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Referenzprojekt Luftmeister

Luftenergiezähler für mehr Nachhaltigkeit

Bild 1 Einkaufszentrum „Am Brand“.

Luftmeister

Bild 1 Einkaufszentrum „Am Brand“.

Bei RLT-Anlagen für mehrere Nutzungseinheiten werden die Klimaluft-Kosten bisher zumeist nach einem Flächenschlüssel abgerechnet. Der Luftenergiezähler von Luftmeister ermöglicht hingegen eine verbrauchsgerechte Erfassung und Verteilung der Klimaluft-Kosten und bietet zusätzliche Vorteile und Vermietungsflexibilität.

Kompakt zusammengefasst
■ Mit dem Luftenergiezähler von Luftmeister können die Betriebskosten einer zentralen Luftaufbereitung einzelnen Zonen auf Basis ihres tatsächlichen Verbrauchs eichfähig zugeordnet und verbrauchsgerecht abgerechnet werden.
■ Die verbrauchsgerechte Kostenverteilung motiviert zu einem sparsamen Verbrauchsverhalten, beugt Streit über die Verteilung der Nebenkosten vor und ermöglicht ein „Luftliefer-Monitoring“ hinsichtlich Luftmenge und -qualität.
■ Im Einkaufszentrum „Am Brand“ in Mainz wurde eine sich bisher über drei Stockwerke erstreckende Verkaufsfläche unterteilt. Die Beibehaltung der zentralen RLT-Anlage mit einer Nachrüstung von Luftenergiezählern deckte die Anforderungen des Vermieters am besten ab.
 

Immobilienverantwortliche suchen seit Jahren nach einer Lösung für Klimaluft: Während alle relevanten Gebäudemedien wie Strom, Wasser etc. über Verbrauchszähler erfasst und abgerechnet werden (müssen), fehlte ein Verbrauchszähler für RLT-Anlagen, die mehrere Nutzungseinheiten belüften. So blieb nur eine Abrechnung per „Flächenschlüssel“ – gleiche Kosten für gleiche Flächen.

Der große Nachteil einer solchen Flatrate: Es gibt keinerlei Einsparanreiz – weder beim Betreiber noch beim „Luftnutzer“. Zudem ist die Luft-Medienversorgung der einzelnen Mieter mit Blick auf Quantität und Qualität unklar – und nicht selten gibt es hierzu Meinungsverschiedenheiten. Zudem erbringt der Flächenschlüssel bei Leerständen, zeitlich versetzten Luftbezügen und unterschiedlichem Luftmengenbedarfen (z. B. Süd-/ Nordseite bei volumenvariablen Systemen) eine nicht den Tatsachen entsprechende und damit ungerechte Kostenverteilung.

Bild 2 Für jede Zuluftleitung wird die passende Messstrecke gefertigt, ob rund oder rechteckig. Gemeinsam mit dem angeschlossenen Luftenergiezähler entsteht somit ein präzises Messsystem.

Luftmeister

Bild 2 Für jede Zuluftleitung wird die passende Messstrecke gefertigt, ob rund oder rechteckig. Gemeinsam mit dem angeschlossenen Luftenergiezähler entsteht somit ein präzises Messsystem.

Besonders bei Handelsimmobilien wird ein Trend zunehmend wichtig: Einzelhandel und Mieter in Fachmärkten und Shopping-Centern reduzieren ihre Flächen, ziehen in andere Lagen um, zollen vielfach ihren Tribut an den wachsenden Online-Handel und den durch die Coronavirus-Pandemie mutmaßlich noch beschleunigten Rückgang des Präsenz-Einkaufs.

Deshalb gilt es, neue Mieter (z. B. für Co-Working-Angebote oder Fitnessstudios) für die freiwerdenden Flächen zu gewinnen. Das erfordert eine höhere Flächenflexibilität der Immobilien, gerade bei der Nachvermietung von Flächen. Wie hier eine zukunftsfähige Klimaluft-Versorgung sichergestellt werden kann, die bei Neubau, Sanierung und der Flächen-Nachvermietung die erforderliche Flexibilität bietet und zugleich Nachhaltigkeitsaspekte berücksichtigt, zeigt ein Referenzprojekt aus Mainz.

Fit für ESG-Kriterien

Das Einkaufszentrum „Am Brand“ in Mainz mit 1a-Lage (Bild 1) ist hierfür ein gutes Beispiel für den Wandel und die neuen Anforderungen. Eigentümer ist die Immobiliengesellschaft Aachener Grundvermögen. Seit nahezu 50 Jahren hält das Kölner Unternehmen ein attraktives und wachsendes Immobilien-Portfolio, spezialisiert auf sehr gute innerstädtische Lagen.

Am Markt ist die Immobiliengesellschaft als sehr langfristig agierend bekannt, sie verfolgt seit ihrer Gründung eine konservative sowie auf Langfristigkeit ausgerichtete Anlagestrategie. Zudem berücksichtigt sie bei allen Investitionsentscheidungen ethisch-langfristige Kriterien, sogenannte ESG-Kriterien. Unter ESG versteht man die Berücksichtigung von Kriterien aus den Bereich Umwelt (Environmental), Soziales (Social) und verantwortungsvolle Unternehmensführung (Governance).

Zur Situation im konkreten Projekt: Viele Jahre lang mietete ein großer Fachmarkt drei komplette Stockwerke des Einkaufszentrums. Für die Belüftung dieser Flächen wurde eine gemeinsame, große RLT-Anlage eingesetzt, die mit rund 48 000 m3/h Luftleistung ungefähr zu je einem Drittel die drei Stockwerke versorgte. Im vergangenen Jahr entschied sich der Fachmarkt, die Untergeschoss-Fläche freizugeben.

Bild 3 Der Stockwerkplan des Mainzer Projekts, mit den Zähler-Messstellen, den Enthalpiefühlern und der Verkabelung.

Ingenieurbüro dp-mainz

Bild 3 Der Stockwerkplan des Mainzer Projekts, mit den Zähler-Messstellen, den Enthalpiefühlern und der Verkabelung.

Zukunftsfähige Klimaluft-Versorgung

Die Aachener Grundvermögen stand damit als Eigentümerin vor der Aufgabe, für die große freiwerdende Fläche einen oder mehrere attraktive Mieter zu finden. Mit Blick auf die Klimatisierung gab es für die Immobiliengesellschaft drei Alternativen:

● Alle Geschosse werden weiterhin durch die bestehende RLT-Anlage versorgt und über Flächenschlüssel mit den Klimaluft-Kosten belastet. Diese Lösung hätte keine nachhaltige Verbesserung gebracht.

● Das freiwerdende Untergeschoss erhält eine eigene zentrale RLT-Anlage. Diese Lösung hätte bezüglich der Aufstellfläche und der Luftkanalführung erhebliche Schwierigkeiten bereitet und sehr hohe Kosten erzeugt.

● Die aktuelle RLT-Anlage wird weitergenutzt und in jedes der drei Geschosse Luftenergiezähler eingebaut. Dadurch können sowohl der bestehende Fachmarkt-Mieter als auch der/die neue(n) Mieter verbrauchsgerecht mit den Klimaluft-Kosten belastet werden.

Die Entscheidungsfindung wurde durch das Ingenieurbüro dp-mainz begleitet. Geschäftsführer Dirk Drews blickt seit Jahren über den Tellerrand der technischen Gewerke hinaus und zielt – wo immer möglich – auf zukunftsweisende Gesamtlösungen ab. Mit seiner Beratung entschied sich der Projektverantwortliche der Aachener Grundvermögen, der Bau- und Projektmanager Oliver Gritzmann, für die Luftenergiezähler.

Zum einen waren damit die Gesamtkosten im Vergleich zu einer zusätzlichen RLT-Anlage geringer, ganz ungeachtet dessen, dass dies erhebliche Platzprobleme und Baustellenbelastungen verursacht hätte. Zum anderen entstand durch den Einsatz der Luftenergiezähler gerade in Abgrenzung zum herkömmlichen „Flächenschlüssel“ ein mehrfacher Nutzen:

● Die Klimaluft-Kosten werden für alle Mieter nach dem Verbrauch abgerechnet; das ist fair, rechtssicher und motiviert zur Verbrauchssenkung.

● Die zukünftigen Erfassungspflichten (z. B. aus GEG § 61)) werden schon heute erfüllt.

● Der Mieter kann kontinuierlich und digital über seinen Luftbezug informiert werden – über die Volumenströme, Temperaturen und Feuchtewerte, mit denen er versorgt wurde. Auf Basis dieses Luftliefer-Monitorings kann er im Konsens mit dem Betreiber Einsparungen definieren, die dann anlagenseitig umgesetzt werden.

1)…………
Gebäudeenergiegesetz GEG § 6 „Verordnungsermächtigung zur Verteilung der Betriebskosten und zu Abrechnungs- und Verbrauchsinformationen“ Absatz 1: „Die Bundesregierung wird ermächtigt, durch Rechtsverordnung mit Zustimmung des Bundesrates vorzuschreiben, dass
1. der Energieverbrauch der Benutzer von heizungs-, kühl- oder raumlufttechnischen oder der Versorgung mit Warmwasser dienenden gemeinschaftlichen Anlagen oder Einrichtungen erfasst wird,
2. die Betriebskosten dieser Anlagen oder Einrichtungen so auf die Benutzer zu verteilen sind, dass dem Energieverbrauch der Benutzer Rechnung getragen wird,
3. die Benutzer in regelmäßigen, im Einzelnen zu bestimmenden Abständen auf klare und verständliche Weise Informationen erhalten über Daten, die für die Einschätzung, den Vergleich und die Steuerung des Energieverbrauchs und der Betriebskosten von heizungs-, kühl- oder raumlufttechnischen oder der Versorgung mit Warmwasser dienenden gemeinschaftlichen Anlagen oder Einrichtungen relevant sind, und über Stellen, bei denen weitergehende Informationen und Dienstleistungen zum Thema Energieeffizienz verfügbar sind, […]“
Fußnote
…………..

Auch die Leerstandkosten teilen sich nunmehr fair auf. Während ein leerstehendes Geschoss im hier beschriebenen Gebäude nach Flächenschlüssel den Eigentümer zu einem Drittel belastete, zeichnet er nun – verbrauchsbasiert – nur noch für etwa 10 % der Klimaluftkosten verantwortlich. Dies entspricht den stark abgesenkten Volumenströmen im leerstehenden Geschoss, die nur noch dem Bautenschutz dienen.

In Mainz wurden pro Stockwerk drei Luftenergiezähler eingebaut. Damit ist das „Luftliefer-Monitoring“ feingranular – es ist auch für Teilflächen ersichtlich, welche Luftquantität und -qualität dort geliefert wird. Vor allem aber hat der Eigentümer den Vorteil, bereits für zukünftige Mietflächenaufteilungen gewappnet zu sein.

Luftenergiezähler

Bild 4 Eine der neun Luftenergiezähler-Messstellen nach erfolgter Montage. Mit höchster Präzision wird hier der Verbrauch der versorgten Zone nach Luftmenge, bezogener Wärme und bezogener Kälte erfasst.

Luftmeister

Bild 4 Eine der neun Luftenergiezähler-Messstellen nach erfolgter Montage. Mit höchster Präzision wird hier der Verbrauch der versorgten Zone nach Luftmenge, bezogener Wärme und bezogener Kälte erfasst.
Bild 5 Bei der Kalibration im Luftmeister-Labor muss für jeden Zähler die passende Ein- und Auslaufstrecke adaptiert werden – anschließend wird auf einen hochgenauen Durchfluss justiert.

Luftmeister

Bild 5 Bei der Kalibration im Luftmeister-Labor muss für jeden Zähler die passende Ein- und Auslaufstrecke adaptiert werden – anschließend wird auf einen hochgenauen Durchfluss justiert.

Es kommt gelegentlich die Frage auf, weshalb es nicht schon seit langem auch für die Klimaluft Verbrauchszähler gibt, wie man das ja für Wasser, Strom, Gas, Wärme mitsamt entsprechenden Eichpflichten seit Jahrzehnten kennt. Die Antwort: Um dem Markt einen Klimaluft-Verbrauchszähler zur Verfügung zu stellen, war Entwicklungsarbeit in großem Umfang erforderlich. Zum einen ist es in den „kurvenreichen“ Luftleitungen (Krümmer, T-Stücke, Reduzierungen allenthalben) alles andere als trivial, einen Durchfluss präzise zu messen. Zum anderen musste auch erst eine passende Eichgröße geschaffen werden, um dann die für die Abrechnung erforderliche amtliche Eichzulassung erhalten zu können.

Die Luftmeister GmbH aus Kirchzarten bei Freiburg, ein nach sechs Jahren gut am Markt etabliertes Startup-Unternehmen, hat diese Aufgaben gemeistert. Mit der seit 2019 gültigen DIN 94 701 [1] wurde eine Produktnorm aufgestellt, die Mindestanforderungen an Genauigkeit, Vorstörungsprüfungen und Einbau der Luftenergiezähler definiert.

Erfüllt wurden diese hohen messtechnischen Hürden mit einer patentgeschützten Sensorik. Zu guter Letzt wurde dem Luftenergiezähler Anfang 2020 seitens der PTB (Physikalisch-technische Bundesanstalt) die Eichzulassung erteilt. Die Abrechnung erfolgt dabei normgerecht nach VDI 2077 Blatt 4 [2]. In dieser Anwendungsnorm wurde der Luftenergiezähler zum Stand der Technik erhoben; dort findet sich auch die anzuwendende Abrechnungsformel für die Nebenkostenabrechnung.

Projektablauf für das „Am Brand“

In enger Zusammenarbeit mit Luftmeister plante Christopher Nikoley, Projektleiter des Planungsbüros dp-mainz, den Umbau der Luftleitungen. Diese mussten teils angepasst werden, da die Luftenergiezähler in eine gerade Leitung mit insgesamt vier Durchmesser-Längen einzubauen sind. Bei Luftmeister wurden die neun Messstrecken gefertigt, ebenso die neun Luftenergiezähler (Bild 4). Anschließend wurden die Messstrecken gemeinsam mit dem jeweiligen Luftenergiezähler kalibriert. (Bild 5) zeigt das Luftmeister-Kalibrierlabor, das die ganze Bandbreite von kleinen bis hin zu sehr großen Zählern abdecken kann.

Der Luftenergiezähler wurde in der jeweiligen Zuluftleitung der neun Zonen installiert. Um den Mieter in seinem Verkaufsgeschäft nur minimal zu beeinträchtigen, erfolgte dieser Einbau in mehreren Nachtschichten. (Bild 5) zeigt eine der neun Zähler-Messstellen nach der Montage.

Verbrauchserfassung

Über eine spezielle Durchfluss-Sensorik wird der Volumenstrom im Bereich von 0,7 bis über 10 m/s präzise erfasst. Dies gilt auch bei kurzen Einlaufstrecken von lediglich dem dreifachen Kanaldurchmesser hinter beliebigen Vorstörungen. Zudem werden in Außenluft und Zuluft jeweils Enthalpiefühler installiert, die für jeden Zeitpunkt ermitteln, welchen Wärmeinhalt die „kostenlose“ Außenluft und die aufbereitete Zuluft aufweisen.

Die thermische Leistung wird dann aus der Multiplikation von Massenstrom und Enthalpiedifferenz gebildet. Der besondere Kniff: Der Luftenergiezähler ist in der Lage, Wärme- und Kältelieferung zu unterscheiden und in getrennten Zählerregistern zu erfassen (Einheit: kWh thermisch). Als dritter Verbrauchszähler dient die Summe des Volumenstroms, der sogenannte Luftzähler (Einheit: Kubikmeter Luftlieferung).

Die Zählerwerte, aber auch die kontinuierlichen Volumenstrom-, Temperatur- und Feuchtewerte werden über M-Bus ausgelesen und zu einem M-Bus-Master übertragen. Dieser leitet die Werte automatisiert an die Luftmeister-Cloud weiter, sodass der Eigentümer Aachener Grundvermögen ganz bequem die erforderlichen Abrechnungsparameter über eine monatliche E-Mail erhält. Bild 6 zeigt, welche Werte dabei übertragen werden und wie dann auf Basis von VDI 2077 Blatt 4 abgerechnet wird.

Bild 6 Die Abrechnung der Klimaluft-Kosten erfolgt nach VDI 2077 Blatt 4. Dabei werden für jede der neun Zonen je drei Verbrauchswerte erfasst, hier orange hinterlegt. Die Tabelle zeigt die Systematik der Abrechnung.

Luftmeister

Bild 6 Die Abrechnung der Klimaluft-Kosten erfolgt nach VDI 2077 Blatt 4. Dabei werden für jede der neun Zonen je drei Verbrauchswerte erfasst, hier orange hinterlegt. Die Tabelle zeigt die Systematik der Abrechnung.

„Schön, dass es ein solches Zähler-System endlich am Markt gibt“, freut sich Projektleiter Gritzmann. „In zukünftigen Projekten lassen sich so zusätzliche RLT-Anlagen mit ihrem aufwendigen Umbau im Bestand einsparen. Außerdem bieten wir unseren Mietern damit Transparenz bei Luftverbrauch und Luftlieferung und leisten schlussendlich einen Beitrag zum Klimaschutz.“

Literatur

[1] DIN 94 701 Lufttechnische Systeme – Luftzähler und Luftenergiezähler – Anforderungen. Berlin: Beuth Verlag, Februar 2020

[2] VDI 2077 Blatt 4 Verbrauchskostenabrechnung für die technische Gebäudeausrüstung – RLT-Anlagen. Berlin: Beuth Verlag, Juni 2019

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Dipl.-Wirtsch.-Ing. (TU) Jens Amberg
ist Gründer, Mitgesellschafter und Geschäftsführer der Luftmeister GmbH, 79199 Kirchzarten, Erfinder des Luftenergiezählers und DIN-Arbeitskreisleiter für DIN 94 701.  www.luftmeister.de

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