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Flächenheizung und Flächenkühlung

Rückblick auf die Fachkonferenz 2016

Flächenheizung/-kühlung als Verbindungselement zwischen Architektur und Anlagentechnik

Köln, 6. Dezember – „Die Flächenheizung/-kühlung als Verbindungselement zwischen Architektur und Anlagentechnik“ – unter diesem Motto veranstaltete der Bundesverband der deutschen Heizungsindustrie (BDH) gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut für Bauphysik am 29. November 2016 im Kloster Benediktbeuern die 3.Fachkonferenz Flächenheizung/-kühlung.

 

Entsprechend stand die Verbindung von Architektur und Anlagentechnik, insbesondere bei der Modernisierung von Bestandsgebäuden, im Fokus. Denn bei der Installation einer Flächenheizung/-kühlung werden viele angrenzende Gewerke der Baukonstruktion tangiert, wie beispielsweise der Estrich und die Bodenaufbauten, die Wand- und Deckenaufbauten sowie die vielfältigen Varianten von Oberflächengestaltungen.

 

Mit einem Impulsreferat eröffnete der Architekt Rodja Alexander Maier aus Benediktbeuern die Fachkonferenz. Er zeigte in seinem Vortrag die Kernsanierung und Erweiterung eines 100 Jahre alten Wohnhauses. Ein besonderes Augenmerk lag bei diesem Projekt auf der thermischen Behaglichkeit und der Bewahrung des historischen Charakters. Beides gelang durch die Auswahl der passenden Flächenheizung. Dabei überzeugten die Vorteile einer Flächenheizung in Verbindung mit einer Wärmepumpe, wie etwa die niedrigen Systemtemperaturen. Maier betonte dabei die zentrale Bedeutung eines integralen Planungsansatzes bereits in der Konzeptentwicklung des Bauvorhabens. Denn eine individuell abgestimmte Planung und Ausführung sei von zentraler Bedeutung für das spätere Wohlbefinden und die resultierenden Energieeffizienz.

 

BDH-Referent Frank Hartmann erläuterte in seinem Vortrag die gesetzlichen Rahmenbedingungen sowie Marktentwicklung der Flächenheizung/-kühlung in Deutschland. Er ging dabei auch darauf ein, welche Auswirkungen von derzeit diskutierten Änderungen der Rahmengesetzgebung für die Marktentwicklung von Flächenheizung/-kühlung zu erwarten sind. Der BDH spreche sich für steuerliche Anreize aus, um privates Kapital zu mobilisieren, erklärte Hartmann. Darüber hinaus sollten marktwirtschaftliche und technologieoffene Lösungen verfolgt werden, um ein optimales Ergebnis erzielen zu können. Dabei sollte auch die Förderung optimiert werden.

 

In Deutschland sei der Markt für Flächenheizung/-kühlung in den letzten Jahren kontinuierlich gewachsen. Rund 165 Mio. Rohrmeter seien 2015 verlegt worden -gegenüber 2005 habe sich der Absatz damit mehr als verdoppelt. In den meisten EU-Ländern gebe es allerdings noch ein erhebliches Entwicklungspotential, so Hartmann. Deshalb richte der BDH seine Aktivitäten gemeinsam mit dem europäischen Verband EHI auf die Marktentwicklung in Europa. Dabei gehe es vor allem darum, die Abstimmung zwischen den Gewerken zu verbessern und den Informationstransfer zu optimieren. Darüber engagiere sich der BDH im Bereich der Normung sowie der Kommunikation und Öffentlichkeitsarbeit, um das Thema europaweit voranzubringen.

 

Hans Schwender, Inhaber des seit 1701 familiengeführten Unternehmens Schwender Energie- und Gebäudetechnik, stellte die technisch anspruchsvolle Sanierung eines Wohnhauses vor. Wichtige Aspekte waren ein behagliches Wohnklima, die Auswahl von nachhaltigen Baustoffen, der richtigen Wärmequelle und des entsprechenden Heizsystems. Hans Schwender erläuterte, wie die Analyse der bauphysikalischen Wechselwirkungen eine Wärmepumpe zur Beheizung und Kühlung passgenau geplant und realisiert werden konnte. Zur Kühlung wurde die Wand, zur Beheizung der Fußboden thermisch aktiviert. Im Ergebnis sei eine deutliche Reduzierung der Energieverbräuche erreicht worden. Die Zufriedenheit des Bauherrn sei durch ein Interview belegt. Schwender appellierte anschließend an die Anwesenden, sich stärker für die Nachwuchsförderung einzusetzen.

 

Prof. Gunnar Grün, Abteilungsleiter des Fraunhofer Instituts für Bauphysik in Holzkirchen, referierte über Sanierungskonzepte mit hohem Wirkungsgrad. Er ging dabei auf die Forschungsprojekte „Innovative Wandheizung“ und „Substitution von Nachtstromspeicherheizungen durch hocheffiziente Niedertemperaturflächenheizungen“ sowie auf die Komfortermittlung mittels Äquivalenttemperatur ein. Im Rahmen dieser Projekte wurden verschiedene Arten der Wandheizung unter realen Bedingungen getestet, durch ergänzende Simulationen umfassend bewertet und verglichen. Zusätzlich wurden verschiedene Übergabesysteme, Heizkörper, Wandheizungen, Bauteilaktivierung, im selben Raum untersucht. Wandheizungen und die Bauteilaktivierung konnten dabei eine deutlich homogenere Temperaturverteilung im Raum bewirken. Bei den Wandheizungen konnte zudem der geringste Exergiestrom gemessen werden.

 

Ein noch laufendendes Forschungsprojekt untersucht den Austausch der aktuell noch ca. 1,6 Mio. Wohnungen mit Nachtstromspeicherheizungen gegen eine elektrische Flächenheizung. In 20 ausgewählten Wohnungen der Wohnungsgesellschaft Westgrund AG wurden dazu die vorhandenen Nachtspeicherheizungen durch elektrische Flächenheizungen ersetzt. Während der Heizperiode werden die elektrischen Energieverbräuche, Raumtemperaturen und Fensteröffnungszeiten erfasst und ausgewertet. Zudem werden die Nutzer nach der Bedienung, Regelbarkeit sowie dem Raumklima und der Behaglichkeit befragt. Am Ende soll ein Vergleich zwischen Wohnungen mit elektrischen Flächenheizungen und Referenzwohnungen mit elektrischen Nachtspeicherheizungen gezogen werden. Zum Abschluss seines Vortrags stellte Prof. Grün die am Fraunhofer Institut entwickelte Komfortbewertung mit Hilfe des Klimasummenmaßes „Äquivalenttemperatur“ vor.

 

Klaus-Paul Koch, Technischer Leiter Flächenheizung/-kühlung, präsentierte die Sanierung der REHAU Verkaufsbüros in Wien und das anschließende Betriebsmonitoring. Das Pilotprojekt sollte wichtige Erfahrungswerte hinsichtlich Technikauswahl und Mitarbeiterzufriedenheit liefern. Neben der Gebäudehülle wurde auch die Wärmeerzeugung und Wärmeübergabe erneuert. Die Gebäudehülle wurde, soweit möglich, über das Anforderungsniveau der EnEV 2014 hinaus optimiert. Zur Wärme- und Kälteerzeugung dienen zwei reversible Wärmepumpen, die mit einer Flächenheizung/-kühlung kombiniert wurden. Nach Fertigstellung wurde der Anlagenbetrieb in den Jahren 2012-2014 durch ein Monitoring-System überwacht und energetisch ausgewertet. Dabei konnten insgesamt Einsparungen von bis zu 65 % festgestellt werden. Zudem konnte der Komfort in den Büroräumen durch die Doppelfunktion „Heizen/Kühlen“ für die Mitarbeiter deutlich gesteigert werden. Dies führte zu einer höheren Mitarbeitermotivation sowie höherer Produktivität. Nach rund 6 Jahren habe sich die Investition unter Berücksichtigung aller Aspekte bereits amortisiert, so Koch. Aufgrund der anspruchsvollen energetischen Konzeptes habe das Gebäude das DGNB Platin-Siegel erhalten.

 

Wandflächenheizung aus Sicht der Wissenschaftlich technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege (WTA) stellte Dr. Gregor Scheffler (Ingenieurbüro Dr. Scheffler & Partner) vor. Scheffler informierte zunächst über die Struktur der WTA und deren Projekte. Die WTA biete Merkblätter zu bauphysikalischen Grundlagen, Anlagentechnik sowie Wandflächenheizungssystemen. Aktuell erstellt die WTA Merkblätter, die die Wandheizung aus verschiedenen Perspektiven beleuchten (Sachverständige, Bauphysiker, TGA-Ingenieure, Hersteller). Dr. Scheffler lud Interessierte herzlich zur Mitwirkung ein.

 

Über aktuelle zur Flächenheizung/-kühlung und deren Auswirkung in Neubau und Sanierung referierte Prof. Dr. Michael Günther von der Uponor-Academy. Ausgehend von der angestrebten Energiewende und dem Klimaschutz erläuterte Günther zunächst die zukünftig noch vorhandenen Systemlösungen für den Wohnungs- und Nicht-Wohnungsbau. Anhand verschiedener Studien stellte er die Möglichkeiten für verschiedene Hallengebäude vor. Dabei böte die Flächenheizung/-kühlung in Verbindung mit einer Wärmepumpe eine effiziente und komfortable Lösung. Sowohl auf europäischer als auch auf internationaler Ebene werde derzeit an Produktnormen gearbeitet, die unter anderem die Effizienzwerte festgelegen sollen. Zum Abschluss erläuterte Prof. Günther die Grundsätze der neuen Kühllastberechnung nach VDI 2078. Aus Sicht der Behaglichkeit böte die Flächenkühlung hohen Nutzerkomfort.

 

Thema des Abschlussvortrags von Prof. Pfeil (Pfeil & Koch Ingenieurgesellschaft) war Flächenheizung/-kühlung als Baustein eines ganzheitlichen Energiekonzepts. Dieses müsse die aktiven und passiven Bausteine für die Bereiche Wärme, Kälte, Luft, Licht und Strom ausgleichen, so Prof. Pfeil. Am Beispiel des Neubaus des Stammsitzes der Festo AG & Co. KG in Esslingen erläuterte Prof. Pfeil die Herangehensweise. Die Wärme- und Kälteerzeugung für das 16-geschossige Bürogebäude wurde mit drei unabhängigen Quellen realisiert: Außenluft, ein Eisspeicher und Erdwärme über Sonden. Die Raumtemperatur wird über Betonkernaktivierung, Unterflurkonvektoren und einem Fassadenlüftungskonzept ganzjährig konstant gehalten. Als zweites Beispiel zeigte Prof. Pfeil das Büro- und Ausstellungsgebäude der Deutschen Bundesstiftung Umwelt in Osnabrück. Das Passivhaus in Holzbauweise wird mit akustisch wirksamen Deckenstrahlplatten temperiert.

 

Als Resümee hielten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer fest: Flächensysteme mit niedrigen Systemtemperaturen sind ideal geeignet, um in Verbindung mit einer reversiblen Wärmepumpe für ganzjährigen Komfort zu sorgen.

 

BDH: Verband für Energieeffizienz und erneuerbare Energien

Die im Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie e.V. (BDH) organisierten Unternehmen produzieren Heizsysteme wie Holz-, Öl- oder Gasheizkessel, Wärmepumpen, Solaranlagen, Lüftungstechnik, Steuer- und Regelungstechnik, Klimaanlagen, Heizkörper und Flächenheizung/-kühlung, Brenner, Speicher, Heizungspumpen, Lagerbehälter, Abgasanlagen und weitere Zubehörkomponenten. Die Mitgliedsunternehmen des BDH erwirtschafteten im Jahr 2015 weltweit einen Umsatz von ca. 13,6 Mrd. Euro und beschäftigten rund 69.200 Mitarbeiter. Auf den internationalen Märkten nehmen die BDH-Mitgliedsunternehmen eine Spitzenposition ein und sind technologisch führend.