Wärmepumpe auf dem Dachboden: wann die Innenaufstellung unter dem Dach funktioniert

Dachboden, Keller oder außen: die Aufstellorte im Vergleich

Eine Wärmepumpe im Dachboden ist keine eigene Gerätegattung, sondern eine Innenaufstellung an einem ungewöhnlichen Ort. Das Gerät steht im Dachraum und saugt Außenluft über einen Kanal an, die abgekühlte Luft geht über einen zweiten Kanal wieder hinaus. Alles, was die Aufstellung schwierig macht, hängt an diesen beiden Kanälen und an der Tatsache, dass der Dachraum unbeheizt und die Decke darunter meist leicht ist.

Der ehrliche Befund vorweg: In den meisten Bestandsgebäuden ist die Außenaufstellung als Monoblock-Wärmepumpe günstiger und einfacher. Der Dachboden wird interessant, wenn kein Garten zur Verfügung steht, der Keller feucht oder zu niedrig ist oder die Abstandsflächen zum Nachbargrundstück eine Außenaufstellung praktisch ausschließen. Dann ist der Dachraum eine ernsthafte Option, aber eine, die sauber geplant werden muss.

Luftvolumenstrom und Kanalquerschnitt je kW

Das ist die Rechnung, an der die meisten Dachbodenprojekte kippen. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe entzieht der Außenluft Wärme, indem sie sie um etwa 4 bis 6 Kelvin abkühlt. Damit ein Gerät Wärme im zweistelligen Kilowattbereich liefert, muss es entsprechend viel Luft bewegen.

Als belastbarer Faustwert gelten rund 300 m³/h je kW Heizleistung. Der zweite Wert ist die Strömungsgeschwindigkeit im Kanal: Über etwa 3 m/s steigen Druckverlust und Strömungsgeräusch so stark an, dass die Anlage laut und ineffizient wird. Aus beidem folgt der Querschnitt.

Diese Querschnitte gelten je Kanal, und Sie brauchen zwei davon. Ein 10-kW-Gerät verlangt also zwei Öffnungen von je rund 0,28 m² durch die Dachhaut oder den Giebel. Das ist der Punkt, an dem viele Bauherren zum ersten Mal begreifen, worauf sie sich einlassen: Zwei Löcher von jeweils 60 cm Durchmesser in einem gedämmten Dach sind kein Nebenschauplatz, sondern die eigentliche Baumaßnahme.

Druckverlust ist die eigentliche Währung

Der Ventilator eines Innenaufstellungsgeräts bringt eine begrenzte externe Pressung mit, je nach Baureihe etwa 50 bis 150 Pa. Jeder Meter Kanal, jeder Bogen und jedes Wetterschutzgitter zehrt davon. Grobe Anhaltswerte für die Planung:

• Gerader Kanal: rund 0,5 bis 1,5 Pa je Meter bei 3 m/s.
• 90-Grad-Bogen mit großem Radius: etwa 5 bis 15 Pa je Stück.
• Wetterschutzgitter mit Insektenschutz: 15 bis 40 Pa, abhängig vom freien Querschnitt.
• Schalldämpferstrecke: 20 bis 60 Pa, je nach Länge und geforderter Dämpfung.

Als Orientierung: Rund 100 Pa zusätzlicher Druckverlust kosten je nach Ventilatorkennlinie ungefähr 2 bis 5 Prozent der Jahresarbeitszahl. Wer den Kanal über halbe Dachlänge legt und vier Bögen einbaut, verschenkt spürbar Effizienz. Halten Sie die Kanäle kurz und gerade, auch wenn das Gerät dadurch an einer weniger bequemen Stelle steht.

Zu- und Abluftführung über Dach oder Giebel

Für die Durchdringung gibt es zwei Wege, und sie unterscheiden sich in Aufwand, Optik und Risiko deutlich.

Führung über die Dachfläche

Die Kanäle gehen senkrecht durch die Sparrenlage nach oben und enden in Dachhauben. Das ist strömungstechnisch die kürzeste Lösung, verlangt aber je Durchdringung eine dichte Anschlussmanschette in der Dampfsperre, eine sauber eingebundene Unterspannbahn und eine regensichere Haube. Bei Ziegeldeckung sind Formstücke nötig, bei Blech- oder Bitumendächern Anschlussflansche. Fehler an dieser Stelle führen nicht zu schlechter Effizienz, sondern zu Feuchteschäden im Dachaufbau.

Führung über den Giebel

Zwei Kernbohrungen oder Aussparungen im Giebelmauerwerk sind meist die robustere Variante: senkrechte Wand, definierter Wetterschutz, kein Eingriff in die Dachhaut. Der Preis ist eine längere waagerechte Kanalstrecke im Dachraum und die Frage, wohin die kalte Abluft geht.

Der wichtigste Punkt in beiden Varianten ist der Abstand zwischen Ansaug- und Ausblasöffnung. Die Abluft ist um 4 bis 6 Kelvin kälter als die Umgebung. Saugt das Gerät sie teilweise wieder an, sinkt die Verdampfungstemperatur, die Leistungszahl fällt und die Anlage vereist früher. Halten Sie mindestens 2,5 bis 3 m Abstand ein oder legen Sie die Öffnungen auf gegenüberliegende Gebäudeseiten. Ein Ausblasen in Windrichtung des Ansaugpunkts ist die schlechteste aller Anordnungen.

Zeigt eine Öffnung zum Nachbargrundstück, ist die TA Lärm der Maßstab: In allgemeinen Wohngebieten gilt am maßgeblichen Immissionsort nachts ein Richtwert von 35 dB(A). Ein Ausblasgitter ist eine gerichtete Schallquelle, und ein Schalldämpfer in der Kanalstrecke ist dort meist Pflicht. Wie stark solche Maßnahmen wirken, zeigt unser Ratgeber zur Schallschutzhaube für Wärmepumpen.

Kondensat und Tauwasser im kalten Dachraum

Jede Luft-Wärmepumpe erzeugt Kondensat, weil sie die angesaugte Luft unter deren Taupunkt abkühlt. Im Garten versickert das Wasser in einem Kiesbett. Auf dem Dachboden steht es zunächst in einer Wanne, zehn Meter über dem nächsten Abwasseranschluss und in einem Raum, der im Winter Außentemperatur hat.

Aus diesen Zahlen folgen vier harte Anforderungen an die Ableitung:

• Gefälle: durchgehend mindestens 1 Prozent, besser 2 Prozent. Ein einziger Gegenanstieg im Dachraum sammelt Wasser, das dort gefriert und die Leitung verschließt.
• Frostsicherheit: Die Leitung muss so schnell wie möglich unter die Dämmebene, also in den warmen Bereich. Wo das nicht geht, ist ein selbstregelndes Heizband erforderlich, typisch 10 bis 15 W je Meter.
• Geruchverschluss: Der Anschluss an die Hausentwässerung braucht einen Siphon. Ohne ihn steht Kanalgeruch im Dachraum.
• Notüberlauf: Eine dichte Auffangwanne unter dem Gerät mit Leckagesensor kostet wenig und verhindert, dass ein verstopfter Ablauf die Zimmerdecke ruiniert.

Tauwasser an den Kanälen ist das zweite Problem

Im Winter führen beide Kanäle kalte Luft durch einen Dachraum, dessen Luft je nach Dichtheit der Geschossdecke feuchter ist als draußen. Auf der Kanalaußenseite fällt dann Tauwasser an, genau wie an einer kalten Wasserleitung im Sommer. DIN 4108-3 behandelt diesen Fall als Tauwasserschutz: Die Kanäle brauchen eine geschlossenzellige, diffusionsdichte Dämmung mit sauber verklebten Stößen, üblich sind 19 bis 32 mm. Eine offenzellige Mineralwolldämmung ohne dichte Kaschierung ist hier der klassische Planungsfehler, sie saugt sich voll und tropft.

Ebenso wichtig ist die Luftdichtheit der Geschossdecke. Jede undichte Durchführung transportiert feuchtwarme Raumluft in den Dachraum, wo sie an Kanälen, Sparren und Unterspannbahn kondensiert. Wer die Wärmepumpe nach oben stellt, sollte die Decke bei dieser Gelegenheit dicht bekommen.

Körperschall in die Decke und Schallschutz

Bei der Außenaufstellung ist Luftschall das Thema, weil der Nachbar zuhört. Auf dem Dachboden dreht sich das um: Der Luftschall bleibt weitgehend im Dachraum, aber der Verdichter regt die Decke an, und die überträgt die Schwingung als Körperschall direkt in die darunterliegenden Räume. Typischerweise liegt darunter ein Schlafzimmer.

Maßgeblich ist DIN 4109-1: Geräusche aus haustechnischen Anlagen dürfen in fremden schutzbedürftigen Räumen 30 dB(A) nicht überschreiten. Im eigenen Haus gilt das rechtlich nicht, wohnpraktisch aber genauso. Kritisch sind die tiefen Frequenzen des Verdichters zwischen etwa 30 und 120 Hz, die von leichten Holzbalkendecken schlecht gedämmt werden.

Die billigste und wirksamste Maßnahme steht in der vorletzten Zeile: Wählen Sie die Aufstellfläche über einem Flur, einem Bad oder einem Abstellraum, nie über dem Kopfende eines Bettes. Nachträglich lässt sich diese Entscheidung nicht mehr korrigieren, während Schwingungsdämpfer und flexible Anschlüsse jederzeit nachrüstbar sind. Wer noch grundsätzlich zwischen Standorten abwägt, findet in unserem Beitrag zur Wärmepumpe auf dem Dach die Variante mit dem Gerät außen auf der Dachfläche.

Statik, Aufstellfläche und Zugänglichkeit

Ein Innenaufstellungsgerät im Bereich 8 bis 12 kW wiegt leer meist 120 bis 250 kg. Kommt ein integrierter oder danebenstehender Speicher dazu, wird es schnell erheblich schwerer, denn 200 Liter Wasser sind allein 200 kg.

Die Zahlen sagen alles: Die Punktlast liegt um den Faktor drei bis acht über der Regelbelastung eines nicht ausgebauten Dachraums. Das heißt nicht automatisch, dass die Decke bricht, denn Bemessungswerte enthalten Reserven und die Last verteilt sich über eine Lastverteilungsplatte auf mehrere Balken. Es heißt aber, dass ein Tragwerksplaner die Decke ansehen muss, bevor irgendetwas bestellt wird. Bei Massivdecken aus Stahlbeton ist die Sache meist unkritisch, bei Holzbalkendecken aus der Vorkriegszeit häufig nicht.

Zugänglichkeit wird regelmäßig unterschätzt

Ein Gerät, das nicht hinaufkommt, hilft niemandem. Prüfen Sie vor der Planung drei Maße: die lichte Breite der Treppe, die Öffnung in der Geschossdecke und die Stehhöhe am Aufstellort. Eine klappbare Bodentreppe ist für Geräte über etwa 80 kg praktisch unbrauchbar, ebenso für jeden späteren Austausch. Sinnvoll sind eine feste Treppe oder eine Montageöffnung im Giebel, über die per Kran oder Aufzug eingebracht wird.

Für den laufenden Betrieb planen Sie 0,6 bis 1,0 m freien Bedienabstand vor der Wartungsseite und mindestens 0,3 m an den übrigen Seiten. Dazu kommt ein tragfähiger, ebener Laufweg vom Treppenaufgang zum Gerät. Ein Techniker, der über Dämmwolle und Balken balancieren muss, arbeitet weder schnell noch sorgfältig. Ein Stromanschluss mit Steckdose und Licht am Aufstellort gehören ebenfalls dazu, ebenso wie die Anmeldung der Anlage beim Netzbetreiber, die wir in Muss eine Wärmepumpe angemeldet werden im Detail beschreiben.

Mindestraumvolumen bei R290 nach EN 378

Moderne Wärmepumpen arbeiten überwiegend mit Propan, also R290. Das ist thermodynamisch hervorragend und von der F-Gase-Verordnung unbelastet, aber brennbar, Sicherheitsgruppe A3. Sobald das Kältemittel im Gebäude steht statt im Garten, wird die Füllmenge im Verhältnis zum Raumvolumen zur Planungsgröße. EN 378 regelt diesen Zusammenhang.

Als praktische Grenzkonzentration für R290 gilt 0,008 kg je m³ Raumluft. Daraus ergibt sich unmittelbar das erforderliche Mindestraumvolumen.

Ein typischer Dachraum mit 60 m² Grundfläche und 2,4 m mittlerer Höhe kommt auf etwa 144 m³. Ein Gerät mit 0,9 kg Füllung passt damit, eines mit 1,8 kg nicht. Rechnen Sie beim Schrägdach ehrlich: Nutzbar ist das Volumen, nicht die Grundfläche mal Firsthöhe. Wo die Menge nicht passt, bleiben drei Wege: ein kleineres Gerät, eine Ausführung mit hermetisch getrenntem Kältekreis oder eine technische Lüftung des Aufstellraums. Welcher Weg zulässig ist, entscheidet der Fachbetrieb anhand der konkreten Aufstellart. Die Grundlagen zum Kältemittel selbst haben wir in der R290-Wärmepumpe zusammengefasst.

Hinweis: Wir nennen bewusst keine Modellnummern und keine Produktpreise. Die verbindliche Bewertung von Füllmenge, Aufstellraum und Lüftung nach EN 378 gehört in die Hand eines Kälte- oder Heizungsfachbetriebs, nicht in einen Ratgeber.

Gastherme auf dem Dachboden durch eine Wärmepumpe ersetzen

Sehr viele Anfragen zur Wärmepumpe auf dem Dachboden kommen aus genau dieser Situation: Im Dachraum hängt eine Gastherme, sie ist alt, und das Gebäudeenergiegesetz verlangt bei einem Heizungstausch grundsätzlich 65 Prozent erneuerbare Energien. Der Gedanke, das neue Gerät einfach an denselben Platz zu stellen, liegt nahe. Er trägt aber nur zum Teil.

Der entscheidende Satz steht in der ersten Zeile: Der Schornstein- oder Abgasschacht der Therme ist um Größenordnungen zu klein und lässt sich nicht aufweiten. Sie brauchen zwei neue Durchbrüche, unabhängig davon, wie gut der alte Standort sonst passt. Was Sie tatsächlich erben, sind Aufstellort, Kondensatanschluss und ein Teil der Verteilleitungen.

Der zweite kritische Punkt ist die Vorlauftemperatur. Eine Therme fährt 60 bis 75 Grad Celsius, eine Wärmepumpe arbeitet wirtschaftlich zwischen 35 und 55 Grad Celsius. Jedes Kelvin mehr kostet grob 2 bis 3 Prozent Effizienz. Vor der Bestellung gehört deshalb ein raumweiser Heizlastabgleich auf den Tisch, kein Pauschalwert. Auch ohne Fußbodenheizung ist das machbar, wie wir in Wärmepumpe ohne Fußbodenheizung zeigen. In vielen Fällen ist zusätzlich ein Pufferspeicher sinnvoll, damit Abtauzyklen und Taktung nicht aus dem Ruder laufen.

Kosten, Förderung und was der Dachboden zusätzlich kostet

Die Anlagenkosten unterscheiden sich zwischen Innen- und Außenaufstellung weniger stark als oft angenommen. Der Unterschied steckt in den Bauarbeiten.

• Luft-Wasser-Wärmepumpe zur Innenaufstellung, 8 bis 12 kW, Gerät und Montage: grob 9.000 bis 16.000 Euro als Kategoriebereich.
• Kanäle, Dämmung, Schalldämpfer und zwei Durchdringungen: 2.000 bis 5.000 Euro, bei Ziegeldach am oberen Ende.
• Statische Prüfung und Lastverteilung: 500 bis 2.500 Euro, bei Ertüchtigung der Balkenlage mehr.
• Kondensatleitung mit Heizband, Siphon und Auffangwanne: 300 bis 900 Euro.
• Elektrozuleitung 400 V bis unters Dach: 500 bis 1.500 Euro, abhängig von der Leitungslänge.

Auf der Habenseite steht die Bundesförderung für effiziente Gebäude. Im Bereich der Einzelmaßnahmen sind eine Grundförderung von 30 Prozent, ein Effizienzbonus von 5 Prozent für Anlagen mit natürlichem Kältemittel wie R290, ein Klimageschwindigkeitsbonus für den frühzeitigen Austausch einer fossilen Heizung und ein einkommensabhängiger Bonus kombinierbar. Der Fördersatz ist auf 70 Prozent gedeckelt, die förderfähigen Kosten bei einem Einfamilienhaus auf 30.000 Euro. Bauliche Nebenkosten wie Durchbrüche und Kanalarbeiten sind im Rahmen der Umfeldmaßnahmen grundsätzlich förderfähig, was den Dachboden gegenüber der Außenaufstellung deutlich entlastet. Prüfen Sie die aktuellen Bedingungen vor Auftragsvergabe, die Konditionen werden regelmäßig angepasst.

Typische Fehler

1. Ein Außengerät in den Dachraum stellen

Monoblock-Geräte für die Außenaufstellung haben keine Kanalanschlüsse und einen Ventilator mit nahezu keiner externen Pressung. Angeschlossen an einen Kanal fällt der Volumenstrom drastisch, die Anlage vereist und schaltet auf Störung. Für die Innenaufstellung gibt es eigene Baureihen, alles andere ist ein Garantiefall ohne Garantie.

2. Die Kanäle zu klein dimensionieren

Weil zwei Öffnungen von 60 cm Durchmesser im Dach unangenehm aussehen, wird gern auf DN 400 reduziert. Bei 3.000 m³/h steigt die Geschwindigkeit damit auf über 6 m/s, der Druckverlust vervierfacht sich näherungsweise mit dem Quadrat der Geschwindigkeit, und im ganzen Haus ist ein Rauschen zu hören. Der Querschnitt ist keine Verhandlungsmasse.

3. Die Kondensatleitung im Kaltbereich enden lassen

Eine Leitung, die im Dachraum waagerecht über zwei Meter läuft, friert im ersten harten Frost zu. Danach läuft das Wasser über die Wanne in die Dämmung und von dort an die Zimmerdecke. Die Leitung gehört mit Gefälle so schnell wie möglich unter die Dämmebene, sonst braucht sie ein Heizband.

4. Zu- und Abluft nebeneinander setzen

Liegen beide Öffnungen einen Meter auseinander, saugt das Gerät seine eigene, um 4 bis 6 Kelvin abgekühlte Abluft wieder an. Der thermische Kurzschluss senkt die Leistungszahl über die ganze Heizperiode und lässt die Anlage bei Außentemperaturen um null Grad Celsius dauernd abtauen. Mindestens 2,5 bis 3 m Abstand, besser gegenüberliegende Gebäudeseiten.

Vorteile und Nachteile

Fazit

Weiterführende Links und Quellen

• Monoblock-Wärmepumpe, R290-Wärmepumpe, Schallschutzhaube für Wärmepumpen, Wärmepumpe auf dem Dach, Wärmepumpe ohne Fußbodenheizung, Muss eine Wärmepumpe angemeldet werden
• DIN 4109-1, Schallschutz im Hochbau, Anforderungen an Geräusche aus haustechnischen Anlagen
• DIN 4108-2 und DIN 4108-3, Wärmeschutz und Tauwasserschutz im Hochbau, Grundlage für die Kanaldämmung im Kaltraum
• DIN EN 378, Kälteanlagen und Wärmepumpen, sicherheitstechnische Anforderungen und Füllmengenbegrenzung bei brennbaren Kältemitteln
• DIN EN 1991-1-1 mit Nationalem Anhang, Einwirkungen auf Tragwerke, Nutzlasten für Decken und Dachräume
• TA Lärm, Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm, Immissionsrichtwerte für Wohngebiete
• Umweltbundesamt, Hinweise zu Wärmepumpen, Kältemitteln und Geräuschimmissionen
• BAFA und KfW, Bundesförderung für effiziente Gebäude, Einzelmaßnahmen Heizungstausch
• Unsere Methodik, wie wir bewerten und worauf wir uns stützen