Projekt 24914/01

Integrale Planungsphase und Begleitung einer ganzheitlichen, zukunftsweisenden Generalsanierung von schulischen Einrichtungen in Karlstadt

Projektträger

Landratsamt Main-Spessart
Marktplatz 8
97753 Karlstadt
Telefon: (0 93 53) 7 93-0

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Hallenbad Karlstadt
Das Hallenbad- und Turnhallengebäude in Karlstadt wurde 1970/71 als monolithischer Stahlbetonbau mit Leichtzuschlägen errichtet. Das Gebäude wird zum überwiegenden Teil für schulische Zwecken genutzt. Aufgrund von Korrosionsschäden an der Akustikdecke wurde diese im März 2005 entfernt und als Provisorium ein Textilvlies angebracht. Die Beheizung erfolgt seit 2004 über die neue Heizzentrale in der Realschule, die mit Hackschnitzel, Öl unterstützt, betrieben wird. Die Verbrauchszahlen der letzten 2 Jahre zeigen, dass der Energieverbrauch für das Hallenbad/Turnhalle den der Realschule bereits übersteigt (Realschule wird in Abschnitten seit 2004 mit neuen Fenstern und einer Außendämmung versehen). Die vorhandene Lüftungsanlage droht in nächster Zeit auszufallen und muss ersetzt werden. Da das Flachdach vor einigen Jahren ersetzt wurde, war es nicht Gegenstand der Beauftragung. Das Hallenbad/die Turnhalle muss erhalten bleiben, da es ansonsten für den Schulsport keine Ausweichmöglichkeiten gibt. Die Heizungszentrale ist wegen des Schwimmbades auch im Sommer, wenn kein Heizbe-trieb in der Schule ist, in Betrieb. Dadurch entstehen hohe Stillstandsverluste im Kessel, im Speicher und der Nahwärmeleitung. Da der Kessel nur in Teillast fährt (er ist für den Sommerbetrieb zu groß), wird zur Vermeidung von Kondensat im Kessel der Rücklauf angehoben und dadurch erhöhte Wärmeverluste erzeugt. Gleichzeitig wird das Schulgebäude durch die Heizraumabwärme belastet.
Es ist vorgesehen den End-Energieverbrauch langfristig um ca. 80 % gegenüber dem jetzigen Verbrauch und ca. 40 % gegenüber der derzeitigen bestehenden Vorplanung abzusenken. Auch der Wasserverbrauch und der Stromverbrauch sollen jeweils um ca. 40 % gesenkt werden. Für das Gesamtgebäude wird das Sanierungsintervall stark verlängert; da die gesamte schwimmbadtechnische Einrichtung erneuert wird, müssen alle Gebäudebauteile auf mindestens dieselbe Lebensdauer ausgelegt werden. Durch die eingesparten Nachfolgekosten wird der Unterhaltshaushalts zu Gunsten des Investitionshaushaltes entlastet, sodass Geldmittel frei werden um weitere Gebäude eher drastisch in ihren umweltbelastenden Auswirkungen abzusenken. Zudem sollen die Lösungsvorschläge weitgehend kostenneutral zu der bisherigen Planung umgesetzt werden.
Realschule / Gymnasium Gemünden
Die Realschule aus dem Jahre 1963 muss aus baulichen Gründen generalsaniert werden. Sie hat zusammen mit der angegliederten Turnhalle derzeit einen Heizbedarf von ca. 40.000 Liter Öl/a. Förderungstechnisch war eine Standardsanierung nach heutigen Mindestvorschriften angedacht. In unmittelbarer Nähe befinden sich die Turnhalle der Realschule, die Turnhalle des Gymnasiums, sowie das Gymnasium aus dem Jahre 1971 in Stahlbeton-Sichtbauweise, welches einen Sanierungsstau aufweist und dessen Ölkessel ersetzt werden müsste (Jahresverbrauch ca. 100.000 Liter Öl). Die übliche Vorgehensweise wäre nun, dass für alle vier Gebäude im Laufe der nächsten 10 Jahre Generalsanierungsanträge gestellt würden und aus fördertechnischen Gründen zur Kostenabgrenzung jeweils eine eigene Heizung eingebaut würde. Im Laufe der Diskussion über die Realschulplanung wurde ein Heizungsverbund mit Hackschnitzelheizung angeregt. Da im Realschul-Turnhallengebäude seit 15 Jahren das ehemalige Lehrschwimmbecken ungenutzt ist, bietet es sich an, eine Heizzentrale in diesem Bereich einzurichten. Es muss eine zukunftsfähige Gesamtlösung für alle vier Gebäude erarbeitet werden, die möglichst rasch Kosteneinsparungen im Gesamtbetrieb der beiden Schulen und Turnhallen ergibt.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenHallenbad Karlstadt
Überprüfung der bisherigen Vorplanungsergebnisse
Erweiterte Bestandsaufnahme und Überprüfung der zukünftig kritischen Detailpunkte und Vorabklärung der Detaillösungen für Wärmebrückenfreiheit in Abstimmung mit baulichen Gegebenheiten und der geplanten Architektur
Energieberaterische Bestandsberechnung
Energieberaterische Variantenberechnungen der Lösungsmöglichkeiten
Kostenvergleich der einzelnen Lösungen
LEGEP-Betrachtung und Nachfolgekostenberechnung der einzelnen Varianten
Zusammenfassung der Ergebnisse mit Vergleich der vorherigen Standardlösung zur energetisch optimierten ganzheitlich betrachteten Gesamtlösung unter Einbindung von Möglichkeiten der rationellen Energieverwendung. Hieraus Empfehlungen an die Bauherrenschaft
Im Falle einer Umsetzung begleitende Umsetzungsberatung der beteiligten Architekten, Fachplaner und Steuerung von Entscheidungshilfen
Aufbereitung der einzelnen Schritte zur Präsentation und zur Entscheidungsfindung
Dokumentation und Veröffentlichung der Arbeitsmethodik, Vorgehensweise und Ergebnisse
Erarbeiten eines kleinen Leitfadens der Vorgehensweise im Vorplanungs- und Entscheidungsfindungsprozess für Bauherren und Entscheidungsträger, sowie Architekten/Planer
Einbau von Messpunkten für Bauteiloberflächentemperaturen und angrenzende Raumluftfeuchte im Zeitraum von jetzt bis zum Baubeginn und nach Fertigstellung 2 Jahre nachfolgend (6 Messpunkte)
Verbesserung der Arbeitsweise des Hackschnitzelkessels und neue Abstimmung auf die veränderten Anforderungen durch das sanierte Schwimmbad
Einsatz umweltfreundlicher Schwimmbadtechnik mit reduziertem Stromverbrauch; durch reduzierten Chlorverbrauch weniger Chlorbelastungen für Mensch und Bauwerk, sowie Reduktion des Wasserverbrauchs
Untersuchung der Möglichkeiten der Grauwassernutzung

Realschule/Gymnasium Gemünden
Erweiterte Bestandsaufnahme aller Gebäude und Überprüfung der zukünftig kritischen Detailpunkte und Vorabklärung der Detaillösungen für Wärmebrückenfreiheit in Abstimmung mit den baulichen Gegebenheiten und Anforderungen
Digitalisierte Bestandserfassung und Schadensermittlung von Gymnasium und Gymnasiumsturnhalle
Digitales Raumbuch und fotografische Erfassung aller Gebäude
Einbau von Messpunkten für Bauteiloberflächentemperaturen und angrenzende Raumluftfeuchte im Zeitraum von jetzt bis zum Baubeginn und nach Fertigstellung 2 Jahre nachfolgend (6 Messpunkte)
Recherche zu Verbrauchskosten
Energieberaterische Bestandsberechnung (Simulation) mit Analyse der Einsparpotentiale aller Ge-bäude unter Berücksichtigung des sommerlichen Wärmeschutzes; Überprüfung einer Sanierungsbauweise, die sowohl im Winter heizen, als auch im Sommer kühlen kann, um einen ganztägigen Schulbetrieb zu angenehmen Bedingungen zu ermöglichen
Erarbeiten von energetischen Sanierungsmöglichkeiten der jeweiligen Gebäude mit bauphysikalischen Berechnungen der kritischen Punkte mit WUFI
Erarbeiten von Wärmeverbundlösungen bei schrittweiser Sanierung
Energieberaterische Variantenberechnungen der Lösungsmöglichkeiten
Kostenvergleich der einzelnen Lösungen

LEGEP-Betrachtung und Nachfolgekostenberechnung der einzelnen Varianten

Zusammenfassung der Ergebnisse mit Vergleich der vorherigen Standardlösung zur energetisch optimierten ganzheitlich betrachteten Gesamtlösung unter Einbindung von Möglichkeiten der rationellen Energieverwendung. Hieraus Empfehlungen an die Bauherrenschaft.
Aufbereitung der einzelnen Schritte zur Präsentation und zur Entscheidungsfindung.
Aufstellen eines Zeitplanes zur Umsetzung der Maßnahmen mit Bildung von Bauabschnitten.
Dokumentation und Veröffentlichung der Arbeitsmethodik, Vorgehensweise und Ergebnisse, Erarbeiten eines kleinen Leitfadens (ca. 60 Seiten Broschüre) der Vorgehensweise im Vorplanungs- und Entscheidungsfindungsprozess für Bauherren und Entscheidungsträger.
Erstellen einer Infotafel.
Einbindung der Rationellen-Energieverwendungsmethodik in den Unterricht der beiden Schulen; Beschriftung der einzelnen Komponenten Hackschnitzelkessel, Blockheizkraftwerk, Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung, Schul-Photovoltaikanlage, evtl. Wärmepumpe, mit der Möglichkeit einer Führung der Schulklassen durch ihre weitgehend regenerative Heizungsanlage.
Internetauftritt beider Schulen mit beteiligten Schüler-Leistungsgruppen erarbeiten.


Ergebnisse und Diskussion

Hallenbad Karlstadt:
Es war richtig, die eingereichte Planung energetisch zu prüfen und eine Nachoptimierung durchzuführen. Bei der Ausführung wurde das Flachdach über den Umkleiden belassen und nur im Randbereich verbessert. Es zeigte sich hier nach Inbetriebnahme jedoch, dass die Dachfläche Feuchtigkeitsprobleme bekam. Mittlerweile wurde diese Dachfläche nachgedämmt und nachgedichtet und ist nun problemfrei. Der genaue Energieverbrauch des Bades ist schwer feststellbar, da die Daten von Hand ermittelt bzw. aufgeschrieben werden. Hierbei sind Unregelmäßigkeiten und Unerklärbarkeiten enthalten. In Zukunft sollten generell Monitoring bzw. elektronische Verbrauchserfassung erfolgen. In den Nachfolgekosten haben sich Energiekosten und Instandsetzungskosten stark reduziert. Gleichzeitig sind die Eintrittserlöse durch gerechtfertigte Erhöhung der Eintrittsgelder und eher ansteigenden Besucherzahlen auf das 3-fache angewachsen, sodass sich das Betriebsdefizit des Bades verringert hat. Ein wesentlicher Faktor für die Zukunft ist die Verwendung langlebiger Materialien, wie z. B. das Edelstahl-Schwimmbecken, aber auch das mineralisch aufgebaute WDVS.
Wünschenswert wäre eine stärkere Nachbetreuung durch die Projektierungsfachleute. Hier scheint noch ein bedeutendes Optimierungspotential zu bestehen. Dies bezieht sich auf relative Luftfeuchte, Laufzeit von Lüftungsgeräten sowie Energieverbrauch.

Realschule Gemünden:
Bei dieser Generalsanierung ist sehr überzeugend, dass 18t Holzpellets ausreichen, um die Schule, die vorher ca. 40.000 l Öl/a benötigte, zu beheizen. Der Stromverbrauch ist leider durch neue Stromverbraucher für zusätzliche technische Geräte, wie Brandschutzverriegelungen, Fluchtwegbeleuchtungen, Active-Boards, Telefonanlage etc. angestiegen und hat evtl. Reduzierungen im Beleuchtungsbereich über-stiegen. Durch die PV-Anlage mit 49,6 kWp kann dieser Mehrverbrauch zwar ausgeglichen werden; wünschenswert wäre jedoch ein geringerer Grundverbrauch.

Gymnasium Gemünden:
Hier wurde bisher lediglich die Voruntersuchung mit Empfehlungen durchgeführt. Derzeit sind die Vorplanungen angelaufen. Ergebnisse liegen noch nicht vor.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Das Hallenbad Karlstadt wird jährlich mehrfach von Besuchergruppen besichtigt; teilweise wurden ähnliche Umsetzungen bei anderen Schwimmbädern damit unterstützt. Eine Infotafel weist auf die Ergebnisse hin.
Bei der Realschule Gemünden gibt es großes Interesse für die Unterrichtsweise Active-Boards in allen Klassen; es gibt hierzu mehrfache Besichtigungen. Weiterhin wurde die Realschule mit dem Greenbuilding Award auf europäischer Ebene 2011 ausgezeichnet. Infotafeln weisen auf den ökologischen Aspekt hin. Im Unterricht sind entsprechende Bezüge zur Schulsanierung eingeflossen.
Am Gymnasium Gemünden wurde baulich bisher noch nichts umgesetzt; hier findet dementsprechend wenig Öffentlichkeitsarbeit statt.


Fazit

Es ist schwierig 3 Objekte parallel zu betrachten, wenn deren Ausführungszeiten sehr unterschiedlich sind. Außerdem sind alle 3 Objekte unterschiedlich beschaffen. Die Realschule überwiegend als Mauerwerksbau (mit den wenigsten Problemen), das Gymnasium als Stahlbeton-Fertigteilbau, das Hallenbad mit Turnhalle ebenso als Stahlbetonbau.
Insgesamt hat sich jedoch gezeigt, dass ein Überspringen der Mindestvorschriften von Energieeinspar-verordnungen zu hohen Energieeinsparungen führen, die wiederum indirekt zur Refinanzierung verwendet werden können.
Wichtig ist eine integrale Planung von Anfang an mit einer koordinierten Zielsetzung und strikter Verfolgung dieses Zieles. Dies wurde bei der Sanierung der Realschule bei der Energieeinsparung am besten umgesetzt.

Für den Landkreis Main-Spessart sind diese Objekte sehr wichtig gewesen, um die entsprechenden Erfahrungen zu sammeln und zusätzliche Lösungsvarianten in die Praxis umzusetzen.