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Energetische Sanierung eines Berliner Gebäudes zum KfW-Effizienzhaus 100

Ein Beitrag aus der GI 4/13 von Architektin Nina Hell von Hell Architekten aus Berlin.

1. Politische Situation und Einschätzung

Pro Jahr dauert die Heizperiode in Deutschland durchschnittlich mindestens sieben bis acht Monate. Besonders der Gebäudesektor verfügt daher über eines der größten Entwicklungspotentiale bezüglich der politischen Klimaschutzziele. Mehr als ein Drittel an erforderlicher Energie wird in Deutschland im Gebäudebestand verbraucht. Hiervon sind über 70 % für die Beheizung der Gebäude und die Erwärmung des Brauchwarmwassers von Nöten. Einerseits führt dies zu einem extremen CO2-Ausstoß, andererseits durch stetiges Nachfragewachstum an Energie zu ständig ansteigenden Kosten für Eigentümer und Mieter.

In Deutschland wurde hierauf bereits 1977 mit Einführung der ersten Wärmeschutzverordnung (WSVO) reagiert, wobei zum damaligen Zeitpunkt sicherlich noch nicht absehbar war, welche Dimensionen der Energieverbrauch und die Energiekosten bis zum heutigen Tag annehmen würden.

Nach mehreren Novellierungen der WSVO wurde 2002 die erste Energieeinsparverordnung (EnEV) eingeführt und seither zweimal überarbeitet. Mit jeder Neuauflage wurden die Anforderungen an die Gebäudehülle und die Anlagentechnologie verstärkt. Für Neubauten fordert zudem eine EU-Gebäuderichtlinie (EPBD 2010), dass ab 2021 nur noch Niedrigst-Energie-Gebäude errichtet werden. Effiziente und klima-neutrale Gebäude sind somit ein eindeutiges politisches Ziel in Deutschland und Europa.

Neben Anforderungen an Neubauten gibt es mittlerweile auch Auflagen für Bestandsgebäude, wenngleich diese noch relativ gering sind. Es ist jedoch sehr wahrscheinlich, dass künftig weitere gesetzliche Auflagen für den Bestand folgen werden. Ansonsten bestünde die Gefahr, dass eine Art Zweiklassengesellschaft bei Gebäuden geschaffen würde, da es zwar zukünftig einerseits hohe Anforderungen an Neubauten geben wird – und diese praktisch keine Energie mehr verbrauchen – andererseits aber der viel größere Bestandsektor nicht durch entsprechende Sanierungsmaßnahmen auf ein ähnliches energetisches Niveau gebracht würde. Eigentümer und Mieter von Bestandsgebäuden werden sonst in Zukunft die Kosten für die Beheizung ihrer Immobilie kaum oder nur mit hohem finanziellen Aufwand tragen können. Insbesondere wenn man bedenkt, dass mit Preisanstiegen von bis zu 10 % pro Jahr für Energie gerechnet werden muss. Es lohnt sich daher, schon heute an die Zukunft zu denken und Altbauten energetisch zu sanieren. Weitsichtige Eigentümer nutzen die Gelegenheit, um ihr Gebäude gleich auf einen zukunftsfähigen Standard zu bringen.

Bild 1: Bestandsfoto Straße / Giebelseite. Quelle: Hell Architekten

2. Ist-Zustand

Energetische Sanierung eines typischen Nachkriegsgebäudes aus dem Berliner Aufbauprogramm. Das Mehrfamilienhaus mit sieben Wohneinheiten, Baujahr 1964, wird beispielhaft vom Architekturbüro Hell Architekten Berlin auf KfW-Effizienzhaus-Niveau saniert. Wie bei den meisten Gebäuden dieser Zeit lag das Hauptaugenmerk bei der Erstellung auf schneller Wiederbeschaffung von Wohnraum; energetische und anlagentechnische Aspekte spielten damals keine bzw. eine sehr untergeordnete Rolle (Bild 1).

Die Gebäudehülle wurde in Massivbauweise errichtet. Typisch für die Gebäude der Nachkriegszeit sind die verwendeten Hohlblocksteine aus Ziegelsplit mit einem Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) von ca. 1,9 W/m2K. Bezogen auf heutige Anforderungen bei Sanierungsmaßnahmen bedeutet dies, dass beim Bestandsgebäude derzeit durch die Außenwand ca. achtmal so viel Energie verloren geht (Bild 2).

Bild 2: Thermografieaufnahme Giebelseite vor der Sanierung: Durchstrahlende Heizkörper verweisen auf die energetisch schlechte Qualität des Mauerwerks. Quelle: Hell Architekten
Bild 3: Ungedämmte Dachflächen vor der Sanierung. Quelle: Hell Architekten

Das Dach wurde nicht gedämmt und stellt somit eine deutliche energetische Schwachstelle dar. Im ausgebauten Teil des Dachgeschosses zeigten diverse Feuchteschäden deutlich die mangelhaften Anschlüsse der dampfdichten Ebene (Bild 3).

Die einfachverglasten Treppenhausfenster und die äußerst undichte Eingangstür waren noch aus dem Ursprungszustand der Bauzeit. Diese zeigten sich besonders in der zuvor angefertigten thermografischen Untersuchung sehr deutlich als Verlustfaktor. Ihr U-Wert liegt bei ca. 5,0 W/m2K und ist damit fünfmal größer als bei aktuellen Fenstern.

Neben diesen Schwachstellen an Außenwand, Dach, Fenstern und Haustür gab es eine weitere typische Verlustfläche, am unteren Abschluss der beheizten Gebäudehülle: die ungedämmte Kellerdecke (Bild 4).

Bild 4: Thermografieaufnahme Keller- bzw. Garagenwand vor der Sanierung: Aufgrund der fehlenden Kellerdecken-Dämmung wird die Garage unkontrolliert beheizt. Die Wärmeenergie wird dann über das undichte Garagentor sowie den Betonsturz nach außen geleitet. Quelle: Hell Architekten
Bild 5: Heizkessel Bestand. Quelle: Hell Architekten

Der U-Wert liegt vor der Sanierung bei ca. 1,3 W/m2K und ist somit etwa viermal so hoch, verglichen mit heutigen Anforderungen. Die vorhandene Heizungsanlage besteht aus einer Öl-Zentralheizung mit Gebläsebrenner, welche 1981 eingebaut wurde. Der Brenner ist über 20 Jahre alt, der Kessel ist noch im Originalzustand in Betrieb (Bild 5).

Die Heizungsanlage hat eine sehr hohe Betriebstemperatur von fast 90 °C. Diese ist zum einen erforderlich, um die Wohnungen trotz der großen Energieverluste ausreichend beheizen zu können. Zum anderen wird eine hohe Betriebstemperatur benötigt, um im Kesselblock Schwitzwasser zu vermeiden, dessen Folge Korrosion im Kessel begünstigen würde.

Des Weiteren ist bei dem vorhandenen System eine hohe Abgastemperatur erforderlich, um den gemauerten Schornstein trocken zu halten. Der im Abgas gebundene Anteil an Wasserdampf durchfeuchtet und beschädigt sonst bei Taupunktunterschreitung den Schornstein.

Ein weiterer Nachteil ist, dass der vorhandene Gebläsebrenner durch seine zweistufige Betriebsart keinen ausreichenden Modulationsbereich hat. Somit kommt es zu einer häufigen Taktung (An-Aus-Schaltung) des Brenners. Die Folge ist, die Anlage läuft energetisch ineffizient.

Die vorgenannten Punkte lassen erkennen, wie viel Entwicklung in der Feuerungstechnik und Heizungsregelung seit Inbetriebnahme 1980 stattgefunden hat.

An den vorgefundenen Details erkennt man den hohen energetischen Aufwand, eine solche Anlage zu betreiben. Im Vergleich zur heutigen Technik lässt sie die Abgastemperaturen ungenutzt. Die heute niedrigen Heizkreistemperaturen sind technisch gewünscht und erreichen neben einer deutlich höheren Effizienz, dass kaum Schäden am Wärmetauscher zu erwarten sind.

Bild 6: Umwälzpumpe Bestand. Quelle: Hell Architekten

Die vorhandene Pumpe wurde nie ausgewechselt und stammt aus demselben Baujahr, wie der Heizkessel (Bild 6). Mit 160 W Leistungsaufnahme, benötigt sie nahezu das Zehnfache an Energie, wie eine heute übliche, elektronisch geregelte Pumpe.

Die alte Pumpe passt ihre Leistungs- bzw. ihre Stromaufnahme dem aktuellen Bedarf nicht an. Dies bedeutet, sie läuft unnötigerweise ständig unter Volllast.Auch die Heizungsrohre waren nicht gedämmt. Bei ungedämmten Heizungsrohren kann pauschal von einem Energieverlust von ca. 30 W / je Meter Rohrlänge ausgegangen werden.

Geht man von 14 Stunden Beheizung täglich und einer Heizperiode von vier Monaten aus (in der EnEV sind 185 Tage hinterlegt), entspricht allein dieser Verlust einem Mehrverbrauch von 500 Litern Öl pro Jahr. Um diesen Verlust über die fehlende Rohrleitungsdämmung besser einordnen zu können, zeigt sich, dass beispielsweise ein Passivhaus in ähnlicher Größenordnung lediglich etwa 300 Liter für seine gesamte Beheizung pro Jahr benötigt. Neben dem Vermeiden von diesen deutlichen Energieverlusten ist betreffend der Rohrleitungsdämmung auch die ordnungsrechtlich relevante Nachrüstpflicht nach EnEV Anlage 5 zu beachten.

Aufgrund des fehlenden hydraulischen Abgleichs klagen die Eigentümer über Strömungsgeräusche und über Heizkörper, die nicht richtig warm werden.

Insgesamt lässt sich feststellen, dass der Betrieb solch alter Anlagen energetisch äußerst ineffektiv ist und viele Potenziale ungenutzt lässt.

Fazit zum Ist-Zustand

Bei der Untersuchung des Gebäudes wurden deutliche energetische Schwachstellen an der Gebäudehülle und an der Anlagentechnik festgestellt. Deshalb hat sich die Eigentümergemeinschaft entschieden, ihr Haus in Hinblick auf den Heizenergieverbrauch zukunftsgerecht nachzurüsten.

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