Eggenstein-Leopoldshafen: Gut vernetzt unter der Sonne lernen

Solare Nahwärme mit Langzeitspeicher im Schulzentrum Eggenstein-Leopoldshafen

Die Gemeinde Eggenstein-Leopoldshafen im Landkreis Karlsruhe versorgt ihr Schul- und Sportzentrum zu einem beträchtlichen Teil mit Sonnenwärme. Umwelt und Finanzen werden langfristig durch ein vorbildliches Energiekonzept mit sanierten Gebäuden, Solarkollektoren, Langzeitspeicher und Nahwärmenetz geschont.

Eggenstein-Leopoldshafen entwickelt sich glänzend. Nach 25 Jahren deutlichen Wachstums beherbergt es heute rund 15.000 Einwohner. Für Industrieansiedlung bleibt allerdings auf dem Gemeindegebiet zwischen geschützten Rheinauen und angrenzendem Hardtwald wenig Raum. Gewerblicher Mittelstand beherrscht daher das Wirtschaftsleben. Besonders profitiert die wachsende Wohngemeinde von ihrer guten Verkehrslage in der Technologieregion Karlsruhe.

Zeitgemäße Lernbedingungen für rund 400 Schüler bietet das moderne Schul- und Sportzentrum im Gemeindeteil Eggenstein. Noch vor einigen Jahren war das anders. Die Gebäude, geplant in den späten Sechzigerjahren und errichtet von 1968 bis 1971, waren ungenügend isoliert, eine überholte Hochtemperatur-Heiztechnik - zunächst auf Heizöl-, später auf Erdgasbasis - verursachte steigende Energiekosten. Im Juli 2001 beschloss der Gemeinderat, das Schulzentrum zu sanieren, zu erweitern und das ganze Projekt gleich auch möglichst CO₂-frei anzugehen. „Die Bevölkerung begrüßte unser Vorhaben, obwohl damit zunächst höhere Investitionskosten auf die Gemeinde zukamen“, berichtet Bürgermeister Bernd Stober. „Und den wirklich visionären Anstoß gaben die Mitarbeiter unseres Bau- und Liegenschaftsamtes. Dank ihrer Initiative entlasten wir schon bald deutlich unser Gemeindebudget.“

Konzept für Effizienz und Erneuerbare

Das vom Bau- und Liegenschaftsamt beauftragte Planungsbüro Pfeil & Koch Ingenieurgesellschaft GmbH & Co. KG in Stuttgart analysierte den Gebäudebestand und erstellte ein umfassendes solares Energiekonzept für Bestands- und Neubauten. Den Heizbedarf sollten Solarthermie-Anlagen auf den Gebäudedächern decken, ergänzt um einen großvolumigen Langzeit-Erdbecken-Wärmespeicher auf dem Schulhof sowie ein unterirdisches Nahwärmenetz und zwei Erdgaskessel für die Spitzenlast. Die Gebäude sollten mit effizienter Isolierung und Niedrigtemperatur-Heiztechnik ausgerüstet werden. Dieses umfassende Sanierungsprojekt wird vom Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik der Universität Stuttgart (ITW) wissenschaftlich begleitet.

Das Planungsbüro eröffnete der Gemeinde schließlich auch den Zugang zu 1,1 Mio. Euro Fördermitteln aus dem Programm „Solarthermie 2000“ des Bundes sowie dem „CO₂-Minderungsprogramm“ des Landes Baden-Württemberg. „Diese Finanzierungshilfe deckte rund 50 % der geplanten Investitionen für die solaren Komponenten, ohne die energetische Gebäudesanierung. Aber wir wären unseren Weg auch ohne Fördermittel gegangen“, erklärt Bernd Stober rückblickend. Auch dann wäre die Rechnung aufgegangen. Bei Projektbeginn rechnete man noch mit 20 Jahren für die Amortisation der solaren Systemteile. „Aber bei heutigen Erdgaspreisen macht sich unsere Investition bereits in rund elf Jahren bezahlt.“

Infokasten: Eggenstein-Leopoldshafen (Baden-Württemberg)

15.000 Einwohner, Vorort von Karlsruhe in der Rheinaue keine eigenen Stadtwerke, jährlicher Energiebericht in Kooperation mit EnBW Unterstützung und Beratungsangebote der Klima- und Energieagentur des Kreises Karlsruhe Standort des Forschungszentrums Karlsruhe, eine der größten natur- und ingenieurwissenschaftlichen Forschungseinrichtungen Deutschlands

 

Wachsendes Nahwärmenetz

In mehreren Etappen wurde das Schulzentrum erweitert und umgerüstet. Zunächst errichtete die Gemeinde im Jahr 2004 eine neue, 1.800 m² große Dreifeldsporthalle. Auf ihrem gestaffelten Pultdach wurden 600 m² Solarkollektoren installiert. Danach wurde das schon bestehende Grund- und Hauptschulgebäude zum zentralen Bestandteil des solaren Nahwärmesystems: Sein Flachdach verwandelte man in ein Pultdach und montierte darauf weitere 1.000 m² Kollektorfläche. Darunter schafft eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung ein angenehmes Lern- und Arbeitsklima in den Klassenzimmern. Die 2.100 m² große Wettkampfhalle aus den Siebzigerjahren erhielt eine isolierende Außenhülle, eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung sowie eine Fußbodenheizung. Ein 300 m langes Nahwärmenetz verbindet mittlerweile die einzelnen Schul- und Sportgebäude miteinander – auch das Hallenbad als wichtigsten Wärmeabnehmer sowie das Feuerwehrgebäude.

Schließlich wurde im Jahr 2008 auch der 4.500 m³ große Langzeitspeicher fertig gestellt. Mit Sand und Kies als Speichermasse, Wasser als Wärmeträger und einer 70 cm dicken Schicht Blähglasgranulat als Isolierung unter der Folienhülle fügt er sich heute ein ins Schulgelände als begrünter und begehbarer Hügel. In der Wärmezentrale des Grund- und Hauptschulgebäudes deckt ein Pufferspeicher mit 30 m³ Wasser den aktuellen Wärmebedarf des Schulzentrums. Überschüssige Wärme wird im Langzeitspeicher „geparkt“ und bei Bedarf abgerufen. Spitzenlasten decken die zwei 600 kW starken Erdgaskessel ab.

Verbrauch sinkt trotz neuer Sporthalle

Insgesamt wurde das Heizsystem auf 35-40 % solaren Deckungsgrad ausgelegt. Schon im Probebetrieb des Langzeitspeichers im Winter 2008/2009 zeigte ein deutlicher Trend, dass die Berechnungen aufgehen – energetisch und finanziell. Vor der Sanierung betrug der Wärmebedarf rund 2,6 Mio. kWh/Jahr für 10.200 m² Geschossfläche, damals noch ohne die zweite Sporthalle. Den Wärmebedarf der neuen Sporthalle eingerechnet, dürfte nach Abschluss aller Sanierungsarbeiten beim Regelbetrieb des Langzeitspeichers der Jahreswärmebedarf auf 1,4 Mio. kWh/Jahr sinken. Das Hallenbad soll auch bis ins Jahr 2010 fertig saniert sein. Damit wird sich der Jahreswärmebedarf pro Quadratmeter von 255 kWh auf 116 kWh mehr als halbieren.

Künftig werden im Schulzentrum Eggenstein jährlich nur noch rund 900.000 kWh Erdgas benötigt – eine Einsparung von jährlich 390 Tonnen CO₂ und immensen Steuermitteln. „Unser Energiekonzept findet Beifall“, resümiert Bürgermeister Bernd Stober, „besonders in der Bevölkerung unserer Gemeinde. Das Bau- und Liegenschaftsamt bekommt häufig private Anfragen zu ökologischen Energiekonzepten. Und auch andere Kommunen sind interessiert. Wir hatten schon Fachleute aus Gemeinden von Le Havre bis Luzern bei uns zu Gast.“ Nach den guten Erfahrungen rüstet die Gemeinde nun auch ihr Schulzentrum im Ortsteil Leopoldshafen um: Eine Grundwasser-Wärmepumpe (in Planung) vermindert künftig den Erdgasverbrauch beim Beheizen der sanierten Schul- und Sportgebäude um rund 60 %.
 

 

Kontakt:

Gemeinde Eggenstein-Leopoldshafen

Bernd Stober, Bürgermeister
b.stober[at]egg-leo.de

Bruno Jahraus, Amt für Haustechnik
Tel. 0721 97886-46
b.jahraus[at]egg-leo.de

Friedrichstr. 32
76344 Eggenstein-Leopoldshafen

Tel. 0721 97886-0

 

Pfeil & Koch Ingenieurgesellschaft GmbH & Co. KG
Dipl.-Ing. Markus Pfeil
Marienstraße 37
70178 Stuttgart

Tel. 0711 674474-0

energie[at]pk-i.de

 

 

Kenndaten Projekt Eggenstein

Jahr der Realisierung	2004 energetische Sanierung vorhandener Gebäude, Neubau Sporthalle 2008 Inbetriebnahme Wärmespeicher 2010 (geplant) Abschluss der Hallenbadsanierung
Art der Maßnahme	Neubau, energetische Gebäudesanierung und Installation einer Solarthermie-Anlage im Nahwärmenetz mit Kies-Wasser-Speicher
Technologie	solares Nahwärmesystem mit Langzeitspeicherung; Beladung durch 1.600 m² Flachkollektoren, über 30 m³ Pufferspeicher in den 4.500 m³ fassenden Langzeit-Erdbecken-Wärme-Speicher; Entladung bis 30 °C Speichertemperatur über Kurzzeitspeicher, Restentladung bis 10 °C Speichertemperatur mit 60 kW-Wärmepumpe; zwei Erdgas-Brennwertkessel für Spitzenlast
Leistung	Solarthermie-Anlage: 800 kW Erdgas-Spitzenkessel: 2 x 600 kW Wärmepumpe: 60 kW 35-40 % solare Deckungsrate nach Fertigstellung des Langzeitspeichers
Wohn-/Nutzfläche	12.000 m² Schul- und Sportzentrum einschließlich Hallenbad und Feuerwehrhaus, davon 10.200 m² vorhandene Fläche (mit Sporthalle A und 1.800 m² neugebaute Sporthalle B
Wärmebedarf vorher	255 kWh/m² bei 10.200 m² (inkl. Sporthalle A, Hallenbad und Feuerwehr)
Wärmebedarf jetzt	116 kWh/m² bei 12.000 m² (inkl. Sporthallen A+B, Hallenbad und Feuerwehr)
Förderung	Bund, Land, Programm „Solarthermie 2000“ und CO2-Minderungsprogramm Baden-Württemberg
jährliche Einsparungen	1,7 Mio. kWh Wärme
Amortisationszeit	Mehraufwand für Solartechnik: ca. 11-12 Jahre
CO2-Vermeidung	390 t CO2/Jahr
Beteiligte	Gemeinde Eggenstein-Leopoldshafen (Bauherr), Pfeil & Koch Ingenieurgesellschaft GmbH & Co. KG, Stuttgart, Bau- und Liegenschaftsamt der Gemeinde Eggenstein-Leopoldshafen (Planung und Umsetzung), Universität Stuttgart, Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik (Begleitforschung)