Schulmuseum auf Energiesparkurs gebracht

Die seit Jahren steigenden Energiepreise und die ständig erhöhten Anforderungen an den Klimaschutz verstärken auch und gerade im kommunalen Immobilienbestand den Sanierungsbedarf. Hohe laufende Kosten belasten die öffentlichen Kassen. Dadurch fehlen dann wiederum die Mittel für gezielte Investitionen in die Energieeffizienz. Auch bleiben dem örtlichen Handwerk damit sinnvolle und lukrative Aufträge verwehrt. Hinzu kommt, dass das Thema Klimaschutz immer mehr öffentliche Aufmerksamkeit erfährt. Umso stärker sind Kommunen auch politisch gefordert, in Sachen energieeffizienter Modernisierung mit gutem Beispiel voranzugehen.
Für viele deutsche Städte und Gemeinden boten die Mittel des 2009 gestarteten Konjunkturpakets II der Bundesregierung eine große Chance, die größten Missstände in Angriff zu nehmen. Der Bund stellte mit Start des Konjunkturpakets II den Ländern und Gemeinden insgesamt 10 Mrd. Euro zur Verfügung, unter anderem für die Verbesserung der Energieeffizienz. Die Stadt Dortmund (586000 Einwohner) erhielt aus dem Zuschusstopf 77,9 Mio. Euro. Davon entfielen 43,2 Mio. Euro auf den Investitionsschwerpunkt Bildung und 34,7 Mio. Euro auf den Investitionsschwerpunkt Infrastruktur. In Dortmund hat man sich in beiden Bereichen auf energetische Sanierungen konzentriert.

Westfälisches Schulmuseum in Dortmund

Zu den aus dem Konjunkturpaket II finanzierten Projekten in der Ruhrmetropole zählt die Erneuerung der Heizungstechnik im Westfälischen Schulmuseum. Die historische Sammlung feierte im Jahr 2010 ihr 100-jähriges Jubiläum. Seit der Gründung im Jahr 1910 beherbergten verschiedene Gebäude in Dortmund das Schulmuseum, zunächst viele Jahre gemeinsam mit anderen Nutzern. Erst im Jahr 1990 erfolgte der Umzug in ein ausschließlich als Museum verwendetes Gebäude – eine ehemalige Schule.
Das Westfälische Schulmuseum gilt als eine der bedeutendsten schulhistorischen Sammlungen in Deutschland. Die Besucher können sich hier über 500 Jahre Schulgeschichte informieren. Neben regelmäßigen Sonderausstellung zu verschiedenen Themen bietet das Museum ein umfangreiches museumspädagogisches Programm. In einem historischen Klassenzimmer beispielsweise können Schulklassen den Bildungsalltag unserer Vorfahren Anfang des 20. Jahrhunderts erleben.

Vielversprechendes Einsparpotenzial

Das denkmalgeschützte, historische Schulgebäude mit einer Gebäudehülle in schwerer Bauart entspricht nicht mehr den heutigen Anforderungen an die Energieeffizienz. Aufgrund des Denkmalschutzes kam eine Außendämmung der Fassade allerdings nicht infrage. Die Umstellung der Wärmeverteilung auf das Dezentrale Pumpensystem bot vor diesem Hintergrund die besten Chancen für eine wirtschaftliche und energiesparende Modernisierung ohne Eingriff in die Bausubstanz. „Es reduziert nicht nur Energieverluste bei Wärmeerzeugung und -verteilung, sondern auch bei der Wärmeübergabe in den Raum. Insgesamt geht so weniger Wärmeenergie über eine schlecht gedämmte Gebäudehülle verloren“, begründet der Leiter der städtischen Immobilienwirtschaft, Reiner Limberg, die Entscheidung für eine dezentrale Systemlösung.
Entsprechend überzeugend fiel eine gebäudespezifische Kalkulation zur Energieeinsparung aus. Rund 29% Heizenergie lassen sich einer Wirtschaftlichkeitsberechnung zufolge für das Schulmuseum Dortmund einsparen. Diese Einsparung resultiert aus einem um 17% verringerten Energiebedarf bei Wärmeerzeugung, Wärmeverteilung und Wärmeübertragung. Weitere 12% ergeben sich aus dem automatischen hydraulischen Abgleich, den das System vornimmt. Insgesamt, so die Schätzungen, spart die Stadt Dortmund hierdurch über 5500 Euro Heizkosten pro Jahr.

Investition in fortschrittliche Heiztechnik

Das Dezentrale Pumpensystem „Wilo-Geniax“ kommt bereits in einer Vielzahl von Nutzimmobilien, Mehrfamilienhäusern und Einfamilienhäusern zum Einsatz. Dabei versorgen Miniaturpumpen jede Heizfläche bzw. jeden Heizkreis separat mit Heizwasser. Thermostatventile, wie sie in konventionellen Heizsystemen zur Regelung des Massenstroms verwendet werden, sind überflüssig. Temperatursensoren in den Räumen erfassen die Ist-Temperatur und übermitteln sie an eine zentrale Steuereinheit. Dieser sogenannte „Geniax“-Server gleicht Ist- und Solltemperaturen für jeden Raum ab und regelt entsprechend die Drehzahl der Pumpen.
Dabei berücksichtigt das System auch interne Wärmequellen, wie die von Menschen abstrahlende Körperwärme. Diese kann gerade in viel frequentierten Räumen einen erheblichen Wärmeeintrag bedeuten. Während das konventionelle System hierauf bei der Wärmeerzeugung keine Rücksicht nimmt und unverändert Wärme bereitstellt, reduziert „Geniax“ über eine 0-10-V-Schnittstelle automatisch die Wärmeerzeugung im Heizkessel. Darüber hinaus führt der Server individuell für jeden Raum eine Aufheizoptimierung sowie eine Heiz-Ende-Optimierung durch. Das bedeutet, dass das System jeden Raum anhand von eingestellten Zeitprofilen rechtzeitig auf die gewünschte Temperatur bringt. Zum eingestellten Ende der Nutzungszeit hin regelt der Server die Miniaturpumpen herunter bzw. schaltet sie ab, um die im Raum vorhandene Restwärme auszunutzen.
Parallel dazu erhebt und protokolliert „Geniax“ alle relevanten Parameter des hydraulischen Netzes, wie etwa Heizwasser-Rücklauftemperaturen, Vorlauftemperaturen oder Pumpendrehzahlen, und eignet sich damit auch für die Integration in übergeordnete Gebäudeautomationssysteme. Die Anlage im Westfälischen Schulmuseum beispielsweise ist über ein systemeigenes BACnet-Modul auf die Gebäudeleittechnik der Stadt Dortmund aufgeschaltet. So lässt sich die Funktionalität und der Betriebszustand der Systemtechnik im Schulmuseum fernüberwachen. Die Bedienung erfolgt jedoch in der Regel vor Ort über einen in der Technikzentrale des Museumsgebäudes installierten Bedien-PC mit Touchscreen.  

Projektablauf im Schulmuseum Dortmund

Der Ablauf der kompletten Heizungsmodernisierung erfolgte ganz im Sinne des Konjunkturpakets II. Nach der Mittelbewilligung schrieb die Stadt das Projekt aus. Für Planung und Ausführung der Modernisierungsmaßnahme kamen zwei Unternehmen aus der Region zum Zuge. Die Planung übernahm die IVU Ingenieurbüro GmbH aus Dortmund. Mit der Ausführung beauftragte die Stadt das SHK-Fachhandwerksunternehmen Alfred Pieper GmbH aus Hamm.
Der alte Wärmeerzeuger wurde ausgemustert, ein Gasbrennwertkessel angeschafft. Das alte Rohrnetz blieb bestehen, doch ersetzte man die alten Heizkörper durch zeitgemäße Modelle. Auf 33 Räume des vierstöckigen Gebäudes verteilen sich die insgesamt 65 Heizkörper. An jedem montierte die Firma Pieper während der Rohinstallationsphase eine „Geniax“-Pumpe.
Zu diesem Zeitpunkt verlegte man auch die Busleitungen zur Verbindung der verschiedenen Systemkomponenten mit dem „Geniax“-Server. Die Kabelführung erfolgte in Kabelkanälen. Denn durch den Denkmalschutz hatte man nur eingeschränkte Möglichkeiten, in die Gebäudesubstanz einzugreifen. Den Server positionierte man zusammen mit dem BACnet-Modul sowie vier Buskopplern in einem Schaltschrank im Heizungsraum. Diese Verstärkereinheiten teilen das gesamte System in mehrere Segmente auf. Dadurch lassen sich komplexere Busnetze realisieren, wie sie in vielen Großobjekten vorkommen. Während der Fertiginstallationsphase setzte man Raumtemperatursensoren und Pumpenelektroniken in die zuvor befestigten Unterputzdosen ein.
Zur Temperaturregelung der einzelnen Räume kommen im Schulmuseum Dortmund ausschließlich Sensorelemente zum Einsatz. Diese sogenannten „Ambient Sensors“ ohne Bedienfunktion verhindern ungewünschte Eingriffe der Besucher und Mitarbeiter in das System. Die Sensoren erfassen die Ist-Raumtemperatur im jeweiligen Raum und übermitteln sie an den „Geniax“-Server. Dieser gleicht die Ist-Temperatur mit der für den Raum jeweils eingestellten Soll-Temperatur ab und regelt dementsprechend die Pumpen. Anpassungen von Temperatur- und Zeitprofilen für einzelne Räume sowie das ganze Gebäude kann der Hausmeister schnell und bequem über eine zentrale Bedien­oberfläche in der Heizzentrale vornehmen.

Beachtliche Resultate

Die aus den Modernisierungsmaßnahmen resultierenden Effekte nutzen sowohl dem Klima als auch dem städtischen Haushalt und der Wirtschaft. Dank Einsatz des Dezentralen Pumpensystems im Westfälischen Schulmuseum lässt sich der jährliche CO2-Ausstoß um rund 10t bzw. 29% reduzieren. Die errechnete Heizenergieeinsparung von ebenfalls 29% erspart der Stadt Dortmund erhebliche Betriebskosten. Mit circa 5500 Euro Kostenreduzierung pro Jahr soll sich das System in weniger als sieben Jahren amortisiert haben und anschließend eine deutliche Entlastung des städtischen Haushalts bringen.

Bilder: Wilo SE, Dortmund / Städtische Immobilienwirtschaft, Stadt Dortmund

www.wilo.de