Gastbeitrag: Hallenbäder – Nachhaltigkeit und Energieeffizienz

Unter dem Gesichtspunkt der Energieeffizienz und der Umweltverträglichkeit sind Hallenbäder ein besonders interessanter Fall. Aufgrund ihrer Eigenschaften sind sie sehr energieaufwändige Einrichtungen: Raumlufttechnik, Beleuchtung, Raumheizung, Warmwasserbereitung und Wasseraufbereitung. Es ist nicht ungewöhnlich, dass die bestehenden Bäder schlechte Gebäudehüllen, alte Pumpsysteme (z.B. Elektromotoren mit fester Drehzahl), ineffiziente raumlufttechnische Anlagen (RLT-Geräte), keine Wärmerückgewinnung und alte Beleuchtungseinrichtung aufweisen.

Aus diesen Gründen sind die Energiekosten der größte Haushaltsposten der Hallenbäder. Daher kann die Umsetzung von Maßnahmen, zur Steigerung der Energieeffizienz und der Umweltverträglichkeit, zu beeindruckenden Ergebnissen führen. Heutzutage ist die Bedeutung dieser Maβnahmen offensichtlich, aber wie kann eine energetische Sanierung eines Hallenbades am besten durchgeführt werden?

Der erste Schritt ist es, den Zustand der Anlage zu untersuchen. Dies bedeutet, die Erfassung des Energie- und Wasserverbrauchs aller Energieträger durch Fühler und Zähler, um die verschiedenen Interventionsbereiche zu identifizieren und sie nach Prioritäten zu sortieren.

Der zweite Schritt ist die Festlegung von Maßnahmen, die Energieeffizienz verbessern. Diese Maßnahmen können wie folgt unterteilt werden:

1. Maßnahmen zur Reduzierung der Energieverschwendung.
2. Maßnahmen zur Erhöhung der Energierückgewinnung.
3. Energieversorgung der Anlage aus erneuerbaren Quellen.

Der hohe Energieverbrauch ist auf die kontinuierliche Behandlung von großen Mengen an Luft und Wasser zurückzuführen. Die Wechselwirkung zwischen diesen beiden thermischen Massen ist der entscheidende Punkt, um die Anlage zu optimieren. Einerseits, ist es notwendig die Temperatur des Warmwassers für bestimmte Aktivitäten aufrechtzuerhalten. Auf der anderen Seite, ist es erforderlich dass das Wasser kontinuierlich zirkuliert, um den Wasseraustausch zu gewährleisten.

Die starke Verdunstung des Wassers in der Raumluft setzt einen Energie- und Wasserverlust, welcher mit neuem Wasser nachgefüllt werden muss, sowie eine Verschlechterung der hygrometrischen Bedingungen der Umwelt voraus. Je stärker diese Erscheinung ist, je höher also der Energieverlust, desto niedriger wird die Luftqualität, aufgrund des erhöhten Feuchtigkeits- und Chlorgehalts.

Infolgedessen sind aus energetischer Sicht die besten Maßnahmen, die zur Luft- und Wasseraufbereitung ergriffen werden. Nun wollen wir diese und andere wichtige Maßnahmen erläutern:

• Pumpensystem: Falls nicht vorhanden, müssen Umwälzpumpen mit variabler Geschwindigkeit und einem hohen Wirkungsgrad installiert werden. Eine kleine Verbesserung des Wirkungsgrads kann zu erheblichen Energieeinsparungen führen, dank der hohen Zahl der Betriebsstunden. Der Betrieb dieser Pumpen muss dann, unter Berücksichtigung der Wassertemperatur, der Wasserqualität, der Beschäftigung des Tanks und der darin geplanten Aktivitäten, optimiert werden. Die Installation von Pumpen mit Frequenzumformer und die entsprechende Steuerungstechnik kann zu 15-20% Stromeinsparung führen.

• Lüftung: Das RLT-Gerät muss einen Wärmetauscher für die Wärmerückgewinnung besitzen, um in der Abluft enthaltene Abwärme zurückzugewinnen und diese Energie an die Zuluft abgeben zu können. Diese Anlage muss unter den Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen der Raumluft und der Luftqualität optimiert werden.
• Beleuchtung: In einer geschlossenen Umgebung wie einem Hallenbad kann die installierte Leistung für die Beleuchtung, sowie die Betriebszeit hoch sein. Die LED-Beleuchtung ist eine sehr gute Lösung dafür. Es ist eine bewährte Technologie, die zahlreiche Vorteile hat. LED-Lampen haben einen hohen Energiewirkungsgrad (> 80 Lumen / Watt), d.h. mit der gleichen Lichtleistung wird viel weniger elektrische Leistung verbraucht als bei anderen Beleuchtungssystemen. Zudem erfordern die LED-Lampen aus ökologischer Sicht keine besondere Entsorgung, im Gegensatz zu den Energiesparlampen, die Quecksilber enthalten. Die positive Wirkung der Installation von LED-Beleuchtung kann noch weiter verbessert werden, wenn das Beleuchtungssystem mit Präsenzmelder ausgestattet ist.

• Erneuerbare Energiequellen: Wenn man von erneuerbaren Energiequellen spricht, denkt man sofort an die Fotovoltaikanlage. Allerdings gibt es eine Lösung, die besonders interessant für Energieefizienz in Schwimmbädern ist: die Wärmepumpe. Eine Wärmepumpe ist eine Kältemaschine, die durch die Verwendung elektrischer Energie, thermische Energie einer Wärmequelle mit niedrigerer Temperatur entzieht und auf ein System mit höherer Temperatur überträgt. Das ist die Theorie. In der Praxis hat das System „Hallenbad“ große Wärmequellen, denen Energie für andere Prozesse entzogen werden kann. Einige Beispiele sind: die warme Raumluft, das Ersatzwasser von den Becken (28 °C). Eine Anwendung von dieser gewonnenen Abwärme ist die Warmwasserbereitung für die Duschen. Wenn eine Wärmepumpe 50 kW bereitstellt, kommen nur 10 kW von der Stromversorgung. Die anderen 40 kW werden diesen Wärmequellen entnommen. Deswegen werden diese Systeme den „erneuerbaren Energiesystemen“ zugeordnet. Erfahrungswerte aus der Praxis zeigen, dass die durchschnittliche Amortisationszeit für solche Anlagen bei 3 – 4 Jahren liegt. Darüber hinaus könnte diese Anlage mit einem Ökostromanbieter vereint werden, da zurzeit immer mehr Ökostromtarifen auf dem Markt zur Verfügung stehen. Anmerkung: Weitere Technologien bieten auch eine effiziente bzw. erneuerbare Strom- und Wärmeversorgung. Allerdings möchte ich mit diesem Artikel ein einheitliches Maßnahmenpaket vorstellen, um die Problematik der Energieeffizienz in Hallenbädern zu beleuchten. Jedoch nicht alle Systeme zur erneuerbaren Energieerzeugung durchzugehen. Die verschiedene Möglichkeiten, die die Technik anbietet sind: Kraft-Wärme-Kopplung, Fernwärme, Fotovoltaikanlage in Kombination mit Wärmepumpen, Solarkollektoren, Geothermie und Biomassekessel.
• Chemikalien: Nachhaltigkeit heißt nicht nur den Energieverbrauch und somit den CO2-Ausstoß zu senken, sondern auch die Umwelt gegen gefährlichen Schadstoffen zu schützen. Dieses Ziel kann erreicht werden, wenn wir in einem Schwimmbad mit weniger Chemikalien arbeiten. Im Hallenbad Hesenleiser in Heidelberg beispielweise wird Chlor durch ein Elektrolyseverfahren als Desinfektionsmittel ersetzt und wurden Dosierstationen für Reinigungsmittel installiert.

Interessante Beispiele:

• Geusseltbad: „Schwimmbad der Zukunft“, Niederlanden.
• Heidelberger Bäder als nachhaltige Betriebe ausgezeichnet
• Aquapark Oberhausen
• Freizeitbades LA OLA, Landau in der Pfalz

Gastautor: Mein Name ist Federico Garzia, ich komme aus Italien und habe an der TU München und an der TU Mailand ein Masterstudium in Umweltverträgliche Energiesysteme abgelegt. Seit 2014 arbeite ich in München als Ingenieur für Gebäudetechnik. Für Fragen stehe ich gerne jederzeit zur Verfügung unter: federico.garzia@gmail.com