General-Steinhoff-Kaserne
Neubau des Wirtschaftsgebäudes 18c

Energieeinsparungen bei betriebstechnischen Anlagen

1. INTELLIGENTES ENERGIEOPTIMIERUNGSSYSTEM
2. ENERGIEEINSPARUNG DURCH WÄRMERÜCKGEWINNUNG
3. SPARSAME LICHTTECHNIK
4. OPTIMIERUNG DER KÜCHENLÜFTUNG
5. ENERGIESPARENDE FERNWÄRMEANLAGE MIT LEGIONEL- LENPROPHYLAXE

Mit dem Gießen der Fundamente im Juni 2005 begannen die Bauar- beiten an der neuen Truppenküche — GeneraI-Steinhoff-Kaserne,

Nach 12-monatiger Bauzeit konnten im Juni 2006 die ersten VOB-Abnahmen stattfinden, im Juli 2006 das Probekochen und im August die feierliche Übergabe. Zeit- und Kostenrahmen wurden eingehalten. Die bebaute Fläche beträgt ca. 1,600 m’ und als Hauptnutzfläche sind ca.1.100 m’ ausgewiesen.

Neben dem Einhalten der Termine und der Kosten ist der künftige Energieverbrauch eine ganz wesentliche betriebliche Kostenstelle.

Bei steigenden Energiepreisen wird der Energiekosten -anteil weiter an Bedeutung gewinnen. Energie möglichst effizient einzusetzen ist damit keineswegs nur ein ökologischer „Luxus“ sondern eine betriebswirt- schaftliche Notwendigkeit. Werden Möglichkeiten zur Reduktion des Energieverbrauches genutzt, schont dies die Umwelt und den Geld- beutel gleichermaßen.

Bewusstes Gestalten unserer täglichen Arbeitsumwelt und verantwortliches Bauen für die Zukunft setzt die Beteiligung Sachverständiger Planungsberater in der gesamten Gebäudetechnik voraus. So entwickelten die plarewa-Fachingenieure auch für die Truppenküche der GeneraI-Steinhoff-Kaserne maßgeschneiderte und auch für die Zukunft wirtschaftliche Systeme.

 
1. INTELLIGENTES ENERGIEOPTIMIERUNGS- SYSTEM
 
Der Preis für die elektrische Energie setzt sich aus Arbeitspreis und Leistungspreis zusammen. Vor der Mittagszeit, wenn neben dem Strombedarf von Industriebetrieben zusätzliche Energie zum Kochen in Gaststätten, Großküchen und Haushalten benötigt wird, treten Lastspitzen auf (der so genannte Lastspitzenbereich). Diese hohen kurzzeitigen Leistungsanforderungen müssen durch Speichen, Pumpenspeicher- oder Gasturbinenwerke gedeckt werden.

In Abhängigkeit von den unterschiedlichen Preisstaffelungen bestimmen oftmals nur wenige oft zufallsbedingte Leistungsspitzen (z. B. die drei höchsten Spitzen im Jahr) die Höhe der Stromkosten, die für das ganze Jahr gezahlt werden müssen. Hier liegt der Ansatzpunkt für ein Energieoptimierungssystem.

Genau wie der Koch beobachtet das System den jeweiligen Thermostatzustand eingeschalteter Geräte und zählt die individuell und aktuell abgelaufenen Betriebssekunden.

Anheizphase und Vorkochphase, belastetes und unbelastetes Thermostatspiel werden sicher erkannt und ausgewertet. Zur Vermeidung von Produktionsstörungen bei einzelnen Geräten werden die Abschaltperioden je nach Lastverhältnis des Gerätetyps, aktueller Benutzungs- und Produktionsphase und Thermostatspiel, rechnergesteuert und automatisch auf ein Minimum reduziert.

Erklärtes Ziel dieser Anlage ist folglich, nicht Energie zu sparen sondern intelligent umzuverteilen, den Gleichzeitigkeitsfaktor zu senken und dadurch die Leistungsspitzen zu minimieren. Durch diese Minimierung wird in der Regel eine Kosteneinsparung bei der Energiebereitstellung von bis zu 40 % erreicht, was zu einer schnellen Amortisation der Anlage beiträgt.
 


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2. ENERGIEEINSPARUNG DURCH WÄRMERÜCKGEWINNUNG
 
Insbesondere der Geschirrspülprozess ist mit 85-grädigem Heißwasser sehr energieintensiv. Nicht nur die Warmwassererzeugung mittels Strom sondern auch die Belastung des Arbeitsumfeldes, z. B. durch hohe Temperaturen und Dampfschwaden stellen sich als problematisch heraus.

Das in der GeneraI-Steinhoff-Kaserne in Zusammenarbeit mit dem Küchenplanungsbüro Milan eingesetzte System schlägt hier beide Fliegen mit einer Klappe: Wärmetauschersysteme entziehen sowohl dem Abwasser als auch der heißen, dampfgesättigten Abluft die Energie. Somit wird gleichzeitig die Abwassertemperatur auf das von den Berliner Wasserbetrieben vorgegebene Maximum von 35°C reduziert und die direkte Arbeitsumgebung an der Bandspülmaschine gekühlt.

Mit einer kleinen, im Gerät integrierten Wärmepumpe wird die zurückgewonnene Energie auf das zur Spültankbeheizung erforderliche Niveau angehoben.

Mit der hier eingesetzten Technik ist es möglich die üblichen Elektrotankheizungen komplett entfallen zu lassen und so Stromersparnisse von bis zu 40 "/n zu erzielen.
 


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3. SPARSAME LICHTTECHNIK
 
Die Beleuchtung dient in der Gastronomie unterschiedlichsten Zwecken. Im Gastraum soll sie die individuelle Note des Betriebes unterstreichen und die Gäste sollen sich wohl fühlen. In der Küche dient eine ausreichende und richtige Beleuchtung der Arbeitssicherheit. In Küchen soll die Beleuchtungsstärke mindestens 500 LUX betragen. Durch den Einsatz von energiesparenden Lampen und Vorschaltgeräten sind dabei Einsparungen von bis zu 60 % möglich. Bei einem Anteil von 5 — 15 % die die Beleuchtung an den Gesamtstromkosten ausmacht, ergeben sich gesamtbetrieblich erhebliche Einsparpotentiale.

Statt der herkömmlichen Vorschaltgeräte sind im Speisesaalbereich Leuchtstofflampen mit elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) eingesetzt. Die Verlustleistung wird somit bis um zu 60 % reduziert. Gleich- zeitig verlängert sich dabei die Lebensdauer einer Lampe von 7.500 auf rund 12.000 Nutzungsstunden.

EVGs steigern zudem die Lichtausbeutung um etwa 10 %‚ es gibt kein Flimmern und Flackern beim Einschalten mehr. Auch das Dimmen der Lampen ist durch das EVG möglich. Eine 58 W Leuchtstofflampe mit herkömmlichem Vorschaltgerät hat eine Leistungsaufnahme von 71 W mit EVG aber nur 55 W.

Dies sind die Gründe warum auch in der General-Steinhoff-Kaserne im großen Deckenfeld des Speisesaals EVG-Technik zum Einsatz kam.
 


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4. OPTIMIERUNG DER KÜCHENLÜFTUNG
 
Häufig werden die KIima- und Lüftungsanlagen als Energiefresser Nr. 1 bezeichnet.

In der Tat sind Lüftungsanlagen (hier z. B. für die Garküche) energieintensive Einrichtungen. Um die erforderlichen Bedingungen für Arbeitsplatz und Hygiene zu schaffen ist ein bis zu 15-facher Außenluftwechsel erforderlich, d. h. in Extremsituationen müssen ca. 6.000 m’ winterkalter Außenluft pro Stunde aufbereitet, erwärmt und eingeblasen werden.

Planerisches Ziel war es nun, durch geschickte Gestaltung der Luftführung Einsparungen vorzunehmen. Die konventionelle Lüftungsplanung sah bislang die Zuluftöffnungen neben der Beleuchtung im Deckenbereich vor.

In der neuen VDI 2052 werden nun mehr andere Wege aufgezeigt, die eine untere Luftzuführung favorisieren. Dieses neue System der Quelllüftung wurde erstmals von plarewa beim Wirtschaftsgebäude 18c der General-Steinhoff-Kaserne in Berlin geplant und umgesetzt. Es hat den Vorteil, dass sowohl im Spülküchen- als auch im Garküchenbereich, Zuluft- und Abluftströme sich nicht vermischen können.

In Bodennähe über Quellluftauslässe eingebrachte, hygienisch einwandfreie Außenluft erfährt im Bereich der Dämpfer und Küchengeräte einen thermischen Auftrieb, der direkt in die Ablufthauben führt. Wasserdampfbelastungen und thermische Belastungen werden so äußerst effizient auf kurzem Weg direkt abgeleitet. Dabei wird das direkte Arbeitsumfeld effizient thermisch entlastet und von Schad- und Geruchsstoffen befreit. Die Einsparung der stündlichen Luftmenge beträgt dabei bis zu 20 %.

Diese Luftmengeneinsparung zieht eine direkte Energieeinsparung in gleicher Größe nach sich. Ebenfalls können sämtliche Zentralgeräte, Kanäle und Komponenten um diesen Faktor reduziert werden, was zusätzliche Einsparungen bei Investition und Wartung bedeutet.

Weitergehende, bei plarewa durchgeführte Untersuchungen über Energie- und Ressourcenschonung beleuchteten einen anderen Aspekt: Die Tatsache das die elektrische Leistungsaufnahme der Ventilatorantriebe kubisch vorn Fördervolumenstrom abhängt und quadra- tisch von seiner Geschwindigkeit, beeinflusste uns bei der Entwicklung neuer Auslegungsparameter zum erforderlichen Außenluftanteil, dem Luftwechsel und zur Optimierung der Kanalausführungen.

Somit konnten permanente Ventilatorenergieeinsparungen von ca. 36 % bei teilweiser Luftkanalvergrößerung um ca. 20 % erzielt werden. Die Investitionsmehrkosten amortisieren sich dabei in 2,7 Jahren.
 


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5. ENERGIESPARENDE FERNWÄRMEANLAGE MIT LEGIONELLENPROPHYLAXE
 
Die neue Truppenküche in der GeneraI-Steinhoff-Kaserne ist an das auf dem Gelände vorhandene energiesparende Fernheizsystem angeschlossen. Die allgemein bekannten Möglichkeiten zur Energieeinsparung bei der Wärmeerzeugung und -verteilung sind somit weitgehend ausgeschöpft.

Dennoch konnten durch den Einsatz einer weitestgehend neuen Technik, im Bereich der Hausanschlussstation und der Warmwasserbereitung, weitere Energieeinsparungen vorgenommen werden. Durch eine patentierte Speicherschaltung ist es nun möglich in Kombination von Warmwasserbereitung und Gebäudeheizung eine Glättung des Lastganges vorzunehmen.

Es reduziert sich somit die Anschlussleistung durch eine kontinuierliche Zwischenspeicherung von Fernwärme in Schwachlastzeiten. Energiereserven werden für die Kompensation der Leistungsspitzen in der Warmwasserbereitung genutzt.

Das eingesetzte System gestattet somit die Minimierung der Fernwärmeanschlussleistungen bis zu 50 % und somit die Rückgewinnung von erheblichen Netzanschlusskapazitäten. Die prophylaktische Warmwassernetzhygiene ist zudem durch ein neues Durchflusssystem realisiert.

Die Tötung der Legionellen erfolgt in einem speziellen Reaktionsbehälter, der die Warmwasserzwischenspeicherung mit einer Verweildauer von mindestens drei Minuten bei ca. 70 “C ermöglicht. Sowohl das Warmwasser als auch der Zirkulationsvolumenstrom wird kontinuierlich über diesen Reaktionsbehälter geführt, Dabei tritt ebenfalls eine Teilentsalzung durch Karbonatausfällung sowie Abscheidung im Reaktionsbehälter auf.

Durch eine geschickte Anordnung von totraumfreien Wärmetauschern, erfolgt die Erhitzung und Rückkühlung im Gegenstromprinzip, so dass auch Verbrühungen beim versehentlichen Wasserzapfen ausgeschlossen werden. Die Dimensionierung des Netzes (hinsichtlich der Durchfluss- und ZirkuIationsgeschwindigkeiten als auch die totraumfreie Verlegung in gelötetem Kupferrohr) ermöglicht optimale hygienische Verhältnisse. An markanten Stellen des gesamten Wassernetzes sind; abflammbare Beprobungseinrichtungen eingebaut, die eine ständige und allumfassende Hygienekontrolle ermöglichen.
 


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