Wärmeverteilung planen Hamburg: Rohrnetz für Fernwärme

Das Wichtigste auf einen Blick

Was die Hausanlage von der Fernwärme erbt

Bei einem Fernwärmeanschluss in Hamburg gibt der Netzbetreiber Eckwerte vor, die das Rohrnetz im Haus einhalten muss. Betreiberin ist die Hamburger Energiewerke GmbH, und für Anschlüsse gelten deren Technische Anschlussbedingungen (TAB). Sie regeln den Anschlusswert und die Rücklauftemperaturbegrenzung.

Wer in Hamburg Wärmeverteilung plant, trifft auf einen gewachsenen Mix: Fernwärme in dicht bebauten Lagen, Wärmepumpen im Bestand und Kesselanlagen, die schrittweise ersetzt werden. Jede Quelle hat eigene Vorlauf- und Rücklauftemperaturen, und das Rohrnetz muss zu allen passen, die absehbar bleiben.

Der Rücklauf ist die Größe, an der sich Planungsfehler zeigen. Überhöhte Rücklauftemperaturen entstehen, wenn der hydraulische Abgleich fehlt, und niedrigere Rücklauftemperaturen machen die Fernwärmeabnahme günstiger. Deshalb beginnt die Planung bei den Anschlussbedingungen und erst danach bei den Rohrdimensionen.

Vorgaben vorab klären: Klimaschutzgesetz, Wärmeplan, Förderung

Vor der Auslegung klärt man, welche Wärmeversorgung am Standort vorgesehen ist. Klimaneutralität für ganz Hamburg ist das übergeordnete Ziel des Hamburgischen Klimaschutzgesetzes (HmbKliSchG).

Das Gesetz verpflichtet die Stadt zur kommunalen Wärmeplanung. Der Hamburger Wärmeplan zeigt, wo künftig Fernwärme, Wärmepumpen oder andere leitungsgebundene Wärmequellen verfügbar sind. Planer prüfen deshalb zuerst, welche Versorgungsoption am Standort gilt, bevor sie das Rohrnetz auslegen.

Rechtlich gilt zusätzlich das Gebäudeenergiegesetz. Die Anforderungen an die Wärmeverteilung selbst stehen in den Vorgaben des § 11 GEG. Dort geht es um den Betrieb der Anlage, um Verluste und um die Pflicht, unnötige Wärmeverluste zu vermeiden. Planer lesen diesen Paragrafen vor der Detailplanung.

In Hamburg können zusätzlich Förderprogramme der IFB Hamburg (Hamburgische Investitions- und Förderbank) in Anspruch genommen werden. Bei Förderprojekten prüft das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle die Umsetzung. Wer welche Bundesförderung vergibt, klärt die Frage nach der Zuständigkeit von BAFA und KfW.

Spreizung und Volumenstrom als Stellschraube

Die Spreizung, also der Temperaturunterschied zwischen Vor- und Rücklauf, bestimmt den Volumenstrom. Aus der Heizlast nach DIN EN 12831 und der geplanten Spreizung ergeben sich die Volumenströme je Strang. Je kleiner die Spreizung, desto mehr Wasser muss bei gleicher Leistung fließen.

Ein Beispiel aus der Auslegung zeigt den Effekt. Ein Netz mit 40 Kilowatt Heizlast und 20 Kelvin Spreizung braucht rechnerisch rund 1,7 Kubikmeter pro Stunde. Wird die Spreizung auf 10 Kelvin halbiert, verdoppelt sich der Volumenstrom, und die Rohrnennweite wächst.

Für Fernwärme ist das eine Planungsfrage mit Folgen. Wer die Spreizung im Haus klein hält, braucht größere Rohre und eine stärkere Pumpe. Wer sie groß wählt, spart Rohrquerschnitt, muss aber die Rücklaufvorgaben des Netzbetreibers einhalten. Beides lässt sich nur gemeinsam entscheiden.

Rohrnetz berechnen und dokumentieren

Die Rohrnetzberechnung folgt einem festen Ablauf von der Bestandsaufnahme bis zur Dokumentation. Zuerst steht die Bestandsaufnahme, dann das Strangschema mit Verteil- und Steigsträngen, Abzweigen und Übergabestellen, danach Werkstoff, Nennweiten und der Druckverlust des ungünstigsten Strangs.

Der Rohrwerkstoff beeinflusst das Ergebnis. Stahlrohr, Kupfer und Mehrschichtverbundrohr haben unterschiedliche Rauigkeiten und damit unterschiedliche Druckverluste. Ein Wechsel mitten im Netz verändert den Druckverlust spürbar. Der Werkstoff gehört deshalb in die Berechnung und nicht erst in die Ausführung.

Die Dokumentation ist kein Selbstzweck. Betreiber brauchen sie als Nachweis gegenüber Behörden und für spätere Umbauten. Wer später einen Strang ergänzt, findet nur mit vollständigen Unterlagen die richtigen Anschlusswerte. Wie ein Industriebau mit Kälteverbund dieselbe Rechnung führt, zeigt der Fall Heizung für Gewerberäume Stuttgart.

Abgleich und Pumpe: Rücklauf niedrig halten

Der hydraulische Abgleich verteilt die berechneten Volumenströme so, dass jeder Verbraucher die geplante Wassermenge erhält. Ohne ihn bekommen nahe Verbraucher zu viel Wasser, entfernte zu wenig. Die Folgen sind kalte Räume am Netzende und überhöhte Rücklauftemperaturen.

Für die Auslegung sind VDI 2073 (Hydraulische Schaltungen) und DIN EN 12828 (Planung von Warmwasser-Heizungsanlagen) die maßgeblichen Regelwerke. In der Praxis heißt das: Ventile an jedem Strang, Differenzdruckregler an kritischen Abzweigen und eine Einregulierung mit Messprotokoll. Die Einstellwerte gehören in die Dokumentation, nicht nur an das Ventil.

Die Pumpe folgt dem ungünstigsten Strang. Aus Druckverlust und Volumenstrom ergibt sich die Förderhöhe. Ein Sicherheitszuschlag von 10 bis 15 Prozent ist üblich, mehr führt zu Drosselverlusten. Drehzahlgeregelte Pumpen mit Differenzdruckregelung sind heute Standard, weil sie die Leistung an den tatsächlichen Bedarf anpassen.

Dämmung hält das Temperaturniveau im Netz

Die Dämmung wirkt doppelt: Sie senkt die Verteilverluste und hält das Temperaturniveau im Netz, was besonders bei Wärmepumpen mit niedriger Vorlauftemperatur zählt. Betroffen sind Leitungen für Heizung und Warmwasser, auch in unbeheizten Bereichen.

Für die Ausführung sind die anerkannten Regeln der Technik maßgeblich, etwa die Vorgaben des Zentralverbands Sanitär Heizung Klima zur Dämmung von Rohrleitungen. Üblich sind Dämmstärken nach den einschlägigen Normen, abhängig von Nennweite und Temperatur. Keine ungedämmten Armaturen, keine freiliegenden Befestigungen: So lautet der praktische Maßstab.

Beispiel: Bürogebäude in Hammerbrook auf Fernwärme umgestellt

Ein Bürogebäude in Hamburg-Hammerbrook mit rund 6.000 Quadratmetern Mietfläche wird saniert. Der Bestand: zwei Gaskessel, Einrohrheizung, ungedämmte Verteilleitungen im Keller, keine Einzelraumregelung. Der Eigentümer will auf Fernwärme umstellen und die Verteilung erneuern.

Die Finanzierung stützt sich auf die Bundesförderung für effiziente Gebäude, in diesem Fall über ein KfW-Programm für die Heizungsförderung. Die genauen Konditionen hängen vom Antragszeitpunkt und vom Programm ab. Förderfragen gehören deshalb an den Anfang der Planung, nicht an ihr Ende.

Der Betreiber profitiert doppelt: geringere Verteilverluste und niedrigere Rücklauftemperaturen, die wiederum die Fernwärmeabnahme günstiger machen. Die Dokumentation der Berechnungen bleibt im Technikraum, damit spätere Änderungen an den Strängen auf gesicherten Werten aufbauen können.

Häufige Fragen

Welche Rolle spielt Fernwärme in Hamburg?

In dicht bebauten Lagen ist sie eine zentrale Wärmequelle. Betreiberin des Hamburger Fernwärmenetzes ist die Hamburger Energiewerke GmbH. Rücklauftemperatur und Anschlussleistung richten sich nach den Technischen Anschlussbedingungen des Betreibers und bestimmen die Auslegung des Rohrnetzes.

Warum verdoppelt eine halbierte Spreizung den Volumenstrom?

Bei gleicher Leistung muss doppelt so viel Wasser fließen, um dieselbe Wärme zu transportieren. Deshalb wächst auch die Rohrnennweite.

Was zeigt der Hamburger Wärmeplan?

Er zeigt, wo künftig Fernwärme, Wärmepumpen oder andere leitungsgebundene Wärmequellen verfügbar sind. Das wird vor der Rohrnetzauslegung geprüft.

Wann ist ein hydraulischer Abgleich Pflicht?

Bei geförderten Anlagen und bei neu errichteten oder umfassend sanierten Netzen gehört er zum Standard. Er ist Voraussetzung für eine wirtschaftliche Pumpenauslegung.

Wie oft muss die Rohrnetzberechnung aktualisiert werden?

Immer, wenn sich Heizlast, Spreizung oder Netzstruktur ändern. Bei Umbauten ist eine neue Berechnung der betroffenen Stränge sinnvoll.