Hygienischer Schutz und Betriebskosteneinsparungen Sanierung von Lüftungs- und Klimaanlagen im Krankenhaus

Die Mittel aus dem Konjunkturpaket II dienen ausschließlich kurzfristig zu verwirklichenden Maßnahmen, deren Umsetzung bis Ende 2010 abgeschlossen sein soll. Längst überfällige zusätzliche Investitionen für Kliniken können dadurch zügig umgesetzt werden. Unter diese Zukunftsinvestitionen fallen insbesondere die Raumlufttechnischen Anlagen und Geräte in Kliniken. Für die Betreiber der Krankenhäuser hat eine solche Investition gleich vier klare Vorteile:

• Zunächst wird veraltete Technik gegen neue, langlebige Raumlufttechnik ausgetauscht und damit überfällige Investitionen in die Gebäudetechnik zu einem Zeitpunkt getätigt, wo der Förderungswille der Bundesregierung bzw. der Allgemeinheit besteht. Nicht nur die finanzielle Förderung der Technik ist durch das Konjunkturpaket II gewährleistet, auch die Initiativ- bzw. Detailberatung in Sachen Energieeffizienz wird von der KfW explizit gefördert.
• Im zweiten Schritt wird die Raumluftqualität deutlich erhöht, was gerade nötig ist für Pflegebereiche und die erforderlichen Raumluftklassen im OP.
• Drittens lassen sich durch energieeffiziente Technologien und anhand von „Life-Cycle-Costs“-Analysen signifikant Energiekosten in der Lüftung und Klimatisierung einsparen – es geht meist um mehrere Hundertausend Euro in wenigen Jahren.
• Letztlich führt eine punktgenaue Lüftung und Klimatisierung, einhergehend mit den hohen hygienischen Anforderungen sämtlicher Bereiche in Krankenhäusern, zur besseren Patientengenesung und auch nachgewiesenerweise zu einer höheren Mitarbeiterproduktivität, was sich für die Klinikbetreiber finanziell enorm rechnet.

Potenziale in der Sanierung
Eine Vielzahl der deutschen Krankenhäuser wurde in den frühen Siebzigern errichtet bzw. modernisiert. Die damals installierten Einrichtungen entsprechen mittlerweile größtenteils nicht mehr den in den vergangenen Jahren ständig gestiegen Anforderungen.
Insbesondere im Bereich der Raumlufttechnik besteht noch ein großer Bestand alter, sanierungsbedürftiger Anlagen. Dies umfasst gleichermaßen die Kälte- und Wärmeerzeugung, die Luftaufbereitung und -förderung, die Regelungstechnik sowie die lufthygienischen Verhältnisse im Operationsraum. So findet man oft Klimaanlagen vor, die aus Sicherheitsdenken überdimensioniert wurden und so im ineffizienten Teillastbetrieb laufen.
Auch bei Schließung oder Auslagerung von Teilbereichen der ursprünglichen Versorgung findet selten eine Anpassung der RLT-Anlagen statt. Weiterhin muss der hygienische Zustand vieler Anlagenkomponenten nach heutiger Sicht als fragwürdig bezeichnet werden. Auch in Operationsräumen fehlt nicht selten der heute nach geltenden Gesetzen und Richtlinien geforderte Standard.
Jedoch ist die Förderung nicht unerschöpflich und die Zeit drängt. Für die Betreiber stellt sich die dringliche Frage, welche  Sanierungsmaßnahmen aus technischer, energetischer und hygienischer Sicht sinnvoll sind. Eine detaillierte Bestandsaufnahme und Analyse der RLT Anlage ist vorab erforderlich. Diese Bestandsaufnahme gilt auch für die Eruierung der Rahmenbedingungen zur Berechnung bzw. zum Vergleich von „Life-Cycle-Costs“.
Nicht Energieeffizienzklassen oder energieeffiziente Einzelkomponenten können über die Wirtschaftlichkeit von Raumluft-techischen Anlagen entscheiden, sondern eine auf den Anwendungsfall abgestimmte Berechnung der Lebenszykluskosten der Gesamtanlage. Hierbei wird in der Regel nicht die tatsächlich mögliche Nutzungsdauer der Anlagen in die Berechnung einfließen (z. B. 20 – 30 Jahre), sondern viel mehr ein vom Betreiber bevorzugtes Zeitfenster. D.h., der Krankenhausbetreiber kann beispielsweise als Betrachtungszeitraum nur 5 Jahre vorgeben. Allgemein kann die Aussage getroffen werden, dass sich Investitionen in die Raumlufttechnik von Krankenhäusern stets in weniger als 5 Jahren amortisieren (siehe „Life-Cycle-Costs“-Berechnung in diesem Artikel).

Zentrale Luft- und Klimaanlagen
Die zentrale Technik der Krankenhausklimatisierung birgt entscheidende Vorteile. Die Wartung kann zentral ohne Beeinträchtigung der Abläufe in Krankenhäusern stattfinden. Auch sind hier die größten Energie-kosteneinsparungen realisierbar. Doch die zentrale wie auch dezentrale Raumlufttechnik in Krankenhäusern ist veraltet und offenbart in der Sanierungsberatung große Kos-teneinsparpotenziale. Hier ein kurzer Abriss über die häufigsten Mängel veralteter zentra-ler Luft- und Klimaanlagen:

• hygienische Defizite im Bereich der Außenluftansaugung und Vorfilterung,
• fehlende oder ineffiziente Wärmerückgewinnung,
• Veraltete Ventilatortechnik mit hohem
• Energieverbrauch,
• mangelhafte Regelung,
• fehlende integrale Planung der Lüftungs- und Klimaanlagen.

„Life-Cycle-Costs“-Berechnung gemäß den Vorgaben der DIN V 18599-3 (Energiemengeberechnungen für Raumlufttechnische Anlagen) sowie VDI 2067-1 (Wirtschaftlichkeitsberechnung für Raumlufttechnische Anlagen – „Life-Cycle-Costs“-Berechnung) für den Fall „Krankenhaus“.

Hierbei ist der Austausch des raumlufttechnischen Zentralgerätes überschaubar und als abgeschlossene Einheit in der Gebäudetechnik ohne große Beeinträchtigungen durchführbar. Neben der Schaffung der hygienischen Voraussetzungen lassen sich durch Austausch der Zentralgeräte enorme Betriebskosteneinsparungen in den kommenden Jahren einsparen, und auch die notwendige Betriebssicherheit (Ausfallsicherheit) erhöht sich um ein Vielfaches. Wie bereits erwähnt, ist eine Analyse der „Life-Cycle-Costs“ für eine Lüftungs- und Klimaanlage die Beweisführung für jeden Betreiber, sich mit der Neuanschaffung einer zentralen Lüftungstechnik dringend auseinanderzusetzen.
Die „Life-Cycle-Costs“-Analyse gibt deutlich Aufschluss über die Kosteneinsparpotenziale innerhalb der nächsten Jahre nach der Investition in die Gebäudetechnik. Hierbei sind verschiedene Konfigurationen miteinander zu vergleichen – beispielsweise, um das für das entsprechende Krankenhaus effizienteste Energierückgewinnungssystem auszuloten. Die Konfiguration mit den geringsten „Life-Cycle-Costs“ innerhalb des Betrachtungszeitraumes (z.B. 5 Jahre) erhält den Zuschlag.
Inbegriffen in diese Art der Gesamtkostenberechnung sind auch die Kosten für Wartung, Instandhaltung und Filterwechsel. Da diese Art der Wirtschaftlichkeitsbewertung sich auch der vor Ort anzutreffenden Gegebenheiten bedient (z. B. Versorgung mit Fernkälte/Fernwärme, BHKW oder Ähnliches) – also individuell aufgebaut ist – steht die „Life-Cycle-Costs“-Berechnung über der Entscheidung nach Energieeffizienzklassen, wie man es z. B. von der „Weißen Ware“ her kennt.

Beweis der Kosteneinsparung
Gerade in Kliniken ist die Raumlufttechnik ein neuralgischer Punkt innerhalb der technischen Gebäudeausrüstung. Eine tadellose Lüftung und Klimatisierung gebieten die zahlreichen Hygienevorschriften bezüglich Raumlufttechnischer Anlagen. So ist darüber hinaus kostenseitig ausschlaggebend die hohe Auslastungszeit der Raumlufttechnik in Krankenhäusern.
Meist müssen diese Anlagen (wenn auch nicht immer durchgehend im Volllastbetrieb) an 24 Stunden pro Tag an 7 Tagen in 52 Wochen im Jahr betrieben werden. Somit lautet das Credo für Krankenhausbetreiber: Beste Performance in der Lüftung und Kli-matisierung zur Erfüllung hygienischer Standards im Pflege- und Eingriffsbereich sowie Behaglichkeit in den übrigen Bereichen bei möglichst niedrigen Betriebskosten. Und in puncto Betriebskosten als Teil der „Life-Cycle-Costs“ kann eine durchdachte Projektierung der Raumlufttechnischen Anlagen extrem viel Geld kurzfristig einsparen.
In dem in Bild 2 dargestellten Diagramm sieht man eine „Life-Cycle-Costs“-Berechnung gemäß den Vorgaben der DIN V 18599-3
(Energiemengeberechnungen für Raumlufttechnische Anlagen) sowie VDI 2067-1 (Wirtschaftlichkeitsberechnung für Raumlufttechnische Anlagen – „Life-Cycle-Costs“-Berechnung) für den Fall „Krankenhaus“. Die Berechnung stammt von einem realen Projekt, einem großen Krankenhaus im Norden Deutschlands, wo es ebenfalls um die Sanierung der Lüftungs- und Klimaanlagen ging. Sehr schnell wird deutlich, dass ein Klimazentralgerät (60 000 m³/h Luftvolumenstrom) innerhalb von 5 Jahren Betrachtungszeitraum mehr oder auch weniger effizient konstruiert werden kann.
Es handelt sich bei allen drei möglichen Gerätekonfigurationen um Klimazentralgeräte, die dieselbe Performance in der Klimatisierung liefern, doch der große Unterschied zwischen RLT 1, RLT 2 und RLT 3 (RLT = Raumlufttechnik) liegt vor allem in der Art und Weise der Energierückgewinnung sowie Druckverlustminimierung. RLT 1 wurde ohne Energierückgewinnung konzipiert. RLT 2 enthält eine Energierückgewinnung mit einer Rückwärmzahl von 50%. RLT 3 zeichnet sich durch eine Energierückgewinnungskomponente mit einer Rückwärmzahl von 70% aus.
Die „Life-Cycle-Costs“ ohne kapitalgebundene Kosten (Investitionsbetrag sowie Wartung und Instandhaltung) betragen für RLT 1 über 1,1 Mio. Euro in 5 Jahren und für RLT 3 lediglich die Hälfte, also ca. 580000 Euro. Und dies bei äußerst moderaten Annahmen von Energiepreissteigerungen (Preisindizes des statistischen Bundesamtes).
Bereits innerhalb von 5 Jahren Betrachtungszeitraum wird deutlich: Die Komplettsanierung eines zentralen Klimagerätes amortisiert sich in weniger als 5 Jahren und arbeitet energetisch nachhaltig. Klinik-Betreibern ist zu raten, sich vom Planungsbüro (oder auch von Herstellern von Raumlufttechnik) zur Sanierungsbewertung eine Wirtschaftlichkeitsberechnung („Life-Cycle-Costs“-Berechnung) vorlegen zu lassen. Kosteneinsparpotenziale in Höhe von 500000 Euro innerhalb der ersten 5 Jahre sind keine Seltenheit.

Kleinere Eingriffe mit großen Wirkungen
Am Anfang steht immer der Bedarf in der Sanierung. Nicht jeder zentralen Lüftungs- und Klimaanlage droht der Komplettaustausch der zentralen Einheit. In einigen Fällen ist es durchaus sinnvoll (auch im Sinne einer durchgeführten Wirtschaftlichkeitsberechnung / „Life-Cycle-Costs“-Berechnung), zur schnellen Reduzierung der Energiekosten im Betrieb lediglich die Ventilatoreinheit auszutauschen.
Durch den Ersatz eines älteren Gehäuseventilators durch einen Ventilator mit frei laufendem Rad und EFF1 Antriebsmotor spart der Krankenhausbetreiber bei minimalen Investitionskosten einiges an Energiekosten ein. Diese Sanierungsmaßnahme ist jedoch auch durch eine „Life-Cycle-Costs“-Berechnung zu belegen. Die Amortisationszeit liegt im Allgemeinen bei ehrgeizigen 1 bis 2 Jahren. Tendenziell wird eine „Life-Cycle-Costs“-Berechnung sehr schnell Aufschluss darüber liefern, ob nicht weitere Sanierungsmaßnahmen an den Funktionseinheiten des Zentralgerätes weit höhere Einsparungen in den Folgejahren brächten.

Potenziale bei dezentralen Klimageräten
In den Anwendungsfällen von dezentralen raumlufttechnischen Geräten lassen sich im Allgemeinen folgende Mängel im Kranken-hausbetrieb skizzieren:

• hygienische Defizite einzelner Komponenten,
• zu geringe Volumenströme für zeitgemäße Klimatisierungskonzepte,
• fehlende Einrichtungen für Umluftbetrieb,
• ungenügende Energierückgewinnung in der Lüftung.

Einsparung von 30 % der Luftförderkosten ist möglich, Amortisation 1 - 2 Jahre!

,Die Sanierung/Austausch derartiger raumlufttechnischer Geräte ist anzuraten, muss jedoch schlüssig mit dem jeweiligen raumlufttechnischen Konzept abgestimmt sein. Insbesondere bei OP-Räumen ist die parallele Sanierung der Zuluftdecken/-auslässe anzuraten.

Potenziale in der Raumlufttechnik
Die Belüftung und Klimatisierung der OP-Räume ist einer der sensibelsten Bereiche in der Raumlufttechnik. Hier ist der Patientenschutz das oberste Gebot. Vielfach entspricht die raumlufttechnische Ausführung im OP (und teilweise in der gesamten Klinik) in keiner Weise den heutigen Anforderungen, welche ein Chirurg, Hygieniker und auch Fachingenieur manifestieren würde. Die häufigsten Mängel:

• Klimatisierungskonzept entspricht nicht der hygienisch geforderten Raumklasse,
• Größe der Zuluftfelder nicht im Einklang mit den medizinischen Eingriffsarten,
• falsche Randbedingungen des Raums führen zu unzureichenden Schutzfeldern,
• mangelhaftes Betriebs- und Regelkonzept
• zu geringe Energieeffizienz.

Mit Veröffentlichung der DIN 1946-4 im Dezember 2008 wurden die lufthygienischen Anforderungen für OP-Räume verbindlich neu definiert. Im Zusammenwirken mit dem zuständigen Hygieniker muss aufgrund der vorgesehenen medizinischen Eingriffsarten die Raumklasse festgelegt werden und entschieden werden, ob und welche Sanierungsmaßnahmen durchgeführt werden. Derartige Sanierungen können aufwendig sein und erfordern eine sorgfältige Analyse und Planung. Dabei sind neben den Investitionen der erforderliche Raumbedarf und die Nutzungsausfälle zu berücksichtigen. Eine kurzfristige Umsetzung ist nur selten möglich.

Überschaubarer Aufwand
Für die Verbesserung der Energieeffizienz sowie der Hygiene in Bestandsanlagen bietet sich im Wesentlichen die Erneuerung des Bereiches der zentralen Außenluftaufbereitung an. Hier ist es möglich, kurzfristig mit einem überschaubaren Aufwand einen großen Nutzen zu erzielen.
In jedem Falle aber ist die Effizienz der bestehenden Ventilatoreinheit(en) zu prüfen, um evtl. zumindest dieses Potenzial der Betriebskosteneinsparung auszuloten. Grundsätzlich ist für das Sanierungskonzept von Raumlufttechnischen Anlagen in Kliniken eine „Life-Cycle-Costs“-Berechnung erforderlich, da nur diese eine auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmte Wirtschaftlichkeitsberechnung liefern kann – die Ener-giekosteneinsparpotentiale sind gerade in einem Dauerbetrieb in Kliniken überaus hoch.
Im Sinne des Konjunkturpaketes II ist jedem Klinikbetreiber anzuraten, eine energetische Überprüfung der Raumlufttechnischen Anlagen durchführen zu lassen. Es besteht gerade für die Initialbewertung und auch für eine folgende Detailbewertung des Sanierungspotenzials der Lüftungs- und Klimatechnik eines Fachingenieurbüros oder Klimageräteherstellers die Möglichkeit, einen großen Teil dieser Beratungskosten von der KfW-Bank erstattet zu bekommen (Zuschuss zur Energieeffizienzberatung; Sonderfonds Energieeffizienz in KMU), sowie einen günstigen Investitionskredit (ERP – Umwelt- und Energieeffizienzprogramm) zu erhalten.

Bilder: AL-KO

Kontakt: AL-KO Therm GmbH. 89343 Jettingen-Scheppach, Tel. 08225 390, Fax 08225 39113, HospitAir@al-ko.de, www.al-ko.de