Datum
03.03.2021
Themenbereiche
Wassermanagement
Landmanagement
Nachhaltige Energiesysteme
Regionen
Kirgistan
Projekte
Image
Picture showing a Kyrgyz landscape and the logos of ÖkoFlussPlan and THI

ÖkoFlussPlan: Sequentielle Roadmap zur Senkung des Heizwärmebedarfs von Häusern in ländlichen Regionen Kirgistans

Basierend auf der Auswertung der Haushaltsbefragung vor Ort, die im Februar 2020 im Rahmen des Projekts ÖkoFlussPlan durchgeführt wurde, hat die Technische Hochschule Ingolstadt (THI) das Vorhaben zur Reduzierung des Raumwärmebedarfs von ländlichen kirgisischen Häusern näher untersucht. Simulationen zeigen, dass mit den Vorschlägen ein erheblicher Teil des Raumwärmebedarfs eingespart werden kann.

Aufgrund der Gebirgs- und Hochgebirgscharakteristik gilt das Klima Kirgisistans als scharf kontinental und ist mit einem langen und strengen Winter (-20 bis -30 °C in den Gebirgsregionen) gekennzeichnet. Der kalte und ausgedehnte Winter im Land macht die Hausheizung zu einem Hauptbedürfnis der kirgisischen Bevölkerung.

Um Trends im Bereich der Energieversorgung und des Energieverbrauchs zu ermitteln, wurde die Haushaltsbefragung vor Ort in der Region Ak-Tal in enger Zusammenarbeit mit der staatlichen Universität Naryn durchgeführt. Bei der Begehung wurde festgestellt, dass die meisten ländlichen Häuser während der Sowjetära (vor 30-40 Jahren) gebaut wurden. Ein typisches ländliches Haus hat natürliche Wände mit einer Dicke von 0,35 -0,50 m, ohne jegliche Isolierung. Der ungedämmte Lehmboden besteht aus Holzbalken und Dielen mit einer Gesamtdicke von 0,20 - 0,40 m. Ähnlich wie der Boden besteht auch die Decke aus einer Holzbalkenkonstruktion und einem offenen Raum unter dem Dach. Außerdem waren die eingebauten Fenster in den Häusern meist rissig und wiesen Luftlecks auf. Teile dieses Bauprofils sind auf die meisten ländlichen Gemeinden übertragbar, da sich die Familien beim Hausbau gegenseitig helfen und das Wissen über Baustile weitergeben. Daher ist das Häuserprofil in den meisten ländlichen Gemeinden Kirgisistans relativ homogen.

Das Alter der Wohngebäude, schlechte Wohnbedingungen und das Fehlen einer angemessenen Wärmedämmung führen sowohl zu einem hohen Heizbedarf als auch zu einem geringen Wärmekomfort in ländlichen kirgisischen Häusern. Die Simulationsstudie ergab, dass der typische Energieverbrauch pro Quadratmeter von ungedämmten / volkstümlichen kirgisischen Häusern (290-320 kWh/m2) im Vergleich zu europäischen Häusern (100-120 kWh/m2) aufgrund der ungeeigneten Gebäudestrukturen fast 2-3 mal höher ist. 

Einblick in verschiedene Gebäudehüllen von ländlichen kirgisischen Häusern aus der Region Ak-Tal
Abbildung: 1 Einblick in verschiedene Gebäudehüllen von ländlichen kirgisischen Häusern aus der Region Ak-Tal [© Kedar Mehta – TH Ingolstadt]

Da sich das Fernwärmesystem auf die Hauptstadt und die nahe gelegenen städtischen Gebiete konzentriert, greifen die meisten ländlichen Haushalte auf individuelle, traditionelle Heizlösungen zurück, die mit nicht nachhaltigen festen Brennstoffen (d.h. Kohle, Brennholz, Holzzweige, Kuhdung usw.) betrieben werden. Bei der Begehung wurde festgestellt, dass eine ländliche Familie im Winter (von Oktober bis März) im Durchschnitt je nach Verfügbarkeit von Brennstoffen und finanziellen Möglichkeiten 2 bis 4 Tonnen Kohle, 1,5 bis 3 m³ Brennholz und 1 bis 2 LKW-Ladungen Kuhmist verbrauchen muss, um den hohen Wärmebedarf der Haushalte zu decken.

Das übermäßige Sammeln von Holz durch ländliche Gemeinden hat negative Auswirkungen auf die Auwälder, und die Nutzung veralteter traditioneller Heizöfen zur Verbrennung nicht nachhaltiger fester Brennstoffe führt zu Luftverschmutzung in Innenräumen und im Freien. Deshalb spielt die Verbesserung des Energieeffizienzfaktors ländlicher kirgisischer Häuser eine wichtige Rolle, um den häuslichen Raumwärmebedarf zu reduzieren.

Aus der Umfrage ging hervor, dass die Mehrheit der Landbevölkerung in der Forstwirtschaft und Viehzucht tätig ist, die saisonabhängig sind und daher kein konstantes Einkommen generieren. Aufgrund des geringen Einkommens können sich die Menschen die üblichen effizienten synthetischen Dämmstoffe wie Glasfaser, Polystyrol, Polyurethan (meist industriell verarbeitet) nicht leisten. Hinzu kommt, dass die industriell verarbeiteten Dämmstoffe in den ländlichen Gebieten aufgrund ihrer abgelegenen Lage nicht leicht verfügbar sind. Im Gegensatz dazu können landwirtschaftliche Ressourcen (z. B. Strohballen, Schilf, Schafwolle usw.), die im ländlichen Kirgisistan weit verbreitet und lokal verfügbar sind, für die Entwicklung einer wirtschaftlich sinnvollen Dämmstruktur genutzt werden.

Gelagerte trockene Strohballen im Wohnhaus (links) und auf landwirtschaftlichen Flächen (rechts), die potenziell als Dämmmaterial genutzt werden können
Abbildung 2: Gelagerte trockene Strohballen im Wohnhaus (links) und auf landwirtschaftlichen Flächen (rechts), die potenziell als Dämmmaterial genutzt werden können [© Wilfried Zörner - TH Ingolstadt]

Die Umfrageergebnisse zeigen, dass es für die Landbevölkerung aufgrund des begrenzten Einkommens schwierig ist, alle Energieeffizienzparameter (d.h. dichte Fenster, isolierte Gebäudehülle, reduzierte Wärmebrücken usw.) auf einmal anzuwenden. Daher ist es wichtig, den Plan zu Reduktion des Heizbedarfs von Wohngebäuden so anzulegen, dass auch lokale Randbedingungen berücksichtigt werden (z.B. schwächere Einkommen, verfügbare nachhaltige natürliche Ressourcen für die Isolierung, kaltes Klima). Um diesem Bedarf gerecht zu werden, schlug die THI einen sequenziellen Fahrplan vor, in dem verschiedene Optionen zur Reduzierung des Wärmebedarfs basierend auf den Simulationsstudien angeboten werden. Die Studie umfasst verschiedene Lösungen um den Heizbedarf zu reduzieren, von der Verbesserung der Gebäudehülle bis hin zur Dämmung des gesamten Hauses.

Infografik zur Veranschaulichung der sequenziellen Roadmap zur Reduzierung des Wärmebedarfs
Abbildung 3: Infografik zur Veranschaulichung der sequenziellen Roadmap zur Reduzierung des Wärmebedarfs [© Kedar Mehta - TH Ingolstadt]

Die Ergebnisse veranschaulichen, dass der Einbau geeigneter doppelverglaster PVC-Fenster helfen kann, den Gesamtwärmebedarf um 10 % zu reduzieren. Natürlich führt der offene Raum zwischen Decke und Dach an Wintertagen zu erheblichen Wärmeverlusten. Eine Schließung des offenen Daches senkt den Gesamtwärmebedarf um 20 %. In der Tat spielt die Nutzung von Dämmstoffen in kirgisischen Gebäuden eine wichtige Rolle bei der Reduzierung des Raumwärmebedarfs. Das Anbringen von nachhaltigen Dämmschichten (Strohballen) an Wänden und Decke kann den Wärmebedarf erheblich beeinflussen und die Gesamtwärmebelastung kann je nach Hausgröße und Bauqualität um 30 % reduziert werden. Die Dämmung von Boden, Wänden und Decke mit Strohballen kann den Wärmebedarf um insgesamt 70 % verringern.

Das vorgestellte Konzept kann von bestehenden einkommensschwachen ländlichen kirgisischen Wohnhäusern übernommen werden, um die Heizlast im Wohnbereich schrittweise zu reduzieren und finanzielle Barrieren zu überwinden, und trägt somit zur Etablierung nachhaltiger Gebäude in ländlichen Gebieten Kirgisistans bei. Zudem können die Ergebnisse zum Teil auf andere ländliche Gemeinden in Zentralasien übertragen werden, je nach Standort und Gebäudeeigenschaften.