Charité modernisiert Lüftungsanlagen mit integrierter Kühlfunktion
Am Virchow-Klinikum in Berlin wurde die Wärmerückgewinnung modernisiert und um eine adiabatische Kühlung ergänzt – bei laufendem Klinikbetrieb.
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Am Virchow-Klinikum in Berlin wurde die Wärmerückgewinnung modernisiert und um eine adiabatische Kühlung ergänzt – bei laufendem Klinikbetrieb.
Am Charité Campus Virchow-Klinikum in Berlin sind die zentralen Lüftungsanlagen im Gebäude 78 modernisiert worden. Dabei wurde das bestehende Wärmerückgewinnungssystem durch eine neue Anlage mit integrierter Kühlfunktion ersetzt. Zum Einsatz kommt die Gegenstrom-Schicht-Wärmeaustauscher-Technologie (GSWT) der SEW GmbH aus Kempen. Die Planung erfolgte gemeinsam mit der TPlan Ingenieurgesellschaft mbH aus Berlin. Die Arbeiten wurden so organisiert, dass der laufende Klinikbetrieb und die Lüftungsversorgung nicht unterbrochen werden mussten.
Die Nordspange des Virchow-Klinikums wurde nach 1988 als Erweiterungsbau errichtet. In dem Gebäudekomplex befindet sich das Haus 78, dessen innenliegende Funktionsbereiche über zentrale Lüftungsanlagen mit gemeinsamen Außen- und Fortluftkammern versorgt werden.
Vor der Sanierung verfügten die beiden Lüftungszentralen mit Luftvolumenströmen von 24.600 beziehungsweise 18.500 m³/h über Wärmerückgewinnungssysteme, die lediglich eine Rückwärmzahl von 45 Prozent beziehungsweise eine Energieeffizienz von weniger als 60 Prozent (H5) erreichten. Nach Angaben von SEW entsprachen diese Werte nicht mehr den aktuellen Anforderungen. Zudem verfügten die Anlagen bislang über keine aktive Kühlfunktion.
Ziel der Modernisierung war daher, die Wärmerückgewinnung zu verbessern und gleichzeitig Möglichkeiten zur Erwärmung der Außenluft im Winter sowie zur Kühlung im Sommer zu schaffen. Hierzu wurde das neue System mit einer adiabatischen Verdunstungskühlung kombiniert.
Eine wesentliche Herausforderung stellten die baulichen und betrieblichen Rahmenbedingungen dar. Die beengten Platzverhältnisse in den Lüftungszentralen erschwerten die Einbringung größerer Anlagenkomponenten. Gleichzeitig mussten die Verkehrswege auf dem Klinikgelände dauerhaft für Krankentransporte freigehalten werden. Lagerflächen im Außenbereich standen nicht zur Verfügung.
Um den Klinikbetrieb möglichst wenig zu beeinträchtigen, erfolgten Anlieferung und Einbringung der Technik nachts. Die einzelnen Wärmetauschermodule wurden über einen Lastenaufzug ins Gebäude transportiert und anschließend manuell in die Lüftungszentralen eingebracht. Dort wurden sie zu den vollständigen Wärmetauschern zusammengesetzt.
Durch den modularen Aufbau waren weder ein Kraneinsatz noch zusätzliche Öffnungen in der Gebäudefassade erforderlich. Während der Montage wurde die Luftführung über einen provisorischen Bypass um die bestehenden Wärmetauscher aufrechterhalten. Auf diese Weise konnte die Sanierung ohne Unterbrechung des Lüftungsbetriebs erfolgen.
Neben der verbesserten Wärmerückgewinnung stand die Erweiterung um eine Kühlfunktion im Mittelpunkt der Modernisierung. Hierzu wurde eine adiabatische Verdunstungskühlung in den Abluftstrom integriert.
Die Befeuchtung erfolgt über Wabenkörper, die ohne Wasserzerstäubung arbeiten. Nach Angaben des Herstellers entstehen dadurch bauartbedingt keine Aerosole. Als Befeuchtungswasser wird aufbereitetes und enthärtetes Stadtwasser verwendet.
Bei der Verdunstung wird der Abluft Wärme entzogen, wodurch sich deren Temperatur verringert. Das entstehende Kühlpotenzial wird anschließend über das GSWT-System auf die Zuluft übertragen. Bei sehr hohen Außentemperaturen kann das System bei Bedarf zusätzlich gekühlt werden, um die gewünschte Zulufttemperatur zu erreichen.
Die Übertragung zwischen den Luftströmen erfolgt über ein Kreislaufverbundsystem. Dadurch bleiben Zu- und Abluft vollständig voneinander getrennt. Diese Trennung ist insbesondere für die hygienischen Anforderungen im Krankenhausbetrieb von Bedeutung, da ein direkter Stoffaustausch zwischen beiden Luftströmen vermieden wird.
Auch die Betriebssicherheit wurde bei der Anlagenkonzeption berücksichtigt. Einzelne Wärmetauschermodule lassen sich bei einer Undichtigkeit unabhängig voneinander außer Betrieb nehmen, während die übrigen Module weiterarbeiten können.
Nach Angaben von SEW bestätigten erste Leistungsmessungen die Kühlfunktion der modernisierten Anlagen. Bei Außentemperaturen von 38 °C konnte die Zulufttemperatur unter 24 °C gehalten werden.
Bei den angegebenen Einsparungen handelt es sich um Leistungswerte. Angaben zu den jährlichen Energieeinsparungen oder zur tatsächlichen Entwicklung des Energieverbrauchs im laufenden Betrieb enthält die Pressemitteilung nicht.
Die Umsetzung erforderte eine genaue Abstimmung der einzelnen Arbeitsschritte. Neben der Demontage und dem Einbau der Komponenten gehörten dazu die Integration in die Gebäudeleittechnik, die Glykolfüllung des Kreislaufverbundsystems, die Inbetriebnahme sowie die Einweisung des Bedienpersonals.
Die Sanierung der Lüftungszentralen im Haus 78 zeigt, wie sich Wärmerückgewinnung und Kühlfunktion auch unter beengten baulichen Bedingungen in bestehende Anlagen integrieren lassen. Entscheidend für die Umsetzung waren insbesondere die modulare Konstruktion der Wärmetauscher und die zeitliche Abstimmung der Arbeiten auf die Anforderungen des laufenden Krankenhausbetriebs. (pl)
