Ganzheitliche Planung für Nachhaltigkeit in großem Stil

Meist ungesehen, aber unerhört wichtig sind sie weltweit im Einsatz: Die Dübelsysteme, die bei MKT Metall-Kunststoff-Technik in Kaiserslautern hergestellt werden. Seit 35 Jahren ist die Firma, die neben Stahldübeln auch chemische Dübelsysteme herstellt, auf Wachstumskurs. Da kontinuierliches Firmenwachstum meist irgendwann für zu enge Platzverhältnisse sorgt, hieß es vor einigen Jahren auch für MKT: Eine größere Produktionshalle muss her.

Nachhaltigkeit als oberstes Gebot

Da Nachhaltigkeit ein wichtiger Teil der Unternehmens-DNA ist, stand bei der Planung des Neubaus vor allem die Frage im Raum: Wie gelingt es uns, den Energieverbrauch des rund 15.000 m² großen Gebäudes auf ein Minimum zu reduzieren? Dazu wurde ein ganzheitlicher Planungsansatz erarbeitet, der verschiedene Komponenten vereint. Eine davon sind Wärmerückgewinnungsanlagen, die an allen Produktionsmaschinen installiert wurden. Mit ihrer Hilfe kann die Abwärme der Maschinen, die sich andernfalls nutzlos unter dem Hallendach ansammeln würde, zum Beheizen der Räume verwendet werden. Für den verbleibenden Bedarf war ein weiteres Heizsystem gefragt.

Ein ganzheitliches Konzept mit Wärmerückgewinnung, Betonkernaktivierung und Wärmepumpentechnik von Mitsubishi Electric macht die Produktionshalle zum momentan nachhaltigsten Produktionsgebäude in Deutschland (nach DGNB-Richtlinien). Bild: Mitsubishi Electric

Wärmepumpen als beste Lösung

Zu Beginn der Planung stand der Einsatz einer Gasheizung in Kombination mit Deckenstrahlplatten auf dem Konzeptpapier. Im Rahmen des Planungsprozesses stellte sich jedoch schnell heraus, dass die Wärmepumpe die deutlich bessere Lösung für das Gebäude und das Unternehmen ist. Diese Planänderung war zu einem gewissen Teil auch energiepolitisch motiviert. Denn angesichts der globalen Entwicklung und der im Jahr 2022 akuten Gasknappheit aufgrund des Ukrainekriegs war es umso wichtiger, ein Gebäude zu entwickeln, das ohne fossile Energieträger auskommt. „Die Situation damals hat uns einen deutlichen Schub in Richtung Wärmepumpen gegeben,“ erinnert sich Stefan Weustenhagen, Geschäftsführer der MKT.

Bedarfsorientiert und effizient

Für die Beheizung und Kühlung des neuen Produktionsstandorts fiel die Wahl auf die Großwärmepumpen MEHP-IS-G07 von Mitsubishi Electric. Dabei handelt es sich um luftgekühlte, reversible Wärmepumpen. Dank Scroll-Verdichter mit variabler Drehzahl können die Geräte vor allem in Sachen Flexibilität und Zuverlässigkeit überzeugen. „Da wir schon seit vielen Jahren gute Erfahrungen mit den Produkten von Mitsubishi Electric machen, haben wir die Anlagen dem Bauherrn auch hier empfohlen“, so Oliver Stutterich, geschäftsführender Gesellschafter des S2 Planungsbüro Stutterich GmbH aus Pirmasens. Mit Hilfe präziser Temperaturregelung und dem Einsatz von Inverter-Technologie passen sich die Geräte einfach an unterschiedliche thermische Lastbedingungen an.

Neben einer luftgekühlten, reversiblen Wärmepumpe aus der Baureihe MEHP-iS-G07 und zwei weiteren reversiblen Wärmepumpen der Serie NX2-FC-G06 wurde zudem ein Freikühler mit 550 kW Leistung auf dem Dach der Halle installiert. Diese Kombination sorgt für eine hohe Jahresarbeitszahl und damit für einen äußerst energieeffizienten Betrieb des Gebäudes. Bild: Mitsubishi Electric

Hohe Leistungswerte, sowohl bei Voll- als auch bei Teillast, werden durch das durchdachte Design und die Kombination aus Motoren mit fester Drehzahl und solchen mit variabler Drehzahl (Inverter) erreicht. Für die Erzeugung von Kaltwasser mit hohen Temperaturen kommen zudem mit dem Modell NX2-FC-G06 zwei weitere reversible Wärmepumpen zum Einsatz, wobei das Freikühlsystem das Wasser unter Ausnutzung der Außentemperaturen kühlt. Auch ein Freikühler mit 550 kW Leistung kam auf dem Dach zum Einsatz – ebenso wie eine Photovoltaikanlage. Aufgrund der globalen Entwicklung und der damals akuten Gasknappheit war es das Planungsziel, ein Gebäude zu entwickeln, das durch den Einsatz einer Photovoltaikanlage stromseitig weitgehend unabhängig ist. Beide Wärmepumpen können mit selbst produziertem Strom betrieben werden, was für einen hohen COP-Wert sorgt. „Ehrlich gesagt waren wir anfangs sehr skeptisch, ob wir das große Gebäude auch wirklich vernünftig mit Hilfe von Wärmepumpen beheizen können. Doch das hat sich im Laufe des Planungsprozesses als völlig unbegründet herausgestellt“, zeigt sich Weustenhagen beeindruckt und ergänzt „Bisher sind wir absolut zufrieden mit den Lösungen von Mitsubishi Electric, die alle unsere Erwartungen erfüllt haben.“

Betonkernaktivierung als weiterer wichtiger Baustein

Als dritte Komponente im ganzheitlichen Konzept spielt neben der Wärmerückgewinnung und der innovativen Wärmepumpentechnik von Mitsubishi Electric auch die Betonkernaktivierung eine große Rolle. Damit das nachhaltige Heizsystem optimale Effizienzwerte erreicht, wurden im Zuge der Betonkernaktivierung insgesamt rund 60 km Rohrleitungen in die Bodenplatte gelegt. Eine solche Größenordnung steht nicht jeden Tag auf der Planungsliste. Das bestätigt auch Oliver Stutterich: „Die Herausforderungen bei diesem Projekt lagen tatsächlich vor allem in der Größe des Industriegebäudes, in dem die Energiekosten und auch die technischen Abläufe eine große Rolle spielen. Unsere Aufgabe war es, hier die gesamte Gebäudetechnik, also Heizung, Lüftung und Klima zu betreuen und von der Planung bis zur Bauleitung zu begleiten.“

Überall bestes Raumklima

Dank der Rohrleitungen, die sowohl in der Produktionshalle als auch im Funktionsgebäude und in der Büroetage verlegt wurden, können die Räume in der kalten Jahreszeit mit relativ niedrigen Vorlauftemperaturen beheizt werden. Im Sommer ist dann eine angenehme Klimatisierung angesagt – und das ganz ohne Zuglufterscheinungen. „Das war für uns ein ganz wichtiger Punkt. Sowohl im Funktionsgebäude als auch in der Produktionshalle sollten unsere Mitarbeiter nicht von irgendwelchen Hallenheizungsgebläsen angeblasen werden“, betont Weustenhagen.

Im angrenzenden Funktionsgebäude sorgen die City Multi Geräte mit Deckenkassetten von Mitsubishi Electric für angenehme Kühlung. Gesteuert werden sie über eine Wandfernbedienung. Bild: Mitsubishi Electric

Industriehalle als deutschlandweites Nachhaltigkeits-Highlight

Der Bauherr hatte sich relativ früh dafür entschieden, eine Zertifizierung anzustreben – mit Erfolg. Als erstes und bislang einziges Gebäude hat die Produktionsstätte der MKT die DGNB (Deutsche Gesellschaft für nachhaltiges Bauen) Platin-Zertifizierung bekommen.

Mit anderen Worten: Nach DGNB-Richtlinien betreibt MKT momentan eines der nachhaltigsten Produktionsgebäude in Deutschland.

Fazit

Als zentrale Botschaft für die Planungspraxis bleibt festzuhalten: Nachhaltiges Heizen in großen Produktionshallen ist keine Frage einzelner Technologien. Vielmehr ist es das Ergebnis eines durchdachten Gesamtkonzepts. Ein wesentlicher Baustein sind dabei Wärmepumpen, die im Zusammenspiel weiterer Komponenten und Maßnahmen ihr ganzes Energieeffizienzpotenzial ausschöpfen können.

Eine Information der Mitsubishi Electric Europe B. V. Living Environment Systems, Ratingen