Erneuerung eines Studentenwohnheims

Die Umbauarbeiten am Studen­tenwohnheim in der Borbecker Veledastraße in Essen sind been­det und die ersten Studenten eingezogen. Eineinhalb Jahre dauerte die grundlegende Modernisierung des neun Etagen hohen Hauses. Borbecks Geschäftszentrum ist nur wenige Gehminuten vom Wohnheim entfernt. Bis zum Campus sind es etwa 5 km. Er ist mit öffentlichen Verkehrsmitteln erreichbar, die Fahrt dauert ca. 20 Minuten.

Bestand

Das Gebäude wurde Ende der 1970er Jahre errichtet. Aufgrund der vorhandenen Höhenentwicklung liegt eine baurechtliche Klassifizierung als Hochhaus vor.

Das Wohnheim bestand aus insgesamt elf Geschossen, neun davon sind reine Wohngeschosse. Vor Beginn der Sanierungsmaßnahmen war Wohnraum für 171 Studenten vorhanden. Im Erdgeschoss, nahe dem Eingangsfoyer befand sich der Zugang zu einer Hausverwalterwohnung. Diese besaß auf der Nordseite einen separaten Eingang. Auf der Rückseite des Gebäudes befand sich ein kleiner Garten für die Hausverwaltung.

Weiterhin gab es im Erdgeschoss einen kleinen Fitnessraum. Die vertikale Erschließung erfolgte über einen Sicherheitstreppenraum sowie einen Aufzug. Tragwerk und Geschossdecken sind als massive Stahlbetonteile, das Dach als warme Flachdachkonstruktion ausgebildet.

Die Außenwandbekleidung bestand aus schwach asbesthaltigen Faserzementplatten, mit einer darunterliegenden ca. 5 cm dicken Wärmedämmung aus künstlicher Mineralfaser. Ausbau, Wärmedämmung und haustechnische Installationen entsprachen dem baulichen Standard der 1970er Jahre.

Westlich des Gebäudes befand sich für die Studierenden ein Parkdeck mit einer darunter liegenden Tiefgarage.

Planung

Die „Energetische Sanierungsmaßnahme“ beinhaltete die komplette Modernisierung des Innenausbaus, der technischen Anlagen, der Außenhaut (Dach und Fassade) sowie eine Neustrukturierung der Grundrisse. So sind unterschiedliche Wohnungstypen entstanden, hauptsächlich wurden Apartments mit zwei Zimmern geschaffen, denen jeweils eine Küche und ein Bad zugeordnet wurden. Dazu kommen pro Etage ein Wohngemeinschaftsbereich für vier Personen sowie ein Einzelapartment.

Durch den Wegfall der vorhandenen Hausverwalterwohnung wurde zusätzlicher Platz für zwei weitere Doppel-Wohngemeinschaften geschaffen.

Insgesamt entstanden so aufgrund der Idealisierung der Grundrisse 143 Zimmer statt bisher 171. Die vorhandenen vertikalen Er­schließungswege (Treppenhaus und Aufzug) wurden nicht geändert. Der hinter dem Haus befindliche Garten wurde durch einen neuen direkten Durchbruch vom Eingangsfoyer zum Garten, für die Allgemeinheit der Studierenden erschlossen.

Revitalisierung

Durch die Beheizung von Teilbereichen mittels einer Kombination aus Umweltenergie (Luftwärmepumpe) und solarer Wärmeenergie (Vorheizung der Luft hinter der Photovoltaikfassade) werden die Anforderungen des „Erneuerbaren Energien-Gesetzes“ erfüllt. Hierzu wurde der vorhandene Fassadenversatz an der Südfassade begradigt, um in diesem Bereich eine Verschattung der Photovoltaik-Elemente zu vermeiden. Die brandschutztechnischen Anforderungen wurden bei der Planung und Ausführung mit den jeweiligen Behörden abgestimmt. So erhielt das Gebäude eine neue Brandmeldeanlage und unter anderem neue Brandschutz- und Rauchschutztüren.

Das anfallende Regenwasser auf dem Dach wird in einem Grauwassertank gesammelt und zur Toilettenspülung weiterverwendet.

Der Bereich des Aufzugsmaschinenraumes auf dem Dach wurde um eine neue Haustechnik-Zentrale erweitert.

Abschließend erhielt die Fassade des Gebäudes einen weißen Farbanstrich mit farblichen Akzenten, bzw. farblicher Betonung des Aufzugsschachtes sowie der Laubengänge.

Heizung

Wärmeerzeugungsanlagen

Es wurde für die Wärmeversorgung des Gebäudes eine neue Fernwärmeübergabestation installiert. Die Wärmeversorgung erfolgt aus dem Fernwärmnetz der Stadt Essen.

Daten der Heizungsanlage:

Heizkreise:

Die Warmwasserbereitung in Vorrangschaltung erfolgt über ein Trinkwassererwärmungssystem im Speicherlade-Prinzip einschließlich außenliegendem Wärmetauscher mit einer Leistung von 85,0 kW und einem Trinkwasserspeicher mit einem Inhalt von 1000 l. Es erfolgt eine Einbindung der Wärmerückgewinnung aus der RLT-Anlage. Die aus der Abluft gewonnene Energie wird in zwei Pufferspeichern mit je 1000 l Inhalt dem Trinkwassererwärmungssystem zur Verfügung gestellt.

Diese wird mittels einer Um­wälz­pumpe, einem vorgeschal­te­ten Wärmetauscher in der Kaltwasserzuleitung zum Trink­was­sererwärmer zugeführt und somit das Kaltwasser vorge­wärmt.

Wärmeverteilnetze

Die Heizungsrohrleitungen wurden aus geschweißten, schwarzen Gewinderohren nach DIN 2440 hergestellt. Alle Rohrleitungen erhielten eine Dämmung mit Mineralfasermatten, in den sichtbaren Bereichen der Technik­räume mit zusätzlichem Blechmantel als Oberflächenschutz.

Raumheizflächen

Die Beheizung der Wohn-/Schlafräume in den Wohnbereichen erfolgt mittels der Lüftungsanlage, in dem den einzelnen Räu­men erwärmte Zuluft zugeführt wird.

Die Küchen und Bäder wurden mit Stahlröhrenradiatoren, die Flure mit Plattenheizkörpern ausgestattet.

Die Regelung der Wärmezufuhr erfolgt in den Bädern und Fluren über Thermostatventile an den Heizkörpern. In den Wohnbereichen erfolgt dies über Raumregler und elektrischen Regelventilen an den Heizkörpern bzw. über variable Volumenstromregler. Zusätzlich sind Fensterkontakte und Bewegungsmelder den Raumreglern aufgeschaltet.

Lufttechnische Anlagen

Über die RLT-Anlage in der Technikzentrale auf dem Dach erfolgen die Beheizung der Wohnbereiche und die Entlüftung der innenliegenden Bäder. Der Luftvolumenstrom Zuluft beträgt 16 000 m³/h, der Abluftvolumenstrom 18 500 m³/h.

Die Außenluft wird über ein Wetterschutzgitter in der Wand der Technikzentrale auf dem Dach oder bei Bedarf über die hinterlüftete Photovoltaikfassa­de angesaugt. Dadurch wird die Außenl­­uft durch die Wärme der Photo­voltaikanlage bereits vorge­wärmt und gleichzeitig der Wirkungsgrad der Photovoltaikanlage durch deren Kühlung erhöht.

Die Steuerung der Ansaugung Außenluft über verschiedene Jalou­sieklappen übernimmt die interne Regelung des RLT-Gerätes.

Regelbeschreibung

RLT-Gerät

Heizbetrieb:

Im Heizbetrieb erfolgt die Außenlufterwärmung durch verschiedene nacheinander geschaltete Stufen:

1. Ansaugung über die hinterlüftete Photovoltaikfassade,

2. Wärmerückgewinnung im Rekuperator des Klimagerätes,

3. Erwärmung mittels im Gerät integrierter Wärmepumpe,

4. Falls erforderlich, Erwärmung durch das integrierte PWW-Heizregister.

Der Zulufttemperatur-Sollwert wird extern durch die GLT vorgegeben, abhängig von der Außentemperatur. Wenn der Wärmebedarf der Zuluft geringer ist als die Heizleistung der Wärmepumpe wird die restliche Wärme über einen Wasserkondensator zur Warmwasserbereitung ausgekoppelt.

Übergangs-/
Sommer­betrieb:

Während der Übergangszeit findet ein stufenloser Übergang zwischen Heizfall und Kühlfall statt. Aus energetischen Gründen ist hierzu eine Sonderausfüh­rung der Wärmepumpe zur Ausführung gekommen, die es ermöglicht, sowohl der Fortluft als auch der Zuluft stufenlos variabel Wärme zu entziehen und diese für die Warm­wasserbereitung zu nutzen.

RLT-Gerät Wohnbereiche

Die Außenluft gelangt über ein Kanalnetz aus verzinktem Stahlblech zum kombinierten Zu- und Abluftgerät. Dieses ist mit einem Kreuzstrom-Wärme­tauscher, nachgeschalteter Wär­me­pumpe und einem Erhitzer ausgestattet.

Die Nachheizung der Zuluft erfolgt über den Kreuzstrom-Wärme­tauscher und der nachgeschalteten Wärmepumpe um eine größtmögliche wirtschaftliche Nutzung der zur Verfügung stehenden Wärmeenergie in der Abluft zu realisieren.

Über die Wärmepumpe wird durch eine Wärmeauskopplung zusätzlich nicht benötigte Wärmeenergie dem Trinkwassererwärmungssystem zur Verfügung gestellt. Hierbei werden zwei Pufferspeicher in der Technikzentrale auf dem Dach mit Wärmeenergie geladen. Diese Pufferspeicher sind durch ein Rohrleitungssystem mit einem Vorwärmetauscher in der Kaltwasserzuleitung zu dem Trinkwassererwärmungssystem verbunden.

Die in dem RLT-Gerät aufbereitete Zuluft wird gefiltert den Wohn­einheiten über ein Kanalnetz zugeführt. Innerhalb der Zimmer wird ein Teilstrom abgesaugt. Ein weiterer Teilstrom strömt über die Wohn­küche in das Bad und wird von dort von der Abluftanlage ab­ge­führt.

Das Luftkanalsystem wurde in runder oder eckiger Form, bestehend aus verz. Blech, ausgeführt. In diesem wurden in den Leitungsabgängen von den Steigesträngen variable Volumenstromregler und Schalldämpfer integriert. Des Weiteren wurden in den Abluftleitungen der Zimmer motorische Volumenstromregler eingebaut, um die Volumenströme der Zimmer zu regeln bzw. abzusperren. Beim Durchqueren von Brandabschnitten sind in Decken und Wandbereichen Brandschutzklappen bzw. L-90 Abschottungen installiert.

Zur Luftverteilung innerhalb der Räumlichkeiten wurden Luftauslässe eingebaut. Die Zuluft in den Zimmern wird über gelochte Zuluftrohre unterhalb der Tischplatte eingebracht. Zur Absaugung sind Tellerventile montiert.

Die MSR-Technik wurde in DDC/GLT-Technik ausgeführt. In den Wohnbereichen wurden Raumgeräte mit interner Regelfunktion installiert, welche untereinander und mit der DDC/GLT-Technik verknüpft sind, so dass ein optimaler und wirtschaftlicher Betrieb sowie die Überwachung der Anlage zu jedem Zeitpunkt gewährleistet wird. Die Anlagen wurden mit Fensterkontakten und Bewegungsmeldern verknüpft. In den betreffenden Zimmern werden beim Öffnen der Fenster bzw. bei entsprechender Nichtbelegung die Volumenstromregler bedarfsgerecht geregelt bzw. geschlossen.

RLT-Anlage Gemeinschaftsraum

Der Gemeinschaftsraum im KG erhält ein Zuluftgerät mit einem Volumenstrom von 2250m³/h. Die Abluft wird über das RLT-Gerät Wohnbereiche und innenliegende Räume abgeführt.

Grundlage für die Auslegung, die nach DIN EN 13 779 erfolgte, ist eine Personenbelegung von 50 Personen. Das Lüftungsgerät ist mit einem Erhitzer- und einem Kühlerteil ausgestattet. Der Kühler wird als Direktverdampfer ausgeführt, die entsprechende Außeneinheit im Außenbereich des Technikraums installiert. Die Luftverteilung erfolgt mit verzinktem Stahlblechkanal, die Zuluftkanäle wurden wärmegedämmt. Im Raum wird die Zuluft über einen Quellluftauslass diesem zugeführt. Die Abluftabsaugung erfolgt über Lüftungsgitter und ein entsprechendes Kanalnetz.

Abwasser-, Wasser-, Gasanlagen

Abwasseranlagen

Die Ausführung der Abwasserinstallation erfolgt nach DIN 12 056. Die Schmutzwasserfall- und Sammelleitungen bestehen aus SML-Rohr mit entsprechenden Verbindern. Die Objektanschlussleitungen wurden aus PP-Rohren hergestellt. Die Grundleitungen erhielten eine Be- und Entlüftung über Dach. Leitungen, die durch Brandabschnitte geführt wurden, wurden entsprechend LAR NRW ausgeführt.

Die Schmutzwasserfallleitungen wurden an die vorhandenen Grundleitungsanschlüsse angeschlossen. Die Regenwasserfall- und Sammelleitungen bestehen aus SML-Rohr mit entsprechenden Verbindern und einer Wärmedämmung um die Bildung von Schwitzwasser zu verhindern.

Das Regenwasser der Dachfläche der Technikzentrale auf dem Dach des Gebäudes wird in den Regenwassertank, welcher sich im Garagenbereich neben dem Wohnheim zur Grauwassernutzung befindet, eingeleitet.

Wasseranlagen

Die Ausführung der Wasserinstallation erfolgte nach DIN 1988, neueste Ausgabe. Als Material für die Wasserversorgungsleitungen wurden Kupferrohre nach DIN 1786 verwendet.

In die Zirkulationsleitungen wurden Durchflussmengenbegrenzer installiert um das Rohrnetz hydraulisch abzugleichen.

Das gesamte Rohrleitungssystem ist gegen Schwitzwasser, Wärmeverluste und Schalldämmung isoliert. Alle Rohrleitungen erhielten eine Dämmung mit Mineralfasermatten oder geschlossenzelligem Weichschaum, in den sichtbaren Bereichen der Technikräume mit zusätzlichem Oberflächenschutz aus Blechmantel.

Leitungen, die durch Brand­ab­schnitte geführt wurden, wurden entsprechend LAR NRW ausgeführt.

Für das Wohnheim waren eine Grauwassernutzungsanlage vorgesehen. Hierzu wurde im Garagenbereich ein Regenwassertank einschließlich der erforderlichen Überwachungs- und Pumptechnik installiert. Das Regenwasser der Dachfläche der Technikzentrale auf dem Dach des Gebäudes wird in den Regenwassertank mit einem Fassungsvermögen von 30 m³ eingeleitet. Über einen Überlauf wird zu viel auftretendes Wasser in den öffentlichen Kanal abgeleitet. Das Regenwasser wird für die Füllung den WC- Spülkästen zugeleitet. Das Grauwasser wird separat gezählt.

Das Grauwassernetz besteht aus Edelstahlrohr.

Ausstattung der Bade­zimmer

Die Einrichtungen, Waschtischanlage, WC-Anlage und Duschanlage, bestehen aus Sanitär­porzellan in der Farbe Weiß.

Elektrotechnik

Starkstromanlagen

Hauptverteilungen

Das Studentenwohnheim wird von der nahe gelegenen Trafostation mit Niederspannung versorgt. Die EVU-Niederspannungsmessung dient zur Abrechnung der elektrischen Energie. Diese findet im Raum der neuen Gebäudehauptverteilung statt. Sie ist als Wandlermessung ausgeführt.

Ebenso befindet sich im Raum der GHV die Direktmessung der Photovoltaikanlage. Die Schaltanlage der GHV ist entsprechend den TAB des zuständigen EVU aufgebaut. Von der GHV werden die jeweiligen Etagenverteiler in den Etagen mit Spannung versorgt, und anschließend werden dann von dort die Unterverteilung der jeweiligen Studentenzimmer bzw. Wohngemeinschaften mittels 230/400V Versorgungsleitungen mit Spannung versorgt.

Alle allgemeinen Versorgungsbereiche wie Aufzüge, Heizung, etc. werden direkt aus der GHV eingespeist. Die Flure und allgemeinen Verkehrsflächen erhalten ihre Versorgung von den jeweiligen Etagenverteilungen.

Die sicherheitsrelevanten Anlagen, wie Sicherheitsbeleuchtungsanlage, Brandmeldeanlage und Aufzug erhalten ihre Versorgungsspannung von der Hauptverteilung SV, die wiederum ihre Versorgung von der allgemeinen Hauptverteilung AV oder im Falle des Stromausfalls vom Notstromaggregat ihre Spannungsversorgung erhält.

Am Gebäude ist eine Photovoltaikanlage an der Südfassade mit einer Gesamtleistung von ca. 50 kW_p und einer Gesamtfläche von ca. 430 m² in unterschiedlichen Modulgrößen errichtet wurden. Die Anlage ist mit einer Zentralenabschaltung nähe dem Kellereingang gemäß den VDE-Vorschriften und Anschlussbedingungen der RWE ausgestattet. Die Zählung findet im Raum der GHV statt.

Der Gesamtleistungsbedarf des Studentenwohnheimes ist auf ca. 420 kW installierte Leistung ausgelegt. Das Notstromaggregat ist für eine Leistung von 40 kVA ausgelegt.

Hauptzuleitungen

Zur Versorgung der allg. Verteilungen, Unterverteilungen und Schaltschränken wurden gemäß DIN/VDE und LAR/MLAR die benötigten Hauptzuleitungen und Steuerleitungen in Brandschutzkanälen im Flur ggf. falls erforderlich in Funktionshalt verlegt.

Blitzschutz

Im Objekt wurde eine äußere und innere Blitzschutzanlage installiert. Dabei wurde der äußere Blitzschutz im Bereich der Photovoltaikfassade mittels HVI-Leitung als Ableitung hinter den Photovoltaikelementen an der Fassade installiert. Diese ist zudem mit einem inneren Überspannungsschutz sowohl auf der Gleichstrom- wie auch auf der Wechselstromseite versehen worden. Die auf dem Flachdach befindliche Technikzentrale ist ebenfalls in den äußeren Blitzschutz mit eingebunden.

Die äußere und innere Blitzschutzanlage wurde gem. den DIN/VDE aufgebaut. Sämtliche Dachaufbauten und metallische Konstruktionen wurden in die Blitzschutzanlage integriert oder geschützt. Im Bereich der Hauseinspeisungen bzw. Gebäudehauptverteilungen wurde der erforderliche innere Grobüberspannungsschutz aufgebaut, und an die Fundament bzw. Ring-Erd-Anlage angebunden.

Installationen, Telefon-, EDV- und Antennenverkabelung

Im Bauvorhaben wurde ein UP-Flächenschalterprogramm installiert. Die Schutzart richtet sich nach den Anforderungen in dem einzusetzenden Bereich. Die Installationsgeräte im AP-Bereich werden als Standardgeräte in erforderlicher Schutzart ausgeführt. Die Beleuchtungsschaltung in den Fluren sowie im Bereich der Dielen und Küchen wurde mittels Bewegungsmelder geschaltet. Der Bereich der südlichen Fassade (Photovoltaikfassade) ist mit einer EIB gesteuerten Jalousiesteuerung ausgestattet.

Die Verkabelung der Installationsgeräte erfolgt mit den entsprechenden Sammelhaltern bzw. über Brandschutzkanäle in Flurbereichen sowie in Kabeltrassen in Decken- und abgehängten Decken. Die senkrechte Kabelführung erfolgt mit separaten Steigetrassen für Stark- und Schwachstromzuleitungen in getrennten Räumen.

Die Antennenverkabelung wurde als Baumstruktur ausgeführt und durch eine Satelliten-Kopfstation eingespeist.

Auch die Datenverkabelung erfolgte in sternförmig strukturierter Datenverkabelung. Der Datenschrank befindet sich in der Mitte des Gebäudes. An den Datenschrank werden die einzelnen Datendosen aller Studenten über Patchfelder und Datenkabel angeschlossen. Eine hausinterne Gegensprechanlage ist mit der Klingelanlage verbunden. Jeder Teilnehmer hat die Möglichkeit über die Gegensprechanlage die Haupteingangstür zu öffnen. Über Wandlesegeräte und einer separaten Chipkarte können auch alle weiteren Eingangstüren geöffnet werden.

Beleuchtung

Die Beleuchtungsstärken im o. g. Bauvorhaben wurde gem. DIN/VDE ausgeführt. Sämtliche Leuchten für den Innen- und Außenbereich wurden mit elektronischen Vorschaltgeräten ausgestattet. Foyer, Eingangshalle sowie die einzelnen Dielen der Zweier-, Vierer-Wohngemeinschaften und 1-Zimmerappartements sind mit Kompaktdownlights versehen. WCs, Studentenzimmer und Flure haben Kompaktleuchtstofflampen als Anbauleuchten erhalten.

Sicherheitsbeleuchtung

Eingebaut wurde eine Sicherheits­beleuchtungsanlage zur Kennzeichnung und Ausleuchtung der Rettungswege, Technikräume und Allgemein Bereichen. Sie ist gemäß der DIN/VDE ausgeführt. Die Zentrale einschließlich des Batterieschrankes befindet sich in einem separaten Raum im Kellergeschoss und ist mit einer eigenen Be- und Entlüftung ausgestattet. Die Rettungszeichenleuchten sind als LED Scheibenleuchten installiert.

Die Sicherheitsleuchten sind Ein- und Anbauleuchten in LED-Technik. In den Treppenhausleuchten sind Umschaltgeräte der Sicherheitsbeleuchtungsanlage in die neu installierten Langfeldleuchten eingebaut worden.

Die Leitungsführung, Leitungsverlegung und der Aufbau des Verteilers erfolgte gemäß der LAR in entsprechendem Funktionserhalt. Die Versorgung der Zentralbatterieanlage erfolgt über die GHV SV. Die Rettungszeichenleuchten sind als LED Scheibenleuchten installiert.

Brandmeldeanlage

Im o. g. Bauvorhaben wurde eine Brandmeldeanlage gemäß DIN/VDE und des vorliegendem Brandschutzkonzeptes errichtet. Die Anforderungen der örtlichen Feuerwehr und Brandschutzbehörde wurde beachtet. Die Brandmeldezentrale wurde in Abstimmung mit der Feuerwehr an zentraler Stelle in einem separaten Raum im Eingangsbereich installiert. An die Brandmeldezentrale wurden nachfolgend aufgeführte Anlagenteile und Komponenten angeschlossen:

1. Brandmeldezentrale in Ringbustechnik,

2. Feuerwehrschlüsseldepot,

3. Freischaltelement,

4. Blitzleuchte,

5. Feuerwehrbedien- und Anzeigetableau,

6. Hauptmelder,

7. 30 Druckknopfmelder an den jeweiligen Ausgänge, Treppen­hauszugängen,

8. 464 Mehrsensoren-Rauchmelder flächendeckend,

9. 68 Meldersockelsirenen,

10. 45 akustische Signalgeber,

11. Brandfallsteuerung des Aufzuges,

12. Brandfallsteuerung der Lüftungsanlagen,

13. Batterieeinheit für 72 h Notbetrieb.

Die Aufschaltung der Brandmeldeanlage erfolgt direkt und automatisch auf die Feuerwehr. Für das Gebäude wurde keine Elektroakustische Anlage (keine ENS oder SAA) gefordert.

Fazit

Das sanierte Gebäude erfüllt nun nach dem Umbau zahlreiche Um­welt­schutz-Anforderungen, dieses spiegelt sich wider in einer kom­pakten Bauweise, einer sinnvollen Grundrissaufteilung, der Qualität der Wärmedämmung, der Umschließungsflächen (Wände, Dach) sowie der Reduzierung der Lüftungswärme­verluste durch Winddichtigkeit der Gebäudeumfassung (Fenster, Türen) und auch durch den Ein­satz von Lüftungssystemen mit Wärmerückgewin­nung zur Vorwärmung von Frischluft.

Ein vorgegebenes Feld des Bauens war der Einsatz von regenerativen Energien und Einspartechniken. Diese wurden vorbildlich in den Bereichen Strom- und Wassernutzung umgesetzt:

An der Südfassade wurde eine flächendeckende Photovoltaik-Anlage zur Energiegewinnung angebracht. Die Beleuchtung in den Wohnungen wird per Bewegungs­mel­der gesteuert.

Das Regenwasser wird zum Spülen der Toiletten benutzt, und der Schwall aus den Wasserhähnen und Duschköpfen verebbt automatisch nach 6 bzw. nach 50 s – sofern nicht erneut ein Druckknopf betätigt wird.