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Mit Haustechnikzentralen für die Zukunft gerüstet!

Integralsysteme vereinen Funktion, Komfort und Umweltanspruch

Um die herausfordernden Aufgaben, sowohl hin­sichtlich des europäischen Energierechts als auch des nationalen Baurechts, praxisgerecht und wirtschaftlich zu lösen, hat Stiebel Eltron verschiedene wärme- bzw. lüftungstechnische Lösungen entwickelt. Insbesondere für den Neubau eignen sich dabei die Haustechnikzentralen der Baureihe "LWZ", die alle haustechnischen Funktionen in einem Gerät vereinigen: Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung (WRG), Heizung und Warmwasserbereitung in Kombination mit einer Luft/Wasser-Wärmepumpe.

Die Energiewende und der Klimaschutz sind die großen Herausforderungen unserer Zeit. Im Gebäudebereich kommt der Heizungsbranche zur Minderung der CO2-Emissionen und zur Energieeinsparung eine Schlüsselrolle zu. Allerdings werden beide Einflüsse im Altbaubestand durch einen hohen Modernisierungsstau geprägt. Um dem zu begegnen, hat sich die Bundesregierung das ambitionierte Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2050 einen nahezu klimaneutralen Gebäudebestand zu erreichen.

Das Diagramm zeigt die Treibhausgas-Emissionen seit 1990 und die Ziele der Bundesregierung bis 2020 bzw. 2050.
Quelle: Umweltbundesamt
Treibhausgas-Emissionen seit 1990 und Ziele der Bundesregierung bis 2020 bzw. 2050.

Dazu ist es zwingend notwendig, den Energiebedarf in Gebäuden für Wärme und Kälte durch Effizienzmaßnahmen deutlich zu reduzieren und den Anteil erneuerbarer Energien erheblich zu steigern. Der Nationale Aktionsplan Energieeffizienz (NAPE) und damit die Energieeffizienzstrategie Gebäude (ESG) weisen für die Energiewende in die richtige Richtung [1].

Um den größten Energieverbrauch in Europa, den Wärmeverbrauch in Gebäuden, zu senken, wurden umfangreiche Verordnungen, Gesetze und Förderprogramme erlassen. Damit dieses Ziel für den Gebäudesektor erreichbar wird, gibt es die EU-Gebäuderichtlinie EPBD (EPBD = Energy Performance of Buildings Directive) mit ihrer deutschen Ausführung – dem EnEG (Energieeinsparungsgesetz) und der EnEV (Energieeinsparverordnung). Aktuell ist die EnEV 2014 mit der dort festgeschriebenen Verschärfung der Anforderungen ab 1. Januar 2016 in Kraft [2]. Zur Steigerung des Einsatzes erneuerbarer Energien ist die europäische "Renewable energy directive" in Kraft, mit der ein 20-prozentiger Anteil an erneuerbarer Energien im Wärme- und Kältemarkt bis 2020 erreicht werden soll.

Mit der Fortschreibung der Energieeinsparverordnung (EnEV) steigen die energetischen Anforderungen an Wohn- und Nichtwohngebäude stetig an. Die EnEV definiert den jährlich zulässigen Höchstwert des Primärenergie­bedarfs [kWh/m2·a] eines Gebäudes, der einmal von der Gebäudehülle und zum Zweiten von der Energieumsetzung in der Anlagentechnik abhängt (Heizung, Warmwasser, Kühlung, Lüftung und elektrische Hilfsenergie). Mit diesen beiden Stellschrauben wird der Jahres-Primärenergiebedarf des ­Gebäudes berechnet.

Die Stellschrauben für die Berechnung des Jahres-Primärenergiebedarfs nach EnEV sind die Gebäudehülle und die Anlagenmechanik.
Quelle: Stiebel Eltron
Stellschrauben für die Berechnung des Jahres-Primärenergiebedarfs nach EnEV.

Der dazugehörige Energieausweis enthält alle wichtigen Informationen, die den energetischen Zustand des gesamten ­Gebäudes repräsentieren – also den Wärmeverlust durch die Hülle, Transmission und Lüftung, sowie die Qualität der Anlagentechnik.

Für neu zu errichtende Gebäude schreibt die EnEV den maximal zuläs­sigen "Jährlichen Primärenergiebedarf" vor. Das ist die Energiemenge, die sich aus dem notwendigen Endenergiebedarf (Brennstoff, Strom) und der Hilfsenergie für die Anlagentechnik ergibt, einschließlich der Energiemengen, die durch die außerhalb des Gebäudes vorgelagerte Prozesskette bei der Gewinnung, Umwandlung und Verteilung des jeweiligen Energieträgers entstehen. Der eingesetzte Energieträger wird je nach seiner Umweltwirksamkeit mit dem Primärenergiefaktor fP bewertet: Heizöl und Erdgas gehen mit dem Faktor fP = 1,1 in die Berechnung ein. Für elektrischen Strom liegt der Faktor aktuell (EnEV 2014) bei fP = 1,8. Gemäß EnEV ist beim ausschließlichen Einsatz von Umwelt-/Umgebungswärme der Primärenergiefaktor = 0. Aus dem stetig sinkenden Primärenergiefaktor geht also auch hervor, dass Wärme- und Strommarkt immer stärker miteinander verschmelzen

Schema der Anlagenaufwandszahl, Primärenergiefaktoren und vorgelagerten Prozesskette.
Quelle: Stiebel Eltron
Anlagenaufwandszahl, Primärenergiefaktoren und vorgelagerte Prozesskette.

Gesunde Raumluftqualität ein Muss

Die zuletzt ratifizierte EnEV 2014 führt sowohl im Neubau als auch in der Sanierung zu immer luftdichteren Bauweisen von Wohngebäuden. Dadurch steigt der Anteil des Lüftungswärmeverlustes am Gesamtwärmebedarf stetig an und liegt bei Wohngebäuden inzwischen in der Größenordnung des Transmissionswärmebedarfs.

Anteile der Transmissions- und Lüftungswärmeverluste.
Quelle: Stiebel Eltron
Anteile der Transmissions- und Lüftungswärmeverluste.

Anteile der Transmissions- und Lüftungswärmeverluste.
Quelle: Stiebel Eltron

Eine "freie Lüftung" über undichte Fensteranschlüsse oder ähnliches oder auch das übliche Fensterlüften machen die Bemühungen des baulichen Wärmeschutzes weitgehend zunichte. Moderne Gebäude erhalten zwar eine möglichst luftdichte Ausführung, doch ohne einen ausreichenden Luftwechsel können durch zu hohe Luftfeuchtigkeit und in der Folge Kondensatbildung Bauschäden in den Gebäuden oder Schimmelbildung auftreten. Darüber hinaus steigt bei mangelnder Lüftung die Kohlendioxidkonzentration in der Raumluft kontinuierlich an. Das führt bei den Bewohnern zu einer Beeinträchtigung der Gesundheit, ihres Wohlbefindens und ihres Leistungsvermögens. Des Weiteren wird durch Ausdünstungen aus Baumaterialien oder Einrichtungsgegenständen mit organischen Substanzen, wie beispielsweise Formaldehyd, die Raumluft belastet. Um sowohl die Raumluftqualität einzuhalten als auch den Abtransport von Feuchtigkeit sicherzustellen, ist ein definierter Luftaustausch der Raumluft gegen Außenluft notwendig. Die DIN 1946, Teil 6, schreibt deshalb vor, die Notwendigkeit lüftungstechnischer Maßnahmen zu prüfen [3].

Um die herausfordernden Aufgaben, sowohl hinsichtlich des europäischen Energierechts als auch des nationalen Baurechts, praxisgerecht und wirtschaftlich zu lösen, hat Stiebel Eltron verschiedene wärme- bzw. lüftungstechnische Lösungen entwickelt. Insbesondere für den Neubau eignen sich dabei die Integralsysteme der Baureihe "LWZ", die alle haustechnischen Funktionen in einem Gerät vereinigen: Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung (WRG), Heizung und Warmwasserbereitung in Kombination mit einer Luft/Wasser-Wärmepumpe. Die Haustechnikzentrale "LWZ 504" positioniert sich innerhalb der Produktreihe dabei an erster Stelle, denn sie kann zusätzlich zu den genannten Funktionen auch die Kühlung des Gebäudes übernehmen. Das Gerät sorgt also immer für ein gesundes Wohnklima bei gleichzeitigem Schutz vor Schimmelbildung. Es eignet sich auch für Neubauten, die den Niedrigenergiestandard anstreben. Die Anforderungen der aktuellen EnEV 2014 werden erfüllt und tragen darüber hinaus als ein entscheidender Baustein zur Zertifizierung des Gebäudes als Passivhaus bei.

Die Haustechnikzentrale
Quelle: Stiebel Eltron
Das Integralsystem "LWZ 504" vereint alle haustechnischen Funktionen in einem Gerät: Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung (WRG), Heizung und Warmwasserbereitung in Kombination mit einer Luft/ Wasser-Wärmepumpe – und hat jüngst das Passivhaus-Zertifikat erhalten.

Aufbau und Funktion der ­Haustechnikzentralen

Das Kompaktgerät mit der zentralen ­Be- und Entlüftung dient der Beheizung, der zentralen Trinkwassererwärmung und zur Kühlung von Wohnungen und Einfamilienhäusern.

Schema der Wirkungsweise von Haustechnikzentralen mit Be- und Entlüftung.
Quelle: Stiebel Eltron
Haustechnikzentralen mit Be- und Entlüftung dienen zur Beheizung, Kühlung und zentralen Trinkwassererwärmung von Wohnungen und Einfamilienhäusern.

Außenluft wird von außen angesaugt und strömt zunächst in den Kreuzgegenstrom-Wärmeübertrager der Haustechnikzentrale. Die aus den geruchs- bzw. feuchtebelasteten Räumen, wie beispielsweise der Küche, dem Bad und WC, abgesaugte Abluft strömt von der anderen Seite in den Kreuzgegenstrom-Wärmeübertrager und heizt so die zuströmende Außenluft vor. Bevor die Abluft nach außen abgeleitet und entsorgt wird, strömt sie, je nach Wärmebedarf, noch über die Oberfläche des Luft/Wasser- Wärmepumpen-Verdampfers und gibt dort die weitere Restwärme an den Kältekreislauf der Wärmepumpe ab. Wird für die Beheizung oder die Trinkwarmwasserbereitung zusätzliche Energie benötigt, wird diese aus der, der Wärmepumpe direkt zugeführten Außenluft gewonnen. Über den Verdichter der Wärmepumpe wird die Wärme auf ein höheres, für Heizzwecke geeignetes Temperaturniveau gebracht und im Verflüssiger an das Trinkwasser oder das Heizsystem abgegeben. Auf diese Weise werden bis zu 90 Prozent der Wärme aus der Abluft zurückgewonnen. Der in der Haustechnikzentrale "LWZ 504" integrierte 235-Liter-Warmwasserspeicher ist emailliert und besitzt als zusätzlichen Korrosionsschutz eine Magnesium-Schutzanode mit elektronischer Überwachung.

Mittwoch, 28.12.2016

Autoren dieses Artikels

Rolf Egger
Beratender Ingenieur
Henning Schulz
Unternehmenskommunikation, Stiebel Eltron GmbH & Co.KG