Ausgangslage
Das Mehrfamilienhaus Weinhalde 22 in Kriens hat eine Ölheizung welche das Brauchwarm- und Heizungswasser erhitzt. Diese Ölheizung muss in naher Zukunft altershalber ersetzt werden. Die Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich, kurz MuKEn 2014, erlauben es Eigentümern von Gebäuden, welche die Gesamtenergieeffizienzklassen A – D gemäss GEAK erreichen, bei einem Heizungsersatz ihre neue Heizung frei zu wählen. Das Mehrfamilienhaus erreicht diese Klassen im jetzigen Zustand jedoch nicht. Somit gelten gemäss den MuKEn 2014 strenge Anforderungen an den Heizungsersatz. Diese lauten wie folgt: Es müssen mindestens 10 Prozent des Wärmeenergieverbrauches des Gebäudes mit erneuerbaren Energien abgedeckt oder dieselbe Energiemenge muss durch andere Effizienzsteigerungsmassnahmen am Gebäude eingespart werden. Welches erneuerbare Heizungssystem eingebaut werden soll und was für zusätzliche Massnahmen notwendig sind, wurde in dieser Diplomarbeit genauer untersucht. Schlussendlich wurden zwei verschiedene Arten von Massnahmen erarbeitet, um die in den MuKEn 2014 geforderten Vorgaben zu erreichen.
Impressionen der Diplomarbeit
Massnahmen
Die erste Massnahme ist eine Sanierung der Gebäudehülle, um die Wärmeverluste zu verringern. Dadurch lässt sich der Wärmeenergieverbrauch des Gebäudes senken. Je geringer die Wärmeverluste der Gebäudehülle sind, desto weniger Wärme muss die Heizung bereitstellen. Dadurch kann eine kleinere und effizientere neue Heizung eingebaut werden. Dies reduziert zudem die Installations- sowie die Betriebskosten. Die Gebäudehülle wurde mithilfe einer Wärmebildkamera einer genauen Untersuchung unterzogen, um die Stellen mit den grössten Wärmeverlusten zu identifizieren. Die Gebäudehülle hat an folgenden Orten Schwachstellen: bei den beiden Haustüren, den Garagentoren, dem Sockelbereich und an der Aussenwand der Gebäuderückseite. Ansonsten ist die Gebäudehülle in tadellosem Zustand. Die Fenster, obwohl bereits älter, verursachen keine merklichen Wärmeverluste.
Die zweite Massnahme betrifft den Ersatz der bestehenden Ölheizung. Diese sollte durch eine Heizung mit erneuerbarer Energiequelle ersetzt werden. Dafür wurden acht verschiedene Heizungsersatzvarianten erarbeitet. Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, um erneuerbar zu heizen. Die bekanntesten Systeme sind die Wärmepumpe, Sonnenkollektoren, Fernwärme oder eine Pelletheizung. Diese Systeme können auch miteinander kombiniert oder sogar mit einer Photovoltaikanlage ergänzt werden. Die folgenden acht Varianten wurden in der Diplomarbeit spezifisch für das Mehrfamilienhaus Weinhalde 22 erarbeitet und genauer untersucht:
Variante 1: Moderne Ölheizung
Variante 2: Sonnenkollektoren mit moderner Ölheizung
Variante 3: Wärmepumpe
Variante 4: Wärmepumpe mit Photovoltaikanlage
Variante 5: Wärmepumpe mit Sonnenkollektoren
Variante 6: Pelletheizung
Variante 7: Pelletheizung mit Sonnenkollektoren
Variante 8: Fernwärme
Resultat
Diese acht erarbeiteten Varianten wurden anschliessend in einer Nutzwertanalyse einander gegenübergestellt um die passendste Variante zu finden. Die für die Nutzwertanalyse benötigten gewichteten Kriterien wurden mithilfe einer Präferenzmatrix erarbeitet. Eine Pelletheizung mit Sonnenkollektoren hat sich in der Nutzwertanalyse als ideale Variante für den Heizungsersatz für das Zweifamilienhaus Weinhalde 22 herausgestellt. Die Pelletheizung mit Sonnenkollektoren ist deutlich kostengünstiger als die meisten anderen erarbeiteten Varianten und berechtigt zum Bezug von Fördergeldern. Zudem entspricht sie den Anforderungen der schweizerischen Energiestrategie 2050.
Funktionsbeschrieb
Die Sonnenkollektoren auf dem Dach sind bei dieser Variante die primären Brauchwarmwassererzeuger. Sonnenkollektoren dürfen nicht mit einer Photovoltaikanlage verwechselt werden. In Sonnenkollektoren wird Wasser erhitzt, welches zum heizen genutzt werden kann. Eine Photovoltaikanlage hingegen produziert Strom. Im Winter und in den Übergangsmonaten unterstützt die Pelletheizung die Sonnenkollektoren wenn diese nicht genügend Wärme liefern können. Im Winter ist die Pelletheizung zudem hauptsächlich für die Bereitstellung des Heizungwassers für die Raumwärme verantwortlich. Durch die Nutzung von Sonnenkollektoren lässt sich der Pelletverbrauch der Pelletheizung verringern. Die Pellets welche die Pelletheizung verbrennt sind ein Neben- / Abfallprodukt der schweizerischen Holzindustrie. Sie sind ein erneuerbarer Energieträger und sind ganz im Sinne der Kreislaufwirtschaft. Idealerweise werden vor dem Einbau der neuen Heizung die Schwachstellen in der Gebäudehülle ausgebessert. Wird dies gemacht, kann die Pelletheizung kleiner dimensioniert werden und der Pelletverbrauch sinkt weiter. Dies reduziert die Betriebskosten der neuen Heizung.
Mehrwert
Dank dieser Diplomarbeit verfügen die Eigentümer des Mehrfamilienhauses nun über ein solides Grundlagewissen über erneuerbare Heizsysteme. Sie wurden über die verschiedenen Systeme informiert und es ist nun klar welche Stärken und Schwächen die verschiedenen Heizungen haben. Es wurde zudem bereits eine favorisierte Variante genauer ausgearbeitet und zur Umsetzung vorgeschlagen. Diese ist die Pelletheizung mit Sonnenkollektoren, sie ist für das Gebäude Weinhalde 22 der ideal Heizungsersatz. Um die Wärmeverluste der Gebäudehülle zu reduzieren, werden in absehbarer Zukunft die Garagentore und die beiden Haustüren ersetzt. Eine weitere Massnahme ist der Ersatz der alten Elektroverteilung. Sie wird durch eine neue ersetzt. Diese beinhaltet sämtliche Betriebsmittel und Steuerungsmöglichkeiten für die neue Heizung.
