Intelligente Vernetzung und automatisierte Steuerung zeigen Hebelwirkung

Nach wie vor zählt der Gebäudesektor zu den größten Energieverbrauchern und CO₂-Emittenten weltweit Schätzungen zufolge liegt sein Anteil bei rund einem Drittel des bundesweiten Gesamtenergieverbrauchs. Mit der Europäischen Gebäuderichtlinie (EPBD) hat die EU an ihre Mitgliedsstaaten eine klare Forderung formuliert: Bis 2050 soll der Gebäudebestand CO₂-neutral sein. Neben bauseitigen und energietechnologischen Optimierungen, weist insbesondere die Gebäudeautomation durch intelligente Vernetzung und automatisierte Steuerung des Energieverbrauchs eine hohe Hebelwirkung bei der Erschließung von Effizienzpotenzialen und der Senkung von CO₂-Emissionen auf. Gemäß einer Studie der Bitkom e.V. können bis 2030 bis zu 14,7 Mio. t CO₂ durch den Einsatz von Gebäudeautomationslösungen eingespart werden.

Das 1927 gegründete Familienunternehmen Kieback & Peter zählt international zu den erfahrensten Anbietern von digitalen Automations-Technologien für nachhaltig intelligent vernetzte Gebäude. Seinen Konzepten liegt der Anspruch zugrunde, Objekte aller Art smart, effizient und sicher zu machen. Für das Humboldt Forum konzipierten die Berliner Automationsexperten für jeden Ausstellungsbereich eine eigene Raumlufttechnische Anlage (RLT-Vollklimaanlage) zur Belüftung und zur individuellen Klimatisierung. Insgesamt 41 RLT-Anlagen sowie eine hochleistungsfähige Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik (MSR) realisieren verschiedene Heiz- und Kühlprozesse sowie die Be- und Entfeuchtung der Raumluft. Integriert wurde zudem ein Entrauchungssystem mit SIL2-zertifizierten ASi-Controllern.

Im Zeitraum zwischen Dezember 2016 und Mai 2021 installierten Kieback & Peter 70 Automationsstationen DDC4000 und 285 Schaltschrankfelder. Hinzu kamen etwa 15.000 physikalische und 15.000 kommunikative Datenpunkte sowie neun Etagenverteiler und etwa 1.900 lokale Vorrangbedienebenen (LVB). Das Gesamtsystem fungiert als Koordinationsinstrument für eine exakt bedarfsoptimierte Energieversorgung, die im Humboldt Forum multivalent gesichert wird: Der überwiegende Anteil des Raumwärme- und Trinkwarmwasserbedarfs wird über Fernwärme-Bezug gedeckt und durch zwei Wärmepumpen ergänzt. Die Wärmepumpen versorgen Heizkreise mit einer Vorlauftemperatur von rund 45 °C. So lässt sich deren Abwärme im Winter effizient zur Einspeisung in die Fußbodenheizung des Atriums nutzen. Die Ausstellungsbereiche werden über die RLT-Anlagen und nachgeschaltete Konvektoren nach Bedarf temperiert. Die in den Vollklimaanlagen verbauten Heizregister arbeiten vor allem im Sommer im Anschluss an den Entfeuchtungsprozess.

Die Erzeugung präziser Kälteniveaus ist für die Einhaltung der konservatorischen Werte von besonderer Relevanz: Insgesamt sechs Kältequellen stehen für die adäquate Klimatisierung des Gebäudekomplexes zur Verfügung. Zwei Wärmepumpen erzeugen die Niedertemperaturkälte, die im Bedarfsfall durch den Betrieb von zwei Kältemaschinen unterstützt werden; sie versorgen die RLT-Anlagen mit der jeweils vordefinierten Kälteleistung. Zwei weitere Kältemaschinen produzieren die bei circa 15 °C liegende Hochtemperaturkälte, die den Konvektoren zur Nachtemperierung von Ausstellungsflächen, Büroräumen oder Treppenhallen zugeführt wird. Die besonders nachhaltige freie Kühlung kommt zum Einsatz, sobald die Außentemperaturen tief genug sinken. Der Außenluftanteil am Kühlluftstrom wird dann erhöht und je nach Außentemperaturniveau für die Kühlung im Nieder- oder im Hochtemperaturkältebereich eingesetzt. Zusätzlich lässt sich die Kälteversorgung über eine Kühlungsfunktion der Fußbodenheizung realisieren: Sie nutzt die Kälte, die bei der Wärmeeinlagerung in die Geothermie abgeführt werden muss. Vergleichbar öko-intelligent ist die stromsparende Luftkühlung auf Basis von Abtauprozessen eines Eisspeichers im Sommer.