Wärmepumpen sollen uns aus den Klauen fossiler Heiz-Energie befreien. In der aktuellen Diskussion werden jedoch relevante Details ausgeblendet, die mich als langjährigem Betreiber einer Wärmepumpe schon vor geraumer Zeit intensiv beschäftigt haben.
Mit nahezu ausschließlich Eigenleistung haben wir vor rund acht Jahren ein 90 Jahre altes Haus „wärmesaniert“. Dem gingen neben der körperlicher Herausforderung sehr viel Wissensbildung, Recherchen und Experimente voraus.
Keine EPS-Hülle
Als ein Ergebnis davon haben wir uns bei der Außenhülle gegen die bei Baufirmen beliebte „EPS-Verpackung“ für Häuser entschieden. Einige Gründe lassen sich direkt aus einem Prospekt des „Forum für sicheres Dämmen mit EPS“ (PDF-Datei) herauslesen:
- Wie sollen 145 kWh/m² eingespart werden, wenn trotz völlig falsch eingestellter, veralteter Ölheizung vor der Sanierung nur rund 100 kWh/m² anfallen?
- Die von den Anbietern unterstellte Lebenserwartung einer EPS-Außen-Dämmung liegt mit 40 Jahren sehr weit unter dem Durchschnitt eines Gebäudes und der Bewohner. Unser Haus hätte seit Errichtung laut der Musterrechnung bereits dreimal neu damit gedämmt werden müssen. Wobei EPS-Dämmungen regelmäßig deutlich früher „sanierungsreif“ sind.
- EPS gilt als „verrottungsfest“, bisher verwendete Brandhemmer gelten als gesundheitsschädlich. EPS ist „Sondermüll“, der nur durch Verbrennung entsorgt werden kann. Wieviel CO2 und was noch entsteht dabei?
- Wenn mit einer Wärmepumpe statt mit Gas geheizt wird, dürfte die vorgerechnete CO2-Einsparung erheblich geringer ausfallen (wenn „ehrlich gerechnet“ überhaupt eine übrig bliebe).
- Diverse weitere Aufwände und Begleiteffekte (verputzen, Dachfirste verlängern, Fenster werden „Schießscharten“, …) für ein„Stickig-Klima“, das so gedämmte Gebäude häufig haben.
Auf die unangenehmen Fragen finden sich in den von der EPS-Lobby angebotenen Lobeshymnen keine belastbaren Aussagen.
Vorhandenes nutzen
Die bei unserem Haus mögliche Einblas-Dämmung mit „Perli-Fill“ hat der in unserer Gegend ansässige Hersteller erledigt. Wir hatten diese Option, weil in den 1930ern sehr viel innovativer als heute gebaut wurde. Die Außenschale unseres Hauses besteht aus einer Doppelwand mit ursprünglich verschlossenem Hohlraum dazwischen. Eine „natürliche Isolationsschicht“. Leider wurde diese bei der Sanierung des Dachstuhls vor rund 30 Jahren durch eine ahnungslose Fachfirma beschädigt und damit weitestgehend wirkungslos.
Dieser Raum ist nun mit geblähtem Vulkangestein gefüllt. Das sorgt mit der in den Poren gebundenen Luft wieder für Isolation und kann Wasser speichern. Die „Atmumsaktivität“ bleibt erhalten, Feuchtigkeit kann von den Wänden aufgenommen und nach außen abgegeben werden. Es entsteht keine „Staunässe“.
Rahmenbedingungen
Geheizt wird mit einer Luft-Wärmepumpe über eine Deckenheizung.
Die vorhandene Schwerkraftheizung war antik, der „angeflanschte“ Gasbrenner damit genau genommen hoffnungslos überfordert. Eine Umrüstung auf „erneuerbare Energie“ war sowohl wirtschaftlich als auch energetisch keine Option. Die in den 1930ern üblichen Holzdielenböden standen dem damit entstehenden Aufwand für eine Bodenheizung entgegen.
Die verwendete Wärmepumpe kann statt Wärme gleichermaßen Kälte produzieren. Deshalb lässt sich die Deckenheizung an heißen Tagen zur Kühlung der Räume nutzen. Was sehr angenehm ist: es gibt keinen „kalten Hauch“.
Der Einbau einer Deckenheizung in alten Bestand mit eine Fachfirma – soweit sich überhaupt eine dafür findet – erfordert solide Goldreserven. Es gibt zwar kommerzielle Lösungen (Suche nach »Deckenheizung nachrüsten«), doch deren Anpassung wäre aufwendig und würde bei diversen Lösungen die Raumhöhe „ungemütlich“ reduzieren.
Eigenleistung war schon allein aus Kostengründen „gesetzt“.
- Haken an der Sache:
-
- Für „Eigentleistung“ gab es keine Förderung.
- Genehmigungsfristen machten die Arbeitsaufnahme schwer planbar.
- Die von uns präferierte Lösung passte in keine der von Anbietern für die Förderung vorgegebenen Rahmenbedingungen.
- Gefördert wird nur, was auf einer Liste steht, auf die sich Hersteller einkaufen müssen.
Das verteuerte das Material bei unseren Vergleichen gegenüber dem freien Markt deutlich über den Förderbetrag hinaus. - Die Fördergelder könnten bis zu 10 Jahre zurückgefordert werden, wenn Auflagen verfehlt oder diese nachträglich (!) geändert werden.
Unklar, ob das im Einzelnen so noch gültig ist. Doch „staatliche Förderung“ ist immer mit Sachzwängen verbunden. Es ist eine freie Entscheidung, sich das anzutun.
- Ergo
-
Wir haben auf staatliche Zuschüsse verzichtet.
Rückblickend haben wir wegen dieses Verzichts viel Geld und vor allem Zeit gespart: Während andere noch auf Handwerker warteten, „wohnten wir schon“.
Die Materialkosten unserer „Selbstbau-Wärmepumpen-Decken-Heizung“ sind rückblickend vergleichbar mit der Nachrüstung einer neuen Gasheizung.
»Sie heizen also mit Strom«
Das gleichzeitige, bemitleidende Grinsen von Leuten, die das äußern, verfliegt sehr schnell: Unsere Heizkosten-Rechnung beträgt bei vergleichbaren Rahmenbedingungen ein Drittel bis Viertel gegenüber einer Gas- oder Ölheizung.
Die Angaben bei „Energieheld.de“ bestätigen das. Dort wird ein durchschnittlicher Wärmebedarf von 130 kWh/m²/Jahr angegeben1. Unserer liegt über fünf Jahre gemittelt bei 45 kWh/m²/Jahr.
Allerdings enthält unser Verbrauch die Kühlung im Sommer.
Bedenkenswertes
Grundlegende Voraussetzung für eine Wärmepumpe ist Strom. Aus der mit Strom aufgebrachten Leistung soll ein Mehrfaches an Heizleistung entsteht. Vorzugsweise im Winter und Nachts, wenn es mangels Sonneneinstrahlung kälter ist.
Die diskutierten „Ampel-Pläne“, schnellstmöglich alle auf Wärmepumpen umzustellen, sowie die angestrebte Abschaltung von Atommeilern, Gas- und Kohlekraftwerken haben einen „Design-Fehler“ (siehe auch „Vorüberlegungen zum E-Auto“):
Selbst wenn morgens mit dem ersten Sonnenstrahl bei nächstlicher und anhaltender Windstille wieder Solar-Strom verfügbar wird, dauert es , bis eine ausgekühlte Wohnung mit einer Wärmepumpe wieder auf Temperatur gebracht ist. Im Gegensatz zu Öl und Gas lässt sich – bei einer wirtschaftlichen Dimensionierung – nur eine begrenzte Wärmemenge pro Zeiteinheit erzeugen. Egal, wie weit der Regler nach rechts gedreht wird.
Bleibt es Nachts windstill – sprich: „kein Strom“, nimmt die „Durchwärmung“ des Hauses stetig ab. Die nächste Nacht wird frostiger und es dauert entsprechend länger für „Wohntemperatur“. Wärmepumpen ohne Strom gefährden bei Minusgraden neben der Bausubstanz2 womöglich Menschenleben: Wer schläft, kann erfrieren, ohne es zu bemerken.
Im Gegensatz zu Öl und Gas ist eine Temperaturabsenkung abends oder tagsüber kontraproduktiv. Der Energieeinsatz für das „Aufholen“ übersteigt die vermeintlich eingesparte Energie. „Warm machen“ kann je nach Rahmenbedingungen einen Vorlauf von mehreren Stunden bis Tagen (!) erfordern.
Notfall-Szenarien
Falls der Strom länger ausfallen sollte, kann bei uns ein 7kW-Kamin-Ofen die Wohnräume auch bei zweistelligen Minusgraden in unter einer Stunde mit Biomasse (=Holz) „bewohnbar“ machen. Das erwärmt beiläufig die Heizungsrohre in der Decke. Ob das zum Verhindern von „einfrieren und platzen“ ausreicht, müssen wir hoffentlich nie herausfinden.
An unerwartet frischen Frühlings- oder Herbstabenden lässt sich damit in wenigen Minuten Wärme erzeugen, für die aufgrund des Vorlaufs eine Wärmepumpe Stunden benötigen würde. Wobei eine „Sarazin-Gedächtnis-Ausstattung“ selbst das erübrigt.
Ein elektrischer „Backup-Heizlüfter“ ist nutzlos bei Stromausfall. Ein Gasofen wird zwar ohne Strom warm, doch eine auf Wärmepumpe ausgelegte Wohnung gehört aufgrund der sinnvollerweise guten Dämmung (s. Blower-Door-Test“) zu den denkbar schlechtesten Einsatzorten dafür. Alternativ zum Holzofen kann am Kamin — so es einen gibt und der Schornsteinfeger mitspielt — ein Gasofen mit Zwangsbelüftung installiert werden. Mit einer großen Gasflasche sollte sich ein Raum eine Nacht warm halten lassen.
Tücken
Wärmepumpen können mit „Heizstrom“ über eine „unterbrechbare Verbrauchseinrichtung“ betrieben werden. Dieser Strom kann von Wind- und Wasserstrom-Anbietern umweltbewusst und trotzdem günstig bezogen werden.
Weil wir ihn damit umgehen, schaltet unser Grundversorger zweimal täglich für 90 Minuten den Heizstrom ab. Ein Gesetz aus dem letzten Jahrtausend erlaubt ihm das. Subtil wird das zum Nerven preisbewusster Stromnutzer eingesetzt. Es gäbe keine Abschaltung, würden wir bei ihm erheblich teureren Strom aus Kohle, Gas und Atom kaufen.
Für solche aufgenötigten „Stromausfall-Phasen“ haben Wärmepumpen keine Strategie – die mussten wir unserer mit einer selbstgebauten Heizungssteuerung überstülpen. Sie sorgt für ein geregeltes Herunter- und Hochfahren der Wärmepumpe und berücksichtigt die Schwankungen der Abschaltzeiten automatisch. Die variieren – aus unbekannten Gründen – um bis zu ± 10 Minuten von Tag zu Tag. Mit automatisierten Eingriffen in die Heizkurve wird der mitttägliche und abendliche „Kälteeinbruch“ kompensiert.
Akku ist sinnlos
Heizen ist „Energie verballern“. Gerade im Winter gibt die Sonne davon am wenigsten her. Deshalb gibt es sowohl physikalische, vorrangig wirtschaftliche Gründe, die gegen den Betrieb einer Wärmepumpen mit Solar-Akkus sprechen.
Überschlägig brauchen wir im Winter temperaturabhängig 5-15kWh Heizstrom. Pro Tag.
- Dafür müsste – stets strahlender Himmel im Winter vorausgesetzt – etwa die doppelte Maximalleistung als Solaranlage auf dem Dach liegen (Wärmepumpenstrom + Verbrauchsstrom + Akku laden). Überschlägig mit Hochleistungsmodulen belegt wären das ca. 140m² Solarpanel. Dafür ist unser Dach zu klein.
- Selbst wenn wir den Platz hätten ist fraglich, ob wir eine Anlage dieser Größe genehmigt bekämen.
- Der Akku müsste mindestens die drei bis vierfache Leistung haben, damit keine permanente Tiefentladung (= zügige Zerstörung) erfolgt. Bei den aktuellen Preisen und realistischen Lebenszyklen von käuflich erwerbbaren Akkus ist das absolut unwirtschaftlich 3.
Im letzten Jahr kamen die ersten Wärmepumpen auf den Markt, die mit klassischen Heizkörpern eine Wohnung warm bekommen sollen.
Befreundete Familien haben sich im intensiven Austausch mit meinem Bruder (der diesbezüglich das „Mastermind“ ist) in Eigenleistung darauf eingelassen. Scheint zu klappen.
Wobei vorhandene Rohre und Heizkörper nach bisherigen Erfahrungen ausgetauscht werden sollten. Der Aufwand ist dennoch erheblich geringer als für eine Fußboden- oder Deckenheizung.
Kompromisse
Ich muss einräumen, dass wir keineswegs „EPS-frei“ saniert haben. Die unbestrittenen Dämm- und Verarbeitungseigenschaften des Materials haben wir uns dort zunutze gemacht, wo die damit verbundenen Nachteile minimiert bzw. unerheblich sind.
Die Deckenheizung war nur mit Formteilen realisierbar, die daraus geformt sind und mit Holzleim an OSB-Platten geklebt wurden. Das sorgt für eine gleichförmige Anordnung der Heizrohre und gibt, kombiniert mit einer Alufolie, der Wärme eine Richtung.
Von unten wird eine Fermacell-Platte geschraubt. Erst damit entsteht ein „Deckenheizkörper“: Die erwärmte Platte sorgt für die Wärmeabgabe in den Raum.
Um das Haus herum wurde der Kellersockel und die Kellerdecke mit XPS-Platten gedämmt. Der Keller wurde mit dem Anforderungsprofil der 1930er als „Lagerkeller“ gebaut. Das bedeutet: Feucht und kühl. Die XPS-Platten sorgen für eine Feuchtigkeitssperre und eine geschlossene Dämmung zum eingeblasenen Vulkan-Gestein, denn die Doppelwand beginnt erst auf der Kellerdecke. Weil der Keller aus dem Boden heraus ragt, war das eine „Kältebrücke“.
Innen wird die durchaus gewünschte Kühle damit im Keller gehalten und das Geschoss darüber von unten mit Alu-kaschierten Resol-Hartschaum -Platten termisch „entkoppelt“ (s. auch „Schöner Wohnen – Decke dämmen“).
Leider sollen sich diese Platten im Außenbereich mit eventuell eindringedem Wasser vollsaugen, was bei Frost wahrscheinlich zu Beschädigung, in jedem Fall zu einer deutlich schlechteren Dämmwirkung führen dürfte. Deshalb wurden dort XPS-Dämmplatten verwendet, die gegenüber EPS deutlich druckstabiler sind und kein Wasser aufnehmen, weshalb dieses Material eine deutlich höhere Lebenserwartung hat.
Zum Dach ist in der Etage darunter unter den OSB-Platten der Deckenheizung eine zusätzliche Resol-Hartschaum-Dämmung eingebaut. Das sorgt für eine hervorragende Isolierung der Innenräume, während der Dachboden „kalt“ bleibt. Da er ebenfalls lediglich „Lagerraum“ ist, spielen die damit verbundenen Wärmeschwankungen keine Rolle – lediglich für das, was dort gelagert wird.
Gegenüber eine vollflächigen Wärmedämmung des Hauses mit EPS wurde nur ca. ein Drittel Fläche mit Resol bzw. XPS belegt. Dieses Drittel hat aufgrund der besseren Dämmwirkung nur ca. die Hälfte bis ein Drittel des Raumvolumens von EPS.
Das waren sowohl aus wirtschaftlichen als auch praktischen Gründen hinnehmbarere Kompromisse.
Folgekosten
Resol gilt als auserordentlich „alterungsfest“, was den Mehrpreis gegenüber EPS relativiert. Weit über die von der EPS-Wirtschaft projektierten Zeit hinaus werden diese Platten bei den gegebenen Rahmenbedingungen ihren Dienst tun. Wie gut sich die XPS-Platten im Außenbereich schlagen, wird sich zeigen. Aufgrund der Bodennähe und unserem sehr sandigen Boden wäre einen möglicherweise erforderliche Sanierung ein überschaubarer Aufwand.
Das A & O
Die Vorbereitung hat eine wesentliche Rolle gespielt (s.o.). Wir hatten „80:20“ geplant, d.h. wir wussten sehr genau, was uns generell erwartete, mit ausreichend Spielraum für Unvorhersehbares (z.B. ein vor der Wasseruhr und dem ersten Sperrhahn abreißendes, weil „durchgefaultes“ Rohr → andere Geschichte). Demenstsprechend war das Material „just in time“ verfügbar, die Arbeiten konnten weitestgehend ohne verzögernde „Sondermaßnahmen“ erledigt werden.
Wir haben keine Wochenend- oder Feierabend-Arbeiten durchgeführt. Es gab punktgenau geplante „Arbeitswochen“, in denen täglich 10 - 12 Stunden das Pensum erledigt wurde. Die Auf- und Abbauzeiten hatten deshalb einen geringeren Anteil an der Gesamtarbeitszeit. Vorgekochtes Essen und Übernachten auf der „Baustelle“ erlaubte, manches einfach dort liegen zu lassen, wo es am nächsten Tag weiter ging. Das sorgte für eine extreme Effizienz der eingesetzten Zeit.
Diese Arbeitsweise kann nur mit „Selbstausbeutung“ realisiert werden.
Sobald bezahlte Arbeitsstunden für Handwerker ins Spiel kommen, folgen diese einem anderen Ansatz, weil weniger Geld bei größerer Anstrengung keinen Reiz ausübt. „Effizienz“ bekommt bei „Stundenlohn nach aufgewendeter Zeit“ eine andere Bedeutung.
Deshalb sind Kostenvoranschläge, mit Festpreisen bzw. Abschlägen auf nachprüfbare, erreichte Etappen und Ziele, eine kluge und vorausschauende Maßnahme.
Warum Luft-Wärmepumpe
Eine Luft-Wärmepumpe ist zwar deutlich ineffizienter als eine Erdwärmepumpe. Dafür ist sie signifikant günstiger, sowie wartungs- und Risiko-ärmer als eine Tiefenbohrung. In unserem Sandboden wäre eine Flächenausbeutung ineffizient, von den damit verbundenen erheblichen Einschränkungen der Gartennutzung ganz zu schweigen.
Die Kosten für eine Tiefenbohrung in unserer Lebenszeit und der Nutzungsdauer der Installation amortisieren oder gar günstiger als mit einer anderen Heizmethode betreiben, ist tendenziell unwahrscheinlich. Strom kostet sie ja trotzdem. Wie lange daraus Wärme bezogen werden kann und die Gerätschaften halten ist unklar.
Eine Luftwärmepumpe ist völlig unabhängig davon, welche Haltung die Gemeinde zu Tiefenbohrungen oder der Nachbar zum Wärmeentzug angrenzend zu seinem Garten hat. Oder welche Auflagen damit verknüpft werden und die Amortation weiter in die Ferne rücken (Versicherung, regelmäßige Dichtigkeitskontrolle durch den TÜV, geologische Unbedenklichkeitsgutachten … : Deutsche Beamte sind bei Auflagen sehr kreativ).
1Auch das widerspricht der EPS-Lobby, deren „Einsparpotenzial“ von 145 kWh/m² zwar sicher ebenfalls einen Durchschnitt darstellen soll, doch wenn der über dem Durchschnittsverbrauch liegt, klemmt da was…
2Es wird Wasser durch Rohre gepumpt, die lediglich für den flüssigen Zustand geeignet sind. Frostschutz-Beigaben sind tendenziell kontraproduktiv für Heizergebnis und Lebenserwartung des Heizsystems.
3Bei einem Speicherpreis von 1.000€/kWh und einem Strompreis von 0,40 €/kWh würde es bei unserem Heizstromverbrauch 25 Jahre dauern, bis allein die Anschaffung des Akkus amorisiert wäre. Allerdings wird der kaum so lange halten. Erst dann begänne die Amortation der Panel, etc. – die spätestens nach 25 Jahren ebenfalls „austauschreif“ sein dürften.