18.02.2021 – Kategorie: Bauprojekte

Energetische Modernisierung: So gelingt die Revitalisierung mit intelligenter Ventiltechnik

Energetische ModernisierungQuelle: Danfoss

Bei der Revitalisierung einer Gebäudeimmobilie in Düsseldorf-Derendorf wird unter anderem auch die ineffiziente Heiz- und Kühltechnik modernisiert. Die Durchführung eines dynamischen hydraulischen Abgleichs war eine zentrale Komponente der energetischen Modernisierung.

Ein Großteil der in den 1970er und 1980er Jahren errichteten Bürogebäude entspricht nicht mehr den heutigen Baustandards und Nutzungsanforderungen. Das spiegelt sich nicht zuletzt in hohen Energiekosten wider, verursacht durch ineffiziente Heiz- und Kühltechnik, die modernen Anforderungen nicht mehr gerecht wird. Doch statt gebäudetechnisch veraltete Immobilien einfach abzureißen, setzt man heute vor dem Hintergrund wachsenden Nachhaltigkeits-Bewusst­seins immer häufiger auf Revitalisierungen durch energetische Modernisierung.

Schönheitskur und energetische Modernisierung für Gewerbeimmobilie

So auch bei einer in den 1970er Jahren erbauten Gewerbeimmobilie in Düsseldorf-Deren­dorf: Das zehnstöckige Gebäude wurde zunächst vollständig entkernt, sodass nur die ursprüngliche Tragstruktur erhalten blieb. Neben einer optischen Aufwertung stand bei der sukzessiven Revitalisierung anschließend die Ausstattung mit modernster Gebäudetechnik im Fokus. Sämtliche Bauvorhaben liefen dabei unter der Prämisse, eine Zertifizierung gemäß DGNB (Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen) zu erhalten.

In diesem Zusammenhang war die energetische Sanierung eine der wichtigsten Maßnahmen: Moderne Wärme- und Kühltechnik sollte künftig den Energieverbrauch für Heizung, Lüftung und Klimatisierung (HLK) entscheidend minimieren.

Dynamischer hydraulischer Abgleich sichert Energie­einsparungen

Verantwortlich für die Realisierung aller TGA-Gewerke beim Projekt 44 in Düsseldorf-Derendorf war Engie Deutschland. Das Unternehmen ist einer der deutschlandweit führenden Spezialisten für Technik, Energie und Service und übernahm unter anderem Planung und Installation sämtlicher HLK-Technik. Als besondere Herausforderung erwies sich dabei die neue Innenaufteilung: Durch die Entfernung aller nichttragenden Elemente wurden weitläufige, innenwandfreie Büroflächen geschaffen, die künftige Mieter je nach individuellem Bedarf flexibel in Einzel-, Gruppen- oder Open-Space-Büros einteilen können.

Das Heiz- und Kühlsystem musste dementsprechend ein Maximum an Flexibilität aufweisen, um unabhängig von der individuellen Raumaufteilung jederzeit angenehme Temperaturen sicherzustellen. „Wir mussten so planen, dass später jedes erdenkliche Szenario umsetzbar ist“, betont Andreas Velten, Projektleiter im Geschäftsbereich Building Services von Engie Deutschland.

Um die erforderliche maximale Effizienz und Flexibilität zu gewährleisten, setzten Planer und Installateure von Engie Deutschland in dem zehngeschossigen Bürogebäude ein umfassendes Building-Management-System um, welches die softwarebasierte Verwaltung zentraler gebäudetechnischer Gewerke – einschließlich des neuinstallierten Heiz- und Kühlsystems – ermöglicht. Zur Temperierung der Büros hat man Deckensegel angebracht, die sowohl Heiz- als auch Kühlfunktion übernehmen und jederzeit für ein behagliches Raumklima sorgen. Für die Effizienzoptimierung von Heiz- und Kühlkreislauf wurde zudem ein präziser dynamischer hydraulischer Abgleich angestrebt.

Energetische Modernisierung
Die Temperierung der Büroräume erfolgt künftig über Deckensegel, die sowohl Heiz- als auch Kühlfunktion übernehmen. Bild: Danfoss

Diese Maßnahme (energetische Modernisierung) ermöglicht Studien, Berechnungen und gängigen Erfahrungen zufolge Energieeinsparungen von 10 bis 15 Prozent und wurde in Düsseldorf durch druckunabhängige Danfoss AB-QM-Abgleich- und -Regelventile in Verbindung mit Danfoss NovoCon-Stellantrieben umgesetzt. Diese Komponentenlösung hält den Druck bei sämtlichen Lastbedingungen an jedem Verbraucher konstant und stellt so optimal die energetische Nutzung des Heiz- und Kühlwassers sicher. Zusätzlich ermöglichen 6-Wege-Umschaltventile des Typs Danfoss ChangeOver6, dass zur Regelung der Raumtemperatur in einem 4-Rohr-System zonenweise zwischen Heiz- und Kühlbetrieb umgeschaltet werden kann.

Einbindung der Heizanlage in die intelligente Gebäude­leittechnik

Die eingesetzten Ventil- und Stellantriebkomponenten unterstützen nicht nur einen hochpräzisen dynamischen hydraulischen Abgleich – sie sind auch über international standardisierte Kommunikationsprotokolle wie BACnet (Building Automation and Control Network) digital ansteuerbar und lassen sich so problemlos in das Building-Management-System des Gebäudes einbinden. Über spezielle Aktoren und Sensoren setzen die Komponenten Steuerungsbefehle um und liefern Informationen zu aktuellen Systemzuständen.

Durch die Möglichkeit zur Kommunikation mit der Gebäudeleittechnik lassen sich im Zusammenhang mit dem hydraulischen Abgleich zahlreiche wichtige Zusatzparameter wie aktuelle Gebäudeauslastung, Anwesenheit, Witterung und Sonneneinstrahlung berücksichtigen. Das ermöglicht die Abstimmung der Heiz- und Kühlanlage mit den übrigen gebäudetechnischen Gewerken, beispielsweise Frischluftzufuhr, Beleuchtung oder Sonnenschutzvorrichtungen und sichert so zusätzliche Energieeinsparpotenziale.

Energetische Modernisierung für ein gutes Klima in allen Räumen

Auch die gewünschte Flexibilität bei der Raumaufteilung wird durch die offene BACnet-Kommunikationsstruktur optimal unterstützt: Über das Gebäudemanagementsystem können die NovoCon-Stellantriebe einzeln angesteuert und so deren Zuständigkeit für die heiz- und kältetechnische Regelung der abgeteilten Flächenbereiche festgelegt werden. In den jeweiligen Einzelräumen steuert die Lösung dann die Heiz- oder Kühlfunktion der dort vorhandenen Deckensegel.

„Bei konventioneller Bauweise und MSR-Technik wäre es beispielsweise bei der Einrichtung eines neuen Büroraumes notwendig, neue Kabel zu ziehen. Mit der BACnet-Infrastruktur strukturieren wir solche Dinge einfach über die zentrale Leittechnik“, erklärt Andreas Velten. Der tägliche Betrieb des Systems lässt sich so durch die Feldbus-Kommunikation bequem vom Büro aus überwachen und steuern. Das senkt nicht zuletzt auch bei der Wartung den Zeitaufwand: NovoCon sendet permanent Meldungen über den aktuellen Systemstatus, zeigt den aktuellen Durchfluss am Ventil an und gibt genaue Rückmeldungen über mögliche Problembereiche, was das langwierige Suchen nach Fehlerquellen erübrigt.

Darüber hinaus geben die gesammelten Daten Aufschluss über die Leistungsfähigkeit des Versorgungsnetzes und mögliche Verbesserungspotenziale in den energiebezogenen Einstellungen. Zu guter Letzt wird durch die smarte Lösung auch ein Maximum an Verbrauchs- und Kostentransparenz erzielt: Sowohl Verwalter als auch Mieter können über das System jederzeit aktuelle Verbrauchswerte des Heiz- und Kühlsystems einsehen. Dadurch lassen sich die Energiekosten zuverlässig abschätzen und gegebenenfalls auch Anregungen zur Änderung des Nutzerverhaltens geben.

Energetische Modernisierung
Die digitalen Stellantriebe der Serie Danfoss NovoCon lassen sich über BACnet ansteuern und in das übergeordnete Gebäudemanagementsystem integrieren. Das ermöglicht maximale Flexibilität bei der mieterindividuellen Raumaufteilung und sichert zusätzliche Energiesparpotenziale. Bild: Danfoss

Große Zeitvorteile bei Montage und Inbetriebnahme

Als großes Plus haben die Installateure beim Projekt 44 auch die unkomplizierte Montage und Inbetriebnahme der 457 NovoCon-Stell­antriebe und 457 AB-QM-Ventile empfunden: Das NovoCon-Konzept ist mit vorkonfektionierten Kabeln unterschiedlicher Längen verfügbar und ermöglicht so eine schnelle und fehlerfreie Installation. Verfügbarkeit und korrekte Funktion der Systeme lassen sich einfach per Mausklick kontrollieren. In Düsseldorf konnte man so vier Etagen innerhalb von knapp vier Stunden in Betrieb nehmen – mit konventioneller Technik hingegen werden dafür rund drei bis vier Tage benötigt.

Andreas Velten blickt dementsprechend zufrieden auf das Projekt zurück und hebt unter anderem auch die Wirtschaftlichkeit des Danfoss-Ansatzes hervor: „Mit Blick auf die energetische Effi­zienz, die hohe Flexibilität bei der Zuordnung von neuen Büroräumen – nicht zuletzt aufgrund der komfortablen, zeitsparenden und Fehler vermeidenden Installationstechnik – ist das NovoCon-Konzept in Summe kostengünstiger als herkömmliche Lösungen“. Zudem konnte man durch die Effizienzoptimierung von Heiz- und Kühltechnik auch die Voraussetzungen für eine DGNB-Nachhaltigkeitszertifizierung des Revitalisierungsprojekts erfüllen.

Von Hans-Jürgen Behet.

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