Sonnenhöfe Freiburg

Heizen mit Holzpellets im Wohnungsbau

Erneuerbare Energien sind in der Wärmeversorgung des kommunalen Wohnungsbaus längst angekommen. Unter den technisch ausgereiften noch nicht so häufig realisierten Lösungen sind Konzepte mit dem Brennstoff Holzpellets. Dies liegt auch an Vorbehalten zur Lagerung. Dass diese unbegründet sind, zeigt das Wohnbauprojekt „Sonnenhöfe“ in Freiburg.

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Wohnanlage „Sonnenhöfe“ in Freiburg Bild: A.B.S. Silo- und Förderanlagen GmbH
Wohnanlage „Sonnenhöfe“ in Freiburg Bild: A.B.S. Silo- und Förderanlagen GmbH

Die Bundesförderung effiziente Gebäude (BEG) läutete am 1. Januar 2021 eine neue Ära in der energetischen Gebäudeförderung ein. Die BEG ersetzt vier bestehende Programme. Die Förderung von Energieeffizienz und erneuerbaren Energien wird mit der BEG erstmals unter einem Dach zusammengeführt. Sie soll die Komplexität der Förderlandschaft reduzieren und den damit bürokratischen Aufwand.

Die Förderung war schon im vergangenen Jahr sehr attraktiv und sie kommt am Markt an, auch für Holzpellets.

Projekte des (kommunalen) Wohnungsbaus oder des Gewerbes beginnen oft im oberen Bereich des Pelletkessel-Leistungsspektrums bis 50 kW. Die Zahl der leistungsmäßig darüber liegenden „Großprojekte“ ab 50 kW beträgt in Deutschland laut Deutschem Energieholz- und Pellet-Verband (DEPV) rund 500 pro Jahr. Das zeigt, dass die Pelletbranche sehr wohl in der Lage ist, auch sehr große Leistungsanforderungen technisch zu realisieren.

Tonnenweise Holzpellets

Was sich bei Angeboten und Projektierungen oft als Hindernis erweist, sind Vorbehalte, wie die benötigten Mengen für einen Jahresbedarf von 20 oder 30 t Holzpellets und auch deutlich darüber unterzubringen sind. Das Lager ist im Zusammenspiel der Faktoren Fassungsvermögen, Nutzvolumen und Nennleistung der Heizanlage individuell zu dimensionieren. Ziel ist es, möglichst Komplettladungen unterzubringen. Im praktischen Betrieb geht es darum, zu jedem Zeitpunkt die Versorgungssicherheit bei der Brauch- und Trinkwasserversorgung zu erbringen.

Die am Markt verfügbaren bzw. realisierbaren Lagersysteme sind Pelletbunker und Fertigsilos. Pelletbunker werden vor Ort gebaut; es handelt sich um individuelle Anfertigungen. Sie können in den Varianten Schrägböden mit Austragungsschnecke oder als Flachlager in Kombination mit Saugsonden oder einem Rührwerk realisiert werden. Fertigsilos sind industriell vorgefertigte Lagersysteme, die in einem Lagerraum aufgestellt werden. Eine weitere vorgefertigte Lageralternative sind Erdtanks.

Groß dimensionierte Fertiglager

Lagerung ist für die Branche eine große Herausforderung. Es gibt nicht viele Hersteller, die Pelletbunker für 20 t und mehr fachgerecht zu bauen beherrschen. Selbst für‘s Einfamilienhaus ist zu empfehlen, den Bau einem Fachmann zu überlassen oder zumindest unter seiner Aufsicht durchzuführen. Zwar gibt es hier gute Hinweise vonseiten des DEPV. Doch aufgrund der möglichen hohen Fehlerquoten im Eigenbau empfiehlt auch der DEPV den Einbau von Fertiglagern. Fertiglager sind Komplettlösungen mit Befüll- und Entnahmeeinheit. Sie sind staubdicht und zeichnen sich durch ihren geringen Planungs- und Montageaufwand aus. Wichtig ist, dass es zu keinen Störungen des Heizbetriebs kommt. In den Köpfen potenzieller Kunden setzt sich nämlich nicht das Wickelfalzrohr fest, das besser im Lüftungsbau statt beim Bau des Pelletlagers als Leitung hätte verwendet werden dürfen, sondern dass das Heizen mit Holzpellets störanfällig oder einfach nur kompliziert ist.

Gewebesilos als Alternative zur Bunkerlagerung

Gewebesilos sind vorgefertigte Lagersysteme, die sich auch in Bereichen wie Landwirtschaft oder Industrie lange bewährt haben. Flexible Silos gibt es in quadratischen oder rechteckigen Formen. Der konische Auslauf kann entweder aus Gewebe oder Metall gefertigt sein und der Silosack wird wahlweise in ein Gestell aus Metall oder Holz eingehängt. Die Befüllung erfolgt meist seitlich, um einen besseren Füllgrad zu erreichen. Rechteckige Silos sollte man, wenn möglich, auf der schmalen Seite befüllen.

Qualitäten am Markt lassen sich mit dem Zertifizierungsprogramm „Industriell gefertigte Pelletlagerung beim Endkunden“ der DIN Certco unterscheiden. Als unabhängige Zertifizierungsstelle untersucht DIN Certco anhand von Prüfkriterien wie Brandschutz, Feuchteschutz oder Statik, ob sich ein Gewebesilo für die Lagerung von Holzpellets eignet.

Um das Gütezeichen „DIN geprüft“ zu erhalten, müssen Hersteller sicherstellen, dass bei der Befüllung keine Feuchtigkeit in das Pelletlager eindringt. Im Pelletlager darf kein Kondenswasser auftreten, da Pellets durch Feuchtigkeit aufquellen und dann unbrauchbar sind.

Hohe Anforderungen werden auch an das Gewebe selbst gestellt. Sowohl der Silokorpus als auch der integrierte Prallschutz müssen bspw. antistatisch sein.

A.B.S. verwendet bei einer Heizleistung ab 50 kW ein extrem hochfestes Hightech-Gewebe. Dieses Gewebe hält großen Pelletmengen und höheren Befüllintervallen problemlos stand. Für die Standsicherheit der Gestelle, in die die Sacksilos eingehängt werden, sind statische Berechnungen zu erbringen.

Das Projekt Sonnenhöfe

Die Sonnenhöfe entstanden seit 2016 als neues, architektonisch und bautechnisch gehobenes Stadtquartier mit einer Gesamtwohnfläche mit mehr als 10.000m2 in zentrumsnaher Wohnlage in Freiburg. Es handelt sich um vier Häuser mit insgesamt 120Wohnungen, die als Eigentumswohnungen konzipiert sind. Der letzte von drei Bauabschnitten wurde 2020 umgesetzt. In den Gebäuden sind Pelletanlagen des Herstellers Rennergy Systems installiert: in Haus A und B Pelletkessel mit einem Leistungsbereich von 120 kW und in Haus C, D + E jeweils zwei Pelletkessel in Kaskade mit je 70 kW (Gesamt 140 kW).

Die Siloanlagen, im Projekt Sonnenhöfe großmaßstäblich umgesetzt, wurden in Abstimmung mit dem zuständigen Ingenieurbüro geplant. Es wurden Maßaufnahmen vor Ort durchgeführt, aus denen anschließend ein komplettes 3D-Modell der Anlage entstand. Realisiert wurde eine Lagerkapazität in der Summe von rund 100 t Holzpellets, die sich wie folgt verteilt: Haus A 19 t, Haus B 20 t, Haus C 27 t, Haus D + E 33 t.

Blick ins Detail – Haus D + E

Der Schlussabschnitt Haus D + E wurde im vergangenen Jahr fertiggestellt. In den Häusern A, B und C wurde die zentrale Wärmeversorgung analog wie in Haus D + E umgesetzt. Hier entstand jedoch die größte Lagerkapazität. Die Lagerkapazität von 33 t verteilt sich dort auf vier Flexilo® Gewebesilos. Damit sollte bei einer optimalen Raumausnutzung ein maximales Lagervolumen erreicht werden, um die Zahl der Brennstofflieferungen auf ein Minimum zu reduzieren. Zudem sollten die beiden Pelletkessel von allen vier Gewebesilos versorgt werden können.

Durch Einsatz eines Zwischenbehälters ist es nun möglich, alle vier Gewebesilos mit den beiden Pelletkesseln zu kombinieren. Der Zwischenbehälter wird jeweils mit einer Förderspirale aus einem Lagersilo befüllt. Da jedes Gewebesilo mit einem Leermelder ausgestattet ist, erfolgt die Weiterschaltung auf das nächste Silo, wenn dieses einen festgelegten Füllstand erreicht. An der Steuerung werden die vier Leermelder visualisiert. Dies ermöglicht dem Hausverwalter einen schnellen Überblick über den Pelletbestand.

Die Sonnenhöfe sind ein Beispiel für die Umsetzbarkeit von großen Wärmeversorgungskonzepten, die auf Holzpellets basieren. Für Bauträger, Planer, Handwerk ist auch bei der Umsetzung von Wärmekonzepten mit Holzpellets immer der Zeitrahmen der Realisierung wichtig. Die Montageperiode für das Volumen von 33 t Lagerkapazität Holzpellets in den Häusern D + E betrug nur rund drei Tage. In dieser Zeit wurden die Silos aufgebaut, Befüllleitungen und Spirale verlegt sowie alles elektrisch verkabelt.

Bautafel Haus (TGA-Daten Heizsystem)

 

 

Objekt: „Sonnenhöfe“, Freiburg

Bauzeitraum: 2016 bis 2020

Bauträger: Gisinger Immoblien GmbH

Ausführung SHK: Südpower GmbH, Freiburg

Pelletkessel Hersteller: Rennergy Systems AG, Buchenberg

Pelletkessel DatenHaus A:Rennergy Pelletkessel Prestige 36–120 kW, Pufferspeicher

Haus B:Rennergy Pelletkessel Prestige 36–120 kW, Pufferspeicher

Haus C:Rennergy Pelletkessel Prestige 20–70 kW, Pufferspeicher

Haus D + E:Rennergy 2 × Pelletkessel Prestige 20–70 kW, Pufferspeicher

Silohersteller:A.B.S. Silo- und Förderanlagen GmbH, Osterburken

Pelletlager DatenHaus A:Lagerkapazität 19 t, verteilt auf 3 × Flexilo® MAXI angepasst an die Räumlichkeit, Entnahme mittels Spiralförderanlage mit Absaugpunkt

Haus B:Lagerkapazität 20 t, verteilt auf 3 × Flexilo® MAXI angepasst an die Räumlichkeit, Entnahme mittels Spiralförderanlage mit Absaugpunkt

Haus C:Lagerkapazität 27 t, verteilt auf 4 × Flexilo® MAXI angepasst an die Räumlichkeit, Entnahme mittels Spiralförderanlage mit Absaugpunkt, inkl. Füllstandsüberwachung

Haus D + E:Lagerkapazität 33 t, verteilt auf 4 × Flexilo® MAXI angepasst an die Räumlichkeit, Entnahme mittels Spiralförderanlage auf Zwischenbehälter mit Doppel-Absaugtopf, inkl. Füllstandsüberwachung

Dipl.-Ing. (FH) Matthias Petzl

Dipl.-Ing. (FH) Matthias Petzl
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Artikel Heizen mit Holzpellets im Wohnungsbau
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