Nachhaltigkeit im Fokus – Energiekonzepte für moderne Schulbauten
Im Besonderen mit dem Fokus auf die Erarbeitung nachhaltiger Planungslösungen für einen Um- und Neubau einer Gesamtschule mit mehreren Gebäuden für die Stadt Kleve war für den Einstieg in das Projekt zunächst eine Analyse der Projektanforderungen und eine Zieldefinition mit den Bauherren erforderlich.
Nachhaltigkeit entsteht nur in einem interaktiven, gleichberechtigten Planungsprozess mit allen Planungsbeteiligten. Hierzu gehört als wesentlicher Grundpfeiler die Bedarfsplanung des Bauherrn und die Konzeptentwicklung des Architekten. Nachhaltigkeit ist kein Zufall und kein Abfallprodukt. Die Ziele müssen im Vorfeld klar formuliert werden.
Hierzu gehört auch die Definition der Zielvorgaben zur Nachhaltigkeit und die Entscheidung, ob dies in einem zertifizierten Prozess z.B. DGNB im Projekt erfolgen soll.
Letztendlich gehört hierzu auch die Bereitstellung der erforderlichen Mittel durch den Bauherrn. Nachhaltige Konzepte führen erfahrungsgemäß auch zu höheren Anfangsinvestitionen, die sich erst über den langfristigeren Betrieb des Gebäudes amortisieren. Zur Absicherung von Konzeptideen sind ggf. auch Sonderplanungsmethoden, wie z.B. Simulationen Geohydrologische Gutachten, etc. erforderlich.
Insofern wurden zu Beginn weitere Schritte erforderlich:
- Bestandsaufnahme und Begehungen der Bestandsgebäude
- Analyse der bestehenden Ver- / Entsorgungsstrukturen zur Aufrechterhaltung eines Teilbetriebes
- Bewertung der Anlagenzustände zur Definition der erforderlichen Sanierungsmaßnahmen
- Klären der Bedarfsanforderung hinsichtlich der technischen Ausstattung, Lüftung, Heizung, Elektrifizierung, Datennetz, etc.
- Beurteilung der erforderlichen Maßnahmen vor dem Hintergrund eines Brandschutzvorkonzeptes
- Klärung bauordnungsrechtlicher Fragestellungen zum Thema GEG
- Fragen zur natürlichen Klimatisierung, Aktivierung von Speichermassen, Nachtauskühlung etc.
- Standortanalyse regenerativer Energiesysteme, wie Geothermiepotential, Eisspeicher, Wärmepumpen
- Definition von Photovoltaikflächen (Dach / Fassade)
- Definition des Kostenrahmens
Exemplarisch wurde im Zuge der Vorplanung eine umfangreiche Energiestudie zur Festlegung des zukünftigen Heiz- und Kühlsystems von ibp erstellt.
Mit dem Bauherrn wurden 5 Varianten der möglichen Energieerzeugung abgestimmt und dann von ibp im Rahmen der Erarbeitung von Varianten eingehend untersucht und als Entscheidungsgrundlage vorbereitet:
Variante 1: Blockheizkraftwerk mit Gaskessel
Variante 2: Luft-Wasser-Wärmepumpe mit Spitzenlast-Gaskessel
Variante 3: Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Eisspeicher und Spitzenlast-Gaskessel
Variante 4: Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Geothermie-Erdsondenfeld und Spitzenlast-Gaskessel
Variante 5: Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Eisspeicher
Für das Gebäude wurde der jährliche Energieverbrauch für Heizen und Kühlen abgeschätzt. Dieser wurde für alle untersuchten Varianten als Basisbedarf der zu erzeugenden Jahresarbeit zu Grunde gelegt. Für die jeweiligen Varianten wurden dann die entsprechenden jeweiligen Erzeugungsenergien ermittelt und bewertet.
Für einen entsprechenden Wirtschaftlichkeitsvergleich nach VDI 2067 / VDI 6025 wurden die Investitions- und Unterhaltskosten für alle Varianten über einen Betrachtungszeitraum von 15 Jahren ermittelt.
Zusätzlich wurden die ökologischen Aspekte hinsichtlich der CO2 Einsparung aller Varianten bewertet.
Unter Abwägung aller Aspekte hat sich der Bauherr nach Prüfung der Entscheidungsvorlagen aus der Energiestudie für folgende Energiekonzeption entschieden:
- Sole-Wasser Wärmepumpen Kaskade mit einer
Heizleistung von 3 x 175 kW = 525 kW und einer
Kühlleistung von 3 x 138 kW = 414 kW - Eispeichersystem mit einem Speichervolumen von ca. 800 m³ (16m Durchmesser)
- Spitzenlastkessel mit einer Heizleistung 120 kW und zusätzlich einer
- Photovoltaikanlage mit 135 kWp
In der weiteren Planung wurden diese Ansätze detailliert und ausgeschrieben und werden im Rahmen des Bauprozesses nun zur Ausführung gelangen.
