Maßnahmen zur Automatisierung der Mehrfamilienhaus-Modernisierung mit umweltfreundlichen Wärmepumpen-Technologien

In bestehenden Mehrfamilienhäusern stellen die komplexe Technik, heterogene Datenlage und der Mangel an standardisierten Lösungen eine Hürde für die Wärmewende mit Wärmepumpen dar. Im Projekt »MAMMUT« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit den Projektpartnern und unter Einbezug der Erfahrungen verschiedener SHK-Betriebe einen Anlagenkonfigurator für die Umrüstung von Mehrfamilienhäusern. Er erfasst Gebäude und Kundenwünsche, schlägt passende Umrüstungsvarianten vor und unterstützt so Beratung, Planung und Angebotserstellung. Dadurch soll der Umstieg von fossilen Heizungen auf Wärmepumpen deutlich erleichtert werden.

Ausgangslage

Über 40% der Wohnfläche in Deutschland liegt in Mehrfamilienhäusern, der Großteil davon wird heute noch fossil mit Wärme versorgt. Für die Wärmewende ist es essenziell, die Umstellung auf Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern zu erleichtern und so die Reduktion von THG-Emissionen im Gebäudesektor zu beschleunigen. Aktuell fehlen dazu im Mehrfamilien- und Geschosswohnungsbau jedoch standardisierte Lösungen unter Einbezug der spezifischen Randbedingungen. 

Herausforderungen einer Umstellung stellen Aspekte wie der höhere Platzbedarf von Wärmepumpen im Vergleich zu fossilen Heizsystemen, die komplexere Hydraulik (inkl. hydraulischem Abgleich) sowie die höheren Anforderungen an die Trinkwasserhygiene im Mehrfamilienhausbereich und die Quellenerschließung dar. Zudem gibt es Wechselwirkungen mit anderen Gewerken, insbesondere im Elektrobereich, wo die Einbindung von Photovoltaikanlagen, Batteriespeichern und Ladesäulen wichtig ist – aber auch Engpässe in der vorhandenen Ausführung und Anschlussleistung berücksichtigt werden müssen.

Ziel

Ziel des Projekts ist es, die Umrüstung von Bestands‑Mehrfamilienhäusern auf Wärmepumpen zu beschleunigen und damit dazu beizutragen, die THG-Emissionen im Gebäudesektor zu senken. Kern ist die Entwicklung eines Anlagenkonfigurators, der Bestandsgebäude und Kundenwünsche einfach erfasst, passende Umrüstungsvarianten vorschlägt und technische Anforderungen sowie Investitions- und Betriebskosten ausweist. Standardisierte, datenbankgestützte Lösungen und automatisierte Entscheidungsbäume vereinfachen Beratung, Auslegung, Angebotserstellung und Planung für SHK‑Betriebe und Planer und reduzieren so Hürden beim Umstieg von fossilen Heizsystemen auf Wärmepumpen im Mehrfamilienhausbestand.

Lösungsansatz

Mit diesem Ziel werden von Herstellern und ausführenden SHK-Betrieben strukturiert Informationen zu typischen Umrüstungsprozessen erfasst. Ergänzt werden diese um weitere Datenquellen wie einer simulationsgestützten energetischen Bewertung sowie nach Kostengruppen aufgeschlüsselten Informationen zu den Kosten der Umrüstung zum Umrüstprozess. Auf dieser Basis werden Ablaufdiagramme generiert sowie Entscheidungsbäume entwickelt, die die Umrüstwege regelbasiert dokumentieren. Diese werden als Software in einem Anlagenkonfigurator implementiert, der basierend auf gängigen Datenmodellen zusätzlich eine Verknüpfung mit digitalen Produktdaten ermöglicht.

Ergebnisse

Als Ergebnis wird ein intelligenter Lösungsfinder angestrebt, der die Entscheidungsfindung für die Umrüstung von Mehrfamilienhäusern deutlich vereinfacht. Zusätzlich soll er die Möglichkeit bieten, digitale Produktdaten einzubinden und so die Angebotserstellung für SHK-Betriebe beschleunigen.

Das Projekt »MAMMUT« wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert (Fkz.: 03EN1121A) und vom Projektträger Jülich betreut.