Goethe-Universität Frankfurt ersetzt Lüftungsgeräte und Abluftventilatoren

19.12.2024 | Veröffentlicht in Ausgabe 01-2025

Neue Ventilatoren mit über 80 Prozent Motorenwirkungsgrad: 68 Radialluftventilatoren in den Baugrößen 160 bis 250 hat HLU im Gebäude N260 verbaut. - © Bild: HLU — © Bild: HLU

Neue Ventilatoren mit über 80 Prozent Motorenwirkungsgrad: 68 Radialluftventilatoren in den Baugrößen 160 bis 250 hat HLU im Gebäude N260 verbaut.

Die Goethe-Universität Frankfurt am Main hat in einem ersten Bauabschnitt ihre Lüftungsanlagen in einem Teil ihres Biozentrums saniert und sparte damit bereits im ersten Jahr rund 230 000 Euro. Die Universität erreichte rund 55 Prozent Energieeinsparung beim Strom- und 60 Prozent beim Wärmeverbrauch. Prognostiziert waren 30 Prozent Strom- und Wärmeeinsparung.

Gründe für die guten Ergebnisse sind eine optimierte Steuerung und eine abgestimmte Raumlufttechnik. Diese ergibt sich aus dem Zusammenspiel aus energieoptimierten Lüftungsgeräten der BerlinerLuft. Technik, entsprechenden Abluftventilatoren der Hürner Luft- und Umwelttechnik (HLU) sowie der optimalen Verknüpfung der Gewerke. Die Abteilung Planen und Bauen der Goethe-Universität hatte die Bau- und Projektleitung übernommen.

Umfangreiche Sanierung

Die Modernisierung der Lüftungsanlagen im Gebäude N 260 ist Teil einer umfangreichen energetischen Sanierung des Biozentrums auf dem Campus Riedberg. Insgesamt werden bis 2025 sieben Gebäude in drei Bauabschnitten saniert. Die Gesamtbaukosten betragen 10,68 Mio. Euro und werden zur Hälfte vom Land Hessen gefördert. Die Arbeiten am Gebäude N 260 im Biozentrum waren der erste Bauabschnitt und wurden 2022 fertiggestellt.

Mit etwa 46 000 Studierenden zählt die Goethe-Universität Frankfurt am Main zu den größten Universitäten Deutschlands. Das Biozentrum steht auf dem Campus Riedberg, der als naturwissenschaftlicher Campus die Fachbereiche Biochemie, Chemie, Pharmazie sowie Physik und Biowissenschaften beheimatet. Auch große Teile der Geowissenschaften und der Geographie sind dort angesiedelt. Zukünftig werden sich auch die Institute der Mathematik und der Informatik auf dem Campus Riedberg befinden.

Alte Lüftungsanlagen mi hohen Energiekosten

Das Biozentrum wurde 1994 eröffnet. Demnach sind auch die Lüftungsanlagen knapp 30 Jahre alt und waren fällig für eine Bestandssanierung. Eine Ermittlung der Energiekosten ergab: Die Lüftungsanlagen sind sowohl mit 88 Prozent bei der Wärme als auch mit 56 Prozent beim Strom die Haupt-Energieverbraucher im Biozentrum und in den Chemischen Instituten auf dem Campus Riedberg. Sie verursachen jährlich Kosten in Millionenhöhe, nämlich 1,97 Mio. Euro für Strom und weitere 1,02 Mio. Euro für Wärme.

Wo der Energieverbrauch hoch und die Anlagen alt sind, liegen die größten Einsparpotenziale. Mit einer gut abgestimmten zentralen raumlufttechnischen Anlage hat das Biozentrum jetzt seine Energieeffizienz deutlich verbessert. Die Goethe-Universität Frankfurt hat den ersten Bauabschnitt des Gebäudes N 260 in Abstimmung mit der BerlinerLuft. Technik und der Hürner Luft- und Umwelttechnik (HLU) ausgeführt.

Der Anlagenbau von HLU erhielt den Zuschlag für das Bauvorhaben und zog die BerlinerLuft. Technik als Projektpartner hinzu, einem Spezialisten für Klima- und Lüftungstechnik. Die Hürner Luft- und Umwelttechnik mit Hauptsitz in Mücke-Atzenhain (Hessen) plant und baut energieeffiziente Zu- und Abluftsysteme.

**Sanierung der Sonderablüfter: Hocheffiziente Radialventilatoren mit EC-Motoren und spezieller Laufradgeometrie ermöglichen einen wirtschaftlichen Teillastbetrieb.**

55 Prozent weniger Strom- und 60 Prozent weniger Wärmeverbrauch: Die neue RLT-Anlage ist ein Grund für die hohe Energieeinsparung des Biozentrums. — 55 Prozent weniger Strom- und 60 Prozent weniger
Wärmeverbrauch: Die neue RLT-Anlage ist ein Grund für die hohe Energieeinsparung des Biozentrums.

Neues Energiekonzept

Die Goethe-Universität Frankfurt hat das Großprojekt mit sieben Gebäuden und drei Bauabschnitten über ihre hauseigene Planungsabteilung entwickelt und geplant. Sie ermittelte verschiedene Maßnahmen, um die Lüftung im Biozentrum so sparsam wie möglich zu gestalten. Wichtige Elemente dafür sind neue Zu- und Abluftanlagen nach ErP 2018 in allen sieben Gebäuden. Eingebaute Leitbleche im Ansaugkanal sorgen für weniger Druckverluste. Elektroinstallation sowie Mess-, Steuer- und Regeltechnikinstallation (MSR) werden ebenfalls angepasst.

Durch seine lüftungstechnische Expertise im Bereich chemisch korrosiver Abluft, verzahnt mit der allgemeinen Raumlufttechnik, konnte Hürner bessere Ergebnisse als ursprünglich geplant erzielen. Zusammen mit den staatlichen Subventionen wird sich die Anlage so bereits nach drei bis vier Jahren amortisiert haben.

**Die energieoptimierte RLT-Anlage aus der HygCond-Baureihe im Gebäude N260 des Biozentrums.**

**EcoCond in Vollversion: Die Wärmerückgewinnung hat nach der Sanierung einen Wirkungsgrad von mindestens 69 Prozent.**

Energieeffiziente RLT-Anlage

Herzstück der energetischen Sanierung im Gebäude N260 ist eine energieoptimierte RLT-Anlage der BerlinerLuft. Technik aus der Baureihe HygCond. Als modular aufgebautes Klimagerät konditioniert es die Zu- und Abluft besonders energieeffizient. Darüber hinaus ist das Gerät durch eine hohe Luftdichtigkeit in Verbindung mit minimalen Wärmeverlusten über das Gerätegehäuse gekennzeichnet. Es ist gemäß den Hygieneanforderungen nach VDI 6022 geprüft, was eine einfache Wartung bewirkt.

Die neue RLT-Anlage arbeitet mit einem Volumenstrom von 41 000 m3/h (Nacht) bzw. 62 000 m3/h (Tag). Die Bestandsanlage war auf eine Luftmenge von 68 000 m3/h ausgelegt. Tatsächlich aber hat sie wegen defekter Abluftregler sogar mehr Luft benötigt, nämlich 78 000 m3/h. Durch die Sanierung und die Steuerungsoptimierung hat sich der Stromverbrauch der zentralen RLT-Anlage um 70 Prozent reduziert.

Effiziente Wärmerückgewinnung

Für eine bessere Wärmerückgewinnung sind die Zu- und Abluftanlage im Gebäude N 260 zusätzlich mit dem System EcoCond in Vollversion ausgeführt. EcoCond ist ein Wärmerückgewinnungssystem zum Heizen und Kühlen. In der Vollversion schafft es einen Temperaturübertragungsgrad ≤ 80 Prozent und senkt wegen seiner sparsamen Betriebsweise die Lebenszykluskosten raumlufttechnischer Anlagen.

Das Kreislaufverbundsystem EcoCond besteht aus Gegenstrom-Luft-Wasser-Wärmeübertragern, einer drehzahlgeregelten und redundanten Hochdruck-Kreisel-Pumpentechnik, hydraulischen Verbindungen und einem Controller für die Wärmerückgewinnung. Vorteile dieses Aufbaus sind eine kompakte Einheit, ein kontinuierlich optimierter Massenstrom und kaum Druckverluste im RLT-Gerät.

Vorgabe war, dass die Wärmerückgewinnung über eine Siemens Steuerung laufen musste. Die Wärmerückgewinnung nach EN 308 im Gebäude N 260 hat einen Wirkungsgrad von mindestens 69 Prozent unter Volllastbedingungen, bei reduzierter Betriebsweise steigend.

**Ein Blick ins Innere von HygCond: Strömungstechnisch und hygienisch optimiert, erfüllt das Klimagerät auch die VDI 6022.**

EC-Abluftventilatoren

Ein weiterer Grund für die guten Energie-Einsparergebnisse ist der Einbau von neuen effizienten Abluftventilatoren der Hürner Luft- und Umwelttechnik (HLU). Statt der alten riemenangetriebenen Ventilatoren sind nun Radialventilatoren mit EC-Motoren im Bereich der Sonderabluft im Einsatz. Wegen ihrer speziellen Laufradgeometrie erreichen die Ventilatoren einen hohen Wirkungsgrad.

Insgesamt hat HLU 68 Radialluftventilatoren in den Baugrößen 160 bis 250 im Gebäude N260 im Biozentrum verbaut. Die Ventilatoreinheiten arbeiten mit über 80 Prozent Motorenwirkungsgrad. Um Druckverluste zu verringern, achtete HLU auf strömungsgünstige Anschlusspunkte der Lüftungsrohre an die Ventilatoren und einen günstigen Kanalverlauf. Mit den Radialventilatoren lässt sich die Abluftmenge ohne Volumenstromregler bestimmen. Auch ein Betrieb in Teillast mit reduzierten Luftmengen ist so einfach möglich, was zusätzlich Energie einspart. Im Volllastbetrieb wird eine Stromersparnis der Sonderablüfter von 71 Prozent erzielt, im Teillastbetrieb sind es sogar 89 Prozent. Das zuverlässige Lüftungssystem ist zudem durch eine hohe Ausfallsicherheit und einen niedrigen Wartungsaufwand gekennzeichnet.

Auch neue Abluftventilatoren führten zu großen Energieeinsparungen.

Anspruchsvolle Platzverhältnisse

Um neben einer größtmöglichen Energieeinsparung der Lüftungsanlage auch die gegebenen Platzverhältnisse zu berücksichtigen, wurden alle nicht unbedingt nötigen Komponenten entfernt und allgemein die Anlage so schlank wie möglich gehalten sowie strömungstechnisch angepasst.

Die neue Anlage musste exakt in die Abmessungen der alten Anlage passen und sich an die örtlichen Gegebenheiten anpassen. Die Technikzentrale befindet sich im Keller des Biozentrums. Über einen Lichtschacht wurden die Einzelteile der Anlage eingebracht und dann an Ort und Stelle montiert. Hier war eine besonders gute Vorplanung nötig.

Platztechnisch punktet auch die RLT-Anlage der BerlinerLuft. Technik aus der Baureihe HygCond. Als modular aufgebautes Klimagerät ist es eine platzsparende Konstruktion. Insgesamt ist das Zu- und Abluftgerät im Gebäude N 260 4 x 2,5 x 20 m (B x H x L) groß. Durch die Einspeisung von Wärme direkt in das EcoCond-System spart man zudem zusätzlich eine Registerstufe ein.

Die einzelnen Arbeiten waren eng getaktet, um die Beeinträchtigungen im Forschungs- und Lehrbetrieb am Biozentrum möglichst gering zu halten. Dies gelang durch eine gute Zusammenarbeit aller beteiligten Firmen und der Abteilung Betrieb und Service am Campus Riedberg.

Weitere Bauabschnitte

Der Bauabschnitt zwei wurde im Mai 2024 abgeschlossen. Er umfasst die drei Gebäude N 240, N 210 und N 230 im Biozentrum und auch hier waren BerlinerLuft. Technik und HLU beteiligt. Der dritte Bauabschnitt mit weiteren drei Gebäuden (N 220, N 200 und N 250) ist für 2024 / 2025 geplant. ■

www.berlinerluft.de

www.hlu.de