beispiele:nichtwohngebaeude:passivhaus-schwimmbaeder
Unterschiede
Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen angezeigt.
Beide Seiten der vorigen RevisionVorhergehende ÜberarbeitungNächste Überarbeitung | Vorhergehende ÜberarbeitungNächste ÜberarbeitungBeide Seiten der Revision | ||
beispiele:nichtwohngebaeude:passivhaus-schwimmbaeder [2014/01/20 11:58] – cweber | beispiele:nichtwohngebaeude:passivhaus-schwimmbaeder [2015/09/04 14:52] – jbreitfeld | ||
---|---|---|---|
Zeile 1: | Zeile 1: | ||
+ | ====== Monitoring Passivhaus-Hallenbad Lünen ====== | ||
+ | |||
+ | ===== Einleitung ===== | ||
+ | |||
+ | Das Hallenbad Lünen wurde als Passivhaus-Hallenbad nach dem Konzept der Grundlagenuntersuchung [[http:// | ||
+ | |||
+ | ===== Das Konzept: Das Passivhaus-Hallenbad Lünen ===== | ||
+ | |||
+ | Bei dem Passivhaus-Hallenbad in Lünen handelt es sich um ein Sportbad mit insgesamt fünf Becken. Die Energiebezugsfläche (EBF) des gesamten Hallenbades beträgt 3.912 m², die Wasserfläche der insgesamt fünf Becken 850 m². Es gibt ein kombiniertes Eltern-Kind- und Warmbecken (175 m²), ein Lehrbecken (100 m²) mit Hubboden sowie zwei Sportbecken mit insgesamt neun Bahnen (Länge: 25 m / Fläche: 575 m²). Im Jahr 2012 haben über 208.000 Besucher das Hallenbad an der Lippe genutzt, insbesondere Vereine und Schulen sind dabei stark vertreten. \\ | ||
+ | |||
+ | Das Gebäude wurde von dem Architekturbüro „nps tchoban voss“ (npstv) aus Hamburg entworfen und geplant. Die Planung der gesamten Haus-, Lüftungs- und Schwimmbadtechnik erfolgte durch das Ingenieurbüro ENERATIO aus Hamburg. Die energetische Beratung und Qualitätssicherung erfolgte durch das Passivhaus Institut Darmstadt. Bauherrin und Initiatorin ist die Bädergesellschaft Lünen. \\ | ||
+ | |||
+ | Das Passivhaus-Hallenbad in Lünen verfügt über eine thermisch sehr hochwertige Gebäudehülle, | ||
+ | |||
+ | Zusätzlich zum Grundlagenkonzept wird im Lippe-Bad für die Heizungs- und Warmwasserbereitung Niedertemperaturwärme aus der Gehäuse-Kühlung sowie der Abgaskühlung (Brennwertnutzung) der beiden unmittelbar benachbarten Blockheizkraftwerke des Fernwärmenetzes Lünen genutzt. Damit wurde eine primärenergetisch extrem günstige Wärmeversorgung realisiert. Denn im Normalfall würde diese als Abwärme weggelüftet bzw. als Abgaswärme freigesetzt werden. Zudem verfügt das Fernwärmenetz aufgrund eines hohen Anteils regenerativer Energie über einen sehr niedrigen Primärenergiefaktor. Die Anlage ist ein gutes Beispiel dafür, wie Energieeffizienz bei Gebäude und Technik sowie die Nutzung erneuerbarer Energie zu Synergien führen, die eine wirklich überzeugende Gesamtlösung ermöglichen. \\ | ||
+ | |||
+ | Die Beheizung des Bads findet ausschließlich über die Zuluft-Nacherwärmung statt, auf statische Heizflächen sowie Fußbodenheizung konnte verzichtet werden, womit sich die Vorzüge des Passivhaus-Konzeptes in Bezug auf technische Vereinfachung auch im Hallenbadbereich zwanglos umsetzen ließen. \\ | ||
+ | |||
+ | Details zum Gebäude, zur integralen Planung und Realisierung des Projektes sind in dem Bericht zur integralen Planung des Bades [[http:// | ||
+ | \\ | ||
+ | |{{: | ||
+ | |// | ||
+ | \\ | ||
+ | ===== Betriebsweise ===== | ||
+ | |||
+ | Die bisherige Betriebszeit zeigt, dass das Bad im Regelbetrieb gut funktioniert und die Badegäste das Angebot gut angenommen haben. \\ | ||
+ | |||
+ | Während der ersten Betriebsmonate wurden diverse Optimierungen insbesondere im Bereich der Wasser- und Lüftungstechnik vorgenommen. Auch im Bereich der Festverglasung in den Hallen sind Nacharbeiten notwendig gewesen. \\ | ||
+ | |||
+ | Während der Sommerpause (09.07.-21.08.2012) war das Hallenbad geschlossen. Diese Zeit wurde wie üblich u.a. genutzt um Revisionsarbeiten durchzuführen; | ||
+ | |||
+ | Zur Optimierung der Wasserqualität wurde zeitweise Aktivkohle zugeführt. In den Wasserkreisläufen wurden später die Filtertechnik (Kornkohlefilter) sowie die Umwälzmengen angepasst. Diese Maßnahmen haben den Stromverbrauch für die Pumpenenergie und den Frischwasserverbrauch merklich erhöht. \\ | ||
+ | |||
+ | Die Wärmeversorgung wurde ab Juni 2012 ergänzt: Zusätzlich wurde das im Bad befindliche Biogas-BHKW auf Direkteinspeisung in den Badkreislauf umgebaut. Bereits im Mai wurde die Baugröße des Fernwärmeeinspeisezählers geändert. \\ | ||
+ | \\ | ||
+ | |||
+ | ===== Wärme- und Stromverbrauch ===== | ||
+ | |||
+ | Von Interesse sind als Erstes die Gesamtverbrauchswerte von Wärme- und Strombezug des Hallenbades. Im Juli und August ist in Abbildung 2 deutlich die Schließungszeit (vgl. Abschnitt [[beispiele: | ||
+ | \\ | ||
+ | |{{: | ||
+ | |**// | ||
+ | \\ | ||
+ | Wird der Verbrauch der dargestellten Monate auf ein Gesamtjahr umgerechnet, | ||
+ | |||
+ | Die Lieferung der Wärme für alle Verbraucher erfolgt aus den vier Quellen Direktbezug vom Biogas-BHKW (erst ab Juni 2012) (33,9 %), Abgaswärmetauscher von zwei BHKWs (Brennwertnutzung) (33,5 %), Gehäuseabwärme von zwei BHKWs (16,6 %) sowie Fernwärmenetz Stadt Lünen (16 %). \\ | ||
+ | |||
+ | Der gesamte Heizenergieverbrauch des Bades setzt sich zusammen aus den drei Bereichen Beckenwassererwärmung, | ||
+ | |||
+ | In Abbildung 3 sind die elektrischen Verbrauchswerte getrennt nach fünf Hauptbereichen dargestellt (Jahressumme 156 kWh/ | ||
+ | \\ | ||
+ | |{{: | ||
+ | |// | ||
+ | \\ | ||
+ | Die Stromversorgung des Bades wird durch Netzbezug sowie eigene Solarstromproduktion sichergestellt. Das Bad verfügt über eine große PV-Anlage auf dem Dach (91 kWp) sowie zwei im Außenbereich aufgestellte PV-Tracker (19,7 kWp). Zeitweilige Stromüberschüsse sowie die komplette Stromproduktion der PV-Tracker werden in das öffentliche Netz eingespeist. Vom verbrauchten Strom im Hallenbad konnten knapp 12 % mit Solarstrom gedeckt werden. Zusätzlich wurden 6,2 kWh/(m²a) Solarstrom eingespeist (entspricht absolut über 24.200 kWh). Beim Strom liegt in diesem Fall, trotz der hohen Effizienz der Gebäudetechnik somit immer noch ein deutlich höherer Verbrauch im Hallenbad vor, als mit der PV-Anlage im Jahresdurchschnitt erzeugt werden kann. Dies unterstreicht die Notwendigkeit der Entwicklung und des Einsatzes stromeffizienter Techniken. \\ | ||
+ | |||
+ | Bezieht man diese gesamten Jahresverbrauchswerte für Wärme und Strom auf die Beckenfläche von 850 m², so ergeben sich die folgenden spezifischen Verbrauchswerte: | ||
+ | \\ | ||
+ | **Wärmebezug: | ||
+ | |||
+ | Strombezug: | ||
+ | \\ | ||
+ | Der Vergleich mit anderen Bädern gestaltet sich nicht einfach, denn es sind nur wenige verlässliche bzw. geeignete Vergleichsdaten bekannt. Bei den verfügbaren Literaturangaben ([[beispiele: | ||
+ | \\ | ||
+ | |{{: | ||
+ | |// | ||
+ | \\ | ||
+ | |||
+ | Bereits diese erste Orientierung zeigt deutlich, dass die Verbrauchswerte in Lünen bereits im ersten Betriebsjahr deutlich unter den Mittelwerten der Literatur liegen: Im Wärmebereich liegt der Messwert fast 70 % unter dem Literaturmittelwert, | ||
+ | |||
+ | Hinzu kommt, dass eine im Lippe-Bad installierte umfangreiche Abwasseraufbereitungsanlage, | ||
+ | |||
+ | Das erste Betriebsjahr im Lippe-Bad war, wie es bei gerade in Betrieb genommenen Neubauten im Nichtwohnbau generell der Fall ist, gekennzeichnet durch die Einregulierung der komplexen Gebäudetechnik. Die Auswertung der Messdaten verdeutlicht, | ||
+ | \\ | ||
+ | |||
+ | ===== Lüftungskonzept ===== | ||
+ | |||
+ | Zur Versorgung der unterschiedlichen Gebäudebereiche werden insgesamt sechs Lüftungsgeräte mit Nachheizregistern betrieben, welche sich im Keller des Gebäudes befinden. Eingesetzt werden zwei unterschiedliche Gerätetypen. Bei den Hallengeräten handelt es sich um eine Sonderanfertigung mit je zwei Kreuzstrom- und einem Gegenstromwärmeübertrager in Reihe. Eines der Geräte ist mit einer Wärmepumpe ausgerüstet, | ||
+ | |||
+ | Der Lüftungstechnik kommt in einem energieoptimierten Hallenbad eine Schlüsselfunktion zu. In der Einregulierungsphase konnte – trotz der bereits guten Ergebnisse – noch nicht das vollständige Potenzial ausgenutzt werden: Die Hallenfeuchte kann noch weiter erhöht werden, die Regelung der Geräte muss noch weiter optimiert werden. \\ | ||
+ | |||
+ | Die Analyse zeigt außerdem, dass der Umluftvolumenstrom in Summe aller Geräte des Hallenbades im Mittel etwa 70 % beträgt, der Außenluftvolumenstrom dagegen nur 30 %. Nur Letzterer ist für die Entfeuchtung der Hallen und für die Einhaltung der Luftqualität (Abtransport von Schadstoffen) notwendig. Der Umluftvolumenstrom dagegen ist nur vorgesehen, um eine gute Durchmischung der Hallenluft sicherzustellen, | ||
+ | |||
+ | Im Zuge des Monitorings wurden verschiedene Versuchsreihen zur Auswirkung der höheren Hallenfeuchte und des geringen Umluftvolumenstroms durchgeführt. Damit konnten die erheblichen Auswirkungen auf den Heizwärme- und Stromverbrauch aus der Grundlagenuntersuchung auch in der Praxis bestätigt werden. \\ | ||
+ | |||
+ | Die Regelung der Lüftungsgeräte erfolgt nach dem Sollwert der Raumluftfeuchte, | ||
+ | \\ | ||
+ | |{{: | ||
+ | |// | ||
+ | \\ | ||
+ | Durch einen Nebelversuch zur Visualisierung der Raumluftströmung wurde festgestellt, | ||
+ | \\ | ||
+ | |||
+ | ===== Vergleich der Messdaten mit der Energie-Projektierung ===== | ||
+ | |||
+ | Die Möglichkeit, | ||
+ | |||
+ | Die vorliegenden Messdaten aus dem Monitoring wurden verwendet, um die Annahmen, Ansätze und Berechnungsmethoden der Energiebilanz zu überprüfen und weiter zu verbessern. Nur im Bereich der Beckenwassererwärmung war eine größere Anpassung der Berechnungsannahmen notwendig. An dieser Stelle lagen die Messdaten deutlich unter den prognostizierten Werten. Die Hauptursache für diese Abweichung waren die während der Planungsphase bewusst auf der sicheren Seite eher hoch angesetzten Verdunstungsmengen. Es lagen keine verlässlichen Daten für eine plausible Einschätzung vor. Die vorgestellten Messdaten bestätigen, | ||
+ | |||
+ | Abgesehen von der Beckenwassererwärmung wurde die Größenordnung der restlichen Hauptverbraucher (Raumheizung, | ||
+ | \\ | ||
+ | |{{: | ||
+ | |// | ||
+ | \\ | ||
+ | Den größten Anteil des gesamten Endenergieverbrauchs macht die Erwärmung des Warmwassers (Beckenwasser und restliches Trinkwarmwasser) aus, gefolgt von der Summe der Stromverbraucher. Im Folgenden sind einige ausgewählte Erkenntnisse der bisherigen Datenauswertung aus dem Lippe-Bad für ausgewählte Teilbereiche im Zusammenhang mit der Projektierung erläutert. \\ | ||
+ | \\ | ||
+ | |||
+ | ==== Energiebilanz der Beckenwassererwärmung ==== | ||
+ | |||
+ | Der Energiebedarf für die Beckenwassererwärmung wird im Wesentlichen von zwei Faktoren bestimmt: Dem Frischwasserbedarf des Beckens, sowie von den Netto-Wärmeverlusten (Wärmeverluste abzüglich Wärmegewinne). Der Gesamtenergieverbrauch für die Beckenwassererwärmung war deutlich niedriger als projektiert - trotz höherer Frischwassermengen und niedrigerer Hallenfeuchte als im Konzept vorgesehen. Für ein besseres Verständnis der Zusammenhänge wurden die Monitoringdaten heran gezogen um für jeden Beckenkreislauf eine detaillierte Energiebilanz aufzustellen. \\ | ||
+ | |||
+ | Die wesentlichen Einflussgrößen der Energiebilanz eines Beckenwasserkreislaufs im Schwimmbad sind: Verdunstung, | ||
+ | \\ | ||
+ | |{{: | ||
+ | |// | ||
+ | \\ | ||
+ | Von besonderer Relevanz für die Energiebilanz des Hallenbades ist die Auswertung der Beckenwasserverdunstung. Die ersten Ergebnisse sind in Abbildung 8 dargestellt: | ||
+ | \\ | ||
+ | |{{: | ||
+ | |// | ||
+ | \\ | ||
+ | Neben den Wärmeverlusten über die Beckenwasserverdunstung, | ||
+ | \\ | ||
+ | |||
+ | ==== Trinkwarmwasser: | ||
+ | |||
+ | Um den Energieverbrauch für das Dusch-Warmwasser zu reduzieren, wurden im Lippe Bad als konkrete Maßnahme u. a. wassersparende Armaturen mit einem Durchfluss von 6 Liter pro Minute eingesetzt. Zudem wird auf eine dauerhafte Zirkulation des Trinkwarmwassers (TWW) bei 60°C verzichtet. | ||
+ | |||
+ | Für die Energiebilanz des TWW wurde angenommen, dass die Badegäste im Durchschnitt 3 Minuten bei 40°C duschen, also 18 Liter pro Person verbrauchen. Der äquivalente Warmwasserverbrauch wird aus den Messdaten mit ca. 18,5 Liter/ | ||
+ | \\ | ||
+ | |||
+ | ==== Strom: Energiebedarf vs. Verbrauch ==== | ||
+ | |||
+ | Der Stromverbrauch des Schwimmbades ist ausschlaggebend für den Gesamtprimärenergiekennwert und entsprechend ist eine hohe Elektroeffizienz unerlässlich. Die Erstabschätzung während der Planungsphase war an verschiedenen Stellen bewusst zu pessimistisch angesetzt und hat sich dennoch in der Praxis mit relativ geringer Abweichung bestätigt. Auf Basis der Datenanalyse ist der höher als zu erwartende Stromverbrauch des Lippe Bades an dieser Stelle mit der nicht endgültig optimierten Betriebsweise (insbesondere die Lüftungsregelung) und der angepassten Wasseraufbereitungstechnik zu erklären. Hier besteht weiteres nennenswertes Einsparpotential. \\ | ||
+ | \\ | ||
+ | |||
+ | ===== Gesamtbewertung ===== | ||
+ | |||
+ | Das Hallenbad Lünen hat trotz der typischen Effekte der Einregulierungszeit einen sehr guten Energiekennwert im ersten Messjahr erreicht. Die Maßnahmen aus der Planung haben den beabsichtigten Erfolg erzielt. Wie an verschiedenen Stellen in diesem Artikel beschrieben, | ||
+ | |||
+ | Das Monitoring hat bereits jetzt gezeigt, dass sich die in der Voruntersuchung identifizierten Einsparpotentiale in der Praxis realisieren lassen. Die weitere Analyse der Daten aus dem Lippe-Bad, sowie aus dem noch laufenden wissenschaftlichen Monitoring des Passivhaus-Hallenbades Bambados in Bamberg, wird das Verständnis und den Stand des Wissens im Segment Hallenbäder deutlich verbessern.\\ | ||
+ | \\ | ||
+ | |||
+ | ===== Literatur ===== | ||
+ | |||
+ | **[ages 2007]** Zeine, Carl (Projektleiter): | ||
+ | |||
+ | **[[http:// | ||
+ | |||
+ | **[DGfdB R 60.04]** DGfdB R 60.04: Einsparung natürlicher Ressourcen in Bädern. Deutsche Gesellschaft für das Badewesen, 2002 | ||
+ | |||
+ | **[[http:// | ||
+ | |||
+ | **[Schlesiger 2001]** Schlesiger, G.: Energie- und wassersparende Maßnahmen in Bädern. In: Bundesinstitut für Sportwissenschaft, | ||
+ | |||
+ | **[[http:// | ||
+ | |||
+ | **[VDI 2089- Blatt 2]** VDI 2089, Blatt 2: Technische Gebäudeausrüstung von Schwimmbädern - Effizienter Einsatz von Energie und Wasser in Schwimmbädern; | ||
+ | \\ | ||
+ | |||
+ | ====== Siehe auch ====== | ||
+ | |||
+ | [[planung: | ||
+ | |||
+ | [[beispiele: | ||
+ | |||
+ | [[aus-_und_weiterbildung: | ||
+ | |||
+ | [[http:// | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
beispiele/nichtwohngebaeude/passivhaus-schwimmbaeder.txt · Zuletzt geändert: 2020/01/20 10:37 von cblagojevic