Sanierung eines Verwaltungsgebäudes

Wissen senkt Kosten

In der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA) kann nur gesteuert und optimiert werden, was auch gemessen wird – das ist der Leitgedanke des Energiemonitorings.

Für einen sinnvollen Einsatz dieses Instruments ist es wichtig, sich bereits im Vorfeld der TGA-Konzeption einen möglichst genauen Plan zurechtzulegen, welche Daten wichtig und notwendig sind, um den Betrieb genau beurteilen und anhand der entsprechenden Daten optimieren zu können.

Praxisbeispiel: Sanierung statt Neubau

Beim Praxisbeispiel des „Rehau Head Office Südosteuropa“ in Guntramsdorf nahe Wien bestand die Notwendigkeit, das Ge­bäude umfassend zu sanieren. Die nicht mehr zeitgemäße Ge­bäude­struktur und Gebäudeausstattung stellten Rehau vor die Entscheidung zwischen Abriss und anschließendem Neubau oder Sanierung des bestehenden Gebäudes. Für einen Abriss sprachen die nicht adäquate Dämmung der Gebäudehülle und veraltete Fenster sowie die energieintensive Klimatisierung des Gebäudes. Im Sommer wurde durch mobile Splitgeräte gekühlt und somit ein hoher Stromverbrauch verursacht. Positiv war aber die sehr gute Gebäudesubstanz, die am Ende für eine Sanierung und Modernisierung des Gebäudes sprach.

Zukunft bauen

Durch die energetische Sanierung der Außenhülle, den Einbau neuer Fenster mit Passivhausstandard, den Umstieg von Gas auf regenerative Energiequellen sowie einer übergeordneten vollauto­ma­tischen Gebäudeleittechnik konnte der jährliche Heiz- und Kühl­energiebedarf nachweislich bis zu zwei Drittel gesenkt werden. Es entstand ein Gebäude mit Niedrigenergiehaus-Standard. Bei der Sanierung konnte das gesamte Rehau-Produkt-Portfolio an polymeren Lösungen für eine ökonomische und ökologische Zukunft sowie die jahrzehntelange Erfahrung im Baubereich eingesetzt werden. Zum Einsatz kamen die im Infokasten aufge­führ­ten Produkte. Das Sanierungsprojekt wird durch ein Langzeitmonitoring begleitet, das gemeinsam mit der Technischen Universität Braunschweig (D) unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch entwickelt wurde und betreut wird. Neben einer detaillierten Ana­lyse des Energie- und Wasserverbrauchs stehen insbesonde­re die Art und der Aufbau der Gebäudehülle, die Heizung, die Kühlung und die Lüftung sowie die Nutzung der jeweiligen Räume auf dem Prüfstand.

Erfassen, Analysieren, Handeln

Aus über 1500 Messpunkten im und rund um das Gebäude wurden 500 für das Energiemonitoring ausgewählt. Die Daten werden im Dreiminutentakt ausgelesen und an die TU Braunschweig übermittelt. Es kommen Wärmemengenzähler, Stromzähler, Temperatur-/CO₂-/Feuchtefühler, Wasserzähler und Betriebsstunden­zähler zum Einsatz. Eine Wetterstation übermittelt zudem die Außenbedingungen wie Temperatur, Helligkeit und Niederschlag an das System. Durch die übersichtliche Visualisierung der Gebäudeleittechnik mit allen Teilanlagen und deren Komponenten sowie den zugehörigen Verbrauchswerten kann die aktuelle Situation im Gebäude auf einen Blick eingeschätzt und bewertet werden. Es werden diverse Energieverbrauchswerte, einzeln oder gesammelt, aktuelle Temperaturen und Leistungen aller entscheidenden Komponenten angezeigt.  Die technischen Verantwortlichen haben die Möglichkeit mit Hilfe dieser Software Sollwerte auf Basis einer Identifizierung von Schwachpunkten schnell und einfach zu ändern. Ein weiteres Merkmal der Monitoringmaßnahme ist nicht nur zu ermitteln, in welchem Maßstab sich die Sanierung auf den Energieverbrauch auswirkt, sondern auch durch regelmäßige Befragungen unter den Mitarbeitern Rückschlüsse auf den Nutzerkomfort zu ziehen. Diese Daten fließen ebenfalls in die Bewertungen ein.

Die Besonderheit am „Rehau Head Office Südosteuropa“ ist, dass die Möglichkeit besteht, das Gebäude über unterschiedliche Betriebsweisen zu heizen oder zu kühlen. Das Gebäude wurde in eine Nordzone und in eine Südzone unterteilt. Hier kann bedarfsgerecht jeweils über die Decke, den Boden oder gemeinsam geheizt oder gekühlt werden. Im Gebäude wurden sechs Piloträume, zwei je Etage, geschaffen. Diese Räume werden detaillierter überwacht. Es werden zum Beispiel die Raum­temperatur, die relative Feuch­te und die Oberflächentem­pe­ra­tu­ren der Decke als auch des Fuß­bodens gemessen. Zusätzlich werden die Sollwerte permanent angezeigt, um einen schnellen Ist-Soll-Vergleich erstellen zu können. Des Weiteren wird der Öffnungszustand der Fenster mittels Fensterkontakt aufgezeichnet. Der CO₂-Gehalt der Luft wird stockwerksweise kontrolliert und geregelt. Übersteigt zum Beispiel die CO₂-Konzentration der Abluft 1000 ppm, wird der Frisch­luftvolumenstrom erhöht. In Seminarräumen kann im Bedarfsfall mittels eines Tasters die Luftwechselrate erhöht werden.

Erfolge erzielen und Potentiale identifizieren

Aufgrund der optimal aufein­an­der ab­gestimmten energie­effi­zien­ten Sys­teme, des pla­ne­ri­schen und operativen Ins­tru­ments Energiemonitoring und der Um­stellung auf rege­nerative Ener­gien wurde der Ener­gie­verbrauch deutlich ge­senkt. Nach der Sanierung konnte eine behagliche, stabile Raum­temperatur während der Sommer­monate erreicht werden. Neben der hohen Behaglichkeit der Raum­temperaturen sorgt zusätz­lich die Rehau-Akustik­kühl­decke für eine angenehme und ausgeglichene Raumakustik im gesamten Gebäude.

Die Gebäudekühlung, ohne Wärmepumpeneinsatz, können im Sommer die eingesetzten Erdsonden allein übernehmen. Hierzu bedarf es natürlich auch noch einer zusätzlichen Lüftungs­an­lage, die hier durch einen LuftErd­reichwärmetauscher unter­stützt wird.

Die Lüftungsanlage ist, wie oben erwähnt, CO₂-gesteuert. An­fangs wurde mit einem Grenzwert von 800 ppm geregelt. Dies hatte zur Folge, dass die Laufzeiten und die damit verbundenen Stromverbrauchswerte der Lüftungsanlage in den Büros und den Seminarräumen zu hoch waren. Der Grenzwert der Lüftung wurde auf 1000 ppm erhöht, was nachweislich geringere Laufzeiten und somit einen geringeren Stromverbrauch verursachte.

Die CO₂-Qualität liegt mit diesem Grenzwert immer noch unterhalb der Pettenkoferzahl, und die Mitarbeiter empfinden die Luftqualität zum größten Teil als gut bis sehr gut.

Die Raumtemperaturen konnten nach der Sanierung aufgrund der präzisen Regelung stabilisiert werden. Es treten keine großen Temperaturschwankungen in den Räumen mehr auf.

All diese Maßnahmen trugen zur deutlichen Steigerung der thermischen Behaglichkeit und des Wohlempfindens im Gebäude bei. Die raumabhängigen Kriterien wurden optimiert und angepasst, es konnte ein angenehmes, komfortables Arbeitsumfeld geschaffen werden. Die Geschosse und Räume können mit Hilfe des neuen Konzeptes nun separat nach Temperatur, CO₂ und relativer Feuchte geregelt werden.

Das Energie- und Betriebsmonitoring zeigt nicht nur Optimierungsbereiche vom TGA-Konzept bis hin zum Betrieb, sondern auch die Erfolge, die mit einem derartigen Konzept erreicht werden können. Vor der Sanierung lag der Endenergieverbrauch bei ca. 283 kWh/m²a, nach der Sanierung konnte ein Endenergieverbrauch von 72 kWh/m²a durch Messung belegt werden. Die verbrauchsgebundenen Kosten konnten verglichen mit denen vor der Sanierung im ersten Betriebsjahr um 82 % gesenkt werden. Im zweiten Jahr wird noch eine höhere Einsparung erwartet, da die Anlage dann eingefahren ist und mit Hilfe des Monitorings einzelne Komponenten hinsichtlich ihres Zusammenwirkens weiter optimiert wurden.

Insgesamt konnten durch die Sanierung rund 30 % der Primärenergie eingespart werden, das entspricht 42 t eingespartem CO₂.

Fazit

Im Zuge der Sanierung und des Energiemonitorings wurde das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten optimiert und bedarfsgerecht aufeinander abgestimmt. Zudem konnte der Komfort und damit die Behaglichkeit im Gebäude gesteigert werden. Die durchschnittliche CO₂-Konzentration als auch die Akustik konnten deutlich verbessert werden. Unter Berücksichtigung der positiven Auswirkungen des neuen Gebäudekonzeptes auf die Produktivität und das Wohlbefinden der Mitarbeiter ergibt sich bei Mehrinves­ti­tio­nen von ca. 250 000 € ein ROI der Maßnahme von ca. sechs bis acht Jahren. Die Gesamtersparnis aus dem Betrieb nach dem ersten Jahr betrug 24 000 €. Diese Summe wird in den kommenden Jahren durch Optimierung der Anlage noch weiter gesteigert werden. Final kann festgehalten werden, dass sich eine derartige Sanierungsmaßnahme unter Berücksichtigung der erzielten Verbrauchskostenreduzierung und positiven Einflüsse auf Mitarbeiter nicht nur ökologisch, sondern auch ökonomisch rechnet.