Referenz | SAUTER DEUTSCHLAND
Wie moderne Gebäudeautomation mit Energiemanagement optimales Raumklima realisiert bei hervorragender Energie-, Klima- und Kosteneffizienz.
Viele öffentliche Schulgebäude in Deutschland genügen heutigen Anforderungen an Effizienz und leistungsförderndes Raumklima nicht. Viele Schulen verbrauchen alters- und bauartbedingt oft überdurchschnittlich viel Heizenergie und Strom. Das Leistungsvermögen ihrer Schüler leidet unter Hitze im Sommer und unzureichender Lüftung – einhergehend mit zu hohen CO2-Konzentrationen.
Ganz anders die Johann-Pachelbel-Realschule und die Staatliche Fachoberschule II in Nürnberg: Sie bieten beste Bedingungen für Gesundheit und Lernerfolg – bei herausragender Energie-, Klima und Kosteneffizienz im Gesamtbetrieb. Ein dafür entscheidender Baustein: moderne Gebäudeautomation mit Energiemanagement.
Paradebeispiel
Der bundesweite Bedarf an energieeffizienten, nutzergerechten Schulgebäuden ist enorm. Dafür geeignete, bewährte Technologien gibt es in Vielzahl für Neubauten und insbesondere auch zur Modernisierung bestehender Einrichtungen. Wie man ihre Potenziale für zeitgemäßes Lehren und Lernen ressourcenschonend ausschöpfen kann, zeigt der Einsatz moderner Gebäudeautomation an der Johann-Pachelbel-Realschule und der Staatliche Fachoberschule II in Nürnberg vorbildlich.
DAS PROJEKT
Der 2017 fertiggestellte Gebäudekomplex der Johann-Pachelbel-Realschule und der Staatliche Fachoberschule II in Nürnberg umfasst 16.000 m2 Nutzfläche und 108 Klassenzimmer für etwa 1.350 Schüler.
Der Gebäudekomplex wurde im Passivhaus-Standard errichtet und mit hochmoderner Haustechnik ausgestattet. Das nachhaltige Energiekonzept der Liegenschaft beinhaltet Erdwärmenutzung, Eigenstromerzeugung u.a. mit Photovoltaik-Anlagen, mechanische Lüftung und Gebäudeautomation mit Energiemanagement zur optimalen Regelung und Kontrolle.
Energiekonzept mit Mehrwerten
Für ein optimales Raumklima für mehr Leistungsvermögen und bessere Gesundheit von Lernenden und Lehrkräften werden im Zusammenspiel diverser Anlagen der Gebäudetechnik bewirkt: Heiz- und Kühldecken klimatisieren die Klassenzimmer, flankiert von Einzelraum-Lüftungsgeräten für die Frischluftzufuhr.
Die Gebäudeleittechnik überwacht und reguliert dabei alle Anlagenprozesse und das Raumklima jedes Klassenzimmers. Intelligent: Die Luftqualität und die Frischluftmenge werden gemäß der Nutzungsintensität automatisiert angepasst. So wird der CO2-Grenzwert von 1.000 ppm während der Unterrichtszeiten nicht überschritten. Zudem lässt sich die Raumluft innerhalb von nur 15 Minuten komplett austauschen – eine Funktion, die per Raumbediengerät in jedem Zimmer manuell einfach aktiviert werden kann und gern in den Pausen genutzt wird.
Eigene Wärme- und Kälteerzeugung
Als erste kommunale Schule in Süddeutschland erzeugt die Liegenschaft Wärme und Kälte mit einer Erdwärmepumpe. Diese wirkt im Verbund mit einer Speicheranlage, für die 59 Erdsonden bis in 70 m Tiefe verlegt wurden. Im Heizbetrieb leistet die Pumpe 311 kW, im Kühlbetrieb 254 kW. Der Wechsel zwischen Kühl- und Heizfunktion dient der angenehmen Temperierung der Klassenräume und hilft mit, den Erdspeicher optimal zu bewirtschaften: Über den Sommer eingespeiste Abwärme aus den Klassenzimmern erwärmt das Erdreich als ideale Ausgangslage für die nächste Heizperiode.
Die Ausgewogenheit der Ein- und Ausspeisung von Wärmeenergie aus dem Erdreich wird durch die Gebäudeautomation mit dem Energiemanagement geregelt und überwacht – für einen effizienten Pumpenbetrieb mit optimalem Wirkungsgrad und unter minimalem Einsatz von elektrischer Energie. Wenn darüber hinaus Wärme erforderlich ist, wird diese von einem Gas-Brennwert-Kessel (314 kW im Heizbetrieb 50/30 °C) bereitgestellt.
FAZIT
Die Mehrwerte des Energiekonzeptes lassen sich anhand der Daten aus dem umfangreichen Energiemanagement konkret beziffern. Sie zeigen in der energetischen Gesamtbetrachtung der Schule: Die Verbrauchswerte sind extrem niedrig. Für die Beheizung werden nur 11,5 kWh/m2/a an End-Energie (Gas und Strom) benötigt. Der Gasanteil des Kessels beträgt 9,0 kWh/m2, der Stromanteil der Wärmepumpe 2,5 kWh/m2. Mit diesem geringen Strombedarf deckt der Pumpeneinsatz dabei 60 bis 79 Prozent des gesamten Wärmebedarfs im Gebäude ab.
Positiv ist auch die CO2-Bilanz des Gebäudes. Knapp 535 MWh Strom bezog der Schulkomplex im Jahr 2020, davon 47 MWh für den Betrieb der Wärmepumpe. Die Photovoltaik-Anlage erzeugte zeitgleich einen Ertrag von circa 54,5 MWh. Somit wird auf dem Schuldach mehr Solarstrom erzeugt als die Wärmepumpe im Einsatz an elektrischer Energie benötigt. Mit erfreulichem Doppeleffekt: Die CO2-Emissionen sinken, ebenso die anfallenden Nebenkosten.
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