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FB 3 - Energie 12./13.04.2010 15. Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Lüftungskonzepte im Zuge ganzheitlicher Schulsanierungen Dipl.-Ing. Nadine.

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1 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Lüftungskonzepte im Zuge ganzheitlicher Schulsanierungen Dipl.-Ing. Nadine Kiewert Gebäudemanagement der Stadt Wuppertal Funktionsbereich 3 – Energie- und Umweltmanagement Müngstener Straße 10, Wuppertal Lüftung in Schulen – Umsetzung von Hygiene und Energieeffizienz in der Praxis

2 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Inhalt das GMW Planungsvorgaben (Vorschriften) Lüftungsarten manuell / mechanisch / hybrid Lüftungsmöglichkeiten nach Gerätestandort zentral / dezentral Projektbeispiele Controlling Fazit

3 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Gebäudemanagement der Stadt Wuppertal Eigenbetrieb nach den Bestimmungen der Gemeindeordnung Start 1999 (vorher waren die Aufgaben verschiedensten Organisationseinheiten der Stadtverwaltung zugeordnet) Ca. 430 Standorte mit Objekten Ca. 1,7 Mio. m² BGF Insgesamt ca. 420 Mitarbeiter: – 250 Hausbedienstete, Pförtner, Hausmeister – 70 Architekten und Ingenieure – 40 gewerbliche Mitarbeiter (Werkstatt) – 60 Mitarbeiter in Verwaltungsaufgaben

4 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Energieeffizienzrichtlinie - GMW März 2009

5 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Energieeffizienzrichtlinie - GMW Verbindliche Zusammenfassung und Dokumentation bestehender und neuer Regelungen Mindestvorgaben Optimierung und Vereinheitlichung der Planungsvorgaben Abweichungen im Einzelfall möglich mit Begründung Permanente Fortschreibung und Anpassung an den technischen Fortschritt und wirtschaftliche Rahmenbedingungen

6 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Zielgröße Luftqualität Zielwert IDA 4 nach DIN EN CO 2 -Gehalt ppm (über CO 2 -Gehalt in der Außenluft) - baurechtliche Mindestanforderung an Raumluftqualität - entspricht den Empfehlungen CO 2 -Gehalt kleiner ppm - Leitfaden für die Innenraumhygiene in Schulgebäuden vom Umweltbundesamt 2008: Richtwert < ppm absolut (entspr. IDA 2), - Pettenkoferzahl ppm CO 2 Kompromiss aus Luftqualität, energetischem Aufwand und Investitionsvolumen

7 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Lüftungsplanung - Vorschriften Vorgaben unter anderem in: in LüAR (brandschutztechnische Anforderungen) VDI 6035 (für dezentrale fassadenorientierte Systeme) DIN EN (Lüftung von Nichtwohngebäuden) VDI-Lüftungsregeln - VDI 3803 (bauliche und technische Anforderungen an zentrale raumlufttechnische Anlagen) VDI 2081 (Geräusch-/Lärmminderung in RLT-Anlagen)

8 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten EnEV-Vorgaben - §15 - RLT - Neuanlagen ab m³/h - Erneuerungen von Zentralgeräten oder Kanalnetzen ab m³/h 1. SFP der Einzelventilatoren mind. SFP 4 [ W/(m³ x s)] GMW: SFP 2 gewünscht [ W/(m³ x s)] 2. Wärmerückgewinnung mind. H3 nach DIN EN Betriebsstundenzahl entspr. Nutzungsrandbedingungen nach DIN V ( h) Luftvolumenstrom = Außenluftvolumenstrom Rückwärmzahl 0,4 ab V > m³/h GMW: hoher Wärmerückgewinnungsgrad (mind. 75%)

9 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Rückwärmzahl nach DIN EN VolumenstromRückwärmzahl H3 bei Betriebszeit < h h h > h m³/h---0,400,430, m³/h 0,400,430,450, m³/h 0,430,470,500, m³/h 0,500,530,580,63 > m³/h0,550,580,630,68

10 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Lüftung - manuell alleinige Stoßlüftung in den Pausen reicht nicht (bei Grenzwert ppm CO 2 ) – besser alle 20 min (Störung des Unterrichts) in der Praxis oft Kipplüftung aus akustischen Gründen vielfach nicht möglich (Verkehrslärm) thermische Behaglichkeit inakzeptabel Luftqualität infolge dessen schlecht, sowie erhöhter Lüftungswärmebedarf – CO 2 - Grenzwert wird überschritten – hohe Geruchsbelästigung – hohe Feuchtelast Studien: Untersuchung des Niedersächsisches Landesgesundheitsamtes zur Luftqualität in Schulen, Juli 2005 BINE Informationsdienst, Gebäude sanieren – Schule, 01/2006 Untersuchungen zum Raumklima und zur Fensterlüftung in Schulen, Hellwig et al, Bauphysik 31 (2009), Heft 2 IEA - ECBCS Annex 35 HybVent, Projektstudien zur Hybridlüftung Fraunhofer Institut für Bauphysik, Holzkirchen, Projektstudie zu Regelstrategien bei automatischer Fensteröffnung

11 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Lüftungsampeln – ein Hilfsmittel! aktuell 150 Lüftungsampeln im Einsatz werden auf Leihbasis an Schulen verteilt geringer Montageaufwand hohe Nutzerakzeptanz (>90% Zufriedenheit) Unterstützung zum Erlernen des richtigen Lüftungsverhaltens (Flyeraktion) Einbindung Schüler – Einforderung von richtigem Lüftungsverhalten positives Resümee der Aktion < ppm > ppm > ppm > ppm

12 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Wirkung von Kipplüftung angenommener Querschnitt: Klassen mit lichtem Lüftungsquerschnitt von 6,0 m lichte Öffnungshöhe der Oberlichter 0,4 m Öffnungsweite0,15 m 4*1,5 0,15 0,4 verbleibender Lüftungsquerschnitt: 0,94m² resultierender Luftwechsel*: 0,35 1/h *Berechnung mit Sommluft des Passivhausinstituts

13 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Planungshinweise Fenster X

14 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Planungshinweise Fenster

15 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Möglichkeit zur Öffnungsdetektion vorsehen (Heizung ausschalten) Grundriss mit Fensteröffnungen an Stirnseite Kippfunktion nicht mehr vorsehen nur noch Drehflügel (Flügelgröße optimieren um Unfallgefahr zu reduzieren) feststehende Unterlichter Bedienung ohne Schlüsselsperre Planungshinweise Fenster Gegen ganz geöffnete, in der Endstellung verbleibende (Drehflügel- )Fenster z.b. an den Stirnseiten des Klassenraumes (Fensterscharniere stirnwandseitig) bestehen bei ausreichender Brüstungshöhe keine Bedenken. Ludger Hohenberger Gemeindeunfallversicherungsverband Westfalen Lippe

16 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Lüftung - mechanisch Luftqualität genau steuerbar Nutzer braucht sich um nichts zu kümmern Eigenverantwortung wird zurück gedrängt große Querschnitte erforderlich lange Leitungswege verursachen hohe Druckverluste Strombedarf steigt mit dritter Potenz der bewegten Luftmenge (doppeltes Luftvolumen = achtfacher Strombedarf)

17 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Lüftung - hybrid Grundluftwechsel über mechanische Lüftungssysteme – CO 2 -Anstieg wird abgebremst Stoßlüftung im Zeitraster der großen Pausen – CO 2 -Konzentration sinkt wieder deutlich unter Grenzwert von ppm Vorteile: gegenüber der mechanischen Voll-Lüftung Lüftungsquerschnitte können reduziert werden Strombedarf für den Betrieb kann deutlich reduziert werden Eigenverantwortung wird gestärkt Nachteile: Nutzereinfluss kann kontraproduktiv wirken Akzeptanzproblem gegenüber mechanischer Voll-Lüftung

18 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Lüftung - Zentralgerät zentraler Aufstellort muss gegeben sein (wenn möglich im Gebäude) über GLT angebunden (gute Kontrollmöglichkeiten) WRG unproblematisch Wartung nur an einer Stelle Erstellung des Kanalnetzes im Bestand unter Umständen sehr aufwendig (Querung von Treppenhäusern, Unterzügen etc.) Brandschutzklappen erforderlich lange Leitungswege mit entsprechenden Dimensionen/Druckverlusten Hygieneinspektionen – ausreichend Revisionsöffnungen vorsehen

19 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Lüftung – dezentrale Geräte Deutlich kleinere Geräte - Einzelgeräte pro Raum oder ein Gerät, das mehrere Räume versorgt (Etagenlösung) Kein Kanalnetz erforderlich (keine externen Druckverluste) hoher Wärmerückgewinnungsgrad (Passivhaus zertifizierte Geräte) zeitlich gestaffelte Nachrüstung, z.b. in den Ferien, einfacher umzusetzen keine Erfassung über GLT Wartungsaufwand bei gleicher Anzahl von versorgten Räumen größer als beim Zentralgerät zum Teil Kondensatablauf erforderlich Schallleistungspegel Geräte beachten max. Störpegel durch maschinelle Lüftung in Klassenräumen: DIN / 35 / 40 dB(A) abhängig von Unterrichtsart VDI / 40 dB(A) hohe / niedrige Anforderungen DIN EN / 40 / (35) dB(A) von / bis / (Standard)

20 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Montagemöglichkeiten dezentraler Geräte

21 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Projekte Planung oder in Umsetzung Schulzentren Kindertagesstätten Berufsschulen Gymnasien Gesamtschule Grundschulen Modulbauten Veranstaltungssaal 12 Mensen zahlreiche Sporthallen Hybridauslegung (18m³/P) - Abluft-zentral ohne WRG - Zentralanlage mit WRG - dezentrale Anlagen mit WRG Voll-Lüftung (30m³/P) - Zentralanlage mit WRG

22 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Berufskolleg – Gewerbeschulstr. 34 Beispiel: zwei Zentralgeräte

23 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Gewerbeschulstr Konzept 23 Klassenräume, Umkleidebereiche der Kfz-Halle Hybridlüftung mit 18 m³/(h x Pers) [mech. Zu- und Abluft mit Stosslüftung in den Pausen] 1 zentrale Anlage mit ca m³/h 1 zentrale Anlage mit ca m³/h WRG mit mind. 75% über GLT zeitgesteuert

24 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Gewerbeschulstr. – Konzept/Standorte

25 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Berufskolleg – Reichsgrafenstr. 38 Beispiel: Abluftanlage mit Zuluftnachströmung

26 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Reichsgrafenstr Konzept

27 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Reichsgrafenstr Konzept ca. 100 Schüler / 4 Klassenräume mech. Abluft mit Zuluftelemente in den Fenstern 2 Abluftanlagen mit je 900 m³/h (eine Anlage pro Etage) in Nebenräumen installiert Zuluftelemente in den Fenstern mit je 30 m³/h WRG nicht möglich

28 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Gymnasium – Schluchtstraße 32/34 Beispiel: dezentrale Lüftungsgeräte

29 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Schluchtstr. – Grundriss

30 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Schluchtstr. – Grundriss

31 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Luftführung - kombiniert nur eine Fassadendurchdringung Oberlichtersatz eventueller Kurzschluss Tafelbeleuchtung gegebenenfalls berücksichtigen ©

32 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Detail – kombinierte Luftführung © stabile Trennung des Fortluftstrahls von der Ansaugöffnung thermische Grenzschicht an der Fassade wird vom Fortluftstrahl weggeblasen

33 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Gesamtschule – Florian-Geyer-Str. 9/11

34 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Florian-Geyer-Str. – Nord-Ost-Ansicht Beispiel: zentrale Zu-/Abluft

35 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Florian-Geyer-Str. – Süd-West-Ansicht

36 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Florian-Geyer-Str. – Konzept ca. 930 Schüler / 40 Klassen Hybridlüftung [18 m³/(h x Pers)] mech. Zu- und Abluft mit Stosslüftung in den Pausen Zwei Zu- und Abluftanlagen mit m³/h bzw m³/h WRG jeweils über Rotationswärmetauscher (Wirkungsgrad > 78%) Verteilnetz durch die Flure, mit einzelnen Abgängen in die jeweiligen Klassenzimmer (ohne BSK) Freigabe der Klassenlüftung über Präsenzmelder (Volumenstromboxen)

37 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Florian-Geyer-Str. - Erdgeschoss

38 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Theorie und Praxis – Turnhalle Blutfinke 70 Beispiel: Lüftungskonzept über motorisch betriebene Fenster

39 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Turnhalle – Fensterlüftung?

40 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Theorie und Praxis - Kondensatbildung

41 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Controlling Grundlage für Erfolgskontrolle bzw. Fehlersuche - Stimmen Betriebs- und Nutzungszeit überein? regelmäßige Kontrolle - auch größere Baumaßnahmen nicht vernachlässigen - Werden temporäre Zwischenlösungen auch rückgebaut?

42 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Fazit ausschließlich manuelle Fensterlüftung (im Winter) ist kaum sinnvoll in der Bestandssanierung ist ein enges Zusammenspiel aller Sanierungsbereiche erforderlich Heizung / Elektro / Warmwasser / Brandschutz Es gibt kein Lüftungskonzept, das immer passt. Nutzereinbindung in Zukunft unbedingt erforderlich um Potentiale auszuschöpfen.

43 FB 3 - Energie 12./ Fachkongress der kommunalen Energiebeauftragten Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!


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