Ausgangslage
Die starken Preissteigerungen bei Erdgas haben in den vergangenen Jahren viele Eigentümer:innen von Ein- und Mehrfamilienhäusern dazu veranlasst, die Effizienz ihrer Heizsysteme kritisch zu hinterfragen. Dabei zeigte sich, dass bereits in unsanierten oder nur geringfügig sanierten Gebäuden der 1950er bis 1970er Jahre – beispielsweise nach einem Fenstertausch, einer Dämmung der obersten Geschoßdecke oder durch den Einbau einer automatischen Grundlüftung – erhebliche Energieeinsparungen erzielt werden können. Allein durch die Reduktion der Vorlauftemperaturen von häufig 85 °C auf etwa 65 °C , welche durch diese Maßnahmen möglich wurde, lassen sich bei nur geringen Komforteinbußen Einsparungen von bis zu 20 % erreichen.
Für den Umstieg auf eine Wärmepumpe sind jedoch in der Regel Vorlauftemperaturen unter 55 °C erforderlich, ein Ziel, das nach Umsetzung der oben beschriebenen Maßnahmen erreichbar geworden ist, denn, ohne die bestehenden Heizkörper austauschen zu müssen, können diese durch sogenannte Heizkörperaktivierungen unterstützt werden. Dabei sorgen kleine Ventilatoren für eine verbesserte Wärmeabgabe, sodass trotz niedrigerer Vorlauftemperaturen dieselbe Heizleistung abgegeben werden kann. Gleichzeitig eröffnen diese Systeme zusätzliche Regelungsmöglichkeiten und ermöglichen eine raschere Wärmeverteilung im Raum. Der Stromverbrauch ist dabei äußerst gering: Mit einer Leistungsaufnahme von rund 0,5 Watt pro Heizkörper entstehen jährliche Stromkosten von lediglich etwa 20 Cent.
Sollte sich die Heizkörperaktivierung unter Praxisbedingungen bewähren, eröffnet sie einen einfachen und kostengünstigen Weg, große Teile des Gebäudebestands rasch auf emissionsarme Heizsysteme umzustellen. In Kombination mit einer Photovoltaikanlage könnten sich die Investitionen in vielen Fällen bereits innerhalb von weniger als zehn Jahren amortisieren. Dies stellt auch für ältere Eigentümer:innen, die umfangreiche Sanierungsmaßnahmen vermeiden möchten, eine attraktive und realistische Perspektive dar.
Projektziel
Hypothese: SmartSan ist ein Sanierungskonzept, das mit minimalinvasiven Maßnahmen eine CO₂-Einsparung von bis zu 80% sowie eine Reduktion der Heizkosten von mindestens 30% ermöglicht.
Im Mittelpunkt stehen dabei der Austausch des Wärmeerzeugers, die Verringerung von Verteilverlusten sowie die Optimierung des Wärmeabgabesystems durch hydraulischen Abgleich und gegebenenfalls die Aktivierung bestehender Heizkörper. Ergänzend können einfache Maßnahmen wie die Dämmung der obersten Geschoßdecke, die Verbesserung der Luftdichtheit oder der Austausch von Fenstern umgesetzt werden.
Durch die geringen Investitionskosten und den niedrigen Eingriffsgrad in die bestehende Gebäudesubstanz soll SmartSan die Hemmschwelle für energetische Sanierungen deutlich reduzieren und damit einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Klimaneutralität leisten.
Die Praxistauglichkeit des Konzepts wird anhand von bis zu fünf Einfamilienhäusern in Niederösterreich untersucht.
Projektablauf
Versuchsphase 1: Leistungsfähigkeit aktivierter Heizkörper in der ACR-Prüfbox
In der ACR-Prüfbox1 können unterschiedliche U-Werte und Oberflächentemperaturen von Außenwänden und -decken realitätsnah simuliert werden. Dadurch lässt sich die Leistung der aktivierten Heizkörper unter kontrollierten Bedingungen messtechnisch präzise erfassen.
Untersucht werden dabei unter anderem Luftgeschwindigkeiten, Schallentwicklung, Feinstaubbelastung sowie die Temperaturverteilung am Heizkörper und an den umgebenden Oberflächen mittels Thermografie. Die gewonnenen Daten dienen als Grundlage für die weiteren Feldversuche.
Versuchsphase 2: Optimierung der Heizungseinstellungen und hydraulischer Abgleich
In den ausgewählten Gebäuden wird zunächst ein Monitoringsystem (UMIDUS2) installiert, das kontinuierlich zentrale Kenngrößen des Innenraumklimas und des Heizsystems erfasst. Dazu gehören Vor- und Rücklauftemperaturen, Heizkörpertemperaturen, Raumlufttemperatur und -feuchte, CO₂-Konzentrationen, Außentemperaturen, Feinstaubbelastung sowie Schallpegel.
Diese Ausgangsmessung erstreckt sich über einen Zeitraum von etwa vier Wochen. Ergänzend werden in thermisch kritischen Räumen Innenraumthermografien durchgeführt, um mögliche Schwachstellen der Gebäudehülle zu identifizieren.
Versuchsphase 3: Aktivierung der Heizkörper
Auf Basis der Ergebnisse aus den Voruntersuchungen werden die wichtigsten Heizkörper in den Gebäuden aktiviert und die Vorlauftemperaturen schrittweise abgesenkt. Ziel ist es, Temperaturen von unter 55 °C zu erreichen, ohne den thermischen Komfort der Bewohner:innen wesentlich zu beeinträchtigen oder das Risiko von Schimmelbildung zu erhöhen.
Zur kontinuierlichen Überwachung wird der im UMIDUS-System2,3 integrierte Schimmelvermeidungsalgorithmus des IBO eingesetzt. Zusätzlich wird die subjektiv empfundene Behaglichkeit der Bewohner:innen regelmäßig über eine einfache Bewertung am Display des Systems erfasst. Auch diese Versuchsphase dauert etwa vier Wochen.
Versuchsphase 4: Sanierungsoptimierung und Beratung
Zum Abschluss des Projekts erhalten die Versuchsteilnehmer:innen eine individuelle Sanierungs- und Förderberatung auf Basis der erhobenen Messdaten. Im Rahmen des Projekts wird zudem ein kostenloser hydraulischer Abgleich des Heizsystems durchgeführt.
Bereits durch die umgesetzten Optimierungsmaßnahmen wird eine Kosten- und CO₂-Reduktion von mindestens 20 % im Folgejahr erwartet. Langfristig sollen die gewonnenen Erkenntnisse die Teilnehmenden dabei unterstützen, weitere zielgerichtete Sanierungsmaßnahmen umzusetzen und ihre Gebäude mit geringem Aufwand zu emissionsarmen beziehungsweise nahezu klimaneutralen Gebäuden weiterzuentwickeln.
