Monitoring im Überlinger Quartier Hildegardring/Schättlisberg

Zum Nachweis der Klimaneutralität des Quartiers Überlingen wird ein Messkonzept erarbeitet, welches eine vollständige messtechnische Bilanzierung aller Energieströme der Erzeugung (zentrale Energieversorgung, PV-Flächen, etc.) und der Verbraucher (Strom- und Wärmeverbrauch der Gebäude) innerhalb des Quartiers ermöglicht.

Für die zentrale Wärmeversorgung des Quartiers sind in der Energiezentrale ein Hackschnitzel-Heizkessel, zwei Gaskessel und ein gasbetriebenes Blockheizkraftwerk BHKW zur kombinierten Wärme- und Stromerzeugung vorgesehen. Unterstützt werden diese Wärmeerzeuger durch ein Freiflächen-Solarthermiefeld mit Wärmespeicher. Im Bereich der Quartierserweiterung wird ein 3-Leiter-Wärmenetz errichtet. Hierbei dient der Rücklauf aus den Bestandsgebäuden als Wärmequelle für die Niedertemperatur-Heizflächen im Neubau. Lediglich zur Trinkwarmwasserbereitung bzw. zur Spitzenlastabdeckung sind die Neubauten an den Vorlauf (hohes Temperaturniveau) des Wärmenetzes angeschlossen.

Im Bereich der Wärmeerzeuger werden jeweils die eingesetzten Endenergiemengen (Gas, Holzhackschnitzel), die abgegebenen Wärmemengen sowie die elektrischen Hilfsenergieverbräuche für Pumpen und den Regelungen erfasst. Beim BHKW wird zusätzlich die erzeugte Strommenge gemessen. Die Be- und Entladung sowie die Temperaturschichtung im Wärmespeicher des Solarthermiefeldes werden erfasst und die Wärmemenge an der zentralen Einspeisung ins Wärmenetz gemessen.

Entwurf des Messschemas für die Energieversorgung des Quartiers in Überlingen. © Fraunhofer IBP.

Eine vollständige messtechnische Bilanzierung der Wärmeverluste im Wärmenetz wird ist aufgrund der offenen Ringstruktur des bestehenden Wärmenetzes nicht möglich. Zur Bewertung der Wärmeverluste über das Netz werden an der gebäudeweisen Übergabestation (Bestand und Neubau) Wärmemengenzähler mit M-Bus-Schnittstelle vorgesehen. Hierdurch können ergänzend auch Vor-und Rücklauftemperaturen sowie der Massenstrom erfasst werden. Im Neubau werden je Übergabestation 2 separate Wärmemengenzähler für den Hochtemperatur- und Niedertemperaturanschluss vorgesehen. Hierdurch kann abschätzend ein mittleres Temperaturniveau in den Leitungen des Wärmenetzes ermittelt werden.

Der 1. Bauabschnitt der Quartierserweiterung Schättlisberg besteht aus 6 Geschosswohnungsbauten (Haus 9 bis Haus 14). Die Gebäude werden in zwei Gruppen an das 3-Leiter-Wärmenetz angeschlossen. Das Haus 9 und 10 werden dabei über eine gemeinsame Wärmeübergabestation versorgt. Die Häuser 11 bis 14 sind ebenfalls über einen gemeinsamen Hausanschluss angeschlossen.

An den Fernwärmeanschlüssen ist jeweils ein Wärmemengenzähler für den Hochtemperatur- und einer für den Niedertemperaturanschluss (Rücklauf aus den Bestandsgebäuden) vorgesehen. Darüber hinaus werden die Be- und Entladewärmemengen des Trinkwarmwasserspeichers und die elektrischen Hilfsenergieaufwendungen in der Heizungszentrale erfasst.

Im 1. Bauabschnitt ist ein detaillierteres Monitoring als Datengrundlage für die Quartiers-App geplant. Ergänzend zu den gebäudezentralen Messzählern, werden in diesen beiden Häusern wohnungsweise Verbrauchswerte für die Beheizung und den Warm- und Kaltwasserverbrauch erfasst. Ergänzend ist je Wohnung eine Messstelle für die Raumlufttemperatur und Raumluftfeuchte in einem exemplarisch ausgewählten Raum vorgesehen.

Die Neubauten der BGÜ werden mit PV-Anlagen und einem zentralen Batteriespeicher ausgestattet. Das Unternehmen Polarstern übernimmt hierbei die Stromabrechnung gemäß dem Mieterstrommodell. Hierzu ist eine Messung aller PV-Erträge, der wohnungsweisen Stromverbräuche inkl. der Sondernutzungseinheiten (Allgemeinstrom, E-Mobilität, etc.), der Be-/Entladung des Batteriespeichers sowie des Bezugs und der Lieferung ans öffentliche Stromnetz vorgesehen. Die zur Erfassung der einzelnen Werte notwendige Sensorik (intelligente Messeinrichtungen) wird seitens der Fa. Polarstern bereitgestellt. Über diese Messeinrichtungen können zeitlich hochaufgelöste, wohnungsweise Stromverbrauchswerte zur Verfügung gestellt werden.

Der 2. Bauabschnitt der Quartierserweiterung Schättlisberg besteht aus den Häusern 5 bis 8. Im Haus 8 befinden sich ein Café und ein Gemeinschaftsraum, welche im Rahmen des Monitorings separat betrachtet werden. Wie im 1. Bauabschnitt werden auch diese Gebäude über einen gemeinsamen Fernwärme-Hausanschluss das 3-Leiter Wärmenetz versorgt und mit einer PV-Anlagen inkl. einem Batteriespeicher ausgestattet.

Zur Messung der Klimadaten im Quartier ist auf einem der Gebäude eine Wetterstation vorgesehen. Im Einzelnen werden die Außenlufttemperatur, die Außenluftfeuchte, Globalstrahlung (horizontal und vertikal in Südausrichtung) sowie die Windgeschwindigkeit und Windrichtung gemessen.

Bearbeitungsstand

Bisher konnten die Messkonzepte für die zentrale Energieversorgung, für das Wärmenetz inkl. Bestandsobjekte sowie für den ersten und zweiten Bauabschnitt der Quartierserweiterung ausgearbeitet werden. Im weiteren Projektverlauf werden die Messkonzepte sukzessive fortgeschrieben und an den aktuellen Planungsstand angepasst.

Bereits erhältliche Projektergebnisse

Messkonzept für das Überlinger Quartier