Hohe Energieeffizienz durch „verknüpfte“ GebäudetechnikSanierung mit funkgesteuerter Regelung verschiedener BUS-Systeme verbindet Klimageräte, Heizkörper und Fenster im denkmalgeschützten Haus

Nach der vollständigen Sanierung und umfangreichen Neugestaltung des Gründerzeitgebäudes im Herzen der Innenstadt Baden-Badens präsentiert sich die Hauptfiliale der Volksbank Baden-Baden/Rastatt als modernes Dienstleistungszentrum in hellen und übersichtlichen Räumen. Eine Aufgabenstellung bei diesem Objekt war die Verknüpfung von drei unterschiedlichen BUS-Systemen, die alle auf einer Regelung integriert werden konnten. „Um einen optimalen Energieverbrauch zu erzielen, wurden die Klimageräte, die Heizkörper sowie die Fenster mit Funksystemen ausgerüstet, die über eine zentrale Regelung miteinander verbunden sind. Dafür war es erforderlich, ein regelungstechnisch kompatibles Klimasystem zu installieren, das mit der bauseitigen Gebäudeleittechnik kommunizieren kann“, erklärt Michael Lang, von der Sanizentra GmbH & Co. KG, dem ausführenden Fachhandwerksbetrieb aus Baden-Baden.
Eine weitere Überlegung war, auf welche Weise bzw. mit welchem Medium die Klimageräte am effektivsten zu versorgen wären. Sowohl der Anlagenbaubetrieb als auch der Kunde setzten im Hinblick auf die zu schützende Gebäudesubstanz auf Multi-Split-Technik. „Insbesondere bei der Berechnung der Rohrleitungsdimensionen, dem geringeren Montageaufwand sowie den dadurch eingesparten Investitionskos­ten wurde schnell deutlich, welche Vorteile diese Lösung im Vergleich zu einer Kühlung mit einer klassischen Kaltwasserversorgung hat“, sagt Lang.

Unterschiedliche Systeme integriert
Im Obergeschoss der Bankfiliale befinden sich die Sitzungs- und Besprechungsräume, Büros, Sozialräume sowie der große Kuppelsaal, der häufig für Ausstellungen genutzt wird. Diese Räume wurden aus Kostengründen mit einer Umluftkühlung versehen. Hier kommen insgesamt sieben Eurorasterkassetten, zwei Kanaleinbaugeräte und neun Wandgeräte von Mitsubishi Electric zum Einsatz. Die geräumige Schalterhalle und die Beraterbüros im Erdgeschoss werden über eine raumlufttechnische Anlage mit einem Luftvolumenstrom von 7000 m3 und variablen Volumenströmen beheizt und gekühlt. Die Kühlung der Zuluft erfolgt über ein direkt verdampfendes 2-kreisiges Register im RLT-Gerät mit einer Leistung von 60 kW.
Je nach Kälteanforderung der einzelnen Zonen bzw. Räume werden die unterschiedlich großen Luftmengen dabei durch variable Volumenstromregler eingestellt. Die Einbringung der Luft in die Räume erfolgt über fast unsichtbare Deckenschlitzauslässe, welche unmittelbar neben den Deckeneinbauleuchten angeordnet sind sowie in den Beratungsbüros über Wandauslässe. Die zentrale Lüftungsanlage mit dem Kälteregister befindet sich in einem Technikraum im Keller. Dort steht auch der Schaltschrank, in dem die Steuerungen der Anlagen zusammenlaufen. Hier werden die eingehenden Temperaturfühler-Signale verarbeitet und die Befehle an die unterschiedlichen Komponenten der Heizungs-, der Kälte- sowie der Lüftungsanlage weitergeleitet.

Über fast unsichtbare Deckenschlitzauslässe, die unmittelbar neben den Deckeneinbauleuchten angeordnet sind, wird die Luft in die Räume eingebracht.

Zur Versorgung der 18 Inneneinheiten dienen zwei Außengeräte der City Multi Serie. Die für das Zentrallüftungsgerät erforderliche Kälte wird über ein weiteres Außengerät erzeugt. Bei der hier installierten Gerätetechnik handelt es sich zwar theoretisch um eine VRF-Anlage, mit der auch geheizt werden könnte, aber der Betreiber wollte die bestehende Heizungsanlage, die ihre Energie aus Fernwärme bezieht, weiterhin nutzen. „Allerdings besteht hier die Option, Teilbereiche des Gebäudes noch nachträglich über Klimageräte sowie über die Wärmpumpen zu heizen“, so Lang.
Gegenüber der ursprünglich vorgesehenen Kühlung mittels Kaltwasser konnte durch die geringeren Rohrleitungsdimensionen des eingesetzten Systems eine Lösung gefunden werden, bei der die Kühlung direkt mittels Verdampfen des Kältemittels im Gerät erfolgt. Dies hat einen höheren Wirkungsgrad zur Folge, da keine Übertragungsverluste entstehen. Außerdem wird der Montageaufwand reduziert. Für die Aufstellung der VRF-Außeneinheiten kamen mehrere Möglichkeiten infrage, da pro Gerät nur 0,83 m² Aufstellfläche benötigt wurde und das Gewicht eines Gerätes mit knapp 233 kg verhältnismäßig gering ausfiel, fand sich leicht ein geeigneter Bereich hinter dem Haus im Garten.
Hinzu kam, dass die Außengeräte aufgrund des weitläufigen Geländes relativ weit weg vom Haus aufgestellt werden konnten. Das war insofern von Bedeutung, als dass das Gebäude in einem lärmempfindlichen Bereich in der Innenstadt mit umliegender Wohnbebauung sowie einem Hotel an der Rückseite liegt. Besondere Rücksichtnahme im Hinblick auf die Bedürfnisse der umliegenden Anreiner schien also geboten. Um die Geräte sowohl optisch als auch akustisch optimal in die Umgebung zu integrieren, wurde um sie herum eine ansprechende Begrünung gepflanzt.
Darüber hinaus wurden schon im Vorfeld der Installation Lärmmessungen vorgenommen.
Die Ergebnisse haben deutlich gezeigt, dass die normale Lärmbelastung von der Straße her weit über dem lagen, was als Geräuschentwicklung der Geräte im Volllastbereich angegeben war. Zudem wird die Leistung der Anlage – bis auf das kleinste Gerät für den Serverraum – in der Nacht abgesenkt, da die anfallenden Lasten dann ohnehin wesentlich geringer ausfallen als am Tag.

Funkgesteuerte Regelung ersparte das Wändeaufschlitzen
Um den Betrieb der unterschiedlichen Sys­temkomponenten optimal aufeinander abzustimmen und einen hohen Wirkungsgrad der eingesetzten Systeme zu erreichen, kommen hier zahlreiche technische Details zum Einsatz. Immer mehr tragen technische Lösungen in der modernen Gebäudetechnik dazu bei, das Gegeneinanderwirken verschiedener Systeme zu verhindern und den Energieverbrauch zu senken. Ein Beispiel für hochentwickelte Technik, so der Hersteller, ist die Inverter-Technik der Mr. Slim Wärmepumpe für den Serverraum. Dieses System arbeite durch die stufenlose Leistungsanpassung besonders energieeffizient. Durch den gleitenden Betrieb stellt die Wärmepumpe nur die Kühlleistung bereit, die gerade benötigt wird.

Michael Lang kann die Klimaanlage mittels Internet-Browser und der herstellereigenen Software von seinem Büroplatz aus überwachen und steuern.

Auch innerhalb des Gebäudes werden die technischen Anlagen von zahlreichen elektronischen Helfern unterstützt. Um den effizienten Betrieb zu gewährleisten, wurden zum Beispiel in sämtlichen Büroräumen Fensterkontakte installiert. In Verbindung mit den Heizkörperthermostaten verhindert die Regelung so, dass die Klimaanlage bei geöffneten Fenstern oder bei aufgedrehten Heizkörpern kühlt. Umgekehrt findet eine Verriegelung der Heizkörper statt, wenn die Fenster geöffnet werden oder sich die Anlage im Kühlbetrieb befindet.

Auch die Sozialräume wurden in das Kühlungskonzept einbezogen.

Zur sicheren und einfachen Datenübertragung kommunizieren sowohl die Fens­terkontakte als auch die Heizthermostate sowie die Einzelsteuerungen der Klimageräte über Funk mit der Zentralsteuerung. Durch die Verwendung von Funktechnik bei der Einzelraumregelung konnten schätzungsweise 5000 m Elektroleitungen eingespart werden. „Bei der großen Anzahl technischer Geräte wäre es außerordentlich schwierig gewesen, die ganzen Kabel unterzubringen, denn wir hätten hier ungezählte Meter Kabel einschlitzen müssen. Und das ist in einem Altbau – der zudem noch unter Denkmalschutz steht – schon sehr aufwendig. Auf der anderen Seite hätten wir ohne diese Technik wahrscheinlich auch auf die Fensterkontakte verzichtet. Was schade gewesen wäre, weil es sich dabei eben um den aktuellen Stand der Technik handelt“, so Lang.

Die Fenster im Obergeschoss wurden mit Funkkontakten ausgestattet, damit beim Öffnen nicht unnötige Energie an die Umwelt verloren wird.

Regelungstechnik sorgt für hohe Energieeffizienz
Damit die einzelnen Sensoren und Aktoren miteinander kommunizieren können war es erforderlich, ein regelungstechnisch kompatibles Klimasystem zu installieren, das mit der bauseitigen Gebäudeleittechnik kommunizieren kann. Eine Besonderheit dieser Anlage ist dabei die Verknüpfung von Geräten, die mit drei unterschiedlichen Bus-Sys­temen arbeiten und dennoch alle auf einer Regelung integriert werden konnten. Dies war erforderlich, weil die Anlage aus relativ vielen Komponenten unterschiedlicher Hersteller besteht. Das Anlagenmanagement erfolgt über eine Einzelraumregelung des Herstellers Saia Burgess. Über diese wurden neben dem Modbus für die Geräte von Mitsubishi Electric auch die Bussysteme für die Raumbediengeräte, für die Funkfensterkontakte sowie die Heizkörperthermostate eingebunden. Insgesamt wurden in diesem Objekt über 1400 Datenpunkte verarbeitet.
Bei diesem Projekt war eine schnelle und einfache Anbindung der Klimageräte an eine Gebäudeleittechnik mittels eines offenen Netzwerkes realisierbar, die eine Betriebsteuerung auf Fernbedienungsebene für jedes einzelne Klimagerät ermöglichte. Die Klimatechnik wird über eine Zentralfernbedienung vom Typ G(B)-50A-PRO gesteuert. Diese ermöglicht zudem die Fernüberwachung der Klimageräte über einen Standard-Web-Browser, der an das lokale Netzwerk angeschlossen ist. Die Bedien­oberfläche ist bereits in die Zentralfernbedienung integriert. Dabei handelt es sich um eine Eigenentwicklung des Herstellers, die nicht auf handelsüblicher Software basiert und deshalb Hackern keinerlei Zugriff bietet, erklärt Mitsubishi. Die unterschiedlichen Bedienebenen, sind jeweils durch frei wählbare Passwörter geschützt.
Mithilfe eines Routers kann die Klimaanlage über das lokale Intranet oder auch vom Firmengebäude des Anlagenbauers und Wartungsbetriebes aus bedient werden. Dies ist besonders im Falle einer Störung bzw. der Weitergabe der Störmeldung an die Zentrale für den Serverraum von hoher Bedeutung, da hier durch einen Ausfall der Klimaanlage Folgeschäden entstehen können.

Außengeräte, die geschützt auf dem Dach einer Garage stehen.

Fazit
Die Aufgabenstellung beim Umbau und der Sanierung der Hauptfiliale der Volksbank Baden-Baden/Rastatt bestand in der Erstellung einer technischen Gebäudeausrüstung, die Energie effizient nutzt, die aktuellen technischen Standards widerspiegelt, sich kostengünstig montieren ließ und zudem auch noch wenig in die Gebäudesubstanz eingreift. Gegenüber der ursprünglich vorgesehenen Kühlung mittels Kaltwasser konnte durch die geringeren Rohrleitungsdimensionen mit dem City Multi System eine schnellere und platzsparende Montage realisiert werden. Das war bei dem Umbau des denkmalgeschützten Bestandsgebäudes von großem Vorteil. Auch die Nutzung des gebäudeinternen BUS-Systems führte zu einem erheblichen Kostenvorteil gegenüber der konventionellen Verbindung sowie zu einer deutlich schnelleren Montage. Wesentlich dazu beigetragen haben hierzu die problemlose Einbindung der Klimatechnik in das vorhandene Datenübertragungsnetz bzw. die Kompatibilität mit der Regeltechnik anderer Gebäudetechnik-Hersteller.

Bilder: Mitsubishi Electric Europe B.V., Ratingen

www.mitsubishi-electric.de