Bei der Modernisierung eines Wohnhauses in Ober-Rosbach haben wir Architektur und Energietechnik gemeinsam geplant. Zwei Eisspeicher unter der Gartenfläche bilden mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe und Solar-Luftabsorbern die Wärmeversorgung. Photovoltaik, Batteriespeicher und eine mit der Wohnungslüftung kombinierte Fußbodenheizung ergänzen das Konzept.
Unser Projektfilm zeigt den Einbau der Speicher – vom Kranhub über das Wohnhaus bis zum Absenken in die Baugrube – und stellt die einzelnen Komponenten im Zusammenhang vor. Der begleitende Artikel erläutert die technischen Grundlagen und ihre bauliche Integration.
Video | Eisspeicher – Einbau und Haustechnik
Einbau unter der Gartenfläche
Die Lage der Baugrube hinter dem Wohnhaus bestimmte den Montageablauf. Die beiden Betonbehälter wurden 2019 von der Straße über das Gebäude gehoben und in der vorbereiteten Grube positioniert. Dafür waren Kranstandort, Ausladung und Hubweg mit der Anlieferung abzustimmen.
Für unsere Planung gehörten der Speichereinbau und die Gebäudetechnik zusammen: Leitungsverbindungen zum Technikraum, Belegung der Dachflächen und Installationen im Bodenaufbau mussten mit der Modernisierung des Hauses koordiniert werden. Neben der Wärmeversorgung waren die eigene Stromerzeugung und die kontrollierte Wohnungslüftung in das Konzept einzubeziehen.
Eisspeicher | Latentwärme als Wärmequelle
Der Eisspeicher nutzt sowohl die Abkühlung des Wassers als auch dessen Phasenwechsel zu Eis. Beim Gefrieren wird Kristallisationswärme frei, die über Rohrwärmetauscher entzogen und der Wärmepumpe zugeführt wird. Dadurch lässt sich auch der Temperaturbereich um den Gefrierpunkt zur Wärmeversorgung nutzen.
Als Wärmeträger zirkuliert in den Rohrleitungen Sole, ein frostgeschütztes Wasser-Gemisch. Sie überträgt die Wärme zwischen Speicher und Wärmepumpe, ohne sich mit dem Wasser im Betonbehälter zu vermischen. Das Speicherwasser selbst ist weder Heizungs- noch Trinkwasser.
Regeneration und Wärmeerzeugung
Die Solar-Luftabsorber auf dem Dach nehmen Wärme aus der Außenluft und der Sonneneinstrahlung auf. Damit wird der Eisspeicher regeneriert: Das Eis taut, das Wasser erwärmt sich wieder. Bei geeigneten Betriebsbedingungen können die Absorber die Wärmepumpe auch unmittelbar versorgen. Ein weiterer Wärmeeintrag erfolgt über das umgebende Erdreich.
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe Viessmann Vitocal 300-G übernimmt die Wärmeerzeugung für Raumheizung und Warmwasser. Ihr Verdichter wird elektrisch angetrieben und hebt die Quellenwärme auf das erforderliche Nutztemperaturniveau. Die Regelung verbindet Wärmeentzug, direkte Absorbernutzung und Speicherregeneration entsprechend dem Anlagenzustand.
Solar-Luftabsorber und Photovoltaik
Absorber und Photovoltaik erfüllen auf dem Dach unterschiedliche Funktionen innerhalb desselben Energiekonzepts. Die Absorber erschließen Umweltwärme für die Wärmepumpe. Die Photovoltaik deckt einen Teil des elektrischen Bedarfs im Haus.
Elektrische Versorgung | Erzeugung und Eigenverbrauch
Die Photovoltaikanlage umfasst 46 Module von JA Solar mit jeweils 335 Wp und damit 15,41 kWp installierter Leistung. Der Wechselrichter bindet die Anlage in das Hausnetz ein.
Eine Tesla Powerwall 2 mit 13,5 kWh nutzbarer Kapazität ergänzt die Photovoltaik. Sie ermöglicht, Solarerträge zeitversetzt im Gebäude zu verwenden. Wärmepumpe, Lüftung und die übrigen Verbraucher werden über das Hausnetz versorgt; der öffentliche Netzanschluss ergänzt die Eigenerzeugung. Der tatsächliche Eigenverbrauchsanteil hängt von Erzeugung, Lastprofil und Speicherbetrieb ab.
Fußbodenheizung | Flächenwärme und Zulufttemperierung
Die Fußbodenheizung ist mit Systemtemperaturen von 35/28 °C ausgelegt. Das niedrige Temperaturniveau der Flächenheizung ist eine wesentliche Voraussetzung für einen effizienten Wärmepumpenbetrieb.
Im Bodenaufbau ist die Wärmeverteilung mit der Zuluftführung kombiniert. Beim eingesetzten Uponor-Comfort-Air-System verlaufen die Luftkanäle unter den Heizrohren. Wärmeleitende Bodenpaneele übertragen im Heizbetrieb einen Teil der Heizwärme auf die Zuluft, bevor diese über die Bodenauslässe in die Räume gelangt. Die Lage von Heizflächen, Kanälen und Auslässen ist deshalb gemeinsam zu planen.
Wohnungslüftung | Zentrale Wärmerückgewinnung
Die zentrale Lüftungsanlage versorgt die Wohnräume mit Zuluft und führt verbrauchte Raumluft ab. Im Wärmetauscher wird Abluftwärme auf die einströmende Außenluft übertragen. Das vermindert den Heizwärmebedarf für den Luftwechsel.
Der Wärmerückgewinnung im zentralen Gerät folgt die Luftverteilung im Bodenaufbau. Dort kann die vorgewärmte Zuluft im Heizbetrieb über die Fußbodenheizung zusätzlich temperiert werden. Lüftungsgerät, Kanalnetz und Flächenheizung sind damit thermisch und räumlich miteinander verbunden.
Bauliche Integration im Bestand
Die unterirdische Anordnung lässt die Gartenfläche oberhalb der Speicher nutzbar. Für die Ausführung sind neben dem Baugrubenraum die Verbindungen zum Technikraum und die spätere Zugänglichkeit zu berücksichtigen. Die Festlegung des Speicherstandorts ist damit zugleich eine Aufgabe der Gebäude- und Freianlagenplanung.
Auf dem Dach sind die Flächen für Absorber und Photovoltaik zu koordinieren. Im Gebäude bestimmen Technikraum, Rohr- und Kanalführungen sowie der verfügbare Bodenaufbau die Integration der Anlage. Gerade bei einer Modernisierung müssen diese Anforderungen früh mit dem vorhandenen Baukörper und den räumlichen Entwurfszielen zusammengeführt werden.
Heizkreisverteiler | Hydraulik und Raumregelung
Die Heizkreisverteiler bündeln die einzelnen Kreise der Fußbodenheizung und ermöglichen ihre Regelung nach dem Bedarf der jeweiligen Räume. Der hydraulische Abgleich stellt die erforderlichen Volumenströme entsprechend Heizlast, Heizfläche und Rohrnetz ein. Die Raumregelung passt anschließend die Wärmeabgabe an die gewünschte Temperatur an.
Architektur | Koordination der Fachplanungen
Für das Projekt waren Heizungs-, Lüftungs- und Elektroplanung mit der Architektur zusammenzuführen. Die Abstimmung betrifft nicht nur die Geräteauswahl, sondern ebenso Speicherstandort, Dachbelegung, Technikflächen, Installationswege und Bodenhöhen. Diese Schnittstellen wirken unmittelbar auf Grundriss, Ausbau und Bauablauf.
Zur Inbetriebnahme gehören die Prüfung der Regelungsfunktionen, der hydraulische Abgleich und das Einregulieren der Luftmengen. Dabei werden die in der Planung festgelegten Betriebsbedingungen an der ausgeführten Anlage eingestellt und überprüft.
Planung und Ausführung
Architektur und Gesamtkoordination | Leistungsphasen 1–9
a+ architektur und design
Dipl.-Ing. (FH) Marco Stengl, baugewerblicher Architekt
Technische Fachinformationen
Funktionsprinzip des Eisspeichers
Viessmann | Technische Fachinformation zum Eis-Energiespeicher
Kombinierte Flächenheizung und Lüftung
Uponor | Systembroschüre Heizen und Kühlen, Ausgabe Februar 2019, Abschnitt Comfort Air
