Leuchtturmprojekt der Gemeinde Rommerskirchen: Dezentrales Pumpensystem sorgt für Energiespar- und Lerneffekte in einer Grundschule

Die Gillbachschule in der Gemeinde Rommerskirchen ist eine Grundschule mit modernem pädagogischen Konzept. Das 1971 erbaute Schulgebäude beherbergte zunächst die örtliche Hauptschule, seit 1991 ist hier eine Grundschule untergebracht. Es umfasst großzügige Klassenräume sowie Werk-, Mehrzweck- und Verwaltungsräume für derzeit rund 250 Schüler in 10 Klassen. Darüber hinaus ist dem Gebäude eine Mehrzweckhalle für Schulsport und Veranstaltungen angeschlossen. Seit 2003 wird die Gillbachschule – zusammen mit den anderen Grundschulen der Gemeinde – in Form einer offenen Ganztagsschule geführt. Eine Schulküche gewährleistet die Versorgung der Kinder in der Mittagszeit.
Durch die frühe Einführung des Ganztagsschulkonzepts übernahm die Gemeinde Rommerskirchen eine Vorbildrolle in der Region. Auch hinsichtlich der Modernisierung des Schulgebäudes zeigte sich die Gemeinde am Puls der Zeit. Bereits zu Beginn der 2000er-Jahre hatte eine Zustands- und Verbrauchsanalyse von 20 örtlichen Liegenschaften, darunter auch der Gillbachschule, einen dringenden Optimierungs- und Modernisierungsbedarf der vorhandenen Anlagentechnik festgestellt. Daher war seitens der Gemeinde ein Einspar-Contracting beschlossen worden, in dessen Rahmen nicht nur die notwendigsten Optimierungen und Modernisierungen umgesetzt wurden, sondern auch ein kontinuierliches Energiemanagement gestartet wurde.

Projekt mit Modellcharakter
2009 deckte die Bestandsaufnahme zur Ausstellung eines Energieausweises durch die Technische Beratung Energie GmbH (T.B.E.) für das Schulgebäude weitere ener­getische Schwachstellen auf. Im Fokus standen Beleuchtungs-, Heizungs- und IT-Technik sowie die Gebäudesubstanz. Die vorhandene Wärmeerzeugung befand sich in einem vergleichsweise guten Zustand, allerdings bestand hier weiteres Optimierungspotenzial hinsichtlich Wärmeverteilung und -übergabe.
Nach eingehender Prüfung wurde das Vorhaben von RWE als Pilotprojekt im Rahmen eines umfassenden Programms zur Verbesserung von Energieeffizienz in Gebäuden ausgewählt. Durch einen Kooperationsvertrag der ehemaligen RWE Rhein-Ruhr AG (heute: RWE Vertrieb AG) und der Gemeinde Rommerskirchen wurde gemeinsam ein Finanzierungsplan erstellt, um die erforderlichen Maßnahmen zur ener­getischen Verbesserung des Gebäudes zu finanzieren. RWE übernahm hier einen Großteil der Investitionen.
Daher legte das Unternehmen bei der Modernisierung der Gillbachschule gro­ßen Wert auf den Einsatz innovativer Ener­giespartechniken. Diese mussten bei hoher Betriebssicherheit und Energieeffizienz gleichzeitig wirtschaftlich sein. So wurde die Schule u.a. mit verbrauchsarmer Informationstechnologie, sogenannter „Green IT“, und intelligenter Beleuchtungstechnik ausgestattet. Hinsichtlich einer verbesserten Wärmeversorgung erwog der verantwortliche Projektleiter, Dipl.-Ing. Markus Zander von der T.B.E., eine Lösung zur Einzelraumregelung. „Dabei bezogen wir aber auch „Wilo-Geniax“ als vielversprechende und zukunftsweisende Gesamtlösung in unsere Wirtschaftlichkeitsberechnungen mit ein“, erzählt Zander. Schließlich konnte sich das Dezentrale Pumpensystem im Systemvergleich mit reinen Einzelraumregelungen durchsetzen.

Hohe Einsparpotenziale entlasten Haushalt
Das System ist mit mehreren Miniaturpumpen an den Heizflächen bzw. Heizkreisen eine Alternative zum klassischen Aufbau mit Thermostatventilen. Die herkömmliche „Angebotsheizung“ mit zentraler Heizungspumpe wird durch eine „Bedarfsheizung“ abgelöst – gepumpt wird nur, wenn Wärme benötigt wird. So erzielt das dezentrale Pumpensystem eine Senkung des Heizenergiebedarfs verglichen mit einem hydraulisch abgeglichenen konventionellen System mit Thermostatventilen. Rund 17% Heizenergieeinsparung können so für die Gillbachschule durch „Geniax“ erreicht werden, dies entspricht einer Heizkostenentlastung in Höhe von rund 4000 Euro pro Jahr.

Heizungsanlage zeitgemäß modernisiert
Aufgrund der fest definierten finanziellen Mittel, die zur Verfügung standen, wurde das dezentrale Pumpensystem mit maximal 50000 Euro budgetiert. Projektleiter Dipl.-Ing. Markus Zander gelang es in Kooperation mit Wilo, eine auch in dieser Hinsicht „passende“ Lösung zu konfigurieren. Die Auslegung der Hydraulik erfolgte anhand von Bestandsplänen und neu erstellter Rohrnetzberechnungen durch den zuständigen Fachplaner Johann Sittlinger von der T.B.E.. So wurde im Vorfeld festgestellt, ob das Leitungsnetz korrekt dimensioniert und die „Geniax“-Pumpen mit ihrer Pumpenkennlinie dafür geeignet waren. Im September 2010 begannen schließlich die Arbeiten an der Heizungsanlage. In der Gillbachschule erfolgt nun die Wärmeversorgung des Hauptgebäudes mit Klassen-, Aufenthalts- und Verwaltungsräumen durch das neue Pumpensystem, die Mehrzweck- sowie die Pausenhalle werden weiterhin konventionell mit Wärme versorgt. Insgesamt handelt es sich bei den mit „Geniax“ versorgten Bereichen um 53 Räume auf 4500 m² beheizter Fläche mit einem Wärmebedarf von 470 kW. 
Im Zuge der Modernisierung wurde der vorhandene Gas-Brennwertkessel im Bestand belassen – eine der Bedingungen, die dem Sponsor durch die Gemeinde Rommers­kirchen gestellt wurden. Um maximale
Ener­gieeinsparungen zu erziehlen und den vollen Funktionsumfang des dezentralen Pumpensystems nutzen zu können, waren jedoch im Vorfeld einige Optimierungen der Hydraulik und der Wärmeübergabe erforderlich. Die Heizkreise der durch „Wilo-Geniax“ zu versorgenden Bereiche wurden mittels hydraulischer Weichen vom Hauptverteiler entkoppelt. Es wurden alle Heizkörper durch moderne Planheizkörper mit einem innovativen hydraulischen Konzept ersetzt, die bis zu 11% Energie bei der Wärmeabgabe sparen können.
In den Hauptwärmeverteiler installierte Hocheffizienzpumpen der Baureihe „Stratos“ des Dortmunder Unternehmens sorgen für die notwendige Grundförderleis­tung in dem weit verzweigten Gebäudekomplex sowie für die Wärmeverteilung in den nicht durch das System versorgten Gebäudebereichen.

Dezentrale-Pumpen-Technik in der Gillbachschule
Die Installation des Pumpensystems übernahm im Auftrag der T.B.E. die Kronemeyer GmbH aus Uelsen. Sie montierten die „Geniax“-Adapter, die Befestigungen für die Pumpenelektroniken und verlegten auch die Busleitungen zur Verbindung der verschiedenen Systemkomponenten mit zwei Servern. Zusätzlich installierte man wegen der großen Anzahl der zu versorgenden Räume zwölf Verstärkereinheiten, die das gesamte System in mehrere Segmente aufteilen. Dadurch lassen sich komplexere Busnetze realisieren, wie sie in Großobjekten vorkommen.
Die Pumpenadapter des dezentralen Pumpensystems sind so konstruiert, dass die Pumpen bei gefüllter Anlage einfach mit einem Bajonettverschluss eingesetzt werden können. Auf diese Weise kann die hydraulische Anlage in der Phase der Rohinstallation auf Dichtheit überprüft, gespült sowie befüllt und entlüftet werden. In der Fertiginstallationsphase montierten die SHK-Fachhandwerker die insgesamt 156 Pumpen auf die Adapter. Anschließend wurden die Bedien- bzw. Sensor­elemente installiert. Überwiegend wurden hier Raumtemperatursensoren ohne Bedienmöglichkeit eingesetzt. 49 dieser „Ambient Sensors“ erfassen die Raumtemperatur. Die Temperaturregelung erfolgt in diesem Falle durch zwei im Technikraum installierte Zentralbediengeräte „Central Control“.
Besonderer Vorteil dieser Ausstattungsvariante: In größeren Nutzimmobilien stellt sie nicht nur bei den Investitionskosten eine besonders wirtschaftliche Alternative dar, sondern erlaubt gleichzeitig individuelle Vorgaben für jeden Raum einzustellen, ohne dass die Raumnutzer die Einstellungen verändern können. Der Hausmeister kann über die Zentralbediengeräte oder die PC-Bediensoftware „SysManager“ im laufenden Heizbetrieb eine Anpassung des Systems vornehmen und mittels Raumbelegungsplänen die Temperatur- und Zeitprofile der einzelnen Räume individuell programmieren.

Hydraulisch optimales Heizsystem
Zur Inbetriebnahme des Systems wurde die gebäudespezifische Konfiguration über eine Software vorgenommen. Anhand der Objektbeschreibungen, der Gebäudedaten sowie der Anzahl der beheizten Räume wurden die grundlegenden Systemparameter berechnet und die Konfigurationsdateien für beide Server erstellt.
Mit der Inbetriebnahme der Anlage war das System bereits automatisch hydraulisch abgeglichen, denn der Abgleich erfolgte bereits im Rahmen der Konfiguration der Heizungsanlage.
Auch eine bedarfsgerechte Vorlauftemperatursteuerung konnte trotz der Wärmeversorgung aller Gebäudeteile mit nur einem Wärmeerzeuger realisiert werden. Die Server sind dazu über eine 0-10-V-Schnittstelle mit dem Wärmeerzeuger verbunden. Bei erhöhtem Wärmebedarf der konventionell versorgten Bereiche wie Mehrzweck- und Pausenhalle passt dieser die Vorlauftemperatur dem Bedarf an. Werden diese Bereiche nicht genutzt, gibt das dezentrale Pumpensystem den Wärmebedarf vor. 

Innovative Heizungstechnik mit Lerneffekt
Projektleiter Markus Zander zieht ein insgesamt positives Fazit zur Installation von „Wilo-Geniax“ an der Gillbachschule: „Insbesondere im typischen Schulbetrieb mit regelmäßigen Leerständen einiger Räume im Wochenverlauf und an den Wochen­enden erweist sich das dezentrale Pumpensystem als eine äußerst energiesparende Lösung im Heizungsbereich“, erklärt Zander.
Auch Schulleiterin Elke Lorleberg zeigt sich sehr zufrieden mit der neuen Heiztechnik. „Der Energieverbrauch der Schule ist so deutlich reduziert, da auf Basis von Belegungsplänen die Räume im Gebäude einzeln mit der benötigten Wärmemenge versorgt werden können“, so Lorleberg. Am meisten begeistert die Schulleiterin der Lerneffekt, den das dezentrale Pumpensystem bietet. Denn durch die Modernisierung der Heizungstechnik wurden sowohl Personal als auch Schüler für das Thema Energieeinsparung sensibilisiert. „Sowohl die Lehrer wie auch die Kinder gewöhnen sich daran, in den Pausen kontrollierter zu lüften und die Türen geschlossen zu halten“, freut sich Lorleberg.

Bilder: Wilo SE, Dortmund

www.wilo.de
www.geniax.de