Die Analyse ergab bei den Energiekosten ein Einsparpotenzial von 27 Prozent sowie von bis zu 172 t beim CO2-Verbrauch. Um diese Werte in der Praxis zu erzielen, starteten im Herbst 2016 die Umbaumaßnahmen, sodass die Heizungs-, Lüftungs- und Regelungstechnik mit der Inbetriebnahme im Frühjahr 2017 genau auf die jetzigen und zukünftigen Bedürfnisse des Labors zugeschnitten waren: Vorhandene Luftkanäle wurden abgeändert, zusätzliche Komponenten für MSR-Technik installiert, nicht mehr benötigte Abluftanlagen stillgelegt sowie eine integrale Raumautomation nachgerüstet.
Um die Sicherheit der Labornutzer zu verbessern, stattete Sauter die Laborabzüge mit einer visuellen sowie akustischen Alarmierung aus. Nach dem ersten Betriebsjahr wurde das Einsparziel bereits übertroffen, die Wärmebereitstellung erzielte ebenfalls deutliche Einsparungen, weitere Optimierungspotentiale werden derzeit ausgelotet.
Laborgebäude auf aktuellen Stand gebracht
Das ZMF ist ein an der Radiologischen Universitätsklinik Tübingen angesiedeltes Forschungslabor, das sich schwerpunktmäßig unter anderem mit dem Thema MR-Safety, also mit der Wirkung von Magnetfeldern und Hochfrequenz auf humane Zellen, auseinandersetzt. Die Einrichtung ist in einem Laborgebäude untergebracht, das bereits 1987 erbaut wurde. Die technischen Anlagen wurden danach allerdings nicht mehr angepasst, was einen erheblichen Mehrverbrauch an Energie zur Folge hatte.
Um das Haus an steigende Anforderungen – auch hinsichtlich der Energieeffizienz – anzupassen, wurde ein Teil der Laborräume bereits 2006 modernisiert. Dabei wurde die Wärmeerzeugung durch die
Installation eines neuen Brennwertkessels erneuert sowie die Regelung von Erzeugung
und Wärmeverteiler von Sauter an den aktuellen Stand der Technik angepasst.
Ende 2013 entschieden sich die Verantwortlichen, auch die Laborräume im Obergeschoss und die für diese Bereiche zuständige Raumlufttechnik umfassend zu sanieren. Dies war dringend notwendig, da beispielsweise die zentralen raumlufttechnischen Anlagen für die Büro-, Aufenthalts- und Sanitärbereiche technisch sehr veraltet waren. Sie verfügten unter anderem noch über Ventilatoren aus den 1980er-Jahren, deren Regelung sich auf Ein- und Ausschalten beschränkte und keinen Fernzugriff ermöglichte. Zudem war in den Labor- und Büroräumen keinerlei Regelungstechnik vorhanden, um die Umsetzung eines Absenkbetriebs realisieren zu können, so dass die Anlagen immer auf Volllast gefahren wurden oder ausgeschaltet waren.
Nur ein Teil der technischen Anlagen im Haus war mit der Modernisierung auf das übergeordnete Gebäudemanagement aufgeschaltet worden. Dies sollte nun für alle verbleibenden Anlagen nachgeholt werden. Weitere wesentliche Ziele des Instandsetzungsprojekts waren neben einer deutlichen Reduktion des Energiebedarfs auch eine erhöhte Zuverlässigkeit der Anlagentechnik sowie deren bessere Bedienbarkeit für Nutzer und Betreiber mittels Fernzugriff, -diagnose und Alarmierung.
Modernisierungskonzept für die Gebäudetechnik
Um dies umzusetzen, wurde Sauter FM zunächst damit beauftragt, ein umfassendes Modernisierungskonzept zu erstellen. Zu diesem Zweck wurden zuerst der Energieverbrauch der Vergangenheit, die aktuelle Nutzung und die vorhandene Gebäudetechnik analysiert. Ausgehend von einer Nutzerumfrage und den Anforderungen des ZMF an die Klimatisierung und die Einsatzmöglichkeiten moderner Anlagen- und Regelungstechnik wurde der zukünftige Energieverbrauch abgeschätzt und daraus die Einsparung ermittelt.
Die Analyse ergab, dass Investitionen in die Heizungs-, Lüftungs- und Regelungstechnik eine Verbrauchsreduktion in Höhe von 27 Prozent sowie von bis zu 172 t an CO2 ergeben würden.
Die Einsparungen sollten gemäß der Sauter-Analyse durch die Anpassung der Technik an den tatsächlichen Bedarf erzielt werden, kombiniert mit einer variablen benutzerfreundlichen Regelung. Diese schließt auch ein, dass sich Änderungen am Betrieb zukünftig mit der Regelung einfach nachführen lassen. Die für das ZMF zur Verfügung stehende Technik wäre somit variabler und flexibler für mögliche Umnutzungen oder bauliche Veränderungen einsetzbar.
Dieses Konzept überzeugte die Verantwortlichen des Universitätsklinikums Tübingen: Nach eingehender Überprüfung erhielt der Vorschlag von Sauter die Zustimmung – mit einer kleinen Anpassung: Die Luftführung in den Kühlschrankräumen sollte derart geändert werden, dass die Wärmeabführung strömungstechnisch verbessert wird. Ansonsten konnte das Konzept im Rahmen eines Einspar-Contractings durch Sauter wie vorgeschlagen realisiert werden.
So wurden in der Umsetzungsphase beispielsweise deutliche Änderungen an der Luftversorgung im Erd- und Untergeschoss vorgenommen. Kanalführung und Luftmengen wurden an die aktuellen Bedürfnisse angepasst und in der Zwischendecke neu verlegt. In Kombination mit variablen Ventilatoren ließ sich allein dabei ein deutlicher Einspareffekt erzielen. Dabei wurden sowohl zusätzliche Regelungsanlagen installiert, als auch nicht mehr benötigte Anlagen – etwa für die Abluft – in großem Umfang stillgelegt.
Akustische und visuelle Alarmierung am Laborabzug
Ein wichtiges Anliegen war die Modernisierung der Laborabzüge im ZMF. Sie war notwendig, da es zuvor bei zu geringer Luftleistung am Abzug weder einen akustischen noch einen visuellen Alarm gegeben hatte. Mit Sauter-Technik, bestehend aus Laborabzugs-Funktionsanzeige und -Überwachung, ASV215-Antrieb, Volumenstromregler und verlinkten ecos500-Einheiten, ändert sich das nun: Sobald mit der neuen Technik die durch den offenen Querschnitt des Laborabzugs eintretende Luft eine Geschwindigkeit von 0,3 m/s unterschreitet, erklingt ein Warnton. Dies ist der Fall, wenn das Fenster sehr weit geöffnet wird. Der Alarm kann vom Nutzer eigenverantwortlich quittiert werden, sofern vom Abzug keine Gefahr ausgeht und dieser nur vorbereitet wird, was ein weiteres Öffnen erlaubt.
Über die ebenfalls nachgerüstete integrale Raumautomation und elektrische Heizkörper-Stellantriebe kann das Klima vom Labornutzer komfortabel eingestellt werden. Besonderes Merkmal dabei ist, dass der erhöhte Luftwechsel im Laborbereich vom Nutzer angefragt und auch reduziert werden kann. In Laborräumen allgemein aber speziell am Laborabzug ist ein hoher Luftwechsel Basis für ein sicheres Arbeiten. Im ZMF wird der Abzug aber häufig nicht benötigt, da viele Arbeiten am PC oder am Labortisch verrichtet werden. Die Luftmenge lässt sich während dieser Zeiten problemlos halbieren, wodurch gleichzeitig auch der Energieverbrauch um ein Viertel zurückgeht und Strömungsgeräusche sowie unnötiger Luftzug vermieden werden. Durch Präsenztaster, die sowohl auf die Lüftung als auch die Heizung wirken, kann sich der Nutzer zudem abmelden, sobald er den Laborbereich vorzeitig verlässt. Das System wechselt dann deutlich früher in den Absenkbetrieb. Über die Präsenztaster kann auch am Wochenende Luft je nach Bedarf angefordert
werden. Auf diese Weise sind die Anlagen nur dann in Betrieb, wenn sie tatsächlich benötigt werden.
Anbindung an die Leitwarte
Darüber hinaus wurde die Regeltechnik der Heizungs- und Lüftungsanlagen mit dem Kontrollzentrum des Universitätsklinikums Tübingen verbunden. Das ZMF-Gebäude liegt circa 6 km von der Leitwarte entfernt, abgeschieden in einem Gewerbegebiet. Ohne Fernzugriff musste das Personal bei jedem Anruf durch Nutzer oder den Hausmeister direkt vor Ort überprüfen, worin das technische Problem bestand. Das bedeutete häufige Fahrten und einen hohen Zeitaufwand für die Behebung von Störungen. Durch die Remote-Anbindung kann das technische Problem nun vom Kontrollzentrum aus erfasst und eingegrenzt sowie zeitnah eine Lösung veranlasst werden. Zudem lassen sich Notwendigkeit und Dringlichkeit eines Einsatzes besser beurteilen.
Fazit
Ende März 2018 war das erste Betriebsjahr nach der Modernisierung der Gebäudetechnik abgeschlossen, die geplante Verringerung der Energiekosten um 27 Prozent konnte erreicht werden, die Reduktion der CO2–Emissionen belief sich auf 130 t. Eine detaillierte Auswertung der Ergebnisse zeigte jedoch auf, dass weitere Einsparungen möglich sind; vor allem im Bereich der Wärmeerzeugung und -bereitstellung. Um diese zu optimieren, wurden im Juli 2018 mobile Energiezähler installiert, deren Monitoringdaten als Basis für weitere Maßnahmen dienen sollen.
Die prognostizierte Laufzeit des Einspar-Contractings liegt bei 7,2 Jahren – in Abhängigkeit von den Fortschritten bei der Zielerreichung. ■
