Sinkende Nebenkosten – für Wasser und Energie

Grauwasseraufbereitung mit Wärmerückgewinnung für 399 Studenten-Apartments in Berlin-Pankow. Die Reinigung des Grauwassers geschieht im Wirbelbettverfahren, einem vollautomatischen, mehrstufigen und geschlossenen Recycling-Prozess, ohne chemische oder biologische Zusätze.
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Strombedarf und Wärmeausbeute an 10 Tagen im Mai 2022, während erst 40 % der 399 Apartments belegt sind. Die Werte der gelben Kurven links in kWh/d belegen einen 5-fach höheren Wärmeoutput gegenüber der eingesetzten Elektro-Energie. Die schwarze Kurve zeigt dieses Verhältnis mit ca. 500 % rechts an.
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Strombedarf und Wärmeausbeute an 10 Tagen im Mai 2022, während erst 40 % der 399 Apartments belegt sind. Die Werte der gelben Kurven links in kWh/d belegen einen 5-fach höheren Wärmeoutput gegenüber der eingesetzten Elektro-Energie. Die schwarze Kurve zeigt dieses Verhältnis mit ca. 500 % rechts an.

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Wassereinsparung an 10 Tagen im Mai 2022, während erst 40 % der 399 Apartments belegt sind. Statt 23 m³ pro Tag werden nur 15 m³ Trinkwasser gebraucht, da 8 m³ Betriebswasser aus Grauwasser gewonnen und für die Toilettenspülung verwendet werden. Das ist eine Einsparung von 35 %.
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Wassereinsparung an 10 Tagen im Mai 2022, während erst 40 % der 399 Apartments belegt sind. Statt 23 m³ pro Tag werden nur 15 m³ Trinkwasser gebraucht, da 8 m³ Betriebswasser aus Grauwasser gewonnen und für die Toilettenspülung verwendet werden. Das ist eine Einsparung von 35 %.

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Es gibt innovative Lösungen, die Mietnebenkosten deutlich zu senken. Doch warum sollen Hausbesitzer investieren, wenn nur die Bewohner profitieren? Ein im Jahr 2021 in Berlin fertiggestellter Wohnungsbau mit 399 Apartments für Studenten liefert eine Antwort.

Großes Wärmeleck in der Gebäudetechnik nachgewiesen

Die Entwicklung des Grauwasser-Recycling wurde als Maßnahme des Wassersparens durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) mehrfach gefördert. Zum Tag des Energiesparens am 5. März 2022 forderte sie in einer Pressemitteilung (1) dazu auf, Wärmelecks in der Gebäudetechnik zu schließen und insbesondere die Potentiale des häuslichen Abwassers besser zu nutzen. Denn über das nur 150 Millimeter enge Abwasserrohr entweiche mehr Energie als über die gesamte Außenhülle eines gut gedämmten Mehrfamilienhauses.

„Eine dezentrale Wärmerückgewinnung aus häuslichem Abwasser kann also enorm viel Energie und Geld sparen“, sagte DBU-Generalsekretär Alexander Bonde. „Außerdem erwärmen sich Städte weniger, der Ausstoß des Treibhausgases Kohlendioxid (CO₂) wird vermindert. Beides dient dem Klimaschutz.“ Hinzu kommt: Wenn das Abwasser aus Badewanne, Dusche, Handwaschbecken sowie Wasch- und Geschirrspülmaschinen noch gereinigt und für die Toilettenspülung genutzt wird, kann erheblich Trinkwasser eingespart werden.

Doch daraus wird wohl nichts, ohne ein starkes Signal aus der Politik. Alleine durch private Initiative ist in dem durch Kostensteigerungen gebeutelten Wohnungsbau ein schnell wirksamer und flächendeckender Erfolg nicht zu erwarten. Immerhin wurde das sehr effektive und technisch wenig komplizierte Grauwasser-Recycling inklusive Wärmerückgewinnung bereits 2012 von der DBU gefördert und dokumentiert: In einem Mehrfamilienhaus am Arnimplatz in Berlin wird seither Abwasser aus Badewannen und Duschen über einen Wärmetauscher geführt, um das mit 10 °C kalte Trinkwasser auf 25 °C vorzuwärmen. Anschließend wird es mit einem Blockheizkraftwerk auf mehr als 60 °C Endtemperatur erhitzt. Die gesparte Energie entspricht etwa einem Fünftel des Wärmebedarfs für Warmwasser.

Weiter wurde festgestellt, dass in öffentlichen und privaten Gebäuden etwa 40 Prozent des Gesamtenergieverbrauchs für Heizung, Warmwasser und Beleuchtung verwendet werden. Dies sind fast 20 Prozent des gesamten Kohlendioxid-Ausstoßes in Deutschland (2). Von den 40 Prozent entfällt mehr als die Hälfte auf Wohngebäude – und damit ein beachtlicher Teil auf die Trinkwassererwärmung (3).

Eindrucksvolle 399 Apartments in Berlin-Pankow

Ein Sieb befreit das warme Grauwasser aus den Duschen von störenden Stoffen, bevor ihm nach dem 3-stufigen Grauwasserpuffer (rechts vorne) zum ersten Mal die Wärme entzogen wird.
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Das ist Haustechnik im Weltklasseformat. Im internationalen Vergleich liegen Deutschland und England bei Wasserrecycling im Wohnungsbau vorne. Wird dabei noch Wärme in einer Dimension wie hier zurückgeholt, nimmt das Projekt weltweit einen Spitzenplatz in der Kategorie „völlig ohne Komfortverlust für die Bewohner“ ein. Mit der 7-geschossigen Apartmentanlage für Studenten ist der landeseigenen Berlinovo Immobilien Gesellschaft mbH ein großer Wurf gelungen.

Generalunternehmerin war die Lechner Immobilien Development GmbH, Teil der Lechner Group. Das Frankfurter Unternehmen wurde bereits 2018 mit dem 1. Rang im Bundeswettbewerb „Serielles und Modulares Bauen“ ausgezeichnet. Die Module für das Objekt in Berlin-Pankow wurden nach 90-prozentiger Vorfertigung in der Deutschen Modulhausfabrik GmbH (4), einem weiteren Teil der Lechner Group, teilmöbliert auf die Baustelle gebracht und montiert. So konnte z. B. das zweite Leitungsnetz für die Sammlung von Grauwasser und die Verteilung von Betriebswasser bei der Entwicklung im Herstellerwerk in die Leitungsschächte der Modultypen optimal integriert werden.

Überwiegend sind es 1-Zimmer-Wohnungen mit 16 m² Fläche, einige der 399 Apartments haben doppelte Größe und werden an 2-Personen Wohngemeinschaften vermietet, insgesamt 442 Bewohner. Nutzungsart und Bewohnerdichte sind mit der eines Hotels vergleichbar. Damit ist, bezogen auf die Gesamtfläche des Gebäudes, der Trinkwasserbedarf sehr hoch.

Das heißt, Wassersparmaßnahmen machen nicht nur Sinn, sie zahlen sich auch aus – vor allem wenn gleichzeitig Wärme zurückgewonnen wird – und die Bewohner keinerlei Einschränkungen spüren. Die täglich anfallende Abwassermenge aus den Duschen und Handwaschbecken (Grauwasser) ist hier höher als der tägliche Bedarf für die Toilettenspülungen. Und das ist unabhängig vom Grad der Belegung des Hauses. Vorteil: Es reichen relativ kleine Vorratsspeicher aus, da schnell und ausreichend mit „Nachschub“ zu rechnen ist.

Auch muss die zurückgewonnene Wärme nicht lange zwischengespeichert werden. Insgesamt also ideale Verhältnisse für ein rentables Recycling (5). Der Überschuss an aufbereitetem Grauwasser, Betriebswasser genannt, wird als Abwasser abgeleitet, da kein weiterer Bedarf besteht. Es könnte zur Bewässerung von Außenanlagen oder Gründächern oder für Waschmaschinen genutzt werden.

Bewohner sparen viel, ohne es zu merken

In die Behälter der Wirbelbettreaktoren wird von unten Luft zugeführt, um die biologische Wasserreinigung zu beleben. Dabei sich absetzende partikuläre Substanzen werden mechanisch ausgeschleust. Oben an den Behältern erfolgt der Druckausgleich mit Abluftrohren.
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Da Studenten nur für kurze Zeiträume eine Unterkunft benötigen, rechnet Berlinovo eine monatliche Brutto-Warmmiete ab, welche Nebenkosten wie Warm- und Kaltwasser sowie Abwasser pauschaliert beinhaltet. Durch die finanziellen Einsparungen bei Wasser (für Toilettenspülung) und Energie (für die Warmwasserbereitung mit Fernwärme) hat die Bauherrschaft als Vermieterin den Vorteil, gegenüber Wettbewerbern ihre Apartments günstiger anbieten zu können.

Dazu kommt die attraktive Möglichkeit, die Grauwasseraufbereitung in der Planungsphase zum Erreichen eines höheren Energiestandards, hier z. B. BEG-Effizienzhaus 55, anzusetzen. Ist damit ein Zuschuss verbunden, darf der zum Teil in die Amortisation der Grauwasseranlage eingerechnet werden. Außerdem bleibt, selbst wenn das Gebäude nicht auf Nachhaltigkeit zertifiziert ist, eine deutliche Verkehrswerterhöhung für mehrere Jahrzehnte, denn kontinuierlich, ohne dass die Bewohner etwas davon merken, bleiben die Betriebskosten niedrig.

Schon zu Beginn der Belegung mit 40 % Bewohner erwirtschaftete die Anlage fünf Mal mehr Energie, als zum gesamten Betrieb des Recyclings erforderlich. Das spart bei der Trinkwassererwärmung stetig 20 % Energie. Und pro Person ist der Frischwasserbedarf um 30 % gesunken, damit die Trink- und Abwassergebühren. „Eine detaillierte Auswertung der tatsächlichen Einsparungen wird nach einem Jahr Regelbetrieb bei voller Belegung des Hauses erfolgen, voraussichtlich in der 2. Jahreshälfte 2023“, sagt Erwin Nolde. Er ist geschäftsführender Gesellschafter bei „Nolde – innovative Wasserkonzepte GmbH“ und Planer dieser Anlage.

Faktencheck für Investoren und Planer

Probenahme im Technikraum durch den Planer Erwin Nolde. Das Betriebswasser aus dem aufbereiteten Grauwasser ist weder durch Geruch noch Optik vom Trinkwasser zu unterscheiden. Es passiert zum Abschluss der Reinigung einen Sandfilter und die UV-Desinfektion. Verwendung hier: Toilettenspülung.
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Grauwasserertrag, enthaltene Wärmeenergie sowie Betriebswasserbedarf unterliegen nutzerbedingt und jahreszeitlich Schwankungen. Die Anlagenplanung muss deshalb objektspezifisch von einem erfahrenen Büro durchgeführt werden. Doch welche sind die geeigneten Objekte, wer die typischen Auftraggeber? Grauwasser-Recycling ist insbesondere dort lukrativ, wo viele Bewohner in mehrgeschossigen Gebäuden untergebracht sind; zum Beispiel in Hotels, im mehrgeschossigen Wohnungsbau oder in Wohnheimen. Weitere Voraussetzungen für Wasserrecycling mit Wärmerückgewinnung:

frühe Einbeziehung der Idee in die Gebäudeplanung;

getrennte Erfassung von Grauwasser (aus Duschen und Badewannen, eventuell auch aus Waschmaschinen) und sonstigem Abwasser; beides gelingt am besten bei Neubau und Kernsanierung.

Die Auswertung realisierter Projekte mit den
rein biologisch arbeitenden Wirbelbettanlagen ergibt: Grauwasserrecycling mit Wärmerückgewinnung holt aus dem häuslichen Abwasser deutlich mehr Energie als zum Betrieb der Anlage benötigt wird.

Wohnheime und Hotels, die Wasser- und Energiekosten Ihren Bewohnern pauschaliert in Rechnung stellen, profitieren unmittelbar vom Grauwasser-
recycling, ohne dass Verhaltensänderungen der Bewohner erforderlich sind.

Die Betriebskosten bleiben dauerhaft niedrig, denn Fernüberwachung mit einer speziellen App erspart Anfahrten zur Inspektion. Außerdem kann damit ein verändertes Nutzerverhalten jederzeit festgestellt und der Anlagenbetrieb, falls erforderlich, sofort angepasst werden.

Die höchsten Wärmeerträge fallen erfreulicherweise in den Wintermonaten an, in denen das Trinkwasser besonders kalt ist und die Sonne weniger Erträge über Solarthermie und Photovoltaik bringt.

Der Platzbedarf für die Aufbereitungsanlage, meist im Untergeschoss eines mehrgeschossigen Gebäudes, beträgt nur ca. 0,1 Quadratmeter pro Bewohner, also kaum mehr als die Fläche eines DIN-A4-Blattes.

Die Investitionskosten liegen je nach Apartmentgröße bei 10 - 20 € pro Quadratmeter Wohnfläche. Sie amortisieren sich in wenigen Jahren, denn die Technik ist besonders wartungsarm. Der rasante Anstieg aktueller Energiepreise verkürzt die Amortisationszeit zusätzlich.

Die Investitionskosten (mit Ausnahme des doppelten Leitungsnetzes im Gebäude) entfallen, wenn die Wasser- und Wärmerückgewinnung im Contracting-Verfahren vergeben wird.

Im Wohnungsbau besteht großes Einsparpotential, bundesweit.

Sachverständigen- und Fachpressebüro Dipl. Ing. Klaus W. König

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Nolde – innovative Wasserkonzepte GmbH

www.nolde-partner.de