"Burgholzhof", Stuttgart - Solar - so heizt man heute

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- 10 -2.2 Konzeption und Auslegungswerte des Nahwärmenetzes und der SolaranlageDie Ermittlung des Wärmebedarfs im Wohngebiet für Gebäudeheizung und Warmwasser erfolgte aufBasis der zu erwartenden Bewohnerzahl, der Anzahl der Wohneinheiten, der zu beheizenden Gebäudeflächenund des voraussichtlichen Warmwasserverbrauchs. Im Verlauf der Realisierungsphasewurden die Berechnungen mehrfach modifiziert und angepasst. Tabelle 3 zeigt die Veränderungenbei den wichtigsten Werten, wie sie mit fortschreitender Planung zugrunde gelegt wurden. FehlendeWerte wurden aus anderen Werten berechnet bzw. abgeschätzt.Vorplanung Steinbeis-Transferzentrum vomJuli 1996 /3/Vorplanung Steinbeis-Transferzentrum vomApril 1997 /4/VeröffentlichungGroßhans von 1998/5/Anzahl WohneinheitenEndausbau1.006 1.000 1.360Belegung pro Wohneinheit2,06 berechnetk.A.1,9 1,9Anzahl Bewohnerk.A.k.A.Endausbau1.900 berechnet 1.900 berechnet2.800Endausbaubeheizte Fläche(ca. 76 m 2 /WE)76.700(ca. 76 m 2 /WE)76.700 m 286.000 m 2(ca. 63 m 2 /WE)Warmwasserverbrauchpro Person30 l pro Tag bei 60 °C 25 l pro Tag bei 60 °C k.A.aktive Kollektorfläche 2.200 m 2 1.750 m 2 1.638 m 2tatsächlich installiert: 1.543 m 2 aktive AbsorberflächeVolumenPufferspeicher110 m 3 90 m 3 90 m 3Wärmebedarf fürk.A.4.707 MWh/a 4.710 MWh/aGebäudeheizung5.700 MWh/a geschätztWärmebedarf für1.730 MWh/a 1.520 MWh/ak.A.WarmwasserbereitungWärmeverlusteVerteilnetzWärmebedarf abHeizzentraleSolarertrag abSolarübergabestationSolarertrag abPufferspeicherKesselleistungHeizzentrale383 MWh/a 380 MWh/a2.200 MWh/a geschätztk.A.700 MWh/a geschätzt6.820 MWh/a 6.610 MWh/a 8.600 MWh/a872 MWh/abei 15° Dachneigungk.A.720 MWh/abei 15° Dachneigungk.A.3,5 MW 3,5 MWTabelle 3: Planungswerte zur Auslegung des Nahwärmenetzes und der Solaranlage728 MWh/abei 15° Dachneigung702 MWh/abei 15° Dachneigung1 x 1,5 MW2 x 1,42 MWNach Beratungen über die 1. Vorplanung des Steinbeis-Transferzentrums vom Juli 1996 wurden dieAnsätze für den Warmwasserverbrauch pro Person, die Kollektorfläche und das Pufferspeichervolumenreduziert, sodass in einer 2. Vorplanung vom April 1997 der Energiebedarf für die Warmwasserbereitungund der Energieertrag aus dem Solarsystem entsprechend angepasst werden mussten.
- 11 -Fortan ging man von einer beheizten Fläche von 76.700 m 2 bei ca. 1.000 WE und einer durchschnittlichen(theoretischen) Belegung von 1,9 Personen pro WE aus. Insgesamt belief sich die erwartetePersonenzahl des Wohngebietes damit auf 1.900. Für den angestrebten verbesserten Wärmestandard(WschVO95 -30 %) ergaben sich Heizkennzahlen von 58 bis 62 kWh/(m 2 ∙a) bezogen auf diebeheizte Wohnfläche. Der tägliche Warmwasserverbrauch wurde mit 25 l pro Person bei 60 °C angenommen.Der Wärmebedarf für die Warmwasserbereitung in der Schule und in der Kindertagesstättewurde mit Hilfe von Erfahrungswerten abgeschätzt. Zusätzlich wurden die Verluste der Warmwasserspeicherund der Warmwasserzirkulation mit ca. 30 % berücksichtigt. Mit diesen Daten ergabsich ein Wärmebedarf von 4.710 MWh/a für Gebäudebeheizung und 1.520 MWh/a für Warmwasserbereitung.Der thermische Verlust des Wärmeverteilnetzes wurde mit 6 % abgeschätzt, sodass darausinsgesamt ein Wärmebedarf ab Heizzentrale von 6.610 MWh/a resultierte. Die Gesamtkesselleistungsollte daraufhin 3,5 MW betragen.Für die Solaranlage waren zu diesem Zeitpunkt der Planung eine Kollektorfläche von 1.750 m 2 undein Pufferspeichervolumen von 90 m 3 vorgesehen. Damit sollten ca. 45 % des Wärmebedarfs fürWarmwasserbereitung bzw. 10 % des Gesamtwärmebedarfs im Wohngebiet gedeckt werden. Diekomplette Anlage (Gebäude, Heizsystem, Übergabestationen, Wärmeverteilnetz, Kessel und Solaranlage)wurde vom Steinbeis-Transferzentrum in Stuttgart mit dem Simulationsprogramm TRNSYSausgelegt. Bei den Berechnungen wurden die Wetterdaten des Testreferenzjahres Würzburg verwendet.Die solar gewonnene Nutzwärme jeweils ab Wärmetauscher in den Hausübergabestationensollte insgesamt ca. 720 MWh/a betragen, was bei der o. g. Kollektorfläche von 1.750 m 2 einen spezifischenSolarertrag von 411 kWh/(m 2 ∙a) ergibt. Bei einer Annahme von ca. 4 % Verlust in Netz-Solarleiterund Pufferspeicher ergibt sich damit ein spezifischer Systemertrag von ca. 395 kWh/(m 2 ∙a). Dieendgültige Planung für das konventionelle System erfolgte durch die Firma Eproplan Stuttgart.Im Zuge von Planung und Realisierung des Wohngebietes erhöhte sich die Anzahl der Wohneinheitenvon 1.000 auf 1.360, entsprechend vergrößerten sich die zu beheizenden Flächen von 76.700 m 2auf 86.000 m 2 (s. Veröffentlichung Großhans). Parallel stieg auch die Zahl der Bewohner von 1.900auf 2.800. Die NWS gingen deshalb inzwischen von einem Gesamtwärmebedarf ab Kesselhaus von8.600 MWh/a aus, als Verlust des Wärmeverteilnetzes wurden 8 % angesetzt. Infolgedessen wurdedie zu installierende Kesselleistung von 3,5 auf 4,3 MW gesteigert. Rechnet man den ursprünglichenvom Steinbeis-Transferzentrum im Rahmen der Planung bestimmten Wärmebedarf für Heizung undWarmwasserbereitung auf die größere Belegung des Wohngebietes hoch (Anzahl WE von 1.000 auf1.360 (+36 %), beheizte Fläche von 76.700 m 2 auf 86.000 m 2 (+12 %), Bewohner von 1.900 auf2.800 (+47 %)), so kann ein aktualisierter Wärmebedarf für die Gebäudebeheizung von 5.700MWh/a, für die Warmwasserbereitung von 2.200 MWh/a und für den Netzverlust von 700 MWh/aabgeschätzt werden. Der Deckungsanteil des vorgesehenen Solarsystems sinkt infolge dieser Veränderungenauf knapp 8 % des Gesamtwärmebedarfs bzw. auf 31 % des Wärmebedarfs für die
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