Verbundvorhaben WESPE

Was den Wärmepumpenausbau bremst - und was wirklich hilft

Wie sich Luft-Wasser-Wärmepumpen schneller einbauen lassen, haben der Zentralverband Sanitär Heizung Klima (ZVSHK), die Fraunhofer-Institute für Bauphysik (IBP) und für Solare Energiesysteme (ISE), der Handwerksbetrieb Schramm und die Innung SHK Berlin im Projekt WESPE untersucht. Begleitet von 15 Handwerkern sowie 14 Herstellern, Großhändlern und Softwareanbietern haben sie Einbauzeiten gemessen, Werkzeuge und Vorfertigung getestet und eine App zur digitalen Erfassung und Planung entwickelt. Projektleiter Matthias Thiel zieht Bilanz.

Wo liegen nach Ihren Ergebnissen die größten Hebel, um Wärmepumpen schneller und mit weniger Personalaufwand einzubauen?

In der physischen wie in der digitalen Welt. Auf der Baustelle sind es einfache Werkzeuge wie der elektrische Rohrabschneider. Viele Testbetriebe haben ihn direkt angeschafft, weil er sich schnell und praktikabel in die Arbeitsabläufe integrieren lässt. Solche Werkzeuge könnten Hersteller künftig auch mitliefern. Außerdem können externe Dienstleister Monteure entlasten, indem sie Fertigfundamente für die Außenaufstellung der Wärmepumpe liefern, Hauseinführungen durchführen oder die Altanlage entsorgen. Den größten Effekt hat die Vorfertigung, unter anderem bei vorgefertigten Hydraulik-Einheiten und vormontierten Elektroverteilern. Dort liegt das größte physische Einsparpotenzial. Im Büro liegt der Hebel in einer durchgängig digitalen Vorbereitung der Baustelle – sie entscheidet darüber, wie reibungslos der Einbau läuft.

Welche Flaschenhälse, also Schwachstellen im Prozess, haben sich darüber hinaus gezeigt?

Der Wärmepumpeneinbau ist eine gewerkeübergreifende Aufgabe. SHK- und Elektro-Betrieb müssen sich abstimmen – beim Einbau einer Gastherme ist das beispielsweise nicht so notwendig. Diese Koordination ist für viele Betriebe eine Herausforderung. Der entscheidende Punkt ist deshalb die Vorbereitung: Wer im Büro sauber erfasst, plant, berechnet, Material bestellt und den Monteureinsatz organisiert, vermeidet auf der Baustelle Leerlauf oder auch Nachbesorgungen, weil Dinge fehlen. Das Büro ist der Schlüssel für eine effiziente Baustelle.

In der digitalen Vorbereitung sehen Sie einen entscheidenden Hebel. Welche Rolle spielen dabei digitale Workflows und durchgängige Daten?

Eine zentrale – und genau hier liegt das größte Defizit. Erfassung, Planung, Berechnung, Angebot und Baustellenplanung laufen im Handwerk bislang selten durchgängig digital. Ich habe dafür keine belastbare Zahl, aber ich schätze, dass 90 Prozent der Betriebe mit Medienbrüchen arbeiten, viele arbeiten auch noch auf Papierbasis. Jede manuelle Übertragung ist eine Fehlerquelle, die Zeit kostet.

Es gibt gute digitale Tools für die Baustelle, aber sie sind nicht immer kompatibel mit der etablierten ERP-Handwerkssoftware. Was häufig fehlt, sind dafür in der Software implementierte Standard-Schnittstellen und einheitliche verarbeitbare Formate. Es wäre wünschenswert, wenn das Handwerk ein Tool hätte, das alle Prozesse abdeckt. Es kann nicht sein, dass ein Handwerker eine Menge Apps auf seinem Smartphone hat, die er fragmentiert nutzen muss. Die von Fraunhofer ISE entwickelte Heat Pump „PlanAR“-App geht diesen Weg!

Im Projekt hat das Forschungsteam auch die Vorfertigungsansätze weiter untersucht. Wo liegen hier die Grenzen?

Das Fraunhofer IBP hat drei Grenzen identifiziert. Die organisatorische Grenze: Vorgefertigte Pakete müssen bestellt und logistisch abgewickelt werden – dafür gibt es beim Großhandel bisher kaum passende Angebote. Außerdem begrenzen Gewicht und Abmessungen vorgefertigter Einheiten den Transport.

Wirtschaftlich betrachtet sind externe Vorfertigungen zunächst einmal teuer für die Betriebe. Meine Einschätzung ist, dass Vorfertigung zu einer Serviceleistung von Industrie und Handel werden muss, die die Ware ohnehin liefern. Einzelne Betriebe richten sich dafür sogar eine Werkstatt ein, aber das ist nicht der Regelfall. Die Fraunhofer-Institute IBP und ISE sehen bei diesem Thema großes Potenzial für Folgeprojekte.

Wie weit lässt sich der Einbau standardisieren, vor allem angesichts unterschiedlicher Bestandsgebäude?

Bei der Datenbereitstellung und -übernahme ist eine Standardisierung möglich, unabhängig vom Gebäudetyp. Ein Beispiel ist das Herstellerformat VDI 3805, das die technischen Kennwerte für die Anlagenberechnung enthält. Das Fraunhofer ISE hat festgestellt, dass diese Daten weder zentral bereitgestellt werden noch vollständig sind.

Auf der Baustelle hingegen bleiben sicherlich Unterschiede, etwa zwischen Ein- und Mehrfamilienhäusern, auch wenn sich viele Schritte wiederholen und gespiegelt werden könnten. Hierzu gibt es das Forschungsprojekt MAMMUT, in dem der Wärmepumpeneinbau in Mehrfamilienhäusern untersucht wird. Hier werden wir auch die WESPE-Ergebnisse einbringen.

Welche Ergebnisse können Sie einem SHK-Betrieb schon heute an die Hand geben?

Einfache Werkzeuge einsetzen, vorhandene Planungsberechnungssoftware konsequent nutzen – und den WESPE-Check unter shk-wespe.de machen. Das ist unser Fitness-Check mit konkreten Tipps für alle Phasen – vom Kundengespräch bis zur Installation - sowie eine Wissensplattform für das Handwerk. Damit kann jeder Betrieb sofort anfangen. Wer wesentlich effizienter werden möchte, kommt allerdings an einer durchgängigen Digitalisierung seiner Abläufe nicht vorbei.

Die Heat Pump PlanAR-App des Fraunhofer ISE bündelt verschiedene Arbeitsschritte des Planungs- und Installationsprozesses in einer einzelnen Anwendung. Der Software-Prototyp ist ein Ergebnis des Verbundprojekts WESPE. Nun soll die Anwendung gemeinsam mit interessierten Softwareunternehmen weiterentwickelt und auf den Markt gebracht werden.

Wir versuchen zudem, eine Schnittstelle zu unserer Heizungs-Berechnungssoftware ZVPLAN zu schaffen, die von mehr als 8.000 Handwerkern genutzt wird.

Wo sehen Sie weiteren Forschungs- und Handlungsbedarf, um den Wärmepumpenhochlauf effizienter, wirtschaftlicher und mit den verfügbaren Fachkräften bewältigen zu können?

Bei der industriellen Vorfertigung, bei einheitlichen Datenformaten und -qualitäten und bei der Kompatibilität von Softwaretools auf der Baustelle mit dem ERP-System des Handwerkers.

Zudem werden wir unsere zentrale Datenplattform „Open Datapool“ um eine VDI-3805-Dateninfrastruktur verlässlich ergänzen, und untersuchen im Forschungsprojekt MEISTERWÄRME, wie Künstliche Intelligenz das Service- und Wartungsgeschäft im Heizungssektor unterstützen kann.

Das Interview führte Anja Nolte, Wissenschaftsjournalistin beim Projektträger Jülich.