie das Ziel, von fossilen Brennstoffen unabhängig zu werden – obwohl die Stadtwerke Ettlingen für die Umstellung auf eine Gasheizung noch einen Zuschuss gewährt hätten. Außerdem sollte der Energiebedarf für Heizung und
Warmwasserbereitung so weit wie möglich durch passive Maßnahmen gedeckt werden können. Nach dem Umbau deutet im Wohnzimmer mit den großen Fenstern auf der Südseite nichts mehr darauf hin, dass es in diesem Haus bisweilen unbehaglich gewesen sein kann. Ein Pellet-Wohnraumofen strahlt wohlige Wärme in den Raum, und die Innenflächen der Außenwände mit 18 cm Wärmeschutz aus Mineralwollelamellen sind auch bei kalten Außentemperaturen handwarm.

Energieberater mit einbezogen

Die Detailaufnahme neben der Eingangstür zeigt die Ausführung der Fassadendämmung kurz vor Abschluss der Arbeiten.

Die Sanierung startete im Jahr 2003, zu einem großen Teil auch mit Eigenleistungen. Drei Jahre vorher hatte Jürgen Rimmelspacher damit begonnen, sich intensiv mit der Umbauplanung zu befassen. Als studierter Physiker erkannte er bald, dass selbst in einem betagten Altbau ein erhebliches Energiesparpotenzial schlummert. Doch er wusste auch um die zahlreichen Details, die dabei in der baulichen Umsetzung zu berücksichtigen sind und wandte sich an das Energieberatungs-Ingenieurbüro Ergotrop in Ettlingen. Parallel dazu stellte der Physiker eigene Berechnungen an. Mit dem beeindruckenden Ergebnis, dass sich der Energiebedarf auf etwa 800 Liter Heizöl pro Jahr reduzieren ließe – einschließlich der Warmwasserversorgung für fünf Personen. Heizöl spielte dabei jedoch nur noch als rechnerische Bezugsgröße eine Rolle. Der ermittelte Wert entspricht einem jährlichen Bedarf von etwas über eineinhalb Tonnen Holzpellets. Der Maßnahmenkatalog für dieses Ziel umfasste die Dämmung von Dach und Außenwänden, Erneuerung der Fenster, den Einsatz von Pelletheiztechnik und die Nutzung von Solarwärme.

Pelletheizung mit Solar kombiniert

Das Ingenieurbüro für Energieberatung stellte eine Energiebilanz auf und erarbeitete mehrere Vorschläge, wie das rund 70 Jahre alte Stadthaus möglichst viel passive Energie nutzen kann. Die anhand des Ist-Zustands ermittelten Zahlen belegten, dass etwas unternommen werden musste: Auf dem Energiebedarfsusweis wäre das Haus mit 'H' bewertet worden – somit also im roten Bereich. Angesichts eines Endenergiebedarfs von 75.500 kWh pro Jahr – entsprechend einer Heizölmenge von rund 7.400 Liter – verwundert dies nicht weiter. Unter Berücksichtigung aller passiven Maßnahmen sowie moderner Heiztechnik ergab sich ein verbleibender Heizwärmebedarf von gerade mal 5,5 kW.

Die Heiztechnik sollte ausschließlich regenerative Energien nutzen und dabei noch den Brennstoffverbrauch minimal halten. Dies allerdings nicht zu Lasten des Komforts, denn die thermische Behaglichkeit war ebenso ein Ziel der energetischen Sanierung: "Behaglichkeit ist dadurch definiert, dass alle Wand- und Bodenflächen
möglichst die gleiche Temperatur aufweisen", erläutert der Physiker, der nach seiner Erfahrung die Hinzuziehung eines Energieberaters ausdrücklich empfiehlt. Energieberater Gerhard Ecker vom Ingenieurbüro Ergotrop brachte ihn schließlich auf die Idee, eine Holzpelletheizung mit Solarwärme zu kombinieren – eine nahezu ideale und vor allem CO2-neutrale Verbindung regenerativer Energietechnik.

Aufeinander abgestimmtes Pellet-Solar-Heizsystem

Für die Raumheizung im energetisch sanierten Altbauhaus sorgt ein Pellet-Wohnraumofen in Verbindung mit einer Solarwärmeanlage.

Durch den geringen verbleibenden Heizwärmebedarf war es nicht unbedingt nötig, im Keller einen Pellet-Zentralheizungskessel aufzustellen. Statt dessen verfolgte Familie Merz-Rimmelspacher die Idee, im Wohnzimmer einen Pellet-Wohnraumofen einzubauen, um ein gemütliches Wohnraumambiente zu schaffen. Auf der Suche nach Herstellern, die geeignete Komplettsysteme anbieten, kam der Hauseigentümer mit dem Ravensburger Wärmespezialisten Pro Solar Energietechnik in Kontakt. Die Gestaltungsmöglichkeiten und die regelungstechnische Verknüpfung des Komplettsystems mit einem Pellet-Wohnraumofen und Solarwärmetechnik hätten die Hauseigentümer überzeugt, wie Pro Solar berichtet. Solarwärme wird dabei nicht nur zum Erwärmen des Trinkwassers für Bad und Küche genutzt, sondern unterstützt auch die Raumheizung. Damit kann die Solaranlage auch in der Übergangszeit und an sonnigen Wintertagen noch genügend Heizenergie liefern, ohne dass schon beim geringsten Temperaturabfall der Pelletkessel anfahren muss. Die Abgasabführung für den Pellet-Primärofenkessel wurde elegant mit einem an der Außenwand montierten Edelstahl-Schornstein gelöst. Wie bei einer konventionellen Zentralheizung arbeitet die Regelung der kombinierten Pellet-Solar-Heizung witterungsgeführt. Ein Außenfühler meldet die Temperatur an den Regler. Bei Wärmebedarf prüft die Regelung zunächst, ob Wärme im Pufferspeicher vorhanden ist. Reicht diese nicht aus, wird zunächst ein Temperaturfühler an den Solarkollektoren abgefragt. Die kostenlose Sonnenwärme hat damit also Vorrang. Auf der Südwestseite des Walmdachs sind sechs Indach-Solarkollektoren bündig in die Dachfläche integriert. Für den Heizwärme- und Warmwasserbedarf des Hauses würden fünf Kollektoren ausreichen; der Mehrertrag durch einen sechsten Kollektor
gleicht die Abweichung von der eigentlich optimalen Südausrichtung aus.

Ein Solarspeicher für Heizung und warmes Wasser

Der Pellet-Wohnraumofen "Futuro PE" arbeitet als zentrale Wärmequelle im Prinzip wie ein Kessel mit Umlaufwasser. Etwa zwanzig Prozent der erzeugten Wärme geht als angenehme Strahlungswärme direkt in den Raum. Der größte Teil der Heizwärme wird durch den Wasser-Wärmetauscher in einen Pufferspeicher geleitet, der im Keller steht. Um den 1.000 Liter fassenden Solar-Pufferspeicher aufstellen zu können, wurde eine Bodenvertiefung betoniert, da die Raumhöhe zu niedrig war.

In einem 1.000 Liter fassenden Solar-Pufferspeicher wird die vom Pellet-Wohnraumofen erzeugte Heizwärme zusammen mit der von den Solarkollektoren gelieferten Sonnenenergie bevorratet.

Im Inneren ist der Solarspeicher so konstruiert, dass das Trinkwasser in einer Edelstahl-Rohrspirale direkt aufgeheizt wird. Wie in einem Durchlauferhitzer durchströmt es den Speicher von unten nach oben, sobald im Bad oder in der Küche eine Armatur geöffnet wird. Damit sich unter der Dusche niemand verbrühen kann, wird die Warmwassertemperatur durch ein Thermostat-Mischventil begrenzt. Um die kostenlose Solarenergie noch intensiver nutzen zu können, sind auch die Waschmaschine und der Geschirrspüler über entsprechende Vorschaltgeräte an die Warmwasserleitung angeschlossen.

Neben dem Pufferspeicher stapeln sich im Keller einige Dutzend Säcke Holzpellets, mit denen der Pelletofen nachgefüllt wird. Zum Thema Investitionskosten wirft der Hausherr ein: "Nur die reinen Anschaffungskosten zu betrachten, greift zu kurz. Man muss die Investition über einen langen Zeitraum zusammen mit den Betriebs- und
Wartungskosten sehen, erst dann kann die Wirtschaftlichkeit beurteilt werden."

Zahlen und Fakten

Objekt:
Einfamilienwohnhaus in Ettlingen bei Karlsruhe
Daten aus der Energiebilanz:
- Nutzfläche nach EnEV: 229 m²
- Beheiztes Raumvolumen: 720 m³
- Hüllfläche: 500 m²
Ist-Zustand vor der Sanierung (Auszug):
- Hoher Primärenergiebedarf: 370 kWh pro m² und Jahr
- Ölheizung Bj. 1980, 43 kW Nennwärmeleistung
- Dämmtechnische Schwachstellen: Dach und Betondecken minimal gedämmt, Ziegelmauerwerk ungedämmt, Kellerdecke ungedämmt, Rollläden undicht und ungedämmt, Heizungs-Verteilleitung unzureichend bzw. teilweise nicht gedämmt.
Energiebilanz:
- Endenergiebedarf: 75.500 kWh/Jahr (ca. 7.400 l Heizöl/Jahr)
- Transmissionswärmeverluste (Wärmeverluste über Fenster, Dach, Außenwände) 45.000 kWh/Jahr

Energieberater:
ergotrop Ingenieurbüro für Energieberatung und Planung
Ettlingen

Pellet-Solar-Komplettsystem:
Pellet-Wohnraumofen Futuro PE-WW 10:
Heizleistung max. 10 kW, Kesselwirkungsgrad > 90%
Solar-Schichtenspeicher ProTherm:
Gesamtinhalt 1.000 l, Warmwasserbereiter 30 l (Durchlaufprinzip)
Solarkollektoren InLine:
Kollektoren für dachintegrierte Montage auf Dächern mit 20° bis 65° Neigung, Kollektorfläche 2,53 m²

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