{"id":16467,"date":"2022-07-25T11:39:00","date_gmt":"2022-07-25T09:39:00","guid":{"rendered":"https:\/\/deinenergieportal.de\/?p=16467"},"modified":"2022-07-19T13:40:52","modified_gmt":"2022-07-19T11:40:52","slug":"mehr-energieeffizienz-durch-flaechenheizungen-und-flaechenkuehlungen-in-kombination-mit-solarthermie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/deinenergieportal.de\/?p=16467","title":{"rendered":"Mehr Energieeffizienz durch Fl\u00e4chenheizungen und Fl\u00e4chenk\u00fchlungen in Kombination mit Solarthermie"},"content":{"rendered":"\n

Autor\/Redakteur: Ulrich Stahl, Vorstandsvorsitzender des Bundesverbands Fl\u00e4chenheizungen und Fl\u00e4chenk\u00fchlungen e.V. (BVF)<\/a>\/gg<\/p>\n\n\n\n

Die EU-Richtlinie \u00fcber die Gesamtenergieeffizienz von Geb\u00e4uden fordert f\u00fcr den Neubau seit 2021 das Niedrigstenergiegeb\u00e4ude. Daraus resultierend wurde von der Bundesregierung ein Energiekonzept entworfen, das einen erheblichen Ausbau der regenerativen Energien und eine deutliche Steigerung der Energieeffizienz im Geb\u00e4udebereich vorsieht. Zukunftsf\u00e4hige Geb\u00e4udekonzepte m\u00fcssen sich diesen Ver\u00e4nderungen anpassen. Und das gilt nicht nur f\u00fcr den Neubau, auch der Geb\u00e4udebestand ist betroffen. Auch hier m\u00fcssen die deutlichen Ver\u00e4nderungen in der Energieerzeugung, des Energietransportes und der notwendigen Speicherung Beachtung finden. Wie hier die Fl\u00e4chenheizung in Kombination mit Solarthermie als zukunftsf\u00e4hige L\u00f6sung eingesetzt werden kann, zeigt dieser Fachartikel.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
Fachwerkhaus Hattingen Ansicht mit Stadtmauer mit „unsichtbarer“ Solarthermie (Bild Hallstein\/Risse)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n\n\n\n\n

Die zuk\u00fcnftigen Geb\u00e4ude (Neubau wie auch Altbaurenovierungen), die nach dem GEG umgesetzt werden, sollen \u00fcber eine sehr hohe Gesamtenergieeffizienz verf\u00fcgen. Der Energiebedarf soll zu einem ganz wesentlichen Teil durch Energien aus erneuerbaren Quellen gedeckt werden, die idealerweise am Standort oder in der N\u00e4he erzeugt werden. Geb\u00e4ude also, die einen gewissen Grad an Energieautonomie aufweisen.<\/p>\n\n\n\n

W\u00e4rme- \/ K\u00e4lteerzeugung – Anlagentechnik, Regelung und Speicherung<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Geb\u00e4ude von morgen werden deutliche Ver\u00e4nderungen der bisherigen Anlagentechnik nach sich ziehen. Der Einsatz regenerativer Energien wird zu einer weitgehenden Verdr\u00e4ngung der Beheizung mittels fossiler Energietr\u00e4ger (Heiz\u00f6l und Erdgas) f\u00fchren. Strom- und\/oder wassergef\u00fchrte Konzepte sowie mechanische L\u00fcftungssysteme unter Einbindung von Umweltw\u00e4rme und Photovoltaik mit tempor\u00e4rer Speicherung gewinnen an Bedeutung. Geeignete W\u00e4rme-\/K\u00e4lteerzeuger, die mit nachwachsenden Rohstoffen betrieben werden, kommen vermehrt zum Einsatz. Die gleichzeitige Erzeugung von Strom und W\u00e4rme zum Beispiel Mikro-KWK (Power to Heat) ist ebenfalls eine zukunftstr\u00e4chtige Technologie.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
Anlagenschema einer W\u00e4rmepumpenanlage mit solarunterst\u00fctzter Trinkwarmwassererw\u00e4rmung (Quelle: Abschlussbericht \u201eInstation\u00e4re gekoppelte energetische und w\u00e4rmephysiologische Bewertung von Regelungsstrategien f\u00fcr HLK Systeme\u201c, TU-Dresden 2011)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Vor dem Hintergrund des anstehenden Paradigmenwechsels der Energietr\u00e4ger kommt der Energiespeicherung in den k\u00fcnftigen Anlagenkonzepten eine wesentlich gr\u00f6\u00dfere Bedeutung zu. Bei der Hybridheizung zum Beispiel wird zumeist W\u00e4rme \u00fcber thermische Solarkollektoren erzeugt, gespeichert und \u00fcber einen weiteren W\u00e4rmerzeuger W\u00e4rme zugef\u00fchrt, sobald die W\u00e4rmeenergie durch die thermische Solaranlage nicht mehr ausreicht beziehungsweise der Pufferspeicher entladen ist. Die zentrale Anlagenkomponente ist dabei der Pufferspeicher, der idealerweise als Schichtenspeicher ausgef\u00fchrt wird und \u00fcber eine entsprechende Regelung und zugeh\u00f6rige Mischventile bedarfsgerecht be- und entladen wird. Eine weit verbreitete Hybrid-Variante ist die Kombination von Solarkollektoren in Verbindung mit W\u00e4rmepumpen. Dabei wird der Warmwasserbedarf im Sommer \u00fcberwiegend durch Solarthermie gedeckt und die W\u00e4rmepumpe wird erst zu Beginn der Heizperiode in Betrieb genommen.<\/p>\n\n\n\n

Je nach gew\u00e4hlter Geb\u00e4ude- und Anlagenkonzeption wird die Deckung der ben\u00f6tigten W\u00e4rmeenergie von der Gr\u00f6\u00dfe der Solaranlage in Kombination mit einem passenden Pufferspeicher bestimmt. Die gebr\u00e4uchlichste Variante ist eine Kollektor-Speicherabstimmung zur Deckung des Warmwasserbedarfs im Sommer mit teilweiser Heizungsunterst\u00fctzung. Bei einem Vier-Personenhaushalt entspricht dies einer Kollektorfl\u00e4che von zirka sechs Quadratmetern und einem Pufferspeicher von zirka 300 Litern.<\/p>\n\n\n\n

Die solarthermische Ernte erreicht im Winter nat\u00fcrlich nur geringe Temperaturen und nur \u00fcber einen k\u00fcrzeren Zeitraum des Tages. Und trotzdem liegt in der winterlichen lauwarmen Ernte kleiner 40 Grad ein riesiges Heizpotential. Passende Niedertemperaturverbraucher machen auch die winterlichen Ertr\u00e4ge effizient nutzbar. Zu diesen Verbrauchern z\u00e4hlt die Fl\u00e4chenheizung, in Kombination mit einer W\u00e4rmepumpe oder anderen W\u00e4rmeerzeugern.<\/p>\n\n\n\n

Um die regenerativ gewonnene Energie m\u00f6glichst optimal nutzen zu k\u00f6nnen empfiehlt sich eine Fl\u00e4chenheizung in Form der Fu\u00dfbodenheizung, gegebenenfalls in Kombination mit einer Wandheizung oder einem Heiz- und K\u00fchldeckensystem. Diese Systeme kommen bekanntlich mit niedrigen Systemtemperaturen aus. Auf diese Weise k\u00f6nnen aus solarthermischen Anlagen bereits die Niedertemperaturertr\u00e4ge direkt genutzt werden.<\/p>\n\n\n\n

Ein besonderes Beispiel \u2013 unsichtbare Solarthermie und Fl\u00e4chenheizung im Denkmal<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Direkt an der Stadtmauer Hattingens gelegen, wurde ein in mehreren zeitlichen Bauabschnitten errichtetes, unter Denkmalschutz stehendes Fachwerkensemble grundlegend energetisch saniert. Das Stammhaus wurde zirka 1740 errichtet, sp\u00e4ter erfolgten mehrere Erg\u00e4nzungen und Umbauten, bis zur \u00dcbernahme durch die heutigen Eigent\u00fcmer im Jahr 2013. In enger Zusammenarbeit der Bauherren-Architekten mit Fachingenieuren und in Einklang mit dem Denkmalschutz konnte ein innovatives regeneratives Energiekonzept sowie ein neues Raum- und Tageslichtkonzept entwickelt und von der GeoClimaDesign AG umgesetzt werden. Das sanierte Fachwerkhaus beherbergt nun das Privathaus der Eigent\u00fcmer, drei G\u00e4steapartments und eine B\u00fcroeinheit.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

Das Geb\u00e4ude wurde im Zuge der energetischen Sanierung mit einer Niedertemperatur-Fl\u00e4chenheizung ausgestattet und verf\u00fcgt \u00fcber einen hohen Energieeffizienzstandard und gesundes behagliches Raumklima. Das Fl\u00e4chenheizsystem dient im Sommer auch als K\u00fchlsystem. \u00dcblicherweise wird ein Fl\u00e4chenk\u00fchlsystem mit Geothermie oder K\u00e4ltemaschine gekoppelt, nat\u00fcrlich eignet sich alternativ auch die thermisch aktivierte Dachfl\u00e4che in der Nacht als thermische Senke, sofern die Nachttemperaturen geringer sind als die Vorlauftemperaturen der K\u00fchlung.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
Fachwerkhaus Hattingen, GeoClimaDesign Wand- und Deckenheizung (Bild Dr. Tourel\/Risse)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die Dachhaut und Fassade des Geb\u00e4udes sind in ihrer Gestalt zwar historisch, in ihrer Funktion jedoch au\u00dferdem hochmodern, denn sie sind unsichtbare Solarkollektoren. Die thermische Energieernte wird genutzt zur Warmwasserbereitung, Heizung und K\u00fchlung.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
Fachwerkhaus Hattingen mit GeoClimaDesign Kapillarrohrmatten hinter der Schieferfassade (Bilder Dr. Tourel \/ Risse)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die Bauherren haben ihre smarte Solarthermieanlage an den Sonnenseiten des Daches und der Fassade gro\u00dffl\u00e4chig angeordnet. Ziel ist die Niedertemperaturernte und daf\u00fcr ist die Fassade gerade im Winter hervorragend geeignet.<\/p>\n\n\n\n

Der Kapillarrohrkollektor liegt unsichtbar direkt unter dem Schiefer, beziehungsweise auch unter der Kupferdachhaut. Die Oberfl\u00e4chentemperatur erreicht im Winter bis zu 50 Grad. Das passende Speicherkonzept erm\u00f6glicht die Nutzung von W\u00e4rme-Ertr\u00e4gen bereits bei lauwarmen Temperaturen. <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
Fachwerkhaus Hattingen, Solarthermische Ente (Bild Dr. Tourel)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Insgesamt haben die Eigent\u00fcmer des Geb\u00e4udes mehr als 40 Prozent des angesetzten Jahresverbrauchs an Gas eingespart. Dieses Denkmal ist ein Vorbild auch f\u00fcr alle nicht unter Denkmalschutz stehenden Geb\u00e4ude mit hohem Warmwasserverbrauch, wie Hotels und gro\u00dfe Wohnh\u00e4user. Oder auch f\u00fcr Geb\u00e4ude mit Niedertemperaturheizungen, die mit Hilfe von Fassaden- und Dachhaut-integrierter Solarthermie einfach und wirtschaftlich ihre CO2-Einsparziele erreichen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Von der Scheune zum modernen Wohnhaus mit effizienter Geb\u00e4udetechnik<\/strong><\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr den Umbau einer Scheune zum modernen Wohnhaus in Dautphetal entschied sich der Bauherr f\u00fcr Systeml\u00f6sungen der Buchenauer Roth Werke. Als Fl\u00e4chenheizung und -k\u00fchlung kamen Tacker-Systeme im Parterre und Ober- und Dachgeschoss zum Einsatz. Die W\u00e4rmeerzeugung erfolgt \u00fcber eine Pelletanlage in Kombination mit einem Solarsystem. F\u00fcr die W\u00e4rmespeicherung w\u00e4hlte der Bauherr einen Thermotank. Anhand der Architektenskizze plante und berechnete die Projektierungsabteilung die Fu\u00dfbodenheizung.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

Vor dem Einbau des Tacker-Systems musste der Boden gut vorbereitet sein. Verschiedene Untergr\u00fcnde wie Beton, alter Estrich und Holzb\u00f6den wurden zun\u00e4chst ges\u00e4ubert. Der Installationsbetrieb spachtelte Risse zu und glich Unebenheiten mit einer Bodenspachtelmasse aus, sodass ein ebener, gleichm\u00e4\u00dfiger Untergrund entstand, auf dem das System aufgebaut wurde.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
Die Roth Planungsabteilung projektierte das Fl\u00e4chen-Heiz- und K\u00fchlsystem anhand einer Planungsskizze (Bild: BVF e.V.)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Anhand der Projektierung verlegte der Fachbetrieb 17 Heizkreise in vorgegebenen Verlegeabst\u00e4nden. Vor dem Estricheinbau markierte der Estrichleger die Messstellen und baute die Dehnungsfugen in den T\u00fcrbereichen ein.<\/p>\n\n\n\n

Nach der Einbringung des Estrichs bearbeitete der Estrichleger den noch fl\u00fcssigen Estrich mit einer Schwabbelstange zur gleichm\u00e4\u00dfigen Verteilung und um Lufteinschl\u00fcsse zu beseitigen. 48 Stunden sp\u00e4ter war der Estrich begehbar und nach vier Tagen Ruhezeit konnte das Funktionsheizen beginnen. Die Bodenarbeiten konnten 14 Tage danach fortgesetzt werden.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
Messstellen sind markiert und Dehnungsfugen in die T\u00fcren eingebaut \u2013 danach kann der Estrich eingebracht werden (Bild: BVF e.V.)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die Kombination der Pelletanlage mit dem Solarsystem und dem Thermotank ist eine \u00e4u\u00dferst energieeffiziente L\u00f6sung. Der Kunststoff-W\u00e4rmetank kommt in der modernisierten Scheune als Trinkwasser-Kombispeicher f\u00fcr die Trinkwasserbereitung und Heizungsunterst\u00fctzung zum Einsatz.<\/p>\n\n\n\n

Das Haus ist inzwischen bezogen und die Hauseigent\u00fcmer sind sehr zufrieden mit dem Energiekonzept. Alle Systeme sind erfolgreich in Betrieb genommen \u2013 der n\u00e4chste Winter kann kommen. Der Installationsbetrieb teilte mit: \u201eDen Bauherren war es wichtig, ein modernes Wohnhaus mit effizienter Geb\u00e4udetechnik zu erhalten und dabei den Charme der Fachwerkscheune zu bewahren. Das haben wir sehr gut hinbekommen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Fazit<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Bei einer gut funktionierenden Sonnenheizung kommt es nicht nur auf das richtige Zusammenspiel der einzelnen Komponenten an, sondern vor allem auf eine dem Energieverbrauch angepasste Dimensionierung. Das Verh\u00e4ltnis von Kollektorfl\u00e4che zu Heizlast hat dabei den gr\u00f6\u00dften Einfluss auf den solaren Deckungsgrad. Aber auch der Klimastandort, die Orientierung der Solarmodule, die Speichergr\u00f6\u00dfe und das Temperaturniveau der Verbraucher spielen eine gro\u00dfe Rolle. Eine verl\u00e4ssliche Vorhersage \u00fcber den in einem Durchschnittswetterjahr zu erwartenden Solarertrag und Energieverbrauch l\u00e4sst sich nur mit geeigneten Simulationsprogrammen ermitteln, wobei nat\u00fcrlich auch das Nutzerverhalten das Ergebnis ma\u00dfgeblich beeinflusst. Auch wenn die staatliche F\u00f6rderung nach spezifischer Modulleistung festgelegt wird, so entscheidet sich die Wirtschaftlichkeit allein daran, ob der Niedertemperatur-Winterertrag auch tats\u00e4chlich geerntet wird. Hier schneidet die Solarthermie-Anlage am besten ab, die mit einem \u201ekalten\u201c Speicher, (auch einer Speicherkaskade), mit W\u00e4rmepumpe und mit einem Fl\u00e4chenheiz- und k\u00fchlsystem kombiniert wird.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Die EU-Richtlinie \u00fcber die Gesamtenergieeffizienz von Geb\u00e4uden fordert f\u00fcr den Neubau seit 2021 das Niedrigstenergiegeb\u00e4ude. Daraus resultierend wurde von der Bundesregierung ein Energiekonzept entworfen, das einen erheblichen Ausbau der regenerativen Energien und eine deutliche Steigerung der Energieeffizienz im Geb\u00e4udebereich vorsieht. Zukunftsf\u00e4hige Geb\u00e4udekonzepte m\u00fcssen sich diesen Ver\u00e4nderungen anpassen. Und das gilt nicht nur f\u00fcr den Neubau, auch der Geb\u00e4udebestand ist betroffen. Auch hier m\u00fcssen die deutlichen Ver\u00e4nderungen in der Energieerzeugung, des Energietransportes und der notwendigen Speicherung Beachtung finden. Wie hier die Fl\u00e4chenheizung in Kombination mit Solarthermie als zukunftsf\u00e4hige L\u00f6sung eingesetzt werden kann, zeigt dieser Fachartikel.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":16475,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"colormag_page_container_layout":"default_layout","colormag_page_sidebar_layout":"default_layout","_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[699,7325],"tags":[8061,7816,8062,14616,14617,5148,5145],"class_list":["post-16467","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-artikel","category-heizung","tag-bvf","tag-flaechenheizung","tag-flaechenkuehlung","tag-geoclimadesign-ag","tag-roth-werke","tag-solarthermie","tag-warmepumpe"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/deinenergieportal.de\/wp-content\/uploads\/2022\/07\/Suncracker3.webp","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/deinenergieportal.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/16467","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/deinenergieportal.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/deinenergieportal.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/deinenergieportal.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/deinenergieportal.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=16467"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/deinenergieportal.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/16467\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":16476,"href":"https:\/\/deinenergieportal.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/16467\/revisions\/16476"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/deinenergieportal.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/16475"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/deinenergieportal.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=16467"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/deinenergieportal.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=16467"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/deinenergieportal.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=16467"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}