Wärme aus der Tiefe für denkmalgeschütztes Gutshaus

Im Dorf Lehnenhof/Biendorf herrscht ländliche Idylle pur. Alles verläuft hier etwas verlangsamt – ideale Bedingungen für eine Seniorenresidenz. Umgeben von viel Grün, naher Ostsee und gesunder Meeresluft entstehen hier im denkmalgeschützten Gutshaus 23 Appartements für betreutes Wohnen. Das Gebäude steht seit über 100 Jahren an diesem herrlichen Fleck. Baumeister und Architekten Paul Korff (1875–1945) entwarf es 1912/1913 für den Gutsherrn Otto Edmund Weihe. Nach ihm siedelten sich in der Umgebung immer mehr Menschen an. Heute zählt die Gemeinde etwa 1.300 Einwohner.

Korff, in Laage geboren, gestaltete zahlreiche unterschiedlichste Bauten in seiner norddeutschen Heimat. Gutshäuser, Herrensitze, Wohn- und Kaufhäuser gehören in sein Repertoire. Auch die Ideen für das Schloss in Bellin, die Rostocker Bank (heute Deutsche Bank), die Empfangshalle des Rostocker Hauptbahnhofes oder das Hotel Am Alten Strom in Warnemünde lieferte der Architekt. Zu DDR-Zeiten diente das Gutshaus Lehnenhof als Pflegeheim und blieb nach der Wende über zwanzig Jahre ungenutzt. Ein Abriss jedoch kam niemals in Frage. Denn der zweigeschossige, elfachsige Putzbau mit Sockelgeschoss, dreigeschossigem Mittelrisalit und Mansarddach steht unter Denkmalschutz. Schließlich kaufte im Jahr 2018 der Kröpeliner Bauunternehmer Mirko Fedtke das mittlerweile stark sanierungsbedürftige Gebäude und ließ es für 1-Zimmer-Apartments mit Wohnflächen von 28 bis 40 m² herrichten – samt Installation einer neuen Fußbodenheizung. Die war entscheidend für die neue Wärmeversorgung mittels einer Sole/Wasser-Wärmepumpe.

Senkung der extremen Betriebskosten nötig

Die Planung für die gesamte Modernisierung vom Keller bis zum Dach, einschließlich Heizungstausch, übernahm das Team um Geschäftsführer Volker Tyc der Öko-Hus Planungs- und Entwicklungsgesellschaft mbH, Jörnstorf. Sein Unternehmen hat sich u. a. auf Sondenbohrungen und die Installation von Erdwärmepumpen spezialisiert. Seit 25 Jahren bevorzugt er bei seinen Planungen regenerative Energien, vor allem im Sanierungsbereich. Volker Tyc: „Bei diesem spannenden Projekt Lehnenhof stand für uns zuerst die Frage: Wie bekommen wir dieses schöne 1.900 m² große Gebäude effizient und wie halten wir dabei den Denkmalschutz ein?“

Planer Volker Tyc, Geschäftsführer der Öko-Hus Planungs- und Entwicklungsgesellschaft mbH, Jörnstorf Bild: Bärbel Rechenbach

Das Haus beherbergte während der Sanierungszeit Bauleute und verursachte jährlich exorbitante Betriebskosten für die Heizung mit einem 120 kWh Ölkessel. Bei einem Jahresverbrauch von 25.000 bis 30.000 l Öl für 1.400 m² Heizfläche und einem Stromverbrauch von jährlich 1 Mio. kWh musste also dringend eine vernünftige Alternative für die Wärmeversorgung her.

Nach reiflichen Überlegungen und einer Analyse vorhandener Gebäudedaten schlug Volker Tyc in Abstimmung mit der Wasserbehörde des Landkreises Rostock, dem Bergamt Stralsund (Zustimmung nach § 127 BbergG für Bohrungen über 100 m) sowie der Denkmalschutzbehörde vor, Erdwärme zu nutzen. „Es war durchaus nicht so einfach, die Genehmigungen dafür zu erhalten. Immer noch wird in den Behörden argumentiert, Sole und Bohrung seien zu teuer. Leider haben meiner Meinung nach auch die Herstellerfirmen mit dazu beigetragen, die Luft als das Wärmemedium zu propagieren. Gerade in der Sanierung, vor allem bei größeren Anlagen, halte ich diese Verkaufsargumente für falsch. Größtes Hemmnis für den Einsatz von Wärmepumpen generell ist eindeutig der hohe Strompreis! Da ist die Politik gefordert. Dann würden sich auch Fördergelder erübrigen.“

Der Ingenieur ist überzeugt davon, dass in Mecklenburg-Vorpommern Erdwärme erheblich die Wärmewende forcieren und zum zukünftigen Heizstandard werden könnte. Wichtig sei allerdings immer vorab eine fundierte Beratung mit allen Beteiligten.

Wie wissenschaftliche Untersuchungen der Fraunhofer und Helmholtz-Gesellschaften ergaben, könnten allein in Mecklenburg-Vorpommern etwa 60 % der Wohnungen mit Erdwärme versorgt werden. Denn nahezu das gesamte norddeutsche Becken wird von einem 205 Mio. Jahre altem Rinnensystem mit heißem Wasser durchzogen. Die konstante Wärme in 100 m beträgt hier etwa 10–12 °C. Schon zu DDR-Zeiten nutzte man diesen natürlichen Schatz und sammelte bei Erkundungen viele Erfahrungen mit der Tiefenwärme. Die erste mitteltiefe Geothermieanlage Deutschlands im Megawatt-Leistungsbereich arbeitet z. B. seit 1984 in Papenberg bei Waren an der Müritz und versorgt über das Fernwärmenetz nach wie vor fast 2.000 Wohnungen.

Einbau der Erdsonden unterliegt strengen Richtlinien

Das Einbringen der Erdsonden in den typisch steinigen Boden der Region verlief unproblematisch. Die Bohrungen dafür erledigte die Celler Brunnenbau GmbH mit ihrer langjährigen Fachkompetenz.

Zum Einsatz kam eine umweltschonende Rotary Druckspülbohrung mittels rotierender Bohrgestänge. Seit 2019 gilt für Erdbohrungen die DIN 19639 Bodenschutz bei Planung und Durchführung von Bauvorhaben. Darin werden die gesetzlichen Vorgaben zum Verhindern schädlicher Bodenveränderungen bei Baumaßnahmen konkretisiert. Im stofflichen wie im bodenchemischen Bereich wird sie durch DIN 19731 ergänzt und ist gemeinsam mit DIN 18915 anzuwenden.

In Lehnenhof wurden mittels Doppel-U-Rohren aus Polyethylen 13 Sonden als geschlossenes System eingelassen. Das heißt: pro Bohrloch wurde zwei Rohrpaare verwendet. Die Bohrlöcher wurden mit einer erstarrungsfähigen Suspension verfüllt und abgedichtet. Mittels dieser Ringraumverfüllung stabilisieren sich die Sonden und können dann über direkten Kontakt zum Untergrund Wärme aufnehmen und an die Wärmepumpe weiterleiten. Wie lange und effizient eine Sonde funktioniert, hängt bekanntlich davon ab, wie korrekt die Zementation (VDI-Richtlinie 4640, Blatt 2) ausgeführt wurde.

Aufbau einer Sole/Wasser-Wärmepumpenanlage Bild: Volker Tyc/Weishaupt Niederlassung Rostock

Funktion der Sole/Wasser Wärmepumpe

Volker Tyc erklärt weiter, was sich im neuen Heizkreislauf abspielt: Als Wärmeträger fungiert Wasser, versetzt mit einem Frostschutzmittel (Monoethylenglykol). Dieses Wasser zirkuliert in den Sonden, nimmt dabei die Energie aus dem Erdreich auf und transportiert diese an die Sole/Wasser-Wärmepumpe vom Typ WWP S75 ID. Deren Leistung beträgt 73,5 kW. Die wiederum leitet die Wärme gleichmäßig in die Fußbodenheizung weiter. Der Ingenieur weist darauf hin, dass konsequent darauf geachtet wurde, die Fußbodenheizung mit einer Vorlauftemperatur 35/28 Vorlauf/Rücklauf versorgt werden kann. Auf diese Weise lässt sich der Pumpenbetrieb wirtschaftlich gestalten.

Von Vorteil für die künftigen Bewohner ist der geräuscharme Betrieb dieser modernen Sole/Wasser-Wärmepumpe, da sie ein isoliertes Metallgehäuse besitzt. Eine integrierte Körperschallentkopplung mit frei schwingender Verdichter-Grundplatte gestattet zudem den direkten Anschluss an das Heizsystem.

Günstige Platzverhältnisse im Keller ermöglichten einen unkomplizierten Einbau der Wärmepumpenanlage. Bild: Bärbel Rechenbach

Das Erdreich kann sowohl als Wärmespender als auch als -speicher dienen. Bei sommerlichen Temperaturen wird die Gebäudewärme im Untergrund gesammelt und im Winter wieder fürs Heizen freigegeben. Der geringe Primärenergiebedarf spricht für sich. 80 % liefert das Erdreich kostenlos. 20 % reichen für den Antrieb der Wärmepumpe aus. Dabei wird diese Energie komplett in Wärme umgewandelt und an das Heizsystem abgegeben. „Mit einer optimalen Jahresarbeitszahl von 5,2 beweist die Sole/Wasser-Wärmepumpe der Firma Weishaupt ihre Effizienz“, bestätigt Tyc.

Anschluss der Bohrungen an den Verteilerschacht Bild: Volker Tyc

Eine zusätzliche Warmwasser-Wärmepumpe der baden-württembergischen Firma, sorgt für warmes Wasser, auch für das geplante Friseurgeschäft im Gebäude.

Kostenersparnis überzeugt auch im Denkmalschutz

Über die Erdsonden sind mittlerweile wieder viel Gräser, Sträucher und Blumen gewachsen. Auf der Grünanlage vor dem Gutshaus erinnert nichts mehr an die Bohreinsätze. Das kernsanierte Gutshaus entspricht heute nach der Sanierung dem KfW Effizienzhaus Denkmal 160 Standard, gemäß Energieeinsparverordnung (EnEV) von 2014.

Die denkmalgeschützte Sanierung im Innenraum verbindet alt und neu. Bild: Bärbel Rechenbach

Das heißt: Im Vergleich zum Neubau mit einem Jahresenergiebedarf von etwa 100 kWh/m² genügen bei einem Gebäude unter Denkmalschutz bereits 160 kWh. Die Ölheizung im Gutshaus verbrauchte vor der Sanierung jährlich 1 Mio. kWh. Heute sind es nur noch 400 kWh im Monat – ein Ergebnis, das in Mecklenburg-Vorpommern Schule machen sollte. Immerhin würden sich hier laut Wirtschaftsministerium etwa 90 Gemeinden für eine so genannte mitteltiefe Erdwärmenutzung eignen.