Sachsenhausen gehört zu den gefragtesten Wohngegenden der Finanzmetropole Frankfurt/Main. Am Fuße des Henninger Turms lebt die Idee der Gartenstadt wieder auf. Für das neue Quartier wurde ein Wärmenetz geschaffen, das Komfort, Trinkwasserhygiene und Energieeffizienz neu definiert.

Das intelligente System mit hohen regenerativen Anteilen heizt und kühlt mit denselben hydraulischen Anlagen, verfügt über eine vernetzte Regelung und integriert neue Technologien bis hin zur Verbrauchsabrechnung. Durch ein enges Miteinander von Projektierern, TGA-Betrieb und Anlagenbauer konnten Leistungsoptimierungen um bis zu 73 Prozent erreicht werden.

Wie so oft, wenn neue Wohnungen gebaut werden, bekommt PEWO schon in einer frühen Planungsphase eine Anfrage für den Bau von Wohnungsstationen. Die große Stückzahl und Merkmale wie 4-Leiter-Wärmenetz für Hoch- und Niedertemperatur, hydraulisches Heizen und Kühlen in ein und demselben Kreislauf sowie die geforderten Leistungsparameter lassen bereits erahnen, dass hier Großes entsteht. Im weiteren Planungsverlauf wird deutlich, dass der Einbau von Standardsystemen keine Lösung für die anspruchsvollen Aufgaben sein würde. Damit das Vorhaben gelingen konnte, war Integrale Planung auf vier Ebenen der Schlüssel zum Erfolg:

1. Prozessbegleitung in enger Abstimmung mit den Fachplanern und Fachhandwerkern,

2. Anlagen- und Systemoptimierung vom Heizhaus bis zur Wohnung,

3. Programmierung einer übergeordneten Regelung für das Gesamtsystem,

4. digitales Monitoring für die Feinabstimmung und Verbrauchsabrechnung.

Projektträger, beteiligte Fachplaner und ausführende Firmen entwickelten in Frankfurt am Main die hier beschriebenen Lösungen gemeinsam in einem iterativen Planungsprozess. Ursprüngliche Ideen wurden bis in die Bauphase ständig weiter optimiert.

Eigentlich braucht es nur eine Zahl, um zu verstehen, dass mit diesen Partnern ein neues Kapitel beim Bau von Wärmenetzen aufgeschlagen wurde: 58 °C ist die höchste Temperatur im Netz. Im bereits angeschlossenen Baufeld 1 mit 208 Wohnungen zeigt sich bereits, dass sie sogar noch weiter reduziert werden kann. Wie geht das?

Erde als Energiespeicher

Um die Herausforderung zu verstehen, braucht es eine genauere Beschreibung des Wärmenetzes. Bis zum vollständigen Ausbau werden 800 Wohnungen angeschlossen sein. Primärenergieträger des geschlossenen Wärmenetzes ist Erdwärme – in Verbindung mit Strom, Erdgas und Solarthermie. Da die Wohnungen zu einhundert Prozent mit Fußboden-Flächenheizungen ausgestattet sind und den KFW 40-Standard "Effizienzhaus" übertreffen, bietet sich eine hydraulische Trennung von Heizkreis und Trinkwarmwasser-Versorgung bereits ab dem Erzeugermodul an.

Das als 4-Leiter-Netz geführte System verfügt über ein ganzjähriges Hochtemperaturnetz (HT max. 58 °C) zur dezentralen Trinkwarmwasser-Bereitstellung und ein Niedertemperaturnetz, dessen Besonderheit darin besteht, dass es im Winter heizen (NT max. 40 °C) und im Sommer kühl temperieren kann (NT min. 17 °C).

Die Solarthermie von nahezu jedem Gebäudedach wird in den Unterheizzentralen dem HT-Netz zugeführt.

Die Fußbodenheizkreise der Wohnungen sind direkt angeschlossen. Das Trinkwarmwasser wird im Durchflussprinzip in der eigens für das Quartier neu konzipierten PEWO-Wohnungsstation bereitgestellt. Die Heizkreisverteilung ist darin platzsparend integriert.

Für die Erdwärme sind über 200 Erdsonden in ca. 100 Metern Tiefe eingebracht worden, wobei für die Wärmeübergabe des Solekreislaufs und die Regelung der Wärmepumpenkaskade ebenfalls PEWO-Systemmodule zum Einsatz kommen. Die Siemens-Regelung und offene Schnittstellen erlauben eine herstellerunabhängige, flexible Einbindung solcher Erzeugerkomponenten. Dazu gehören auch die Gas-Brennwertkessel.

Der eigentliche Clou ist jedoch die passive hydraulische Kühlung, die – nach endgültiger Fertigstellung des Quartiers – eine ganz neue Erfahrung für die Mieter bringen wird. Denn die "Erdwärme" wird im Sommer für eine kontinuierliche Temperierung der Wohnungen sorgen. Die sommerliche Wärme­kapazität wird am anderen Ende des Energiekreislaufs dafür sorgen, den natürlichen "Erdspeicher" zu regenerieren. Obwohl bei Redaktionsschluss noch zwei Bauabschnitte in Bau waren, zeigt sich im Regelbetrieb bereits, dass die konzeptionelle Trennung von Niedertemperatur- und Hochtemperatur-Heizkreis sinnvoll ist.

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