15. Feb 2019

Energieverbrauch vor der Sanierung – Aufteilung der spezifischen Verbrauchswerte auf die beheizte Nettogrundfläche … ©Bild: Fraunhofer Institut für Bauphysik

… und Energieverbrauch nach der Sanierung – Aufteilung der spezifischen Verbrauchswerte auf die beheizte Nettogrundfläche. ©Bild: BMWi

Für die Dämmung wurden passgenaue Fassadenelemente vorgefertigt. ©Bild: Pape oder Semke Architekturbüro

Als Fenster wurden neu entwickelte Passivhausfenster mit dreifacher Wärmeschutzverglasung in glasleistenlosen Rahmenprofilen aus Holz mit einer Aluminiumabdeckung verbaut. ©Bild: Pape oder Semke Architekturbüro

Projekt des Monats: Berufskolleg in Detmold erzeugt mehr Energie als es verbraucht

(PM) Ein Plus, das sich sehen lassen kann! Das Felix-Fechenbach-Berufskolleg in Detmold produziert mehr Energie, als es verbraucht. Nach Abschluss der Sanierung im Jahr 2016 weist der Monitoring-Bericht nun aus, dass die PV-Module auf den Dachflächen bilanziell einen Stromüberschuss von 42.5 MWh im ersten Betriebsjahr erzielten. Zudem konnte der Heizwärmebedarf im Vergleich zum Ausgangszustand um rund 80 Prozent reduziert werden.


Das Energiekonzept der Detmolder Schule wurde im Rahmen des Ideenwettbewerbs Schule 2030 vom deutschen Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) ausgezeichnet.

Bestandsgebäude aus den 1950er und 1960er Jahren
Rund 3600 Schülerinnen und Schüler besuchen das Felix-Fechenbach-Berufskolleg mit seinen 58 Klassenräumen. Die Gebäude entstanden abschnittsweise zwischen 1954 und 1962. In ihrem Ursprungszustand bestand die tragende Konstruktion überwiegend aus 38.6 Zentimeter dicken Mauerwerkswänden (U-Wert als Masszahl für die Transmissionswärmeverluste 1.19) und 20 Zentimeter dicken Stahlbetondecken. Die obersten Geschossdecken (U-Wert 2.69) und das Dach (U-Werte zwischen 2 und 2.5) waren nicht gedämmt. Veraltete Holzfenster, die teilweise durch Aluminiumfenster ersetzt waren, führten aufgrund ihrer hohen U-Werte (U-Wert 4.3) zu ungünstigen Transmissionswärmeverlusten. Die Beheizung der Gebäude erfolgte über einen Fernwärmeanschluss. Für die Abdeckung der Spitzenlasten sorgte ein Gasheizkessel. Die beheizte Nettogrundfläche (= Energiebezugsfläche EBF) beträgt 9373 m2, das beheizte Gebäudevolumen 38‘076 m3. Die Sanierung zwischen 2010 und 2016 kostete insgesamt rund 8.5 Millionen Euro.

Sanierung bei laufendem Schulbetrieb
Die Sanierung musste bei laufendem Unterrichtsbetrieb erfolgen. Dadurch, dass vorgefertigte Fassadenelemente (Holztafelelemente) verbaut wurden, konnte der Zeitaufwand erheblich reduziert werden. Die Elemente wurden nach einem 3-D-Scan der Fassade passgenau gefertigt. Der Raum zwischen den Holzstegen ist mit Zellulose-Einblasdämmung befüllt. Als Fenster wurden neu entwickelte Passivhausfenster mit dreifacher Wärmeschutzverglasung in glasleistenlosen Rahmenprofilen aus Holz mit einer Aluminiumabdeckung verbaut. Die Dämmung der obersten Geschossdecke erfolgte – wie bei den Aussenwänden – durch den Einbau vorgefertigter Holztafelelemente. Auch hier sind die Zwischenräume mit Zellulose- Einblasdämmung befüllt.

Die statisch notwendigen wärmebrückenrelevanten Stahlbeton-Widerlager der Sparrendachkonstruktion bekamen einen Schott aus Vakuumdämmung verpasst. Auf die bestehende Bodenplatte wurde eine Vakuumdämmung aufgebracht, auf der der neue Fussbodenaufbau aus Holzweichfaser, Estrich und Linoleum-Belag montiert wurde.

Heizwärmebedarf um 80 Prozent reduziert
Der Energieverbrauch der biomasse-basierten Fernwärme-Heizung beträgt im Klassenraum rund 24 kWh/(m²a) und konnte im Vergleich zum Ausgangszustand um mehr als 80 Prozent reduziert werden. Bei Tiefbauarbeiten wurden die Zuleitungen erneuert und gedämmt. Die unterm Strich deutlich verbesserte Gebäudedämmung ermöglicht es, die Vorlauftemperaturen der Heizung zu senken.

Hybrides Lüftungskonzept für die Klassenzimmer
Zur Belüftung der Klassenzimmer kommt ein hybrides Lüftungskonzept zum Einsatz: Es besteht überwiegend aus der Kombination dezentraler Lüftungsgeräte und einer manuellen Fensterlüftung. Der Wärmerückgewinnungsgrad der Anlagen liegt bei rund 85 Prozent. Die Regulierung der Lüftungsanlage erfolgt bedarfs- und raumbezogen. Die dezentralen Lüftungsgeräte werden sowohl Zeit- als auch CO2- gesteuert betrieben. In heissen Sommerphasen werden die Gebäude durch eine Nachtlüftung gekühlt. Dabei benötigt die Lüftungsanlage keine zusätzlichen Kühlaggregate. Die massiven Bauteile speichern die kühlere Temperatur der Nachtluft und geben sie am folgenden Tag ab. Im Umkehrfall kann die von den internen Wärmequellen abstrahlende Wärme gespeichert und zeitversetzt zur Erwärmung abgegeben werden.

Strombedarf durch selbst erzeugten Strom komplett gedeckt
In die Dachflächen der Gebäude sind PV-Module mit einer Gesamtmodulfläche von 2768 m2 integriert. Die PV-Anlage hat eine Leistung von 352 kW. Dem Jahresertrag von rund 285‘630 kWh steht ein Strombedarf von lediglich 122‘263 kWh/a gegenüber. Der Strombedarf wird komplett durch den selbst erzeugten Strom gedeckt, die Überproduktion wird in das öffentliche Netz eingespeist.

In zwei separaten Klassenzimmern wird der Stromverbrauch für ein regelmässiges Monitoring erfasst: Die grössten Stromverbraucher sind dabei das Whiteboard und der Lehrer-PC mit rund 4.3 kWh/(m2a). Ein dezentrales Lüftungsgerät verbraucht zwischen 2.3 und 3.3 kWh/(m2a) – in Abhängigkeit von Belegungsdichte und Unterrichtszeiten. Die tageslichtgesteuerte Beleuchtung benötigt 1.7 bis 2.0 kWh/(m2a). Bei der Beleuchtung wurden weitgehend bereits vorhandene präsenz- und tageslichtgesteuerte Leuchtstofflampen beibehalten. In den restlichen Bereichen wurde LED-Technik eingebaut.

Die Bilanz kann sich sehen lassen
Ein von der der Hochschule Ostwestfalen-Lippe seit Abschluss der Sanierung umgesetztes Monitoring belegt, dass die Schule das Ziel der primärenergetischen Plusenergiebilanz bereits seit der Fertigstellung 2016 erreicht hat (siehe ee-news.ch vom 19.9.2019 >>). Die Sanierung reduzierte den Endenergieverbrauch für Wärme um ca. 65 Prozent.

Das Berufskolleg in Detmold ist eine von deutschlandweit zwölf Eneff-Schulen. In der Forschungsinitiative Energieeffiziente Schulen – Eneff-Schule wurden insgesamt zwölf Demonstrationsvorhaben vom deutschen Bundeministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert, davon sieben Sanierungen. Sie sollen zeigen, welche Massnahmen technisch umsetzbar sind, wie viel Energie sich dadurch einsparen lässt und wie viel das kostet. Gleichzeitig erhebt eine sozialwissenschaftliche Evaluation die Einflüsse auf das Nutzerverhalten und die Akzeptanz der Massnahmen sowie Auswirkungen auf den Lernkomfort und den Schulalltag.

Text: Energieagentur NRW

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