Modernisierungsmaßnahmen an raumlufttechnischen Anlagen (RLT-Anlagen) konzentrieren sich meist auf den Austausch von Ventilatoren oder die Erneuerung der Regelung. Häufig wird dabei unterschätzt, dass Bestandsgebäude in der Zwischenzeit anders genutzt werden. Meist haben sich dadurch auch die Anforderungen an die Klima- bzw. Lüftungsanlagen geändert. Eine maximale Energieeinsparung ist nur dann zu erzielen, wenn alle Bereiche einer RLT-Anlage einer genauen Analyse unterzogen werden.

Von Ulrich Müller

Ventilatoren verbrauchen zu viel Strom", schrieb im Jahr 2002 die Fachpresse. Was damals bereits für Diskussion sorgte, ist angesichts zurückhaltender Investitionen in Sanierungsmaßnahmen aktueller denn je. 2002 zitierte man eine englischsprachige Studie des Fraunhofer Instituts für System- und Innovationsforschung, Karlsruhe. Das Institut errechnete, dass in Europa weit mehr als 200 Milliarden Kilowattstunden Strom für Ventilatoren verbraucht werden, wobei sich die Wissenschaftler auf Ventilatoren mit elektrischen Anschlussleistungen zwischen 750 Watt und 750 Kilowatt konzentrierten. Nach den Berechnungen des Fraunhofer-Instituts sind durch den Einbau von effizienteren Ventilatoren Energieeinsparungen von 10 bis 20 Prozent möglich, was einer Energiekostenreduzierung nach dem damaligen Tarifgefüge von jährlich etwa 2,6 Milliarden Euro entspricht. Zugleich könne damit die Kohlendioxid-Emission um rund 19 Millionen Tonnen reduziert werden. Soweit die Theorie.

Sparpotenzial weit zu gering geschätzt

In der Praxis ist die Bandbreite der Einsparungen jedoch bedeutend größer. Sie reicht vom eher wirkungslosen 1:1-Austausch eines Ventilators bis zu Steigerungen der Gesamteffizienz einer RLT-Anlage von 50 Prozent und mehr. Die Unterschiede resultieren daher, dass im einfachsten Fall nur Ventilator gegen Ventilator ohne Leistungsanpassung ausgetauscht wird. Ein Maximum an Einsparung und Wirtschaftlichkeit wird dann erzielt, wenn das Gesamtsystem „RLT-Anlage“ einer Bestandsaufnahme mit anschließender Optimierung und Neuauslegung des Ventilators unterzogen wird.

Betriebskosten - die verkannte Kostenstelle

Noch immer wird in der Gesamtbetrachtung einer Immobilie der Stellenwert der Betriebskosten von Investoren und Eigentümern wie auch Betreibern meist unterschätzt Betrachtet man den Lebenszyklus eines Gebäudes und dessen RLT-Anlagen, so liegt dieser - je nach Nutzung - zwischen 30 und 40 Jahren. Während dieser Zeit betragen die investiven Kosten eines Gebäudes rund 10 bis 25 Prozent, die Kosten für Bedienen, Betreiben, Modernisieren und Abriss liegen dagegen bei 75 bis 90 Prozent der Gesamtkosten eines Gebäudes - eine in der Immobilienwirtschaft wohl am meisten verkannte Kostenstelle.

Viele Fehlerursachen kommen in Frage

Die Gründe für den hohen Energieverbrauch bestehender RLT-Anlagen sind vielfältig aber dennoch klar verifizierbar: Ventilatoren/Antriebsmotoren arbeiten (aus heutiger Sicht)mit niedriger Effizienz, ineffiziente Regelungsverfahren bei Ventilatoren z. B. Drall-Drosseln sind im Einsatz, Planungsfehler (oft wider besseren Wissens) werden aufgedeckt, zu große Sicherheitszuschläge (nach dem Motto: viel hilft viel) wurden gewährleistet, Ausführungsfehler wie zum Beispiel eine strömungstechnisch ungünstige Kanalführung oder das Fehlen von Luftleitblechen traten auf, eine Nutzungsänderungen des Gebäudes wurde vollzogen, eine unzureichende Wartung wird festgestellt, falsch eingesetzte Innovationen (z.B. Drehzahlregelung von überdimensionierten Ventilatoren mittels Frequenzumformern) werden eingesetzt.

Sonnenschutz beeinflusst RTL-Anlage

Aufgrund des komplexen Zusammenspiels von Komponenten der Luftaufbereitung, der Luftverteilung und der Zu- und Abluft-Öffnungen im Raum reicht es nicht aus, pauschal den alten Ventilator durch einen neuen zu ersetzen. Oft werden Gebäude anders genutzt oder Anlagenteile ganz abgeschaltet Auch die nachträgliche Wärmedämmung. die Sanierung von Fassaden oder ein effizienterer Sonnenschutz beeinflussen die Funktion der RLT-Anlage.

Nie ohne Analyse

Um sicher zugehen, dass ein Ventilator-Austausch wirtschaftlich sinnvoll ist und dadurch auch eine Verbesserung der Gesamteffizienz einer RLT-Anlage erreicht werden kann, sollte jeder Sanierung eine Anlagenanalyse vorausgehen. Dabei hat sich folgende Vorgehensweise bewährt: Ermittlung und Bewertung aller notwendigen Anlagendaten; Messung und Bewertung aller notwendigen Anlagendaten (vorzugsweise noch Reinigung der Anlage, damit druckmindernde Verschmutzungen die Messung nicht verfälschen);Dokumentation der Ist-Werte und Festlegung der Soll Werte in Anlehnung an die aktuelle Nutzung des Gebäudes und der RLT-Anlagen; Optimierung und Sanierung der Anlage bei gleichzeitiger Neuauslegung des Ventilators/ des Ventilator-Antriebs; Definition einer Wartungsstrategie zur Erhaltung des erzielten Optimums.

Energetische Anlagensanierung

Die Erfahrung zeigt, dass Anlagen, die älter als zehn bis zwölf Jahre sind, meistens überdimensioniert sind. Anlagen, die ab den 90er Jahren eingebaut wurden, sind dagegen eher knapp bemessen. Ventilatoren neuer Bauart zeichnen sich nicht nur durch einen höheren Wirkungsgrad aus, sondern auch durch eine geringere Geräuschentwicklung. In den meisten Fällen kann deshalb ganz oder auf einen Teil der Schalldämpfer verzichtet und dadurch die Druckverluste im Lüftungs-/Klimagerät reduziert werden. Bevor ein Ventilator neu dimensioniert wird, sollte deshalb auch das Umfeld des Ventilators geprüft werden. Dazu gehören: Die Optimierung der Volumenströme im Luftverteilersystem, das Entfernen von Komponenten, die nicht mehr gebraucht werden, aber unnötige Druckverluste verursachen (Schalldämpfer, stillgelegte Wäschekammern, zu große oder nicht mehr notwendige Heizregister etc.), die Beurteilung des Abschaltpotenzials durch bedarfsgesteuerte Lüftungsanlagen (Betriebszeitenanpassungen, Präsenzschaltungen, CO2- oder Mischgas – geführte Anlagen), die Auslegung auf optimalen Betriebspunkt unter Einbeziehung der Regelung (z.B. eines Frequenzumrichters), die Prüfung, ob Nachtkühlkonzepte Lastspitzen am Tag senken können. Der neue Ventilator kann um so effizienter, also nahe am optimalen Betriebspunkt, ausgelegt werden, je genauer und sorgfältiger die aktuellen Rahmenbedingungen in die Dimensionierung mit einfließen. Oft sind es viele kleine Verbesserungsschritte sowie Details beim Einbau des neuen Ventilators, die sich dann in hohen Effizienzsteigerungen auszahlen.

Fazit

Der 1:1-Austausch von Ventilatoren in sanierungsbedürftigen RLT-Anlagen ist keine Garantie für Energiekosteneinsparungen und eine gesamthafte Effizienz-Verbesserungen. Da viele Gebäude inzwischen anders genutzt werden, bedarf es einer exakten Analyse des Ist-Zustandes der Anlagen und einer Neudimensionierung des Ventilators. Die geringere Schallemission moderner, hocheffizienter Ventilatoren erlaubt meist einen Rückbau von Schalldämpfern, führt also zu einer Minderung des Druckverlustes und damit zu Ventilatoren kleinerer Leistung. Parallel zur energetischen Sanierung lohnt es sich, die Anlagen auch an die aktuellen Vorgaben der Hygienerichtlinie VDI6022 anzupassen. Solche Maßnahmen fördern die Akzeptanz von RLT-Anlagen und steigern die Produktivität am Arbeitsplatz.

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