Kombinierte Heiz- und Kühlsysteme für gewerbliche Immobilien in München
In Büro-, Handels- und Spezialimmobilien im Großraum München steigen gleichzeitig Anforderungen an Energieeffizienz und thermischen Komfort. Kombinierte Heiz- und Kühlsysteme fassen beide Aufgaben in einem Anlagenverbund zusammen. Die Integration senkt Investitionsvolumen, reduziert Wartungsaufwand und erleichtert die Einhaltung verschärfter Normen.
Marktdynamik und Rahmenbedingungen
Schwankende Energiepreise, die Novellierung der EU-Gebäuderichtlinie sowie ESG-Vorgaben setzen Betreiber unter Druck, Primärenergieverbräuche zu senken. Für München prognostiziert das Bayerische Landesamt bis 2030 einen Anteil elektrischer Wärmepumpensysteme von über 45 % in Nichtwohngebäuden. Ein Heizsystem mit Kühlfunktion adressiert diesen Trend, da im selben hydraulischen Netz sowohl Heiz- als auch Kälteleistung bereitsteht.
Aktuelle Kennzahlen
- Studie der Deutschen Energie-Agentur 2023: bis zu 45 % Jahresenergieeinsparung durch Wärmepumpe plus Free-Cooling.
- Fraunhofer ISE: 30 % geringere Life-Cycle-Kosten gegenüber getrennten Heiz- und Kältezentralen.
- Bestandsbüros im Stadtgebiet: durchschnittliches Einsparpotenzial 120 kWh/(m²·a) bei Umrüstung.
Gesetze und Förderung
Die Bundesförderung für effiziente Gebäude gewährt für die Umstellung auf ein Heiz-Kühlsystem Zuschüsse bis 35 %. Innerhalb des Freistaates ergänzt EnergieBonusBayern diese Mittel. Ab 2027 greifen zudem EU-Taxonomie-Kriterien, die eine Berichtspflicht zu Primärenergiebedarf und CO₂-Intensität auslösen. Kombinierte Heiz- und Kühlsysteme gelten hier als taxonomiekonform, sofern sie einen festgelegten Jahresnutzungsgrad überschreiten.
Leistungsplanung und Finanzierung
Lastanalyse
Eine detaillierte Heiz- und Kühllastberechnung ist Voraussetzung, um Komponenten richtig auszulegen. In Münchner Objekten dominiert zwar die Heizlast, dennoch steigen innere Wärmelasten durch Serverräume, Beleuchtung und Verglasung kontinuierlich. Die simultane Betrachtung beider Lasten verhindert Überdimensionierungen und schafft Spielraum für passive Kühlstrategien.
Finanzierungsmodelle
Die Anfangsinvestition lässt sich häufig über KfW-Kredite mit Tilgungszuschuss strecken. Projektentwickler wählen dabei zwischen annuitätischer Finanzierung über bis zu 20 Jahre oder Contracting-Modellen, bei denen ein Dienstleister die komplette Anlagentechnik betreibt.
Bauausführung und Betrieb
Koordination im BIM-Modell
Rohrnetz, Lüftungskanäle und Elektrotrassen werden in einem gemeinsamen Bauwerksmodell abgestimmt. Konfliktfreie Leitungsführung verringert Montagezeiten und minimiert Nachträge. Lieferengpässe bei reversiblen Wärmepumpen machen eine frühzeitige Materialdisposition erforderlich.
Mess- und Zählerkonzept
Digitale Wärmemengen- und Stromzähler erfassen Energieflüsse für Heizen und Kühlen getrennt. Die Daten dienen als Nachweis gegenüber Fördergebern und bilden die Grundlage für prädiktive Wartungsintervalle.
Praxisergebnisse aus bayerischen Projekten
Bürokomplex in der Münchner Innenstadt
Ein Neubau mit 12 000 m² Bruttogrundfläche erreicht nach Umrüstung auf ein Luft-Wasser-System mit Grundwassernutzung eine Reduktion des Primärenergiebedarfs um 38 %. Der Betreiber berichtet von Betriebskosteneinsparungen in Höhe von 5 €/m² und Jahr.
Historisches Anwesen am Starnberger See
Die Kombination aus Deckenstrahlplatten und reversibler Wärmepumpe ermöglicht zugluftfreie Temperierung ohne Eingriff in die denkmalgeschützte Fassade. Automatische Umschaltung zwischen Heiz- und Kühlmodus verhindert thermische Spannungen im Mauerwerk.
Retail-Park in Freising
Ein Verbund aus Luftwärmepumpen und VRF-Technik nutzt Wärme aus Kühlmöbelabluft zum Heizen der Verkaufsflächen. Die Wartungskosten konnten im Vergleich zu vorherigen Kaltwassersätzen halbiert werden; die Innentemperatur bleibt konstant bei 22 °C, unabhängig von Kundenfrequenz.
Systemarchitektur und Komponentenwahl
Die wirtschaftlichste Architektur kombiniert reversible Wärmepumpen mit regenerativen Quellen wie Grundwasser oder Erdsonden, ergänzt um Spitzenlastkessel und Trockenkühler. In Münchner Gewerbequartieren bewährt sich eine bivalente Ausführung: Bis etwa −5 °C übernimmt die Wärmepumpe den Heizbetrieb, darunter schaltet ein gas- oder brennwertbefeuerter Kessel zu. Für den Kühlfall genügt häufig ein Free-Cooling-Kreislauf, der in Übergangszeiten ohne Kompressorenergie arbeitet. Eine zentrale Hydraulik mit Pufferspeicher von 2–4 l/m² Nutzfläche verhindert Taktbetrieb und stellt gleichzeitig Lastspitzen in Serverräumen bereit.
Hydraulische Einbindung in Bestandsgebäude
Im Bestand erfordern gemischte Heizkreise häufig niedrige Systemtemperaturen, um Kühlbetrieb über dasselbe Rohrnetz zu ermöglichen. In Praxisprojekten wird Vorlauf/Rücklauf auf 45/35 °C im Heiz- und 15/20 °C im Kühlfall begrenzt. Dreiwege-Umschaltventile trennen Heiz- und Kühlbetrieb hydraulisch, während differenzdruckgeregelte Pumpen die Volumenströme variabel halten. Bei Altanlagen mit Stahlrohr empfiehlt sich eine Magnetit-Filtration, da erhöhte Sauerstoffeinträge den Plattenwärmetauschern schaden können.
Regelungsstrategien und Gebäudeautomation
Die Regelung erfolgt idealerweise prädiktiv auf Basis lokaler Wetterdaten. Algorithmen kalkulieren den Heiz- oder Kühlbedarf 24 Stunden voraus und senken die Verdichterleistung rechtzeitig ab. Raumseitig arbeitet ein kupplungsfreier Ethernet-Bus, der Temperatur, CO₂ und Belegung erfasst. In Verbindung mit dynamischen Stromtarifen kann die Anlage Lastverschiebung nutzen und etwa nachts Kältespeicher laden, um Spitzenlastkosten zu reduzieren. In laufenden Münchner Projekten sanken so die Strombezugskosten im Kühlbetrieb um bis zu 18 %.
Schallschutz und Immissionsauflagen
Gerade in Innenstadtlagen begrenzt die TA Lärm die zulässige Schallimmissionsprognose auf 40 dB(A) nachts. Schalldruckarme Axialventilatoren mit variabler Drehzahl sowie mehrstufige Schalldämpfer reduzieren die Emissionen. Bei Luftwärmepumpen ist eine Positionierung auf Dachflächen mit Schallschutzhauben üblich; Grundwasser- oder Erdwärmesysteme entfallen hingegen fast vollständig auf Gebäudeinnengeräte, was Genehmigungen erleichtert. Für Genehmigungsanträge gemäß BayImSchG verlangt die Stadt München mittlerweile eine validierte 3D-Schallausbreitungsberechnung.
Brandschutz und Schnittstellen zur Lüftung
Kombinierte Heiz- und Kühlsysteme berühren mehrere Gewerke. Insbesondere die Integration in Lüftungszentralen erfordert Brandschutzklappen mit Betriebsgrenztemperaturen bis 80 °C, damit die Kühlfunktion im Brandfall abgeschaltet werden kann, ohne das Gesamtsystem zu blockieren. Die Bayerische Bauordnung sieht für Rohrdurchführungen in F-90-Decken zugelassene Systemabschottungen vor; Pressfittings mit Zulassung Z-42.1-xxx sind daher Standard.
Wartungs- und Servicekonzept
Durch die Zusammenlegung zweier Anlagentypen entsteht ein gebündelter Wartungsterminplan. Prüfzyklen nach VDMA 24186 Teil 4 schlagen bei reversiblen Wärmepumpen halbjährlich an, während Kühlkreisläufe nach F-Gas-Verordnung mindestens einmal pro Jahr auf Dichtheit zu prüfen sind. Condition-Monitoring mit Öl-Partikel-Sensoren und vibroakustischer Analyse identifiziert Lagerschäden frühzeitig. Auswertungen aus drei Münchner Objekten zeigen eine Reduktion ungeplanter Stillstände um 35 % gegenüber konventionellen Wartungskonzepten.
Life-Cycle-Kosten und Amortisation
Die Gesamtbetrachtung in € /(m²·a) beweist den Vorteil der Systemkopplung: Kapitaldienst, Energie und Instandhaltung liegen in Referenzgebäuden bei durchschnittlich 17 €/m². Separate Heiz- und Kälteerzeugung verursacht rund 23 €/m². Der Mehrinvest von durchschnittlich 65 €/m² BGF amortisiert sich somit in 6–8 Jahren. Reinvestitionsanalysen nach 15 Jahren zeigen, dass modulare Wärmepumpenkaskaden günstiger modernisiert werden können als zentrale Kältemaschinen mit Kältemittel R-134a oder R-410A.
Zukunftstrends und Innovationen
Der Markt bewegt sich in Richtung natürlicher Kältemittel wie Propan (R-290) und CO₂ (R-744). Hersteller bieten bereits serienreife Geräte bis 350 kW Heizleistung mit GWP < 10 an. In Kombination mit Photovoltaik und Batteriespeichern sind voll regenerative Betriebsarten erreichbar, die den Primärenergiebedarf faktisch auf Strom aus erneuerbaren Quellen begrenzen. Zudem werden hybride Kühldecken mit Kapillarrohrmatten zunehmend als Flächenverteilsystem eingesetzt, da sie geringe Vorlauftemperaturen ermöglichen und damit den COP der Wärmepumpe verbessern.
Genehmigungs- und Förderpraxis in Bayern
Für Systeme über 50 kW Kälteleistung ist eine Anzeige nach § 15 BImSchG erforderlich, wenn synthetische Kältemittel zum Einsatz kommen. In Förderverfahren der BEG-EM reicht ein hydraulischer Abgleich, ergänzt um das Fachunternehmer-Bestätigungsformular 410 nach BAFA. In der kommunalen Praxis beschleunigt eine Voranfrage bei den Stadtwerken München den Prozess, da Netzrückwirkungen durch Lastverschiebung bewertet werden. Für bivalente Anlagen dürfen Contractoren die Spitzenlastkessel im Blended-Tarif abrechnen; das Bayerische Finanzministerium erkennt diese Kosten als betrieblich sofort absetzbar an.
Praxisbeispiel Produktionshalle im Münchner Norden
Ein Industriebetreiber mit 6 000 m² Fertigungsfläche setzte auf eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe in Kombination mit Wärmerückgewinnung aus Prozessabluft. Das System deckt 85 % der jährlichen Heizenergie und 100 % der Kühlenergie. Die Temperaturschwankung im Produktionsbereich liegt bei maximal ±1 K. Nach zwei Betriebsjahren belegen Messdaten einen spezifischen Endenergieverbrauch von 92 kWh/(m²·a) – 48 % unter dem Ausgangswert.
Empfehlungen für Ausschreibung und Vergabe
Leistungstexte sollten nach DIN 276 gegliedert werden, um klare Kostengruppen abzubilden. Besonders wichtig ist eine technologieoffene Formulierung, die sowohl Luft- als auch Wasserquellen zulässt. Im Vergabegespräch sollte der Bieter einen Jahresnutzungsgrad (SCOP/SEER) vorlegen, berechnet nach EN 14825 für Münchner Klimadaten. Ein Bonuskriterium kann die Verwendung von natürlichen Kältemitteln darstellen und zehn Prozent der Wertung ausmachen.
Digitale Monitoring-Plattformen
Nach Inbetriebnahme ermöglicht eine cloudbasierte Plattform den Vergleich von Soll- und Ist-Energiekennwerten. Betriebsdaten werden im 5-Minuten-Takt über Modbus-TCP übertragen. Dashboards liefern Verantwortlichen Kennzahlen wie Primärenergiefaktor und CO₂-Intensität in Echtzeit. Bei Abweichungen löst das System automatische Tickets aus, die den Servicepartner benachrichtigen. Erfahrungen zeigen, dass der zusätzliche Software-Service die Betriebskosten um rund 0,60 €/m² anhebt, aber durch Effizienzgewinne überkompensiert.
Sicherstellung der Taxonomie-Konformität
Die EU-Taxonomie fordert einen Primärenergiebedarf von mindestens 10 % unter den nationalen Schwellenwerten. Ein Mess-, Steuer- und Regelpaket, kombiniert mit einem Monitoring-Nachweis, erfüllt diese Vorgabe. Zusätzlich wird ein Energieaudit nach DIN EN 16247-1 empfohlen, da Förderstellen wie die LfA-Förderbank Bayern dies als qualifizierende Maßnahme akzeptieren.
Fazit: Kombinierte Heiz- und Kühlsysteme erhöhen Effizienz, senken Betriebskosten und erleichtern die Einhaltung künftiger Regulierungen. Entscheider profitieren von integrierter Planung, bivalenter Ausführung und digitalem Monitoring. Für Neubau und Sanierung in München bedeutet dies kürzere Amortisationszeiten und höhere Taxonomie-Sicherheit.
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