Modernisierung mit Wärmerückgewinnung
Referenzprojekt – neue Klimaanlage des Konzerthaus Berlin am Gendarmenmarkt bringt beachtliche Einsparungen an Energie
Das historische Konzerthaus Berlin am Gendarmenmarkt mit Blick auf den Deutschen Dom. (RossHelden, iStock)
Die Pumpenarmaturenbaugruppe (PAG) in der Lüftungszentrale. (SEW GmbH)
Enge und verwinkelte Flure – wie hier in der Lüftungszentrale des Konzerthauses – sind keine …
… besonderen Herausforderungen für die SEW-Technologie. Sie lässt sich in einzelnen Modulen transportieren und einbringen. (SEW GmbH)
Die GSWT ist hier im Lüftungsgerät nachträglich modular montiert. (SEW GmbH)
Hier wird es deutlich, was eine Sanierung im Bestand an Herausforderungen mit sich bringt: Lange schmale und verbaute Gänge erschweren es erheblich neue Technik im Bestand zu sanieren. (SEW GmbH)
Das Konzerthaus Berlin am Gendarmenmarkt ist ein bedeutendes kulturelles Zentrum und eine renommierte Spielstätte für klassische Musik in Europa. Im Rahmen einer energetischen Modernisierung sollte die Lüftungsanlage vom Konzerthaus und Funktionsgebäude mit einer Wärmerückgewinnung ausgestattet werden, um die CO2-Emissionen im Betrieb zu reduzieren und die Energiekosten zu senken. Die Betreiber des Konzerthauses entschieden sich für die GSWT-Technologie der SEW GmbH aus Kempen.
Große Herausforderungen
Das Gebäude entstand zwischen 1818 und 1821 und gilt als eines der Hauptwerke von Karl Friedrich Schinkel. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde es detailgenau rekonstruiert und erhielt in den 1980er-Jahren eine Lüft ungstechnik. Aus Gründen des Denkmalschutzes waren damals, und sind auch heute noch, keine Öff nungen auf dem Dach oder an der Fassade zur Einbringung moderner Technologie zulässig.
Leistungsdaten
- Luftmenge: 100 000 m3/h
- Durch WRG eingesparte
- Wärmeleistung: 819 kW
- Durch WRG eingesparte
- Kälteleistung: 342 kW
- Durch WRG eingesparte
- Rückkühlleistung: 462 kW
- Eingesparte Elektroleistung: 120 kW
- CO2-Einsparung gesamt:
- 175 000 kg/a
Die Planer standen vor der Aufgabe, einen nachhaltigen Betrieb zu ermöglichen, ohne dabei Kompromisse bei der akustischen Qualität oder dem Komfort für Künstler und Besucher einzugehen. Demzufolge war es wichtig, eine maßgeschneiderte Lösung zu entwickeln, die den spezifischen Anforderungen des Konzerthauses gerecht wird und eine hohe Energieeffizienz gewährleistet.
Als weitere Herausforderung der Modernisierung musste die Baumaßnahme im laufenden Spielbetrieb erfolgen. Die Montagearbeiten an der Haustechnik konnten nur innerhalb der wöchentlichen Betriebspausen oder Ruhezeiten (Lärmzeitfenster) durchgeführt werden, damit der Konzertbetrieb und die Proben ohne Störungen weiterlaufen konnten.
Lösung: Modernisierung im Bestand
Die Lösung für die Planer war der kleinteilige und modulare Aufbau der Gegenstrom-Schicht-Wärmetauscher (GSWT) der SEW GmbH. Dadurch konnten die Monteure die einzelnen Schichten in die Technikzentrale einbringen und erst vor Ort zusammenbauen. SEW hat mit ihrer Expertise und Erfahrung in der Bestandssanierung die Planung unterstützt.
Dieser Wärmetauscher ist aus einzelnen Schichten aufgebaut und ermöglicht eine genaue Dimensionierung für jedes einzelne Objekt. Alle einzelnen Schichten funktionieren separat und können im Bedarfsfall ausgetauscht werden, was einer hohen Betriebssicherheit entgegenkommt. Bei Sanierungen mit beengten Platzverhältnissen, wie in diesem Fall, können die einzelnen Module vor Ort zum fertigen Gegenstrom-Schicht-Wärmetauscher zusammengesetzt werden.
Die GSWT-Technologie ermöglicht in einem Kreislaufverbundsystem (KVS) die Rückgewinnung der Wärme aus der Abluft. „Sie senkt die Energiekosten durch einen geringeren Energieverbrauch und minimiert den CO2-Ausstoß des Konzerthauses Berlin“, beschreibt SEW die Folgen.
Umsetzung in einzelnen Schritten
Um das Projekt erfolgreich umzusetzen, gab es eine enge Abstimmung zwischen den Konstrukteuren der SEW GmbH, der IWB Ingenieurgesellschaft mbH aus Braunschweig und dem Konzerthaus Berlin. Durch umfangreiche Analysen haben sie den spezifischen Wärme- und Kältebedarf des Konzerthauses ermittelt. Das schafft e die Voraussetzung, das Kreislaufverbundsystem maßgeschneidert in die bestehende Infrastruktur integrieren zu können.
Im Konzerthaus befinden sich zwei Lüftungszentralen, eine auf der Nord- und eine auf der Südseite. Diese haben jeweils einen Abluftvolumenstrom von 50 000 m3/h und zwei Außenluftvolumenströme von je 25 000 m3/h. Eine zentrale Pumpen- und Armaturenbaugruppe (PAG) mit Zonenregelung steuert die gemeinsame Hydraulik im KVS für beide Anlagen. Dazu gehören drehzahlgeregelte Pumpen mit integriertem Frequenzumformer, Absperr- und Regelungseinheiten, ein Ausdehnungsgefäß und eine Steuerung mit Notfall-Handbedienebene.
Aus Platzgründen musste die Fortluftanlage auf der Nordseite in zwei einzelne Stränge geteilt werden. Somit steuert eine PAG die Hydraulik von drei Fortluft- und vier Außenluftanlagen.
Positive Ergebnisse
Im Sommer wird die Kälte von der kühleren Abluft auf die warme Zuluft übertragen. Zur Unterstützung wird die Abluft über einen Oberflächenbefeuchter adiabatisch (d. h. ohne Austausch von Wärmeenergie) befeuchtet und gekühlt. Durch die Erweiterung der Anlage um die adiabatische Fortluft-Kühlung erreicht die Anlage bei 33 °C Außenluft eine Kühlung der Zuluft auf 24 °C nach dem Zuluft-Wärmetauscher. SEW fasst die positiven Ergebnisse für das Konzerthaus zusammen: „Dadurch konnten der Kältebedarf reduziert, die maschinelle Kälteerzeugung entlastet, Druckverluste eingespart und Leistungsreserven für ansteigende Temperaturen im Sommer geschaffen werden.“ Auch der Energieverbrauch sei deutlich reduziert worden, was sich in den gesunkenen Energiekosten und CO2-Emissionen zeige.
Auch die Musiker und das Publikum profitierten von dem „optimalen Raumklima“. SEW: „Durch eine gleichmäßige und angenehme Temperatur wird eine erstklassige Hörerfahrung, bei verbesserter akustischer Qualität der Aufführungen, erreicht.“ Die Lüftung mit einem KVS verhindere eine Übertragung von Keim- und Schadstoffen von der Abluft auf die Zuluft und schütze die Personen, die sich im Gebäude aufhalten.
Alle Projektbeteiligten – SEW, IWB Ingenieurgesellschaft mbH und das Konzerthaus Berlin – seien sich einig, dass innovative Technologien wie die GSWT-Technologie zur Wärme- und Kälterückgewinnung einen bedeutenden Beitrag zur Nachhaltigkeit in der Kulturbranche leisten können. Das Konzerthaus Berlin könne damit ein „inspirierendes Beispiel“ für andere Institutionen sein, wie Energieeffizienz und erstklassige kulturelle Erfahrungen Hand in Hand gehen können.
SEW GmbH sieht sich als Systemanbieter mit umfangreichen Serviceleistungen. Beim Konzerthaus Berlin gehörte die Einbringung der Wärmetauscher-Module und der Pumpen- und Armaturenbaugruppe, Endmontage, Schnittstellenklärung, Glykolfüllung des Kreislaufverbundsystems, Inbetriebnahme, Einweisung und der ERP-Nachweis dazu.
