ATS-Datenverarbeitung GmbH & Co KG, Wienerwald – Umgesetzt

26.10.2020

Executive Summary

Die Firma ATS-Datenverarbeitung ist im Bereich Forschung-, Entwicklung und Produktion von Elektronik und Software für Gebäude- und Sicherheitstechnik tätig. Auf dem Firmengelände in Gruberau im Wienerwald (NÖ) befinden sich 3 Gebäude: das Hauptgebäude sowie zwei verbundene Entwicklungsgebäude.

Das Hauptgebäude wurde bereits 1998 thermisch saniert. Konsequenterweise werden jetzt die beiden Entwicklungsgebäude mit einer gesamten Bruttogeschossfläche von 670m2 zeitgemäß saniert. Die Gebäudehülle wird thermisch verbessert und eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung sowie einem 30m langen Luft- Erdreich Wärmetauscher eingebaut.

Die Effizienz der vorhandenen Wärmepumpe wird durch 2 zusätzliche Tiefenbohrungen sowie aktive Regeneration des Erdreichs durch Kühlen der Zuluft im Sommer verbessert. Die Kunstlichtanlage wird einer mit tageslicht- und bewegungsabhängigen Steuerung nachgerüstet und ineffiziente Leuchtmittel werden auf LED umgestellt. Im Bereich der Raumheizung und –kühlung kommt neu eine Einzelraumregelung mit Präsenzerfassung zum Einsatz. Zusätzlich wird eine 70m2- Photovoltaikanlage errichtet. Das Gebäude verfügt bereits über eine thermische Solaranlage, die zur Warmwasserbereitung für die Kantine und zur Heizungsunterstützung eingesetzt wird.

Ausgangszustand

Eigentümer/ Betreiber:

ATS GesmbH & Co. KG

Ansprechpartner / Kontaktpersonen:

Dr. Franz J. Brichacek

Standort:

A-2392 Wienerwald, Gruberau 48

Gebäudetyp:

Bürogebäude

Errichtungsjahr Bestandsgebäude:

1989

Größe (BGF):

670 m²

Zustand/ Ausstattung Bestand:

Das Büro- und Entwicklungsgebäude in dem sich auch eine Fertigung von elektronischen Geräten befindet, entsprach nicht mehr dem gewollten Standard. Nach einer Sanierung des Hauptgebäudes im Jahr 1998 war es, auf Wunsch des Besitzers, Zeit auch die beiden Nebengebäude zu sanieren.Durch Einbeziehen der gesamten Belegschaft in den Planungs- und Ausführungsprozess konnten viele Ideen der Mitarbeiter umgesetzt werden. Durch die relativ großen Glasflächen in den Gebäuden und durch die in die Jahre gekommene Verglasung, war die Behaglichkeit nicht gut. Durch die Wärmeverluste über die Fenster und die „Kältestrahlung“ von außen, war es notwendig die Raumtemperatur auf 24 °C und teilweise mehr zu heizen.
Wunsch war es durch eine neue Verglasung und eine Erneuerung des Beleuchtungskonzepts sowie eine Verbesserung der thermischen Hülle optimale Innenraumverhältnisse zu schaffen. Durch eine Visualisierung der im Gebäude ablaufenden Prozesse sollen die Mitarbeiter hinsichtlich Energieverbrauch und Erzeugung sensibilisiert werden.

Motiv für die Sanierung

Mängel/ Schwachstellen/ Probleme im Bestand:

Eine Komfortsteigerung am Arbeitsplatz erreichen.Wärmeschutz verbessern und ersetzen der Beleuchtung durch eine effiziente LED-Technologie um den Energieverbrauch zu senken.
Vorzeigeobjekt hinsichtlich Energieeffizienz und Arbeitsplatzkomfort in einem international tätigen Unternehmen

Ziele

Wünsche / Ziele Bauherr Ökologie/ Energieeffizienz/ Komfort:

„Home to friend“. Mache deinen Arbeitsplatz, dein Zuhause zum Freund.
Ein Unternehmen im Bereich Gebäude- und Sicherheitstechnik möchte seinen Hauptsitz möglichst effizient und klimaschonend betreiben.
Der Ölkessel wurde bereits vor 8 Jahren durch Wärmepumpen mit Tiefenbohrungen ersetzt. Die Dimensionierung war allerdings zu knapp bemessen, daher mussten Hallen oder andere Räumlichkeiten teilweise außer Betrieb gesetzt werden. Durch die Sanierung und durch die Installation weiterer Wärmepumpen sollen die Probleme gelöst werden.
Durch die hauseigene Regelungstechnik soll ein Bussystem aufgebaut werden, mit dem einerseits das Gebäude automatisiert wird. Andererseits dient das System unter anderem zur Einbindung einer wetterabhängigen Steuerung mit welchem Lasten, wie zum Beispiel Wärmepumpen, gesteuert werden um eine Maximierung des Eigenstrombedarfs zu erreichen. Ziel ist es zu 100 % energieautark zu werden.
Sanierung der Fassade und des Dachs sowie der Fenster. Durch Verwendung von sich elektronisch verdunkelnden Glasscheiben wird eine Verschattung und somit eine sommerlicher Überwärmung erreicht.

Ziele Planer:

Die Hauptziele des Planers waren ein klimaschonender und energieeffizienter Betrieb der beiden Bürogebäude sowie eine Steigerung des Komforts am Arbeitsplatz.

Maßnahmen

Gebäudehülle

Bauteilaufbauten:

Außenwand: Wärmedämmverbundsystem mit 18 cm EPS, U-Wert Verbesserung von 0,24 auf 0,08 W/(m²K)Flachdach mit 30 cm EPS: U-Wert Verbesserung von 0,4 auf 0,12 W/(m²K)
Kellerdecke mit 30 cm Zellulosedämmung: U-Wert Verbesserung von 0,33 auf 0,09 W/(m²K)

Baustoffe:

Zellulosedämmung, EPS

Fensterqualität:

3 Scheiben Wärmeschutzverglasung U-Wert Verbesserung von Uw = 3,5 auf 0,7 W/(m²K)
Zur Abschattung werden teilweise elektrisch schaltbare Gläser eingesetzt, die sich bei anlegen einer Spannung dunkel färben und damit eine Erwärmung des Innenraums im Sommer vermindern. Die Steuerung der Verschattung soll automatisch mit Handübersteuerung erfolgen.

Vermeidung von Wärmebrücken, Anschlussdetails:

Durch die Präsenz des Bauherrn auf der Baustelle wurden Anschlüsse, wie die gebogene Fassade im Bereich der Fertigung, optimal saniert. Die bestehende gebogene Fassade war mit geraden Platten gedämmt worden. Dadurch kam es zu erheblichen Wärmeverlusten in diesem Bereich.
Auch die Verbindungsbrücke, welche im wahrsten Sinne eine Wärmebrücke darstellte, wurde der Sanierung unterzogen und gedämmt.

Luftdichtigkeitskonzept:

Wurde durch die vollständige Erneuerung der Außenhülle mit verbessert.

Haustechnik

Heizung:

Seit Dezember 2006 versorgt die vorhandene Wärmepumpe, mit 3 bestehenden 120 m tiefen Erdsonden, die beiden Gebäude. Aufgrund der hohen entnommen Leistung in den Jahren vor der Sanierung wurde das Erdreich zu stark abgekühlt, sodass die Wärmepumpe einen schlechten COP aufwies. Durch 2 zusätzliche Bohrungen und durch die Kühlung der Sommerfrischluft durch die Erdsonden soll eine Regenerierung des Erdreichs erfolgen und die Wärmepumpe mit einer Jahresarbeitszahl von 4,2 betrieben werden.
Die Heizung wird durch eine thermische Solaranlage unterstützt.

Kühlung:

Vorkühlung der Außenluft über den Luft-Erdwärmetauscher sowie Kühlung der Sommerfrischluft durch die Erdsonden mittels Kühlregister.

Lüftung:

Der Einbau einer Be- und Entlüftungsanlage mit Enthalpie- Wärmetauschern zur Feuchterückgewinnung wurde durch 3 dezentrale Geräte realisiert.
Die Ansaugung der Luft erfolgt über getrennte Luft-Erdwärmetauscher von jeweils 60 m Länge zur Vorkonditionierung der Außenluft sowohl im Sommer als auch im Winter.

Sanitär:

Warmwasserbereitung über Solarthermie und Wärmepumpe.

Elektrik:

Optimiertes Beleuchtungssystem: Einbau von DMX-fähigen elektronischen Vorschaltgeräten und LED-Leuchten. Die Verkabelung wurde im Zuge der Sanierung getauscht, um alle Geräte auch fernsteuern zu können und auch den aktuellen Verbrauch zu steuern.

Regelungstechnik:

Die Beleuchtung wird tageslichtabhängig und über Präsenzmelder geregelt. Alle LED-Leuchten können weiters in der Farbtemperatur zwischen 2700 und 6000K je nach Tageszeit und Tätigkeit gesteuert werden. Es ergibt sich eine optimale Beleuchtungsstärke, die auch altersabhängig gesteuert werden kann.

Solaranlage:

Eine 59 m² große thermische Solaranlage mit 5000 Liter Pufferspeicher wird zur Heizungsunterstützung und Warmwasserbereitung eingesetzt.

Energieeffizienz

Maßnahmen zur Effizienzsteigerung:

Um eine möglichst hohe Eigenbedarfsdeckung zu erreichen, regelt die Gebäudesteuerung auf einen maximalen Strombezug von 15 kW. Auch fließt die Verfügbarkeit von Solarstrom in die Betriebszeiten der Wärmepumpe ein. Damit wird die thermische Trägheit des Gebäudes ausgenutzt um einen hohen Eigenverbrauch zu gewährleisten.
Neu verdrahteter Schaltkasten zur automatischen Abschaltung von Betriebsstromverbraucher. Nur Dauerstromverbraucher, wie Kühlschrank oder Alarmanlage laufen nach Verlassen des letzten Mitarbeiters weiter.
PCs mit neuen Netzteilen.
Beleuchtungsoptimierung.
Nutzung der Erdwärme.
Neue SMD-Patch Lötanlage mit 30 % geringerem Energiebedarf.
Neuer Bestückungsroboter mit 15 % geringerem Stromverbrauch und kürzeren Bestücklaufzeiten – nochmals -35 %.

Abwärmenutzung:

Über WRG der Lüftungsanlage.

Nutzung Erneuerbarer Energiequellen:

Erdwärmenutzung über eine Wärmepumpe mit Erdsonden.
59 m² große thermische Solaranlage mit 5000 l Pufferspeicher.
70 m² Photovoltaikanlage.

Besondere Lösungen:

Die Beschattung wird einstrahlungsabhängig über das Bus-System gesteuert. Eine Wetterstation sorgt für die entsprechenden Daten, welche über die Regelung zu einer Verdunkelung der elektronischen Gläser führt.
LEDs welche in ihrer Farbtemperatur anpassbar sind.

Ergebnisse

Kennzahlen

Der spezifische Heizwärmebedarf beschreibt die erforderliche Wärmemenge pro Quadratmeter beheizte Bruttogeschossfläche, die ein Gebäude an einem bestimmten Ort (Klima) oder bei einem Referenzklima pro Jahr benötigt, um die Innenraumtemperatur auf 20 Grad Celsius zu halten.

Der Kühlbedarf ist diejenige Nutzenergie, die nötig ist, um die Räume eines Gebäudes beim Auftreten von Überwärmung auf die gewünschte Soll-Temperatur zu kühlen.

Als Heizlast versteht man jene Wärmemenge die notwendig ist, um den Wärmeverlust von Räumen auszugleichen.

Die Kühllast ist eine aus einem Raum abzuführende Wärmelast, die notwendig ist, um einen vorgegebenen Raumluftzustand zu erreichen oder zu erhalten.

Heizwärmebedarf/ vorher:

Gebäude 1: 44,0 kWh/(m³a)
Gebäude 2: 39,0 kWh/(m³a)

Heizwärmebedarf/ nachher:

Gebäude 1: 11,8 kWh/(m³a)
Gebäude 2: 10,2 kWh/(m³a)

Kühlbedarf/ vorher:

Gebäude 1: 2,1 kWh/(m³a)
Gebäude 2: 1,5 kWh/(m³a)

Kühlbedarf/ nachher:

Gebäude 1: 0,0 kWh/(m³a)
Gebäude 2: 0,7 kWh/(m³a)

Folgende Werte gelten für das sanierte Gebäude:

Spezifische Heizlast:

17,44 W/m²

Erwartete CO2- Einsparung:

11,52 t/a … -91 %

Erwartete Kosteneinsparung im Betrieb:

Erwartung: Energiekosteneinsparung in 3 Jahren: € 14.541

Kosten

Investitionskosten:

€ 628.864,00

Einsparungen im Betrieb:

Erwartung: Energiekosteneinsparung in 3 Jahren: € 14.541,00
Aktueller Wert 2012: Minus € 2.200,00 trotz der noch in Arbeit befindlichen Sanierung

Förderungen:

€ 272.323,00

Kosten je m2 BGF:

940,00 €/m² BGF

Dokumentation

Chronologie/ Bautagebuch:

September 2011 Baubeginn Abbrucharbeiten, Hüllensanierung, Demontage der alten Fassade, Beginn Umsetzung der Effizienzmaßnahmen Beleuchtung, LüftungOktober 2012: Fertigstellung der Photovoltaikanlage und Beginn des Monitorings
November 2012: Fertigstellung der Außenarbeiten, Stiegenanschlüsse wieder herstellen, Plattenverlegung im Eingangsbereich

Persönliche Erfahrungen

Planungs-/Bauphase

Bericht zum Planungsprozess (Zusammenarbeit der Akteure, Schwierigkeiten, best practice Beispiele):

Wegen der kleinen Auftragssumme im HLS- Bereich, war es schwierig Partner bzw. ausführende Firmen zu finden.Durch die Sanierung und der Verwendung erneuerbarer Energien war die Motivation bei den betriebseigenen Mitarbeitern sehr groß. Der Stolz der Mitarbeiter mit den Technologien zukünftig zu leben führte zu dem Engagement bei der Baustelle selbst Hand anzulegen.
Vieles wurde in Eigenregie durchgeführt. Durch die Präsenz des Bauherrn auf der Baustelle und dessen Mitarbeit verlief dir Bauphase ohne große Schwierigkeiten.
Bedingt durch sehr innovative Technologien, wie der elektronisch abschattenden Glasscheiben, war eine Mithilfe des Bauherrn auf der Baustelle notwendig. Firmen haben noch keine Erfahrung mit solchen Technologien.
Um alte Rohstoffe wieder zu verwenden, wurde die alte Fassadendämmung wiederverwertet, indem das Styropor gereinigt wurde und zur Dämmung der Kellerdecke verwendet wurde.
Um kleine bzw. wenige Abhängebereiche für die notwendigen Lüftungsleitungen zu erreichen, wurde auf eine dezentrale Lösung gesetzt. Die Erschließung der einzelnen Räume erfolgt über den Gangbereich, Potterien bzw. einstemmen der Rohrleitungen in die Zwischenwände.

Hindernisse im Planungsprozess (Genehmigungen/ Behörden/ Anrainer/…):

Eine fassadenintegrierte PV-Anlage wurde angedacht, aufgrund der Amortisationszeit und der geringeren Erträge allerdings verworfen.

Empfehlungen:

Um eine optimale Zufriedenheit der Angestellten zu erreichen, werden laufend Messungen durchgeführt und das Regelungssystem adaptiert.
Durch Einbindung der Mitarbeiter in den Planungsprozess konnten deren Wünsche entsprechend rechtzeitig berücksichtigt werden.
Mitarbeiter können nicht vom Baulärm gestört werden, wenn diese selbst auf der Baustelle mitarbeiten.
Durch größere Fensterflächen mit geringerem Rahmenanteil konnten die Rahmenverluste reduziert werden und die Optik des Gebäudes gesteigert werden.
Eine Kontrolle und Anwesenheit vom Bauherrn auf der Baustelle ist für eine gelungene Umsetzung unumgänglich.

Nutzung

Nutzungskomfort/ Erfahrungen:

Die Steigerung des Nutzungskomforts war für die Mitarbeiter bald spürbar. Die notwendige Lufttemperatur in den Büroräumlichkeiten konnte ohne Komfortverlust von 24 °C im unsanierten Zustand auf 21 °C gesenkt werden. Vor allem die Verbesserung der Fenster und somit die Verringerung der „Kältestrahlung“ trugen zu dem Effekt bei.