Mainschlösschen heizt mit intelligenter Pelletheizung von Windhager
Als die Musikerfamilie um Susanne Strauss das Mainschlösschen in Hallstadt bei Bamberg 2017 erwarb, gab es dort barocke Authentizität nur noch in Ansätzen zu spüren. Der einstmalige Schirmhof, erstmals um 1100 in Aufzeichnungen erwähnt, war 1735 von Ludwig Carl Graf von Ostein nach Plänen von Balthasar Neumann ausgebaut worden. Bei den folgenden Umgestaltungen zu Bäckerei, Gasthof, Gerberei, Gartenbaubetrieb und Uhrmacherladen gingen nicht nur viele künstlerische Details verloren, sondern auch die ursprüngliche Raumaufteilung. So verbrachte die Familie Strauss zwei Jahre mit Rückbau, Wiederherstellung des historischen Bauplanes sowie Nutzungs- und Heizungsplanung.
Viele Töpfe, viele Köpfe: der Weg zur Heizungssanierung
An das neue Wärmekonzept, das die antiken Öl-Öfen ablösen sollte, wurden von Besitzern und Behörden ganz besondere Anforderungen gestellt: die bewohnten Räume zuverlässig mit angenehmer Wärme zu versorgen und gleichzeitig Bausubstanz und historischen Charakter des Schlosses zu erhalten. Mit der Ausarbeitung und Umsetzung beauftragten die Bauleute die lokale Firma Kachelmann Bad & Heizung, die mit der Heizungs-, Klima- und Lüftungstechnikerin Sandra Schuster auf Lösungen für außergewöhnliche Bausituationen spezialisiert ist und seit rund 20 Jahren eine vertrauensvolle Zusammenarbeit mit dem Lieferanten Windhager pflegt.
Unsichtbar, aber effektiv: die Gebäudetemperierung
„Heizkörper kamen schon aus Denkmalschutzgründen nicht infrage“, erläutert Sandra Schuster ihre Überlegungen, „Fußbodenheizungen in Echtholzböden zu verlegen ist schwierig, außerdem wollten wir die Böden nicht versiegeln und möglicherweise Feuchtigkeit darin einschließen. Für einzelne Bereiche waren konventionelle Wandheizungen im Gespräch, – aber wir haben uns dagegen entschieden, Techniken zu mischen.“
Über den Denkmalschutz München kam ein Kontakt zu Henning Großeschmidt zustande, dessen Konzept der Gebäudetemperierung sich im Museumssektor bewährt hat. In Anlehnung an Wärmeverteilungsanlagen aus der römischen und griechischen Antike führt Großeschmidts System zwei niedrigtemperierte Warmwasserleitungen an der Innenseite der Gebäudehülle entlang.
Die so temperierten Wände sind isotherm, resistent gegen Feuchtigkeit, Schimmelbefall und Keime. Anstatt Luftschichten im Raum zu verwirbeln, verbreiten sie eine besonders angenehm empfundene Strahlungswärme und tragen zu einem gesunden Raumklima bei. Im Vergleich zu einer Radiatorenheizung kommt ein Temperierungssystem mit einer geringeren Vorlauftemperatur aus und damit auch mit weniger Energieaufwand.
Von Hand geplant, vor Ort angepasst: das unsichtbare Rohrsystem
In Ermangelung geeigneter Blaupausen oder Auslegungssoftware hieß es für Sandra Schuster und Uwe Täuber in Sachen Auslegung „zurück zu den Wurzeln“. Unter Beratung von Henning Großeschmidt fertigten sie Berechnungen und Zeichnungen für die 373 m² Fläche händisch an. Im Obergeschoss, das neben dem 70 m² großen Saal noch zwei Büros und ein Schlafzimmer umfasst, genügt der Familie eine Temperierung der Wände.
Hierfür wurde in jeder der vier Gebäude-Ecken ein Primärkreis aus Kupferrohr im Außenwandsockel eingelassen. Um einen optimierten Betrieb und Verbrauch zu erzielen, bleiben diese Primärkreise bis in den Frühsommer hinein erwärmt. Damit wird eine konstante Grundtemperierung von 16 bis 18 °C aufrechterhalten und das Mauerwerk als Wärmespeichermasse genutzt. Darüber hinaus führte man vom Sockelkreis aus zwölf Sekundärschleifen in die Fensternischen und auf Brüstungshöhe an den Außenwänden entlang.
Für eine optimale Wärmeverteilung wurden Abstände von 10 cm zwischen den Leitungen eingehalten, bei einer Überdeckungshöhe durch Putz etc. von 10 bis 15 mm. Da die Rohre auf diese Weise komplett in der Wand liegen, erteilte die Denkmalschutzbehörde eine Spezialgenehmigung für die Anfertigung der Leitungsschlitze. Zu sehen sind nun nur noch die Thermostat-Ventile zur separaten Regelung der Sekundärschleifen.
Analog zum Obergeschoss installierte man auch im Erdgeschoss vier Primärkreise im Außenwandsockel sowie 12 einzeln regelbare Sekundärschleifen.
Wohnbereich mit Fußbodentemperierung
Jeder der bodentemperierten Räume erhielt ein RTL-Ventil zur individuellen Temperatureinstellung und einen neuen Holz- bzw. Fliesenbelag. Ferner versah die Familie ein Drittel des Dachbodens mit zwei neuen Zimmern plus Bad/Küche. Die hier eingebrachten Wandtemperierungsrohre können bei Bedarf noch zur Erwärmung des übrigen Dachgeschosses erweitert werden. So lassen sich nun mit insgesamt ca. 1.500 Metern Kupferrohr (Durchmesser 15 mm und 18 mm) die Räume auf eine angenehme Temperatur aufheizen.
Vor Ort per Hand vermessen, vorgebogen und von den ausgebildeten Fachhandwerkern händisch hartgelötet, fügten sich die Stücke des Kupferrohr-Netzes Nische für Nische zusammen. Nach Aufbringung des Putzes fertigten die Installateure für jedes Fenster eine Wärmebild-Aufnahme an, um die Leitungsverläufe zu dokumentieren und auf Funktion zu prüfen. Mithilfe thermografischer Aufnahmen ließen sich bei der Inbetriebnahme außerdem Restluft-Bestände im System orten.
Da die Fa. Kachelmann von vornherein eine Entgasungsstation hatte einbinden lassen, waren die erforderlichen Spülungen zügig erledigt.
Großes Haus, kleiner Ofen: Pellets machen das Rennen
Mit der Ermittlung einer sinnvollen Wärmequelle für das Anwesen stand das dreiköpfige Planungsteam vor einer weiteren Kernherausforderung des Projektes. In dem historischen Bauwerk mit 4,3 m Raumhöhe galt es laut Normberechnung, eine Heizlast von 61,1 kW zu decken. Aufgrund der konstanten Temperaturhaltung mittels Bauwerkstemperierung kann jedoch schon ein Wärmeerzeuger mit 45 kW Spitzenleistung den Bedarf erfüllen.
Fossile Brennstoffe kamen schon aus ökologischen Gründen nicht mehr infrage. Als umweltverträgliche Alternative erwog und verwarf man eine Solaranlage, die aus Denkmalschutzgründen nur unter unverhältnismäßigem Aufwand auf dem Dach des Stallgebäudes hätte installiert werden können. Auch eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe wäre bei der benötigten Mindest-Vorlauftemperatur von 50 °C nicht rentabel gewesen.
Die Entscheidung fiel schließlich zugunsten eines Pellet-Heizsystems, das im Mainschlösschen mehrere Vorteile bietet: Es ermöglicht eine nachhaltige Rohstoffverwertung, da die Biomasse aus nachwachsenden Quellen stammt und besonders sauber verfeuert wird.
Effiziente Heizung dank abgestimmter Technik
Der ehemalige Stall neben dem Haupthaus bietet Stauraum für 10 bis 12 t Pellets. Das Lager wird von Familie Strauss bei Bedarf aus regionalen Bezugsquellen aufgefüllt, um die benötigten 100.000 kWh Heizenergie sicherzustellen. Die eigentliche Heizungsanlage samt Technik musste auf ca. 14 m² im selben Nebengebäude Platz finden. Hier fügte sich der kompakte BioWIN XL 45 kW auf eine Stellfläche von 1,12 m² ideal ein. (Der verbaute Kesseltyp wurde mittlerweile weiterentwickelt zu dem Modell BioWIN2 38-63 kW für Großobjekte.)
Ein komplett schamottfreier Metallkörper, ein langlebiges Doppelzündelement und eine vollautomatische Heizflächenreinigung sorgen für lange Wartungsintervalle von einem Jahr. Aufgrund des hocheffizienten Verbrennungsverfahrens ist erst nach Verbrauch von 8 t Pellets eine Entleerung der integrierten Aschebox nötig – im Mainschlösschen also dreimal im Jahr.
Mittels einer pneumatischen Sauglösung werden die Pellets über 8 flexible Entnahmesonden vom Lager zum Kesselbehältnis transportiert, ohne dass es einer Lagerraumschräge bedarf. Die Saugintervalle lassen sich je nach bevorzugter Tageszeit einstellen. Anfang 2023 wurde zudem ein Fernzugriff eingerichtet, sodass Einstellungsanpassungen auch von der Wohnung oder vom Mobilgerät aus möglich sind.
Zwei 800 l fassende Pufferspeicher von Windhager ließen sich ebenfalls im Heizungsraum unterbringen; eine ca. 10 m lange Zuleitung transportiert das Wasser für die Temperierung zum Wohngebäude. Für die Verteilerstation im niedrigen Gewölbekeller des Haupthauses kam ebenfalls ein fertiges System von Windhager zum Einsatz. Der 200-l-Trinkwasserspeicher schließlich wurde im Hauswirtschaftsraum des Wohnhauses platziert, um die Leitungen zu den Zapfstellen möglichst kurz zu halten.
