Eltern-Baby-Zentrum Salzburg

Das Eltern-Baby-Zentrum im Bereich der Landeskrankenanstalten Salzburg, SALK, wurde im Sommer 2010 in Betrieb genommen. Bei der Gebäudetechnik dieses Objektes wurde konsequent darauf geachtet, effiziente Anlagen einzubauen, die zu einer deutlichen Einsparung an Betriebskosten führen und wirtschaftlich sinnvoll sind.

Eltern-Baby-Zentrum Salzburg
Eltern-Baby-Zentrum Salzburg

Projektbeschreibung

Zum Beginn der Projektierung der gebäudetechnischen Anlagen wurden vom Ingenieurbüro Karres konkrete Einsparmaßnahmen gesucht, die sich in sogenannten Best-Practice-Lösungen nach der Realisierung darstellen. In einer Entwicklungsstudie wurden alle energierelevanten Informationen erfasst und ausgewertet. Es wurde die Versorgungsstruktur unter energetischen Gesichtspunkten betrachtet und die möglichen Einflussgrößen herausgearbeitet.

Eltern-Baby-Zentrum Salzburg​Des Weiteren wurde der Energiebezug, die Energiewandlung sowie der Energieverbrauch ermittelt. Aus den erarbeiteten Daten ergab sich ein detailliertes Gesamtbild der Energieversorgung und der damit verbundenen Kosten. Weiterhin wurden die energierelevanten Gesamtdaten (Betten-/Patientenanzahl, Abteilungen, Flächen, Gebäudegeometrie etc.) des Projektes zusammengestellt. Basis für die weiterführenden Untersuchungen waren die vom Krankenhaus gelieferten Informationen. Durch diese Datenerfassung und der energetischen Beschreibung von Energieerzeugung, -verteilung und -nutzung wurde in Zusammenarbeit mit dem Krankenhaus das gesamte Energiekonzept erarbeitet und in der anschließenden Planung umgesetzt.

Mutter-Kind-Zentrum Salzburg

Wärmeversorgung

Die Wärmeversorgung des Krankenhauses erfolgt über die Salzburg AG, wobei die sekundärseitige Vor-/Rücklauftemperaturen 50/30° C betragen. Sämtliche angeschlossenen Verbraucher wurden konsequent auf dieses Niedertemperaturniveau ausgelegt. Aufgrund des Einsatzes von Be- und Entlüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnungsgraden von 70 % und mehr werden die inneren Wärmegewinne, die sich aus der Anzahl der Personen, der Beleuchtung und den elektrischen Geräten ergeben, ideal für die Beheizung des Gebäudes mitgenutzt. Der für die Wärmeverteilung notwendige Pumpenstrombedarf, der sowohl vom Volumenstrom als auch vom Druckverlust bzw. von den Rohrreibungsverlusten abhängig ist, wurde entsprechend minimiert. Ausschlaggebend ist die Abhängigkeit des Pumpenstroms vom Volumenstrom in der dritten Potenz. Die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf wurde so groß wie möglich gestaltet, sodass der Pumpenstrombedarf entsprechend sank.

Warmwasserversorgung

Einen wesentlichen Einfluss auf den Wärmebedarf der Warmwasserversorgung haben Abnehmerstruktur und Abnehmerverhalten. Der Warmwasserbedarf entsteht sowohl in den Patientenzimmern als auch in den Funktionsbereichen durch Händewaschen, Duschen und Baden sowie zu Reinigungszwecken. Da das Nutzerverhalten kaum oder gar nicht zu ändern ist, wurde der Warmwasserverbrauch in diesen Bereichen hauptsächlich durch Einsatz effizienter Armaturen deutlich reduziert. Wesentlich mehr Möglichkeiten zur Energieeinsparung bieten die Erzeugung und Verteilung von Trinkwarmwasser. Ein wesentlicher Punkt sind dabei die Systemtemperaturen. Im gegebenen Fall wurde konsequent nach ÖNORM B5019 die Warmwasserversorgung und -verteilung ausgelegt. Zur Optimierung der Vertriebsparameter und der Auslastung der Heizleistung wurde eine Warmwasserversorgung im Durchflussprinzip gewählt. Wird Warmwasser von den Abnehmern angefordert, erwärmt ein Wärmetauscher direkt das angeforderte Kaltwasser, ohne es anschließend zu speichern. Da die Warmwassererzeugung hohe Heizleistungen für kurze Zeit benötigt, wird in dieser Zeit die Heizwärme aus einem Wärmespeicher im Heizkreis geliefert. Dadurch, dass der Trinkwarmwasserspeicher durch einen Heizwasserspeicher ausgetauscht wird, wird die Heizlast deutlich harmonisiert, sodass weniger Lastschwankungen auftreten und der Anlagenbetrieb optimiert wird. Weiterhin hat die direkte Trinkwarmwassererzeugung zur Folge, dass keineTrinkwarmwassermengen in großen Speichern über lange Zeit ruhen. So wird das Risiko, dass im Trinkwassersystem Legionellen entstehen und sich verbreiten, deutlich gesenkt. Ein weiterer Effekt des Speichermanagements ist die Reduktion der Leistungsspitzen, sodass die Heizleistung gesenkt werden kann. Dadurch konnten die Investitionskosten für die Heizungsinfrastruktur gesenkt werden. Bei der Fernwärmeversorgung konnten zudem die Anschlussleistungen und die Kosten für die Heizleistung gesenkt werden. Somit wurde als Best-Practice-Lösung das Energie- und Speichermanagementsystem gewählt, da auf diese Weise sowohl der Heizenergiebedarf optimiert wurde als auch das Risiko der Legionellenvermehrung abgesenkt wurde.

Lüftungsanlagen

Bei der Auslegung der Lüftungsanlagen wurde größtes Augenmerk auf den sogenannten SFP-Wert (= specific fanpower) gelegt. Dieser Wert setzt die Ventilatorleistung und den geförderten Luftvolumenstrom ins Verhältnis. Er lässt sich ebenso aus der Gesamtdruckerhöhung dividiert durch den Wirkungsgrad des Lüfters errechnen. Die Ermittlung des SFP-Wertes diente bei der Planung zur Abschätzung der Energieeffizienz der Lüftungsanlagen. Neben dem Einsatz effizienter Lüfter sind der reduzierte Luftvolumenstrom und die Anpassung der Laufzeiten die wichtigsten Einsparmaßnahmen.

Kälteversorgung

Die Kälteversorgung in Krankenhäusern erfolgt in der Regel über zentrale Kaltwassersätze. Dabei werden meist elektrisch angetriebene Kompressoren wie Schrauben-, Scroll- und Kolbenverdichter eingesetzt. Neben den großen zentralen Kältemaschinen werden zunehmend kleine Splitgeräte installiert, die direkt am Ort des Kältebedarfes installiert werden und so zu geringen Investitionskosten führen. Allerdings ist ihr Wirkungsgrad (COP) aufgrund der Anlagengröße sowie der durchgehend schlechten Auslastung niedriger. Bei steigender Zahl an Splitgeräten geht der Überblick verloren, wo welche Kältemaschine installiert ist, und es steigt der Wartungsaufwand. Im gegebenen Fall der Kälteversorgung konnten große Einsparpotenziale durch eine bessere Anlageneffizienz erschlossen werden. Zunächst bestimmte die Wahl der Erzeugungsanlage den Wirkungsgrad, den sogenannten COP. Als Best-Practice- Lösung wurde eine magnetisch gelagerte Turbo-Kältemaschine eingebaut. Aufgrund der reibungsfreien Lagerung und der optimalen Nutzung der Wärmeübertragerflächen erzielen diese Kältemaschinen maximale COP-Werte von ca. 10,0. Besonders hervorzuheben ist ihr exzellentes Teillastverhalten, da die maximale Effizienz im Teillastbereich erzielt wird. Daraus ergeben sich insbesondere für Kälteversorgungssysteme in Krankenhäusern, die nur mit einer Kältemaschine zumeist in Teillast betrieben werden, große Einsparpotenziale. Die Kostenrechnung des Herstellers für magnetisch gelagerte Kältemaschinen zeigt für eine Kälteleistung von 700 kW Investitionskosten von € 75.000,–. Damit liegen die Investitionskosten ca. 17 % über den Kosten eines effizienten Schraubenverdichters. Mit den vom Hersteller angenommenen COP von 8,6 und einem Strompreis von € 0,10/kWh ergibt sich eine Amortisationszeit von vier Jahren.

Fazit

Im vorgestellten Projekt wurde der Energieverbrauch durch Einsatz von Best-Practice-Lösungen minimiert. Diese können in vielen Krankenhäusern umgesetzt werden und erzielen durch die besonders effektiven Energieeinsparungen hervorragende Verbrauchswerte. Ein Beispiel dafür ist der Neubau des Eltern-Baby-Zentrums im Bereich der Salzburger Landeskrankenanstalten.