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 (WP) und erneuerbare Wärmeversorgung für Wohnungen. Angesichts der begrenzten Verfügbarkeit von erneuerbarem Strom und Fernwärme und steigender Nachfrage, ist die thermische Sanierung von Gebäuden unverzichtbar, um die Klimaziele insgesamt zu erreichen. Der Umstieg von gas- oder ölbasierten Heizsystemen auf WP ist (häufig) nur in Kombination mit einer angemessenen thermischen Sanierung technisch machbar und i.d.R. auch nur in Kombination mit dieser zu empfehlen.

Die geringe Sanierungsaktivität ist auf eine Vielzahl von Hemmnissen zurückzuführen. Historisch niedrige Preise für fossile Energieträger und Strom führten dazu, dass energetische Sanierungen – bei herkömmlichen Standards – für Investoren häufig keine attraktiven Renditen boten. Zudem reichen die angesparten Rücklagen für umfassende Sanierungen meist nicht aus, wodurch diese oft nur mit erheblichen Mietsteigerungen realisierbar wären. Nachteilig wirkt sich außerdem aus, dass Kosten und Nutzen selten über den gesamten Lebenszyklus der Gebäude bilanziert werden.

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. Das innovative und multidisziplinäre Demonstrations-Projekt PhaseOut hatte das Ziel, innovative Lösungen weiterzuentwickeln und optimierte Sanierungsprozesse, unter besonderer Berücksichtigung serieller/industrialisierter Ansätze, aufzuzeigen, um das große aber herausfordernd Marktpotential im Bestand erschließen zu können.

Drei Schlüsselaspekte wurden mit dem Ziel einer minimalinvasiven Sanierung vereint: Innovative Wärmepumpentechnologie, modulare und vorgefertigte Fassadenelemente und Fassadenintegration von Gebäudetechnik. Dabei wurden alle Schritte des Sanierungsprozesses in einem ganzheitlichen Ansatz von der Konzeption, Planung, Optimierung, betriebs- und volkswirtschaftlichen Bewertung bis hin zur NutzerInneneinbeziehung durch kompetente Projektpartner berücksichtigt. Vier verschiedene Sanierungsvarianten wurden in sieben identischen Gebäuden verglichen und bewertet: a) eine zentrale WP pro Gebäude mit dezentralen wohnungsweisen FriWa b) eine zentrale NT-WP mit wohnungsweisen Booster-WP (semi-zentrales System), c) eine zentrale Heizungswärmepumpe und einzelne dezentrale Warmwasserwärmepumpen (WW-WP) in jeder Wohnung und d) eine zentrale Heizungswärmepumpe und einzelne dezentrale EB in jeder Wohnung. Neben der Entwicklung zweier innovativer, kompakter Wärmepumpentypen speziell für die Sanierung – eine Booster-WP und eine Mini-Split-Brauchwasser-WP – wurde eine modulare und vorgefertigte Fassade entwickelt und in den Demo-Gebäuden eingesetzt. Alle Wohnungen wurde zudem mit einer dezentralen fassadenintegrierten Wohnraumlüftung ausgestattet, welche im Rahmen des Projekts entwickelt wurde.

Wärmepumpenbasierte Sanierungslösungen im Mehrfamilienhaus sind technisch machbar, energetisch hoch effizient und ein zentraler Hebel zur Dekarbonisierung des Gebäudebestands, sofern sie integral und simulationsgestützt geplant werden („digitaler Zwilling"). Simulationsergebnisse und Erkenntnisse aus der Umsetzung des Demonstrationsprojekts belegen, dass insbesondere kompakte, wohnungsweise bzw. semi-zentrale Wärmepumpenkonzepte (z.B. Booster-WP für Trinkwarmwasser (TWW)) in Kombination mit einer angemessenen thermischen Sanierung und damit niedrigen Vorlauftemperaturen deutliche Reduktion der CO₂-Emissionen sowie Energiekosten ermöglichen. Fassadenintegrierte WP und vorgefertigte Fassadensysteme erlauben minimalinvasive, serielle Sanierungen mit kurzen Bauzeiten und beherrschbaren bauphysikalischen Randbedingungen, wie hygrothermische Analysen bestätigen. Hochwertige thermische Sanierung erlaubt zudem Wärmepumpenlösungen mit kompakten Monoblock R290 WP mit reduzierten Schallemissionen und damit hoher Akzeptanz. Um hohe Akzeptanz für die Sanierung und damit hohe Umsetzung- bzw. Anschlussraten zu erreichen, ist größtmögliche Transparenz und Einbezug der BewohnerInnen in allen Prozessschritten ein wichtiger Bestandteil.

Durch die intensive und systematische MieterInneneinbindung wurde eine sehr hohe Umsetzungsrate von 36 von insgesamt 42 Wohnungen erzielt, dies übersteigt die ursprüngliche ambitionierte Planung und bei weitem die Erfahrungswerte.

Die Erfassung des Ist-Zustands jeder Wohnung ist eine aufwändige jedoch unbedingt notwendige Maßnahme. Es zeigte sich trotz 42 baugleicher Wohnungen ein sehr inhomogenes Bild bezogen auf den Zustand und die Situation des Bestandsheizung (Position Gastherme, Position und Größe Wärmeabgabesysteme, etc.) mit letztendlich 42 unterschiedlichen Situationen. Um für die individuelle Situation jeweils eine geeignete kostengünstige Lösung zu finden, sind verschiedene möglichst modulare und skalierbare Wärmepumpenlösungen notwendig.

Insgesamt wird deutlich, dass nur durch modulare, flexibel kombinierbare Wärmepumpenkonzepte, gekoppelt mit erneuerbarer Stromerzeugung und hoher Planungsqualität, wirtschaftlich tragfähige und breit skalierbare Sanierungslösungen für den Geschoßwohnbau realisiert werden können. Aus den Erfahrungen der FFG Projekte PhaseOut und SüdSan und unter Einbeziehung der neuen Entwicklungen wurde 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. Die Ergebnisse des Monitorings über den Zeitraum 2026-2028 werden im Anschluss publiziert.

Die im Rahmen des Projekts entwickelten Technologien (die Booster-WP und die dezentrale fassadenintegrierte Lüftung) werden durch die Industriepartner vermarktet und stehen entsprechend am Markt für zukünftige Sanierungsprojekte zur Verfügung.

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