Modernisierung der Lüftung mit hocheffizienter Wärmerückgewinnung
Konzerthaus Berlin am Gendarmenmarkt
Das Konzerthaus Berlin am Gendarmenmarkt ist ein bedeutendes kulturelles Zentrum und eine renommierte Spielstätte für klassische Musik in Europa. Im Rahmen einer energetischen Modernisierung sollte die Lüftungsanlage des Konzerthauses und der Funktionsgebäude mit einer Wärmerückgewinnung ausgestattet werden, um die CO2-Emissionen im Betrieb zu reduzieren und die Energiekosten zu senken. Die Betreiber des Konzerthauses entschieden sich für einen „Gegenstrom-Schicht-Wärmeaustauscher (GSWT)“.
Das Konzerthaus entstand zwischen 1818 und 1821 und gilt als eines der Hauptwerke von Karl Friedrich Schinkel. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde es detailgenau rekonstruiert und erhielt in den 1980er Jahren eine Lüftungstechnik. Aus Gründen des Denkmalschutzes waren damals und auch heute noch keine Öffnungen auf dem Dach oder an der Fassade zur Einbringung moderner Technologie zulässig.
Die Planer standen vor der Aufgabe, einen energieeffizienten Betrieb zu ermöglichen, ohne dabei Kompromisse bei der akustischen Qualität oder dem Komfort für Künstler und Besucher einzugehen. Demzufolge war es wichtig, eine maßgeschneiderte Lösung zu entwickeln, die den spezifischen Anforderungen des Konzerthauses gerecht wird und eine hohe Energieeffizienz gewährleistet.
Als weitere Herausforderung der Modernisierung musste die Baumaßnahme im laufenden Spielbetrieb des Konzerthauses erfolgen. Die Montagearbeiten an der Haustechnik konnten nur innerhalb der wöchentlichen Betriebspausen oder Ruhezeiten (Lärmzeitfenster) ausgeführt werden, damit der Konzertbetrieb und die Proben problemlos weiterlaufen
konnten.
Planung
Die ideale Lösung für die Planer war der kleinteilige und modulare Aufbau der „Gegenstrom-Schicht-Wärmeaustauscher (GSWT)“ der SEW GmbH. Dadurch konnten die Monteure die einzelnen Schichten in die Technikzentrale bringen und erst vor Ort zusammenbauen. Dieser patentierte Wärmeübertrager ist aus einzelnen Schichten aufgebaut und ermöglicht eine flexible und genaue Dimensionierung für jedes einzelne Objekt. Alle einzelnen Schichten funktionieren separat und können im Bedarfsfall ausgetauscht werden. Bei Sanierungen mit beengten Platzverhältnissen, wie in diesem Fall, können die einzelnen Module vor Ort zum fertigen „Gegenstrom-Schicht-Wärmeaustauscher (GSWT)“ zusammengesetzt werden. Die Wärmeübertrager-Technologie ermöglicht in einem Kreislaufverbundsystem (KVS) die Rückgewinnung der Wärme aus der Abluft, die für die Beheizung oder Kühlung von Räumen geeignet ist.
Umgesetzte Technik
Um die Wärmeübertrager erfolgreich zum Einsatz zu bringen, haben die SEW-Konstrukteure eng mit der IWB Ingenieurgesellschaft mbH aus Braunschweig und dem Konzerthaus Berlin zusammengearbeitet. Durch umfangreiche Analysen haben sie den spezifischen Wärme- und Kältebedarf des Konzerthauses ermittelt. So konnten sie das Kreislaufverbundsystem optimal in die bestehende Infrastruktur integrieren.
Im Konzerthaus befinden sich zwei Lüftungszentralen, eine auf der Nord- und eine auf der Südseite. Diese haben jeweils einen zentralen Abluftvolumenstrom mit 50.000 m³/h und zwei Außenluftvolumenströme mit je 25.000 m³/h. Eine zentrale Pumpen- und Armaturenbaugruppe (PAG) mit Zonenregelung steuert die gemeinsame Hydraulik im KVS für beide Anlagen. Dazu gehören drehzahlgeregelte Pumpen mit integriertem Frequenzumformer, Absperr- und Regelungseinheiten, ein Ausdehnungsgefäß und eine Steuerung mit Notfall-Handbedienebene.
Aus Platzgründen musste die Fortluftanlage auf der Nordseite in zwei einzelne Stränge geteilt werden. Somit steuert eine PAG die Hydraulik von drei Fortluft- und vier Außenluftanlagen. Im Sommer wird die Kälte von der kühleren Abluft auf die warme Zuluft übertragen. Zur Unterstützung wird die Abluft über einen Oberflächenbefeuchter adiabatisch (d.h. ohne Austausch von Wärmeenergie) befeuchtet und gekühlt. Dadurch konnten der Kältebedarf reduziert, die maschinelle Kälteerzeugung entlastet, Druckverluste eingespart und Leistungsreserven für ansteigende Temperaturen im Sommer geschaffen werden.
Das Ergebnis
Das Konzerthaus Berlin konnte durch die Integration des KVS mit der GSWT-Technologie zur Wärme- und Kälterückgewinnung seinen Energieverbrauch deutlich reduzieren. Dies führt zu spürbaren Einsparungen bei den Energiekosten und einer Verringerung der CO2-Emissionen.
Die erzielte Lösung trägt zu einem optimalen Raumklima im Konzerthaus bei, mit Vorteilen für Musiker und Publikum. Durch eine gleichmäßige und angenehme Temperatur wird eine erstklassige Hörerfahrung, bei verbesserter akustischer Qualität der Aufführungen, erreicht. Die Lüftung mit einem KVS verhindert eine Übertragung von Keim- und Schadstoffen von der Abluft in die Zuluft und schützt die Personen, die sich im Gebäude aufhalten. Durch die Erweiterung der Anlage um die adiabatische Fortluft-Kühlung erreicht die Anlage bei 33 °C Außenluft eine Kühlung der Zuluft auf 24 °C nach dem Zuluft-Wärmeübertrager.
Die Zusammenarbeit zwischen dem Konzerthaus Berlin, der IWB Ingenieurgesellschaft Braunschweig und der SEW führte zu einer maßgeschneiderten Lösung, die den spezifischen Anforderungen des Konzerthauses gerecht wird. Mit der GSWT-Technologie wurden der Energieverbrauch optimiert, die Betriebskosten gesenkt und der CO2-Fußabdruck reduziert, ohne Kompromisse bei der akustischen Qualität des Hauses einzugehen.
