Planung, Ausführung, Betriebserfahrungen

Die Nutzfläche beträgt insgesamt 25000 m². Davon wurden ca. 11000 m² Gewerbeflächen mit folgenden Eckdaten klimatisiert:

• Nennkühlleistung: 1,133 MW
• Nennheizleistung: 0,748 MW
• Außenluftvolumenstrom: 44800 m³/h

Mit der Zielstellung, in dem Gebäudekomplex eine kompakte Lösung für die ganzjährige Klimatisierung zu schaffen, wurden in der Planungsphase unterschiedliche Ausführungsvarianten geprüft. Im Mittelpunkt der Überlegungen standen hierbei die Kernforderungen des Bauherren:

• hoher Vermietungsstandard
• Flexibilität der Nutzung
• Minimierung der Invest- und Betriebskosten

Daraus wurden nachfolgende Bedingungen für die Klimatisierung abgeleitet:

• bedarfsabhängige Heizung, Kühlung sowie Absicherung des hygienisch erforderlichen Luftwechsels für alle Gewerbeflächen mit einem geschlossenen Anlagenkonzept
• energiesparende Heizung mittels monovalent arbeitender Luft/Luft-Wärmepumpe
• individuelle Regelung und Einzelraum-Energiekostenabrechnung für jeden Mieter
• Einbindung der Klimaanlagen in die GLT

Die Entscheidung des Bauherren und der Projektleitung, für die Realisierung obiger Aufgabenstellung VRF-Multisplitanlagen von Kaut / Sanyo einzusetzen, ist insofern keine Überraschung, da sich diese flexible und kostengünstige Klimatechnik u. a. für die komfortable, durch hohe innere und äußere Wärmelasten geprägte Gestaltung von Verkaufs- und Gaststätten bereits vielfach bewährt hat [2]. Da diese Systemtechnik die meisten Betriebsstunden als elek­trisch angetriebene Wärmepumpe arbeitet, kann ein Elektro-Sondertarif beim zuständigen EVU beantragt werden, was die ohnehin niedrigen Energiekosten noch weiter reduziert.

Planungs- und Auslegungsgrundlagen

Die gesamte Heiz- und Kühllast wird von einem komplexen VRF-Multisplitsystem, aufgeteilt auf 40 Kältekreise, abgeführt. Dafür werden 19 Zwei- und 21 Drei-Rohr-Systeme¹ eingesetzt. Somit wird der Forderung des Bauherren Rechnung getragen, jedem Mieter die völlig unabhängige Wahl von Heiz- und Kühlmodi zu gewährleisten.

Als Inneneinheiten wurden überwiegend einzelraumgeregelte Zwischendecken­geräte mit luftseitigem Bundkragenanschluss ausgewählt. Die Zuluft wird über nachgeschaltete Deckenluftdurchlässe eingebracht. Das Luftführungsprinzip ist aus Bild 2 ersichtlich. Für die Planung der Klimatechnik zeichnen das Ingenieurbüro BBS GmbH, Chemnitz/Mittelbach, und die Bauconzept Rabe und Partner GmbH, Lichtenstein, verantwortlich. Die Ausführung oblag der Unternehmensgruppe Dresdner Kühlanlagenbau Süd-Ost GmbH.

Der erforderliche Außenluftvolumenstrom wird mithilfe von Fortluft/Außenluft-Wärmerückgewinnungs-Einheiten für jeden Mietbereich separat vorkonditioniert, wobei die Außenluftrate über Drehzahlsteller stufenlos einstellbar ist. Für die Umluftansaugung werden Schattenfugen u./o. Deckenluftdurchlässe genutzt. Durch diese dezentrale Anordnung können auch die Energieaufwendungen für die Außenluftaufbereitung exakt auf den jeweiligen Mieter umgelegt werden.

Ein komfortables Gebäudeklima-Management-System regelt und überwacht mittels PC die Gesamtanlage. Hier die wichtigsten Eigenschaften:

• Einzelraumregelung
• Einzelraum-Energiekostenabrechnung
• Zentral- und 4-Zonen-Regelung
• Einzel- und Zentral-Alarmmeldung
• Filterüberwachung
• Zeitschaltfunktion für jede Inneneinheit
• Bildschirmdarstellung der Bedienelemente, Betriebszustände usw.
• diverse Erweiterungs-Funktionen

Energiekostenbeispiele

In dem vorliegenden Bauvorhaben war insbesondere die vollautomatische Einzelraum-Energiekostenabrechnung für alle klimatechnischen Einrichtungen eine zentrale Forderung. Auf dieser Grundlage wurden die nachfolgenden Daten ermittelt, die beispielhaft den sparsamen Energieverbrauch der VRF-Anlagen zeigen.

Beispiel 1: Gaststätte

• Klimatisierte Fläche: 360 m² (EG/1. OG, Südausrichtung)
• Zeitraum: 31.3.03 bis 4.09.08
• Außenluftrate: 12 m³/h. m²
• Gesamtverbrauch: 117 870 kWh
• Spezifisch: 60,5 kWh/m². a
• Elektrotarif: Ø 0,13 Euro/kWh
• Energieverbrauchskosten: Ø 7,9 Euro/m². a, zzgl. MwSt.

Beispiel 2: Büro

• Klimatisierte Fläche: 140 m² (1. OG, Westausrichtung)
• Zeitraum: 31.3.03 bis 4.09.08
• Außenluftrate: 6 m³/h. m²
• Gesamtverbrauch: 33 221 kWh
• Spezifisch: 44,0 kWh/m². a
• Elektrotarif: Ø 0,13 Euro/kWh
• Energieverbrauchskosten: Ø 6,5 Euro/m². a, zzgl. MwSt.

Beispiel 3: Ladengeschäft

• Klimatisierte Fläche: 520 m² (EG/1. OG, Nordostausrichtung)
• Zeitraum: 31.3.03 bis 4.9.08
• Außenluftrate: 6 m³/h. m²
• Gesamtverbrauch: 149 438 kWh
• Spezifisch: 53,1 kWh/m². a
• Elektrotarif: Ø 0,13 Euro/kWh
• Energieverbrauchskosten: Ø 6,9 Euro/m². a, zzgl. MwSt.

Naturgemäß sind diese Kosten abhängig vom jeweiligen Elektrotarif und dem Nutzerverhalten. Allerdings ist trotz völlig un­terschiedlicher Einsatzbereiche und Anforderungen mit 6 bis 8 Euro/m². a, zzgl. MwSt. eine Kostentendenz erkennbar, die eine gute Übereinstimmung mit den in [3] angegebenen Energiekosten-Richtwerten zeigt. Wenn man bedenkt, dass diese Kosten die nachfolgend aufgeführten Anforderungen abdecken, kann man sicher von einem energieeffizienten System sprechen:

Luftbehandlungsfunktionen Heizen Kühlen Entfeuchten Filtern

• u. a. zeitgleicher Kühl- und Heizbetrieb mittels 3-Rohr-System.
• Um- / Misch- und Außenluftbetrieb
• Heizwärmebedarf einschließlich Außenluftaufbereitung wird zu 100 Prozent abgedeckt. Wärmerück­gewinnung Außenluft/Fortluft.

DDC-Regelung

• Einzelraum-Temperaturregelung. Bedarfs­gerechte Anpassung an die Last durch leistungsgeregelte Verdichter, EEV und VVS in den Inneneinheiten.

Bedienkomfort

• Fernbedienung, Gebäudeklima-Mana­gement, Energie-Einzelraumabrechnung und Schnittstelle zur GLT.

Betriebserfahrungen von Planer, Anlagenbauer und Betreiber

Funktionstüchtigkeit und Betriebssicherheit der Kältekreise wurden immer gewährleistet. Der Anlagenbauer (Kälte-Klima-Fachbetrieb) garantiert Einhaltung der DIN EN 378 Teil 1 bis 4. Der HFCKW-freie Arbeitsstoff R410A ist ungiftig und nicht explosiv.

• Geringer Aufwand für Leckagebeseitigung.
• Keine Havarien.
• Insgesamt vergleichsweise geringe Wartungsaufwendungen.
• Heiz-, Kühl- und lufttechnische Anforderungen wurden auch bei extremen Witterungsbedingungen sicher erfüllt.
• Außenluftaufbereitung, Luftführung und -verteilung haben sich bestens bewährt.
• Einzelraumregelung und Energiekosten­abrechnung charakterisieren die komfortable Klimatisierung.

Besonders beachten!

• Wartungsfreundliche Führung der Kältemittel- und Tauwasserleitungen
• Rohrwege für Anlagenerweiterung vorsehen

Schlussbetrachtungen

Nachdem 2003 die sogenannte Rathauspassage als 1. Bauabschnitt übergeben wurde, konnte 2005 mit der Einweihung des Baufeldes 5 der Neubau der Chemnitzer Mittelstandsmeile erfolgreich abgeschlossen werden. Der beachtliche Besucheransturm (s. Bild 3) stimmten Bauherren und Mieter damals optimistisch für die Zukunft. Dieser Optimismus hält aufgrund des guten Vermietungsstandes im gesamten Objekt bis heute an. Dafür verantwortlich sind die exponierte Lage, die gelungene Gestaltung und Ausstattung der ganzjährig klimatisierten Läden und Gaststätten und nicht zuletzt die günstigen Betriebskosten für Heizung und Kühlung aller gewerbemäßig genutzten Bereiche. Die in der Ausführungsplanung angesetzten geringen Betriebskosten des eingesetzten VRF-Multisplitsystems haben sich im Praxiseinsatz über mittlerweile acht Jahre bestätigt und fallen im Vergleich zu konventioneller Anlagentechnik deutlich niedriger aus. Das Anlagenkonzept, die gesamte Heiz­energie mithilfe einer elektrisch angetriebenen Luft/Luft-Wärmepumpe aufzubringen, hat sich in den Turbulenzen der Entwicklung der Rohstoffpreise in den letzten Jahren bestens bewährt. Der ökologische Vorteil gegenüber konventionellen Heizsystemen, geringerer Schadstoffausstoß und bessere Primärenergieausnutzung, ist ein nicht zu unterschätzender Standortvorteil des Immobilienkomplexes Mittelstandsmeile in Chemnitz geworden. -

* Als Vortrag gehalten anlässlich des 1. DKA-Klimatages am 8. März 2011 in Dresden.

1 Hohe Flexibilität und Energieeffizienz durch zeit­gleichen Heiz- und Kühlbetrieb innerhalb eines Kältekreises.

Literatur

[1] Baldszun, U., Hetmank, J., Kretschmer, G.: Neue Chemnitzer City mit Multisplitsystemen klimatisiert. KKA Kälte Klima Aktuell 5/2003, 104108.

[2] Iselt, P. und Arndt, U.: Die andere Klimatechnik. 2. Auflage. C. F. Müller, Hüthig GmbH Heidelberg 2002.

[3] Trogisch, A.: Planungshilfen Lüftungstechnik., 3. Auflage, C. F. Müller, Hüthig GmbH Heidelberg 2009.

TGA-Berater, Radeberg

Geschäftsführer Ingenieurbüro BBS GmbH, Chemnitz