Beschlussvorschlag/Empfehlung:

1.    Der Bau- und Mobilitätsausschuss nimmt das vorgestellte Energiekonzept für das zukünftige Gebäude der Elsa-Brändström-Realschule und die dazugehörige Sporthalle zur Kenntnis.

2.    Der Bau- und Mobilitätsausschuss beschließt die Nutzung einer Wärmepumpenanlage als zukünftige Form der Beheizung. Neben der bereits geprüften und umsetzbaren Option  der Geothermie wird ergänzend die Option der Abwasserwärme geprüft und das Prüfergebnis vorgelegt.

3.    Der Bau- und Mobilitätsausschuss nimmt den aktuellen Stand der Grundrissplanung zur Kenntnis und beauftragt die weitere Ausarbeitung auf dieser Grundlage.

 


Begründung:

Für den Neubau des Schulgebäudes der Elsa-Brändström-Realschule ist das Energiekonzept aufzustellen. Ziel dabei ist eine wirtschaftliche Variante, die auf die Nutzung fossiler Energieträger verzichtet und eine größtmögliche Anlagensicherheit erreicht.

 

 

Grundlagen Energiekonzept:

 

Die erforderliche Wärmeleistung beträgt:

·         Schulgebäude                        600.000 kWh/a

·         Sporthalle                  375.000 kWh/a

 

Geplant ist, in jedem der beiden Gebäude eine eigene Heizzentrale zu errichten.

 

Es besteht nur ein verhältnismäßig geringer Bedarf an Warmwasser.

·         Schulgebäude                        Küche (Warmwassererzeugung über Strom)

·         Sporthalle                  Duschen (Warmwassererzeugung über die Wärmepumpe)

Daher benötigt die Heizungsanlage keinen Warmwasserspeicher o. Ä. .

 

Auf beiden Gebäuden sollen separate PV-Anlagen errichtet werden. Bei Einhaltung der erforderlichen Rand- und Sicherheitsabstände können etwa 75 % der obersten Dachflächen mit PV-Modulen belegt werden.

 

Das Gebäude erhält eine Lüftungsanlage, incl. Wärmerückgewinnung. Diese verhindert nicht nur Wärmeverluste durch Fensterlüftung und sorgt für einen regelmäßigen Luftwechsel (CO2-Abfuhr), sondern ist auch nutzbar zur Unterstützung der sommerlichen Nachtauskühlung.

Durch die Gebäudegeometrie bedingt verfügt das Gebäude über Fensterflächen in alle Himmelsrichtungen. Einige Räume haben z. T. Fensterflächen in zwei Himmelsrichtungen. Diese Voraussetzungen bieten Chancen für solaren Wärmeeintrag im Winter, bedingen aber auch ein Konzept zur Verhinderung von übermäßigen Wärmeinträgen im Sommer bzw. zur Wärmeabfuhr.

 

Eine Klimaanlage ist nicht geplant und - sowohl aus ökologischen, als auch aus ökonomischen Gründen - nicht gewollt.

 

 

Das Gesamtkonzept bezüglich der Wärmeversorgung wurde vom beauftragten Ingenieurbüro Temmen + Partner aus Rheine entwickelt, Anlage 1 bis 3.

 

Übersichten:

 

Mögliche Arten der Wärmeerzeugung:

 

Art

Eigenschaften

Fazit

1.

Gasbrennwerttechnik

fossiler Energieträger, lt. Wettbewerbsbeschluss nicht vorzusehen

keine weitere Betrachtung

2.

Pelletanlage

großer Speicher außerhalb des Gebäudes erforderlich, LKW-Verkehr für Anlieferung, Ruß-entsorgung, Emissionen für Anlieger, wartungsintensiv

keine weitere Betrachtung

3.

Blockheizkraftwerk mit Biogas

Biogas am Standort nicht verfügbar, keine Abnahmemöglichkeit für sommerliche (Ab-)Wärme

keine weitere Betrachtung

4.

Blockheizkraftwerk mit (reg.) Erdgas und Verstromung

fossiler Energieträger, lt. Wettbewerbsbeschluss nicht vorzusehen

keine weitere Betrachtung

5.

Wärmepumpe Luft-Wasser

geringerer Wirkungsgrad im Vergleich zu Geothermie, große Außengeräte mit erhebl. Platzbedarf, Geräuschentwicklung und erhöhtem Wartungsbedarf, keine passive Kühlung möglich

keine weitere Betrachtung

6.

Solaranlage/Solarthermie (als ausschließliche Verwendung für Warmwassererzeugung)

Schule und Sporthalle haben kaum Bedarf an Warmwasser, jahreszeitl. ungünstig, da maximale Energieerzeugung in den Sommerferien

keine weitere Betrachtung

7.

Brennstoffzelle für Sporthalle

Wasserstofftechnik in Form eines Power-Cubes, zusätzlicher Platzbedarf unter Parkplatzfläche oder auf dem Schulhof

Eine wirtschaftliche Auslegung dieser Technik konnte nicht ermittelt werden

keine weitere Betrachtung

 

8.

Wärmepumpe Sole-Wasser  
Variante 1 (Geothermie)

Erdsondenfeld auf dem Grundstück, 2-3 Wärmepumpen

Weitere Betrachtung

9.

Wärmepumpe Sole-Wasser  
Variante 2 (Abwärme aus Abwasserkanal)

innerhalb des Hauptsammlers Berboomstiege werden Wärmetauscher eingebaut, von dort aus ist eine Fernleitung zum Grundstück erforderlich

Weitere Betrachtung

10.

Wärmepumpen-Kombination Erdsonden mit Kanal

Dopplung wesentlicher Anlagenteile, daher fehlende Wirtschaftlichkeit im Vergleich zu monovalenten WP-Anlagen

keine weitere Betrachtung

 

 

Systeme mit weiterer Betrachtung 

 

Art

 

Schule

Sporthalle

8.

Wärmepumpe Sole-Wasser  
Variante 1 (Geothermie)

Erdsondenfeld auf dem Grundstück, 2-3 Wärmepumpen

2 Pumpen erforderlich

1 Pumpe erforderlich

 

 

Verwendung des PV-Stromes der Dachflächen für Energieversorgung der Pumpen

ja

ja

 

 

Passive Kühlung der Räume möglich, Regeneration des Erdsondenfeldes

ja

nicht erforderlich

 

 

Lebensdauer Erdsonden

Lebensdauer Wärmeerzeugung

50 Jahre
20 Jahre

50 Jahre
20 Jahre

 

 

Investitionskosten Erdsonden und Wärmepumpe (brutto)

657.000 €

381.000 €

 

 

Investition/Lebensjahr

36.000€

20.650 €

 

 

Leistung

600.000  kWh/a

375.000  kWh/a

 

 

Redundanz

Ausfall beider Pumpen ist unwahrscheinlich

Indirekter Verbund mit schule

9.

Wärmepumpe Sole-Wasser  
Variante 2 (Abwärme aus Abwasserkanal)

innerhalb des Hauptsammlers Berboomstiege werden Wärmetauscher eingebaut

 

 

 

 

Verwendung des PV-Stromes der Dachflächen für Energieversorgung der Pumpen

möglich

möglich

 

 

Passive Kühlung der Räume möglich

Ja, aber geringer als bei Erdsonden

nicht erforderlich

 

Ein Bericht zur Nutzung der Abwasserwärme erfolgt im nächsten Bau- und Mobilitätsausschuss im November 2022.

 

 

Aktueller Stand der Grundrisse:

 

Der letzte im Bau- und Mobilitätsausschuss präsentierte Planungsstand, Vorlage 10/2022, enthielt die Vorentwurfsplanung.

Aktuell arbeiten alle Fachdisziplinen im Bereich der Leistungsphase 3, Entwurfsplanung. Dabei wurden nicht nur Raumanordnungen und –zusammenhänge weiter ausgearbeitet, sondern auch die Themen der Gebäudetechnik und des Brandschutzes. Die Anlagen Nr. 4 bis 12 zeigen den aktuellen Stand der Grundrissplanung.

Hingewiesen wird insb. auf:

·      Ausarbeitung der Räumlichkeiten der Mensaküche

·      Umorganisation des Sozialarbeitsbereiches im EG, hinzugefügt wurde hier der Raum Soz 1.4 Ankerraum (Beschluss SchulA)

·      Optimierung des Verwaltungsbereiches

·      Festlegung der Keller und Kriechkellerbereiche für die Technikzonen in Schule und Sporthalle

·      Koordination der Technikbereiche in den Obergeschossen für Elektro, HLS und Lüftung

·      Optimierung der Zugänglichkeiten zur Sporthalle insb. für die Tribüne.

·      Abstimmung Tragwerk und Raumstruktur in der Sporthalle

·      Abstimmung Nutzbarkeit und Größe der Gymnastikräume mit dem Vereinssport

·      Ergänzung der Beh-WCs der Sporthalle mit einem Duschplatz, Ausbildung je einer Damen und einer Herren-Umkleide incl. WC und Dusche mit Bewegungsflächen für einen Rollstuhl gemäß Raumprogramm (Folge ist Verzicht auf einen Waschplatz)

·      Technikfläche für die Bewässerung des Stadions wurden eingeplant

·      Weitere Ausarbeitung der brandschutztechnischen Belange innerhalb des Gebäudes und der Fassade. Die Fassade ist mit einem nichtbrennbaren Material zu erstellen. Somit sind keine Holzfassaden möglich.

·      Das Thema E-Mobilität wird in Form von 3 Ladeplätzen auf dem Parkplatz in der Anschlussleistung des Hausanschlusses für Elektro Berücksichtigung finden. Hier sind Betreiber und Bezahlkonzept noch zu entwickeln.

·      Die Fassaden werden im Architekturbüro jswd aktuell entwickelt.

In den kommenden Wochen erfolgt die Präsentation und Detailierung der Fachklassenräume in Zusammenarbeit mit den Fachschaften der Schule.

Die Außenanlagen werden als eigene Vorlage im November vorgestellt werden.

 

Zusammenfassend ist die Planung soweit fortgeschritten, dass im Oktober der Übergang in die Genehmigungsplanung stattfinden wird.

 

 

Finanzierung

 

Die Maßnahme ist bereits im Haushaltsplan 2022 veranschlagt worden. Aufgrund der Konkretisierung der Planung sind die Ansätze zum Haushaltsplanentwurf 2023 zwischenzeitlich aktualisiert worden. Vorbehaltlich der Zustimmung zum Haushaltsplanentwurf 2023 sollen für die Realisierung der Maßnahme Mittel i. H. v. rund 79,360 Mio. EUR bereitgestellt werden.

 


Anlagen:

 

Anlage1: Versorgungskonzept Variantenbetrachtung

Anlage 2: Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

Anlage 3: Energieflussbild Geothermie

Anlage 4: Lageplan

Anlage 5a: Schule Grundriss EG Teil 1

Anlage 5b: Schule Grundriss EG Teil 2

Anlage 6a: Schule Grundriss 1OG Teil 1

Anlage 6b: Schule Grundriss 1OG Teil 2

Anlage 7a: Schule Grundriss 2 OG Teil 1

Anlage 7b: Schule Grundriss 2OG Teil 2

Anlage 8a: Schule Grundriss UG Teil 1

Anlage 8b: Schule Grundriss UG Teil 2

Anlage 9: Sporthalle Grundriss EG

Anlage 10: Sporthalle Grundriss 1OG

Anlage 11: Sporthalle Grundriss 2OG

Anlage 12: Sporthalle Grundriss UG