Die Raumlufttechnische Anlage als Klimakiller?

„Klimahysterie" wurde kürzlich zum Unwort des Jahres 2019 gekürt. Nach Angaben von Nina Janich, Sprecherin der sprachkritischen Aktion, dient das Wort als ein Mittel, welches „Klimaschutzbemühungen und die Klimaschutzbewegung diffamiert und Debatten diskreditiert" und „das zunehmende Engagement für den Klimaschutz als eine Art kollektive Psychose" abstempelt (Deutsche Welle, 2020). Doch nicht erst seit dem Auftreten von Klimaaktivisten wie Greta Thunberg oder Bewegungen wie „Fridays for Future", ist der Klimawandel ein Problem, welches urplötzlich aus dem Nichts aufgetaucht ist. Nach Untersuchungen der US-Amerikanischen Weltraumagentur NASA, waren die Jahre 2015 bis 2019 die wärmsten der letzten 140 Jahre (NASA, 2020). 

Wir müssen nicht darüber diskutieren, dass der Klimawandel nun auch bei uns angekommen ist und dass wir nur mit energischem Gegensteuern retten können, was noch zu retten ist. Wir dürfen hierbei jedoch nicht in Panik verfallen und ziellos populäre Maßnahmen vorantreiben, sondern diese Herausforderung systematisch angehen. Betrachten wir uns jedoch die aktuelle Debatte über CO2-Emissionen, so steht vor allem der Verkehr im Mittelpunkt – obwohl dieser nur ca. 30% aller CO2-Emissionen Europas ausmacht. Somit fallen also die verbleibenden 70% auf Industrie, Energieerzeugung, Haushalte sowie die Agrar- und Forstwirtschaft (Europäisches Parlament, 2019). Betrachtet man hier den Deutschen Energiemix aus dem Jahr 2019, so zeigt sich, dass der Anteil nicht-erneuerbarer Energieträger noch bei 54% liegt (Strom-Report, 2020). Ein wesentliches Ziel muss unter den aktuellen (und auch zukünftigen) Rahmenbedingungen sein, Energie so effizient wie möglich einzusetzen. Fazit: Wir werden den Klimawandel nicht stoppen, wenn wir bis zum Jahr 2030 alle elektrisch fahren, wir werden hierbei lediglich den bekannten Tropfen auf den – sprichwörtlich – heißen Stein geben (und das sagt der Autor als überzeugter Fahrer eines Elektrofahrzeugs).  

Somit liegt es an uns als TGA-Fachplaner, TGA-Installateuren, Betreiber der TGA sowie Reinigungs- und Instandhaltungsunternehmen entsprchende Maßnahmen zu ergreifen, um unseren Beitrag zur Eindämmung des Klimawandels beizutragen. Waren früher Raumlufttechnische Anlagen (RLT-Anlagen) eher die Ausnahme und oft nur in kritischen Bereichen zu finden (z.B. Krankenhäusern oder Forschungseinrichtungen), gehören diese heute bei Neubauten bereits zum Standard. RLT-Anlagen sind zu einem wesentlichen Faktor für unser Wohlbefinden und unseren Lebenswandel geworden. Wer möchte heute noch im Sommer im Büro schwitzen? Wer möchte heute noch in einem muffigen Büro arbeiten? Wer möchte auf die Vorteile des Internets oder Streamingdienste wie Netflix etc. verzichten? Sind wir ehrlich zueinander: Niemand möchte das und wie am Beispiel von Rechenzentren etc. zu sehen ist, können wir auch nicht mehr auf konditionierte Luft verzichten. Eine Studie des Fachverbands Gebäude-Klima e.V. zeigt, dass eine RLT-Anlage ca. 18% (FGK, 2020) des Energiebedarfs eines Büro- und Verwaltungsgebäudes ausmacht. In der produzierenden Industrie oder in besonders sensiblen Bereichen, ist dieser Anteil noch höher. 

 

Der Ventilator ist immer noch das Kernstück einer jeden RLT-Anlage. Die Hauptaufgabe des Ventilators besteht darin, einen bestimmten Luft-Volumenstrom durch die RLT-Anlage zu fördern und dabei eine Druckerhöhung zu erzeugen, die den Strömungswiderstand der Anlage überwindet. Hierbei beträgt der Energieanteil des Ventilators ca. 30-50% des Gesamtenergieaufwands der RLT-Anlage. Moderne Ventilatoren verfügen über einen optimalen Einbauwirkungsgrad von 50% bis 70%, während bei Altanlagen meist nur 25% bis 35% erreicht werden (FGK, 2020). Betrachtet man diese Effizienzsteigerung über einen Zeitraum von 10 Jahren, so ergibt sich ein Energieeinsparungspotenzial von mehr als 25%, allein durch den Wechsel des Ventilators! Unter Berücksichtigung, dass die Energiekosten auf lange Sicht den Großteil der Betriebskosten einer RLT-Anlage darstellen, ist dieses Einsparungspotenzial doch beachtlich. Aktuell wurden für den Austausch von Ventilatoren in RLT-Anlagen sowohl von der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) als auch dem Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) Förderprogramme aufgelegt. (FGK, 2020)                                                                      .

2. Abdichtung von Luftleitsystemen  

„Out of sight, out of mind" ist leider oft die Devise bei bereits installierten Luftkanälen und Luftleitsystemen. Dabei sind gerade dichte Luftkanäle ein wichtiger Baustein im effizienten und klimafreundlichen Betrieb einer RLT-Anlage! Auf die Kosten für die Beförderung aufbereiteter Luft in modernen RLT–Anlagen sollte daher ein besonderes Augenmerk gelegt werden. Im Regelfall übersteigen die Energiekosten die Anschaffungskosten einer Raumlufttechnischen Anlage innerhalb der Laufzeit um ein Vielfaches. Die in der europäischen Richtlinie Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) festgelegten Energieeinsparungsziele werden über die Energieeinsparverordnung (EnEV) und weiter über Normen und Richtlinien in Deutschland umgesetzt. Neben energetischen Gesichtspunkten besteht also auch ein rechtliches Interesse, die Dichtigkeit von Luftleitsystemen einzuhalten. Bei unbekannter Luftdichtheitsklasse des Luftleitsystems (d.h. es wurde keine Dichtigkeitsprüfung bei Inbetriebnahme durchgeführt) ist mit bis zu 15% Leckage zu rechnen, bei Luftdichtheitsklasse ATC 5 (ehemals Klasse A, niedrigste Klasse) sind es immerhin noch 6%, bei der zweithöchsten Luftdichtheitsklasse ATC 3 (ehemals Klasse C, welche durch die VDI 6022 für Büro- und Verwaltungsgebäude empfohlen wird) (VDI, 2018, S.8) sind es sogar nur noch 0,67% (MEZ-Technik, 2020). 

Eine RLT-Bestandsanlage (inkl. Luftkanäle) der Geräteklasse 2 mit Lufterwärmung aus dem Jahr 1989 soll einen Nennvolumenstrom von 10.000 m3/h fördern. Die Dichtheitsklasse wurde nicht bestimmt. Somit ist mit einer Leckluftrate von 15% zu rechnen. Dies bedeutet, dass die Anlage pro Stunde ca. 1.500 m3/h Stunde „umsonst" produziert, da diese Luftmenge innerhalb des Lüftungssystems verloren geht und nicht an ihren Zielort gelangt. Legen wir hier eine Leistungsaufnahme von 9.000 kW/m3/h und den durchschnittlichen Strompreis für industrielle Verbraucher von 0,17 €/kWh zu Grunde (Statista, 2019a), „verpuffen" 0,80 €/h ungenutzt. Bei einer durchschnittlichen Laufzeit von 2350 h/a (RLT–Anlagen in Nicht-Wohngebäuden) ergibt die ein Kostendelta von 1.856,50 €/a. Würde die besagte Anlage die geforderte Klasse ATC 3 erreichen, betrüge die Leckluftrate nur noch 0,67%. Dies bedeutet, es würden lediglich 67 m3/h verloren gehen. Hier würden lediglich 0,04 €/kWh ungenutzt aus dem Kanalsystem entweichen. Das Kostendelta (und damit die Einsparungen) zu einer ungeprüften Leitung würde sich also noch weiter vergrößern. Bei diesen Berechnungen wurden noch keine Kosten für die Luftkonditionierung berücksichtigt. 

Ebenfalls zeigt sich, dass eine Volumenstromänderung von 10% eine 33% höhere Leistungsaufnahme des Ventilators bedeutet. Ein weiterer, wichtiger Parameter zur Betrachtung der Energieeffizienz einer RLT–Anlage ist die spezifische Ventilatorleistung (SFP-Wert). Dieser ändert sich mit der zweiten Potenz der Volumenstromänderung.  

Oft besteht in bereits errichteten Anlagen das Problem der Zugänglichkeit zu den Luftleitsystemen, so dass eine nachträgliche manuelle Abdichtung nicht mehr möglich ist. Um diesem Problem Abhilfe zu schaffen, bieten verschiedene Unternehmen (z.B. die Gesa Hygiene-Gruppe oder die MEZ-Technik GmbH) das sog. AEROSEAL-Verfahren an, welches eine effektive und effiziente Möglichkeit der nachträglichen Abdichtung von Luftkanälen darstellt. 

Nebenbei schont ein dichter Luftkanal nicht nur den Geldbeutel, sondern auch die Umwelt. Interne Berechnungen ergaben, dass der Energieverbrauch einer RLT-Anlage mit der Luftdichtheitsklasse ATC 5 pro Jahr ca. 150 Tonnen CO2 verursacht, eine Anlage der Klasse ATC 4 weniger als 50 Tonnen (Gesa Hygiene-Gruppe, 2019). Gerade für Unternehmen, die mit CO2-Zertifikaten handeln, ein nicht zu vernachlässigender Aspekt. 

3. Regelmäßige Reinigung und Instandhaltung