IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 8/2004, Seite 78 ff.



Seeluft im Kanal

Dezentrale Klimatechnik auf Kreuzfahrtschiffen

Die "Radiance of the Seas" ist in jeglicher Beziehung ein außergewöhnliches Schiff. Sie ist nicht nur der größte, fortschrittlichste und luxuriöseste Ozeanriese, der je auf der Meyer-Werft gebaut wurde. Sie ist auch das erste Schiff, das die schwierige Emspassage von Papenburg zur Nordsee mit dem Heck voraus absolviert hat. Die daraus resultierende höhere Wasserverdrängung verschaffte dem Cruiser zusätzliche 20 Zentimeter Wasser unterm Kiel. Die hierzu notwendige Manövrierfähigkeit gewährleistete der neue, revolutionäre Pod-Antrieb. Dieser steht stellvertretend für eine Vielzahl von innovativen technischen Lösungen im Bereich des Schiffsbaus, zu denen auch die Klimatechnik einen wesentlichen Beitrag leistet.

Die Kreuzfahrtindustrie befindet sich im Aufbruch. Keine andere Sparte der Tourismusbranche verbuchte in den letzten zwei Jahrzehnten ähnliche Zuwachsraten: Im Jahresschnitt wuchsen Umsatz und Passagierzahlen um über 8 Prozent. Besondere Aufmerksamkeit gilt hierbei dem deutschen Markt. Eine neue Flotte von Kreuzfahrtschiffen soll die "wasserscheuen" deutschen Urlauber kurieren und sie mit "Captains Dinner" und dem "Blauen Peter" vertraut machen (der blaue Peter wird gehisst, um das Auslaufen innerhalb der nächsten 24 Stunden zu signalisieren).

Das schwimmende Luxushotel "Radiance of the Seas" liegt nach dem Rohbau vor der Meyer-Werft in Papenburg.

Von dieser Aufbruchstimmung profitiert auch die Meyer-Werft in Papenburg. Hier hat man sich auf die Aushängeschilder der Branche spezialisiert: Die Größten, die Schönsten, die Luxuriösesten. All diese Eigenschaften vereint die "Radiance of the Seas". Im größten überdachten Baudock der Welt entstand unter Verwendung modernster Schiffbautechnologie ein Modellprojekt für die nächste Generation von Kreuzfahrtschiffen. Der 293 m lange und 32 m breite Luxusliner gehört zur absoluten Oberklasse und wurde im Auftrag der amerikanischen Reederei Royal Caribbean International gebaut. Damit hat der Cruiser die maximale Größe, um noch die Schleusen des Panamakanals passieren zu können.

Ein imponierender Anblick in der Halle der Meyer-Werft: Die "Radiance of the Seas".

Ausstattungsmerkmale

Die "Radiance of the Seas" bietet ihren 2500 Passagieren neben der uneingeschränkten Aufmerksamkeit ihrer 858 Besatzungsmitglieder eine Vielzahl exklusiver Ausstattungsmerkmale. Das absolute Highlight ist hierbei das über neun Decks reichende Atrium, das über eine verglaste Außenwand den Blick aufs offene Meer erlaubt. Die gläsernen Fahrstühle garantieren, dass man auch auf dem Weg zum "Farewell Dinner" nicht auf das atemberaubende Panorama verzichten muss. Darüber hinaus präsentiert ein sich über drei Decks erstreckendes Theater mit zwei übereinander liegenden Balkonen bis zu 1000 Gästen erstklassige Unterhaltung. Die 9-Loch Golfanlage bietet exklusive Zerstreuung am Nachmittag, während sich sportlich ambitioniertere Gäste an der neun Meter hohen Kletterwand auf der Rückseite des Schornsteins versuchen können.

Aber auch in Bezug auf die Schiffstechnik hat man keine Kosten und Mühen gescheut, um moderne, leistungsfähige Konzepte in umweltverträglicher Weise zu realisieren. Zum Beispiel die neuartige innovative Antriebsvariante: Zwei Gasturbinen und eine Dampfturbine erzeugen Strom für den Antrieb und den Hotelbetrieb an Bord. Die so erbrachte Maschinenleistung von 57.600 kW ermöglicht dem Schiff eine Geschwindigkeit von maximal 24 Knoten (44,4 km/h). Die Dampfturbine nutzt dabei die Abgaswärme der Gasturbinen zur Stromerzeugung und verbessert somit den Wirkungsgrad der Anlage.

Die Klimatisierung der Kabinen erfolgt genau wie in Hotels "auf dem Festland" mit modernsten dezentralen Luftbehandlungsgeräten - den Gebläsekonvektoren in einer Spezialausführung für die besonderen Verhältnisse auf See.

Referenzobjekt des "Green-Ship-Konzeptes"

Der dabei verminderte Ausstoß von Emissionen macht die "Radiance of the Seas" zu einem Referenzobjekt in Bezug auf die Umsetzung des "Green Ship"-Konzepts der Schiffsbetreibergemeinschaften. Bei der "Green Ship"-Initiative geht es um die konsequente Umsetzung des Gedankens der Nachhaltigkeit im Schiffbau. Jegliche Umweltbelastungen sollen soweit wie möglich reduziert werden, um die Weltmeere in ihrer Schönheit und Artenvielfalt auch für nachfolgende Generationen zu erhalten.

Ein weiteres Novum ist der so genannte "Pod-Antrieb", der es der "Radiance of the Seas" erst ermöglichte, über die schmale Ems ins offene Meer zu gelangen. Die Propeller werden hierbei direkt von Elektromotoren angetrieben, die in einem Unterwassergehäuse unter dem Schiffskörper angebracht sind. Das Gehäuse (Pod) hat einen Aktionsradius von 360 Grad und sorgt somit für eine ausgezeichnete Manövrierfähigkeit.

Einen weiteren wichtigen Beitrag zur Optimierung des Energieverbrauchs leisten im Innern der "Radiance of the Seas" etwa 1300 Gebläsekonvektoren in den Passagierkabinen. Bei minimalen Energietransferverlusten erfüllen sie die hohen klimatechnischen Komfortstandards eines Luxusliners und sorgen so für ein behagliches Klima. Um den Ansprüchen der Reederei zu genügen, wurden extra so genannte Ship-Gekos entwickelt, die den besonderen Anforderungen der Klimatisierung auf See auch bei entsprechendem Seegang gerecht werden. Gerade in Bezug auf Komfort, Platzbedarf, Installation und Wartung, Zuverlässigkeit und Sicherheit waren und sind hierbei effiziente und innovative Ansätze gefragt. Die Ship-Gekos erfüllen diese Voraussetzung in besonderem Maße, da es sich hier nicht um ein neues Produkt im eigentlichen Sinne handelt, sondern auf jahrelange Erfahrung beim Einsatz von Gebläsekonvektoren auf dem Land zurückgegriffen werden konnte. GEA Happel Klimatechnik erbrachte hier in enger Zusammenarbeit mit dem Ersteller der gesamten Schiffsklimaanlage, der Werft und der Reederei eine beachtliche Transferleistung, die der Schiffbauindustrie eine neue, viel versprechende Perspektive in Bezug auf die Klimatisierung derartiger Großprojekte eröffnet.

Auch in der "Brilliance of the Seas", dem Schwesterschiff der "Radiance of the Seas", sind aufgrund der sehr guten Erfahrungen wiederum Gebläsekonvektoren zur sicheren und wirtschaftlichen Klimatisierung eingesetzt worden. Die Montage erfolgt jeweils in der Zwischendecke. Nach Abschluss der Arbeiten sind nur noch Luftauslässe sichtbar.

Wegweisende Lösungen für die Klimatisierung

Eines der wichtigsten Argumente für eine auf dezentralen Geräten basierende Klimatisierung ist der geringe Platzbedarf von Gebläsekonvektoren. Allein durch die systembedingte Platzersparnis, unter anderem gewährleistet durch die Verringerung der Leistung auf der Primärluftseite und den Einbau der Geräte in den Zwischendecken, konnten in der "Radiance of the Seas" vierzig Kabinen mehr realisiert werden. Hierdurch wird die Wirtschaftlichkeit des Objektes wesentlich verbessert.

Klimatechnik auf einem Luxus-Kreuzfahrtschiff stellt natürlich auch gehobene Anforderungen an den Bedienkomfort der gesamten Anlage. Die individuelle Anpassung der Temperatur in den Kabinen gehört somit zu den Merkmalen, die mit der "Radiance of the Seas" für ein schwimmendes First-Class-Hotel selbstverständlich geworden sind. Die hierfür benötigte zentrale Regel- und Schiffsleittechnik stellt eine konsequente Weiterentwicklung der gehobenen Hotelklimatisierung dar. Die Gebläsekonvektoren werden im Umluftbetrieb gefahren, wobei die Frischluft den einzelnen Geräten über eine Zentrallüftungsanlage zur Verfügung gestellt wird. Über eine separate Zuführung gelangt die aufbereitete Primärluft auf der Ausblasseite der Gebläsekonvektoren wieder in den Kreislauf. Beide Luftströme werden dann auf der Druckseite gemischt und in die Kabine geleitet. Die aufbereitete Luft wird vorher über den Gebläsekonvektor nachkonditioniert. So ergibt sich im Luftstrom ein Mischverhältnis von 1:3. Die Luft wird im Eingangsbereich der Kabine gefiltert, gekühlt oder über Elektroheizregister erwärmt. In diesem System wird eine gewisse Grundlast je nach Bedarfsfall bereits über die Primärluft abgedeckt. Hieraus ergibt sich eine höhere energetische Effizienz gegenüber vergleichbaren Lösungen, während gleichzeitig eine ordentliche Luftdurchmischung und Luftzufuhr unter allen Umständen gewährleistet ist.

Die erforderliche Technik zur Luftverteilung und Klimatisierung ist auf Schiffen genauso groß wie an Land. Die Bedingungen jedoch sind härter: Das Klima, der geringe zur Verfügung stehende Raum und die 100 %-ige Betriebssicherheit sind nur einige der bestimmenden Faktoren.

Individuallösungen erfüllen hohe Anforderungen

Das Haupteinsatzgebiet der "Radiance of the Seas" ist durch eine maßgebliche Umgebungstemperatur von 30 C mit 70 % Luftfeuchtigkeit gekennzeichnet. Diese subtropischen Verhältnisse stellen natürlich hohe Anforderungen an die Kühlkapazitäten der Klimatechnik. Daher kühlen die Gebläsekonvektoren die Luft mit Kaltwasser unter Verwendung von Cu/Cu-Wärmetauschern. Für den Fall, dass doch einmal nachgeheizt werden muss, sind die Geräte zusätzlich mit Elektroheizregister ausgestattet.

Ein Ventilator innerhalb eines jeden Gebläsekonvektors sorgt für die individuelle Drehzahl- und Leistungswahl in den Kabinen. Zusätzlich zum gehobenen Bedienkomfort führt dies darüber hinaus auch zu einer großen Druckstabilität im Gerät. Die großen Geräte in den Suiten werden standardmäßig mit zwei Ventilatoren versorgt und sind zusätzlich mit Schalldämpfern auf der Saugseite ausgestattet. Somit werden auch bei zunehmender Leistungsbereitstellung die hohen Anforderungen an den Schalldruck von maximal 39 dB (A) der Geräte weiterhin erfüllt.

Darüber hinaus stellen sich noch einige besondere Herausforderungen beim Einsatz von Klimageräten auf See: Um dem Einfluss der besonders salzhaltigen Seeluft entgegenzuwirken, müssen alle der nicht aufbereiteten Frischluft ausgesetzten Teile der Anlage aus hochwertigem Edelstahl gefertigt sein. Auch dürfen aufgrund der mit dem Schiffsbetrieb verbundenen Vibrationen keine losen Teile in den Anlagen verwendet werden. Hier wird von allen Geräten eine allumfassende mechanische Festigkeit verlangt.

So wurde extra eine neuartige Kondensatwanne entwickelt, die den speziellen Anforderungen dieser Umgebung gerecht wird. Sie ist vollkommen aus Edelstahl gefertigt und durch die Montage von Kondensatstutzen auf beiden Seiten mit einer variablen Kondensatabführung versehen. Durch diese Konstruktion kann das Kondensat auch bei starkem Seegang mit Neigungen von bis zu 5 Grad problemlos abgeführt werden. Eine doppelte Sicherung - sowohl durch Stopfen als auch durch eine Kappe - verhindert darüber hinaus das Überschwappen des Kondensats. Die zusätzlich eingebrachte Steigung zum Luftkreislauf sorgt dafür, dass das Wasser auch durch die hohe Luftgeschwindigkeit in den Kanälen nicht mitgerissen werden kann.

So wie hier sieht es in allen Technikzentralen von Kreuzfahrtschiffen aus: Geballte Technik bei äußerst geringem Platzangebot.

Oberste Gebote: Sicherheit, Komfort, Zuverlässigkeit

In Bezug auf den Brandschutz mussten besondere Vorkehrungen nach Vorgabe der SOLAS-Vorschriften (SOLAS = Safety of life at sea) getroffen werden. So durfte für die Elektroinstallation nur halogenfreies und selbstlöschendes Kabelmaterial verwendet werden und auch für die Geräteisolierung wurde nur zugelassene Mineralwolle eingesetzt.

Eine unabdingbare Leistungsanforderung für den Einsatz von Klimageräten auf einem Kreuzfahrtschiff ist der störungsfreie Betrieb rund um die Uhr. Umfangreiche Labortests garantieren eine extrem hohe Zuverlässigkeit der gesamten Anlage. Anfallende Wartungs- und Reparaturarbeiten müssen ohne großen Aufwand schnell und unauffällig durch die Bordtechniker ausgeführt werden können. Dieser Aspekt ist schon bei der Konzeption der Gebläsekonvektoren, die mit steckerfertigen Anschlüssen geliefert werden, berücksichtigt worden. So ist während der Konstruktion des Schiffes ein schneller, flexibler Einbau der Geräte in den Zwischendecken möglich, zu einem späteren Zeitpunkt auf See allerdings auch der problemlose Austausch ganzer Geräte zu Wartungszwecken.

Die Gebläsekonvektortechnologie setzt sich im Schiffbau immer weiter durch. Aufgrund der oben genannten Vorteile, insbesondere in Bezug auf die Platzersparnis gegenüber zentraler Lüftungstechnik, steigen die Stückzahlen in Kreuzfahrtschiffen eingebauter Gebläsekonvektoren immer weiter. Bei einem Auftragsvolumen von 1000 bis 1500 Geräten pro Schiff werden in Europa zur Zeit etwa 3000 Geräte jährlich auf Schiffen eingesetzt. So ist aktuell in der Meyer-Werft schon das Schwesterschiff der "Radiance of the Seas" fertiggestellt worden. Die "Brilliance of the Seas" ist nach außen und innen baugleich gefertigt. Man kann allerdings sicher sein, dass die Meyer-Werft in enger Zusammenarbeit mit ihren Zulieferern nichts unversucht gelassen hat, um dieses rundum gelungene Konzept eines Luxusliners im Detail noch weiter zu optimieren.