Abschlussbericht Vorhaben 03KS0010. Abschlussbericht

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1 Abschlussbericht Erneuerung von Beleuchtungseinrichtungen in Turnhallen, Klassenräumen und Versammlungsräumen in Schulgebäuden der Stadt Münster Projektförderung durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) begleitet vom Projektträger Jülich (PtJ) Geschäftsbereich Erneuerbare Energien Förderkennzeichen 03KS0010 Förderzeitraum (Bewilligungszeitraum): bis Thomas Werner, Seite

2 1. Beleuchtungserneuerung in Turnhallen Ausgangslage: Bei den zu sanierenden Beleuchtungseinrichtungen handelte es sich um Sporthallenbeleuchtungen in Ein- und Zweifach- Turnhallen mit einer Größe von 400 bis ca. 800 m² Nettogrundrissfläche. Diese Hallen waren mit Lichtbändern ausgestattet, technischer Standard der 80er Jahre. Eine Lichtsteuerung oder autom. Lichtabschaltung war nicht vorhanden, weder im Hallen- noch im Umkleidebereich. Bei dem nachfolgend beschriebenen Projekt handelt es sich um die Turnhalle der Mauritzschule, einer Grundschule, die Turnhalle wird außerschulisch von Vereinen genutzt. Die drei Lichtbänder waren wie folgt bestückt: 32 Leuchten zweiflammig mit 116 Watt, 16 Leuchten dreiflammig mit 174 Watt Lichtleistung der Leuchtstoffröhren. Die installierte Leistung, ohne Verluste der alten Vorschaltgeräte, betrug 6,5 KW. Die Umkleideräume wurden mit 4 Leuchten a 58 Watt betrieben. Die Beleuchtung konnte nur über einen Zentralschalter bedient werden. Bild1: Mauritzschule, alte Hallenbeleuchtung Thomas Werner, wernert@stadt-muenster.de Seite

3 Berechnung: Die Neudimensionierung der Beleuchtungsanlage erfolgte in Anlehnung an die DIN auf 300 lx für den Schulsport und 400 lx Beleuchtungsstärke für den Trainingsbetrieb des Vereinssportes. Die installierte Beleuchtungsleistung kann somit von 6,5 KW auf 3,06 reduziert werden. Bild 2: Berechnung Turnhalle Mauritzschule Thomas Werner, Seite

4 Neuanlage: Die neue Hallenbeleuchtung bestehend aus 12 Rasterleuchten mit je drei 80 Watt T5 Leuchtstoffröhren bestückt. Die Lichtregelung erfolgt über den Präsenzmelder auf 300 lx Nennbeleuchtungsstärke. Für den Trainingsbetrieb der vereinen kann mittels Schlüsselschalter der Regler überbrückt werden, die Lichtleistung beträgt dann mindestens 400 lx. Der Schlüssel kann nicht dauerhaft stecken bleiben es wurde ein Halbzylinder aus der Schließanlage verwendet. Der Übungsleiter muss nach Ende des Trainings den Schlüssel wieder abziehen. Bild 3: Neue Hallenbeleuchtung Mauritzschule ESYLUX PD 360i 24 DIM plus Bild 5: Steuergerät Bild 4: Tageslichtregelung und Präsenzmelder in einem Gerät Thomas Werner, Seite

5 Bild 7: Schlüsselschalter für Trainingsbetrieb Die Umkleideräume erhielten jeweils zwei prismatische Wannenleuchten 49 Watt mit EVG und Ansteuerung über Präsenzmelder mit Helligkeitsabschaltung. Der Sollwert beträgt 150 lx, die installierte Leistung konnte um 50% reduziert werden. Bild 8: Umkleideraum Bild 9: Duschbereich Die Duschräume erhielten ebenfalls Feuchtraumleuchten mit 28 Watt mit EVG und Ansteuerung über Präsenzmelder mit Helligkeitsabschaltung. Übertragbarkeit: Das Beleuchtungskonzept in der beschriebenen Form ist für die Hallen der Michaelschule, die Dykburghalle, die Halle der Hauptschule Coerde und für die Zweifachhalle im Schulzentrum Wolbeck in gleicher Weise ausgeführt worden. Die spezifische Leistung konnte in allen Fällen auf unter 3 Watt/m² bezogen auf 100lx reduziert werden. Die Ergebnisse der gemessenen Energieeinsparungen werden nach Auswertung und Bilanzierung Grundlage für ein neues Intracting-Projekt der Stadt Münster bilden. Erste Auswertungen der Monatsverbräuche belegen grob die theoretisch getroffenen Annahmen. Thomas Werner, wernert@stadt-muenster.de Seite

6 2. Erneuerung Klassenraumbeleuchtung Ausgangslage: In der Peter-Wust-Schule war bereits in den 1980er Jahren die Klassenbeleuchtung erneuert worden. Es wurden seinerzeit Spiegelrasterleuchten mit 1 x 58 Watt und konventionellem Vorschaltgerät verwendet. Die relativ geringe Anzahl der Leuchten (8 + 2) pro Klassenraum, verbunden mit einem schlechten Wirkungsgrad der Leuchten führte zu einer unbefriedigenden Beleuchtungssituation. Durch die bei Spiegel-Rasterleuchten typische Beleuchtungscharakteristik (dunkle Decke) wurde dieser Eindruck noch verstärkt. Die installierte Beleuchtungsleistung betrug vor Sanierung 580 Watt ohne Verluste der Vorschaltgeräte. Berechnung: Bild 10: Berechnung Klassenraum Thomas Werner, wernert@stadt-muenster.de Seite

7 Die Lichtberechnung ergab eine ausreichende Beleuchtung bei Verwendung von 8 +1 prismatischen Wanneleuchten mit je 35 Watt Lichtleistung. Die spezifische Leistung konnte somit auf ca. 2 Watt/m² bezogen auf 100lx reduziert werden. In Verbindung mit dem Präsenzmelder mit Tageslichtregelung wird eine Stromverbrauchsreduzierung von mindestens 30% erwartet. Neuanlage: 8 prismatische Wannenleuchten und eine asymmetrische Leuchte zur Tafelausleuchtung ergeben eine gleichmäßige Ausleuchtung des Raumes. Der Präsenzmelder regelt die 8 Leuchten der Lichtbänder, die Präsenz-Abschaltung wirkt auf alle Leuchten im Raum. Bild 11: Neue Beleuchtung Peter-Wust-Schule Übertragbarkeit: Die Auswertung der Verbrauchsreduzierung wird als Maßstab herangezogen werden, ob in anderen Schulen mit ähnlichen Beleuchtungssituationen ein Austausch der Anlagen wirtschaftlich darstellbar ist. Die Finanzierung soll über ein neu aufzulegendes Intracting-Programm erfolgen. Thomas Werner, wernert@stadt-muenster.de Seite

8 3. Erneuerung der Beleuchtungseinrichtung in Versammlungsräumen Ausgangslage: Das Deckenfeld der Aula im Schillergymnasium besteht aus 224 Rasterelementen, mit einer Abmessung von ca. 60x60 cm. Diese bilden eine dreidimensionale Deckenstrukur und ragen aus dem Gesamtdeckenniveau ca. 20 cm hervor. Innerhalb dieser Deckenfelder sind Halogenleuchten PAR 80W eingebaut. Die Gesamtanzahl der Leuchten beträgt ebenfalls 224 Stück. Gesteuert wird diese Beleuchtung über eine 20 Jahre alte Dimmersteuerung vom Fabrikat Altenburger mit Steuerungsmöglichkeiten im Eingangsbereich, sowie im Regieraum im Obergeschoß. Aufgabenstellung: Die Neukonzeption der Beleuchtung soll neben Energieeinsparungsgesichtspunkten auch ästhetische und veranstaltungsspezifische Anforderungen in optimaler Form vereinen. Die Beibehaltung des Deckenspiegels als prägendes Gestaltungselement des Raumes galt es zu erhalten. Die Dimmbarkeit der Beleuchtung sollte uneingeschränkt möglich bleiben. Berechnung: Bild 12: Lichtverteilung theoretisch im Diagramm, rechts daneben die Leuchte im Betrieb Thomas Werner, Seite

9 Bild 13: Berechnung Lichtverteilung Thomas Werner, Seite

10 Die Zonierung der Deckenfläche ergibt ein theoretisches Modell der Beleuchtung aus dem Berechnungsprogramm Bild 14: Zonierung und errechnetes Raummodell Thomas Werner, Seite

11 Neuanlage: Für die Neuanlage werden Leuchten oberhalb des Deckensystems installiert. Diese Leuchten sind bestückt mit 1x32W TCD-Leuchtstofflampen. Auf Grund der Beleuchtungsberechnung wird hier nur jedes zweite Feld bestückt. Die verbliebenen leeren Felder erhalten Blechabdeckungen. Der Raumeindruck bleibt erhalten, die optische Wirkung entspricht dem theoretischen Modell. Bild 15: Aula Schillergymnasium, Beleuchtung 100% Bild 16: Beleuchtung zu 90% gedimmt Thomas Werner, Seite

12 Die Beleuchtungssteuerung erfolgt mit 1 bis 10 Volt-Technik. Ein EIB-Bussystem verbindet die Steuereinheiten. Bild 17: EIB-Steuerung Bild 18: wiederverwendetes Tableau Das vorhandene Tableau im Eingangsbereich in die neue Steuerung integriert. Für den Regieraum wird zur Fernbedienung eine DMX-Schnittstelle verwendet. Übertragbarkeit: Das Projekt belegt in ausdrucksvoller Weise, dass Energieeinsparung und Ästhetik bei der Raumbeleuchtung auch in Bestandsgebäuden kein Widerspruch darstellen müssen. Die Dimmbarkeit des Systems hat auch die Kritiker überzeugt. Die Wirtschaftlichkeit der Maßnahme kann zur Zeit noch nicht mit Verbrauchsdaten belegt werden, dazu ist der Einfluss der Aula auf den Gesamtverbrauch zu gering. Die Aula des Annette-Gymnasiums wurde mit einem ähnlichen System versehen. Thomas Werner, wernert@stadt-muenster.de Seite

13 4. Übersicht der im gesamten Projekt durchgeführten Maßnahmen mit Kosten (nur die reinen Elektroarbeiten sind aufgeführt, keine Nebenleistungen) 1. Mauritzschule, Turnhallenbeleuchtung 7.213,57 2. Turnhalle Dykburg, Turnhallenbeleuchtung ,86 3. Michaelschule, Halle 1, Turnhallenbeleuchtung 8.065,19 4. Michaelschule, Halle 2, Turnhallenbeleuchtung ,24 5. GS Sprakel, Turnhallenbeleuchtung 7.034,39 6. SZ-Wolbeck, Turnhallenbeleuchtung ,70 7. Hauptschule Coerde, Turnhallenbeleuchtung 9.995,38 8. Peter-Wust-Schule, Klassenraumbeleuchtung ,82 9. Schillergymnasium, Aulabeleuchtung , Annettegymnasium, Aulabeleuchtung ,40 5. Projektbeteiligte Förderung und Begleitung: Projektträger Jülich (PtJ) Geschäftsbereich Erneuerbare Energien Förderkennzeichen 03KS0010 Planung und Bauleitung durch das Amt für Immobilienmanagement: Klaus Brinkhärtker Dieter Goldbach Elmar Höckensfeld Robert Löckmann Bernd Niewind Christian Wagner Thomas Werner, Projektleitung Externe Fachplaner: E-Projekt, Martin Luther King Weg 11, Münster Ingenieurteam Butzek GmbH, An der alten Ziegelei 5, Münster Thomas Werner, Seite