Heizungsoptimierung im Bestand: digital optimieren ohne Sanierung

Digitale Heizungsoptimierung im Bestand spart im Schnitt über 20 Prozent Energie, Kosten und CO₂, ganz ohne Kesseltausch oder bauliche Eingriffe. Der Hebel liegt in den Daten, die längst in jeder Heizungsanlage stecken, aber bisher niemand ausliest. Die Umsetzung erfolgt über drei ineinandergreifende Komponenten:

Vom digitalen Zwilling zur automatisierten Regelung: die Schritte im Überblick

Der Weg von der ersten Datenerhebung bis zur automatisierten Regelung folgt einer klaren Abfolge, die sich in jedem Bestandsgebäude mit funktionierender Heizungsanlage umsetzen lässt. Entscheidend ist, dass jeder Schritt auf vorhandener Technik aufsetzt, statt neue Infrastruktur zu verlangen.

1. Anlagen-Eckdaten erfassen: Baujahr, Sanierungsstand, Anlagentyp und Heizsystem werden aufgenommen, um die Ausgangslage des Gebäudes einzuordnen.
2. Kalibrierungsphase, 3 bis 6 Tage: Das System misst Heizlast und Temperaturen im laufenden Betrieb und kalibriert die Werte KI-gestützt; im Gewobag-Showcase dauerte dieser Schritt nach Aufschaltung der Anlage rund drei Tage, vollautomatisiert und ohne Mitwirkung des Kunden.
3. Digitaler Gebäudezwilling entsteht: Aus den kalibrierten Werten baut das System ein digitales Abbild des tatsächlichen Anlagenverhaltens auf, das kontinuierlich mit neuen Daten gefüttert wird.
4. Tägliche und 15-Minuten-Sollwertberechnung: Auf Basis von über 30 Wetterparametern berechnet das System täglich die nötige Heizleistung und spielt alle 15 Minuten neue Sollwerte in die Heizanlage ein.
5. Laufender Betrieb mit kontinuierlicher Anpassung: Das System lernt aus jedem weiteren Heiztag dazu und reagiert auf verändertes Nutzungsverhalten, Witterung und Anlagenzustand.

Diese Abfolge bildet das Rückgrat für alles, was danach folgt: Ohne belastbare Datenbasis aus den ersten Tagen lässt sich weder eine Schwachstelle zuverlässig erkennen noch eine automatisierte Regelung sauber kalibrieren.

Welche Betriebsdaten ohne Umbau verfügbar sind, und wie der Gebäudezwilling entsteht

Die gute Nachricht für jeden, der einen teuren Umbau fürchtet: Die technische Anbindung erfolgt über Sensorik an der Anlage, ein Gateway zur Datenübertragung und die vorhandenen Zähler, ohne dass die Heizung selbst ausgetauscht wird. Bei KUGU übernimmt das der KUGU Hub, ein herstellerunabhängiges Gateway an der bestehenden Regelung. Es ist mit mehr als 150 Regelungstypen gängiger Hersteller kompatibel, darunter Bosch, Buderus und Vaillant.

Im Berlin-Rudow-Fallbeispiel erfolgte die technische Umsetzung, also Installation und Inbetriebnahme, innerhalb weniger Stunden im laufenden Betrieb, weil die Kompatibilität der Bestandsanlage vorab geprüft wurde. Ein IoT-Gateway und wenige Sensoren reichten aus.

Bei Bedarf kommt eine Steuerbox zur Anbindung von Gaskessel und Regelung hinzu, unabhängig von Alter und Hersteller der Anlage.

Aus diesen Daten entsteht der digitale Gebäudezwilling (ein fortlaufend aktualisiertes Abbild des realen Anlagenverhaltens). Typischerweise fließen Heizlast und Temperaturverläufe aus mehreren Betriebstagen ein, Wetterparameter wie Außentemperatur, Sonneneinstrahlung und Windverhältnisse, gebäudespezifische Eckdaten wie Baujahr und Sanierungsstand sowie Verbrauchs- und Zählerdaten aus der bestehenden Messtechnik.

Digitaler Gebäudezwilling: Ein fortlaufend mit Echtzeitdaten gespeistes digitales Abbild einer realen Heizungsanlage, das deren tatsächliches Verhalten nachbildet und als Grundlage für automatisierte Sollwertberechnungen dient (nicht zu verwechseln mit einer einmaligen Bestandsaufnahme).

Schwachstellen im Betrieb sichtbar machen: hohe Vorlauftemperaturen, Takten, falsche Nachtabsenkung

Viele Anlagen im Bestand laufen jahrelang mit denselben Einstellungen, ohne dass jemand prüft, ob diese noch zum tatsächlichen Bedarf passen. Genau hier setzt die Anlagendiagnose an: KUGU VIS Anlagendiagnose bewertet anhand von mehr als 20 Kriterien Hardwarezustand, Betriebsweise und Effizienz der Anlage und liefert daraus konkrete Handlungsempfehlungen je Komponente. Die häufigsten Schwachstellen sind zu hohe Vorlauftemperaturen über dem tatsächlichen Wärmebedarf, häufiges Takten des Kessels mit erhöhtem Verschleiß, Nachtabsenkung nach Zeitplan statt nach tatsächlichem Nutzungsverhalten und fehlerhafte Pumpenkennlinien mit überhöhter Förderleistung.

Diese Muster fallen im Alltag kaum auf, weil die Anlage augenscheinlich funktioniert. Erst der Abgleich von Soll- und Ist-Verhalten über die Diagnose macht sichtbar, wo tatsächlich Energie verschenkt wird.

Automatisierte Regelung: Technik, Wetter, Nutzung und Anlagenverhalten

Klassische Heizungsanlagen fahren nach starrer Heizkurve und fixen Zeiten, unabhängig vom tatsächlichen Bedarf (eine Betriebsweise, die in der Praxis auch als Angebotsheizung bezeichnet wird). Die automatisierte Regelung ersetzt das: Sie passt Vorlauftemperaturen alle 15 Minuten anhand aktueller Wetterparameter an. Im Berlin-Rudow-Beispiel lief die Bestandsanlage vor der Umstellung nach fixer Heizkurve mit stabilem, aber unnötig hohem Energieverbrauch.

Nach der Umstellung erhält das System täglich einen optimierten, prädiktiven Fahrplan für die nächsten 24 Stunden, abgestimmt auf Wetterprognosen, Gebäudeverhalten und Nutzungsgewohnheiten.

Die Voraussetzungen dafür sind überschaubar: ein Gateway zur Datenübertragung, wenige Sensoren an der Anlage und eine grundsätzlich funktionierende Regelung. Eine genaue technische Beschreibung der Datenschnittstellen-Standards für die Gateway-Anbindung liegt öffentlich nicht im Detail vor, klar dokumentiert ist aber die Kompatibilitätsbreite von mehr als 150 Reglertypen gängiger Hersteller.

Vergleichbare Ansätze verfolgen auch andere Anbieter am Markt: So nutzt etwa Metr aktuelle Wetterdaten und -prognosen, um die optimale Temperatur zu berechnen, während Viboo mit selbstlernenden Algorithmen den Wärmebedarf einzelner Räume auf Basis von Wettervorhersagen und Raumbelegung prognostiziert. KUGU verfolgt mit KUGU EOS einen vergleichbaren Grundgedanken, mit über 30 Wetterparametern und 15-Minuten-Sollwerten als eigenem Funktionsschwerpunkt, ohne dass sich daraus ein pauschaler Vorrang gegenüber den anderen Ansätzen ableiten lässt.

Einsparung realistisch einordnen: Garantie, Durchschnitt und Messmethodik

Die zentrale Frage für jeden Business Case lautet: Wie belastbar sind die genannten Prozentzahlen wirklich? KUGU gibt eine durchschnittliche Einsparung von über 20 Prozent bei Energie, Kosten und CO₂ an, bei einer vertraglich zugesicherten Mindesteinsparung von 12 Prozent. Externe Einordnungen liegen in ähnlicher Größenordnung: Die dena-Initiative KEDi beziffert das Potenzial auf bis zu 30 Prozent, das Fraunhofer-Institut für Bauphysik nennt bis zu 18 Prozent als etablierten Referenzwert im Gebäudebestand. Eine unabhängige VDI-Einordnung setzt das Potenzial in Mehrfamilienhäusern bei 10 bis 20 Prozent an, in Büro- und Verwaltungsgebäuden teils höher.

Die konkreten Fallzahlen zeigen, wie stark das Ergebnis vom Ausgangszustand und Betrachtungszeitraum abhängt:

Gemessen wird in der Praxis über den Vergleich von Verbrauchsdaten vor und nach der Optimierung, normiert auf vergleichbare Heiztage und Witterungsbedingungen. Die höheren Werte von 27 bis 39 Prozent stammen aus einzelnen Fallstudien und Pilotobjekten, nicht aus einer branchenweiten Studie mit Kontrollgruppe.

Als realistische Bandbreite für die interne Kalkulation eignet sich die vertraglich abgesicherte Garantie von 12 Prozent als untere Grenze, mit dem Durchschnittswert von über 20 Prozent als typischem Zielkorridor.

Was die digitale Optimierung leistet, und was nicht: Regulatorik, Strompreisdynamik, Skalierung

Digitale Betriebsoptimierung ersetzt nicht den hydraulischen Abgleich oder Pflichten aus dem Gebäudeenergiegesetz, sondern ergänzt beide Ansätze. Sie justiert die Anlage im laufenden Betrieb kontinuierlich nach, während ein hydraulischer Abgleich die Verteilung im Rohrnetz einmalig grundlegend richtig einstellt. Beide Maßnahmen zusammen bringen mehr als jede für sich allein, weil sie an unterschiedlichen Stellschrauben ansetzen.

Bei Wärmepumpen im Bestand kommt ein weiterer Hebel hinzu: die Strompreisdynamik. EOS Strompreisdynamik koppelt den Heizbetrieb an schwankende Strompreise, sodass die Anlage bevorzugt dann läuft, wenn Strom günstig verfügbar ist.

Wirtschaftlich rechnet sich die laufende Betriebsoptimierung vor einer baulichen Sanierung, weil sie ohne Investitionsvorlauf startet und innerhalb einer Heizperiode belastbare Zahlen liefert. Eine Sanierung bindet hingegen Jahre an Planung und Kapital. An ihre Grenzen stößt die rein digitale Optimierung dort, wo die Anlage technisch überaltert oder grundlegend unterdimensioniert ist.

Ein Rollout über das Portfolio hinweg funktioniert unabhängig von Baujahr oder Anlagentyp. Bei der Gewobag wuchs der Rollout aus der Pilotphase mit 10 Objekten auf inzwischen über 300 Objekte, betreut von KUGU als digitaler Plattformanbieter.

Der Pilot als Türöffner für den Portfolio-Rollout

Der eigentliche Engpass bei der Heizungsoptimierung im Bestand liegt in der ersten Entscheidung, nicht in der Technik. Statt auf eine große Sanierungsfreigabe zu warten, lässt sich mit einem Pilotmodell aus 5 bis 10 Gebäuden über eine Heizperiode von etwa 3 bis 6 Monaten ein belastbarer Rollout-Business-Case mit echten Zahlen aufbauen.

Dieser Ansatz lässt sich intern deutlich leichter genehmigen als ein mehrjähriges Sanierungsprogramm, weil er ohne größeres Budgetrisiko startet und schon nach einer Heizperiode zeigt, ob und wie stark sich die Investition lohnt. Anbieter wie KUGU bieten genau diesen Pilotweg an. Der naheliegende nächste Schritt: die eigene Anlagen-Kompatibilität für ein Pilotcluster prüfen lassen, bevor die nächste Heizperiode beginnt.

FAQ

Wie wirkt sich ein Reglertausch während laufender Optimierung auf den digitalen Zwilling aus?

Ein Reglerwechsel erfordert eine neue Kalibrierungsphase, da sich das Anlagenverhalten für das System ändert. In der Praxis lässt sich das mit dem laufenden Betrieb verbinden, da die Kompatibilität vorab geprüft und das Gateway an den neuen Regler angebunden wird, ohne dass die Heizperiode unterbrochen werden muss.

Lohnt sich die digitale Optimierung auch für kleinere Portfolios mit wenigen Gebäuden?

Ja, das Pilotmodell mit 5 bis 10 Gebäuden über eine Heizperiode eignet sich auch als eigenständiger Umsetzungsschritt für kleinere Bestände, nicht nur als Vorstufe zu einem Portfolio-Rollout. Die wirtschaftliche Logik, ohne Investitionsvorlauf zu starten, gilt unabhängig von der Portfoliogröße.

Wer im Unternehmen ist für die Einführung verantwortlich: Technik, IT oder Betrieb?

Die technische Anbindung übernimmt in der Regel das Facility- oder Energiemanagement gemeinsam mit dem Anbieter, da die Kalibrierung weitgehend automatisiert ohne Mitwirkung des Kunden abläuft. IT-Teams sind vor allem bei der Netzwerkanbindung des Gateways sowie bei der Skalierung über größere Portfolios gefragt.

Was passiert mit den erhobenen Betriebsdaten hinsichtlich Datenschutz und IT-Sicherheit?

Erhoben werden ausschließlich anlagen- und gebäudebezogene Betriebsdaten wie Temperaturen, Heizlast und Verbrauchswerte, keine personenbezogenen Nutzerdaten einzelner Bewohner. Für den konkreten Umgang mit IT-Sicherheit und Datenverarbeitung empfiehlt sich ein direktes Gespräch mit dem jeweiligen Anbieter, da sich Standards je nach Systemarchitektur unterscheiden.

Lässt sich die dokumentierte CO₂-Reduktion für das ESG-Reporting nutzen?

Ja, da die Einsparung über den Vergleich von Vorher-Nachher-Verbrauchsdaten normiert auf Heiztage gemessen wird, lässt sich die CO₂-Reduktion auf Gebäude- und Portfolioebene sauber dokumentieren. Das eignet sich als belastbarer Datenpunkt für Nachhaltigkeitsberichte, sofern die Methodik pro Objekt nachvollziehbar bleibt.

Wie wird die Lösung über ein Portfolio mit unterschiedlichen Anlagentypen und Baujahren skaliert?

Der Rollout folgt dem Pilotmodell: Nach erfolgreicher Testphase in 5 bis 10 Gebäuden wird die Anbindung schrittweise auf weitere Objekte ausgeweitet, unabhängig von Baujahr oder Heizsystem. Bei der Gewobag wuchs der Rollout so von einer Pilotphase mit 10 Objekten auf inzwischen über 300 Objekte.

Funktioniert die digitale Optimierung auch bei hybriden Anlagen mit Wärmepumpe und Gastherme?

Grundsätzlich ja, da die Anbindung über das Gateway unabhängig vom Anlagentyp erfolgt und sowohl Gaskessel als auch Wärmepumpen im laufenden Betrieb angebunden werden können. Bei hybriden Systemen kommt zusätzlich die Strompreisdynamik ins Spiel, die den wärmepumpenseitigen Betrieb an günstige Stromphasen koppelt.