Elektroheizung von Danfoss/DEVI im Effizienzhaus

Das Projekt

Die Bauherrengruppe um Klaus Austermann, Elektrotechnikermeister und Energieberater bei der Wickern Elektrotechnik GmbH, plante in Clarholz im Landkreis Gütersloh die Umsetzung eines Neubauprojekts mit KfW-Effizienzhäusern 40 plus „auf der grünen Wiese“. So wurde im Jahr 2019 ein Ensemble von sechs baugleichen Mietshäusern mit je zwei separaten Wohneinheiten errichtet. Die Entscheidung für den Effizienzhausstandard bedeutete dabei automatisch auch, dass die Neubauten verpflichtend über Solaranlagen und die dazugehörigen Stromspeicher verfügen mussten.

Die Aufgabenstellung

Die Vorgaben des Effizienzstandards und die spezifischen Parameter des geplanten Projekts stellten die Bauherren vor die Herausforderung, die Häuser möglichst effizient und zugleich ökonomisch sinnvoll mit Wärme und Trinkwarmwasser zu versorgen. Die Projektplanung sah zunächst vor, die Clarholzer Neubauten mit Luft-Wasser-Wärmepumpen und wassergeführten Fußbodenheizungen auszustatten – eine Lösung, die im Neubau und insbesondere in Effizienzhäusern heute weitgehend Standard ist. Die Wärmepumpen sollten als Split-Systeme mit Innen- und Außeneinheit installiert werden, die aufgrund des ins Gebäudeinnere verlegten Verdichterbetriebs eine besonders geräuscharme Installation ermöglichen. In Kombination mit den leistungsfähigen 12 kW Solaranlagen und Stromspeichern schien diese Lösung auf den ersten Blick einen überaus wirtschaftlichen und klimaschonenden Wärmepumpenbetrieb zu versprechen.

Eine detaillierte Kostenanalyse ergab indes ein anderes Bild: Um alle Gebäude wie vorgesehen unabhängig voneinander beheizen zu können, war ursprünglich die Installation von sechs Wärmepumpensystemen inklusive Fußbodenheizung und dezentraler Lüftung vorgesehen. Die Gesamtinvestitionskosten hätten sich in diesem Fall auf über 180.000 Euro belaufen. Dem stand entgegen, dass für jedes der Effizienzhäuser nur eine Heizlast von rund 3.600 kW/h pro Jahr anfällt, was extrem niedrige Heizbetriebskosten mit sich bringt. Aus diesem Grund verglich die Bauherrengruppe die voraussichtlichen Gesamtbetriebskosten der vorgesehenen Wärmepumpeninstallation gezielt mit den entsprechenden Kosten einer elektrischen Fußbodenheizung. Bei einer auf der Baukreditlaufzeit von 30 Jahren basierenden Vergleichsrechnung erwies sich eine Lösung bestehend aus Elektroheizung, dezentraler Lüftung und elektrischen Durchlauferhitzern zur Trinkwarmwasserbereitung dann tatsächlich als eindeutig wirtschaftlichere Option.

Die Lösung

Die Wahl der Bauherren fiel letztlich auf eine elektrische Fußbodenheizung der Danfoss-Tochter DEVI. Ausschlaggebend für diese Entscheidung war vor allem die Möglichkeit der äußerst schnellen und unkomplizierten Verlegung des DEVImat Heizmattensystems unter dem Estrich. Bei diesem Ansatz werden die Glasfaser-Gitternetze direkt auf der Dämmschicht platziert und anschließend mit einer Estrichschicht bedeckt. Der Estrich fungiert später als Teilspeicher, der die von den Matten erzeugte Wärme aufnimmt und konstant abgibt. Diese Verlegeform, die zumeist nur in Neubauten möglich ist, optimiert den ohnehin hohen Wirkungsgrad der Fußbodenheizung nochmals zusätzlich. Im Clarholzer Neubauprojekt wurde letztlich eine Estrichschicht mit einer Dicke von 6 cm als ausreichend erachtet, da die nach neuesten Standards gedämmten Hauswände als zusätzliche Wärmespeicher zur Verfügung stehen. Die verlegten Heizmatten verfügen über eine Heizleistung von 100 W/m2. Da die tatsächliche Heizlast der Häuser aber deutlich niedriger liegt (40-60 W/m2), muss diese Leistung im Regelbetrieb nicht ausgeschöpft werden und steht lediglich als Puffer für Ausnahmesituationen zur Verfügung.

Die Vorteile

In ihrer Entscheidung für das DEVImat Heizmattensystem sah sich die Bauherrengruppe am Ende in vielerlei Hinsicht bestätigt: Neben einer guten Planbarkeit und hohen Installationsfreundlichkeit überzeugt die Lösung insbesondere auch unter ökonomischen Gesichtspunkten. So fielen die Investitionskosten der elektrischen Fußbodenheizung deutlich niedriger aus als bei einer wärmepumpenbasierten Variante: Die Installation eingerechnet, lagen sie in diesem konkreten Fall pro Haus um rund 10.000 Euro unter den kalkulierten Kosten einer Luftwärmepumpe mit Fußbodenheizung und dezentraler Lüftung – eine Einsparung von einem Drittel. Zudem zeichnen sich elektrische Fußbodenheizungen durch nahezu vollständige Wartungsfreiheit und eine im Vergleich zu anderen Heizsystemen überdurchschnittlich lange Lebensdauer von mindestens 50 Jahren aus. Darüber hinaus geht mit der gewählten Lösung keine Mietfläche verloren, da im Gegensatz zur Wärmpumpe kein Raum für die Innenaufstellung von Systemkomponenten benötigt wird. Insgesamt fällt die TCO-Bilanz (Total Cost of Ownership) der elektrischen Fußbodenheizung in diesem Projekt – nicht zuletzt auch durch die niedrige Heizlast der Gebäude und die Nutzung des selbstproduzierten Solarstroms – positiv aus.

Nach mittlerweile zwei Heizperioden ziehen Bauherren und Mieter ein positives Fazit: Die Heizkosten bewegten sich bei fast allen Mietparteien auf einem durchweg niedrigen Niveau von lediglich circa 100 Euro je Heizmonat. Kalkuliert man die Einspeisevergütungen für den abseits der Heizperiode gelieferten Solarstrom ein, sind die Häuser sogar energetisch kosten- und CO2-neutral. Auch hinsichtlich des Wohnkomforts müssen keinerlei Abstriche gemacht werden – ein Erfolg auf ganzer Linie.