Energetische Sanierung mit Raumautomation Tagungs- und Bildungszentrum Hohenwart senkt Betriebskosten
Die Potenziale moderner Automatisierungstechnik werden bei der energetischen Sanierung noch viel zu wenig genutzt. Warum? Weil bei den Bauplanern kein Know-how auf diesem Fachgebiet vorhanden ist! Bei der Sanierung des Tagungs- und Bildungszentrums Hohenwart Forum bei Pforzheim wurde jetzt gezeigt, dass der Einsatz von Automatisierungstechnik mit LON-Technologie wirtschaftlicher sein kann als übliche Energiesparmaßnahmen – wenn die Automation bei der Planung den richtigen Stellenwert erhält.
Gerhard Hötger, Geschäftsführer des im Nordschwarzwald gelegenen Hohenwart Forums, hatte eine umfangreiche Sanierung seiner Gästehäuser geplant. Dabei stand das Wohlbefinden der Gäste im Vordergrund; allerdings sollte wegen der ständig steigenden Betriebskosten auch die Energieeffizienz verbessert werden.
Beratung mit ganzheitlichem Ansatz
Hötger zog einen Berater hinzu, der einen ganzheitlichen, gewerkeübergreifenden Ansatz verfolgte und dazu über besonderes automatisierungstechnisches Know-how verfügte. Dieser analysierte Gebäude und Anlagen und stellte Lösungen zur Optimierung vor. Die Vorschläge reichten von der Verbesserung der Dämmung und Winddichtigkeit des Gebäudes über den Umbau des Heizungssystems bis zur Nachrüstung von Raumautomation.
Im Kosten/Nutzen-Vergleich erschien die Raumautomation in Verbindung mit der Optimierung der Heizkreisregelung als die wirtschaftlichste Lösung. Eine Vorstudie, die im Rahmen einer Diplomarbeit durchgeführt wurde, prognostizierte ein Einsparpotenzial in Höhe von 30 bis 58%.
Am bestehenden Fenster nachträglich montierter Öffnungssensor in EnOcean-Technologie, farblich an das Fenster angepasst. Durch Funktechnik und solare Energienutzung ist keine Verkabelung erforderlich und damit eine einfache Nachrüstung möglich.
Erfolgsfaktor Integrationsplanung
Grundlage für das Gelingen des Projekts war die Entscheidung für die Umsetzung als Integrationsplanung unter Federführung der Automatisierungstechnik. So wurde im ersten Schritt der konkrete Bedarf des Auftraggebers herausgearbeitet und in einem Lastenheft einschließlich der Schnittstellen zur Innenarchitektur dokumentiert. Gleichzeitig wurden mehrere Nutzungsprofile definiert, um die Beheizung energieoptimiert an die Wünsche und die Aufenthaltszeit der Gäste anpassen zu können.
Bedarfsabhängige Regelung
Um eine individuelle Einstellung der Raumtemperaturen in den einzelnen Gästezimmern, Bädern und Fluren zu ermöglichen, wurden alle Räume mit kommunikationsfähigen Temperaturreglern ausgestattet. Zusätzlich erfolgte die Nachrüstung von Sensoren an allen Fenstern, um Energieverschwendung bei falschem Lüften zu vermeiden. Die Wärmeverteilung wurde u. a. mit drehzahlgeregelten Pumpen ausgestattet und einschließlich der Warmwasserspeicher und Zirkulationspumpen in ein Automationsnetzwerk eingebunden. Die informationstechnische Verknüpfung mit der Raumautomation ermöglicht dadurch eine bedarfsabhängige Regelung der Wärmeerzeugung, bei der nur die real benötigte Menge Wärme erzeugt wird und somit sonst übliche Energieverluste minimiert werden.
Nachgerüstete Automationskomponenten und thermoelektrische Stellantriebe in den bestehenden Fußbodenheizkreisverteilungen.
Zentrale Visualisierung
Alle Automationseinrichtungen der einzelnen Gebäude konnten über einen Ethernet-Backbone mittels Glasfaserkabel in ein Automationsnetzwerk integriert und an ein zentrales Web-Visualisierungssystem angebunden werden. Dieses Visualisierungssystem wurde über eine Firewall in das vorhandene EDV-Netzwerk eingebunden. Die Bedienung des Systems ist über alle angeschlossenen Standard-Arbeitsplatz-PCs mittels Web-Browser möglich.
Das Visualisierungssystem dient dem Facility Management (FM) zur Bedienung und Überwachung der Anlagen und meldet automatisch Störungen per E-Mail oder SMS. Des Weiteren ermöglicht es dem FM, die aktuellen Raumtemperaturen in den Zimmern zu überwachen und zusätzlich – als Nebeneffekt – auf einen Blick festzustellen, ob alle Fenster und Türen geschlossen sind. Zeit- und kostenintensive Kontrollgänge durch die Gebäude konnten so auf ein Minimum reduziert werden.
Sanierte Wärmeverteilung mit Wärmemengenzähler und drehzahlgeregelter Hocheffizienzpumpe.
Integration des Buchungssystems
Das existierende Buchungssystem konnte per Software ins Automationsnetzwerk eingebunden werden. Das ermöglicht eine belegungs- und gästespezifische Beheizung der einzelnen Räume. Das gewünschte Nutzungsprofil wird dabei beim Einchecken eines Gastes automatisch an den zugehörigen Raum übergeben. Die Gästezimmer werden in der Folge nur in den vordefinierten Zeiten auf Komforttemperatur beheizt und sonst mit abgesenkten Temperaturen betrieben.
Beim Auschecken eines Gastes wird das Zimmer automatisch in den Zustand „unbelegt“ gesetzt und bis zur nächsten Belegung auf einer niedrigen, energiesparenden Absenktemperatur gehalten. Sollten einzelne Gäste mit den vorgegebenen Komfortzeiten oder Raumtemperaturen nicht zufrieden sein, können die Mitarbeiterinnen des Empfangs von ihrem Arbeitsplatz aus jedes Zimmer an die Wünsche des Gastes anpassen.
Weiterhin stellt das System dem Facility Management alle Energieverbrauchsdaten bereit und dient somit als Grundlage für ein Verbrauchs-/Betriebskostencontrolling. Um den Energieverbrauch zu bewerten, verursachungsgerecht zuzuordnen und permanent optimieren zu können, wurden dazu in jedem Gästehaus mehrere Wärmemengenzähler eingebaut.
Systemtopologie.
Energieeinsparungen bestätigt
Geschäftführer Gehard Hötger ist von den Ergebnissen beeindruckt: „Durch die Automatisierungstechnik wurde eine wesentliche Komfortverbesserung und damit eine Steigerung des Wohlbefindens für unsere Gäste erzielt. Diese Qualitätsverbesserung gibt es nachweislich quasi zum Nulltarif, denn die Investitionskosten können durch die einge-sparten Energiekosten finanziert werden.“
Da die Gästehäuser sukzessive in Abständen von ca. einem halben Jahr saniert wurden, war es möglich, die Verbräuche der bereits automatisierten mit denen der nicht-automatisierten (baugleichen) Häuser direkt zu vergleichen. Die im realen Betrieb gemessenen Einsparungen bestätigten die Vorstudie und übertrafen diese in einigen Teilen sogar. So betrugen die monatlichen Einsparungen in der Winterzeit durchschnittlich ca. 55%, während des Sommerbetriebs (Brauchwasserbereitung) sogar bis zu über 90%. Bei einer angenommenen Energiepreissteigerung von 7% pro Jahr ergibt sich ein Return On Invest (ROI) von ca. 15 Jahren. Bei einer Energiepreissteigerung von 15% pro Jahr wird der ROI bereits nach 10,5 Jahren erreicht.
Autor: Prof. Dipl.-Ing. Achim Heidemann ist Geschäftsführer der Heidemann & Schmidt GmbH, Integrationsplanung für Technische Gebäudeausrüstung (TGA)
78333 Stockach
Tel. 0700 24343362
heidemann@integrationsplanung.de
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Bilder: Autor
