Fachsymposium zum Firmenjubiläum

Das TGA-Planungsbüro KTO engineering GmbH & Co. KG veranstaltete ein Fachsymposium zum Firmenjubiläum u. a. über Wasserstoff in der Gebäudetechnik. Damit bedankte sich das Ingenieurbüro aus Bad Grönenbach bei seinen Auftraggebern für deren langjähriges Vertrauen.

Die KTO engineering GmbH & Co. KG, ein Ingenieurbüro für Technische Gebäudeausrüstung, arbeitet seit mehr als 20 Jahren gemeinsam mit Kunden an ökonomischen und nachhaltigen Planungslösungen für unterschiedliche Gebäudearten. Dies erstreckt sich von Gewerbebauten und öffentlichen Gebäuden bis hin zu hochtechnisierten Industriegebäuden.

Das Ingenieurbüro begleitet erfolgreich deren Umsetzung auf der Baustelle. Zusätzlich zu den klassischen TGA-Gewerken (Sanitär, Heizung, Kälte, Lüftung, Elektro und MSR) ist KTO engineering in den Bereichen erneuerbare Energien, Energiemanagement, Energieeffizienz, Wärmeplanung, Wärmenetze, Sprinklertechnik sowie Reinraum- und Reinmedientechnik tätig.

Firmeninterne Weiterbildungsakademie

Essenziell für jedes Unternehmen ist das Fachwissen seiner Mitarbeiter, aber auch deren Erfahrung. Aus diesem Grund entschloss sich das Allgäuer Planungsbüro Mitte 2023 eine firmeninterne Weiterbildungsakademie ins Leben zu rufen. Die KTO engineering Akademie hat für ihre Aufgaben den Slogan „… die aus Erfahrung Wissen schafft“ gefunden.

Dieser Slogan wird mit Leben gefüllt, in dem die Akademie das Wissen und die gesammelten Erfahrungen der langjährigen Mitarbeiter zusammenführt und diese gepaart mit aktuellen Gesetzen, Verordnungen, Normen und Regelwerken an die jungen Kolleginnen und Kollegen weitergibt. Dies fördert die Mitarbeitermotivation und stärkt die Position des Unternehmens als verlässlicher Partner für die Kunden. Anlässlich des 20-jährigen Firmenjubiläums veranstaltete die KTO engineering Akademie Ende 2024 ein Fachsymposium mit drei ausgewählten Referenten und lud dazu an drei Tagen langjährige Kunden und Geschäftspartner als Dank für die gute Zusammenarbeit und das gegenseitige Vertrauen ein.

Wasserstoff und GEG

Dipl.-Ing. Jörg Schütz machte mit zwei Vorträgen den Auftakt. Dabei standen das Thema Wasserstoff und das aktuelle Gebäudeenergiegesetz (GEG) auf dem Programm. Im ersten Vortrag vermittelte Herr Schütz einen Überblick über den aktuellen Stand und die zukünftige Planung für den Einsatz von Wasserstoff als Energieträger. Grundlage ist die nationale Wasserstoffstrategie (NWS), die von der Politik erstmals im Jahr 2020 verabschiedet und veröffentlicht wurde. Die wesentlichen Handlungsfelder der NWS sind die Erzeugung, Verteilung und die vielfältige Anwendung von Wasserstoff in Kraftwerken, Industrie und Gewerbe sowie bei Mobilität und Gebäuden. In allen Handlungsfeldern wird schon seit Jahren mit Hochdruck geforscht und an der Fertigstellung von Regelwerken gearbeitet.

Wasserstoff in Gebäuden

Für die technische Gebäudeausrüstung (TGA) ist die Anwendung von Wasserstoff in Gebäuden von besonderem Interesse. Für den Bereich der TGA wurden schon zahlreiche erfolgreiche Forschungsprojekte mit verschiedenen Wasserstoffanteilen (20 bis 100 %) im Gemisch mit Erdgas durchgeführt, z. B. über die Beeinflussung von Bauteilen der Gasinstallation oder den Nachweis der Funktion von Gasgeräten. Obenan stehen dabei immer die sicherheitstechnischen Aspekte. Durch erste regionale Forschungsvorhaben, z. B. in einem Ortsteil mit 350 Gasgeräten, konnte die Praxistauglichkeit von Erdgas-Wasserstoff-Gemischen mit einem 20-%-igen Anteil H₂ nachgewiesen werden. Auch kleinere Netze mit 100-%-igem, reinem Wasserstoff werden bereits untersucht. Man ist in kurzer Zeit bereits auf einem guten Weg.

Die ersten Monate des Gebäudeenergiegesetzes

Im zweiten Vortrag bewertete Dipl.-Ing. Jörg Schütz die ersten neun Monate des am 1. Januar 2024 in Kraft getretenen Gebäudeenergiegesetzes (GEG). Nach einem rasanten Anstieg des Verkaufs von Wärmeerzeugern, insbesondere bei Wärmepumpen, Gas- und Ölkesseln, um ca. 35 % im Jahr 2023 sind die Zahlen im Jahr 2024, aufgrund einer erheblichen Verunsicherung der Verbraucher, wieder komplett auf das vorherige Niveau zurückgefallen. Ein Grund ist sicherlich die vielerorts noch unklare Situation bei der Wärmeplanung. Diese ist bis 2026 bzw. 2028 in den Kommunen umzusetzen. Zur Wärmeplanung gibt es gleichzeitig zurzeit noch eine Reihe von GEG-konformen Erfüllungsoptionen als mögliche Alternativen. Zur Verunsicherung trägt zusätzlich die Entwicklung der CO₂-Abgabe auf fossile Brennstoffe für die zukünftigen Jahre bei.

Bereits jetzt sollten sich alle Eigentümer von Mehrfamilienhäusern (MFH) ab sechs Wohneinheiten, deren Heizung vor Oktober 2009 eingebaut wurde, darauf einstellen, dass die Heizung bis September 2027 hinsichtlich der Energieeffizienz überprüft und evtl. optimiert werden muss. Bezüglich der Effizienz-Förderung wurde im Vortrag anhand eines von der Eigentümerstruktur her komplexen Mehrfamilienhauses gezeigt, wie die Zuschüsse für jeden Eigentümer ermittelt werden. Zum Abschluss wurde dargestellt welche weiteren Verschärfungen für Gebäude in naher Zukunft aus Europa mit dem EU-Klimaschutzpaket „Fit für 55“ zu erwarten sind.

Gebäudeenergietechnik braucht Gebäudeautomation

Am zweiten Tag des Fachsymposiums zum Firmenjubiläum referierte Prof. Dr.-Ing. Martin Becker, Inhaber des Ingenieurbüros Prof. Dr. Becker und Professor im Fachgebiet MSR-Technik, Gebäudeautomation und Energiemanagement an der Hochschule Biberach, zum Thema „Gebäudeautomation – Quo vadis?“

Die Gebäudetechnik steht vor immensen Herausforderungen, um den Bestand und Neubau von Gebäuden nachhaltig zu planen, auszuführen und zu betreiben. Im Kontext der großen Transformationsprozesse Energiewende, Klimaschutz und Digitalisierung wachsen Gebäude- und Energietechnik immer mehr zu einer Gebäudeenergietechnik zusammen, wobei hierfür zunehmend digitalisierte Entwurfs-Methoden und Planungs-Werkzeuge eingesetzt werden. Hierbei geht es nicht nur um eine möglichst ganzheitliche und Gewerke übergreifende Betrachtung des Gebäudes selbst (Gebäude als System), sondern auch ergänzend um die passende Einbindung von Gebäuden in eine Campus- bzw. Quartiersumgebung (Gebäude im System).

Gebäudeautomation managen

Dies stellt auch neue Anforderungen und Herausforderungen an eine zeitgemäße Gebäudeautomation. Neben der elementaren Mess-, Steuer- und Regelungstechnik von Anlagen (Anlagenautomation) und in Räumen (Raumautomation) wird es immer wichtiger, auch ganzheitlich und in frühen Planungsprozessen ein übergeordnetes Gebäudeautomationsmanagement basierend auf einer Bedarfsplanung und einem Betreiberkonzept zu konzipieren und anschließend technologisch passend umzusetzen.

Dies umfasst z. B. auch die Art und den Umfang eines technischen Monitorings für ein durchgehendes Qualitätsmanagement und die kontinuierliche Qualitätssicherung für einen energie- und ressourcenschonenden Gebäudebetrieb. Das technische Monitoring (TMon) kann – wenn es frühzeitig im Planungsprozess bereits passend mitberücksichtigt wird – auch als Mehrwert für einen daten- und automationsgestützten Inbetriebnahme- und Einregulierungsprozess mit genutzt werden.

Damit kann die Gebäudeautomation auch zunehmend als Methode und Werkzeug für einen nachhaltigen und optimierten Gebäudebetrieb eingesetzt werden. Um diese Potentiale auch möglichst umfassend auszunutzen, sind einige Herausforderungen anzugehen. Dies betrifft u.a. folgende Bereiche:

• Systemische Betrachtung: Gebäude als System im System,
• Frühzeitige Festlegung der wesentlichen Anforderungen an ein GA-System und das technische Monitoring bereits in der Bedarfsplanung,
• Gesamtheitliche Planung der Gebäudeautomation als eigenständiges Gewerk nach Kostengruppe 480 und gemäß Richtlinie VDI 3814 bestehend aus Anlagenautomation, Raumautomation und GA-Management,
• Berücksichtigung des technischen Monitorings (TMon) als wichtiger Teil eines zeitgemäßen GA-Managements bzw. GA-Systems,
• Definition und konsequente Verwendung eines eindeutigen Kennzeichnungssystems (KS),
• Frühzeitige Konzeption und konsequente Umsetzung eines Informationsmanagements (analog zum Energiemanagement),
• Zunehmender Einsatz von durchgehenden, aufeinander abgestimmten Engineering-Werkzeugen inklusive Kopplung zu BIM-Tools.

Erkenntnisse in der Trinkwasserhygiene

Dr. Peter Arens, promovierter Mikrobiologe und ö. b. u. v. Sachverständiger für das Teilgebiet Trinkwasserhygiene im Installateur- und Heizungsbauer-Handwerk der Handwerkskammer Südwestfalen, bestritt am dritten und letzten Tag den Abschlussvortrag mit dem Titel „Neue Erkenntnisse in der Trinkwasserhygiene“. Er spann einen weiten Bogen vom Beginn der Wasseruntersuchungen in Gebäuden bis hin zu Vorschlägen, wie man Trinkwasserinstallationen ökologischer gestalten und dennoch die Investitions- und Betriebskosten senken kann. Laut Dr. Arens wird das Trinkwasser im Verantwortungsbereich der Wasserversorger bereits seit mehr als 100 Jahren regelmäßig chemisch und mikrobiologisch untersucht. Doch die ersten mikrobiologischen Pflichtuntersuchungen in Gebäuden erfolgten durch die TrinkwV 2001 erst Anfang 2003. Seitdem werden Legionellen im Trinkwasser von Gebäuden regelmäßig überwacht.

Arten der Rohrleitungsführung

Doch noch immer sind die Fallzahlen mit ca. 3.000 Todesfällen pro Jahr in Deutschland hoch. Einer der Gründe dafür sind die anfangs entwickelten Lösungsansätze wie Reihenleitungen und andere Arten der Rohrleitungsführung, an denen zum Teil auch der Referent beteiligt war, wie er zugab. Damals hoffte man auf den Erhalt der Wassergüte, indem man allein das Trinkwasser in zentralen Bereichen der Installation austauschen würde. Dazu wurden Reihen- und Ringleitungen sowie Ring-in-Ring-Installationen mit Venturidüsen („Strömungsteiler“ – ISH 2007) entwickelt. Um das verbleibende, nicht austauschbare Volumen weitegehend zu minimieren, wurden die bisherigen Wandscheiben zu Durchgangswandscheiben. Damit verblieb nur noch ein kleines Trinkwasservolumen ohne Austausch, nämlich von der Durchgangswandscheibe bis zum Auslass aus den Entnahmestellen. Selbst für zirkulierendes Warmwasser wurde herstellerseitig zunächst diese Lösung favorisiert, mit fatalen Folgen bis heute: Der permanente Wärmeeintrag führte zu hoch kontaminierten Unterputz- und Aufputz-Dusch-Armaturen, mit überhöhtem Legionellenbefund im Warm- und Kaltwasser.

Stagnationen vermeiden

Seit ca. 2010 werden nun von denselben Unternehmen wieder T-Stück-Installationen empfohlen, wobei das zirkulierende Warmwasser immer von oben an die Armaturen herangeführt werden muss – mit mindestens 100 mm Abkühlstrecke. Somit war damit zumindest dieser Bereich mit T-Stück-Installationen hygienisch wieder auf dem alten bewährten Stand. Doch noch immer ist dies nicht bei allen Markteilnehmern angekommen.

Darüber hinaus wird noch immer unterschwellig an der Aussage festgehalten, die Trinkwassergüte könnte allein durch zentrale Spüleinrichtungen bei Reihen-, Ring- und Ring-in-Ring-Installationen sichergestellt werden – und manche Betreiber glauben dies. Dabei wird jedoch ignoriert, dass selbst bei einer Durchgangswandscheibe für Trinkwasser kalt immer noch ein Volumen von ca. 160 bis 250 ml stagniert, also eine Totleitung bildet. In diesem Volumen können sich jedoch einige tausend Bakterien tummeln. Daher gibt es seit mehr als elf Jahren die Forderung im Regelwerk, dass der Wasserwechsel über alle Entnahmestellen stattfinden muss – denn dort ist gemäß § 10 TrinkwV auch die Stelle der Einhaltung. Damit kann, unterstützt durch die Trinkwasserverordnung, weitgehend auf die aufwendigen, teuren und durch den erhöhten Materialeinsatz auch wenig umweltfreundlichen Reihen-, Ring- und Ring-in-Ring-Installationen verzichtet werden.

Vergleich von T-Stück-Installation und Ring-in-Ring-Installation mit Venturidüsen

Zumal eine Studie der FH Münster von Prof. Dr. Ing. Franz-Peter Schmickler und M. Eng. Stefan Cloppenburg weitere Vorteile zeigte: Bei einem Schulneubau (Gymnasium mit Sporthalle) wurde die Trinkwasserinstallation einmal als altbewährte T-Stück-Installation dimensioniert und einmal als Ring-in-Ring-Installation mit Venturidüsen. Die T-Stückinstallation war um 21 % kostengünstiger (= 53.000 Euro) und wies 25 % weniger Wasserinhalt auf. Durch diesen geringeren Wasserinhalt werden schon während der normalen Nutzung die Wasserwechsel deutlich erhöht und damit die Trinkwasserhygiene sichergestellt. Und in den Schulferien wird zukünftig auch nur dieses deutlich verringerte Wasservolumen auszutauschen sein, wodurch die natürlichen Ressourcen des Trinkwassers geschont werden. Weiterhin wies die T-Stück-Installation eine um 29 % geringere Oberflächen auf. Innere Oberflächen sind Siedlungsraum für Bakterien, während äußere Oberflächen Wärme abgeben (Warmwasser = vermeidbare Energieverluste) bzw. Wärme aufnehmen (Kaltwasser = erhöhte hygienische Risiken).

Überhöhe Wärmeaufnahme im Kaltwasser problematisch

Dabei ist insbesondere diese vermeidbar überhöhte Wärmeaufnahme im Hinblick auf eine übermäßige Vermehrung von Legionellen im erwärmten Kaltwasser ein Problem, da die Wärme in einem um 25 % erhöhten Wasservolumen gespeichert wird. Bei einer Ring-in-Ring-Installation und temperaturgeführten Wasserwechseln führt dies zu überhöhten Spülvolumina und zu hygienischen Herausforderungen, wie auch ein Zuhörer beklagte. Da-her war das Abschlussplädoyer für die Zuhörer nachvollziehbar, dass die Branche seit ca. drei Jahren wieder verstärkt auf T-Stück-Installationen setzt.

Denn diese Installationsform senkt unmittelbar die Installationskosten und den ökologischen Fußabdruck der Trinkwasserinstallation. Vor allem aber senkt sie über die gesamte Lebensdauer der Installation auch die Betriebskosten beim Trinkwasser, Abwasser und der Energie (Warmwasser). Damit hat die Branche nun ein verlässliches Instrument in der Hand, wie Trinkwasserinstallationen wieder günstiger und ökologischer werden können. Und das bei einer höheren hygienischen Sicherheit. Darüber hinaus können diese Effekte nochmals gesteigert werden, wenn die Dimensionierung der Trinkwasserinstallation unter Berücksichtigung verringerter Berechnungsdurchflüsse erfolgen würde (z. B. Waschtischarmaturen mit 0,03 l/s. statt 0,07 l/s.).

Schlussbemerkung

Bei allen Fachvorträgen bestand für die Teilnehmer die Möglichkeit, sich in entspannter Atmosphäre über die behandelten Themen mit den Referenten sowie untereinander auszutauschen. Die Verantwortlichen der KTO engineering Akademie freuten sich, durch die Fachvorträge der drei hochkarätigen Referenten das Wissen der Mitarbeiter und Kunden weiter gefördert zu haben, und bedankten sich bei den Rednern für die informativen Vorträge. Die Resonanz der Teilnehmer auf das Fachsymposium war durchweg positiv.

 www.kto-engineering.de