Neue Anforderungen an das Technische Gebäudemanagement beim ZDF in Mainz

Ventilatorentausch für mehr Effizienz

Veraltete Ventilatoren gehören zu den Hauptursachen für zu hohen Energieverbrauch in ­bestehenden RLT-Anlagen. Durch den Austausch von alten, ineffizienten Ventilatoren durch moderne, energieeffizientere Modelle lassen sich bis zu 50 % der Energie einsparen. Um auf diesen Umstand hinzuweisen, haben der FGK e.V. und führende Ventilatorenhersteller die Infokampagne „Ventilatortausch macht’s effizient“ ins Leben gerufen. Das ZDF in Mainz ist hierfür ein gelungenes Beispiel.

Im Rahmen einer Studie hat das ILK Dresden 705 RLT-Anlagen unter die Lupe genommen. Die bei den Inspektionen festgestellten Systemwirkungsgrade vieler veralteter Ventilatoren (fast zwei Drittel der untersuchten Anlagen wurden vor 1989 installiert) lagen unterhalb von 40 %, im Schnitt bei 42 %. Die Systemwirkungsgrade moderner Ventila­toren liegen deutlich höher – 70 % sind hier ganz normal. Während der Anteil eines Ventilators an den Investitionskosten einer RLT-Anlage rund 3 % beträgt, liegt sein Anteil an den Betriebskosten bei bis zu 70 %. Daher lohnt sich der Austausch alter Ventilatoren durch neue EC-Ventilatoren nahezu in allen Fällen. Zahlreiche Beispiele belegen, dass die Amortisationszeit bei einem Ventilatortausch – je nach Anlage und Gebäude – nur bei zwei bis fünf Jahren liegt. Zur Verdeutlichung ein reales Beispiel aus einem Chemieunternehmen: Bei 7.800 € Investitionskosten für neue Zuluftven­tilatoren ergaben sich jährliche Energie­kos­ten­ein­spa­run­gen von 4.050 €, was ­eine Amortisationszeit von 1,9 Jahren ergibt.

Förderprogramme nutzen!

Verkürzt werden kann dieser geringe Amortisationszeitraum durch öffentliche Förderprogramme. Hierzu gehören das KfW-Programm „Energieeffizient Sanieren – Nichtwohngebäude“ oder das BAFA-Programm „Hocheffiziente Querschnittstechnologien“. „Durch diese Förderprogramme ist es unterm Strich oft sogar günstiger, wenn man bei einer Sanierung hocheffiziente Anlagentechnik einsetzt statt gewöhnlicher. Leider wissen das nur wenige“, erläutert FGK-Ge­schäfts­führer Günther Mertz im Gespräch mit der tab-Redaktion. „In den Förderprogrammen und in unserer Infor­mationskampagne steckt wirklich Potential.“ Sicherlich mehr Potential als in ordnungsrechtlichen Maßnahmen. So schreibt ja bekanntlich § 12 der EnEV vor, dass Betreiber von Klimaanlagen mit einer Nennleistung für den Kälte­bedarf von mehr als 12 kW energetische Inspektionen dieser Anlagen durchführen müssen. Nach Angaben von Günther Mertz sind von den geschätzten 500.000 Anlagen in Deutschland, die von § 12 EnEV betroffen sind, jedoch nur 3 % inspiziert worden. Anstatt weiter auf die Umsetzung der EnEV zu hoffen, was aufgrund der fehlenden ordnungsrechtlichen Kontrollen und Maßnahmen der Länder nicht zielführend wäre, setzt der FGK mit der Ventilatortausch-Kampagne daher nun auf Aufklärung. „Beim Ventilatortausch soll es nach Möglichkeit nicht bleiben. Er dient aber oft als Steigbügel für eine grundsätzliche Betrachtung der Gesamtanlage, was dann zu umfangreicheren Sanierungen führt. Und hiervon profitieren wirklich alle: der Betreiber, der Planer, der Anlagenbauer, der Hersteller und nicht zuletzt unsere Umwelt“, ist sich Günther Mertz sicher. Würden alle bei den energetischen Inspektionen von Klimaanlagen empfohlenen Optimierungsmaßnahmen umgesetzt, könnten in Deutschland bis zu 12,9 Mio. t CO2 eingespart werden – eine ideale Maß­nahme, um die ins Stocken geratenen Bemühungen um die ­Erreichung der Klimaschutzziele zu pushen.

Weitere Informationen zu diesem Themenkomplex finden sich auf der Webseite www.ventilatortausch.de. Dort gibt es auch einfache Berechnungsmodule, um Energieeinsparungen und Amorti­sationszeiten ermitteln zu können, sowie eine Fülle an Best-Practice-Beispielen mit konkreten Zahlen. 

Umnutzung einer Bibliothek
in Bürobereiche beim ZDF

Ein solches Best-Practice-Beispiel ist auch das ZDF (Zweites Deutsches Fernsehen) in Mainz. Auf dem 1 km² großen Areal befinden sich 15 Gebäude mit unterschiedlichsten Nutzungsarten. 2017 bestand ein Bauvorhaben darin, eine früher als Bibliothek verwendete Fläche von 1300 m² als Bürobereich zu nutzen, in dem ein Großraumbüro für 50 Mitarbeiter, mehrere Einzelbüros, Rückzugsbereiche, ein Besprechungsraum sowie eine Teeküche ihren Platz finden.

Die Anforderungen an die Technische Gebäudeausrüstung lauteten wie folgt:

Sicherstellung des hygienischen Mindestluftwechsels, 

Deckung der gewünschten Heiz- ­
und Kühllasten, 

Anschluss an die bestehende Lüftungstechnik (Lüftungsgerät und Steigstränge sollte erhalten bleiben),

Schaffung eines behaglichen Raumklimas,

Installation einer flächendeckenden Sprinkleranlage,

Klimatisierung der Büros und des Besprechungsraums.

 

Im Bestand befanden sich:

eine Vollklimaanlage mit den vier thermodynamischen Luftbehand­lungen Lufterwärmung, Kühlen,
Entfeuchten, Befeuchten;

riemengetriebene Ven­ti­la­to­ren,
zweistufig (Zuluft 26.400 bzw. 17.600 m³/h, Abluft 25.100 bzw. 16.730 m³/h;

zwei Filterstufen Zuluft;

Zuluft im Bodenbereich über
Druckboden und

Abluft im Deckenbereich über
Lüftungsgitter.

Das von der Firma Löw Ingenieure (www.loew-ingenieure.de) erarbeitete und von der Käuffer Gruppe (www.kaeuffer.de) umgesetzte Klimakonzept sieht wie folgt aus:

Einzelbüro-Regelung über Raum­bediengeräte (Heizen/Kühlen);

Besprechungsraum-Regelung über Raumbediengeräte (Kühlen);

Großraumbüro-Regelung über vier Raumfühler;

Abschaltung der Kühldecke durch Öffnen der Fenster und

individuelles Anpassen der Luftmengen durch neue EC-Ventilatoren.

Winterfall

Grundlüftung mit 10.000 m³/h;

Deckung der Heizlast in den Einzelbüros über statische Heizflächen;

Deckung der Heizlast im Großraumbüro über stati­sche Heizflächen und über die Lüftungsanlage (bis 22.000 m³/h) und

die Luftmenge wird temperaturabhängig stufenlos eingestellt.

 

Sommerfall

Grundlüftung mit 10.000 m³/h;

Deckung der Kühllast zu 50 % über eine flächendeckende Kühldecke;

Deckung der restlichen Kühllastdurch die Lüftungsanlage (bis 26.400 m³/h);

Auslegung der Luftmenge bei 3 K Untertemperatur und

die Luftmenge wird temperatur­abhängig stufenlos eingestellt.

 

Im Zuge der Umbauarbeiten wurden
in der ehemaligen Bibliothek die Zwischen­decken und der Doppelboden komplett entfernt. Gleiches gilt für dieZuluft- und zum Teil auch für die Abluftkanäle, die Heizkörper/-leitungen und die Sprinklerleitungen. Neu montiert wurden ca. 800 m Kaltwasserleitungen zur Anbindung an die Kühldecke (1.300 m² gelochte Kühldecke mit 41 kW Kühlleistung). Die Regelung und der hydraulische Abgleich erfolgen mit Durchflussreglern mit Stellantrieb. In einem Teilbereich des Büros wurden wegen erhöhter Kühllastanforderungen zusätzlich zur Kühldecke fünf Umluftkühl­geräte im Deckenbereich installiert (5 kW Leistung). Die Abluft wird im Großraumbüro über eine Schattenfuge realisiert, in den Einzelbüros über Überströmelemente oder Lüftungsgitter. Die Zuluft wird über einen Druckboden mit Quellauslässen unter dem Teppichboden eingebracht; hierfür wurden die Zuluftkanäle komplett neu montiert.  

 

EC-Ventilatorwand ersetzt die
alten Ventilatoren

Da in dem ZDF-Gebäude in den kommenden Jahren eine Komplettsanierung der RLT-Anlage auf der To-do-Liste steht, wurden in der Technikzentrale nur wenige Änderungen vorgenommen. Es spricht für die hohen Energieeinsparungen und die damit verbundenen kurzen Amortisationszeiten, dass sich Nico Wagner – beim ZDF als Projektleiter im Technischen Gebäudemanagement tätig – trotz der geplanten Komplettsanierung zuvor noch für einen Austausch der alten, riemengetriebenen Ventilatoren entschieden hat. Zum Einsatz kommt nun stattdessen eine Ventilatorwand („ECFanGrid Retrofit“-System) mit vier EC-Ventilatoren der Firma Rosenberg (www.rosenberg-gmbh.de), die in die bestehende RLT-Anlage eingebaut wurde.

In der „ECFanGrid“ (www.ecfangrid.de) kommen parallel betriebene EC-Venti­latoren zum Einsatz. Dabei vervielfacht sich der Volumenstrom proportional zur Anzahl der Ventilatoren – bei gleichbleibenden Druckverhältnissen. Sie ist ausfallsicherer als einzelne Ventilatoren, da die verbleibenden Ventilatoren durch Drehzahlerhöhung den eventuellen Ausfall eines Ventilators ausgleichen können.

Rosenberg hat speziell für den Austausch in Bestandsanlagen das „ECFanGrid Retrofit System“ entwickelt. Dabei handelt es sich um ein Komplettsystem, um riemen- oder direktbetriebene Ventilatoren in Bestandsanlagen umzurüsten. Durch die variable Anpassung der Ventilatorenanzahl und -positionierung ist es sehr flexibel einsetzbar. Das an die Gehäuseabmessungen adaptiv anpassbare System beinhaltet alle notwendigen Teile für die Umrüstung: Ventilatoren, Schaltschrank, Blechteile und Schrauben.
Und durch den modularen Aufbau passt es durch jede Tür, in jeden Aufzug und – herstellerunabhängig – in alle Bestandsanlagen, wo es bodenfrei und besser zugänglich eingebaut werden kann. So auch beim Best-Practice-Beispiel ZDF, wo die neue Ventilatorwand seit Ende 2017 ihren energiesparenden Betrieb aufgenommen hat und damit beweist: „Ventilatortausch macht’s effizient“.