PhaseOut - Wärmepumpentechnologien in der Bestandssanierung

Ausgangssituation/Motivation

Für die Erreichung der Klimaschutzziele hat sich Österreich für den Umstieg von gas- und ölbasierten Heizungssystemen zu erneuerbaren Systemen und für hochwertige energetische Sanierung entschieden. Obwohl seit vielen Jahren technische Lösungen für die Sanierung von mehrgeschoßigen Wohngebäuden (Fenstertausch, Dämmung) und für den Kesseltausch (bei zentraler Wärmeversorgung) existieren, stagniert die Sanierungsrate bei deutlich unter 1%. Hält dieser Trend an, werden die Klimaschutzziele nicht annähernd erreicht.

Die Gründe für die geringe Aktivität sind vielfältig. Konventionelle Ansätze sind teuer, aufwändig auf der Baustelle, erfordern den Einsatz von Gerüsten und teils die Umsiedelung. Zudem gibt es keine zufriedenstellende Lösung für dezentrale Wärmepumpen und erneuerbare Wärmeversorgung für Wohnungen. Angesichts der begrenzten Verfügbarkeit von erneuerbarem Strom und Fernwärme bei steigender Nachfrage, ist die thermische Sanierung von Gebäuden unverzichtbar, um die Klimaziele insgesamt zu erreichen.

Der Umstieg von gas- oder ölbasierten Heizsystemen auf Wärmepumpen ist (häufig) nur in Kombination mit einer angemessenen thermischen Sanierung technisch machbar und i.d.R. auch nur in Kombination mit dieser zu empfehlen.

Inhalte und Zielsetzungen

Zur Steigerung der Sanierungsrate sind neue minimalinvasive und skalierbare Sanierungsverfahren erforderlich, die innovative Sanierungssysteme für die thermische Hülle und erneuerbare Wärmeversorgung vereinen. Standardisierung und industrielle Vorfertigung ermöglichen eine Reduktion der Kosten bei gleichzeitig niedrigerem Aufwand in situ und einer höheren Qualität.

Dieses innovative und multidisziplinäre Demo-Projekt hat das Ziel, innovative Lösungen weiterzuentwickeln und optimierte Sanierungsprozesse, unter besonderer Berücksichtigung serieller/industrialisierter Ansätze, aufzuzeigen. Dabei wird von einem großen Marktpotential im Bestand ausgegangen, das allerdings herausfordernd zu erschließen ist.

Methodische Vorgehensweise

Drei Schlüsselaspekte werden mit dem Ziel einer minimalinvasiven Sanierung vereint:

1. Innovative Wärmepumpentechnologie, 
2. modulare und vorgefertigte Fassadenelemente und 
3. Fassadenintegration von Gebäudetechnik. 

Dabei werden alle Schritte des Sanierungsprozesses in einem ganzheitlichen Ansatz von der Konzeption, Planung, Optimierung, betriebs- und volkswirtschaftlichen Bewertung bis hin zur Nutzer:innen-Einbeziehung durch kompetente Projektpartner berücksichtigt.

Drei verschiedene Sanierungsvarianten werden in sieben identischen Gebäuden verglichen und bewertet: 

1. eine zentrale Wärmepumpe pro Gebäude
2. eine zentrale NT-Wärmepumpe mit wohnungsweisen Booster-Wärmepumpen und
3. einzelne dezentrale Wärmepumpen in jeder Wohnung.

Neben der Entwicklung zweier innovativer, kompakter Wärmepumpentypen speziell für die Sanierung - eine Booster-WP und eine Mini-Split-Brauchwasser-WP - wird eine modulare und vorgefertigte Fassade entwickelt und in den Demo-Gebäuden eingesetzt. Dabei werden entweder die Verteilerrohre oder die Außeneinheit der dezentralen Wärmepumpen und optional dezentrale Lüftung mit Wärmerückgewinnung und erneuerbare Energien ((BI)PV) in die Fassade integriert.

Erwartete Ergebnisse

Um eine hohe Akzeptanz für die Sanierung zu erreichen, ist größtmögliche Transparenz und der Einbezug der Bewohner:innen in allen Prozessschritten ein weiterer Fokus. Aus den Erfahrungen wird ein Sanierungsleitfaden entwickelt, der als Initiator und Beschleuniger für weitere Projekte in Österreich und auf internationaler Ebene dienen soll, um so die Klimaziele und einen klimaneutralen Gebäudebestand zu erreichen.

Projektleitung

Universität Innsbruck, Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften, AB Energieeffizientes Bauen

Projekt- bzw. Kooperationspartner:innen

• AEE - Institut für Nachhaltige Technologien
• drexel und weiss energieeffiziente Haustechniksysteme GmbH
• Energieinstitut Vorarlberg
• IDM Energiesysteme GmbH
• Klimatherm GmbH
• Kulmer Bau GesmbH & Co KG
• Nussmüller Architekten ZT GmbH
• Ingenieurbüro Rothbacher GmbH
• SOZIALBAU gemeinnützige Wohnungsaktiengesellschaft

Ass. Prof. Dr.-Ing. Fabian Ochs
Technikerstr. 13
A-6020 Innsbruck
Tel.: +43 (660) 735 72 75
E-Mail: fabian.ochs@uibk.ac.at
Web: www.uibk.ac.at