Rückblick Forum 2019
Gebäudetechnik an Land und zur See
Das 19. SWKI-Forum Gebäudetechnik gab Planerinnen und Planern interessante Inputs. Neben neuen Bildungsangeboten und Forschungsarbeiten konnte sich das Publikum auch mit unbekannten Gebieten wie der HLKS-Planung für Kreuzfahrtschiffe vertraut machen.
Adrian Altenburger berichtete über die geplante Sanierung des HSLU-Campus in Horw. Die Bauten sollen umfassend saniert und erweitert werden und mindestens den Status 2000-Watt-Areal erreichen. Die verfügbaren Flächen sollen mit Aufstockungen nahezu verdoppelt und mit verschiedenen Neubauten ergänzt werden. Neu werden auch Standorte der PHLU auf dem Campus konzentriert.
Der neue, interdisziplinäre Studiengang «BSc Digital Bauen» startet an der HSLU im Herbst 2020 und bringt den Teilnehmenden digitale Kompetenz über alle Bauphasen. Auf Masterstufe wird der konsekutive Studiengang «MSc Building Technologies» angeboten. Die HSLU kooperiert dazu mit der BFH, FHNW und FHO. Neues gibt es auch bei der Infrastruktur zu vermelden: Das «GEE Live Lab» ist seit Februar 2019 in Betrieb und kombiniert Eigenstromerzeugung, Stromspeicherung mit Lastmanagement und verschiedenen HLKS-Verbrauchern. Das Interesse von Industriepartnern ist schon gross.
Neues aus Luzern und Kalifornien
Roger Gmünder, Leiter Weiterbildung IGE, stellte neue Weiterbildungsangebote vor, so etwa die Kurse «Bauen im Klimawandel» oder «Trinkwasserhygiene im Gebäude» oder diverse CAS. Die HSLU-Studierenden Nina Schmid und Philipp Schenk berichteten über ihr Austauschsemester an der California Polytechnic State University. Die Studiengebühren betragen bis zu 70’000 Franken pro Jahr. Studierende am «Cal Poly» beginnen mit Maschinenbau-Modulen, erst gegen Ende des Studiums geht es konkret um Gebäudetechnik. Das Studium ist im Vergleich zur Schweiz deutlich mathematiklastiger, das Tempo höher, da in Quartalen statt Semestern unterrichtet wird. Inhaltlich werden primär alle Lüftungssysteme behandelt, mit welchen in den USA auch geheizt wird.
Michael Schwery informierte über neue Richtlinien. Kurz vor der Herausgabe stehen die SWKI EC102-01 («Anforderungen an Technikzentralen») sowie BT105-01 («Facility Management»). Die Vernehmlassungen zur HE301-01 («Sicherheitstechnische Einrichtungen für Heizungsanlagen») wie auch BT104-01 («Betreiben und Instandhaltung von gebäudetechnischen Anlagen») wurden abgeschlossen. Der zweite Teil der BT104-02, welcher sich auf Lüftungs- und Klimaanlagen bezieht, soll in Kürze in die Vernehmlassung starten.
Aktuelle Abschlussarbeiten
Lucca Zumbrunn untersuchte mittels Simulationsmodell die Regeneration von Erdwärmesonden mittels hydraulischer Einbindung der Solarthermie in den EWS-Kreis. Die Variante mit serieller Einbindung führte zu einer nahezu konstanten Soletemperatur über 50 Jahre, aber einer eher enttäuschenden Jahresarbeitszahl. Auch die langen Amortisationszeiten von fast 30 Jahren konnten ökonomisch nicht überzeugen. Marc Häusler und Christian Purtschert untersuchten die Eigenverbrauchsoptimierung im GEE Live Lab mit Hilfe von fünf Lastmanagementsystemen. Der nicht optimierte Eigenverbrauchsansteil betrug 34 Prozent. In der Simulation konnte dieser auf bis zu 94 Prozent gesteigert werden. Ein Pferdefuss stellt derzeit noch der Preis von Batteriespeichern dar. Diese müssen sinken, um einen wirtschaftlichen Betrieb und vor allem kürzere Amortisationszeiten zu ermöglichen. Eine gute Zwischenlösung stellen schon heute thermische Speicher dar (stufenlos regelbarer Heizstab für Warmwasserspeicher). Für den Gebäudepark sind aufgrund des Klimawandels hohe Investitionen in Kühlung und Sonnenschutz notwendig. Dominik Hotz befasste sich mit Gebäuden ohne Heizung und Kühlung. Die standortspezifischen Faktoren (Ausrichtung, thermische Einstrahlung etc.) müssen in Zukunft noch mehr berücksichtigt werden, um die Zahl der Übertemperaturstunden einigermassen erträglich zu gestalten.
Schiffbau
Finn Wollesen Petersen, Managing Director beim Schiffahrts-Ingenieurunternehmen Knud E. Hansen, berichtete über digitale Prozesse im Schiffbau. Die Firma war unterem bei der HLKS-Planung für die «Queen Mary 2» beteiligt. Die «Gebäudetechnik» auf Schiffen unterscheidet sich in vielen Punkten vom Bekannten. Unter anderem sind die Anlagen massiven Vibrationen ausgesetzt, und die Bewegungen des Rumpfs beeinflussen die Anlagen sehr stark. Auch die thermischen Lasten wechseln je nach Kurs und Standort des Schiffs.
Bei Kreuzfahrtschiffen benötigt die Klimaanlage ungefähr 30 Prozent des gesamten Energiebezugs, noch mehr als der Antrieb. Mit Optimierungsmassnahmen kann der Energiebezug des HLKS-Systems gemäss Petersen um bis zu 25 Prozent reduziert werden. Dazu gehört zum Beispiel die bedarfsgerechte Klimatisierung der Kabinen nur bei Anwesenheit von Personen, um den ressourcenfressenden «Betrieb ohne Nutzen» zu vermeiden. Optimierungen bezüglich Luftqualität und damit Energiebezug der Klimaanlagen auf See sind auch mit unkonventionellen Massnahmen möglich. So hat sich etwa gezeigt, dass Zentralstaubsauger diesbezüglich viel effizienter sind als Handstaubsauger. Hilfreich ist auch die 3D-Planung. Mit speziellen VR-Tools wie «ShipSpace» werden zum Beispiel Inneneinrichtungen optimiert. So können Schiffsküchen visualisiert und aufgrund der Rückmeldungen der Köche noch vor dem Bau optimal für rationelles Arbeiten gestaltet werden. Ebenso werden die Kranführer mancher Transportschiffe mit dem digitalen Schiff trainiert, und die Crews können Brandschutz-Drills durchführen. Der Schiffseigner besitzt jeweils den «digitalen Zwilling» seines Schiffs, also die gesamten relevanten Daten.
Michael Staub