Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern

Deutschland hat sich verpflichtet, bis 2045 klimaneutral zu sein. Der Gebäudesektor spielt hierbei eine zentrale Rolle, da er rund 40 % des Gesamtenergieverbrauchs ausmacht. Es gibt in Deutschland etwa 3,3 Millionen Mehrfamilienhäuser. Die Wärmeversorgung in diesen Bestandsbauten erfolgt noch überwiegend mit fossilen Energieträgern, wobei nur rund 3,3 % derzeit mit Wärmepumpen beheizt werden. Zudem ist jede dritte Heizanlage in diesen Gebäuden bereits über 20 Jahre alt, was auf einen erheblichen Modernisierungsbedarf hinweist.

 Potenzial und spezifische Herausforderungen

In Mehrfamilienhäusern ist das Potenzial für den Einsatz von Wärmepumpen enorm, muss aber noch verstärkt genutzt werden. Bislang sind Wärmepumpen hier deutlich seltener anzutreffen als in Ein- und Zweifamilienhäusern.

Der Ersatz dezentraler Systeme wie Gasetagenheizungen stellt eine besondere Herausforderung dar, da oft die Nachrüstung eines zentralen hydraulischen Systems notwendig ist, was kostspielig sein kann. Weitere Hürden sind eingeschränkte Platzverfügbarkeit für Wärmequellen und die Einhaltung von Schallschutzanforderungen, insbesondere in dicht bebauten städtischen Gebieten.

Auch die Trinkwarmwasserbereitung auf hohem Temperaturniveau stellt eine Herausforderung für die Effizienz dar.

 Sanierung als Schlüssel zur Effizienzsteigerung

Für einen effizienten Betrieb von Wärmepumpen in Bestandsgebäuden sind niedrige Systemtemperaturen im Heizkreis entscheidend. Dies kann durch verschiedene Maßnahmen erreicht werden, die oft im Rahmen einer Sanierung umgesetzt werden.

Eine entscheidende Maßnahme ist die Reduzierung des Wärmebedarfs durch Dämmung der Gebäudehülle. Dies ermöglicht nicht nur niedrigere Vorlauftemperaturen, sondern auch die Dimensionierung kleinerer, kostengünstigerer Wärmepumpen – ein Beispiel:

In einem typischen und teilsanierten Mehrfamilienhaus aus den 1960er Jahren mit zwölf Wohneinheiten und 970 m² Nettogrundfläche wurde eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit einer Heizleistung von 64 kW (A2/W35) installiert. Dabei wurde für die Auslegung eine Vorlauftemperatur des Heizsystems von 70/50 °C angenommen. Für dasselbe, umfassend sanierte Gebäude reduziert sich der Wärmebedarf, was den Einsatz einer kleineren Wärmepumpe mit 36 kW ermöglicht und niedrigere Vorlauftemperaturen von 50/40 °C erlaubt.

Zudem kann die erforderliche Vorlauftemperatur durch Anpassungen am Heizsystem gesenkt werden, wie z. B. Heizkurvenabsenkung, hydraulischer Abgleich oder der Austausch unterdimensionierter Heizkörper. Gebäude mit gutem energetischem Zustand (z.B. Effizienzklassen A und B oder sogar C, D, E) sind oft bereits ohne größere Maßnahmen niedertemperaturfähig und für Wärmepumpen geeignet. Eine vollständige Sanierung kann den Heizwärmebedarf erheblich senken und die nötigen Heizkreistemperaturen deutlich reduzieren, was die Effizienz der Wärmepumpe steigert.

Die nachstehend aufgeführten Beispiele verdeutlichen das vielfältige Anwendungsspektrum von Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern und können als Orientierung für ähnlich dimensionierte Projekte dienen: 

• Mehrfamilienhaus mit 43 Wohneinheiten: Hier kamen eine Niedertemperatur-Wärmepumpe mit einer thermischen Leistung von 146 kW (bei einem Temperaturhub von W10/W35) sowie eine Hochtemperatur-Wärmepumpe mit 77 kW (W10/W35) zum Einsatz.
• Mehrfamilienhaus mit 24 Wohneinheiten: Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit einer maximalen thermischen Leistung von 44 kW wurde durch eine zusätzliche Wärmepumpe mit 8 kW unterstützt.
• Mehrfamilienhaus mit 30 Wohneinheiten: Ein hybrides Heizsystem nutzte eine Kaskadenschaltung aus zwei Wärmepumpen mit thermischen Leistungen von 42 kW und 29 kW.
• Zentrale Trinkwassererwärmung: In einem Beispiel wurde eine Hochtemperatur-Wärmepumpe mit einer thermischen Leistung von 55 kW für die zentrale Warmwasserbereitung eingesetzt.
• Quartierskonzept: Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit einer thermischen Leistung von 40 kW (bei A7/W35) diente als Wärmeversorger.
• Mehrfamilienhaus mit 16 Wohneinheiten: Zwei Luft-Wasser-Wärmepumpen mit jeweils 16 kW thermischer Leistung wurden in Kaskade betrieben.

Systemvarianten und gesetzlicher Rahmen

Es gibt ein breites Spektrum an Systemlösungen für Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern, von zentralen Systemen über etagenweise bis hin zu wohnungsweisen Anlagen oder gar Einzelraumlösungen. Auch die Kombination mehrerer Wärmeerzeuger in hybriden Systemen (z.B. Wärmepumpe und Gaskessel) ist möglich. Dabei übernimmt die Wärmepumpe oft die Grundlast und wird bei Bedarf vom zweiten Erzeuger unterstützt. Der rechtliche Rahmen wird durch das Gebäudeenergiegesetz (GEG) und das Wärmeplanungsgesetz (WPG) definiert. Ab dem 01.01.2024 müssen neue Heizungen in Neubaugebieten mindestens 65 % erneuerbare Energie nutzen. Für Bestandsgebäude gelten diese Regeln spätestens nach Vorliegen der kommunalen Wärmeplanung. Wärmepumpen erfüllen grundsätzlich die GEG-Anforderungen.

 Bei vermieteten Gebäuden muss eine Jahresarbeitszahl (JAZ) der Wärmepumpe von über 2,5 erreicht werden, um die volle Modernisierungsumlage geltend zu machen, es sei denn, die Vorlauftemperatur liegt bei maximal 55 °C. Praxisbeispiele aus den Quellen zeigen vielfältige Umsetzungen und gewonnenen Erkenntnisse, von serieller Sanierung über Hybridlösungen bis hin zu dezentralen Luft-Luft-Systemen, die aufzeigen, wie die Herausforderungen in unterschiedlichen Gebäudetypen gemeistert werden können.