Senkung des Wärmebedarfs in städtischen Nichtwohngebäuden

STADT KARLSRUHE Stadtamt Durlach ANTRAG B ́90/DIE GRÜNEN-OR-Fraktion vom: 02.06.2020 eingegangen am: 02.06.2020 Gremium: Termin: TOP: Verantwortlich: Ortschaftsrat Durlach 16.09.2020 4 öffentlich HGW/Dez. 6 Senkung des Wärmebedarfs in städtischen Nichtwohngebäuden Antrag: Wir bitte die Verwaltung zu prüfen, ob sich kurzfristig über einen Austausch der üblicherweise verbauten, konventionellen Heizkörperthermostate bzw. zentralen Raumtemperaturregler durch „intelligente“, selbstlernende Thermostate signifikante Wärmemengen zur Raumheizung einspa- ren lassen. Da diese Produkte erst am Beginn ihrer Marktreife zu stehen scheinen, könnten pro- beweise einzelne Liegenschaften (z. B. Schulen, Verwaltungsgebäude) zeitnah mit vernetzten, selbstlernenden Thermostaten ausgestattet werden. Nach dem Ende der zweiten Heizsaison nach Einbau, sollte dann der Einfluss dieser Maßnahme auf die Entwicklung des Wärmebedarfs untersucht werden. Bei überzeugendem Erfolg, könnte und sollte die Maßnahme auf weitere städtische Objekte ausgedehnt werden. Beschreibung: Intelligente, selbstlernende Heizkörperthermostate könnten dafür sorgen, dass die Ventilstellung der Heizkörper auf den tatsächlichen aktuellen und zukünftigen Raumwärmebedarf abgestimmt ist. So soll die Regelung selbständig die Nutzungszeiten sowie Raumspezifika berücksichtigen und die für die tatsächliche Raumnutzung angenehmen Raumtemperaturen erkennen. Offene Fenster und unterlassenes manuelles Abregeln der Heizkörper (und somit nicht-ideales Nutzer- verhalten) werden erkannt, auf solare Energieeinträge kann antizipierend reagiert werden, da Informationen in Form einer Wetterprognose miteinbezogen werden. Hier zeigt sich ein großer Vorteil gegenüber konventionellen Systemen, die entweder mit Sensorik am Fenster (zum Er- kennen geöffneter Fenster) ausgestattet werden müssen und auf solare Energieeinträge nur reagieren können, wenn die Raumtemperatur bereits ansteigt und den Zielbereich nach oben verlässt. Seite 2 __________________________________________________________________________________________ Hintergrund: Im Entwurf des Klimaschutzkonzeptes (KSK) für Karlsruhe werden intelligente Poller, Wallboxen und Straßenleuchten erwähnt, jedoch keine „intelligente“ Steuerung des Wärmebedarfs. Die Behandlung des Themas Wärme beschränkt sich auf die Wärmeerzeugung (Defossilisierung; Handlungsfeld A), die Wärmeverteilinfrastruktur (Nachverdichtung, Ausbau, Nahwärmenetze; Handlungsfeld A) sowie die Reduktion des Heizwärmebedarfs durch Energieeffizienzmaßnah- men an Gebäudehülle und Heizsystem; Handlungsfeld B). Im aktuellsten Energiebericht des Amts für Hochbau und Gebäudewirtschaft (von 2017) wurde berichtet, dass der Wärmeenergieverbrauch in den städtischen Liegenschaften in den Jahren 2011-2016 um durchschnittlich 1-2 % pro Jahr reduziert wurde. Im Handlungsfeld E1.2 des KSK wird als Ziel für die „Klimaneutrale Stadtverwaltung 2040“ eine Reduktion der wärme- und stromverbrauchsbezogenen Emissionen auf 5 % im Jahr 2040 (bezogen auf 1990) ausgegeben. Diese Zahlen zeigen, dass die bisherigen Anstrengungen nicht ausreichen; sich nur auf eine zu- künftige Defossilisierung der Wärmeerzeugung zu verlassen greift zu kurz und rückt kurzfristig umsetzbare Energieeffizienzmaßnahmen in den Fokus. Dass auch in der Sanierung von städtischen Liegenschaften aktuelle und innovative Technik zum Einsatz kommen kann, zeigt der Umbau und die Modernisierung der Heinrich-Hertz-Schule (Fer- tigstellung 2016). Die Volumenstromregler der Belüftung können anhand von Sensorik (Prä- senzmelder und CO 2 -Fühler) bedarfsgerecht betrieben werden. unterzeichnet von: Johannes Ruf und die Fraktion B90/DIE GRÜNEN im OR Durlach

Stadt Karlsruhe Stadtamt Durlach STELLUNGNAHME zum Antrag B ́90/DIE GRÜNEN-OR-Fraktion eingegangen am 02.06.2020 Vorlage Nr.: Verantwortlich: 2020/0989 HGW/Dez. 6 Senkung des Wärmebedarfs in städtischen Nichtwohngebäuden Gremium Termin TOP ö nö Ortschaftsrat Durlach 16.09.2020 4 X Kurzfassung Seit dem Jahr 2014 hat die Verwaltung bereits zwei Systeme intelligenter Thermostate über mehrere Jahre hinweg getestet. Neben zahlreichen technischen Problemen hat besonders die nicht hinreichend nachweisbare Einsparung von Heizenergie dazu geführt, eine weitere Umset- zung zu verwerfen. Ersatzweise wird eine zusätzliche Optimierung der zentralen Regelung schrittweise umgesetzt. Finanzielle Auswirkungen Gesamtkosten der Maß- nahme Einzahlungen/Erträge (Zuschüsse u. Ä.) Jährliche laufende Belastung (Folgekosten mit kalkulatorischen Kosten abzügl. Fol- geerträge und Folgeeinsparungen) Ja Nein - - - Haushaltsmittel sind dauerhaft im Budget vorhanden Ja Nein Die Finanzierung wird auf Dauer wie folgt sichergestellt und ist in den ergänzenden Erläuterungen auszuführen: Durch Wegfall bestehender Aufgaben (Aufgabenkritik) Umschichtungen innerhalb des Dezernates Der Gemeinderat beschließt die Maßnahme im gesamtstädtischen Interesse und stimmt einer Etatisierung in den Folgejahren zu IQ-relevant X Nein Ja Korridorthema: Anhörung Ortschaftsrat (§ 70 Abs. 1 GemO) X Nein Ja durchgeführt am Abstimmung mit städtischen Gesellschaften X Nein Ja abgestimmt mit Ergänzende Erläuterungen Seite 2 Intelligente Thermostate sind in der Lage, die typische Raumbelegung über einzelne oder meh- rere kombinierte Sensoren zu ermitteln. Dadurch können regelmäßige Zeiten der Abwesenheit genutzt werden, um die Raumtemperatur auf den Absenkwert zu reduzieren. Dies verringert Wärmeverluste in Zeiten ohne Raumbelegung - beispielsweise nachts, an Wochenenden und in den Ferien. Hierzu müssen alle manuellen Thermostate gegen motorisch angetriebene Stellan- triebe getauscht werden. In der Regel sind zur Vernetzung noch sogenannte Raumeinheiten notwendig und teils auch Datenverbindungen per Internet zur cloudbasierten Berücksichtigung der vorhergesagten Witterung. Je nach Anbieter werden Kauf- und Mietlösungen unterschie- den. Bei witterungsgeführten Regelungskonzepten ist immer von dauerhaften Kosten für den Service auszugehen. Durch das Amt für Hochbau und Gebäudewirtschaft wurden seit 2014 bereits über zwei ver- schiedene Anbieter Pilotprojekte mit raumweise selbstlernenden Heizungsthermostaten durch- geführt. In den Jahren 2014 bis 2019 wurde ein System ohne Cloudanbindung im angemieteten Verwal- tungsgebäude in der Zähringerstraße 61 getestet. Zusätzlich wurde parallel die gleiche Lösung im Stadtamt Durlach und in der Südschule Neureut eingebaut. Im Jahre 2019 wurden die intel- ligenten Thermostate in der Zähringerstraße 61 wieder durch den Anbieter auf eigene Kosten ausgebaut und die Investitionskosten dem Vermieter vollständig erstattet. Grund war die man- gelnde Ausgereiftheit der Lösung: Dauerhafte Verbindungsabbrüche der Sensoren führten ebenso zu Funktionsstörungen wie die nicht funktionierende elektrische Energieversorgung der Thermostate aus der Wärme der Heizkörper (thermoelektrischer Effekt). Hinsichtlich der Stabili- tät und Robustheit der Thermostate wurden ebenso Probleme erkannt, die einem Einsatz in Schulgebäuden entgegenstehen. Ein cloudbasiertes zweites System wird aktuell in den Pavillon-Bauten der Anne-Frank-Schule seit 2016 erprobt. Parallel wird diese Lösung in einem Büroraum des Energiemanagements im Amt für Hochbau und Gebäudewirtschaft getestet. In den ersten Jahren mussten regelmäßig Fehler und mechanische Probleme des Systems behoben werden. Aktuell läuft es stabil. Insgesamt muss aus der Erfahrung beider Pilotanwendungen festgestellt werden, dass abseits des sinnvollen, raumweisen Absenkbetriebs durch intelligente Thermostate sich nicht ansatzwei- se eine signifikante Einsparung von Heizenergie eingestellt hat. Somit stehen die Einsparpoten- tiale nicht in Relation zu den Kosten für Investition, Servicegebühren und eigene Bauunterhal- tung der Systeme. Die Verwaltung sieht aktuell keine wirtschaftlich attraktive Lösung am Markt verfügbar. Um trotzdem Potentiale einer effektiven Temperaturabsenkung in Gebäuden zu Zeiten der re- gelmäßigen Abwesenheit zu erschließen, setzt die Verwaltung auf eine zentrale Start-Stopp- Regelungsautomatik der Heizung (Optimum-Start-/Stop-Funktion). Hierzu werden außerhalb der eingegebenen Nutzungszeiten alle Heizungspumpen ausgeschaltet und die Wärmeverteilung unterbunden. Hierdurch kann die Raumtemperatur wirksam abgesenkt werden und gleichzeitig wird der Energiebedarf für die Umwälzpumpen reduziert. Gleichzeitig damit verbunden ist eine automatisch sich zeitoptimierende Auf- und Abheizkurve des Heizsystems. Das System wird in Neubau- und Modernisierungsprojekten angewendet. Die beschriebene zentrale Lösung ist ebenso wie die dezentrale Lösung intelligenter Thermostate besonders für Gebäude mit gerin- gem Wärmedämmstandard geeignet. Deren Zahl soll sich im Rahmen der durch den Gemeinde- rat im Klimaschutzkonzept 2030 beschlossenen Maßnahme „Klimaneutrale Verwaltung 2040“ auf praktisch Null reduzieren.