Thema des Monats Mai 2003


Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt fördert seit dem 1.8.2002 das Projekt
"Umweltkommunikation in der mittelständischen Wirtschaft am Beispiel der Optimierung von Heizungssystemen durch Information und Qualifikation zur nachhaltigen Nutzung von Energieeinsparpotenzialen (OPTIMUS)"
Das Projekt ist auf eine Laufzeit von 2 Jahren ausgerichtet.


Anlass und Zielsetzung des Vorhabens

In Deutschland wird der größte Teil des Energieverbrauchs für das Heizen und für die Warmwasserbereitung verwandt. Experten gehen davon aus, dass in ca. 80 % der Heizungsanlagen zwar technisch hochwertige, aber nicht oder nur schlecht aufeinander abgestimmte Systemkomponenten ihren - deshalb recht fragwürdigen - Dienst verrichten.

Der oftmals unterlassene hydraulische Abgleich, die Überdimensionierung von Heizflächen und die zumeist nicht der Anlagendimensionierung entsprechende Auslegung der Pumpen sind dabei nur drei, wenn auch entscheidende Faktoren, die zu einem unnötigen Energieverbrauch und somit zu einer Verschwendung von Ressourcen führen. Hieraus wird ein Energieeinsparungspotenzial von ca. 15-30 % prognostiziert, das zurzeit sowohl in ökologischer als auch ökonomischer Hinsicht ungenutzt bleibt.

Das Vorhaben zielt vor diesem Hintergrund in seiner Gesamtheit darauf ab, die bisher nicht genutzten Energieeinsparpotenziale durch eine technische Optimierung von Heizungssystemen systematisch zu ermitteln und freizulegen, sowie mittels einer Informations- und Qualifizierungsstrategie nachhaltig zu sichern.

Ausgangslage und Problemstellung

Die Wärmeverteilung einer Heizungsanlage arbeitet ressourcenschonend, zuverlässig, sparsam und geräuscharm, wenn Volumenströme und Differenzdrücke an den Heizflächen begrenzt, diese korrekt ausgelegt sind, Unterdruck an den Anlagenhöchstpunkten ausgeschlossen und Gase wirksam gesammelt und abgeleitet werden. In der Praxis ist jedoch festzustellen, dass bei mehr als 80 % der Heizungsanlagen die Hydraulik, Druckhaltung und Entlüftung zu beanstanden sind.

Vergleichbar schwierig ist die Abschätzung des Einsparpotenzials, das durch einen hydraulischen Abgleich erzielt werden kann. Dieser war lange Zeit unabdingbare Voraussetzung für die einwandfreie Funktion von Schwerkraftanlagen, geriet durch die Entwicklung der Pumpentechnik jedoch (fast) in Vergessenheit, da ja nun diese für den nötigen Umtrieb des Mediums sorgten. Den Planern, dem installierenden Fachhandwerk und nicht zuletzt den Kunden ist die Notwendigkeit eines hydraulischen Abgleichs kaum einsichtig, da ja allem Anschein nach zigtausend von Heizungsanlagen auch ohne diesen "funktionieren". Dieses Funktionieren wird aber oftmals nur dadurch erzwungen, dass überdimensionierte bzw. falsch einregulierte Pumpen zum Einsatz gebracht und Heizkurvenregler auf zu hohe Sollkurven eingestellt werden. Nach Untersuchungen von Herstellern der Pumpenindustrie und Forschungsinstituten ergeben sich bereits durch den hydraulischen Abgleich in Verbindung mit dem Einbau einer elektronisch geregelten Umwälzpumpe eine Senkung von ca. 50 % beim Stromverbrauch und 40 % bei den CO2-Emissionen.

Die angesprochenen Einsparpotenziale können nicht exakt beziffert werden, da sich auch wissenschaftliche Untersuchungen oft nur auf technische Teilaspekte oder einzelne Produkte von Herstellern beschränken. Akzeptable Aussagen basieren auf Schätzungen oder auf Erkenntnissen aus der Vergangenheit. Bei einem geschätzten Energieeinsparpotentzial von ca. 5 bis 15 % ergibt das z. B. für ein Wohnhaus mit 140 m2 beheizter Fläche eine Heizöleinsparung von 150 bis 450 l pro Jahr. Das entspricht einer Reduktion der CO2-Emissionen von 450 bis 1300 kg pro Jahr

Ursachen der Fehlentwicklung

Verschiedene Hemmnisse verhindern die Erschließung der vorhandenen Einsparmöglichkeiten und beeinträchtigen die komfortable Nutzung der Anlage:

Fachfirmen, Planer und Handwerker befassen sich bei Störungen fast ausschließlich mit den Auswirkungen und Symptomen, nicht aber den Ursachen der Mängel. Der Aus- und Weiterbildung fehlt der notwendige Praxisbezug. In der Frage der ökologischen und ökonomischen Einsparmöglichkeiten besteht bei den Fachfirmen ein wenig ausgeprägtes Problembewusstsein. Werbung, Information und Herstellerschulungen beschränken sich auf Produktvorteile und Nutzen einzelner Komponenten. Der Verbraucher nimmt die daraus resultierenden Ergebnisse mangels besseren Wissens hin. Es gilt also zu überlegen, wie die technisch-fachlichen Qualifikationen den Beschäftigten der SHK-Branche konkret zur Verfügung gestellt werden können. Darüber hinaus gilt es, die Verbraucher nicht nur über die Einsparpotenziale, sondern auch über Komfortsteigerung und Ressourceneinsparung etc. zu informieren.

Zielsetzung und Arbeitsebenen von OPTIMUS

OPTIMUS nimmt sich dieser Problemlage vor der Folie der ökologischen Ansprüche an. Befassten sich bisherige Untersuchungen zur Effizienzsteigerung von Heizungsanlagen mit einzelnen Komponenten wie Heizkörpern, Thermostatventilen, Pumpen, etc., soll dieser eingeschränkte Untersuchungsansatz überwunden werden. Hier werden Gebäude und Technik als Systemeinheit aufgefasst, deren Elemente aus Architektur, Anlagentechnik und Nutzungsart in ihrer gegenseitigen Beeinflussung betrachtet, untersucht und aufeinander abgestimmt werden.

Der innovative Gehalt des Informations- und Qualifizierungsvorhabens liegt zusammenfassend darin begründet, dass das hohe Technologiewissen bezogen auf die Einzelkomponenten in ein adäquates Systemwissen überführt wird.

Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden

In einer ersten Phase sollen hierzu in der Region Weser-Ems - an ausgewählten Gebäudeobjekten, die sowohl vom Gebäudestand als auch vom Heizungssystem repräsentativen Charakter aufweisen - messtechnische Erhebungen über den Gesamtenergieverbrauch der jeweiligen Heizungssysteme erhoben werden (ökologische Schwachstellenanalyse).

Begleitet wird diese technische Ist-Analyse von einer Befragung der Nutzer (Nutzerverhalten, Zufriedenheit mit der Heizung, Komfort etc.) sowie von Anlagenplanern und -erstellern (Analyse der Schwachstellen der handelnden Akteure). Hieran schließt sich eine Optimierung der untersuchten Anlagen durch Fachbetriebe des Sanitär- und Heizungshandwerks an, die während der Umsetzung fachwissenschaftlich begleitet und unterstützt wird. Die im Ergebnis der Optimierung erbrachten Energieeinsparungen sollen in zwei aufeinander folgenden Heizperioden quantifiziert werden.

Die Dokumentation der vorgenommenen technischen Veränderungen bildet die Grundlage zur Erstellung eines Anforderungsprofils an das Fachhandwerk und dient gleichzeitig der Entwicklung eines Leitfadens zur Optimierung von Heizungssystemen. Zur nachhaltigen Sicherung der Ergebnisse soll parallel hierzu eine Informationskampagne für unterschiedliche Zielgruppen (Verbraucher, Verbraucherverbände, Umweltschutzeinrichtungen, EVUs, etc.) vorbereitet, sowie ein Qualifizierungskonzept für planende und ausführende Facharbeiter des SHK-Handwerks, Lehrkräfte versorgungstechnischer Fachbereiche sowie Ausbildern in überbetrieblichen Ausbildungsstätten entwickelt werden.

Als Ergebnisse des Modellversuchs werden unter anderem erwartet:

Quantifizierung der Energieeinsparpotenziale durch die technische Optimierung. Entwicklung und Durchführung eines Qualifizierungs- und Bildungskonzepts für Planer, Fachhandwerk und insbesondere das ausführende Personal.
Konzeptionierung von Informationsworkshops und Entwicklung einer Informationsbroschüre zur Aufklärung der Verbraucher. Umsetzung eines Internetangebotes zur Information und Qualifikation des Fachpublikums sowie privater Nutzer. Das Vorhaben ist federführend durch die SHK-Innung Wilhelmshaven beantragt worden. Die Vertretung gegenüber der Deutschen Bundesstiftung Umwelt wird durch Marion Scholz (FPB) wahrgenommen.

Projektpartner sind:

Innung für Sanitär- und Heizungstechnik, Wilhelmshaven; Berufsbildende Schulen II, Aurich; Institut für Heizungs- Klimatechnik, Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel; Fa. WILO GmbH, Dortmund; Forschungsgruppe Praxisnahe Berufsbildung, Universität Bremen Mitarbeiter/-innen im FPB: Prof. Dr. Manfred Hoppe, Marion Scholz, Werner Müller



Autor: Werner Müller

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