Erfolgsstrategie für effiziente Gebäude

Den Verbrauch fossiler Energieträger wie Öl, Gas und Kohle zu reduzieren und die Energieversorgung nachhaltig zu gestalten, ist eines der brennendsten Themen unserer Zeit. Die Energie- und insbesondere die Gaspreise sind durch den Krieg in der Ukraine immens gestiegen und bei der Gasversorgung muss noch lange mit Unsicherheiten gerechnet werden. Zugleich verdeutlichte der zurückliegende heiße Sommer die Problematik der Klimaerwärmung und ihre Folgen einmal mehr.

Rund zwei Drittel des Wärmebedarfs entfallen auf Gebäude (BMWI 2022). Daher ist dieser Sektor besonders betroffen und gefordert.

Neubauten werden heutzutage standardmäßig energieeffizient geplant. Ältere Immobilien hingegen sind oft teure Energiefresser und dabei auch noch wahre CO₂-Schleudern. Die Verlockung ist groß, in die Jahre gekommene Gebäude abzureißen und durch neue, effizientere, aber oft auch größere Bauten zu ersetzen. Der Abriss ist jedoch mit Aufwand und Kosten verbunden. Zudem verursacht der Neubau eines Gebäudes in der Regel weitere Emissionen aus der so genannten grauen Energie und bis die beim künftigen Betrieb gesparte Energie diesen Verbrauch ausgleicht, kann viel Zeit vergehen. Eine Studie der Deutschen Gesellschaft für nachhaltiges Bauen (DGNB) ergab, dass bei Annahme einer 50-jährigen Nutzung etwa zwei Drittel der Treihausgasemissionen im Gebäudebetrieb anfallen und etwa ein Drittel bei Errichtung und Rückbau.

Der große Ressourcen- und Energieaufwand ist in der Regel nicht die nachhaltigste oder kostensparendste Option. Die sinnvollere Methode der Optimierung kann, auch entgegen der anderslautenden Argumentation vieler Projektentwickler, Material, Geld und Zeit sparen, wenn die richtigen, für das jeweilige Objekt passenden Maßnahmen ergriffen werden.

Ein gutes Beispiel für die Umsetzung einer erfolgreichen Modernisierungsstrategie ist das Forschungslabor ZMF der radiologischen Universitätsklinik in Tübingen.

Das Gebäude aus den 1980er Jahren durchlebte über die Jahre seiner Existenz verschiedene Nutzungsformen und dient momentan als Forschungslabor der Radiologischen Universitätsklinik Tübingen. Es wurde jedoch in den Jahrzehnten nach seiner Errichtung nie an zeitgemäße Anforderungen angepasst. Darum entschloss sich die Universität Tübingen zu einer energetischen Modernisierung mit dem Ziel, die Energiekosten zu reduzieren und eine komfortable Möglichkeit zur Steuerung und Überwachung des Gebäudebetriebs für Nutzer und Betreiber zu schaffen. Zudem sollte künftig das sichere Arbeiten an den Laborabzügen beziehungsweise Digestorien durch moderne Regelungstechnik gewährleistet sein.

Die erneuerte Regeltechnik der Heizungs- und Lüftungsanlagen und die smarte Heizungsregelung Sauter ecoHeat sorgen für Komfort und reduzieren den Verbrauch. Bild: Sauter

Anlagenmodernisierung und -optimierung in mehreren Schritten

Sauter, ein Unternehmen, dessen Zweige sich u. a. mit der Entwicklung von Raumautomationssystemen und Software sowie dem Facility Management befassen, konnte den Auftrag für sich gewinnen und erstellte daraufhin ein umfangreiches Modernisierungskonzept für den Anlagenbetrieb. Das Unternehmen hat eine vielfältige Strategie entwickelt, die eine Reduktion des Energieverbrauchs und der CO₂-Emissionen möglich macht. Zu den Kernelementen zählen eine fortlaufende Verbrauchskontrolle und ein Monitoring.

Der Stromverbrauch hat sich durch die Renovierungsarbeiten stark verringert. Ansicht der Monatsverbrauchszahlen von 2016 bis 2021. Bild: Sauter

Bis zum Zeitpunkt der Modernisierung kannte die Anlage im ZMF nur zwei Betriebsweisen und lief entweder auf Vollbetrieb oder war komplett ausgeschaltet. Nach der Renovierung ist nun eine Anpassung des gesamten Gebäudebetriebs an den tatsächlichen Bedarf möglich.

Ansicht des Wärmeverbrauchs, aufgeteilt nach Monaten von 2016 bis 2021 Bild: Sauter

Zur besseren Überwachung wurde die Regeltechnik der Heizungs- und Lüftungsanlagen mit dem Kontrollzentrum des Universitätsklinikums Tübingen verbunden. Für den Komfort der Nutzerinnen und Nutzer sorgt eine smarte Heizungsregelung, d. h. eine automatisierte Raumsteuerung, mit der Heizung und Lüftung angenehm und individuell kontrolliert werden könne. Zur weiteren Verbrauchsreduzierung wurden die raumlufttechnischen Anlagen optimiert und die veralteten Komponenten durch hochwertige und effiziente Ventilatoren und Pumpen ersetzt.

Übersicht über den Jahresverbrauch der Jahre 2016 bis 2022 (bis Stand Mai 2022) Bild: Sauter

Die nicht mehr benötigte Abluftanlage konnte stillgelegt und die Kanalführung der vorhandenen Raumlufttechnik an die Nutzung angepasst werden. Visuelle und akustische Alarme sorgen für die Sicherheit beim Arbeiten im Labor.

Der Gasverbrauch konnte seit 2016 nachhaltig gesenkt werden (Stand Mai 2022). Bild: Sauter

Das Einsparpotenzial war hoch. Für die Prognose wurde eine mögliche Verbrauchsreduktion von 27 % errechnet, 172 t weniger CO₂-Verbrauch und eine Senkung der Energiekosten um 39.282 €/Jahr. Eine Durchsicht der Zahlen nach dem ersten Betriebsjahr 2018 zeigte, dass die Ziele sogar leicht übertroffen werden konnten. Darüber hinaus zeigte eine genaue Analyse der Werte, dass weitere Reduzierungen möglich sind. Vor allem im Bereich der Wärmeerzeugung und -bereitstellung gab es noch Optimierungspotenzial. Daraufhin wurden mobile Energiezähler installiert und der Anlagenbetrieb nachjustiert. Nach dieser Einregulierungs- und Nachjustierungsphase arbeitet die Anlage endgültig nach dem tatsächlichen Bedarf und spart weiter Energie. Die prognostizierte Laufzeit des Einspar-Contractings lag bei 7,2 Jahren. Erfreulicherweise wurden die gesetzten Ziele schon im Frühjahr 2022 erreicht.