Energiebericht 2010
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= Tiefbauamt Stadt Melle Energiebericht 2010 Herausgeber: Stadt Melle Arbeitskreis Energie Februar 2011 Bearbeitung: Bernd Stork Titelbild: Tiefbauamt __________________________________________________________________________ O = = Inhaltsverzeichnis 1. Der Energieverbrauch der städtischen Einrichtungen ................................................5 1.1 Allgemeines.............................................................................................................5 1.2 Energiepreisentwicklung................................................................................. ........6 1.3 Entwicklung des Energieverbrauches ....................................................................10 1.4 Entwicklung des Wasserverbrauches ....................................................................11 2. Die Energiekosten der städtischen Einrichtungen....................................................12 3. Gegenüberstellung der Verbrauchsdaten 2009 und 1991........................................14 4. Besondere Maßnahmen 2010 .................................................................................15 4.1 Tiefbauamt - Wärmedämmung der Dachflächen ..........................................15 4.2 Einregulierung Deckenstrahlheizung Sporthallen .........................................16 4.3 Heinrich Böll Schule - Trinkwasserwärmepumpe..........................................17 4.4 Hydraulischer Abgleich von Heizungsrohrleitungssystemen .........................18 Anhang A1 Stromverbrauch (gelb) Schulen ................................................................................................................... A1.1 Sporthallen .............................................................................................................. A1.2 Sportplätze .............................................................................................................. A1.3 Bäder ...................................................................................................................... A1.4 Feuerwehrgebäude ................................................................................................. A1.5 Kläranlagen, Pumpstationen.................................................................................... A1.6 Kulturelle Einrichtungen........................................................................................... A1.7 Verwaltungsgebäude............................................................................................... A1.8 Straßenbeleuchtung ................................................................................................ A1.9 Gesamtübersicht ................................................................................................... A1.10 A2 Wärmeverbrauch (rot) Schulen ................................................................................................................... A2.1 Sporthallen .............................................................................................................. A2.2 Sportplätze .............................................................................................................. A2.3 Bäder ...................................................................................................................... A2.4 Feuerwehrgebäude ................................................................................................. A2.5 Kläranlagen. ............................................................................................................ A2.6 Kulturelle Einrichtungen........................................................................................... A2.7 Verwaltungsgebäude............................................................................................... A2.8 Gesamtübersicht ..................................................................................................... A2.9 A3 Wasserverbrauch (blau) Schulen ................................................................................................................... A3.1 Sporthallen .............................................................................................................. A3.2 Sportplätze .............................................................................................................. A3.3 Bäder ...................................................................................................................... A3.4 Feuerwehrgebäude ................................................................................................. A3.5 Kläranlagen. ............................................................................................................ A3.6 Kulturelle Einrichtungen........................................................................................... A3.7 Verwaltungsgebäude............................................................................................... A3.8 Gesamtübersicht ..................................................................................................... A3.9 = = P A4 Kohlendioxid-Emissionen (grün) Schulen ................................................................................................................... A4.1 Sporthallen .............................................................................................................. A4.2 Sportplätze .............................................................................................................. A4.3 Bäder ...................................................................................................................... A4.4 Feuerwehrgebäude ................................................................................................. A4.5 Kläranlagen, Pumpstationen.................................................................................... A4.6 Kulturelle Einrichtungen........................................................................................... A4.7 Verwaltungsgebäude............................................................................................... A4.8 Straßenbeleuchtung ................................................................................................ A4.9 Gesamtübersicht ................................................................................................... A4.10 Q = = 1. Der Energieverbrauch der städtischen Einrichtungen 1.1 Allgemeines Die Energieverbräuche werden bei vielen Gebäuden monatlich von den Hausmeistern abgelesen und dann zusammengetragen. Liegen keine Ablesungen vor, erfolgt die Auswertung anhand der Rechnungen des Energielieferanten. Versorgung mit Strom Fast alle Liegenschaften der Stadt Melle werden mit Strom von RWE Westfalen-Weser-Ems beliefert. Ausgenommen sind lediglich die zum Nahwärmenetz am Schürenkamp gehörenden Gebäude. Der gesamte Strombedarf ist bereits 2003 und 2005 jeweils für zwei Jahre europaweit ausgeschrieben worden, die Ausschreibung für die Jahre 2012/2013 wird gerade vorbereitet. Versorgung mit Wärme In den meisten Heizungsanlagen der Gebäude wird mit Erdgas geheizt. Ölheizungen befinden sich in der Sporthalle Buer (neu), in der Sporthalle Oldendorf und im Feuerwehrhaus Niederholsten. Das Umkleidegebäude am Sportplatz Westerhausen wird mit Flüssiggas beheizt. Im Schulzentrum Buer erfolgt die gesamte Wärmeversorgung der Gebäude seit 1996 durch eine Holzhackschnitzelfeuerung. Mit Fernwärme wird das Stadthaus, der städtische Festsaal und die Heinrich Böll Schule am Schürenkamp, Schulzentrum Lindath-Süd-West, Wellenfreibad, Hallenbad, Jahnsporthalle und Jugendherberge versorgt. Witterungsbereinigung des Heizenergieverbrauches Für die Bewertung der Heizenergie-Verbrauchsdaten, ist die Witterungsbereinigung erforderlich. Nur dann kann beurteilt werden, worauf Verbrauchsschwankungen zurückzuführen sind. Die Bereinigung erfolgt mit Hilfe von Gradtagzahlen des Deutschen Wetterdienstes. Der Wärmeverbrauch des jeweiligen Jahres wird durch die dazugehörige Gradtagzahl dividiert und mit dem langjährigen Mittel der Gradtagzahlen multipliziert. Verbräuche in besonders kalten Jahren erscheinen dadurch niedriger, in besonders warmen Jahren dagegen höher. Aufgrund der hohen Temperaturen der letzten Jahre, erfolgt die Bereinigung nicht mehr wie sonst üblich mit dem langjährigen Mittel der Jahre 1961 bis 1990, sondern dem der Jahre 1990 bis 2010. Dadurch erscheinen die bereinigten Verbräuche nicht mehr übermäßig hoch. = = R 1.2. Energiepreisentwicklung Immer mehr wird der Energiepreis von der EEX-Börse (European Energy Exchange) in Leipzig bestimmt. Der Energiepreis setzt sich im Wesentlichen aus Steuerabgaben (EEGKosten), netzgebundene Kosten und dem eigentlichen Energielieferpreis zusammen. Der Anteil des Lieferpreises bei Strom beträgt ca. 30% vom Gesamtpreis und bei Erdgas liegt der Wert bei ca. 60%. In den nachfolgenden Diagrammen 1.2.1-1.2.3 sind die zu erwartenden Preisentwicklungen für die kommenden Jahre abgebildet. aá~Öê~ãã=NKOKN= aá~Öê~ãã=NKOKO= aá~Öê~ãã=NKOKP= Um der Entwicklung am Energiemarkt entgegen zu wirken und die Kosten für die Energie zu reduzieren, ist es erforderlich, die vom Netzbetreiber bereitgestellten Leistungsgrößen zu prüfen und auf die erforderliche Größe zu reduzieren. Das bedeutet, dass durch Leistungsbestimmungen und Leistungsregulierung die gebäudeund nutzungsspezifische Größen bestimmt werden, um die vom Netzbetreiber derzeit bereitgestellte Leistung zu reduzieren. Beispiele hierfür sind Abschnitt 4 näher beschrieben. Auch 2010 sind mit Mitteln aus dem Konjunkturpaket (KP II) Maßnahmen durchgeführt worden, die die Energieverbräuche reduzieren konnten. Hierzu zählen die Wärmedämmung S = = von Sporthallendächern, der Einsatz von tageslichtgesteuerter Raumbeleuchtung und die Anschaffung von energiesparenden Elektrogeräten. Zu den bereits im Jahr 2009 bereitgestellten städtischen Dachflächen (ca. 3.000,00 m²) wurden den Bürgern der Stadt Melle weitere 800 m² zur Verfügung gestellt, um Photovoltaikanlagen zu installieren und somit die Solarstromerzeugung im Stadtgebiet Melle zu erweitern. Der vorliegende Energiebericht zeigt, dass sich die vorgenannten Maßnahmen und Projekte positiv auf die Haushaltsmittel für Energie der Stadt Melle auswirken. 1.3 Entwicklung des Energieverbrauches Durch den deutlichen Anstieg der Gradtagszahl, Maß für den Wärmebedarf eines Gebäudes während der Heizperiode, (Diagramm 1.3.1) und der Zahl der Heiztage (Diagramm 1.3.2) gegenüber dem Vorjahr, ist die Einsparung der Energie für die Wärmeversorgung der städtischen Gebäude nicht so hoch ausgefallen, wie es die Maßnahmen, die im Abschnitt 1.1. beschriebenen wurden, hätten erwarten lassen. Somit konnte nur ein leichter Rückgang des Wärmeverbrauches registriert werden. Vergleich der Gradtagszahlen (GTZ) 2009/2010 800 700 Gradtagszahl (GTZ) 600 500 GTZ 2009 400 GTZ 2010 300 200 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Monat Diagramm 1.3.1 = = T Vergleich der Zahl der Heiztage (ZdHT) 2009/2010 35 Zahl der Heiztage (ZdHT) 30 25 20 ZdHT 2009 ZdHT 2010 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Monat Diagramm 1.3.2 Der Gesamtenergieverbrauch aus Strom und Wärme aller städtischen Einrichtungen (Diagramm 1.3.3) fällt in 2010 im Vergleich zum Vorjahr 2009 leicht höher aus. Zur Beurteilung der Verbrauchsdaten muss allerdings unterschieden werden zwischen Strom- und Wärmeverbrauch. Die Gesamtenergieverbräuche über den gesamten Betrachtungszeitraum ergeben sich aus einem seit 2004 fallenden Stromverbrauch, der vom steigenden, jedoch witterungsschwankendem Wärmeverbrauch gedämpft wird. Die Verwendung von Strom verursacht eine dreimal so hohe CO2 Emmission für das Klima wie Wärmeenergie. Energieverbrauch 1991 - 2010 25.000 20.000 15.000 MWh Strom Wärme Gesamt 10.000 5.000 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 0 Diagramm 1.3.3 U = = CO2-Emissionen 1991 - 2010 9.000 8.000 7.000 Tonnen 6.000 CO2 aus Strom 5.000 CO2 aus Wärme 4.000 CO2 Gesamt 3.000 2.000 1.000 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 0 Diagramm 1.3.4 Aufgrund der genannten Maßnahmen ist die CO2-Bilanz für 2010 unter den witterungs- und nutzungsbedingten Einflüssen trotz leichter Steigerung durchaus vertretbar. Gegenüber 2009 gibt es nur eine 0,9 % Steigerung der Emissionen. Gegenüber dem Bezugsjahr 1991 sind die Mehremissionen trotz vieler Neubauten und zusätzlicher Straßenbeleuchtung nur um 4,4 % gestiegen. Um die Aussagen aus dem Diagramm 1.3.4 zu verdeutlichen, wird in den folgenden beiden Darstellungen der Verbrauch der letzten drei Jahre dem des Bezugsjahres 1991 direkt gegenübergestellt. Vergleich Stromverbrauch 1991 - 2010 7.000 Straßenbeleuchtung 6.000 Pumpstationen 5.000 Verwaltungsgeb. MWh kult. Einrichtungen 4.000 Kläranlagen 3.000 Feuerwehr Bäder 2.000 Sportplätze 1.000 Sporthallen Schulen 0 1991 2008 2009 2010 Diagramm 1.3.5 = = V Auch der Wärmeverbrauch ist 2010 um 6,3% gestiegen zum Vorjahr 2009. Die Bilanz der Wärmeverbräuche sind im Diagramm 1.3.6 noch einmal detaillierter dargestellt, als im Diagramm 1.3.3. Es ist festzustellen, dass insbesondere der Anteil für die Bäder und Sporthallen größer ist, als im Vorjahr. Vergleich Wärmeverbrauch 1991 - 2010 16.000 Verwaltungsgeb. kult. Einrichtungen Kläranlagen Feuerwehr Bäder Sportplätze Sporthallen Schulen 14.000 12.000 MWh 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 0 1991 2007 2008 2009 2010 Diagramm 1.3.6 NM = = 1.4 Entwicklung des Wasserverbrauches Wasserverbrauch 1991 - 2010 110.000 100.000 m³ 90.000 80.000 70.000 60.000 2009 2010 2005 2006 2007 2008 2001 2002 2003 2004 1997 1998 1999 2000 1993 1994 1995 1996 1991 1992 50.000 Diagramm 1.4.1 Wie in der obenstehenden Kurve ersichtlich, gibt es beim Wasserverbrauch der städtischen Liegenschaften jedes Jahr sehr große Schwankungen. Diese sind damit zu begründen, dass die Wassermenge, die den Schwimmbecken zugeführt werden muss, in Abhängigkeit zu der Witterung und der Anzahl der Besucher steht. Aufteilung Wasserverbrauch 2010 (88.634 m³) kult. Verwaltungsg. Einrichtungen 2% 2% Kläranlagen Schulen 10% Sporthallen 7% 4% Feuerwehr 1% Sportplätze 7% Bäder 67% Diagramm 1.4.2 Zwei Drittel des gesamten Trinkwassers verbrauchen die Bäder. Daher fallen Einsparungen, die in Schulen und Sporthallen erreicht worden sind, nicht ins Gewicht. = = NN 2. Die Energiekosten der städtischen Einrichtungen Mit dem Energieverbrauch sind die daraus resultierenden Energiekosten für eine Kommune von entscheidender Bedeutung. Durch den rapiden Anstieg der Energiepreise in den letzten Jahren werden die Haushalte stark belastet. Die reinen Verbrauchskosten für Strom und Wärme in den städtischen Einrichtungen betrugen 2010 zusammen rd. 2,125 Mio Euro. Bei einem Gesamthaushaltsvolumen in Höhe von rd. 64,2 Mio. Euro sind das bereits mehr als 3,31 %. Stromverbrauch und -kosten Stadt Melle gesamt 7.500.000 1.200.000 € 7.000.000 1.100.000 € 6.500.000 1.000.000 € kWh 6.000.000 5.500.000 900.000 € 5.000.000 800.000 € 4.500.000 700.000 € 4.000.000 600.000 € 3.500.000 Jahresverbrauch 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003 2002 2001 2000 1999 1998 1997 1996 1995 500.000 € 1994 3.000.000 Jahreskosten Diagramm 2.1 Euro In der obigen Abbildung sind der witterungsbereinigte Stromverbrauch und die tatsächlichen Stromkosten in einem Diagramm dargestellt. So lässt sich der Zusammenhang schnell erkennen. Vergleicht man die Entwicklung der Strompreise mit der Kurve der Gesamtkosten, so fällt der geringere Kostenanstieg in 2007 und 2008 auf. 2006 hat es kräftige Preiserhöhungen gegeben, Stromdurchschnittspreise die nicht über Einsparungen ausgeglichen werden konnten. Die geringfügig höheren 0,1800 Preise von 2007 (Mehrwertsteuererhöhung) 0,1600 wurden jedoch komplett aufgefangen. Der 0,1400 0,1200 Anstieg des Stromverbrauches konnte durch 0,1000 die Senkung der Strom- und Gaspreise in 2010 0,0800 fast kompensiert werden. Dennoch konnte eine 0,0600 leichte Kostensteigerung nicht vermieden 0,0400 werden. 0,0200 2010 2008 2006 2004 2002 2000 1998 1996 1994 0,0000 Diagramm 2.2 Zur vereinfachten Darstellung der Strompreise für die Stadt Melle wurde ein Durchschnittspreis aus den 8 unterschiedlichen Tarifen berechnet. Es handelt sich hier um den mittleren Preis über alle Lieferstellen. Preisänderungen innerhalb des jeweiligen Jahres wurden ebenfalls gemittelt. NO = = Diagramm 2.3 zeigt, wie auch schon beim Strom, die Entwicklung der Wärmekosten im direkten Zusammenhang mit den Verbäuchen. Im Gegensatz zum Energiebericht 2007 sind jetzt alle Wärmekosten aufgenommen und genau berechnet. Durch den Anschluss von drei großen Wärmeverbrauchern an das Fernwärmenetz der Fa. Bio Power Melle war die reine Darstellung der Gaskosten nicht mehr ausreichend. Wärmeverbrauch und -kosten Stadt Melle gesamt 16.000.000 1.200.000 € 15.000.000 1.000.000 € 14.000.000 800.000 € kWh 13.000.000 12.000.000 600.000 € 11.000.000 400.000 € 10.000.000 200.000 € 9.000.000 Jahresverbrauch 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003 2002 2001 2000 1999 1998 1997 1996 1995 0€ 1994 8.000.000 Jahreskosten Diagramm 2.3 Sehr deutlich wird hier, dass der extreme Gas-Preisanstieg in 2008 und der witterungsbedingte Mehrverbrauch in 2010 durch Senkung der Gaspreise und durch den Einsatz des fossilen Brennstoffes sowie Jahresdurchschnittspreise für Wärme durch Fernwärme (RWE-Gaspreise bzw. Holzpreise Schulzentrum Buer) abgemildert werden konnte. 8,0 7,0 Die Wärmepreise pro Kilowattstunde wurden anhand der verschieden Tarife, insbesondere beim Gas, auf einen Jahresmittelwert umgerechnet. Ct/kWh (Hu) brutto 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Erdgas Holzhackschnitzel Wärme aus Biogas Diagramm 2.4 = = NP 3. Gegenüberstellung der Verbrauchsdaten 2010 und 1991 3.1 Gesamt: Stromverbrauch +21,7 % (-2,5%), Verbrauch Wärmeenergie – 3,4 % (+ 6,3%) und – 3,6% (-6,1%) Wasser. Daraus resultiert eine CO2 – Emission 4,4 %. (0,9%) In Klammern ist die jeweilige Veränderung zum Vorjahr 2009 angegeben. ________________________________________________________________________ 3.2 Schulen: Stromverbrauch –9,9% (0,3%), Heizenergie –18,8% (1,1%) und Wasser +5,6% (9,4%). Daraus resultieren CO2 - Emissionen von –28,8% (2,4%). Einige Zahlen zum Vergleich: Gesamtschülerzahlen Bruttogrundflächen (BGF) aller Schulen Stromkennzahl in kWh pro m² BGF Wärmekennzahl in kWh pro m² BGF 1991 3.838 44.852 m² 12,0 kWh/m² 146 kWh/m² 2009 4.390 50.317 m² 9,7 kWh/m² 96 kWh/m² 2010 4.187 50.852 m² 9,1 kWh/m² 97 kWh/m² 3.3 Sporthallen: Stromverbrauch +10,3% (6,8%), Heizenergie +25% (+10,6%), Wasserverbrauch +24,9% (+12,6%) und CO2 – Emission +17,1% (7,7%). Bruttogrundflächen (BGF) aller Sporthallen Stromkennzahl in kWh pro m² BGF Wärmekennzahl in kWh pro m² BGF 1991 17.293 m² 26,0 kWh/m² 160 kWh/m² 2009 25.432 m² 21 kWh/m² 131 kWh/m² 2010 25.432 m² 22 kWh/m² 147,35 kWh/m² 3.4 Bäder: Stromverbrauch –14,2% (1,3%), Wärmeverbrauch 9,6% (11,5%), Wasserverbrauch +15,7% (-9,0%). CO2 – Emissionen –10,5% (+7,4%) gesunken, Wärme- und Wasserverbrauch sind stark wetterabhängig. 3.5 Verwaltungsgebäude: Stromverbrauch +149,9% (3,1%), Heizenergie –20,2% (+1,4%) und Wasser 15,7% (-9,0%); CO2 – Emissionen +3,0% (+0,6%) gestiegen. Ursache dafür, dass die Emissionen nicht höher sind, ist hauptsächlich das BHKW am Schürenkamp. Dort werden ca. 70% der benötigten Energie vor Ort erzeugt. 3.6 Kläranlagen: Stromverbrauch +55,5% (-3,7%). 3.7 Pumpstationen: Stromverbrauch +78,4% (-6,6%); Ursachen dafür sind sowohl die durch die Zusammenlegung der Kläranlagen Gesmold und Westerhausen nötig gewordenen neuen Pumpstationen, als auch die neuen Pumpstationen an den ehemaligen Kläranlagen Riemsloh und Schiplage. Durch teilweise noch vorhandenen Mischkanal ist der Verbrauch wetterabhängig und dementsprechend schwankend. 3.8 Straßenbeleuchtung: 2010 stieg die Anzahl der Leuchten auf 5727 Stück, die mit 7295 Leuchtmittel bestückt waren. Stromverbrauch +3,4% (-5,4%);CO2 – Emissionen 3,4% (-5,4%). Der Einsatz neuer Leuchtentechnologie senkte den spezifischen Verbrauch pro Leuchte. 2009 lagen die Stromkosten pro Leuchte bei 46,64 Euro und konnten 2010 auf einen Wert von 46,49 Euro/Leuchte reduziert werden. NQ = = 4. Besondere Maßnahmen 2010 4.1 Tiefbauamt – Wärmedämmung der Dachflächen In den Sommermonaten wurde beim Tiefbauamt, Schürenkamp 12, die Sanierung der Fassade und die Erneuerung der Dacheindeckung durchgeführt. Bevor die neuen Dachziegel verlegt wurden, erfolgte die Dämmung des kompletten Dachstuhls mit Holzfaserdämmstoffen. Die Holzfaserdämmstoffe werden aus einheimischem Nadelholz, Holzabfälle und Hackschnitzel aus Sägereien oder holzproduzierendes Gewerbe hergestellt. Durch das Herstellverfahren der Holzfaserdämmstoffe, die die holzeigenen Bindekräfte aktivieren, wird der von der Natur aus gute Dämmwert von Holz um das Dreifache verbessert. Neben dem guten Kälte- und dem sommerlichen Hitzeschutz bietet dieses Dämmsystem einen guten Schutz gegen Schall. Die hohen gesetzlichen Brandschutzanforderungen werden durch die verarbeiteten Holzfaserdämmplatten auch erfüllt, denn im Brandfall entsteht an der Oberfläche der Holzfaserplatte eine Verkohlungsschicht. Diese behindert die Sauerstoffzufuhr und damit eine schnelle Brandausbreitung. Mit der Dachsanierung einschließlich der Wärmedämmmaßnahmen werden die Grenzwerte der aktuellen EnEV erfüllt und die Wärmeverluste dieses Gebäudes über die Dachflächen um ca. 30 % reduziert. Weitere Einsparung der Wärmeenergie wurden durch Anpassung der Heizungsregelung und hydraulischen Abgleich des Heizungsrohrnetzes erzielt. Dieses Einsparpotential liegt bei ca. 15 %! Hauptziel dieser energetischen Modernisierung war die Kostenersparnis und einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Denn in bestehenden Gebäuden wird im Durchschnitt fast dreimal soviel Energie für Heizung verbraucht, wie vom Gesetzgeber für Neubauten vorgeschrieben ist. Demzufolge gibt es im Gebäudebestand enorme Möglichkeiten, die Energieeffizienz zu steigern. Bei einem Gebäude, das vor 1970 errichtet wurde, liegt der durchschnittliche jährliche Wärmebedarf bei 180 –250 kWh/a pro m² Nutzfläche. Bei neu errichteten Gebäuden liegt dieser Wert bei 50 bis 80 kWh/a pro m². In der Abbildung 4.1.1, in dem ein Gebäude im Bestand dargestellt wird, erkennt man, wo Einsparpotenziale vorhanden sind. ^ÄÄáäÇìåÖ=QKNKN= = = NR 4.2 Einregulierung Deckenstrahlheizung Sporthallen Nach dem Prinzip der Strahlungswärme beheizt ein im oberen Hallenbereich installiertes Deckenstrahlsystem eine Sporthalle effizienter als ein Luftheizungssystem. Voraussetzung dafür ist, dass die Regelung entsprechend eingestellt ist. Wichtig ist dafür, dass die Oberflächentemperatur des Deckenstrahlsystems nicht zu hoch eingestellt ist. Bei zu hohen Temperaturen bildet die kalte Luft im Aufenthaltsbereich der Sporthalle eine „Sperrschicht“, sodass eine Vermischung mit der warmen Luft im Deckenbereich verhindert wird. Demzufolge sollte die Temperatur in den Heizungsrohrleitungen, die zu den Deckenstrahlheizsystem führen, nicht über 50°C liegen. Somit wird eine Oberflächentemperatur von ca. 45 °C erzeugt und erwärmt in kurzer Zeit die Raumluft. Auf dieser physikalischen Grundlage wurden die Deckenstrahlheizsysteme in den Sporthallen in Westerhausen und in Neuenkirchen eingestellt. Diese Maßnahmen führten zur deutlichen Reduzierung der Wärmeenergie. Die Abbildung 4.2.1 stellt den Temperaturverlauf und das Temperaturempfinden von Deckenstrahlheizsysteme dar. Wonach die Abbildungen 4.2.2 und 4.2.3 den Unterschied der beiden Heizsysteme (Deckenstrahlheizung und Luftheizung) erklären soll. Abbildung 4.2.1 Abbildung 4.2.2 NS = = Abbildung 4.2.3 4.3 Heinrich Böll Schule – Trinkwasserwärmepumpe Bei der Sanierung der Lehrküche wurde die Solaranlage für die Trinkwassererwärmung, die aufgrund ihres Alters abgängig war, durch eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ersetzt. Die Wärme, die die Küchengeräte abgeben, wird genutzt, um das für den Küchenbetrieb benötigtes Wasser zu erwärmen. Nachfolgend wird die Funktion einer Wärmepumpe beschrieben. Funktion einer Wärmepumpe Abbildung 4.3.1 Eine Wärmepumpe funktioniert ähnlich wie ein Kühlschrank. Statt der Kühlleistung des Verdampfers, kommt es hier auf die Wärmeleistung des Kondensators an. Die Wärmepumpe nimmt Umweltenergie (Sonne, Luft, Wasser) auf und hebt mit Hilfe von Antriebsenergie dessen Temperatur an. Funktionsprinzip einer Wärmepumpe (siehe Abbildung 4.3.1) a. Verdampfen Das Kältmittel (Kältemittel - Arbeitsmittel - mit niedrigem Siedepunkt - FCKW-, FCW-Frei) wird in einem Wärmetauscher verdampft (gasförmiger Zustand), die Wärmeenergie der Umweltwärme wird dabei aufgenommen. b. Verdichten Mit elektrischer Energie (außer bei Gasmotorwärmepumpen) wird im Verdichter (Kompressor) das Kältmittel verdichtet. Dabei steigt die Temperatur des Kältmittels ! Durch den entstehenden Druck wird die Temperatur des Kältemittels auf das Vorlauftemperaturniveaus der Heizung angehoben. c. Verflüssigen In einem zweiten Wärmetauscher gibt der erwärmte Kältemitteldampf die aufgenommene Wärme ab, die Wärme steht dem Heizungssystem zur Verfügung. Durch die Wärmeabgabe verflüssigt sich das gasförmige Kältmittel (steht hier noch unter hohem Druck). = = NT d. Entspannen Der Druck des Kältemittels wird an einem Drosselventil (Expansionsventil) entspannt (Kältemittel hat hier normale Temperatur und normalen Druck). Das Kältmittel strömt wieder in den Verdampfer und der Kreislauf ("Carnot-Prozess - Thermodynamischer Kreisprozess") beginnt von erneut. 4.4 Hydraulischer Abgleich von Heizungsrohrleitungssystemen Beispielhaft • • • • hierfür, ist die Wärmeversorgung „Schürenkamp“ zu nennen. Durch Wärmedämmmaßnahmen an der Gebäudehülle, Reduzierung der Systemtemperaturen, hydraulischen Abgleich der Heizungsrohrleitungen und dem Einsatz von neuer Betriebstechnik (Wärmepumpe für Trinkwassererwärmung), kann die Leistung der Wärmetauscher an den Fernwärmeübergabestationen um bis zu 30% reduziert werden. Ein weiteres Beispiel für eine Anpassung der Anschlussleistung ist die Wärmeerzeugungsanlage im Schulzentrum Melle - Neuenkirchen. Durch hydraulischen Abgleich der Heizungsrohrleitung und Reduzierung der Systemtemperaturen konnte auf den zweiten Kessel verzichtet werden und die installierte Kesselleistung um 1/3 gesenkt werden. Für diese durchgeführten Maßnahmen wurden keine Finanzmittel in Anspruch genommen. Der erforderliche Einsatz der Haustechniker muss jedoch berücksichtigt werden! Ohne Überprüfung und Kontrolle durch die Haustechniker mit ihren gebäude- und anlagenspezifischen Wissen sind solche Maßnahmen nicht umzusetzen . NU = =
