Signifikant vereinfachter Hydraulischer Abgleich

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• Im Rahmen der energetischen Sanierung von zehn Wohngebäudegruppen mit insgesamt 369 Wohnungen und 2090 Heizkörpern wurden die Heizungssysteme nur durch den Einbau und die Einstellung von speziellen Thermostat-Ventilunterteilen KfW-tauglich hydraulisch abgeglichen.
• Der Einsatz von Differenzdruckreglern im Steigestrang ist bis zu einem Differenzdruck von 60 kPa nicht erforderlich. Dadurch konnten die Kosten deutlich gesenkt werden.
• Die Ventilunterteile gewährleisten einen automatischen Hydraulischen Abgleich, indem sie direkt am Heizkörper die maximale Durchflussmenge selbsttätig und unabhängig vom anstehenden Differenzdruck regeln.
• Der maximale Durchflusswert wird auf Basis der Heizlast und des Heizkörpers ermittelt, genaue Kenntnisse über das Rohrnetz und weitergehende Berechnungen sind nicht erforderlich.

Modern, preisgünstig, familienfreundlich – mit diesen Qualitätsmerkmalen wurde die zwischen 1975 und 1980 erbaute Großwohnsiedlung Breuskesbach in Recklinghausen im Rahmen ihrer Entstehung beworben. Das damalige Musterbeispiel städtebaulicher Planung sollte vornehmlich den Beschäftigten der Zeche General Blumenthal und deren Familien adäquaten Wohnraum bieten.

Doch das Zeitalter der Zechen ging zu Ende und mit den Jahren veränderte sich auch der Blick der Recklinghäuser auf die Siedlung. Die Fassaden der überwiegend vier- bis achtgeschossigen Mehrfamilienhäuser wirkten altmodisch, die Hauseingänge monoton, die Treppenhäuser dunkel und die weitläufigen Außenanlagen unübersichtlich und unansehnlich. Mit dem problematischen Erscheinungsbild und einem Leerstand von nahezu 30 % entstand zunehmend ein negatives Image.

Umfassende Revitalisierung

Dabei besitzt das Quartier aufgrund seiner Lage, des attraktiven Umfelds sowie eines variantenreichen Mixes aus 2-, 3- und 4-Raum-Wohnungen ein beträchtliches Potenzial. Dies bewog die Eigentümerin der Siedlung, die Gelsenkirchener Vivawest Wohnen GmbH, die zehn Mehrfamilienhausgruppen mit insgesamt 369 Wohneinheiten mit einer Investition von rund 22 Mio. Euro umfassend zu revitalisieren.

Neben der sukzessiven Einzelmodernisierung der Wohnungen sah das Sanierungskonzept eine gestalterische Neuordnung der Fassaden vor. Um den Gebäuden den erdrückenden Hochhauscharakter zu nehmen, wurden sie mit einer klassischen Gliederung aus Sockelgeschoss, Gesimsbändern, vertikalen Lisenen und abschließendem Dachrand versehen. Eine frische Farbgebung mit Orange-, Gelb-, Grün- und Blautönen wertet die Mehrfamilienhäuser zusätzlich optisch auf.

Die Außenanlagen erhalten durch die Wiederherstellung geordneter Wege- und Sichtbeziehungen sowie großzügige Freiflächen im Stil einer parkähnlichen Gartenlandschaft eine neue Funktionalität. Auf diese Weise soll eine hohe Aufenthaltsqualität für alle Altersgruppen erreicht werden, was sich auch im neuen Quartiersnamen „Neue Stadtgärten Recklinghausen“ widerspiegelt Abb. 1.

Optimierung der Wärmeversorgung

Die Revitalisierung des Quartiers wurde mit energetischen Sanierungsmaßnahmen verbunden. Die Fassaden, Dächer und Kellerdecken wurden gedämmt und die Fenster haben jetzt eine Dreifachverglasung.

„Deutliches Potenzial, den Energieverbrauch weiter zu senken, sahen wir außerdem bei der Wärmeversorgung“, berichtet Martin Müller Abb. 3, Fachbauleiter TGA bei Vivawest Wohnen. „Darum wurden alle Heizungspumpen auf Hocheffizienztechnologie umgestellt.“ Versorgt werden die zehn Mehrfamilienhausgruppen mit Fernwärme eines örtlichen Energieversorgers. In jedem Gebäude trennen Platten-Wärmeübertrager das Primär- und Sekundärnetz, die Leistung der Wärmeübergabestationen variiert zwischen 180 und 300 kW. Die Trinkwassererwärmung erfolgt dezentral über elektrische Durchlauferhitzer.

Um die Wärmeübertrager, die neuen Pumpen und andere Systemkomponenten nicht verbliebenen Installationsrückständen, Schlamm und Magnetit auszusetzen, ließen die Verantwortlichen in jedem Gebäude einen automatischen Schmutzabscheider mit der besonders effektiven Cyclone-Technik einbauen Abb. 2.

Müller: „Durch die energetische Modernisierung der Gebäudehülle ist der Heizwärmebedarf in den Liegenschaften deutlich gesunken. Um das Heizsystem an diesen neuen Bedarf anzupassen, wurde auf die Durchführung eines Hydraulischen Abgleichs hoher Wert gelegt. Zusätzlich war die Maßnahme wegen der Abhängigkeit vom Erfolg der Dämmmaßnahmen eine Voraussetzung, um von der KfW Fördermittel für die energetischen Sanierungsmaßnahmen zu erhalten.“

Automatischer Hydraulischer Abgleich

In weit verzweigten Systemen lässt sich ein Hydraulischer Abgleich auf verschiedene Arten durchführen. Die bisher übliche Methode ist, die Heizkörper mit voreinstellbaren Thermostatventilen und die Steigestränge mit Differenzdruckreglern auszurüsten. Letztere begrenzen strangweise den Differenzdruck an den Thermostatventilen, um störende Fließgeräusche an den Heizkörpern zu vermeiden. Doch insbesondere in Bestandsanlagen können schwierige Rahmenbedingungen einen hohen Umsetzungsaufwand und komplexe Annahme- und Berechnungsverfahren verursachen. Zudem ist es bei größeren Liegenschaften oft eine Herausforderung, den Einbau der Differenzdruckregler in die Steigestränge zu organisieren und Baufreiheit zu schaffen.

Eine typische Schwierigkeit ist, dass das Rohrleitungsnetz in der Bauphase nicht vollständig dokumentiert wurde. Für die Berechnung benötigter Auslegungsparameter müssen dann Annahmen getroffen werden und notwendige Bestandsaufnahmen erhöhen den Aufwand. Auch bei erfahrenen Fachplanern bleibt ein Restrisiko, ob die Annahmen die Realität abbilden. Diese potenzielle Unsicherheit führt dann bei Nutzerbeschwerden schnell dazu, dass Systemeinstellungen überzogen verändert werden und die Dokumentation nicht auf dem aktuellen Stand bleibt.

Müller: „Um solchen Problemen entgegenzuwirken und die Planung des Hydraulischen Abgleichs wesentlich zu vereinfachen, stellte uns IMI Heimeier das Thermostat-Ventilunterteil mit AFC-Technologie vor.“ Die Produktneuheit mit dem Namen Eclipse gewährleistet einen automatischen Hydraulischen Abgleich (AFC steht für: Automatic Flow Control), indem sie direkt am Heizkörper die maximale Durchflussmenge selbsttätig und unabhängig von dem anstehenden Differenzdruck regelt. Der Einsatz von Differenzdruckreglern im Steigestrang ist damit nicht mehr erforderlich.

Für die Ermittlung des maximalen Durchflusswertes sind dadurch keine Detailkenntnisse bezüglich des Rohrleitungsnetzes mit entsprechenden Berechnungen notwendig. Es müssen lediglich auf der Basis der Heizlast die benötigten Volumenströme für die Heizkörper ermittelt werden Abb. 4. Zu beachten ist nur, dass die Pumpenförderhöhe – wie in den „Neuen Stadtgärten Recklinghausen“ der Fall – 60 kPa (6 m) nicht überschreitet.

„Nach einem vertiefenden Beratungsgespräch sowie einer umfassenden Praxisvorführung waren wir vollends von der AFC-Technologie überzeugt“, berichtet Müller. „Darüber hinaus ergaben unsere Berechnungen, dass wir mit dem Produkt im Vergleich zur konventionellen Lösung mit ‚normalen‘ voreinstellbaren Thermostatventilen und Differenzdruckreglern alleine ca. 260 Euro pro Strang an Materialkosten einsparen konnten. Bei der Vielzahl an Gebäuden und Strängen addierte sich das hier schnell zu einem fünfstelligen Betrag.“

Schneller Austausch

Die Wohnungsbaugesellschaft ließ daraufhin die insgesamt 2090 Heizkörper in den Mehrfamilienhäusern der „Neuen Stadtgärten“ mit Eclipse-Ventilunterteilen und neuen Thermostat-Köpfen ausrüsten. Der Austausch erfolgte dabei vorwiegend strangweise, sodass immer nur bestimmte Wohnungen für maximal einen Tag von der Maßnahme betroffen waren.

„Von Vorteil ist dabei, dass die Einstellung der berechneten maximalen Durchflusswerte einfach durch das Drehen einer Ziffernkappe direkt am Ventiloberteil erfolgt“, erläutert Ingo Ziegler Abb. 3, Projektleiter beim Gebäudetechnikspezialisten Wasser + Licht, Herne. „Und da der einmal eingestellte Volumenstrom bei der automatischen Durchflussregelung zu keiner Zeit überschritten wird, entfallen auch etwaige Nachberechnungen und Nachjustierungen. Und der Einbau der Ventilunterteile unterscheidet sich nicht von der Montage herkömmlicher Thermostatventile. So konnte der Austausch in der gesamten Siedlung innerhalb von rund drei Monaten bei minimalen Beeinträchtigungen für die Mieter erfolgen.“

Dabei zahlte sich auch aus, dass das Angebotsspektrum von IMI Heimeier eine umfassende Auswahl an Bauformen und Anschlussvarianten mit AFC-Technologie – auch für die neuen Handtuchheizkörper in den modernisierten Badezimmern – zur Verfügung stellt.

„Bei Projekten dieser Größenordnung sollte allerdings stets eine exakte Vorplanung durchgeführt werden“, betont Ziegler. „Dies bezieht sich sowohl auf die Kommunikations- und Abstimmungsprozesse mit den Mietern bezüglich der Maßnahmendurchführung als auch auf eine sorgfältige Bestandsaufnahme in sämtlichen Wohnungen mit der Dokumentation der benötigten Artikel. Dadurch lässt sich das Risiko, dass Wohnungen am Tag des geplanten Ventilaustauschs nicht begangen werden können oder Produkte vor Ort in falscher Ausführung vorliegen, erheblich minimieren.“

Zahlreiche Vorteile

Mit den neuen Ventilunterteilen finden im gesamten System auch im Teillastbetrieb, der den überwiegenden Anlagenzustand ausmacht, ein zuverlässiger Hydraulischer Abgleich und eine Leistungsregelung am Heizkörper ohne störende Geräuschentwicklung statt. Gleichzeitig wird die Regelgenauigkeit deutlich erhöht, was sich positiv auf den Komfort und die Energiekosten auswirkt, da interne Wärmegewinne nicht überwiegend in eine Erhöhung der Raumtemperatur umgewandelt werden.

Müller: „Darüber hinaus waren früher aufgrund der unklaren Leitungsführung immer wieder Nachjustierungen notwendig, um an einzelnen Heizkörpern aufgetretene Unter- bzw. Überversorgung zu beseitigen. Dies gehört nun der Vergangenheit an.“

Durch die Integration der AFC-Technologie in ein Standard-Ventilgehäuse ergibt sich zudem bei zukünftigem Bedarf – etwa im Falle einer Funktionsstörung – die Möglichkeit eines zügigen Austausches der Ventileinsätze, ohne dass dafür das komplette Ventil ausgebaut und die Anlage entleert werden muss.

Auf bestem Weg zum Standard

Da die Umrüstung der Heizkörper erst kürzlich erfolgte, liegen zu den Energie- und Kosteneinsparungen derzeit noch keine konkreten Zahlen vor. Müller sieht aber für sein Unternehmen noch einen weiteren Vorteil: „Durch den Einsatz der AFC-Technologie konnten wir die Heizkurve und damit auch die Fernwärmerücklauftemperatur erheblich reduzieren. Dies ermöglicht uns einen neuen Spielraum bei der Vertragsgestaltung mit dem örtlichen Energieversorger.“

Aufgrund der bisher äußerst positiven Erfahrungen hat die Wohnungsbaugesellschaft bereits eine weitere Liegenschaft aus dem Bestandsportfolio mit den Eclipse-Ventilunterteilen ausgestattet und mit der Planung weiterer Vorhaben begonnen.

„Aus unserer Sicht handelt es sich bei der AFC-Technologie um einen Meilenstein im Bereich des Hydraulischen Abgleichs“, resümiert Müller. „Sie erleichtert die Planung und Durchführung von Sanierungsmaßnahmen signifikant und führt zugleich zu Komfortsteigerungen und Kostenreduzierungen, die unseren Mietern direkt zugutekommen. Wir gehen deshalb davon aus, dass sich die automatische Durchflussregelung schon in naher Zukunft als Standard durchsetzen wird.“

ist Leiter Anwendungstechnik bei IMI Hydronic Engineering Deutschland, 59597 Erwitte, www.imi-hydronic.de