Plattform für Wasser, Gas und Wärme
Das Planungshandbuch wurde erstmals 2017 als «Planungshandbuch Fernwärme» veröffentlicht. Erarbeitet wurde es durch die Arbeitsgemeinschaft QM Fernwärme im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE). 2021 wurden einzelne Korrekturen und leichte Anpassungen vorgenommen. Nun wurde es umfassend überarbeitet, um den neuen Anforderungen gerecht zu werden. Dazu gehört die Berücksichtigung des technologischen Fortschritts, der neuen gesetzlichen Rahmenbedingungen und die zunehmende Bedeutung von Niedertemperaturnetzen, weshalb es neu als «Planungshandbuch Thermische Netze» [1] erscheint. Zudem wurden digitale Werkzeuge und Monitoring-Systeme integriert, die eine bessere Planung und einen effizienteren Betrieb ermöglichen.
Die neue Ausgabe erweitert insbesondere den Anwendungsbereich bezüglich den Netztemperaturen von Hochtemperaturnetzen, der so genannt klassischen Fernwärme, bis Niedertemperaturnetze, zu den u. a. auch «kalte Fernwärme» oder «Anergienetze» gehören. Der Begriff «Thermische Netze» umfasst somit praktisch alle Anwendungen zur Verteilung von «Wärme». Darin ist auch «Kälte» eingeschlossen, was physikalisch Wärme bei Temperaturen unter der Umgebungstemperatur beschreibt. Die Ausführungen im Planungshandbuch beschränken sich jedoch auf Anwendungen mit flüssigen Wärmeträgermedien, in der Regel Wasser oder auch Wasser-Frostschutz-Gemische, je nach Temperaturniveau und Anwendung.
Das Planungshandbuch beschreibt die Grundlagen zu Planung, Ausführung, Betrieb und Optimierung der Wärmeverteilung und Wärmeübergabe in thermischen Netzen. Daneben werden die Techniken zur Wärmeerzeugung und die Einflüsse zwischen Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung beschrieben. Die Auslegung der Wärmeerzeugung ist dagegen nicht Teil des vorliegenden Planungshandbuchs.
Das neue Planungshandbuch wurde zur besseren Orientierung und Lesbarkeit grundlegend umstrukturiert, was in Figur 1 auch grafisch dargestellt ist. Es umfasst nun zwei Hauptteile mit Anhang:
Das Planungshandbuch wurde auf Grundlage der langjährigen Praxiserfahrungen der Autorenschaft sowie unter Einbezug der zitierten Fachliteratur erarbeitet. Zusätzlich haben Fachverbände und ausgewiesene Branchenexpertinnen und -experten zur inhaltlichen Ausgestaltung beigetragen. Trotz sorgfältiger Prüfung und Aufbereitung sämtlicher Informationen kann nicht ausgeschlossen werden, dass einzelne inhaltliche Ungenauigkeiten oder Optimierungsmöglichkeiten bestehen. Rückmeldungen in Form von Anmerkungen, Hinweisen oder Verbesserungsvorschlägen werden daher jederzeit gerne entgegengenommen. Die Arbeitsgemeinschaft QM Thermische Netze schätzt jedes Feedback sehr.
Mit fast 300 Seiten ist das Planungshandbuch relativ umfangreich, es bietet ein breites thematisches Spektrum – von aktuellem Wissen bis zum Stand der Technik thermischer Netze. Exemplarisch wird nachfolgend das neu hinzugekommene Kapitel «Optimierung» auszugsweise kurz vorgestellt. Dieses beleuchtet diverse Ansätze der Optimierung thermischer Netze.
Die Betriebsoptimierung thermischer Netze gewinnt im Zuge der Energiewende, steigender Effizienzerwartungen und neuer regulatorischer Rahmenbedingungen zunehmend an Bedeutung. Während thermische Netze traditionell auf hohe Temperaturen und robuste Redundanzen ausgelegt wurden, rückt heute ein flexibler, datengestützter und dekarbonisierter Betrieb in den Vordergrund. Die Optimierung verfolgt dabei nicht nur eine technische, sondern auch eine wirtschaftliche und kundenorientierte Zielsetzung: Betriebskosten reduzieren, erneuerbare Energien integrieren, Emissionen senken und gleichzeitig Versorgungssicherheit sowie Komfort gewährleisten.
Wesentlich ist: Optimierung bedeutet nicht Komforteingriffe bei den Kundinnen und Kunden. Ziel ist vielmehr, gewünschte Raum- und Prozessbedingungen mit minimalem Energie- und Leistungsaufwand sicherzustellen. Moderne Netze müssen zudem komplexer werdende Betriebszustände beherrschen – insbesondere, wenn mehrere Wärmequellen, unterschiedliche Tarifmodelle oder multivalente Energiesysteme beteiligt sind. Mit zunehmender Komplexität steigt der Bedarf an digitalisierten Werkzeugen, Messdaten und fachkundigem Betriebspersonal.
Nachfolgend sind die zentralen Optimierungsansätze des hinzugekommenen Kapitels zusammengefasst. Dieses zeigt auf, wie bestehende und neue Netze auf ein zukünftiges, erneuerbares und hoch effizientes Energiesystem vorbereitet werden können. Jedes thermische Netz ist für sich einzigartig, deswegen stellt die folgende Auflistung an Möglichkeiten keine Priorisierung dar, sondern soll der Inspiration dienen.
Wärmezentralen bilden den energetischen Kern jedes thermischen Netzes. Die Optimierung setzt bereits bei der strategischen Ausrichtung und Planung an und reicht bis in den laufenden Betrieb. Mit vergleichsweise einfachen Massnahmen lassen sich Effizienz und Betriebskosten deutlich verbessern.
Überdimensionierte Anlagen führen zu Stillstandsverlusten und ineffizienten Teillastbetrieben. Lastganganalysen und modulare Erzeugerkonzepte – etwa Kaskaden von Wärmepumpen oder Kesseln – ermöglichen eine präzise Anpassung an dynamische Lastprofile und erhöhen die Jahresnutzungsgrade. Ein etappierter Ausbau reduziert zudem Investitions-risiken.
Drehzahlgeregelte Hocheffizienzpumpen, eine stabile Differenzdruckregelung und optimierte Leitungsführungen gehören zum Stand der Technik und reduzieren Stromverbrauch und Druckverluste. Ein konsequenter hydraulischer Abgleich – auch auf der Sekundärseite der Kundenanlagen – verhindert überhöhte Volumenströme und unterstützt tiefe Rücklauftemperaturen.
Eine durchgehende Wärmedämmung aller Rohrleitungen, Armaturen und Speicherflächen ist zentral. Selbst kleine ungedämmte Abschnitte verursachen signifikante Wärmeverluste. Die Isolation kritischer Bauteile wie Flanschen, Pumpengehäuse und Messstrecken wird häufig vernachlässigt, bietet jedoch ein hohes Einsparpotenzial und ist gemäss MuKEN [2] durchgehend vorzusehen. Standby- und Bereitschaftsverluste von Kesseln und Speichern lassen sich durch bedarfsgerechte Dimensionierung und optimierte Regelstrategien weiter reduzieren.
Bei tiefen Rücklauftemperaturen kann Abgas- oder Prozessabwärme mittels optimal angeordneter Wärmeübertrager effizient genutzt werden. Eine klare Temperaturschichtung in Energiespeichern erhöht den Anteil nutzbarer Niedertemperaturwärme und verbessert die Integration von Wärmepumpen und Solarthermie.
Optimierte Regelstrategien minimieren Taktverluste und ermöglichen den effizienten Einsatz der Erzeuger. Kontinuierliches Monitoring ist Voraussetzung, um ineffiziente Betriebszustände frühzeitig zu erkennen. Ein intelligentes Lastmanagement erlaubt die zeitliche Verschiebung von Wärmeproduktion und -bezug, reduziert Spitzenlasten und verbessert insbesondere in Kombination mit thermischen Speichern die Systemstabilität.
Übergangslösungen spielen eine wichtige Rolle beim Ausbau thermischer Netze. Sie ermöglichen Kunden den frühzeitigen Wechsel von veralteten oder fossilen Heizsystemen und sichern deren Wärmeversorgung, bevor das thermische Netz verfügbar ist. Solche temporären Lösungen – mobile Heiz- oder Kältezentralen, provisorische Netzabschnitte oder Arealnetze – stärken die Kundenzufriedenheit und erhöhen die Anschlussdichte im späteren Netzbetrieb. Sie benötigen sorgfältige Planung im Hinblick auf Bewilligungen, Energieträger, Installationszeiten und Standorte.
Subnetze ermöglichen die schrittweise Erschliessung neuer Gebiete – oft mit tieferen Temperaturen als im Hauptnetz. Sie erlauben zudem die Integration lokaler Energiequellen wie Abwärme, Erdsonden oder Solarthermie. Temporär fossil betriebene Subnetze können später ebenfalls problemlos integriert werden und somit auch als Übergangslösung betrachtet werden. Beispiele aus Bern, Graz oder Crailsheim [3] zeigen, dass Rücklauftemperaturen von 30 bis 40 °C technisch realisierbar sind, wenn die Qualität der Anlagen und die Netzarchitektur konsequent berücksichtigt werden.
Historisch gewachsene Netze arbeiten oft mit hohen Vor- und Rücklauftemperaturen, die den Einsatzbereich für Niedertemperaturquellen wie Umweltwärme, industrielle Abwärme oder Solarthermie limitieren. Zur besseren Integration solcher Niedertemperaturquellen sind gewisse Temperatursenkungsmassnahmen erforderlich:
Â
Weiter sind für den Anschluss an Niedertemperaturnetze neue und sanierte Gebäude konsequent für tiefe Vorlauftemperaturen auszulegen. Dazu gehören grosszügig dimensionierte Heizflächen, optimierte Hydraulik und entsprechend ausgelegte Übergabestationen.
Die Absenkung der Vorlauftemperatur ist für den Betreiber grundsätzlich technisch gut umsetzbar. Die Temperaturspreizung in bestehenden thermischen Netzen bestimmt jedoch die damit übertragbare Leistung. Abhängig von der vorhandenen Leitungsdimensionierung und der künftigen Absatzentwicklung lässt sich die Vorlauftemperatur oft nur begrenzt reduzieren, ohne eine hydraulische Überlastung zu riskieren. Dabei sind insbesondere Systemdruckgrenzen, die Druckstufe des kritischsten Bauteils sowie empfohlene spezifische Druckverluste einzuhalten. Die Senkung der Rücklauftemperatur ist hingegen deutlich anspruchsvoller und aus Betreibersicht stark von externen Faktoren – insbesondere der Wärmeübertragungsqualität beim Kunden – abhängig. Für die Integration erneuerbarer Energien und den gleichzeitigen Ausbau des Wärmeabsatzes ist in bestehenden thermischen Netzen eine hohe Temperaturspreizung jedoch zentral, steht jedoch zunehmend im Zielkonflikt mit der angestrebten Absenkung der Vorlauftemperaturen.
Gebäudesanierungen und intelligente Regelstrategien auf Gebäudeebene ermöglichen zum Teil deutliche Effizienzgewinne. Auch ohne bauliche Massnahmen lassen sich beispielsweise folgende Verbesserungen erzielen:
Das Zusammenspiel verschiedener Energieströme führt meist zu grösseren Effizienzgewinnen als die Optimierung einzelner Geräte und wird im Planungshandbuch anhand von Praxisbeispielen exemplarisch gezeigt.
Solche Massnahmen auf Gebäudeebene können bestehende thermische Netze beim Ausbau des Versorgungsperimeters und der weiteren Absatzentwicklung zusätzlich unterstützen.
Da ein Grossteil der Ursachen für hohe Rücklauftemperaturen oft auf der Kundenseite liegt, also sekundärseitig, können rücklauftemperaturbezogene Tarifanreize eine hohe Wirkung haben. Belohnende Systeme sind dabei meist erfolgreicher und motivierender als sanktionierende Modelle. Eine transparente Kommunikation und ein Benchmarking – etwa über Mehrverbrauchsanalysen – erhöhen die Motivation zusätzlich. Nachteilig dabei ist der erhöhte administrative und kommunikative Aufwand.
Ein robustes Messkonzept und eine hohe Datenqualität ist die zentrale Voraussetzung für einen optimierten Betrieb. Mess-, Regel- und Kommunikationstechnik bilden dabei ein zusammenhängendes System, das Betriebszustände nicht nur erfasst, sondern auch automatisch bewertet und Optimierungsmassnahmen unterstützt.
Wichtig ist, dass bereits in der Planung definiert wird, welche Daten später für Analyse, Optimierung und Diagnose zwingend benötigt werden. Entscheidend sind präzise Messungen von Temperaturen, Drücken, Volumenströmen und Energieflüssen. Eine saubere Messarchitektur reduziert Unsicherheiten und ermöglicht belastbare Betriebskennzahlen. Ergänzend sorgt eine robuste Kommunikationsinfrastruktur für zuverlässige Datenübertragung, Störungsfreiheit und IT-Sicherheit. Ein strukturiertes, intelligentes und prozessorientiertes Monitoring verwandelt Rohdaten schlussendlich in nutzbare Information. Soll-Ist-Vergleiche, Trendanalysen und Schwellenwertüberwachungen ermöglichen das frühzeitige Erkennen ineffizienter Zustände, wie etwa unerwartet hohe Rücklauftemperaturen oder unplausible Volumenströme. Moderne Systeme melden solche Abweichungen aktiv und liefern erste Hinweise auf mögliche Ursachen – von verschmutzten Wärmeübertragern bis zu fehlerhaften kundenseitigen Regelparametern.
Damit Monitoring wirksam wird, braucht es klar definierte Prozesse. Sie legen fest, wer welche Informationen erhält und welche Schritte einzuleiten sind. So werden erkannte Effizienzverluste systematisch und zeitnah behoben.
Die Kombination aus Messung, Regelung, Kommunikation und Monitoring schafft die Grundlage für Prognosemodelle, KI-gestützte Mustererkennung und voraus-schauende Lastplanung – zentrale Bausteine eines modernen, flexiblen Netzbetriebs.
Aktives Lastmanagement optimiert den aktuellen und zukünftigen Leistungsbedarf sowie die Wärme- und Kälteproduktion. Ein zentrales Element ist ein präzises Monitoring, das Lastspitzen, Verbrauchsverhalten und deren Auswirkungen auf die Erzeugung sichtbar macht. Ziel ist es, Lasten zu verschieben, erneuerbare Energien besser zu nutzen und den Einsatz fossiler Spitzenlastkessel zu vermeiden. Dazu gehören beispielsweise optimierte Warmwasserladungen, die Nutzung der Gebäudeträgheit sowie der Einsatz von dezentralen oder zentralen Wärmespeichern, die bei geringem Bedarf geladen und zur Spitzenlastdeckung genutzt werden können. Höhere Ladetemperaturen können die Speicherkapazität zusätzlich steigern.
Der digitale Zwilling bildet das thermische Netz inklusive Erzeugung und Infra-struktur realitätsnah ab und ist damit ein Schlüsselwerkzeug für ein wirksames Lastmanagement. Er ermöglicht Simulationen zur Planung (z. B. Engpassanalysen), unterstützt den Betrieb durch das Erkennen und Bewerten von Fehlfunktionen und dient der Produktionsplanung durch Prognosen des Last- und Temperaturbedarfs für die nächsten Stunden. Prognosen basieren auf historischen Daten, Wettermodellen und zunehmend KI-gestützten Algorithmen. Folgende Praxisbeispiele werden im Planungshandbuch näher beschrieben und zeigen den Nutzen beispielsweise auf:
KI-basierte Lastvorhersage und Speicherbewirtschaftung mit erwarteten Einsparungen von rund 200 000 kWh Erdgas pro Jahr [4].
Digitaler Zwilling plus neuronale Netze zur Optimierung der Produktion und fĂĽr sektorĂĽbergreifende BetriebsfĂĽhrung [5, 6].
Prädiktive Regelung in einem Zürcher Nahwärmenetz mit deutlicher Reduktion von Lastspitzen, Anschlussleistung und Energieverbrauch [7].
Mit steigender Systemkomplexität und zunehmender Sektorkopplung wird der digitale Zwilling zum unverzichtbaren Werkzeug. Dennoch bleibt die fachliche Bewertung durch Ingenieure und Betreiber zentral, insbesondere bei der Modellvalidierung und Entscheidungsfindung.
Die Optimierung thermischer Netze ist ein interdisziplinärer Prozess, der Mess- und Regeltechnik, digitale Werkzeuge, bauliche und betriebliche Massnahmen sowie eine enge Zusammenarbeit mit den Kundinnen und Kunden umfasst. Die Optimierung ist auch kein einmaliges Projekt, sondern ein fortlaufender Verbesserungsprozess über die gesamte Lebensdauer eines thermischen Netzes. Dies bedingt eine gelebte Unternehmensphilosophie, die konsequent umgesetzt und vor allem zu Ende gedacht ist.
Â
[1] Thalmann, S. et al. (2025): «Planungshandbuch Thermische Netze», Verenum AG und Triplex Energieplaner AG im Auftrag vom BFE», Zürich und Sissach, Dezember 2025.
[2] Konferenz Kantonaler Energiedirektoren EnDK (2018): «Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich – MuKEn 2014», Bern
[3] Deschaintre, L.; Felber, M.; Thalmann, S. (2023): «Leitfaden für emissionsfreie thermische Netze – Massnahmenkatalog für die Dekarbonisierung und Flexibilisierung von thermischen Netzen», Planair SA und Verenum AG, Yverdon-les-Bains und Zürich, August 2023.
[4] Wietlisbach, T.; Horeni, M. (2023): «Energiebedarfs-Prognosen: Ingenieurmässig oder mit KI? Beispiel Fernwärme», Workshop «Fernwärme Netto-Null: Spitzenlastdeckung versus Spitzenlastsenkung? im Rahmen des Horizon 2020 EU-Projekts RES-DHC, Haltikon, Küssnacht am Rigi, 14. Juni 2023.
[5] Härtsch, P. (2024): «Automatisiertes Einsatzoptimierungssystem: Sektorkopplung mit intelligenter Optimierung», SVGW-Fachtagung Fernwärme 2024 – Optimierung von thermischen Netzen in der Planung, der Projektierung und im Betrieb, Volkshaus Biel, 31. Oktober 2024
[6] Härtsch, P. (2024): «Sektorkopplung mit intelligenter Optimierung».
[7] Bucher, A.; Hersberger, S. (2025): «Betriebsoptimierung eines Nahwärmenetzes: Praxiserprobte Regelung senkt Lastspitzen und steigert die Effizienz», Hoval AG und Yuon Control AG, Feldmeilen und Oberburg, Referenzanlage, 2025. Zugegriffen: 27. November 2025.
 |
Das Planungshandbuch steht auf der Website von QM Thermische Netze als PDF zur freien Verfügung.   Das Planungshandbuch wird voraussichtlich ab Ende Januar 2026 auch als Print erhältlich sein. Bei Interesse gerne Kontakt aufnehmen.   Das Handbuch dient als Grundlagendokument in unseren Weiterbildungskursen, die 2026 aktualisiert angeboten werden. Informationen zu Zielpublikum, Terminen, Preise, Leistungen, Veranstaltungsort und Anmeldung finden Sie auf unserer Website. |
Wir danken dem Bundesamt fĂĽr Energie (BFE) als Auftraggeber fĂĽr die UnterstĂĽtzung und das Vertrauen bei der Ăśberarbeitung des Planungshandbuchs Thermische Netze.
Ein besonderer Dank gilt den beteiligten Fachverbänden, die mit ihrem Fachwissen und Engagement wesentlich zur Qualität des Handbuchs beigetragen haben:
Ebenso möchten wir allen externen Expertinnen und Experten danken, die mit ihrer Expertise, ihren praktischen Erfahrungen und wertvollen Rückmeldungen die Inhalte des Planungshandbuchs bereichert haben. Ihre Mitwirkung hat entscheidend dazu beigetragen, dass das Werk praxisnah und zukunftsorientiert gestaltet werden konnte.
«AQUA & GAS» gibt es auch als E-Paper. Abonnenten, SVGW- und/oder VSA-Mitglieder haben Zugang zu allen Ausgaben von A&G.
Den «Wasserspiegel» gibt es auch als E-Paper. Im SVGW-Shop sind sämtliche bisher erschienenen Ausgaben frei zugänglich.
Kommentare (0)