Trinkwassergüte und Energieeffizienz
Die TGA unterliegt aktuell einer unglaublichen, in dieser Intensität wohl noch nie dagewesenen Dynamik. Hintergrund ist auf der einen Seite eine massiv gestiegene Komplexität der TGA. Sie ergibt sich aus zentralen Schutzzielen wie dem Erhalt der Trinkwassergüte oder gestiegenen Anforderungen an Komfort und Energieeffizienz. Auf der anderen Seite steht eine Fülle entsprechend nachgeführter Normen, Regelwerken und aktueller Erkenntnisse aus Wissenschaft und Forschung, die auf jedes Bauvorhaben abgebildet werden müssen. Wie diese Anforderungen praxisgerecht und zukunftssicher umgesetzt werden können, darüber informierte und informiert Systemanbieter Viega Planer und planende Fachhandwerker im Rahmen des Fachsymposiums „Trinkwassergüte und Energieeffizienz – vernetzt durch digitale Prozesse“.
Mit der zentralen These „Die Gebäudetechnik wird der Strukturgeber des Bauens der Zukunft!“ sorgt Viega für rege Diskussionen. „Dass wir mit diesem sehr prononcierten Satz einen lebhaften fachlichen Diskurs lostreten würden, war uns natürlich bewusst“, so Dirk Gellisch, Mitglied der Viega-Geschäftsführung: „Überrascht hat uns trotzdem die Intensität, mit der schon die Besucher der ersten beiden Symposien die These aufgegriffen und diskutiert haben. Unstrittig war dabei aber immer, dass speziell die TGA-Gewerke Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung sowie die Trinkwasser-Installationen künftig das Design eines jeden Zweckgebäudes massiv beeinflussen werden, wenn wir die Erreichung von Planungszielen wie Erhalt der Trinkwassergüte und Energieeffizienz zuverlässig sicherstellen wollen.“
Als Praxisbeispiel für diese Prognose konnte im Rahmen des Fachsymposiums der Neubau der „Viega World“ dienen. Als „Leuchtturmprojekt“ für die Zukunft des Bauens ist das interaktive Seminarcenter mit rund 12.200 m² Bruttogeschossfläche auf Basis dezidiert beschriebener Nutzungsanforderungen über den gesamten Lebenszyklus hinweg konsequent entlang eines digitalen Modells entwickelt worden.
BIM-Modelle für Transparenz im Planungsprozess
Dass zunehmend mithilfe von Bauwerksdatenmodellen (BIM-Modellen) geplant und zusammengearbeitet wird, schafft eine so noch nicht dagewesene Transparenz des Planungsprozesses und fördert ganzheitliche Planungsansätze unter frühzeitiger Berücksichtigung der Erfordernisse der TGA. Dies machte im Rahmen des Fachsymposiums bereits der erste Referent, Rechtsanwalt Dr. jur. Robert Elixmann, deutlich. Ausgehend von einer rechtlichen Positionsbestimmung der TGA-Fachplanung umriss der Referent die wesentlichen Veränderungen in den Bauprozessen, auf die sich Fachingenieure idealerweise einstellen sollten. Dabei verwies er auf Stichworte wie Auftraggeber-Informations-Anforderungen (AIA), klar definierte BIM-Abwicklungspläne (BAP) und Besondere Vertragsbedingungen BIM. Aus denen würden sich künftig neue vertragliche Anforderungen ergeben. Ein wichtiger Merksatz war daher für Dr. Robert Elixmann, dass „eine Verpflichtung zur Erstellung und Fortschreibung eines BIM-Abwicklungsplans helfen kann, die Projektbeteiligten anzuhalten, vorausschauend Abstimmungen zum Datenaustausch untereinander zu treffen und diese zu dokumentieren.“
Abstimmung der Technik klärt das Projekt
Den daraus resultierenden Brückenschlag in die Praxis zeigte Professor van Treeck, Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen an der RWTH Aachen und Leiter BIM Center am Campus Aachen, im Anschluss auf. Er stellte dabei eine direkte Verknüpfung zu den Zukunftsthemen BIM und Integrale Planung her: „In der Planungspraxis gewinnt man den Eindruck, dass BIM eine inzwischen anerkannte Methodik darstellt. Für viele Akteure scheint jedoch die Methode der Integralen Planung, also die Zusammenarbeitsform, eine größere Herausforderung darzustellen. Mit BIM kann jedoch gerade zu Beginn sehr konkret definiert werden, welche Planungsleistungen zu welchem Zeitpunkt und in welcher inhaltlichen Tiefe und Qualität, das heißt in welchem Fertigstellungsgrad, zu erbringen sind.“ Das Fazit daraus: „Die Gebäudetechnik stellt dadurch den wichtigsten Strukturgeber in der Planung dar. Sind die Fragen der Technik geklärt, sind nämlich auch die meisten Projektfragen geklärt!“
Trinkwassertemperaturen um 5 K absenkbar
Zu den zentralen technischen Fragen, die die Struktur und das Design eines Zweckgebäudes bestimmen, gehören die der Energieerzeugung, der effizienten Energienutzung und damit nicht zuletzt die Frage der Bereitstellung von hygienisch einwandfreiem Trinkwasser warm. Prof. Thomas Kistemann, Institut für Hygiene und Öffentliche Gesundheit/Public Health an der Universität Bonn, stellte thematisch passend eine direkte Verbindung zwischen Energieeffizienz, Erreichung der Klimaziele und Erhalt der Trinkwassergüte her: „In einer Trinkwasseranlage sind die Durchströmung, die Systemtemperaturen, der Wasseraustausch und das Vorhandensein von Nährstoffen die entscheidenden Faktoren in einem zusammenhängenden Wirkkreis der Trinkwassergüte. Gleichzeitig macht in modernen Gebäuden aber die Bereitstellung von Trinkwasser warm einen erheblichen Anteil am Gesamtenergieverbrauch aus. Ambitionierte Klimaschutzziele können also nur erreicht werden, wenn auch in diesem Bereich der Energiebedarf substantiell reduziert wird.“
Als Konsequenz daraus hält der Hygieniker „in Verbindung mit einer Ultrafiltration sogar eine Absenkung der bisher geforderten Systemtemperaturen von 60/55 °C für Trinkwasser warm schon heute um etwa 5 K“ für denkbar. Dabei müsse aber, ausgehend von einem Verständnis für die multifaktoriellen Prozesse, innerhalb einer Trinkwasseranlage gleichzeitig der notwendige Wasseraustausch gewährleistet sein. Zudem fordert der Hygieniker dafür ein prozessorientiertes Qualitätsmanagement, wie es der Wassersicherheitsplan (WSP) bereitstelle.
Regenerative Energien besser nutzen
Der Frage, inwieweit die in einem solchen System eingesetzte Primärenergie aus regenerativen Quellen stammen könnte und wie sich umgekehrt deren Anteil am Primärenergiebedarf über abgesenkte Systemtemperaturen für Trinkwasser warm signifikant erhöhen ließe, stellte sich Prof. Dr.-Ing. Doreen Kalz, Beuth-Hochschule für Technik in Berlin. Sie machte auf der Basis aktueller Forschungsarbeiten des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE, Freiburg, deutlich, wie eng verzahnt mittlerweile sämtliche haustechnischen Prozesse in einem Gebäude sind: „Die Einhaltung der Hygienebedingungen und des Nutzerkomforts bestimmen maßgeblich die Betriebsweise und auch die Effizienz der Wärmeerzeugung. Technologien unter Nutzung von erneuerbaren Energien, wie die Wärmepumpe, können mit spürbar abgesenkten Temperaturen beispielsweise bei der Erwärmung von Trinkwasser warm deutlich effizienter arbeiten. Die unmittelbaren Effekte einer Umstellung der Trinkwasseranlage auf ein Niedertemperatursystem sind daher, gemessen an üblichen Dimensionen von Energieeffizienzsteigerungen bei der Wärmeerzeugung, von entscheidender Bedeutung.“
Die abgeleitete Forderung: „Zur Steigerung der Energieeffizienz muss der Fokus künftig auch auf dem Aufwand für die Bereitung von Trinkwarmwasser liegen. Dabei haben auch die Art, wie es im Gebäude verteilt wird, sowie die Qualität des hydraulischen Abgleichs der Zirkulationskreise einen großen Einfluss auf die Effizienz der Erzeugertechnologien.“
Trinkwasser-Management-System notwendig
Wie das schon in naher Zukunft technisch und über die Normen- und Regelwerke abgedeckt machbar sein könnte, dazu gab Dieter Hellekes einen detaillierten Einblick. Anhand eines neuen Trinkwasser-Management-Systems (TWMS) deklinierte der Viega-Trainingsleiter entlang des Hygienewirkkreises aus Durchströmung, Trinkwassertemperaturen, Wasseraustausch und Nährstoffen die wesentlichen Einflussparameter auf den Erhalt der Trinkwassergüte durch.
Fazit
Die Zukunft des Bauens und die damit verbundenen Herausforderungen entlang wesentlicher Veränderungen wie BIM, Integraler Planung oder Digitalisierung werden für alle am Bauprozess Beteiligten zu einer Neuorientierung und Neubewertung etablierter Strukturen führen. Mit dem Fachsymposium „Trinkwassergüte und Energieeffizienz – vernetzt durch digitale Prozesse“ hat Viega wesentliche Aspekte aufgezeigt, die dabei besonders zu beachten sind.
