Wärmerückgewinnung (WRG). Pflicht oder Notwendigkeit?

Ist eine passive Lüftung, also eine Wärmerückgewinnung, im Haus seit 2021 notwendig?

Es gibt keine einzige Vorschrift, die Menschen dazu zwingt, eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung (WRG) in ihrem Haus zu haben. Warum behaupten dann viele Architekten, dass eine WRG unverzichtbar sei?

Die Anforderung ergibt sich aus Berechnungen. Gemäß der Energieklasse A0 für Niedrigstenergiehäuser ab 2021 werden drei Hauptkomponenten der Energieeffizienz eines Gebäudes bewertet:

• Wärmedämmeigenschaften der Gebäudehülle
• Wärmeverluste und -gewinne des Hauses
• Wärmeerzeugung und Produktion aus erneuerbaren Quellen

Wärmedämmeigenschaften der Hülle

...haben sich seit 1960 schrittweise verbessert. Sogar die ersten Fertighäuser waren gedämmt. Sie hatten sogenannte Sandwichwände, bei denen die mittlere Schicht aus wärmedämmendem Beton bestand. Die Initiative zur Dämmung war in jenen Jahren größtenteils von dem Wunsch getrieben, unabhängig von Energielieferungen aus Nachbarländern zu sein, sowie von ökologischen Erwägungen = dem Geruch aus zahlreichen Schornsteinen.

Später, im Jahr 2010, begannen wir, die Dämmung ernster zu nehmen. Seitdem bereiten wir den Markt regelmäßig auf Produkte, Konstruktionsdetails und Handwerkskunst vor, um die heute geforderten A0-Häuser zu liefern. Das schwächste Glied sind die Fenster, die verantwortungsbewusst ausgewählt werden müssen. Jeder Architekt oder Heizungsplaner berät gerne bei der endgültigen Entscheidung.

Es sei gesagt, dass eine hochwertige thermische Hülle eines Gebäudes für seine Bewohner von Vorteil ist, da sie die Anzahl kritischer Stellen der Hülle (Wärmebrücken) und damit Schimmel reduziert. Sie verringert den Wärmebedarf und beseitigt damit übermäßig trockene Luft sowie die Menge an Staubpartikeln, die die Lunge verstopfen und Milben und Viren tragen.

Wie bei allem sollte man es mit der Wärmedämmhülle nicht übertreiben. Ab einer bestimmten Dicke wirkt sich zusätzliche Dämmstärke kaum noch auf die Einsparungen aus. Bei Fassadenwänden haben wir eine Stärke von 600 mm Polystyrol erreicht, bei der theoretisch ein halbes Jahr vergeht, bis die Wärme aus der Konstruktion entweicht (bei vollständiger Dichtheit des Hauses).

Wärmeverlust und -gewinn, mechanische Lüftung

...des Gebäudes ist die Wärme, die das Haus durch die oben genannte Gebäudehülle verlässt. Bei der Berechnung werden Dämmstärken variiert und Möglichkeiten für sinnvolle Einsparungen im Detail gesucht. Hier kommt eine der wichtigsten Aufgaben des Heizungsplaners ins Spiel: das Einsparen von Baukosten und Nutzungskosten des Hauses. Wärme geht auch durch die Lüftung verloren. Bei Einhaltung des Mindestluftwechsels n = 0,50, also 50 % des Luftvolumens im Haus pro Stunde, erreichen wir einen Wärmeverlust von 10–15 kWh/m² * Jahr. Wenn wir die Norm und den maximalen Wärmeverlust von 20,40 kWh/m² * Jahr einhalten müssen, bleibt uns sehr wenig für die Übergänge durch die thermische Hülle des Objekts übrig. Deshalb greifen Architekten geschlossen zu einer WRG mit einem Wirkungsgrad von 85–90 % (85–95 % der Wärme werden aus der „verbrauchten" Luft zurückgewonnen, wenn die Frischluft erwärmt wird).

Bei Erdhäusern nutzen wir für diese Wärmerückgewinnung den Boden und für die Lüftung die passive Lüftung. Die passive Lüftung kann jedoch nur 10–15 % der Wärme zurückgewinnen, und die Norm erkennt die Wärmespeicherung im Boden unter dem Gründach nicht an. Deshalb entscheiden wir uns, Erdhäuser nach dem Passivhaus-Projektierungspaket (PHPP) zu bewerten, das den gemessenen Werten wesentlich genauer entspricht. Im PHPP zeigt sich, dass eine WRG nur minimal hilft. Das PHPP-Berechnungsprogramm bildet die Realität mit hoher Genauigkeit ab. Deshalb verwenden wir keine WRG. Offiziell müssen jedoch STN und ČTN zur Bewertung herangezogen werden, wo eine WRG unverzichtbar ist. Nach und nach gelangen wir auch zur Forschung, also zur Überprüfung der Realität mit Universitäten.

Neben Wärmeverlusten hat ein Haus auch interne Wärmegewinne, die berücksichtigt werden müssen. Dazu gehören Computer, Herde, Kochplatten, die erwartete Anzahl von Personen im Haus und Kühlschränke. Fenster werden bei den externen Wärmegewinnen berücksichtigt, also der Wärmemenge, die durch das Fenster von der Sonne gewonnen wird, wie bei der günstigsten Solaranlage. Es sei angemerkt, dass nach Süden ausgerichtete Fenster über das Jahr hinweg größere Wärmegewinne als -verluste aufweisen. Ich betrachte Fenster mit Parametern für Passivhäuser, also Uw = 0,85 W/m²K (dies gilt ab Uw = 1,10).

Die große Frage betrifft die Wärmegewinne durch Einsparungen bei Dämmung und Heizelementen sowie die Vermeidung von Überhitzung im Sommer. Die sommerliche Überhitzung wird angesichts des Klimawandels die häufigste Frage für Heizungsspezialisten sein. Die Vorschriften verlangen jedoch keine solche Bewertung für Wohngebäude. Es liegt allein in der Verantwortung des Planers und der Bereitschaft der Investoren, Ressourcen in eine umfassende Lösung für das Haus zu investieren.

Wärmeerzeugung und Produktion aus erneuerbaren Quellen, autarkes Wohnen

Hier kommt die Alchemie des Heizungsplaners ins Spiel. Er muss die wenigsten Produkte auswählen, die zusammen eine sinnvolle Erzeugung der im Haus benötigten Wärme ermöglichen. Produkte und Geräte müssen zuverlässig zusammenarbeiten, also eine narrensichere Lösung bilden. Natürlich ist dabei die Energieerzeugung aus der nahezu unendlichen Energie der Sonne einbezogen.

Die kleinste Kombination besteht aus drei Elementen. System I:

• Strahlungsplatten
• Ofen mit Wärmetauscher zur Erwärmung von Brauchwasser (WW) und Raumheizung
• Photovoltaik

Eine Alternative ist eine kompakte Einheit, die alle Teile integriert: System II:

• Hausheizung – Wärmeverteilung
• WärmerückgewinnungWarmwasserbereitung, kombiniert mit Photovoltaikanlagen oder einer Erdwärmepumpe. Eine Luftwärmepumpe muss in kalten Monaten mit einer Vorwärmung kombiniert werden.
• Zusätzlicher Ofen – Option

Von den angebotenen Optionen wählen wir zweifellos einfachere, kleinere Produkte. Die Gründe sind:

• Einfachere Produkte sind günstiger in der Installation.
• Einfachere Produkte sind zuverlässiger und haben eine längere Lebensdauer, selbst bei teilweiser Funktionsstörung.
• Reparaturen sind bei einem einfacheren System mit getrennten Teilen leichter. Sie ersetzen nur ein kleines Teil oder einen Abschnitt durch ein neues. Die Reparatur ist natürlich viel einfacher und über die Zeit verteilt.
• Die Möglichkeit, autark, also unabhängig vom Netz, zu leben

Autarkes Wohnen und Wärmepumpe

Dank des sehr geringen Wärmebedarfs zur Beheizung eines kurzen Hauses kann der Kunde die Art der Heizung wählen. Wärmepumpen und Wärmerückgewinnung sind für einen sehr niedrigen, aber kontinuierlichen Verbrauch ausgelegt. Eine eingeschaltete Wärmepumpe verbraucht im Winter etwa 20 kWh/Tag für ein A1-Haus und etwa 10 kWh/Tag für ein A0-Haus. Die Wärmerückgewinnung verbraucht zusätzlich 1 kWh/Tag. Der Haushaltsverbrauch (PC, Kochen, Wäsche, Weihnachtsbeleuchtung) macht im Winter 8 kWh/Tag aus. Wärme aus Holz (Holz als Batterie) lässt sich leicht erzeugen und erfordert 1–1,5 Kubikmeter pro Jahr. Es besteht jedoch ein erheblicher Unterschied zwischen einem Verbrauch von 8 kWh/Tag und einem Verbrauch von 19–29 kWh/Tag. Wärmerückgewinnung in Kombination mit einer Wärmepumpe würde mehr als die doppelte Batteriekapazität und Photovoltaik für ein netzunabhängiges System erfordern. Daher empfehlen wir ein einfacheres Heizsystem ohne Wärmerückgewinnung.

Die Installation eines 12–16-kWp-Systems im Vergleich zu einem 29–38-kWp-System stellt beim autarken Wohnen einen erheblichen Kostenunterschied dar.

Beispiel für den Energieverbrauch in einem Haus

• Waschmaschine: 0,30 kWh/Tag
• Kochen: 1–2 kWh/Tag (gekochte Speisen – Fleisch oder Kuchen)
• Beleuchtung: 0,20 kWh/Tag
• Kühlschrank: 0,40 kWh/Tag
• Wasserkocher / to-go: 0,2 kWh/Tag (3 Kaffees / 1 l Tee pro Tag)

Fazit

Wärmerückgewinnungssysteme sind für die meisten Häuser sinnvoll und notwendig. Es ist jedoch wesentlich, abzuwägen, wann man sie einsetzt und wann man auf sie verzichtet. Bei unserem kurzen Haus entscheiden wir uns, auf das System zu verzichten, da die Erfahrungen unserer Kunden zeigen, dass die Wärmerückgewinnung nicht wirtschaftlich ist. Der Erdspeicher rund um und unter dem Haus sorgt für die erforderliche thermische Stabilität, und die passive Lüftung sorgt für Frischluft.