Smart City Dresden: Schulen sparen intelligent ein Drittel Heizenergie

Im Rahmen des EU-Projektes MAtchUP wurde an der 102. Grundschule „Johanna“ untersucht, wie im Zusammenspiel von moderner Sensortechnik und engagierten Menschen signifikant Heizenergie gespart werden kann. Das Gebäude an der Pfotenhauerstraße 40 ist ein sogenannter Typenschulbau „Dresden Atrium“, von dem in der DDR zwischen 1963 und 1981 rund 180 errichtet wurden. 38 davon existieren heute noch in Dresden. 
Dr. Robert Franke, Leiter des Amtes für Wirtschaftsförderung: „Die hohe Verbreitung des Schultyps sprach dafür, hier Energiesparmaßnahmen zu erproben. Durch die gleiche Gebäudekubatur sowie ähnliche Modernisierungs- und Dämmstandards lassen sich die Erkenntnisse einfacher auf weitere Schulen übertragen und echte Skaleneffekte erzielen.“
Zunächst erfolgte 2018 eine umfassende Bestandsaufnahme der Baupläne und Zimmernutzung. Mit der Installation von zusätzlicher Messtechnik wie digitalen Wärmemengenzählern und sendefähigen Raumtemperatursensoren und CO2-Messgeräten wurden die Situation analysiert und Optimierungsmöglichkeiten erörtert. Hauptverbrauch ist Fernwärme, der Fokus lag auf der Optimierung der zentralen Heizungsregelung. Es wurde eine öffentlich einsehbare Monitoring-Plattform aufgebaut, die Verbräuche in den untersuchten Räumen offenlegt: https://matchup.easd-support.de/. 
Tom Eckhardt, Leiter im Bereich Forschung beim Technikpartner EA Systems Dresden, baute ein physikalisches Computermodell der Schule: „Mit dem digitalen Zwilling der Johanna konnten wir umfangreiche Szenarien wie Vorlauftemperaturabsenkung, Nachtabschaltung, Aufheizverhalten oder Einfluss der Lüftung auf die Raumtemperatur simulieren, ohne den Schulalltag zu beeinträchtigen. Unterschiedlichste Regelungsmöglichkeiten konnten so schnell variiert werden. Auch die Simulation von Grenzfällen oder gewagten Regelungen war am Modell risikolos möglich.“ Auf diese Weise wurde eine neue sparsamere Heizungsregelung entwickelt, die schließlich am Realgebäude getestet und verfeinert wurde.

Technik und Klimakids Hand in Hand
Hier kommt eine besondere menschliche Komponente hinzu – engagierte Grundschülerinnen und Grundschüler, die als Energieteam im Pilotversuch nach Schulschluss die Thermostate herunter drehten. Stefan Lux, Lehrer und Leiter der Energie-AG: „Ein massiver Einspareffekt von rund einem Drittel Wärmeenergie hat uns positiv überrascht. Nur leider waren die Räume morgens zu kalt. Deshalb wurde dann eine zentrale Heizungsabschaltung eingebaut, die das Verhalten unserer Klimakids nachahmt und dann morgens rechtzeitig wieder aufheizt.“ Mit der Konstanz und Zentralität der neuen Heizungsregelung konnte die Wärmeeinsparung weiter erhöht werden und liegt effektiv bei rund 100 MWh pro Jahr. Die Energie AG ist damit zwar nicht mehr für die Thermostatregelung nach Schulschluss zuständig, sie trifft sich aber weiter, um das Bewusstsein und die Aufmerksamkeit für Energieeinsparungsmaßnahmen zu fördern.

Stadtweit ausrollen
Die positiven Ergebnisse des Pilotversuchs überzeugten auch anderer Stelle in der Landeshauptstadt. Kristian Meier-Hedrich, kommissarischer Amtsleiter Amt für Hochbau und Immobilienverwaltung, ist für den Klimaschutz und Nachhaltigkeit im kommunalen Gebäudebestand verantwortlich: „Bereits vor der Energiekrise haben wir uns intensiv damit befasst, wie wir die Energieverbräuche kommunaler Gebäude reduzieren können. Die Ergebnisse aus der Johanna haben uns gezeigt, dass wir die Möglichkeiten moderner Regeltechnik noch weiter ausschöpfen können – ohne Komforteinbußen.“ Dr. Katrin Düring, Leiterin des Amtes für Schulen: „In diesem Schuljahr fangen wir mit 13 Schulen an, die bestehenden Anlagen zu optimieren. Zusammen mit dem Hochbauamt haben wir ein Programm aufgelegt, um perspektivisch alle 38 Schultypen umzurüsten und die Erkenntnisse auch auf andere Schultypen und Bestandsgebäude zu übertragen.“

Weitere Informationen im Abschlussbericht: https://dresden.de/media/pdf/wirtschaft/2020_07_16_Bericht_Simulation_Pumpenabschaltung_102_Grundschule_final.pdf
Präsentation: https://dresden.de/media/pdf/wirtschaft/Finale_Vorstellung_102GS_Ueberblick.pdf

Über MAtchUP
Das EU-Projekt MAtchUP wird durch die Städte Dresden, Valencia (Spanien) und Antalya (Türkei) seit 2017 umgesetzt und beschäftigt sich mit den Themen Energieeffizienz, Digitalisierung, erneuerbare Energien, multimodale Mobilität und Elektromobilität. Innerhalb des Projektes geht es darum, intelligente, saubere Städte zu schaffen, die den Herausforderungen des Klimawandels begegnen können. Das Amt für Wirtschaftsförderung koordiniert das Projekt in Dresden. Die SachsenEnergie AG, Dresdner Verkehrsbetriebe AG, Technische Universität Dresden, Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI, EA Systems Dresden GmbH und Vonovia SE unterstützen bei der Umsetzung des Projektes. 
 
www.dresden.de/matchup