Referenzprojekt: Smarte Heizungsmodernisierung am Städtischen Gymnasium Riesa

Herausforderung Denkmalschutz: Smart gelöst statt ausgetauscht

Alte Technik modernisieren geht nicht, es sei denn, man tauscht sie aus? Falsch. Gerade bei denkmalgeschützten Gebäuden ist ein vollständiger Austausch ziemlich teuer oder sehr kompliziert. Doch wie bringt man energetisch herausfordernde Bestandsbauten auf ein modernes, nachhaltiges Versorgungsniveau?

Unsere Antwort: Mit einem intelligenten Konzept, das bestehende Technik nutzt, punktuell erweitert und digital denkt. Unser Referenzbeispiel des Städtischen Gymnasiums Riesa zeigt, wie das funktionieren kann - kostensparend, nachhaltig und mit echtem Mehrwert.

Ausgangslage des Objekts

Das Städtische Gymnasium Riesa ist ein denkmalgeschütztes Schulgebäude mit wenig Spielraum für bauliche Eingriffe. Bisher arbeiteten Heizkessel und BHKW starr nach Heizkurve, unabhängig vom täglichen Bedarf. Die Räume waren mit unveränderbaren Behördenthermostaten ausgestattet. Die Folge: Energieverschwendung durch ungenutzte, aber beheizte Räume.

Ein kleiner Exkurs: Das Heizen von öffentlichen Gebäuden, bspw. Gymnasien, ist eine echte Herausforderung. Oftmals werden Räume dauerhaft beheizt, ohne genutzt zu werden, was zu einer enormen Energieverschwendung führt. Behörden-Thermostate sollen mit Hilfe der unveränderlichen Voreinstellungen verhindern, dass die Temperatur unerlaubt und beliebig verändert wird. Angesichts des heutigen Bewusstseins für das Potenzial einzusparender, effizient genutzter Energie, bedarf es jedoch alternativer Lösungen für eine nachhaltige Versorgung öffentlicher Gebäude. 

Das Objekt in Riesa stellte uns nun also vor eine neue Herausforderung, deren Lösung wir uns jedoch mit großem Interesse und Engagement sofort annahmen. Die Ziele wurden von vornherein hoch gesteckt: Zunächst galt es, eine Möglichkeit zu entwickeln, dass jeder Raum bedarfsgerecht geregelt werden kann - und das ohne großen personellen Aufwand. Denn niemand kann permanent dafür sorgen, dass die Heizungen in den genutzten Räumen ordnungsgemäß auf- oder abgedreht werden. 

Das zweite Ziel: Einen echten Mehrwert für das Gymnasium schaffen, der über “bloße” Energieeffizienz und Kostenersparnis hinausgeht.

Kompetent gelöst und smart umgesetzt

Dank unserer Expertise und jahrelangen Erfahrung war das passende Konzept schnell entwickelt: 

Zunächst wurde im gesamten Haus eine Funknetzverbindung für eine Heizungssteuerung integriert - selbstverständlich zerstörungsfrei, um den Denkmalschutz zu wahren.

Anschließend wurden alle 290 Behörden-Thermostate des Gebäudes in funkgesteuerte Ventile ausgewechselt. Der Grundstein für unsere smarte Steuerungslösung war gelegt. 

Nun fehlte nur noch der letzte Schliff, um unser Ziel der möglichst unkomplizierten und personalsparenden Steuerung der Wärmeversorgung der Räume zu erfüllen. Dafür wurde eine intelligente Steuerung neben die Heizungsanlage gebaut, die die Hauptbefehlsgewalt über die Heiztechnik hat.

Und so wird’s richtig smart: Für eine zentrale Regulierung finalisieren wir derzeit eine Dashboardanwendung, welche jeden Raum abbildet und sich manuell anlassbezogen steuern lässt. Verbaut wird sie direkt im Sekretariat, wo jederzeit die aktuellen Informationen über die Raumbelegung vorliegen. 

Meldet sich also ein Lehrer am Morgen krank und der Unterricht fällt ungeplant aus, wird der vorgesehene Unterrichtsraum nicht benötigt. Mittels eines virtuellen Schiebereglers kann nun das Sekretariat den Raum auf „nicht benötigt“ schieben. Damit wird das Beheizen des Raumes - abgesehen von Frostschutz - verhindert. Wird ein Raum länger benötigt, als in der Regel notwendig, weil bspw. ein Elternabend stattfindet, kann dies ebenfalls mit Hilfe der simplen, aber effektiven Schieberfunktion und Bestätigung via Dashboard reguliert werden und der Raum wird nach Wunsch länger beheizt. Über Nacht gehen alle Einstellungen automatisch wieder in den gewollten Ursprungszustand zurück.

Der Clou: Über eine Erfassung der Personen im Raum wird der Heizbedarf zusätzlich individuell angepasst. Befinden sich bspw. 20 Kinder im Klassenzimmer, entspricht das in etwa 2 kW Heizleistung, da jeder Körper ca. 100 Watt Eigenwärmeleistung abstrahlt. Somit kann die Heizung den Raum mit geringerer Leistung auf die gewünschte Temperatur bringen, statt wie im Normalfall den Raum unter Volllast zu erwärmen und dann erst langsam die Leistung zu reduzieren. Denn das führt oft dazu, dass aufgrund zu großer Hitze das Fenster geöffnet wird, wodurch der Raum jedoch abkühlt und die Heizung erneut arbeitet - ein sehr ineffizienter Kreislauf. Den galt es zu durchbrechen. Und das haben wir dank unserer smarten Lösung erfolgreich geschafft. 

Eine CO2-Ampel in jedem Raum zeigt dem betreuenden Lehrer an, wann und insbesondere wie lang gelüftet werden kann, ohne dass die Energie der Raumwärme verschwendet wird.

Nun galt es nur noch, unser letztes großes Ziel zu erfüllen: Energieeffizienz und Kostenersparnis hatten wir durch unser System bereits erreicht. Wie aber einen zusätzlichen Mehrwert für das Gymnasium - und im besten Fall für die Schüler - schaffen?

Indem man unsere technische Lösung zum Unterrichtsinhalt macht! Zu diesem Zweck wird derzeit eine Dashboardanwendung programmiert, die es dem Lehrer ermöglicht, die Ergebnisse dieser Effizienzmaßnahmen in den Unterricht interaktiv einzubauen. So wird echte Physik im eigenen Schulgebäude live erlebbar. Und nebenbei lernen die Jüngsten dabei: Zu vermeiden, dass Energie verbraucht wird, ist besser als jeder Versuch, sie zu erzeugen - möge die Erzeugung auch noch so ökologisch sein. Zudem wurden sowohl die neue Heizungssteuerung als auch die Dahboardanwendungen mit einer Wettervorhersage gekoppelt, um Wind-, Regen- und Temperaturentwicklung direkt in die Vorheizzeiten einzubinden. 

Langfristig nachhaltig

Wie effektiv sind unsere Maßnahmen nun aber wirklich? Das wollen wir natürlich auch selbst herausfinden. Zu diesem Zweck wird über eine Langzeitdatenhaltung erfasst, welche finanziellen und ökologischen Effekte unsere Maßnahmen für das Gebäude wirklich haben. Anhand der Daten lassen sich weitere Einsparpotenziale identifizieren und langfristige Modernisierungen gezielt planen. So kann sichergestellt werden, dass das Gebäude dauerhaft auf effizientestem Grad versorgt wird.

Fazit

Dieses Projekt zeigt: Auch komplexe Gebäude lassen sich mit moderner Technik zukunftsfähig und effizient betreiben. Durch gezielte Nachrüstung statt Komplettsanierung wurde nicht nur der Energieverbrauch gesenkt, sondern ein echtes Pilotprojekt für smarte Heizungsmodernisierung in Denkmalimmobilien realisiert.

Wir danken dem Städtischen Gymnasium Riesa für die angenehme Zusammenarbeit und das Vertrauen. Ein besonderer Dank geht außerdem an unseren IT-Partner für die technische Umsetzung und an das Bundesministerium für die fachliche Begleitung des Projekts.

ESAM macht’s möglich: Smarte Konzepte für komplexe Herausforderungen.