Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern betreiben und die Gebäudehülle modernisieren – das ist das Ziel eines Forschungsprojekts des Fraunhofer ISE und der KIT. Dazu wollen die Forscher den Einsatz von Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern optimieren und moderne Bauelemente kreieren, die bereits Dämmung, Heiz- und Lüftungstechnik beinhalten.
Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) arbeiten zusammen an der Weiterentwicklung und Demonstration energetischer Maßnahmen an bestehenden Mehrfamilienhäusern. Das Ziel ist es, neue und zukunftsfähige Lösungen in enger Kooperation mit Partner aus der Wirtschaft zu entwickeln, um die Wärmeversorgung von Bestandsgebäuden mit nachhaltigen Technologien zu sichern. „Die zwei wichtigsten Hebel zur Erreichung eines nahezu klimaneutralen Gebäudebestands sind baulicher Wärmeschutz und kohlendioxidarme Heiztechnik“, beschreibt Projektleiter Hans-Martin Henning vom KIT und Koordinator des Geschäftsfelds Gebäudeenergietechnik am Fraunhofer ISE die Herausforderung. „Zugleich müssen die Maßnahmen eine gute Wirtschaftlichkeit aufweisen“, betont er.
Im Blick haben die Forscher vor allem den Einsatz von Wärmpumpen in solchen großen Bestandsgebäuden. Während diese Technologie bisher vor allem in Ein- und Zweifamilienhäusern installiert wird, ist sie in großen Mehrfamiliengebäuden noch eine Seltenheit. Hier übernehmen meist Erdgaskessel im Keller, die teilweise uralt sind, die Wärmeversorgung im Gebäude. „Dabei sind Wärmepumpen eine der Heizungstechniken, die zu einer wesentlichen Reduktion der Emission von Klimagasen bei der Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser beitragen können, insbesondere wenn sie Strom aus erneuerbaren Quellen nutzen“, betonen die Forschungspartner. „Für den Einsatz in Mehrfamiliengebäuden stellen sich allerdings einige Herausforderungen.“
Wärmepumpen fürs Mehrfamilienhaus fit machen
Besonders im Bereich der Warmwasserbereitung ist der Legionellenschutz mit Wärmepumpen nicht ganz einfach zu lösen. Aber auch die Erschließung von Wärmequellen – Erdreich oder Außenluft – ist bei solchen großen Anwendungen mit elektrisch betriebenen Wärmepumpen nicht unproblematisch. Doch genau diese Herausforderungen sollen im Rahmen des Forschungsprojekts gelöst werden. So sei zum Beispiel die Verwendung von gasbetriebenen Wärmepumpen schon einmal eine Lösung. Denn dann muss die Wärmequelle nicht so groß sein wie bei Elektrowärmepumpen, was für die Verwendung im städtischen Raum vorteilhaft ist. Zumal die meisten Gebäude in Städten schon mit dem Gasnetz verbunden sind. Klimaneutral werden diese gasbetriebenen Wärmepumpen allerdings erst, wenn sie entweder komplett Biogas oder Gas aus der Wasserstoffelektrolyse verbrennen. Denn nur dann werden sie auch mit erneuerbaren Energien betrieben. Doch schon der Einsatz von Erdgas in Wärmepumpen sein auf jeden Fall schon mal besser als dieses in Heizkesseln zu verbrennen.
Wirtschaftlicher und schneller sanieren
Der zweite Teil des Forschungsprojekts beschäftigt sich mit der Entwicklung von neuartigen Bauelementen für die Fassaden von Mehrfamilienhäusern. Bisher werden diese Fassaden zunächst mit herkömmlichen Baustoffen errichtet und danach meist mit klimaschädlichem Schaumpolystyrol gedämmt, das voraussichtlich in 30 bis 40 Jahren das nächste Entsorgungsproblem aufwirft. Diese passiven Fassaden wollen die Forscher aktivieren, indem sie Fassadenelemente entwickeln, die bereits die Dämmung und vor allem Komponenten der Heizungs- und Lüftungstechnik beinhalten. Damit verringert sich der bauliche Aufwand im Inneren der Wohnung und durch den hohen Vorfertigungsgrad wird die Sanierung von Bestandsgebäuden wirtschaftlicher als bisher. Das werde dann die Nachrüstung von Mehrfamilienhäusern mit innovativer Gebäudetechnik und einer modernen Gebäudehülle in Fahrt bringen, so das Ziel der Forschungen. (Sven Ullrich)
