Projekt 12803/01

Entwicklung und Erprobung neuartiger Energiekonzepte und Umwelttechniken an der Kunsthalle Emden

Projektträger

Kunsthalle in EmdenStiftung Henri und Eske Nannen
Hinter dem Rahmen 13
26721 Emden
Telefon: 04921/20995

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die seit 17 Jahren bestehende Kunsthalle Emden ist um einen Erweiterungsbau ergänzt worden. Ziel des Projektes war die Reduzierung des Primärenergieverbrauches um über 50 % gegenüber einem vergleichbaren konventionell erstellten Gebäude. Als Randbedingung waren die konservatorischen Vorgaben einsprechend dem Internationalen Museumsstandard einzuhalten.
Die Erarbeitung der baulichen und technischen Optimierungen erfolgte in einem integralen Planungsprozess unter Verwendung der Ergebnisse der vorab durchgeführten Simulationsrechnungen. Zur Umsetzung der planerischen Ansätze wurde ein Energiemanagementsystem implementiert. Die hierzu erforderliche Datenerfassung wird gleichzeitig für ein Informationsterminal zur Information der Besucher genutzt.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDer integrale Planungsprozess zur Erarbeitung des architektonischen und technischen Konzeptes wurde durch folgende Simulationsrechnungen unterstützt:
· Thermische Gebäude- und Anlagensimulation (Software TAS)
· Nutzung des geothermischen Energiepotentials (Software EED)
· Tageslichtsimulation (Software SIVIEW)
Zur Erreichung der o.a. Primärenergieeinsparung wurden folgende Maßnahmen untersucht:
· Erhöhung der Tageslichtnutzung durch Shedfenster, Lichtlenkung und hohe Reflexionszahlen
· Präzise Regelung des Tageslichteinfalls entsprechend der jeweils zulässigen Werte
· Einsatz effizienter Leuchten, Anlagen und Geräte
· Optimierung der Gebäudehülle in Hinblick auf geringen Heiz- und Kühlenergiebedarf
· Erschließung des geothermischen Energiepotentials durch Erdwärmesonden
· Überwiegende Deckung der Jahresheiz- und -kühlarbeit durch erdgekoppelte Wärmepumpen
· Saisonale Speicherung der überschüssigen, im Sommer anfallenden, Wärme der Kälteanlage
· Einsatz einer Kraft-Wärme-Kopplungsanlage im Altbau
Mit Hilfe der in das Informationsterminal integrierten Messdatenerfassung und -darstellung erhalten Interessenten nachvollziehbare, aktuelle und aufbereitete Informationen zum Gebäude, zum Energie- und Lichtkonzept sowie zur aktuellen energetischen Situation.


Ergebnisse und Diskussion

Die Ergebnisse des Vorhabens wurden im Rahmen einer Untersuchung der Hochschule Bremerhaven, Prof. Ritzenhoff, messtechnisch ausgewertet und analysiert.
Obwohl die grundsätzliche Eignung des gewählten Konzeptes nochmals bestätigt wurde, konnten durch die Untersuchung doch verschiedene Optimierungsmöglichkeiten aufgezeigt werden:
· Die Leistung der Wärmepumpen ist z. Zt. bezogen auf den derzeitigen Gebäudebestand, da die an-stehende Altbausanierung noch nicht ausgeführt wurde, überdimensioniert.
· Das Temperaturniveau der Wärmeabnehmer, (RLT-Geräte und Bauteilbeheizung), liegt für die Wärmepumpen noch zu hoch. Im Zuge der Sanierungsmaßnahme soll das Temperaturniveau noch weiter gesenkt werden.
· Das System kann in gewissen Teilbereichen noch weiter regelungstechnisch optimiert werden. Dies gilt insbesondere für die RLT-Anlage und die Tageslichtnutzung. Die Einhaltung der sehr strengen konservatorischen Randbedingungen erweist sich als sehr großes Hemmnis bei der weiteren Energieeinsparung. So bestehen beispielsweise Probleme bei einer Erhöhung des Tageslichtanteils und Reduzierung der Luftmengen, da dies zu unzulässigen Schwankungen der Strahlungs- und Klimawerte führt.
· Eine Fehlfunktion des Schichtenspeichers führte während der messtechnischen Begleitung zu ungünstigen Betriebzuständen im Hinblick auf die Effizienz des Brennwertkessels und der Wärmepumpen. Zwischenzeitlich arbeitet der Speicher korrekt, so dass mit einer deutlichen Verbesserung der Wirkungsgrade gerechnet werden kann.
Als schwierig stellt sich auch die Fixierung eines geeigneten Vergleichsmaßstabes für ein Referenzgebäude dar, da es keine einheitlichen Richtlinien für die Auslegung und den Betrieb von RLT- und Heizungsanlagen in Museen gibt. (In den Niederlanden wurden z. B. einheitliche Vorgaben für alle neuen Museen durch den Reichsgebäudedienst erarbeitet). Daher ist eine exakte Bewertung der erzielten Energieeinsparung problematisch. Das seiner Zeit gesteckte Ziel von 50% Einsparung wurde nach derzei-tigem Erkenntnisstand nicht erreicht, allerdings wird trotzdem in erheblichem Umfang, gegenüber anderen Museen, deren Verbräuche bekannt sind, Energie eingespart. (z. B. Neue Pinakothek in München).
Abschließend ist anzumerken, dass bei weniger beengten Grundstücksverhältnissen und einer angepassten Dimensionierung der Wärmepumpen (ohne Reservepotential für vorgesehene Erweiterungen) weitere Einsparungen bei den Investitionskosten möglich sind.
Die Beteiligten sind jederzeit bereit, Interessenten zu beraten und bei der Entscheidungsfindung zu unterstützen. Als Ansprechpartner steht das IGG aus Lilienthal und der Energiekonzeptberater vom Ing. Büro NEK zur Verfügung.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Das Projekt wird Besuchern über das Info-Terminal im Eingangsbereich sowie über das Internet unter www.kunsthalle-emden.de präsentiert.
Darüber hinaus gab es Veröffentlichungen in diversen Zeitungen und Zeitschriften, z. B. bbr-kanal & Rohrleitungsbau. (Geothermie am Beispiel der Kunsthalle Emden)
Ein in der Kunsthalle ausliegendes Merkblatt des Energiekonzeptes liegt vor.


Fazit

Das ehrgeizige Ziel einer 50%igen Energieeinsparung konnte nur teilweise erreicht werden.
Gründe dafür sind die z. Zt. noch zu geringen Wärmeabnahmen auf niedrigem Temperaturniveau und eine für den derzeitigen Gebäudebestand überdimensionierte Wärmepumpenleistung. Darüber hinaus gab es in der Inbetriebnahmephase Probleme mit dem Schichtenspeicher und der zugehörigen Regelungstechnik, die zwischenzeitlich behoben worden sind.
Grundsätzlich bedarf es weitergehender Untersuchungen auf dem Gebiet des Museumsbaus zur Schaffung von aussagefähigen Energie-Referenzwerten. Die Kunsthalle Emden hat hierzu eine Umfrage an andere Museen gestartet. Das realisierte Konzept mit Nutzung kostenloser Umweltwärme und -kälte kann jedoch nach wie vor als richtungsweisend betrachtet werden.

Übersicht

Fördersumme

1.022.583,76 €

Förderzeitraum

25.09.1997 - 31.12.2004

Bundesland

Niedersachsen

Schlagwörter

Klimaschutz
Ressourcenschonung
Umweltforschung
Umwelttechnik