Grüne Bilanz für Gebäudeautomation

In der Industrie ist die Schaltschrankverdrahtung mittels AirSTREAM Rahmen längst angekommen. Mittlerweile hält die Lösung dank ihrer systemischen Vorzüge auch bei der Gebäudeautomation Einzug. Exemplarisch steht dafür ein Bauwerk im nördlichen Schwarzwald – und was für eines!Inmitten der rauen Natur und wilden Schönheit des Nordschwarzwalds kann man einem Bauwerk von äußerst schiefwinkliger Geometrie begegnen: acht lange Gebäuderiegel, die wie kreuz und quer übereinanderliegende Baumstämme arrangiert sind. Womit sie das Typische eines Nationalparkwalds nachahmen – nämlich die sich selbst überlassene Natur.

Das Nationalparkzentrum Ruhestein liegt mitten im 10.000 Hektar großen, entstehenden Ur-Wald. Innen erlebt das Publikum auf insgesamt 3200 Quadratmetern über mehrere Geschosse interaktive Ausstellungen zu Artenvielfalt, Lebensräumen und Wildnisbildung. Kino, Café und ein Shop sind heute fast Standard – nicht aber ein Skywalk samt 34-Meter-Aussichtsturm mit Panoramablick über den hier etwa 120 Jahre alten Wald. Ringsum gehen Wander- und Radwege, Langlaufloipen oder Ranger-Führungen ab.

Erstellt unter Einsatz modernster Holzbautechnologie, forderte die verschachtelte Gebäudestruktur die Architekten und Tragwerksplaner heraus: Zum Beispiel waren die Gebäuderiegel so in den Baumbestand einzupassen, dass möglichst wenig Bäume weichen mussten; teils ragen sie freitragend in den Wald. Manche Baugerüste zirkelte man tatsächlich um einzelne Bäume herum. Die Gebäudehülle besitzt einen Wärmeschutz wie ein Passivhaus; die Wärme für Heizung und Warmwasser erzeugen zwei Holzpelletkessel – was denn sonst – und es gibt einen Pufferspeicher. Klimatisiert wird über dezentrale, mechanische Lüftungsanlagen. Die Kühlung im Sommer funktioniert über zwei Löschwasserzisternen im Erdreich: Das zirkulierende Wasser nimmt Wärme aus dem Ausstellungsbereich auf, fließt dann zur Rückkühlung durch die Warmwasser-Wärmepumpe der Küche und weiter über ein Erdkollektorfeld wieder in die Zisternen.

Auch die Gebäudeautomation mit ihrer Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik fällt demzufolge komplex aus. Erstellt hat sie die Christian Bachhäubl e.K. aus Baiersbronn als regionaler Spezialist für Heizungs- und Elektrotechnik sowie Gebäudeautomation. In Sachen MSR-Technik realisierte der Betrieb das Großprojekt in bewährter Kooperation mit der Jürgen Tapper GmbH aus Höheischweiler. Dieser Profi für individuelle Steuerungen und Regelungen verdrahtet alle Schaltschränke für Bachhäubl. Mit ein Grund dafür: Es wird ausschließlich das AirSTREAM-Verdrahtungsrahmen von LÜTZE eingesetzt. Weil man seit Jahren „begeisterter Anwender“ dieses Konzepts ist, da es „dem konventionellen Montagerahmen vielfach überlegen“ ist, so Michael Wagner (Geschäftsführer der Tapper GmbH), dem Christian Bachhäubl voll und ganz zustimmt. Im Fall des Nationalparkzentrums spielte das System AirSTREAM seinen Raumvorteil von bis zu 30 Prozent verringerter Schaltschrankgröße aus. Damit konnten die Projektpartner schon vorab in der Theorie punkten. In der praktischen Umsetzung ließ sich dann sogar ein komplettes Feld bei den Anreihschränken einsparen.

Ein weiteres Plus des AirSTREAM-Rahmens ist sein ausgeklügeltes Kühlkonzept: Dank kanallosem Aufbau führt die frei zirkulierende Luftströmung thermische Verlustleistung ab, was das Schaltschrankklima homogenisiert. Dank AirBLOWER Lüfter in Kombination mit AirBLADE Luftleitelementen lässt sich die Strömung gezielt ausrichten, etwa auf mögliche Hotspots. Somit verringert sich das Risiko von thermisch bedingten Komponentenausfällen – und eben auch der Bedarf an Kühlenergie samt dessen CO₂-Emissionen. Verglichen mit Industrieapplikationen ist in den Schränken zwar eine geringere Leistung verbaut, trotzdem dürfte dieser Nachhaltigkeitsaspekt das Klima freuen – jeder Beitrag zählt schließlich. Wie stark eine klimafreundliche Schaltschrankkühlung auf den ökologischen Fußabdruck einzahlen kann? Eine Praxisstudie hat das erstaunliche Ergebnis ermittelt. Wandern wir dazu gedanklich vom Schwarzwald in eine Industrieproduktion.

Die Dimension dieser möglichen CO₂-Einsparungen im Schaltschrank wird gern unterschätzt. Das zeigt der Blick in eine Industrieproduktion, etwa eine Automobilfertigung: Dort ist LÜTZE bei mehreren deutschen Herstellern präsent, auch mit der AirSTREAM-Verdrahtung als Industriestandard. Denn die Werke haben erkannt, dass die Kühlenergie- und Emissionsreduktionen in den Schaltschränken beim CO₂-Fußabdruck eines Industrieerzeugnisses mitzählen.

Was beträchtlich sein kann, wie ein Fallbeispiel zeigt: Ausgangspunkt waren zwei typische Schaltschrankkombinationen, beide mit der kanallosen AirSTREAM-Verdrahtung. Einer davon mit aktiver Zukühlung, der Zweite mit lediglich saisonaler Zukühlung in den Sommermonaten plus dem Lüftersystem AirBLOWER. Ergebnis: Die CO₂-Emission sanken von 204 kg pro Jahr auf 48 kg. Wird dieses Potenzial von 76 Prozent Einsparung auf eine gesamte Fertigungsanlage skaliert, ergäben sich bei 200 solcher Schaltschrankkombinationen Einsparpotenziale von über 85.000 kWh und 31 t CO₂. Gerechnet wurde mit dem deutschen Strommix von 2020 mit fossilen Anteilen. Durchgeführt haben diese Praxisuntersuchung die Friedrich Lütze GmbH und das Institut für Gebäudeenergetik, Thermotechnik und Energiespeicherung (IGTE) der Universität Stuttgart. Beide arbeiten seit Jahren kooperativ an bedarfsgerechten und umweltfreundlichen Kühlkonzepten für Schaltschränke. Die ausführliche Untersuchung ist in der Themenwelt zu finden.

Autoren:
Bernd Hütter, Produktmarktmanager Friedrich Lütze GmbH
Michael Mölich, Vertriebsingenieur Friedrich Lütze GmbH