Letzte Aktualisierung: 18.10.2021

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NT-ready: Wie macht man Altbauten ohne Flächenheizung fit für Wärmepumpen?

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Funktionieren Wärmepumpen im Altbau? Das ifeu hat dazu „Enabler“ identifiziert und sie im "NT-ready"-Standard zusammengeführt. Ergebnis: Oft reichen schon wenige gezielte Dämm-Maßnahmen und der gezielte Austausch alter Heizkörper, um mit Niedertemperatur mit einer Wärmepumpe ohne neue Flächenheizungen effizient zu heizen.

Beispielhafte Abfolge einer schrittweisen Gebäudemodernisierung, um die Vorlauftemperatur soweit abzusenken, dass man bereits effizient mit einer Wärmepumpe heizen kann. (Grafik: ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbH)

Beispielhafte Abfolge einer schrittweisen Gebäudemodernisierung, um die Vorlauftemperatur soweit abzusenken, dass man bereits effizient mit einer Wärmepumpe heizen kann. (Grafik: ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbH)

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Lange Jahre kursierten Feldtests, die immer dann gerne aus der Schublade gezaubert wurden, wenn es darum ging, möglichst wissenschaftlich die Wärmepumpe als alleinige Heizoption im gut gedämmten Neubau mit Fußbodenheizung zu verorten. Wirklich wissenschaftlich als Vorurteil entlarvt wurde diese Meinung vom Fraunhofer Institut.

Der im Juli 2020 veröffentlichte Abschlussbericht des Forschungsprojekts des Fraunhofer ISE „WPsmart im Bestand“, in dem über fünf Jahre bis Mitte 2019 56 Altbauten mit Wärmepumpen in der Praxis untersucht wurden, stellt eindeutig fest, dass Wärmepumpen bei richtiger Planung auch im Altbau sehr effizient und klimafreundlich ganzjährig heizen können.

Das Fraunhofer Institut wies damit den richtigen Weg im Umgang mit Wärmepumpen im Altbau. Denn die Effizienz der Wärmepumpe ist von mehreren, beeinflussbaren Stellschrauben abhängig. Dabei ist eine wesentliche Variable neben der Quellentemperatur die Vorlauftemperatur, die wiederum von mehreren Faktoren beeinflusst wird.

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Was versteht man unter dem NT-ready-Standard?

Von welchen Faktoren die Vorlauftemperatur und entsprechend die Effizienz der Wärmepumpe in einem Altbau abhängt, hat nun das ifeu aus Heidelberg in der Studie „Energieeffizienz als Türöffner für erneuerbare Energien im Gebäudebereich“ im Auftrag des Verbandes für Dämmsysteme, Putz und Mörtel e.V. näher untersucht und diese „Enabler“ genannten Faktoren, die das Heizen mit Wärmepumpen auf effizientem Niedertemperatur-Niveau ermöglichen, zu einem neuen „NT-ready“-Standard zusammengeführt.

Der NT-ready-Standard - NT steht dabei für Niedertemperatur - soll auf der einen Seite den einwandfreien und kostengünstigen Betrieb von erneuerbaren Heizungen gewährleisten und soll auf der anderen Seite für möglichst viele Gebäude möglichst einfach zu erreichen sein. Beide Voraussetzungen werden mit der Anforderung erfüllt: Gebäude sind demnach NT-ready, wenn ihre Heizungs-Vorlauftemperatur 55°C oder weniger beträgt.

Diese Temperatur-Grenze wurde im Übrigen auch schon in früheren Untersuchungen und auch besagten Feldtests als die Grenze definiert, unter der ein Wärmepumpen-Einsatz auch mit Heizkörpern sinnvoll erscheint.

Was muss man im Altbau sanieren, um mit Wärmepumpen zu heizen?

Ausgewählte Beispielgebäude hat das ifeu modellhaft mit verschiedenen Varianten modernisiert, um festzustellen, wie weit und mit welchen Maßnahmen die Vorlauftemperatur abgesenkt werden kann. Für die Modellgebäude wurden 16 verschiedene Modernisierungsmaßnahmen wie u. a.

definiert und anschließend die Auswirkungen auf den Heizwärmebedarf des Gebäudes, der Heizlast des Raumes und das erforderliche Vorlauf-Temperaturniveau der vorhandenen Heizkörper berechnet.

Die einzelnen Modernisierungsmaßnahmen wurden unterschiedlich kombiniert. Alle Modernisierungsvarianten wurden in zwei verschiedenen Dämmstandards gerechnet: Entweder entsprechen die U-Werte der Bauteile den Anforderungswerten im Gebäudeenergiegesetz (GEG) oder denen der Einzelmaßnahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG).

Im Ergebnis dieser Berechnungen konnte ein NT-ready-Maßnahmenpaket definiert werden, ein erforderliches Paket an Maßnahmen für die Beheizung des Gebäudes mit niedrigen Temperaturen, ohne neue Flächenheizungen verlegen zu müssen, was vielfach in Bestandsgebäuden nicht möglich ist. In den Modellrechnungen wurden die Heizkörper dazu stufenweise ausgetauscht: zuerst der ineffizienteste/neuralgischste Heizkörper, dann die fünf schlechtesten.

In einem beispielhaften Einfamilienhaus war eine maximale Absenkung der Vorlauftemperatur dann möglich, wenn Dämm-Maßnahmen und Austausch der fünf ungünstigsten Heizkörper kombiniert wurden. Das Gebäude erreichte so den Effizienzhaus-55-Standard und die Vorlauftemperatur sank um 22 K auf 41°C. Nur durch Dämm-Maßnahmen sank die Temperatur auf 45°C ab, ein zusätzlicher Austausch der Heizkörper reduzierte bei allen Modernisierungsmaßnahmen die Vorlauftemperatur zusätzlich.

Das ifeu empfiehlt daher: Grundsätzlich muss die Wärmeverteilung immer an den Wärmebedarf angepasst werden – nicht andersherum. Daher ist es stets sinnvoll, den Weg zum NT-ready-Standard mit Dämm-Maßnahmen zu beginnen. Erst dann sollte eine Optimierung der Wärmeverteilung durch hydraulischen Abgleich und hierauf aufbauend ein Austausch einzelner Heizkörper erfolgen. Ist das Gebäude NT-ready kann der Einbau einer Wärmepumpe folgen.

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Welche Heizsysteme sollten mit Niedertemperatur betrieben werden?

Die Höhe der Vorlauftemperatur ist aber nicht nur für Wärmepumpen entscheidend. Die Temperatur, die der Wärmeerzeuger bereitstellen muss ist eine zentrale Größe, wenn es um den Einbau von erneuerbaren Heizungen geht. Die Vorlauftemperatur wirkt sich auf die verschiedenen erneuerbaren Technologien unterschiedlich aus:

Tabelle: Überblick über Heizsysteme, die besonders effizient mit Niedertemperatur betrieben werden können (Quelle: ifeu)
Heizsystem Effekt des Niedertemperatur-Betriebs
Wärmepumpen Wärmepumpen funktionieren mit einer Vorlauftemperatur von 35°C um rund 14% Prozent effizienter als bei 55°C. Oberhalb von 55°C ist der Betrieb in der Regel weniger sinnvoll.
Solarthermie Der Kollektor-Wirkungsgrad von Solarthermie-Anlagen steigt, wenn sie bei niedrigen Temperaturen betrieben werden. Dadurch kann der Ertrag - besonders bei Flachkollektoren - um ein Vielfaches gesteigert werden.
Wärmenetze Die Vorlauftemperatur ist ein wesentlicher Einfluss auf die Verteilungsverluste von Wärmenetzen (Fernwärme) und damit auf ihre Wirtschaftlichkeit. Die Netztemperatur kann umso weiter abgesenkt werden, je niedriger die Temperaturanforderungen der einzelnen angeschlossenen Gebäude sind.
Brennwert-Heizungen In Brennwert-Heizkesseln setzt der Brennwertbetrieb erst unter 56°C (Erdgas) bzw. 47°C (Heizöl) ein. Bei höheren Temperaturen bleibt der effizienzsteigernde Effekt aus. Auch im Bereich fossiler Energieträger lohnt es sich also, wenn ein Gebäude NT-ready ist.

Achtung: Auch nach Erreichen von NT-ready müssen Gebäude weiter verbessert werden. NT-ready ist ausdrücklich kein klimaneutraler Zielzustand. Aber es ist die Mindestanforderung, die Eintrittsschwelle, um überhaupt den Umstieg auf erneuerbare Energie im Gebäudebereich zu ermöglichen. Durch künftige Verbesserungen der Gebäude kann die Vorlauftemperatur voraussichtlich noch weiter abgesenkt werden, so dass die erneuerbaren Wärmeerzeuger dann optimal betrieben werden können.

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