Installation

Gasthermen im Wohngebäudebestand mit cleverem Konzept austauschen

Dienstag, 17.10.2023

Die politischen Weichen zur Erreichung der Klimaziele sind beim Heizungsaustausch gestellt ...

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... – weg von Gas und Heizöl als fossile Energieträger, hin zu regenerativen Energien. Das Gebäudeenergiegesetz (GEG) soll den Verbrauch von fossilen Brennstoffen und damit auch den Ausstoß von klimaschädlichem CO2 reduzieren. Die immer größer werdende Nachfrage nach ökologischeren Heizungssystemen fordert praxisgerechte Wärmekonzepte unter Beachtung von Komfort- und Hygieneanforderungen in der dezentralen Trinkwassererwärmung.

Gasetagenheizungen mit Flachheizkörpern waren viele Jahrzehnte gängige Heizungssysteme für die bedarfsgerechte Erzeugung von Heizenergie im Geschosswohnungsbau. Die zweckmäßige Grundrissplanung mit Badezimmer und Küche an einer gemeinsamen Trennwand ermöglichte schon damals die dezentrale Trinkwassererwärmung im Durchflussprinzip. Vor dem Gaspreisschock 2022 waren etwa 6,5 Millionen Gasheizungen in Deutschland in Betrieb. Hier gilt es nun, eine große Anzahl von gasbetriebenen Einzelheizungen mit cleveren Sanierungskonzepten und wenig Aufwand zu modernisieren. Zeitgemäße und zukunftsorientierte Komplettlösungen unterstützen diese Transformation.

Im ersten Schritt gilt es, die Heizlast nach DIN EN 1283 zu ermitteln [1]. Ergänzend für den Bedarf an Trinkwasser warm (PWH) und Heizenergie dienen die Leistungsangaben der installierten Gasthermen, die vorhandenen Heizkörper und die PWH-Entnahmearmaturen. Darüber hinaus steht der bedeutende Erfahrungsschatz der Hersteller aus bereits durchgeführten Objekten zur Verfügung. Im weiteren Schritt erfolgt die Planung der Technikzentrale für Wärme- und Heiztechnik nach VDI 2050 Blatt 3 [2].

Dazu können beispielsweise bestehende Hausanschlussräume genutzt werden. Das Konzept zur Energieversorgung rund um den Heizungspufferspeicher setzt den ingenieurtechnischen Planungsvorstellungen mit etwa Wärmepumpen und Photovoltaik-Anlagen, thermischen Solaranlagen, hybriden Lösungen oder Fernwärmeübergabestationen keine Grenzen.

Die Gasthermenaustauschstation strawa-„GTA“ mit den primärseitigen Heizungsanschlüssen von oben.
Quelle: strawa
Die Gasthermenaustauschstation strawa-„GTA“ mit den primärseitigen Heizungsanschlüssen von oben.

Auslegung der Wärmeübergabestationen

Konzeptionell und planerisch unterstützt der Hersteller die Auslegung der Wärmeübergabestationen nach VDI 2072 und der jeweiligen Systeme zur Energiebereitstellung [3]. Die Dimensionierung des Heizungsrohrnetzes in Abhängigkeit von der Gleichzeitigkeit der PWH-Nutzung in Kombination mit den beabsichtigten großen Spreizungen zwischen den primärseitigen Vor- und Rücklauftemperaturen können als Grundlage für die Entscheidung für den Wärmeerzeuger dienen.

Grundsätzlich stehen diverse Gasthermenaustauschstationen („GTA“) zur Auswahl. Sollten direkt oder später Wärmepumpenkonzepte mit niedrigen Netztemperaturen vorgesehen werden, so stellt die strawa-„GTA Hybrid“ einen idealen Baustein dar. Für die Trinkwassererwärmung wird hier die Temperatur des vorerwärmten PWH im Bedarfsfall mittels Elektrodurchlauferhitzer angehoben.

Schematische Darstellung des Gasthermenaustauschsystems mit dezentraler Trinkwassererwärmung unter Nutzung des stillgelegten Abgasschachtes.
Quelle: strawa
Schematische Darstellung des Gasthermenaustauschsystems mit dezentraler Trinkwassererwärmung unter Nutzung des stillgelegten Abgasschachtes.

Auf die Reihenfolge in der Sanierung achten

Im Geschosswohnungsbau bleibt es häufig bei der Technikzentrale im Kellergeschoss. Hier werden der Wärmeerzeuger mit Heizungspufferspeicher und die Pumpengruppe zur primärseitigen Versorgung der Wärmeübergabestationen in den Wohnungen positioniert. Die horizontale Verteilung mit Vor- und Rücklaufleitungen sowie allen Regelarmaturen für den hydraulischen Abgleich wird bis zu den jeweiligen Übergabepunkten an die vorhandenen Abgasschächte geführt. Diese später stillgelegten Schächte bieten sich als zukünftige Versorgungsschächte für die vertikale Verteilung zu den „GTA“ an.

Sind diese vorbereitenden Installationsarbeiten abgeschlossen, erfolgt der Umschluss im bewohnten Zustand, wozu kein Mieter zu Freunden oder in ein Hotel umziehen muss. Dies geschieht aufgrund des hohen Vorfertigungsgrades der „GTA“ und dem passenden Zubehörmaterial. Die ausgedienten Gasthermen werden fachgerecht demontiert und entsorgt. Die Gasleitungen zu den Wohnungen werden außer Betrieb gesetzt und soweit erforderlich rückgebaut.

Über die neuen Versorgungsschächte werden die Steigleitungen von den Übergabepunkten im Kellergeschoss zu den Wohnungsstationen geführt. Dazu werden die ehemaligen Abgasschächte im Kellergeschoss und den jeweiligen Geschossen geringfügig geöffnet und die „GTA“ werden primärseitig mit Heizungsvorlauf und -rücklauf von oben angeschlossen. Dadurch verfügen die Wohnungsstationen im unteren Bereich über ausreichend Platz für die Anbindung an die vorhandenen Anschlüsse der Trink- und Heizungsinstallation der Wohneinheit. Herstellerseitige Umrüstsätze auf alle verschiedenen Thermenfabrikate sorgen für eine flexible und schnelle Ausführung der Anschlussarbeiten.

Trinkwasserhygiene, Komfort und Betriebskosten

Die Trinkwassererwärmung erfolgt bedarfsgerecht im Durchflussprinzip ohne weitere Bevorratung. Die PWH-Temperatur kann im hygienisch sicheren Bereich nach dem technischen Regelwerk eingestellt werden. In puncto Komfort erfüllen die neuen Wohnungsstationen mindestens dieselben Anforderungen wie die ehemaligen Gasthermen. Höhere Entnahmeraten für PWH können durch die Auslegung vorgegeben werden. Aufgrund der vorher genannten Grundrissplanung sind meist nur eine Badewanne oder Dusche, ein Handwaschbecken, ein WC und ein Küchenanschluss vorhanden. Ein vollständiger Wasseraustausch durch Entnahme an den Armaturen innerhalb von maximal 72 Stunden, der zum bestimmungsgemäßen Betrieb einer Trinkwasser-Installation nach VDI 6023 Blatt 1 gehört, ist hier leicht umsetzbar [4].

Hierauf sollte im Rahmen der Einweisung der Nutzer (VDI 6023 Kategorie C) hingewiesen werden. Durch die Heizungssanierung mit hydraulischem Abgleich und den geringeren Energieeinsatz können Betriebskosten von bis zu 30 Prozent eingespart werden. Dazu entfallen gegebenenfalls die Gebühren für Schornsteinfeger und Gas-Einzelzähler verbunden mit geringerem Instandhaltungsaufwand. Weitere Möglichkeiten sind beispielsweise, die Thermostatventile mit Thermostatköpfen zu tauschen und die Heizkörper gegen moderne Niedertemperaturheizkörper zu ersetzen, was die Systemtemperaturen senkt.

Fazit

Energetische Sanierungskonzepte mit Gasthermenaustauschstationen als wichtiges Element stellen noch so etwas wie einen „Geheimtipp“ dar. Sie sorgen für bedarfsgerechte und hygienisch einwandfreie Trinkwassererwärmung im Durchflussprinzip. Diese Konzepte dienen der Wärmewende, sind offen für jegliche Primärenergieversorgung, reduzieren den Energieverbrauch und den damit verbundenen CO2-Ausstoß.

[Oliver Hecke]

Oliver Hecke, Gebietsleiter, strawa Wärmetechnik GmbH, 99869 Schwabhausen, hecke@strawa.com
Quelle: strawa
Oliver Hecke, Gebietsleiter, strawa Wärmetechnik GmbH, 99869 Schwabhausen, hecke@strawa.com

Relevante Normen und Technische Regeln:

[1] DIN EN 12831-1:2017-09: Energetische Bewertung von Gebäuden – Verfahren zur Berechnung der Norm-Heizlast – Teil 1: Raumheizlast

[2] VDI 2050 Blatt 3:2018-11: Anforderungen an Technikzentralen – Wärme-/Heiztechnik

[3] VDI 2072:2019-11: Wärmeübergabestation mit Wasser-Wasser-Wärmeübertrager für Durchfluss-Trinkwassererwärmung/Raumwärmeversorgung

[4] VDI 6023 Blatt 1:2022-09: Hygiene in Trinkwasser-Installationen – Anforderungen an Planung, Ausführung, Betrieb und Instandhaltung

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