Projekt 26712/01

Energiesparender Neubau des Tropen-Manati-Hauses

Projektdurchführung

Stadt Nürnberg Hochbauamt Bereich Technik Kommunales Energiemanagement (KEM)
Marientorgraben 11
90402 Nürnberg

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Der städtische Tiergarten Nürnberg beabsichtigte den Neubau einer Lagunenlandschaft für Seelöwen und Delfine sowie eines Tropenhauses zur Unterbringung von Seekühen (Manatis) und mehreren Kleintierarten. Die gesamte Baumaßnahme umfasst die Erweiterung der bisherigen Delfinhaltung im Delfina-rium 1 (Bj. 1971) um eine Landschaftsanlage mit mehreren Außenbecken für Delfine und Seelöwen, den Neubau eines Tropen-Manati-Hauses, die Integration eines so genannten Blauen Salons zur Unterwasserbeobachtung von Delfinen, Seelöwen und Manatis, die Errichtung eines Technikgebäudes sowie Umbauarbeiten im jetzigen Delfinarium 1. Die Entwurfsplanung der naturnahen Lagune sieht sechs Becken mit einer Wasserfläche von gesamt etwa 1.580 m² (Wasservolumen etwa 5.500 m³) vor. Dies soll Lebensraum für maximal 14 Delfine und die Seelöwengruppe bieten. Für den Winterbetrieb ist neben der Nutzung des Delfinariums 1 eine temporäre Überdachung von zwei Becken mit einer Traglufthalle geplant. Den Außenbecken zugeordnet sind naturnah gestaltete Zuschauertribünen mit etwa 1.500 Sitzplätzen und weiteren Stehplätzen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas erste Konzept mit den baulichen und anlagentechnischen Planungen sowie einem Energie- und Betriebskonzept stammt aus dem Jahr 2005. Seit dem Jahr 2007 ist das Kommunale Energiemanagement beim Hochbauamt der Stadt Nürnberg an den Planungen beteiligt. Es erfolgte eine erste Optimierungsphase insbesondere für bauliche Maßnahmen und für das Beheizungs- und Belüftungskonzept. Dabei stellte sich der Neubau des Tropen-Manati-Hauses hinsichtlich seiner raumklimatischen Anforderungen als besonders anspruchsvoll heraus.
In einem nächsten Schritt sollte das neu zu errichtende Tropen-Manati-Haus energetisch nochmals optimiert sowie das Gesamtkonzept überdacht und angepasst werden. Diese Optimierungsmaßnahmen für das Tropen-Manati-Haus hatten sich auf Verbesserungen des Wärmeschutzes bei der Gebäudehülle, energetische Optimierungsmaßnahmen hinsichtlich des Beheizungs- und Belüftungskonzepts sowie des Beleuchtungskonzepts und, wenn auch nicht CO2-emissionsrelevant, auf Optimierungen beim Wasserverbrauch konzentrieren.


Ergebnisse und Diskussion

Es ergaben sich nach anfänglichen Problemen mit der Heizungstechnik am Beginn der Heizperiode 2011/2012 und anschließender diverser Hilfsmaßnahmen gute klimatische Verhältnisse im Manatihaus. Die Raumlufttemperaturen lagen überwiegend um die 26-27°C.
Die Raumluftfeuchte pendelte in einem akzeptablen Bereich zwischen 70 und 80 % r. F.
Im Frühjahr und Sommer 2012 wurden durch die vermehrte Nutzung der freien Lüftung über motorische Fenster und demzufolge der Anpassung an das Außenklima größere Schwankungen hinsichtlich Raumlufttemperaturen und -feuchten erreicht.
Die gemessenen CO2-Konzentrationen im Manatihaus bewegten sich zwischen 370 ppm Außenluftniveau und 1.000 ppm bei starkem Besucherverkehr.
Wichtige Korrekturen sind am Heizungssystem erforderlich, um den Betrieb der Wärmeerzeuger zu optimieren (häufige BHKW-Taktung), und die thermische Solaranlage effizienter einzubinden. Darüber hinaus ist die unbefriedigende hydraulische Situation zu verbessern.
Die Energiebilanz ergibt für das 1. Betriebsjahr einen Primärenergiewert über alle Medien von 6.451 MWh für die Lagune, für das Manatihaus von 1.660 MWh. Geplant waren 5.391 MWh bzw. 1.717 MWh.
Die energiebedingten CO2-Emissionen liegen mit 1.420 t/a (Lagune) bzw. 366 t/a (Manati) leicht über bzw. unter dem Planungsziel von 1.187 t/a bzw. 383 t/a.
Der witterungsbereinigte Heizwärmeverbrauch im Neubau Lagune-Manati-Anlage betrug für das erste Betriebsjahr vom 31.07.2011 bis 31.07.2012 1.736,8 MWh. Für das Manatihaus wurden 429,0 MWh verbraucht. Ursprüngliche Zielwerte waren hierfür 1.416,5 MWh bzw. 335,7 MWh.
Der Jahresstromverbrauch beträgt inkl. aller technischen Anlagen 1.745,8 MWh (Lagune) bzw. 457,1 MWh (Manatihaus). Ziel waren hier 1.474,0 MWh und 518,2 MWh.
Die aktuellen Mehrverbräuche gegenüber den anspruchsvollen Zielen zeigen allerdings die Notwendigkeit einer weiteren Monitoring- und Optimierungsphase.
Die Mehrkosten für die energetische Verbesserung des Manatihauses betrugen ca. 300.000 EUR, dies entspricht ca. 4 %. Die Wirtschaftlichkeitsberechnung ergibt eine Amortisationszeit gegenüber einer konventionellen Ausführung von etwa 10 Jahren.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Seit Fertigstellung des Gebäudes ist bisher ein Erfahrungs- und Wissenstransfer wie folgt gestaltet worden:
Vorstellung des Projekts bei einschlägigen Kongressen und Tagungen, u. a. Energietage der Bayerischen Ingenieurekammer Bau in Nürnberg und Passau, Kongress der Kommunalen Energiebeauftragten 2009, 2010, 2011, 2012. Veranstaltung von Führungen durch das Gebäude für regionale und überregionale Fachleute, insgesamt bisher ca. 20 Führungen mit gesamt ca. 600 Personen. Erstellung einer Broschüre/Projektinfo (Reihe des Kommunalen Energiemanagements Nürnberg), Verteilung an alle Projektbeteiligten (in Vorbereitung). Redaktionelle Mithilfe bei projektspezifischen Artikeln in der Hauszeitung des Tiergartens Tiergarten Aktuell. Infotafeln im Gebäude.


Fazit

Das im ersten Betriebsjahr von KEM in Zusammenarbeit mit dem technischen Personal des Tiergartens durchgeführte Intensivmonitoring konnte zeigen, dass sich das geplante Konzept der Lagune-Manati-Anlage im Wesentlichen, zumindest in funktionaler Hinsicht, bewährt hat. Der Komplex wird von den Besuchern des Tiergartens sehr gut angenommen.
Punktabzug gibt es jedoch für die Heizungs- und die Lüftungstechnik. Hier sind noch deutliche Nacharbeiten, vor allem Mängelbeseitigung erforderlich. Die Energieverbräuche von Wärme und Strom sind zwar höher als die ursprünglichen Zielwerte, aber wenigstens deutlich geringer als im ersten Planungskonzept.
Problematisch und Ursache für die noch zu hohen Verbräuche bei Strom und Heizung sind einerseits die Fahrweise des Tiergartens mit höheren Wassertemperaturen und höherer Qualität der Wasseraufbereitung, als ursprünglich geplant. Hier steht allerdings die Gesundheit der Tiere im Vordergrund. Der zweite Ursachenbereich umfasst die noch nicht effiziente Betriebsweise der Wärmeerzeuger, auch der Einbindung der Solaranlage.
Eine Reduzierung der Verbräuche ist dringend erforderlich und erfordert intensive Arbeiten zur Einhaltung der Effizienzkriterien, d. h. noch weitere Mängelbeseitigung, aber auch zur weiteren Betriebsoptimierung, wofür noch Potenzial vorhanden ist.