Moderne Technik für alte Villa

Neben der energetisch verbesserten Gebäudehülle erhielt die elegante Villa eine optimierte Haustechnik. Um das Anwesen inklusive Schwimmbad und Fitnessraum zu beheizen, kommen zwei Heizungsanlagen zum Einsatz. So werden ein BHKW und ein Gas-Brennwertkessel betrieben. Auch bei der Gebäudeleittechnik ist die 20er Jahre-Villa auf dem neusten Stand. So wurden z.B. drei offene Feuerstätten mit Ofenregelungen ausgestattet.

Das repräsentative Anwesen wurde in den 20er Jahren des vergangenen Jahrhunderts errichtet, als Themen wie Energieeffizienz, dichte Gebäudehülle und Leittechnik zur Steuerung noch Fremdwörter waren. Der heutige Besitzer stellte jedoch hohe Ansprüche an die Gebäudeausstattung und veranlasste eine umfassende Modernisierung. Dabei wurde praktisch die gesamte Haustechnik auf einen zeitgemäßen Stand gebracht. Rund 1200 m² zu beheizende Fläche inklusive Schwimmbad und Fitnessraum im Keller werden von zwei dafür ausgelegten Heizungsanlagen versorgt. So ist ein mit Erdgas betriebenes BHKW installiert, das über 18 kW elektrische und 36 kW thermische Leistung verfügt. Der Gas-Brennwertkessel mit 120 kW speist vier Heizkreise, darunter einen Heizkreis für die Wärmeliege im Schwimmbad. Im gesamten Gebäude wurde Fußbodenheizung eingebaut. Zwei Pufferspeicher und ein Warmwasserspeicher mit jeweils 1000 l Fassungsvermögen ergänzen das System und stellen den gewünschten Komfort sicher. Zu den weiteren Neuerungen zählen eine kontrollierte Wohnraumlüftung und die Gebäudeleittechnik als Speicher-Programmierbare-Steuerung SPS. Neben der obligatorischen Wärmeversorgung ließ der Bauherr auch drei offene Feuerstätten installieren. Zwei Ausführungen, im Esszimmer und in einem Bad, werden mit Gas befeuert. Bei dem dritten Modell handelt es sich um eine individuell geplante Kaminanlage im Wohnraum, in der Scheitholz verwendet wird. Die Planung und Umsetzung inklusive Abgastechnik lag in den Händen von Martin Duis, Inhaber des Studios Duis e. K. für Kamine und Kachelöfen. Er hatte bei der Konzeption u. a. die Gewerke übergreifende Abstimmung von Feuerstätten und Wohnraumlüftung zu beachten. Außerdem musste für die Anlagen die einwandfreie Ableitung der Abgase für jede Betriebssituation sichergestellt werden. An dieser Stelle konnte der Fachmann auf die geprüften Produkte der Joseph Raab GmbH (www.raab-gruppe.de) bzw. des Spezialisten in Sachen Abgastechnik, der Kutzner + Weber GmbH (www.kutzner-weber.de), zurückgreifen.

Vorteile des Leichtbaus

Welche Möglichkeiten hat der Fachmann, wenn für die Feuerstätten keine passenden Abgasanlagen vorhanden sind? Mit Hilfe des flexiblen Raab-Systems „LB-Multischacht“ mit Edelstahl-Innenrohr kann er die benötigten Schornsteine (fast) überall einbauen. Im vorliegenden Beispiel stellte eine der drei Abgasführungen aufgrund der Bausituation besondere Anforderungen. Nach Rücksprache mit dem zuständigen Bezirksschornsteinfeger wurden auf insgesamt 9 m Länge sechs individuell konstruierte Schrägführungen montiert. Durch die Trockenbauweise, die steckbaren Innenver­binder aus Edelstahl und die außen liegenden Klemmbänder wird eine sichere und gleichzeitig rationelle Ausführung ermöglicht. Die vorkonfektionierten Bauteile bestehen aus 45 mm Kalziumsilikat Brandschutzplatten, die eine Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten (L90) aufweisen. Für die eigentliche Abgasführung kam das einwandige Edelstahl-System „EW/FU“ mit einer Nennweite von 250 mm und einer Materialstärke von 0,60 mm zum Einsatz. Für die beiden anderen Abgasanlagen war mit dem „LB Multischacht“ jeweils eine Verbindung zur vorhandenen Steigleitung herzustellen.

Sicherheit im Betrieb

Neben dem fachgerechten Einbau der Elemente hatte Martin Dius schon in der Planung die individuelle Nutzung der Feuerstätten zu berücksichtigen. Dazu hatte der Bauherr ebenfalls ganz klare Vorstellungen. Die drei Anlagen sollten z. B. ohne sichtbare technische Bauteile wie etwa ein Display installiert werden. Außerdem waren sie mit weiteren hochwertigen Automatismen für einen sicheren Betrieb auszustatten. Um diese Vorgaben umzusetzen, entschied sich der Fachmann jeweils für den Einbau einer Ofenregelung „Expert“ aus dem Hause Kutzner + Weber. Eine solche Sicherheitseinrichtung arbeitet wie folgt: Der Sensor der Regelung misst die Strömungsgeschwindigkeit im Abgasrohr. Die Temperatur wird mit einem eigenen Fühler im Feuerraum bzw. in der Nähe der Gasflamme erfasst. Der Strömungssensor aus Edelstahl hält einer maximalen Abgastemperatur von 700 °C stand, der Temperaturfühler im Feuerraum von 1100 °C. Aufgrund der innovativen Messtechnik erfasst der Sensor die reale Betriebssituation und gibt diese Information an den Prozessor in der Regeleinheit weiter. Er vergleicht die Daten mit den abgespeicherten optimalen Bedingungen. Weichen die gemessenen Werte von den Optimalwerten ab, korrigiert die Regelung die angeschlossenen Komponenten, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.

Die Regeleinheiten installierte die Fachfirma Platz sparend unterhalb der Feuerstätten. Hier werden die eingehenden Daten erfasst. Der Mikroprozessor verarbeitet die Daten der Sensoren in einem Programm und steuert damit die Komponenten. Zu den installierten Bauteilen zählen Zuluftklappe, Abgasklappe und Rauchsauger. Die Interfaces (Schaltrelais) für Wohnraumlüftung bzw. Dunstabzugshaube befinden sich im Schaltschrank im Keller. Im Bedarfsfall können diese lüftungstechnischen Anlagen abgeschaltet werden.

Die Rauchsauger sitzen an der Mündung des Abgassystems und werden bei Betrieb der Feuerstätte automatisch zugeschaltet. Gerade bei der Anlage mit mehreren Schrägführungen kompensiert das Bauteil den geringeren natürlichen Auftrieb. Durch den komplett offenen Querschnitt von NW 225 können die Rauchsauger bei einer ausreichenden Abgasgeschwindigkeit ganz abgeschaltet werden. Die Abgasklappe verschließt den Abgasweg in den Stillstandszeiten der Feuerstätte und verhindert somit Energieverlust durch das Entweichen von warmer Raumluft durch den Kamin. Gleichzeitig verhindert die Zuluftklappe das Eindringen von kalter Außenluft, falls beispielsweise die Wohnraumlüftung einen Unterdruck erzeugen sollte. Während des Betriebes ist die Zuluftklappe geöffnet, so dass ausreichend Verbrennungsluft zuströmen kann.

Nur ein Knopfdruck

Gemäß der technischen Aufgabenstellung installierte Fachmann Martin Duis sämtliche Komponenten, so dass der Betrieb der handbeschickten Feuerstätte wie folgt ablaufen kann: Möchte der Bauherr seinen Kamin nutzen, gibt er einen Startimpuls über einen im Wandrücksprung integrierten Taster. Durch den Impuls wechselt die Ofenregelung aus der Stand-by- in die Heiz-Phase. Sie öffnet die Abgas- und Zuluftklappe und nimmt den Rauchsauger in Betrieb. Zeitgleich beginnt die kontinuierliche Überwachung des Abgasstromes. Der spezielle Strömungssensor liegt im Rauchgasweg kurz hinter dem Stutzen der Feuerstätte. Der Temperatur-Sensor befindet sich in der Rückwand des Feuerraumes in ca. 15 cm Höhe. Solange dieser Sensor gewisse Temperaturen signalisiert bekommt, bleiben die Klappen geöffnet und der Rauchsauger läuft. Die Abgas­überwachung arbeitet konstant weiter. Erst wenn die Temperatur einen festgelegten Wert unterschreitet, schaltet die Ofenregelung nach einer Sicherheitszeit in die Stand-by-Phase zurück, die Klappen werden zugefahren und der Rauchsauger abgestellt.

Die Ofenregelungen für die beiden Gasfeuerstätten arbeiten nahezu identisch. Der Startimpuls kommt in diesem Fall über den Temperaturanstieg, d. h. der Nutzer muss keinen Startbefehl geben. Auch die Kommunikation zwischen Feuerstätte und kontrollierter Wohnraumlüftung bzw. Dunstabzugshaube geschieht in allen drei Fällen unauffällig im Hintergrund. Um die Strömungs­geräusche der Rauchsauger zu minimieren, installierte der Fachmann Schalldämpfer aus der Kutzner + Weber-Serie „AGM“ in der Verbindungsleitung. Auf diese Weise wird zu jeder Tageszeit ein ruhiger Betrieb gewährleistet.