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Klimaneutraler Gebäudebetrieb

Bedarfsgeführtes Wohlfühlklima

Kompakt informieren

  • Puma betreibt seine Konzernzentrale durch den ­Bezug von regenerativ erzeugtem Strom, eigene Photovoltaik-Anlagen, ein CO<sub>2</sub>-Ausgleichsprojekt und bedarfsgeführte HLK- und Beleuchtungsan­lagen klimaneutral.
  • Die Technische Gebäudeausrüstung wurde zu­sammen mit einem Systemhaus für Gebäudeleittechnik geplant, um Dimensionierung, Hydraulik und Regelungstechnik bestmöglich aufeinander abzustimmen.
  • Die Steuerung und Regelung der TGA-Anlagen erfolgt stark am tatsächlichen Bedarf orientiert und wird durch umfangreiche Energiemanagementfunktionen überlagert.

Nachhaltiges Bauen und Betreiben von Gebäuden und Produktionsstätten zählt bei immer mehr Unternehmen zur gelebten Firmenphilosophie. Im Rahmen des Nachhaltigkeitskonzepts „PumaVision“ des Herzogenau­racher Sportlifestyle-Unternehmens ist ein Gebäudeensemble errichtet worden Abb. 1, bei dem bekannte, bewährte und innovative Technik intelligent miteinander verknüpft ist.

Die von Klaus Krex, da capo al fine Architekten, Nürnberg, entworfene Konzernzentrale „PumaVision Headquarters“ besteht aus einem Verwaltungsbau (Office), einem firmeneigenen Kongresszentrum – dem sogenannten Brand-Center Abb. 2 – sowie einem Puma-Store, intern Retail-Gebäude genannt.

Die selbst auferlegte Klimaneutralität des Gebäudebetriebs erreicht Puma über den Bezug von regenerativ erzeugtem Strom der Lichtblick AG, Hamburg, über ein 1000 m2 großes Photovoltaik-Kraftwerk auf dem Dach des Retail-Gebäudes, weiteren 140 m2 Photovoltaik-Modulen in den Fassaden und einem CO2-Ausgleichsprojekt in der Türkei in Form einer Windparkanlage.

Das Office wird über thermisch aktivierte Betondecken grundbeheizt beziehungsweise grundgekühlt; die Nachheizung beziehungsweise Nachkühlung auf Komforttemperatur erfolgt individuell über fassadenorientierte, einzelraumgeregelte Ventilator-Konvektoren sowie Heizkörper. Die Gebäude „Retail“ und „Brand“ werden dagegen über zentrale Teilklimaanlagen versorgt.

TGA-Fachplaner plus Systemhaus

Die Planung der umfangreichen Elektro-, Kälte-, Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen für die Firmenzentrale erfolgte durch den Gesamtplaner Haustechnik Planungs GmbH, Nürnberg, in Zusammenarbeit mit dem Systemhaus IPM – Innovatives Projekt Management für Gebäudeleittechnik GmbH, Feucht bei Nürnberg. IPM ist Solution-Partner der Siemens-Division Building Technologies (BT).

Hintergrund der ungewöhnlichen Zusammenarbeit ist die Erfahrung, dass die Gesamt­energieeffizienz eines Gebäudes in starkem Maße von der Dimensionierung von Wärme- beziehungsweise Kälteerzeugern, von der Hydraulik, der Aufteilung der Regelkreise sowie von gewerkeübergreifenden Verknüpfungen, beispielsweise zu Beleuchtung und Sonnenschutz, abhängig ist. Insbesondere bei der Konzeption der Hydraulik war das Know-how der Regelungsspezialisten gefragt, zumal die im „Office“ realisierte Betonkerntemperierung (BKT) generell als hydraulisch und regelungstechnisch sehr anspruchsvoll gilt.

Auch beim Fernwärmeanschluss waren die Erfahrungen der IPM-Spezialisten gefragt. So ist die Gesamt-Anschlussleistung von 2000 kW auf vier Plattenwärmeübertrager aufgeteilt, wobei einer davon gezielt auf den sommerlichen Wärmebedarf von 200 kW abgestimmt ist. Dadurch konnte die Regelungsqualität maßgeblich verbessert werden. Grundsätzlich sind alle Umwälzpumpen (Heizen und Kühlen) energiebedarfsgeführt und werden nach Netzschlechtpunkten geregelt. Die Wärme- und Kälteversorgung des BKT-Systems übernehmen zwei auf dem Dach aufgestellte Luft/Wasser-Wärmepumpen mit je 145 kW Heiz- bzw. 225 kW Kühlleistung Abb. 3.

Die Regelung des thermoaktiven Bauteil­systems im Office-Gebäude erfolgt über spe­ziell von Siemens entwickelte und im Labor ­getestete Regelungsmodule auf der Basis der Automationsstation Desigo PX. Erste Betriebserfahrungen belegen, dass die BKT-Heizung bereits ab einer Außentemperatur von ca. 12 °C abschaltet; das Office-Gebäude heizt sich dann quasi selbst.

HKL und Beleuchtung nur bei Bedarf

Ähnlich wie bei der BKT-Regelung setzte IPM auch bei der Einzelraumregelung vorgetestete Makros aus dem Desigo-Programm ein, die sich individuell an die vom Kunden gewünschten Funktionen anpassen lassen. Neben der bedarfsgeführten Heizung, Kühlung und Lüftung sind in den meisten Fällen auch Beleuchtung und Sonnenschutz mit auf die Raumregler RXC aufgeschaltet.

Ein Großteil der Bürobeleuchtung wird durch Präsenzmelder und Dämmerungsschalter übersteuert – bei Nichtbenutzung eines Arbeitsplatzes oder ausreichendem Tageslicht wird das Licht im jeweiligen Raum automatisch abgeschaltet. Alle Flurbeleuchtungen werden über Zeitprogramme geschaltet, lassen sich jedoch individuell übersteuern, zum Beispiel für die Reinigung der Büroräume.

Eigenständige Zentralklimaanlagen

Das Retail-Gebäude mit Puma-Store, Merchandising-Zentrum und Restaurant sowie das Brand-Center mit Multimediahalle und zahl­reichen Veranstaltungsräumen werden über ­jeweils eigenständige Zentralklimaanlagen Abb. 4 belüftet und temperiert. Eine Besonderheit ist die Wurfweitenregulierung der Luftauslässe in der Multimediahalle, die im Kühlfall die konditionierte Luft diffus einbringen, im Heizfall die Wärme jedoch direkt von der Decke nach unten blasen.

Wegen der teilweise hohen inneren Wärmelast in der Halle wird die Grundlüftung durch vier Umluftkühlgeräte unterstützt. Für die unterschiedlichen Nutzungen sind in der Hallenregelung verschiedene Szenarien für „Eventgerechtes“ Raumklima hinterlegt. Zur Absicherung der Regelgüte in der rund 1500 Personen fassenden Halle, entschied sich IPM für vier Funkfühler in EnOcean-Technologie, die erst nach dem Innenausbau der Halle platziert wurden.

Wärme und Kälte nach Bedarf

Grundsätzlich wurde beim Regelungskonzept darauf geachtet, dass Wärme beziehungsweise Kälte nur dann bereitgestellt und nur so viel über die jeweiligen Rohrnetze transportiert wird, wie vom jeweiligen Verbraucher ohne Komfortverlust tatsächlich benötigt wird. Alle thermischen Verbraucher sind messtechnisch erfasst und über Desigo-PX-Stationen geregelt. Vorgegebene und berechnete Sollwerte werden an die jeweilige Vorregelgruppe weitergeleitet und dort in die entsprechenden „Bedarfssignale“ umgewandelt.

Mit einbezogen in die bedarfsabhängige ­Regelungsstrategie sind die Umwälzpumpen für die Heizgruppen und das Kaltwassersystem. Die benötigten Wassermengen werden über Netzschlechtpunktfühler beziehungsweise über die jeweiligen Wärme- und Kälteverbraucher bedarfsgerecht berechnet, geregelt und überwacht. Im Grunde wird das Regelungssystem durch umfangreiche Energiemanagementfunktionen überlagert, die von der Raumebene bis zu den Wärme-/Kälteerzeugern reichen und den bedarfsabhängigen Betrieb absichern. •

Mehr Infos zum Thema in den TGA dossiers Gebäudeautomation bzw. Passivhaus, Null- und PlusEnergie-Haus: Webcode 740 bzw. 715

Bautafel

Neue Puma-Konzernzentrale

Zum Gebäude

Grundstücksfläche: 49801 m2

Geschossfläche: 34565 m2

Umbauter Raum: 173500 m3

Mitarbeiter: 700

Die Planer Architekt: Klaus Krex, da capo al fine Architekten, Nürnberg Gesamtplanung Heizung, Lüftung, Klima, Sanitär, Elektro: Haustechnik Planungs GmbH, Nürnberg

MSR-/GA-Technik: IPM Gebäudeleittechnik GmbH, Feucht

Anlagentechnik Fernwärmeanschluss: 2000 kW

  • Heizlast statische Heizung ca. : 850 kW
  • Heizlast RLT-Anlagen ca.: 1150 kW
  • Sommer-Heizbedarf (separater Wärmeübertrager) ca.: 50 kW

Luftmengen aller Lüftungsanlagen: ca.: 500000 m3

Wärmepumpen für BKT: 2

  • Heizleistung: 290 kW
  • Kühlleistung: 450 kW

Kältemaschinen: 7

  • Kühlleistung Verkaufsflächen: 526 kW
  • Kühlleistung Büroklimatisierung: 2490 kW
  • Kühlleistung EDV: 400 kW

Ralf Habermann

Geschäftsführer IPM Gebäudeleittechnik GmbH, Feucht

Thomas Kerz Leiter Business Segment Systeme in der Business Unit CPS (Control Products & Systems), Siemens-Division Building Technologies Deutschland, Frankfurt

Helmut Vogel Leiter Business Unit CPS, Region Bayern, Siemens-Division Building Technologies Deutschland, Nürnberg

Text bearbeitet von Wolfgang Schmid, München

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