Foto: Wohnhaus der SolarCity

SaLüH! Sanierung von Mehrfamilienhäusern mit kleinen Wohnungen - Kostengünstige technische Lösungsansätze für Lüftung, Heizung und Warmwasser

Innovative Lüftungs- und Heizungs-Konzepte für die Sanierung von Mehrfamilienhäusern mit kleinen Wohnungen werden untersucht und platzsparende Heizungs- und Trinkwarmwasser-Kleinstwärmepumpen mit Außen- bzw. Fortluft als Wärmequelle werden für diesen Zweck entwickelt, welche optional in die bestehende Brüstung bzw. eine vorgehängte Holzleichtbau-Fassade integriert werden können.

Kurzbeschreibung

Status

laufend

Kurzfassung

Ausgangssituation/Motivation

Bei der Sanierung von Geschoßwohnbauten, welche häufig kleine Wohnungen mit sehr inhomogener Wärmeversorgung aufweisen (Gas-, Öl- oder Stückholz-Einzelöfen, Elektroboiler usw., vgl. EU-Projekt Sinfonia), zeigt sich, dass eine Gesamtsanierung inklusive Umstellung auf zentrale Heizung und TWW-Versorgung mit z.B. Fernwärmeanschluss, Biomassekessel mit oder ohne Solarthermie oder Grundwasserwärme­pumpe in der Regel nicht möglich ist. Gerade für Wohnbauten mit kleinen Wohneinheiten scheiden auch derzeitig verfügbare dezentrale Lösungen aus Platz- und Kostengründen häufig aus.

Inhalte und Zielsetzungen

Ziel des Forschungsvorhabens SaLüH! ist es, Wohnungsbau­gesellschaften, Herstellern von Lüftungs- bzw. Heizungsgeräten sowie Planern Konzepte und Entwicklungsrichtungen für ein Gesamtpaket für die dezentrale (wohnungsweise) Lüftung, Heizung und TWW-Versorgung an die Hand zu geben, welches die kostengünstige und baulich einfache Umstellung auf effiziente Haustechnik im Rahmen der Sanierung auch schrittweise Wohnung für Wohnung ermöglicht, ohne die NutzerInnen in ihrem gewohnten Wohnumfeld einzuschränken.

Ein abgestimmtes Gesamtpaket, bestehend aus Wärmedämmung, Fenster, einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung sowie Heizung (und ggf. Kühlung) und Trinkwarmwasserversorgung soll entwickelt werden, welches kostengünstig und mit minimalem Eingriff in der Wohnung umgesetzt werden kann. Es erfolgt eine simulationsgestützte Bewertung der Innenraumqualität (thermischer Komfort + Luftqualität) und der Energieeffizienz sowie eine Wirtschaftlichkeitsbewertung.

In weiterer Folge sollen Funktionsmuster für eine kompakte Hybrid-Kleinst-Wärmepumpe für Lüftung, Heizung und Kühlung sowie eine kompakte Trinkwarmwasser-Wärmepumpe entwickelt und im Labor vermessen werden. Als Varianten werden die Integration der aktiven Komponenten in die bestehende Fenster-Brüstung bzw. in eine vorgehängte Holzrahmenleichtbaufassade untersucht.

Die vielversprechendste Variante wird im Außenlabor (PASSYS) vermessen. Die Gebäudeintegration (Fassade) bietet v.a. in kleinen Wohnungen mit i.d.R. sehr kleinen Bädern und Küchen überhaupt erst die Möglichkeit, eine Lüftung zu realisieren und auf ein effizientes dezentrales Heizsystem umzustellen. Zudem werden die Außen- und Fortluftkanäle minimiert, Wärmeverluste reduziert und Installationskosten eingespart.

Methodische Vorgehensweise

Das Lüftungsgerät mit integrierter Kleinst-Wärmepumpe soll ein Optimum aus Effizienz, Kompaktheit und Investitionskosten gemessen an den Lebenszykluskosten darstellen. Die drehzahlgeregelte Kleinst-Wärmepumpe (Heizleistung von rund 2 kW) nutzt die Enthalpie der Fortluft einer mechanischen Lüftung mit Wärme- und Feuchterückge­winnung.

Alle Komponenten werden in einem kostengünstigen Schaumgehäuse mit integrierten Micro-Schallabsorbern montagefreundlich als Plug-and-Play-Lösung untergebracht. Das System soll eine in Bezug auf Druckverlust, Gleichmäßigkeit der Anströmung und Schallreduktion optimierte Strömungsführung aufweisen und für einen hohen Grad an Vorfertigung geeignet sein. Dadurch bietet es ein hohes Kostenreduktionspotential.

Eine Entkopplung der Heiz- bzw. (fallweise) Kühlleistung vom hygienischen Luftwechsel erfolgt durch bedarfsgerechte Beimischung von Außenluft (wärmequellenseitig) und Umluft (wärmesenkenseitig). Die Leistungsbegrenzung der Luftheizung wird damit weitgehend aufgehoben.

Die Feuchterückgewinnung bzw. die Limitierung des Luftwechsels auf den hygienisch vorgeschriebenen Wert sind insbesondere im alpinen Raum mit längeren Phasen niedriger Außentemperaturen und entsprechend geringer absoluter Luftfeuchten von Wichtigkeit, um das Problem der trockenen Innenraumluft zu vermeiden bzw. zu reduzieren. Kühlung wird durch den reversiblen Betrieb der Wärmepumpe optional möglich und adressiert damit die steigende Nachfrage nach erhöhtem Sommerkomfort.

Die Trinkwarmwasserbereitung erfolgt bei diesem Konzept unabhängig von der Heizung über eine Kleinst-Trinkwarmwasser-Wärmepumpe mit ca. 150 l Speicher (kompakter Kaskadenspeicher mit integriertem Kompressor). Diese nutzt Außenluft als Quelle und kann im Bad, optional in der Brüstung unterhalb des Badezimmerfensters oder in die Fassade integriert werden. Dafür sollen skalierbare Speicher mit Durchmessern zwischen ca. 200 und 350 mm eingesetzt und eine sehr kompakte Verdampfer- Außeneinheit entwickelt werden.

Neben dem Platzaufwand für die haustechnischen Komponenten für Heizung und TWW stellt die Luftkanalinstallation eine weitere Herausforderung beim nachträglichen Einbau im Rahmen der Gebäudesanierung dar. Für minimalen Kanal- und damit baulichen Aufwand bietet sich das Konzept der aktiven Überströmung an, welches im Vergleich zum Konzept der erweiterten Kaskadenlüftung eine weitere Reduzierung der Länge der Zuluftkanäle in der Wohneinheit ermöglicht. Die Zuluft wird mittels aktiven Überströmern (kleine schallgedämpfte Gleichstromventilatoren) transportiert. Daher wird im Flur keinerlei Deckenabhängung mehr benötigt. Im Rahmen dieses Projektes sollen diese Techniken der vereinfachten Zuluftführung speziell für kleine Wohneinheiten mit dezentralen wandintegrierten Wärmerückgewinnungs­systemen systematisch untersucht und angepasst werden.

Erwartete Ergebnisse

Innovative Lüftungs- und Heizungs-Konzepte für die Sanierung werden untersucht und platzsparende Heizungs- und Trinkwarmwasser-Kleinstwärmepumpen mit Außen- bzw. Fortluft als Wärmequelle für diesen Zweck entwickelt, welche optional in die bestehende Brüstung bzw. eine vorgehängte Holzleichtbau-Fassade integriert werden können.

Die Wandintegration ermöglicht einen hohen Grad an Vorfertigung, erlaubt eine Installation auch in kleinen Wohnungen und minimiert die Außen- und Fortluftkanäle. Zudem ermöglichen innovative Luftführungskonzepte (z.B. mittels aktiver Überströmung) die Luftführung mit minimalem Material- und Installationsaufwand.

Projektbeteiligte

Projektleitung

Universität Innsbruck, Arbeitsbereich für Energieeffizientes Bauen

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

  • J. Pichler Gesellschaft m.b.H.
  • Arbeitsgemeinschaft ERNEUERBARE ENERGIE Institut für Nachhaltige Technologien
  • Internorm International GmbH
  • SIKO Energiesysteme Gesellschaft m.b.H. & Co. KG
  • Kulmer Holz-Leimbau GesmbH
  • Vaillant GmbH

Kontaktadresse

Universität Innsbruck
Arbeitsbereich für Energieeffizientes Bauen
Fabian Ochs
Technikerstr. 13
A-6020 Innsbruck
Tel.: +43 (512) 507 63603
E-Mail: Fabian.Ochs@uibk.ac.at
Web: www.uibk.ac.at/bauphysik/index.html.de

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