Passivhaus macht Schule

Montessorischule in Aufkirchen

Montessorischule in Aufkirchen mit Turnhalle und Hausmeisterwohnung

 

Das haustechnische Konzept II

Lüftungsinstallation

Alle Klassenzimmer, Fachräume und Büros, sowie das Lehrerzimmer, Mehrzweckraum und Turnhalle werden mit Zuluft versorgt. Die Regelung der Luftmenge erfolgt über raumweise angeordnete Volumenstromregler, die über einen Mehrstufenschalter je Raum oder Zone dezentral geschaltet werden können. Jedem Volumenstromregler ist ein Schalldämpfer nachgeschaltet. Alle innenliegende Räume, Sanitärbereiche und Garderoben werden der Abluftzone zugeordnet. Alle Ablufträume werden mit Decken-Lufteinlässen ausgestattet. Je nach Luftmenge erfolgt die Absaugung mit Tellerventilen oder Kasten-Lufteinlässen. Überschüssige Zuluft aus den Klassen und Fachräumen strömt über Überströmöffnungen mit L30 Qualität in den Hauptflur ab und wird im OG-Aula zentral abgesaugt. Die Lüftungszentrale des Gebäudes ist im Untergeschoss angeordnet. Die Zentrale umfasst Zu- und Abluftgerät zur Innenaufstellung mit Wärmerückgewinnung durch einen Kondensationsrotor mit einem Durchmesser von1800 mm. Die Rückwärmzahl gemäß DIN beträgt bei 5840 m³/h zuluftseitig 86 %, abluftseitig 74%. Als Ventilatoren werden EC-Ventilatoren verwendet. Die spezifische Stromaufnahme beträgt weniger als 0,4 W/m³h.

Energiekonzept Heizung

Wärmeerzeugung: Block-Heiz-Kraft-Werk (BHKW) mit Gasbrennwertkessel. Die Heizzentrale befindet sich gemeinsam mit der Lüftungsanlage im Untergeschoss. Die Wärmebedarfsberechnung ergibt einen Normwärmebedarf von 76 kW. In der Wärmebedarfsberechnung werden keinerlei Wärmegewinne berücksichtigt. Mit Berücksichtigung von externen (direkte und diffuse Solarstrahlung) und internen Gewinnen (Schüler, Technik, Beleuchtung) kann bei Einhaltung des Passivhausstandards gemäß PHPP eine Heizleistung von weniger als 40 kW erreicht werden. Zum Einsatz kommt eine platzsparende, wandhängende Gas-Brennwerttherme mit einer Leistung von 60 kWth. Zusätzlich ist eine Kleinst-BHKW-Anlage mit 5,0 kWel und 12 kWth vorgesehen. Die zur Verfügung stehende Heizleistung beträgt somit 72 kWth und wird sicher ausreichen das Gebäude zu beheizen.
Die Heizgeräte sind so bemessen, dass die Nutzräume auch bei Außentemperaturen von -16°C auf 22°C beheizt werden können. Die Leistung reicht jedoch nicht aus um das Gebäude nach erheblicher Auskühlung wieder aufzuheizen. Im Passivhaus ist es deshalb üblich auf Nacht-, Wochenend- und Ferienabsenkung zu verzichten.

BHKW-Technik:

Das BHKW hat im Vergleich zu einer konventionellen Versorgung deutliche ökologische Vorteile. So kann durch die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme ein erheblicher Beitrag zur CO2-Reduzierung geleistet werden. Die Primärenergieeinsparung beträgt bis zu 36%. Die Anlage erfüllt die Emissionswerte ½-TA-Luft. Die höheren Investitionskosten können, erfahrungsgemäß in relativ kurzen Zeiträumen amortisiert werden und liegen unterhalb der Anlagenlebensdauer. Das BHKW soll mit Erdgas H betrieben werden.

Von einer mit Rapsöl bzw. Rapsmethylesther (RME) betriebenen Anlage wird abgeraten, da diese keine wesentlichen ökologischen Vorteile zu gasbefeuerten Anlagen bietet. Darüber hinaus sind bei RME-Anlagen höhere Investitions- und betriebsgebundene Kosten erforderlich, z.B. für einen Erdtank, so wie doppelt so häufige Wartungszyklen. Die Wirtschaftlichkeit wird hierdurch erheblich verschlechtert.

Die BHKW-Anlage deckt den wärmeseitigen Grundlastbedarf, für Heizwärme, als auch Warmwasser. Ausgehend von einer Laufzeit von ca. 5100 h/a beträgt der Deckungsanteil der BHKW-Anlage an der Wärmeversorgung zwischen 70% und 80%. Durch einen zusätzlichen Heizungspufferspeicher mit einem Volumen von 2m³ wird ein „takten“ des BHKW`s und ein Zuschalten der Brennwerttherme vermindert. Im Sommer dient die Abwärme zur Erwärmung des benötigten Brauchwarmwassers. Die Anlage wird wärmegeführt gefahren.

Sollte die Wärmeleistung von BHKW und Puffer nicht mehr ausreichen wird die Gas-Brennwert-Therme von der BHKW-Steuerung angefordert bzw. freigegeben. Die Brennwerttherme wird in Abhängigkeit vom benötigten Wärmebedarf gefahren. Bei dem vorgesehenen Gerät ist eine stetige Verringerung der Leistung bis zu 20% möglich. Die BW-Therme wird so dimensioniert, dass auch bei einem Ausfall der BHKW-Anlage volle Redundanz hinsichtlich der Wärmeversorgung auch an kalten Tagen gewährleistet werden kann. Das Abgas wird über Dach geführt. Die Kaminanlage hat der Brandschutzanforderung F90 zu entsprechen. Jede Anlage erhält einen separaten Kaminzug. Das Abgas der Brennwerttherme wird mit einem Luftabgassystem (LAS) D=150mm direkt über Dach geführt. Die erforderliche Verbrennungsluft für das BHKW wird aus dem UG angesaugt und in den Aufstellraum geführt. Die Anlage wird raumluftabhängig betrieben.

Den höchsten wirtschaftlichen Nutzen beim Betrieb eines BHKWs erreicht man bei vollständiger Wärmeabnahme und gleichzeitiger Nutzung des erzeugten Stroms innerhalb der Liegenschaft.

Der wirtschaftliche Vorteil wird durch die „Gewinne“ (= Verminderung der hohen Strombezugskosten) aus der Eigenstromerzeugung ermöglicht. Aufgrund der steuerlichen Vorteile für KWK-Anlagen beim Erdgas können niedrige Wärmepreise, auch unter Berücksichtigung der regelmäßig anfallenden Wartungsintervalle (ca. alle 3.500h) erreicht werden. Die elektrische Grundleistung (= Mindestbedarf) für die gesamte Liegenschaft wird voraussichtlich zwischen 2,5 und 3,5 KWel liegen. Dies entspricht bei Betrieb des BHKWs einem elektrischen Deckungsanteil von 50% bis 70% (bei voller Wärmenutzung/-Speicherung). Eine Minderung der elektrischen Anschlussleistung und der Erschließungskosten ist aufgrund der fehlenden Redundanz nicht möglich. Das BHKW wird im Netzparallelbetrieb gefahren, eine Notstromversorgung ist aus technischen Gründen (Asynchrongenerator) mit diesem Anlagentyp nicht möglich. Darüber hinaus ist eine Notstromfunktion auch seitens der Steuerungs- und Elektrotechnik äußerst aufwendig und kostspielig.

Installation und Heizkörper:

Das Gebäude wird über Heizkörper beheizt die ausschließlich in Klassenräumen, Büros und im Aulabereich angeordnet sind. Die Wärmeverteilung für die statische Heizung im Schulhauptgebäude erfolgt über einen Heizkreis (VL/RL: 70°/50°C). 5 weitere Heizkreise sind für die Luftheizung der Turnhalle der Rotunde, der Bibliothek, des Lehrerraums und der Küche vorgesehen. Darüber hinaus erhält kein Nebenraum eine Heizung. Die Heizmitteltemperaturen werden außentemperaturabhängig gleitend geregelt. Die Heizungspumpen werden über Drehzahlregelung den wechselnden Lastzuständen angepasst.

Die Verrohrung in der Zentrale und der Verteilleitungen wird aus Kupferrohren, gepresst und mit alukaschierten Mineralfaserschalen gedämmt ausgeführt. Im Sichtbereich (Zentrale, bzw. Haupttrassen) werden die Rohrleitungen mit einer Aluminium-Blechverkleidung ummantelt. Die Haupttrasse verläuft durchgehend an der Flurdecke des Erdgeschosses, verkleidet mit einer bauseitigen Abhängung. Sofern erforderlich sind in den Räumen raumhohe Röhrenradiatoren vorgesehen. Der Anschluss erfolgt von oben. In der Aula kommen Fensterbankkonvektoren zum Einsatz mit Anschluss von unten. Die Raumtemperaturregelung erfolgt mittels Thermostatventilen.