Projekt Ersatz Heizung Linth-Escher-Schulhaus Projektbeschrieb Projektstand Bauprojekt Bauherrschaft Gemeinde Glarus Nord Liegenschaften Schulstrasse 2 8867 Niederurnen Projektverfasser Torsten Hartmann Ingenieurbüro für Haustechnik Gassa Sableun 4 7402 Bonaduz Datum 16.03.2016 Gemeinde Glarus Nord, Liegenschaften Seite 1 / 8
Inhalt 1. Zusammenfassung... 3 2. Ausgangslage... 3 2.1 Grundlagen... 3 2.2 Ausgangslage... 3 2.3 Holzkessel und Ölkessel... 3 2.4 Brauchwarmwasser... 4 2.5 Lüftungen... 4 2.6 Wärmeverteilung... 4 3. Energie und Leistung... 5 3.1 Energiebedarf Schulhaus... 5 3.2 Leistung... 5 4. Sanierung Wärmeverteilung... 5 4.1 Wärmeverteilung... 5 4.2 Regulierungen... 5 4.3 Warmwasser... 5 4.4 Lüftungen... 6 4.5 Kosten... 6 5. Wärmeerzeugung: Holz / Öl... 6 5.1 Investitionskosten... 6 5.2 Energiekosten... 6 6. Wärmeerzeugung: Anschluss an Fernwärme... 7 6.1 Investitionen... 7 6.2 Energiekosten... 7 6.3 Vorteile... 8 7. Weiteres Vorgehen... 8 Gemeinde Glarus Nord, Liegenschaften Seite 2 / 8
1. Zusammenfassung Bei der Wärmeerzeugung im Linth-Escher-Schulhaus stehen im Moment zwei Varianten zur Diskussion: Sanierung Holzheizung Bei dieser Variante, bei der Holz- und Ölkessel gewechselt werden, belaufen sich die Investitionskosten auf etwa CHF 400 000. Anschluss an Fernwärme Hier ist lediglich mit Investitionskosten von CHF 80 000 zu rechnen. Der entscheidende Vorteil liegt aber in der nahezu völligen Eliminierung der Betriebskosten und der Minimierung des Wartungs- und Bedienungsaufwandes für die neue Heizung seitens des Abwarts. Die Wärmeverteilung, die in beiden Fällen zu sanieren und mit einer neuen Regulierung auszustatten ist, zieht Projektkosten von CHF 240 000 nach sich. 2. Ausgangslage 2.1 Grundlagen Auftrag von Liegenschaftsverwaltung Glarus Nord (M. Baitella / S. Stettler) Begehung 08. und 11.03.2016 in Niederurnen mit dem Abwart, Herr Badertscher Holzverbrauchsangaben Forst Glarus Nord (Andreas Schärer) 2.2 Ausgangslage Die Beheizung des Schulhauses wird über einen Holzkessel und einen Ölkessel (beide je um 300 kw) sichergestellt. Daneben gibt es zwei Luft-Wärmepumpen für die Erwärmung des Brauchwarmwassers. Zur Debatte steht nun einerseits der Austausch des 25 Jahre alten Kessels durch ein kleineres Modell (Offerte Schmid ist vorhanden) und andererseits der Anschluss der Heizung an die von der KVA Linth vorgesehene Fernwärmeleitung. Ziel dieser Ausführungen ist es nun, die gesamte Heizung zu beurteilen und der Liegenschaftsverwaltung aufzuzeigen, wie damit weiter verfahren werden soll. 2.3 Holzkessel und Ölkessel Holzkessel Fabrikat: Schmid Typ: UTSK 300 Baujahr: 1991 Automatische Rauchzugreinigung: keine Automatische Zündung: keine Rauchgasmessung: Ohne zusätzlichen Filter erfüllt der Kessel die Abgasvorschriften nicht (Staubanteil zu hoch) Wärmezähler: nicht vorhanden Wärmeabgabe an schulinternes Wärmenetz mit diversen Heizgruppen, Lüftungen und Warmwasserboilern. Ölkessel Fabrikat: Hoval Typ: STplus 325 T Baujahr: 1991 Gemeinde Glarus Nord, Liegenschaften Seite 3 / 8
2.4 Brauchwarmwasser Ein kurzer Überblick über die diversen BWW-Anlagen: Zentrale Nr. 1, Trakt G: Zwei Speicher, je 1'500 Liter, erwärmt entweder mit Luft-Wärmepumpe oder mit der Heizung (mit Heizung: Nur ein Speicher); Zentrale Nr. 2, Trakt G: Ein Speicher, 1 000 Liter, erwärmt entweder elektrisch oder mit der Heizung; Primarschule, Trakt B: Elektroboiler; Sekundarschule, Trakt D: Ein Elektroboiler und ein Boiler für Ladung elektrisch oder mit Heizung; Turnhalle, Trakt F: Zwei Speicher, je 1'500 Liter, erwärmt entweder mit Luft-Wärmepumpe oder mit der Heizung (mit Heizung: Nur ein Speicher). Wichtig für das spätere Konzept ist die Aussage des Abwarts, dass die hohen Speichermengen im Trakt G bei Anlässen auch wirklich benötigt werden. Negativ: Speicher, die nicht geladen werden, verlieren Wasser. 2.5 Lüftungen Im Trakt G gibt es eine Lüftungszentrale mit insgesamt fünf Lüftungen. Sie befinden sich in einem optisch guten Zustand, verfügen aber noch über die alten Regulierungen. Ansonsten gibt es nur noch eine Lüftung und zwar für die Kochschule in Trakt D. 2.6 Wärmeverteilung In der Zentrale im Trakt G, in der sich auch der Holzkessel und der Ölkessel befinden, gibt es eine Wärmeverteilung. Daneben verläuft aus dieser Zentrale heraus eine Fernleitung zu den drei Unterstationen in den Trakten B, F und D. Foto: Wärmeverteilung ab den Kesseln in der Zentrale im Trakt G Gemeinde Glarus Nord, Liegenschaften Seite 4 / 8
3. Energie und Leistung 3.1 Energiebedarf Schulhaus Der Holzverbrauch der Anlage liegt bei 575 m 3 /a gemäss dem Holzlieferanten. Die Jahresenergiemenge ergibt sich demnach wie folgt: Holzverbrauch Schnitt: 575 m 3 /a Heizwert Holz (gemäss A. Schärer): 675 kwh/m 3 Energiemenge Holz: 388'000 kwh/a (entspricht 39'000 Litern Öl) Energiemenge Öl: 200'000 kwh/a (20'000 Liter/a gemäss Abwart) Energiemenge Total: ca. 600'000 kwh/a (entsprechend 60'000 Liter Öl/a) Energieaufteilung Holz zu Öl = 2/3 zu 1/3 3.2 Leistung Der Leistungsbedarf lässt sich aus dem Energieverbrauch grob hochrechnen. Demnach liegt die theoretische maximale Leistung bei 200 kw. Die detaillierten Abklärungen hierzu laufen derzeit (Ölverbrauchserfassung beim Betrieb ohne Holz). 4. Sanierung Wärmeverteilung Die Wärmeverteilung wird als Ganzes betrachtet. Dazu zählen: Wärmeverteilungen (Heizverteiler) Lüftungen Brauchwarmwassersysteme Regulierung Ihre Sanierung drängt sich unabhängig von der Wahl der Wärmeerzeugung auf. Deswegen wird sie bereits jetzt erwähnt und kostenmässig erfasst. 4.1 Wärmeverteilung Die vier Wärmeverteilungen sind grösstenteils 26 Jahre alt, teilweise sogar noch älter. Prinzipiell funktionieren sie, befinden sich auch in einem sauberen, optisch einwandfreiem Zustand. Dennoch sollten alle Verteiler von der Hydraulik her vereinheitlicht und somit erneuert werden. 4.2 Regulierungen Das Regelkonzept ist überholt, denn alle Heizgruppen besitzen Einzelregler und weil die Zentrale sozusagen nicht weiss, was die Unterstationen gerade benötigen, wird rund um die Uhr mindestens 60 heisses Wasser in den Fernleitungen herumgepumpt. Der Zeitpunkt wäre jetzt im Zuge der Überarbeitung der Wärmeerzeugung günstig, um die Weichen für die nächsten 20 Jahre zu stellen, damit die Regulierung dahingehend saniert und konzeptionell verbessert wird und dass alle Unterstationen eigene Kompaktregelsysteme erhalten, die über Glasfaseroder Busleitungen mit der Zentrale verbunden werden. 4.3 Warmwasser Bei den Warmwassersystemen ist zunächst einmal sicherzustellen, dass die Boiler im Trakt G und Trakt F, die im Winter nicht beheizt werden, kein Wasser mehr verlieren. Dazu sollten sie eigene Heizregister erhalten. Das sichert auch bei Grossveranstaltungen die ausreichende Versorgung mit Warmwasser. Beim Betrieb der Heizung mit Fernwärme ist es nun so, dass alle Boiler jederzeit aufgewärmt werden können (Sommer und Winter). Die neue Regulierung (Punkt 4.2) sorgt dafür, dass es so wenig Ladun- Gemeinde Glarus Nord, Liegenschaften Seite 5 / 8
gen gibt, wie notwendig. Das bedeutet: Sobald ein Boiler Wärme verlangt, werden alle Boiler nachgeladen, egal wie kalt sie inzwischen sind. Damit minimieren sich die (energetisch unsinnigen) Aufheizungen des internen Wärmenetzes der Schule. Wird der Holzkessel ersetzt, bleibt das Regelkonzept dasselbe, jedenfalls im Winter. Im Sommer werden die Boiler wie bisher mit den Wärmepumpen oder elektrisch erwärmt. Der Austausch der Wärmepumpen steht derzeit nicht zur Diskussion. 4.4 Lüftungen Die Lüftungen von den Monoblöcken und den Luftverteilnetzen bleiben zunächst so, wie sie sind. Ersetzt werden die alten Regulierungen, und es gibt Anpassungen bei der Hydraulik der Lufterhitzer. 4.5 Kosten Die Kosten für die Umsetzung der beschriebenen Massnahmen belaufen sich grob geschätzt auf: Wärmeverteilungen (Installationen Heizung): CHF 60 000 Regulierung (inkl. Schaltschränke): CHF 120 000 Elektroinstallationen: CHF 40 000 Planung / Bauleitung / IBS (Heizungsingenieur): CHF 20 000 Total Wärmeverteilung (Schätzung +/-20%) CHF 240 000 5. Wärmeerzeugung: Holz / Öl 5.1 Investitionskosten Der Ersatz der Holzfeuerung ist eine Variante. Die Kosten wurden mit CHF 220 000 angegeben. Das betrifft aber nur die Offerte der Fa. Schmid vom 29.09.2015 mit folgenden Inhalten: Silobefüllung Siloaustragung Transportanlage Kessel (neu: UTSK 240) und Feuerung Entaschung, Reinigung Steuerungen Diverse Anlagenteile Nicht enthalten sind folgende Investitionen, um die Technik auf den neuesten Stand zu bringen: Anpassungen Hydraulik Speicher Kamin neu Ölkessel und dessen Kamin neu Neue Regulierung Heizzentrale Elektroinstallationen Planung Zählt man alles zusammen, belaufen sich die Investitionskosten auf angenommene CHF 400 000 für dieses Projekt. 5.2 Energiekosten Derzeit werden benötigt: Öl: 20 000 Liter/a zu CHF 1.00/Liter Holz: 400 000 kwh/a x CHF 0.05/kWh: Total Energie derzeit CHF 20 000/a CHF 20 000/a CHF 40 000/a Gemeinde Glarus Nord, Liegenschaften Seite 6 / 8
Beim Blick in die Zukunft sind zunächst zwei Dinge zu beachten: Punkt 1: Bei einer Planung (speziell der Wärmeverteilung), die auf minimale Energieverluste ausgerichtet ist und ein ebensolches Betriebskonzept, sinken die Wärmeverluste und somit auch der Einsatz an Heizenergie. Energie benötigt, derzeit: 600 000 kwh/a Energie in Zukunft (-15%), Annahme: 500 000 kwh/a Hinweis: die 15% können tief gestapelt sein. Möglich sind bis zu 30%. Punkt 2: Bei der Variante Holz/Öl wäre es das Ziel, den Ölverbrauch zu minimieren. Für die folgende Rechnung wird also angenommen: Öl: 10 000 Liter/a zu CHF 1.00/Liter: CHF 10 000/a Holz: 400 000 kwh/a x CHF 0.05/kWh: CHF 20 000/a Total Energie in Zukunft: CHF 30 000/a 6. Wärmeerzeugung: Anschluss an Fernwärme 6.1 Investitionen Das Fernwärmenetz der KVA Linth soll 2017 und/oder 2018 erstellt werden. Bei dieser Variante liefert die KVA die Fernwärme bis ins Schulhaus. Investitionskosten Wärmeübergabestation (*): CHF 30 000 Abbruch Holzkessel, Ölkessel usw.: CHF 20 000 Tankabbrüche: CHF 20 000 Planung / Bauleitung / IBS (Heizungsingenieur): CHF 10 000 Total Investitionen Variante Fernwärme CHF 80 000 (**) (*) Heizungsinstallationen, Regulierung, Elektro (**) Ohne Anschlussgebühren der KVA Linth. Diese sind derzeit nicht bekannt. 6.2 Energiekosten Bei der Variante Fernwärme liegen die Energiekosten noch im Dunkeln, weil die KVA zum jetzigen Zeitpunkt noch keine Angaben dazu machen kann. Klar ist: Die Energiemenge ist etwa dieselbe wie bei der Holz / Öl-Variante, also 500 000 kwh/a. Damit lassen sich einfache Prognosen stellen: Angenommener Wärmepreis CHF 0.075/kWh CHF 0.10/kWh CHF 0.15/kWh (wie Mollis) Energiekosten gesamt CHF 37 500/a CHF 50 000/a CHF 75 000/a Gemeinde Glarus Nord, Liegenschaften Seite 7 / 8
6.3 Vorteile Vorteile der Variante Fernwärme: Betriebskosten Derzeit fallen an Betriebskosten an: Brennerservice Ölkessel Rauchgasmessung Ölkessel Kaminfeger Ölkessel Tankrevision Service Holzkessel Rauchgasmessung Holzkessel Kaminfeger Holzkessel Unterhalt für beide Kessel Diese Kosten entfallen bei der Fernwärmevariante komplett. Aufwand Abwart Der Aufwand des Abwarts für das Reinigen des Holzkessels, die Koordination von Holzlieferungen und Ascheabtransport sowie die Entscheidung über den Einsatz von Holz- oder Ölkessel aufgrund der Wetterlage entfällt vollständig. Platz Nicht zu beziffern ist der Platzgewinn. Im vorliegenden Fall steht vor allem das Holzsilo in Zukunft für andere Nutzungen zur Verfügung. Ob auch der Heizraum frei wird, ist im Detailprojekt abzuklären. Auch die Öltanks befinden sich in einem Raum, der nach dem Abbruch für eine anderweitige Nutzung zur Verfügung steht. 7. Weiteres Vorgehen Sollte der Entscheid der Liegenschaftsverwaltung zugunsten des Fernwärmeanschlusses fallen, kann man sich auf den weiteren Betrieb des Holzkessels mit dem Amt für Natur und Umwelt einigen. Zwingend ist das jedoch nicht, denn der Ölkessel reicht aus, um die gesamte Liegenschaft dieses und nächstes Jahr zu heizen. Der Umsetzung der Holz-Öl-Variante steht nichts im Wege. Torsten Hartmann Stand: 16.03.2016 Datei: 2016-03-14 Linth-Escher Schule HZ 28.03.02 / 2016-277 Gemeinde Glarus Nord, Liegenschaften Seite 8 / 8