Das Heizen und Kühlen von Gebäuden macht einen Großteil des Energieverbrauchs von öffentlichen Nahverkehrsbetrieben aus. In diesem Bereich können große potenzielle Einsparungen, insbesondere in älteren Depots, Werkstätten und Stationen erzielt werden.

Heizeinstellungen

Depots und Werkstätten sind zur Unterbringung und Wartung von Bussen und Schienenfahrzeugen erforderlich. Um den Mitarbeitern ein gewisses Maß an Komfort zu gewährleisten, müssen diese Gebäude im Winter beheizt und im Sommer manchmal gekühlt werden. Geheizt wird oft mit Gasheizstrahlern, aber diese Anlagen sind selten so optimal eingestellt, dass sie nur zu den Arbeitszeiten in Betrieb sind. Eine korrekte Einstellung des Heizsystems kann große Auswirkungen auf den Energieverbrauch haben.

Bürogebäude sind gewöhnlich besser gedämmt, aber ihr Energieverbrauch kann durch eine Optimierung der Heizparameter ebenfalls verringert werden. Die Kosten dafür sind relativ gering, da es keinerlei Investitionen erfordert. Das einzige, was erforderlich ist, sind einige Personalstunden zur Analyse der Immobilien, zur Festlegung der korrekten Funktionsweise der Heizanlage und zur Ausführung regelmäßiger Kontrollen. Sensibilisierungskampagnen können dazu beitragen, optimale Ergebnisse zu erzielen (siehe Einfluss- und Kommunikationsabschnitt).

Lüftungssteuerung

In den Busdepots und -werkstätten ist eine Lüftung erforderlich, um sicherzustellen, dass Abgase korrekt aus den Gebäuden abgeleitet werden und einer Vergiftung der Mitarbeiter vorgebeugt wird. Diese Vorrichtungen sind gewöhnlich mit einem automatischen Lüftungssystem ausgestattet, das über Zeitschalter gesteuerte Sauglüfter umfasst. Die Decken können für den Fall des Ausfalls des Lüftungssystems auch mit manuellen Öffnungen ausgestattet sein.

Leider sind Lüftungssysteme oft nicht korrekt konfiguriert, was zu erheblichen Wärmeverlusten führen kann. Nach der Festlegung eines Arbeitszeitplans, zu dem die Lüftung funktionieren muss, können die Systemeinstellungen angepasst werden.

Automatische schnell schließende Tore

Die Fahrzeuge des öffentlichen Personennahverkehrs fahren mehrmals am Tag in die Depots und Werkstätten hinein und hinaus. Meistens bleiben die Gebäudetore offen, sobald ein Fahrzeug fortfährt und sie müssen manuell geschlossen werden. Die Installation von schnell schließenden Toren ermöglicht eine Verringerung der Öffnungs- und Schließdauer der Tore und somit von Heizverlusten. Ein Sensor erfasst das Fahrzeug vor den Toren und öffnet oder schließt die Tore automatisch. Neben der Verringerung des Heiz- und Kühlbedarfs kann eine solche Maßnahme auch zusätzliche Arbeitsunfallrisiken im Zusammenhang mit dem Öffnen und Schließen der Tore vermeiden.

Adiabatische Kühlung

Die von der IT-Ausrüstung ausgehende Wärme erhöht die Temperatur der Technikräume bedeutend. Bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur arbeiten die technischen Anlagen nicht mehr korrekt. Aus diesem Grund müssen Technikräume entweder durch eine natürliche oder eine mechanische Vorrichtung belüftet oder gekühlt werden. Eine Klimaanlage erfordert eine teure Wartung und erhöht den Gesamtenergieverbrauch. Gleichzeitig trägt sie zu einer erhöhten Temperatur in den angrenzenden Räumen (z.B. einer U-Bahnstation) bei und verursacht trockene Luft. Sie verwenden darüber hinaus Kühlmittel, die bei Lecks THG-Emissionen verursachen und oft große Energieverbraucher sind.

Die adiabatische Kühlung ist ein Konzept, bei der die Temperatur durch Verdunstungskühlung gesenkt wird. Eine Umwälzpumpe führt das Wasser auf Filtermedien, die Wasser aufsaugen und befeuchtet werden. Anschließend befördert ein Lüfter die Luft durch die Filtermedien. Der Austausch zwischen der Luft und dem Wasser lässt das Wasser verdunsten. Wenn das Wasser verdunstet, sinkt die Temperatur und die von der Anlage abgehende Luft wird kühler und feuchter als die in die Anlage eingehende Luft.

In den kalten Jahreszeiten funktioniert die Kühlung nur mit mechanischer Lüftung. In den heißen Jahreszeiten funktioniert das System mit adiabatischer Kühlung und die Thermostate steuern das Öffnen des Wasserspeiseventils und das Öffnen der Wasserpumpe.

Der Einsatz eines adiabatischen Kühlungssystems kann verschiedene Ziele verfolgen:

• Nutzung trockener und heißer Luft von draußen zur Kühlung von Technikräumen
• Abkühlen von Technikräumen, ohne Wärme an angrenzende Räume abzugeben
• Reduzierung des Stromverbrauchs
• Reduzierung direkter und indirekter THG-Emissionen
• Verringerung des Staubgehalts in den Technikräumen
• Senkung der Stromrechnung und der Wartungskosten.

Kraft-Wärme-Kopplung

Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) ist eine Technik zur gleichzeitigen Strom- und Wärmeerzeugung. Die meisten Strom produzierenden Systeme produzieren Wärme als Nebenprodukt und diese Wärme geht normalerweise verloren, was die Gesamteffizienz des Systems verringert. KWK ist der Prozess, um diese ansonsten verlorene Energie zu verwerten. Die gewonnene Wärme kann zum Heizen eines Depots oder eines Bürogebäudes und zur Heißwasserproduktion verwendet werden. Das System muss entsprechend dem Heizbedarf des Gebäudes ausgelegt sein. Wenn das System mehr Energie produziert, als das Gebäude für seinen internen Bedarf braucht, kann Strom ins Hauptstromnetz eingespeist werden.

Das System besteht aus einem Gasmotor, der an einen Generator angeschlossen ist, der Strom produziert. Um den Gewinn zu maximieren, wird die vom System produzierte Wärme auf zwei Niveaus zurückgewonnen:

• Wärmerückgewinnung über einen Wärmetauscher, der den Wasserdurchfluss erwärmt. Dieser Wasserdurchfluss wird zu den Heizkörpern und den Lufterhitzern der Heizanlage geführt.
• Abgaswärmerückgewinnung. Diese Niedertemperaturwärme wird über Kondensation zurückgewonnen und zum Niedertemperaturkreislauf geführt. Diese Wärme wird schließlich zu den Lufterhitzern und einem Plattenwärmetauscher für die Brauchwasserproduktion geführt.

Abb. 29 – Prinzip der kombinierten Produktion von Strom und Wärme

Abb. 30 – Effizienzvergleich zwischen einem herkömmlichen System und einem Kraft-Wärme-Kopplungssystem. Quelle: US Department of Energy.

Der KWK-Prozess verbessert die Gesamtsystemeffizienz und bietet umfangreiche Kosteneinsparungen, da es weniger Primärenergie verbraucht als die Einzelproduktion von Wärme und Strom. Verglichen mit herkömmlichen Kraftwerken betragen die Energieeinsparungen durch KWK zwischen 15 und 40 %. Für öffentliche Personennahverkehrsgesellschaften, die große Gebäude betreiben, ist KWK sehr empfehlenswert, da der Return on Investment größer ist als für kleinere Gebäude.

Gründächer

Im Sommer, wenn hohe Temperaturen herrschen und die Sonne scheint, können die Gebäudedächer sehr heiß werden und die Gesamtinnentemperatur ansteigen lassen. Dasselbe geschieht im Winter, wenn die Dächer kalt werden und einen Einfluss auf die Innentemperatur der Gebäude haben. Ein begrüntes Dach besteht aus einer Vegetationsschicht auf einer Dachfläche. Es bringt Schatten und entzieht der Luft Wärme durch Evapotranspiration. Gründächer können auf den unterschiedlichsten Gebäuden installiert werden, von Industrie- bis zu Bürogebäuden. Die Anfangskosten von Gründächern sind zwar höher als von Dächern aus herkömmlichen Materialien, Unternehmen können diese Mehrkosten jedoch durch eine Senkung des Energieverbrauchs und eine längere Lebensdauer der Gründächer im Vergleich zu herkömmlichen Dachmaterialien ausgleichen. Die Realisierung von Gründächern ist für den öffentlichen Personennahverkehrssektor zu empfehlen, da viele Gebäude enorme Dachflächen besitzen.

Zahlreiche öffentliche Personennahverkehrsgesellschaften betreiben alte Bauten (Depots, Werkstätten, Stationen) mit ineffizienter Beleuchtung. Dies kann aufgrund langer Betriebszeiten einen gewaltigen Einfluss auf die Energieeffizienz haben.