Kompakte Klimaanlage - optimal vernetzt RLT-Zentralgerät für Chorprobensaal überzeugt durch hohe Effizienz und BACnet-fähige Regelung

Die grundlegende Renovierung des Chorprobensaals stand schon lange auf der Prioritätenliste des Stuttgarter Staatstheaters. Im Jahr 2007 gab das für die Liegenschaft zuständige Amt, Vermögen und Bau Baden-Württemberg (VBBW) in Stuttgart, grünes Licht für den Umbau. Bis zu diesem Zeitpunkt waren noch keinerlei lüftungstechnische Einrichtungen vorhanden, wodurch die Sänger gerade im Sommer häufig unter unnötig schwierigen Bedingungen arbeiten mussten.
Entsprechend hoch waren die Anforderungen an die Luftqualität bei der zukünftigen Klimatisierung. Gleichzeitig legte der Auftraggeber großen Wert auf eine hohe Ener­gieeffizienz, um die Betriebskosten des Chorprobensaals möglichst gering zu halten. Vor diesem Hintergrund entschieden sich das VBBW und der zuständige Planer in dem bis zu 100 Personen fassenden Chorprobensaal für den Einsatz eines Komplettsystems mit integrierter, reversierbarer Kompressions-Kälteanlage zum Heizen und Kühlen. Dabei erreicht die rekuperative Ener­gierückgewinnung mithilfe eines asymmetrischen Wärmeübertragers einen Wärmerückgewinnungsgrad von 70%.

Komplexe planerische Anforderungen
"Die Anforderungen an die Anlage waren vielfältig", kommt Kai-Uwe Ebert vom VBBW auf die Planung und den Einbau zu sprechen. Im Dachgeschoss, direkt über dem Chorprobensaal, waren weder Leitungen für einen Kälte- noch für einen Wärmetransport vorgesehen. Nur die Zu- und Fortleitungen für Brauchwasser und Abwasser waren vorhanden. Darüber hinaus waren auch die Vorgaben des Denkmalschutzes zu berücksichtigen. Für die Außen- und Fortluft mussten hier Umbauarbeiten an der Gebäude-Außenseite in den Planungen miteinbezogen werden. Um den Anforderungen des Brandschutzes zu genügen, wurde der Technikraum weiterhin vollständig vom Dachgeschoss abgeschottet. Zudem galt es, im Hinblick auf die Chorproben auch bautechnische Erfordernisse beim Schallschutz einzuhalten. Hier wurde die gesamte Anlage über spezielle Dämpfungspolster vom Boden abgekoppelt.

Hohe Energieeffizienz durch Wärmerückgewinnung
Die fehlende Anbindung an die Heizzentrale war schließlich ausschlaggebend für die Entscheidung der Planer, ein Lüftungsgerät mit integrierter, reversierbarer Kälteanlage zu installieren. Neben der Kühlung im Sommer ist so auch eine zusätzliche Beheizung des Chorprobensaals in der kalten Jahreszeit möglich. Um die Effizienz zu erhöhen, ist die Kälteanlage dabei in den Energiekreislauf mit einbezogen: "Wir führen die Antriebsenergie der Kälteanlage der Wärmerückgewinnung zu und erreichen deshalb auch sehr hohe COP-Werte", berichtet Jürgen Layer, Key Account Manager von Menerga Baden-Württemberg.
Die Luft im Chorprobensaal wird an der Schnittstelle zwischen Wand und Decke abgesaugt und über Strömungskanäle der Lüftungsanlage zugeführt. Die angesaugte Luft wird im Kreuzstromverfahren durch den asymmetrischen Hochleistungswärmeübertrager geleitet und ein Großteil der Energie der warmen Abluft an die kalte Außenluft übertragen. Der Plattenwärmeübertrager aus Polypropylen erreicht dabei einen Wärmerückgewinnungsgrad von 70%. Über gedämmte Lüftungskanäle wird die Frischluft dem Chorprobensaal zugeführt. Die Ausblasschlitze wurden dabei kaum sichtbar in die Treppenstufen des Saals integriert. Die Luft wird mit geringer Geschwindigkeit eingeblasen, sodass störende Luftbewegungen vermieden werden.
Das Lüftungsgerät ist zweistufig ausgelegt und arbeitet je nach Bedarf mit einer Nennluftleistung von 3600 m³/h (Stufe 1) oder 5500 m³/h (Stufe 2). Da die Kälteanlage mit einem Direktverdampfer ausgestattet ist, kann die Luft problemlos sowohl gekühlt als auch entfeuchtet werden. Im Winter wird die Luft über einen Dampfbefeuchter auf ein angenehmes Raumklima gebracht. Dabei sorgen die voreingestellten Parameter dafür, dass die optimalen Bedingungen für die Sänger das ganze Jahr über exakt eingehalten werden. Bestimmte Zielwerte (Feuchte, Temperatur) kann der jeweilige Nutzer des Chorprobensaales über ein Fernbedientableau vor Ort selbst vorgeben.

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plug&play - Einbindung mittels BACnet-Schnittstelle
Eine wichtige Voraussetzung für den Betrieb der Anlage war die vollständige Integration in die bestehende Gebäudeleittechnik. Hier konnte der Hersteller mit der plug&play-Fähigkeit der eigenen Geräteregelung überzeugen. Das Interface zwischen GLT und Regelung wird über den international weitverbreiteten BACnet-Standard (Building Automatic Control Network) realisiert. Durch die kontinuierliche Übertragung der Anlagendaten können die technischen Mitarbeiter in der Gebäudeleittechnik am Bildschirm auf einen Blick den Betriebszustand verfolgen und anpassen. Hierzu werden laufend rund etwa 30 Daten zu Temperatureinstellungen, Feuchtegraden, Ventilatorleistungen, Luftmengen, Klappenstellung der Motoren, etc. übertragen und visualisiert.
Der große Vorteil für den Betreiber: Er kann mit mehreren Herstellern protokoll­unabhängig zusammenarbeiten. Die Regelung des Zentralklimagerätes kommuniziert mit der BACnet-fähigen Gebäudeleittechnik. Die Betriebsdaten werden zunächst übersetzt und dann mittels BACnet übertragen. Anders herum können ebenso von der GLT Stellgrößen verändert werden, die dann wiederum an die Geräteregelung weitergegeben werden. So wird das Zentralklimagerät jederzeit optimal über die herstellereigene Regelungstechnik gesteuert und arbeitet dabei gleichzeitig problemlos mit der Gebäudeleittechnik zusammen, die im Fall des Staatstheaters Stuttgart sogar von einem anderen Anbieter nach eigenen Präferenzen betrieben wird.
Im Schaltschrank an der Anlage befindet sich zudem ein Kommunikations- und Servicemodul (Modem) zur Fernüberwachung, das die Einwahl von außen ermöglicht. Der Betrieb kann so überwacht und gegebenenfalls korrigiert werden. Auch im Störungsfall ist es dem Hersteller möglich, sich von außen aufzuschalten, Fehlerquellen festzustellen und diese über das Modem zu korrigieren.

Lüftungstechnik und Regelung überzeugt
Im Staatstheater Stuttgart überzeugt die Kombination von moderner Klimatechnik und ausgefeilter Regelung. Nicht nur in ener­getischer Hinsicht wurde hier eine hochmoderne Anlage konzipiert und installiert. Ergänzend waren auch die benutzerfreundliche Bedienbarkeit und die einfache Anbindung an die Gebäudeleittechnik wichtige Entscheidungskriterien. "Mit der Verbindung von BACnet und unserer Regelung steht dem Betreiber der Anlage eine komfortable Bedienmöglichkeit zur Verfügung", resümiert Layer.
Und Ebert, der für die Planung aufseiten der VBBW zuständig war, ergänzt: "Wir haben hier ein Anlagenkonzept realisiert, das ideal an unsere Bedürfnisse angepasst ist, das unsere Forderung nach hoher Energieeffizienz erfüllt, das optimal vernetzt ist und sich benutzerfreundlich regeln lässt. Wir sind mit den Ergebnissen sehr zufrieden." Ein Urteil, dem sich auch die Chorleitung anschließt. Seit der Sanierung des Saals lassen sich die Proben aufgrund der guten Klimatisierung deutlich komfortabler gestalten, was auch zu hörbar besseren Gesangsleistungen führe.

Bilder: Menerga GmbH, Mühlheim

www.menerga.de