Die Sanierung der Kfz-Werkstatt der Stadtreinigung Hamburg umfasste neben der Installation von Deckenstrahlplatten ZFP von Zehnder auch die energetische Erneuerung der Gebäudehülle, die Installation einer LED-Beleuchtung sowie die Erweiterung der PV-Anlage.
Die umfassende Sanierung der 1972 erbauten Kfz-Werkstatt brachte der Stadtreinigung Hamburg Energieeinsparungen von 73 Prozent ein. Ein wichtiger Anteil geht – neben Maßnahmen wie der energetischen Erneuerung der Gebäudehülle sowie neuer Beleuchtung und einer Erweiterung der hauseigenen PV-Anlage – auf die Installation von gut 400 m2 Deckenstrahlplatten ZFP von Zehnder für die Hallenheizung zurück.
Sie versorgen die Halle – Bruttorauminhalt 28 000 m3 - mit behaglicher Strahlungswärme und verringern den ehemals hohen Energieverbrauch. Darüber hinaus profitieren die Mitarbeiter von leisem Betrieb, behaglicher Temperierung sowie schnellen Reaktionszeiten. Zudem gibt es keine Probleme mehr mit aufgewirbeltem Staub und trockener Raumluft.
Wärmeverbrauch war viel zu hoch
Die Stadtreinigung Hamburg befindet sich im Zentrum der Hansestadt und beschäftigt mehr als 4000 Mitarbeiter. Zuständig sind sie für Müllabfuhr, Straßenreinigung, Winterdienst sowie die öffentlichen Toiletten der Stadt Hamburg. Für diese Aufgaben stehen mehr als 1200 Einsatzfahrzeuge bereit, deren Funktionstüchtigkeit in hauseigenen Werkstätten sichergestellt wird.
Die Kfz-Werkstatt war mit der Zeit zum größten Energieverbraucher im Gebäudebereich der Stadtreinigung geworden und damit allein für 50 Prozent des Gebäudewärmeverbrauchs am Hauptstandort verantwortlich. Also entschied man sich für eine grundlegende Sanierung mit dem Ziel, das Gebäude auf KfW-Effizienzhaus-70-Standard zu bringen. Die zweigeschossige und teilweise unterkellerte Kfz-Werkstatt in Skelettbauweise hat eine Fläche von gut 2600 m2 bei einer Gebäudehöhe von rund 11 m. Sie wird neben Reparaturen und Wartungen auch für Schweiß- und ähnliche Arbeiten genutzt.
Es wurden 73 Prozent Energie eingespart.
Altes Heizsystem mit vielen Nachteilen
Der hohe Energieverbrauch lag vor allem am Heizsystem, bestehend aus veralteten und ineffizient arbeitenden Heizlüftern. Das System war laut und erzeugte eine ungünstige Temperaturschichtung innerhalb der Halle mit einer ca. 10 bis 15 K höherer Temperatur unter der Decke als am Hallenboden. Daher musste mit einem erheblich größeren Energieeinsatz gearbeitet werden, damit die Mitarbeiter in der Halle überhaupt etwas von der Wärme spürten.
Eine Erhöhung der Vorlauftemperaturen blieb wirkungslos, da die Wärme damit nur noch schneller direkt unter die Decke stieg. Zudem führte die starke Konvektion zu einer störenden Staubaufwirbelung. Zusätzlich verpuffte die Wärme sofort, sobald auch nur eines der 27 Außentore der Halle für einen Fahrzeugwechsel geöffnet wurde. Dies geschieht mehrfach täglich und daher ging dadurch viel Energie verloren.
Umfassende Sanierungs-Randbedingungen
Neben weiteren Maßnahmen, wie der energetischen Erneuerung der Gebäudehülle, der Installation einer LED-Beleuchtung sowie der Erweiterung der PV-Anlage von 37 auf 83 kWp, war der Austausch des Heizsystems ein zentrales Element des Sanierungsprojekts, um langfristig Energiekosten zu senken. Daher begab man sich auf die Suche nach geeigneten Systemalternativen.
Gasstrahler wurden bereits häufiger bei der Stadtreinigung Hamburg eingesetzt, allerdings erfüllten sie nicht die gestellten Anforderungen hinsichtlich Komfort und Regelbarkeit. Selbst bei neuen Warmluftheizungen besteht weiterhin das Problem der Staubaufwirbelung. Darüber hinaus nehmen diese aufgrund des großen Volumens einen nicht unerheblichen Platz ein, den es schlicht nicht gab. Eine Fußbodenheizung war ebenfalls keine Alternative, da in der Halle ein konstanter Schwerlastverkehr vorliegt. Zudem kam ein aufwändiger Umbau des bestehenden Bodens samt eingeschränkter Nutzbarkeit der Halle in dieser Zeit nicht in Frage.
Mit diesen Randbedingungen startete eine intensive Recherche, wobei man auf die Deckenstrahlplatten von Zehnder stieß. Gemeinsam mit dem Fuhrparkleiter wurden diverse Referenzprojekte begutachtet.
Schnelle Montage
Schließlich wurden insgesamt 17 Reihen Deckenstrahlplatten ZFP von Zehnder mit einer Länge von jeweils 11 bis 22 m installiert. Dies entspricht einer Fläche von 416,4 m² bzw. 283 lfm. Das geringe Gewicht der Deckenstrahlplatten begünstigte die Montage, da das Dach durch zusätzliche Dämmung und PV-Module bereits am Rande der Belastungsgrenze angekommen war. Sämtliche Deckenstrahlplatten wurden innerhalb einer Arbeitswoche durch Zehnder montiert und anschließend von den hauseigenen Handwerkern ans Heizungsnetz angeschlossen. Das Tagesgeschäft in der Halle wurde dabei kaum beeinträchtigt.
Breite Palette von Vorteilen
In Hamburg kommt dem Strahlungsprinzip der Deckenstrahlplatten eine hohe Bedeutung zu: Denn bei einem Rauminhalt von 28.000 m3 ist es ausschlaggebend, ob die Wärme via Strahlung oder Konvektion übertragen wird. Während die alten Lufterhitzer zuerst tausende Kubikmeter Luft erhitzen musste, bevor diese schließlich Menschen und Gegenstände erreichte, funktionieren die Deckenstrahlplatten eleganter und sparsamer: Nach dem Vorbild der Sonnenstrahlung erwärmen sie Körper und Oberflächen im Raum, wodurch die Wärme dort ankommt, wo sie benötigt wird. Somit bleibt die Raumluft um bis 3 K kälter als bei gewöhnlichen Wärmeverteilsystemen und damit sinkt auch der Energieverbrauch.
Dieses Merkmal kommt beim häufigen Öffnen und Schließen der großen Tore der Kfz-Werkstatt besonders zum Tragen, da so nur ein geringer Teil der Wärme nach draußen verloren geht. Um den bereits hohen Strahlungsanteil zusätzlich zu erhöhen – auf bis zu 89 Prozent - und damit die thermischen Verluste auf ein Minimum zu beschränken, wurden einige Deckenstrahlplatten mit einem Strahlungsschirm ausgestattet. Darüber hinaus bringt die Wärmeversorgung via Strahlung zahlreiche Vorteile mit sich: Die Deckenstrahlplatten erhöhen Komfort und Behaglichkeit, denn der Betrieb ist leise, es entsteht keine trockene Raumluft und wegen der stufenlosen Regelung lässt sich die Temperatur exakt den individuellen Bedürfnissen anpassen. Zudem entsteht durch die Beheizung mit Deckenstrahlplatten nahezu keine Luftbewegung und somit keine Aufwirbelung von Staub oder anderen Partikeln.
Strahlungswärme kommt dort an, wo sie benötigt wird.
Während die alten Heizlüfter aufgrund von Staub- und Rußablagerungen häufig gewartet und gereinigt werden mussten, sind die Deckenstrahlplatten wartungsfrei bei einer gleichzeitig langen Lebensdauer. Dies reduziert nicht nur die laufenden Betriebskosten, sondern erleichtert auch die Instandhaltung des gesamten Heizsystems. Die optionale Kühlfunktion der Deckenstrahlplatten wurde in Hamburg nicht benötigt, ließe sich allerdings jederzeit nachrüsten.
Randbedingungen
Der gesamte Betriebsplatz der Stadtreinigung Hamburg ist an das Fernwärmenetz mit einer Leistung von knapp einem Megawatt angeschlossen. Die Systemtemperaturen richten sich witterungsgeführt nach der Kfz-Werkstatt, da alle anderen Bereiche weniger Vorlauftemperatur benötigen. Die Werkstatt ist auf 70 °C Vorlauf- und 55 °C Rücklauftemperatur bei - 12 °C Außentemperatur ausgelegt, die Raumtemperatur liegt dabei konstant bei 18 °C. Ab einer Außentemperatur von 14 °C schaltet sich die Beheizung selbstständig ab.
Der Tausch des Heizsystems war Bestandteil der Sanierung zum KfW-Effizienzgebäude 70. Für die gesamte Maßnahme konnten 27,5 Prozent des bei der KfW aufgenommenen Kredits über einen Tilgungszuschuss gefördert werden.
Fazit
Die Effizienz der Maßnahme lässt sich anhand der ersten Verbrauchswerte belegen: Im Zeitraum von April 2023 bis März 2024 sank der Energieverbrauch um 657 500 kWh, was nach Berücksichtigung der unterschiedlichen Witterungseinflüsse einer Energieeinsparung von 72,9 Prozent entspricht. Das lässt sich so genau beziffern, da im Zuge der Sanierungsarbeiten auch in moderne Mess-, Steuer- und Regelungstechnik investiert wurde.
Bemerkenswert ist dabei, dass diese Einsparung erzielt wurde, obwohl die Hallentemperaturen nach der Sanierung höher sind als zuvor. Dies verdeutlicht den hohen Wirkungsgrad der neuen Heiztechnik sowie die Vorzüge des Strahlungsprinzips.
Vertriebsleiter bei der Zehnder Group Deutschland GmbH, Lahr.
Bild: Zehnder / Himmelsbach
Bild: Zehnder / Bach
Insgesamt wurden 17 Reihen Deckenstrahlplatten Zehnder ZFP mit einer Länge von jeweils 11 m bis 22 m installiert. Das geringe Gewicht der Deckenstrahlplatten begünstigte die Montage, da das Dach durch zusätzliche Dämmung und PV-Module bereits am Rande der Belastungsgrenze angekommen war.
Bild: Zehnder
Um den Strahlungsanteil zusätzlich zu erhöhen wurden einige Deckenstrahlplatten mit einem Strahlungsschirm ausgestattet.
Bild: Zehnder
Nach dem Vorbild der Sonnenstrahlung kommt die Wärme der Deckenstrahlplatten mit hoher Effizienz genau dort an, wo sie benötigt wird. Beim häufigen Öffnen und Schließen der großen Tore der Kfz-Werkstatt geht so nur ein geringer Teil der Wärme nach draußen verloren.
Gebäudedaten Kfz-Werkstatt:
Bauart: Teilweise unterkellertes, zweigeschossiges Nichtwohngebäude in Skelettbauweise
Bebaute Fläche: 2622 m2
Bruttorauminhalt: 28 000 m3
Raumhöhe: ca. 11 m
Dach: 17-fach untergliedertes Sheddach mit jeweiliger Dachneigung von 25°
Produkt: Deckenstrahlplatten Zehnder ZFP, 17 Reihen mit 11 bis 22 m Länge (teilweise mit Strahlungsschirm), 416,4 m² / 283 lfm
Material: Stahlblech, verzinkt
Vorlauftemperatur Heizen: 70 °C
Rücklauftemperatur Heizen: 55 °C
Raumtemperatur: 18 °C
Wärmeversorgung: Fernwärme mit knapp 1 MW
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