Pumpstation in Haan



Daten und Fakten

www.alte-pumpstation-haan.de

Architekten

Ingenieurplan Siebel GmbH & Co. KG
Zur Pumpstation 1
42781 Haan
Tel.: 02129 - 93660
Fax: 02129 - 936611
info@ip-siebel.de
www.ip-siebel.de

Geschäftsführer:
Dipl.-Ing. Jochen Siebel BDA

Bürophilosophie:
Die Architektur betrachtet immer das Ganze: das Budget, das technisch Machbare, die Ökologie, die Vorgaben des Bauherrn. Der Architekt muss sich um alles kümmern.

Jedes neue Projekt stellt immer wieder eine neue Herausforderung dar, die Wünsche des Bauherren und der Nutzer mit plausibler Konstruktion und fehlerfreiem finish in zeitlose, spannende Architektur zu übersetzen. Der Architekt wird über das gemeinsame Projekt dem Bauherren ein verlässlicher Partner.

Als Projektmanager begleiten wir den Bauherren verbindlich vom ersten Planungsgedanken, über die örtliche Bauleitung bis zur letzten Schlussrechnungsprüfung und Mängelbeseitigung der Handwerker.

Die kontinuierliche Integration aller Fachplaner und Fachingenieure in die Projektsteuerung bildet ein starkes Projektmanagement für die Bauherren.

Unsere Projekt- und Bauleiter leben diese Philosophie und vertreten alle Bauherren damit verlässlich in der Planung und auf der Baustelle bei der Realisierung ihrer Projekte.

Fachplaner

TGA-Haustechnik
PBS & Partner
Zur Pumpstation 1
42781 Haan
Tel.: 02129-375720
Fax: 02129-3757223
info@pbs-partner.de
www.pbs-partner.de

Erschließungsplanung
Leinfelder Ingenieure GmbH
Zur Pumpstation 1
42781 Haan
Tel: 02129-3753280
Fax: 02129-37532824
tiefbau@leinfelder-ingenieure.de
www.leinfelder-ingenieure.de


Entwurfsaufgabe

Das Industriedenkmal „Pumpstation Haan“ war nach über 24 Jahren Leerstand im Jahre 2010 in einem äußerst schlechten Zustand. Doch von der stark sanierungsbedürftigen Bausubstanz ließen sich die Geschäftsführer der vier Planungs- und Ingenieurbüros: Leinfelder Ingenieure, ISR Stadt+Raum, PBS & Partner und IP Siebel nicht abschrecken. Vielmehr erkannten sie das Potenzial der Industriearchitektur für einen repräsentativen gemeinsamen Firmensitz.

Bei der Sanierung der Bausubstanz unter der architektonischen Leitung des Architekturbüros Ingenieurplan Siebel galt es unter anderem alle Maßnahmen in Abstimmung mit den Denkmalschutzbehörden zu planen. Zudem realisierte das TGAPlanungsbüro PBS & Partner ein Haustechnik-Konzept, das zu 75 Prozent regenerative Energiequellen nutzt. Das Industriedenkmal wird heute durch einen Eisspeicher und eine Wärmepumpe mit Energie versorgt. Auf diese Weise liegen die Heizkosten unter 0,50 Euro/m².

Der Umbau der Pumpstation zeigt beispielhaft, wie denkmalgeschützte Bausubstanz erhalten und mit moderner Architektur und Technik in eine zeitgemäße Nutzung überführt werden kann.



Projektbeschreibung

Die mittlere kreisangehörige Stadt Haan liegt im Kreis Mettmann in Nordrhein-Westfalen zwischen Düsseldorf und Wuppertal. Das heutige Industriedenkmal „Pumpstation Haan“ wurde in den Jahren 1878/79 im Auftrag der Stadt Elberfeld errichtet. Die Pumpstation diente als Zwischenstation bei der Beförderung von Trinkwasser über die knapp 17 Kilometer lange Strecke vom Wasserwerk Benrath bis nach Elberfeld. Nach der Inbetriebnahme im Jahre 1879 versorgte ein Kesselhaus die Pumpen mit Dampf. Im Zuge der Umstellung der Anlage auf Stromgeneratoren in den 1930er Jahren wurde das südlich angebaute Kesselhaus sowie der angelagerte Kühlturm abgebrochen. Die Stilllegung der Pumpstation erfolgte im Jahre 1986, im selben Jahr wurde sie als Einzeldenkmal in die Denkmalschutzliste aufgenommen. Ausschlaggebend dafür war die Qualität der Architektur, die das Gebäude zu einem wichtigen Zeugnis der Industriearchitektur des 19. Jahrhunderts sowie der damaligen Trinkwasserversorgung macht. In den folgenden Jahren stand das Gebäude, abgesehen von der gelegentlichen Nutzung als Ausstellungsraum, leer.

Nach über 24 Jahren Leerstand befand sich die Pumpstation im Jahr 2010 in einem äußerst schlechten Zustand. Über die Jahre war es zu starken Wasserschäden im Dachstuhl und im Mauerwerk gekommen; der Dachstuhl drohte bei Schneelast einzustürzen und eine weitere Nutzung der Räume wurde aus statischen Gründen untersagt. Die Tonnendecke mit ihren genieteten Dachbindern war verrottet und das bis zu 80 Zentimeter dicke Ziegelmauerwerk in Teilen stark versottet. Das  unbeheizte Gebäude war zudem stark durchfeuchtet. Alle Fenster waren durch Vandalismus über die Jahre sukzessive zerstört worden.

Die stark sanierungsbedürftige Bausubstanz schreckte die Geschäftsführer der vier Planungs- und Ingenieurbüros nicht ab. Daher schlossen sich die vier Unternehmen in der Gesellschaft BMFS GmbH & Co. KG. zusammen und kauften das Industriedenkmal, um die Idee einer nachhaltigen Nutzung als Haus der Architekten und Ingenieure gemeinsam umzusetzen.

Unter Federführung des Architekturbüros Ingenieurplan Siebel begann die Planung der Sanierung. Nach umfangreichen Abstimmungen mit der Unteren Denkmalbehörde der Stadt Haan und dem Landeskonservator des Landschaftsverbandes Rheinland wurde nach drei Monaten die Baugenehmigung durch die Stadt Haan erteilt. In einem detaillierten Planungsprozess wurden alle baulichen Maßnahmen durch den Architekten Jochen Siebel mit den entsprechenden Ämtern abgestimmt und beschrieben.

Mit den Sanierungs- und Revitalisierungsarbeiten konnte im Dezember 2010 begonnen werden. Innerhalb der vorhandenen historischen Hülle der Pumpstation entstand ein Bürokomplex mit drei Etagen und rund 1.000 Quadratmetern Nutzfläche für die Planungs- und Ingenieurbüros der beteiligten Gesellschafterfirmen der BMFS. Um den Industriecharakter zu erhalten, wurden die neuen Betonoberflächen roh belassen. Bei allen planerischen Ansätzen und deren späterer Ausführung legten die Planer großen Wert darauf, den Charakter des Industriedenkmals zu bewahren. Die Innenwandflächen der Ziegelsteinwände wurden aus diesem Grund lediglich vom losen Putz befreit und verfestigt. Mit ihrer 130 Jahre alten Patina bilden die Wandflächen heute reliefartige Kunstwerke, die ebenfalls den Charakter des Denkmals unterstreichen. Alle Abbruchmaterialien, insbesondere altes Mauerwerk und Metallteile, wurden wiederverwertet und in den Ausbau integriert. Räume, wie die Transformatorenzellen, wurden umgenutzt und dienen heute als Sanitär- und Küchenbereich und Anlieferung. Großflächige Glaswände ermöglichen den Nutzern die Kommunikation untereinander und die Sichtverbindung im gesamten Bürobereich zum alten Pumpensaal. Die ehemalige Pumpenhalle mit dem Mosaikfliesenboden und dem umlaufenden Gang wurde erhalten und bietet nun auf rund 350 Quadratmetern Platz für ein Kultur- und Seminarforum. Hier finden regelmäßig Veranstaltungen und Ausstellungen statt. Im neuen Windfang erinnert eine der alten Pumpen an die ehemalige industrielle Nutzung des Gebäudes. Parallel zur Sanierung der Bausubstanz wurde das Industriedenkmal mit einem modernen Haustechnik-Konzept auch energetisch auf den neuesten Stand gebracht. Nach nur achtmonatiger Bauzeit waren die Arbeiten im Juli 2011 abgeschlossen und die Büroräume konnten durch die Ingenieurbüros bezogen werden. Heute arbeiten etwa 50 Personen in dem Komplex.

In der Sanierung und Instandsetzung des Industriedenkmals zu einem nachhaltigen, zukunftsbeständigen Standort für Stadt-, Infrastruktur-, Gebäude- und Gebäudetechnikplanung spiegelt sich auch die gemeinsame Philosophie der vier Ingenieurbüros wieder: Vereintes Know-how und Teamgeist schaffen effiziente bauliche Strukturen für nachfolgende Generationen.


Baukonstruktion

Ausgangszustand

Die Pumpstation Haan wurde 1878/1879 als eingeschossiger Backsteinbau mit großen, gleichmäßig unterteilten Stichbogenfenstern an der West- und Ostseite erbaut. Charakteristisch für die Industriearchitektur der damaligen Zeit sind die fast ornamentlosen Backsteinmauern, die als reliefartige Rahmung hervortretenden Pfeiler, die vertieften Wandflächen und die großen Stichbogenfenster. Das konstruktiv ungewöhnlich flache Tonnendach mit seinen freitragenden, genieteten Stahlgitterträgern überspannt eine Breite von fast 20 Metern. Die gesamte Hallenbreite überspannt ein Brückenkran mit einer Hakenlast von fünf Tonnen die Pumpenhalle. Der Kran mit Brücke und Laufkatze ist auch heute noch voll funktionsfähig.

Vor der Sanierung

Der jahrelange Leerstand nach der Stilllegung führt dazu, dass sich die Bausubstanz im Jahre 2010 in einem äußerst schlechten Zustand befand. In den letzten Jahren waren durch den Leerstand starke Wasserschäden im Dachstuhl und Mauerwerk entstanden. Die Schäden waren so umfangreich, dass der Dachstuhl bei Schneelast einzustürzen drohte. Die weitere Nutzung wurde daher aus statischen Gründen untersagt. Die Tonnendecke mit ihren genieteten Dachbindern war verrottet und das bis zu 80 Zentimeter dicke Ziegelmauerwerk in Teilen stark versottet. Das Gebäude war unbeheizt und stark durchfeuchtet. Alle Fenster waren im Lauf der Jahre durch Vandalismus zerstört worden.

Nach der Instandsetzung

Bei der Revitalisierung des Industriedenkmals wurden die Bereiche der ehemaligen Nebenräume und Aufenthaltsbereiche zu Büroflächen umgebaut. Hierzu wurde der stark verfallene Sozialtrakt mit Nebenräumen kernsaniert und aufgestockt. Die dreigeschossigen Büros wurden als autarkes Gebäude in den alten Baukörper eingestellt. Mit den neuen Sichtbetonflächen verweisen die Planer auf den Industriecharakter. Da auf aufwendige Wanddämmungen verzichtet wurde, konnten die Wände sowohl innen als auch außen mit ihren lebhaften Strukturen erhalten werden. Mittels Drahtbürsten wurde nur loser Putz entfernt und das Mauerwerk durch Verkieselung verfestigt. Der große Vorteil des Lüftungskonzeptes zeigte sich im Abtrocknungsprozess der versotteten Außenwände. Ein Abdiffundieren der Feuchtigkeit erfolgte innerhalb der ersten drei Monate nach Inbetriebnahme von Heizung und Lüftung. Alle Innenwände sind als Ganzglaswände mit Schiebetüren ausgeführt. Für den nötigen Schallschutz wurden Ecophone Platten modular unter der Decke mit integrierter Beleuchtung installiert.


Interview

mit dem Architekt Dipl.-Ing. Jochen Siebel, Ingenieurplan Siebel GmbH & Co. KG und dem TGA-Planer Ralf Mnich von PBS & Partner


Herr Siebel, mit welchen besonderen Herausforderungen sahen Sie sich bei der Sanierung der Pumpstation Haan konfrontiert?
Jochen Siebel: Zunächst musste aus der Vision zur Revitalisierung und Umnutzung der alten Pumpstation in ein Dienstleistungszentrum rund um das Thema Planen und Bauen ein realisierbares Projekt entstehen. In anderthalb jähriger Planungsarbeit musste, in enger Abstimmung mit dem Denkmalschutz der Stadt Haan und dem Landeskonservator des LVR, eine technisch wirtschaftliche und genehmigungsfähige Lösung erarbeitet werden, die eine Büronutzung zuließ. Der Anspruch, die „alte Lady“ mit Respekt zu sanieren, war stets Bestandteil dieses Planungsprozesses. Erst nach gesamter Ausschreibung aller Gewerke und Kostensicherheit erfolgte der Kauf des Gebäudes. Der Wunsch, den alten Pumpensaal zu erhalten und zu restaurieren konnte erfüllt werden. Dabei entstand auch die Idee, diesen Raum in Zukunft für Kunst- und Kulturveranstaltungen  nutzbar zu machen.

Worauf haben Sie bei der Sanierung besonderen Wert gelegt?
Jochen Siebel: Durch die gründliche Planungszeit konnte der Umbau letztlich in nur sieben Monaten durchgeführt werden. Mit täglicher Präsenz unserer Architekten und Fachingenieure konnten wir dieses ehrgeizige Ziel einhalten. Das Alte mit dem Modernen verbinden unter Verwendung modernster TGA-Technik war die Vision der Planer. Nach zweijähriger Nutzung kann man heute sagen: All das was zu Beginn Vision war, konnte umgesetzt werden. Die niedrigen Nebenkosten und die Auszeichnung durch die RWE im Jahre 2012 unterstreichen dies eindrucksvoll. Die Resonanz der Besucher, Kunst- und Kulturinteressierten sowie unserer Bauherren zeigen, dass unsere Idee, die Pumpstation zu sanieren, richtig war.

Herr Mnich, worauf kam es Ihnen als TGA-Planer bei dem Energiekonzept an und wie haben Sie es umgesetzt?
Ralf Mnich: Wir wollten aufzeigen, dass durch eine sinnvolle Kombination der Anlagentechnik auch Bestandsgebäude den Anforderungen unserer Zeit an Wirtschaftlichkeit, Energieeffizienz und Umweltschutz gerecht werden können. Des Weiteren wollten wir durch einen hohen Anteil an regenerativen Energien auch in Zukunft eine kalkulierbare und kostengünstige Versorgung sicherstellen.

Aus welchen Gründen haben Sie sich für die Eisspeicher-Technik entschieden?
Ralf Mnich: Bevor wir an die Umsetzung unseres eigenen Objektes gingen, hatten wir bereits mehrere Projekte in verschiedenen Größen mit Eisspeicher-Technik geplant und realisiert. Grundsätzlich waren wir überzeugt von der Systemtechnik. Wir wollen durch den Einsatz der Eisspeicher-Technik in Verbindung mit einer Wärmepumpenanlage weitere Erfahrungen für zukünftige Einsatzmöglichkeiten sammeln. Hierfür erfassen wir alle relevanten Daten unseres eigenen Systems und beobachten wie sich Änderungen an den Systemparametern auf den Verbrauch beziehungsweise Komfort auswirken. Wir sind überzeugt, dass das Potenzial der Eisspeicher Technik noch lange nicht ausgeschöpft ist.

Wie hat sich die Technik seit Inbetriebnahme bewährt?
Ralf Mnich: Seit Inbetriebnahme des Eisspeichersystems und der damit in Verbindung stehenden Wärmepumpenanlage von Viessmann, läuft die Anlagentechnik störungsfrei. Insbesondere in den zurückliegenden Sommermonaten konnten wir die Vorteile der Kühlung durch das Eisspeichersystem genießen. Durch die Kombination der Eisspeicher-Technik in Verbindung mit dem eingesetzten Klimaboden wurden die Temperaturen in den Büroräumen immer unter 26 Grad Celsius gehalten. Während der Heizperiode nutzen wir überwiegend unseren „Energiezaun“ für die Primärenergiegewinnung und zur Versorgung der Wärmepumpenanlage. Bis zu Außentemperaturen von -2 Grad Celsius fahren wir das System nur über den Energiezaun, wobei das Wärmepumpenaggregat, bedingt durch die Bauart, mit den hier zur Verfügung gestellten Quellentemperaturen problemlos umgeht und die Beheizung des Objektes sicherstellt.


Presseschau

Tagespresse

„Alte Pumpstation: Pioniergeist im Denkmal“, Westdeutsche Zeitung, 20.03.2013
„Tagung erklärte den Eisspeicher“, Rheinische Post, Regionalteil Haan, 26.10.2012
„Sonderpreis für innovative Gebäudetechnik“, Haaner Treff, 03.04.2012
„Heizen mit dem Eisspeicher“, Rheinische Post, Regionalteil Haan, 27.01.2012

Weitere Veröffentlichungen

„Die hohe Kunst der Eisspeicherplanung“, Broschüre der Firma Viessmann
„Eisspeicher beheizt Gebäude in Haan“, Artikel der Energieagentur NRW zur Fachtagung vom 25.10.2012

Teilnahme

Nacht der Museen 2013, Kreis Mettmann, 27.09.2013
Tag der Architektur 2013 Nordrhein-Westfalen, 30.06.2013
Wärmepumpenfachtagung der EnergieAgentur NRW, 25.10.2012

Preise und Auszeichnungen

RWE - Innovationspreis Wärmepumpe 2012: 1. Preis Kategorie „Sonderpreis für Planung und Realisierung des innovativen Wärmepumpeneinsatz in Verbindung mit der Eisspeichertechnologie beim Projekt Alte Pumpstation Haan

Energiekonzept

Bei der Planung der Haustechnik stand für die beteiligten Ingenieurbüros frühzeitig fest, dass die Pumpstation Haan ein nachhaltiges Haustechnik-Konzept erhalten sollte. Für die Fachplaner von PBS & Partner galt es den Industriekomplex aus dem Jahre 1879 durch die Sanierung und Revitalisierung in ein modernes Bürogebäude zu überführen, das die bauphysikalischen Anforderungen der EnEV erfüllt. PBS & Partner entwickelte ein innovatives Haustechnik-Konzept, das zu 75 Prozent aus regenerativen Energiequellen gespeist wird.

Heizen, Kühlen, Lüften – das Energiekonzept beruht auf einem Eisspeichersystem mit Wärmepumpe. Für die Temperierung und Belüftung der Räume wurde ein Klimaboden installiert. Auf eine aufwendige Innenwanddämmung konnte verzichtet werden, da das 80 Zentimeter starke Ziegelmauerwerk über gute Dämmwerte verfügte.

Das Konzept überzeugt: Die Heizkosten liegen nun unter 0,50 Euro pro Quadratmeter. Niedrige Nebenkosten und eine Reduzierung des Kohlendioxidausstoßes sind das Ergebnis der Nutzung regenerativer Energiequellen: Sonne, Luft, Erdwärme, Wasser, Eis. Gegenüber dem rechnerischen Verbrauch vor der Sanierung ergibt sich durch den Einbau des Eisspeichersystems eine Einsparung von über 19.000 Kilowattstunden pro Jahr.

Das Energiekonzept überzeugte auch die Jury des „RWE – Innovationspreis Wärmepumpe 2012“ und verlieh dem Konzept den ersten Preis in der Kategorie „Sonderpreis“ für Planung und Realisierung des innovativen Wärmepumpeneinsatzes in Verbindung mit der Eisspeichertechnologie beim Projekt „Pumpstation Haan“.

Heizung, Kühlung und Warmwasser

Im Planungsprozess prüften die Fachplaner von PBS & Partner, welche regenerativen Energiequellen am Standort der Pumpstation in Frage kämen. Eine geothermische Anlage mit einer Erdsonde wurde aus zweierlei Gründen verworfen: zum Einen liegt Haan am Ausläufer des Bergischen Landes, so dass der Untergrund aus Fels- und Kalkgestein besteht. Die Tiefenbohrung in einen solchen Untergrund wäre mit erheblichen Kosten verbunden gewesen. Zudem befindet sich in 1.000 Metern Luftlinie eine Mineralquelle, aus der das Mineralwasser „Haaner Quelle“ abgefüllt wird. Im Umkreis der Quelle sind Genehmigungen für geothermische Bohrungen durch die Behörden nur durch ein sehr aufwendiges Genehmigungs- und Messverfahren zu erhalten – ohne Gewähr, ob die Untere Wasserbehörde letztlich zustimmt.

Daher entschieden sich die Planer von PBS & Partner für ein Eisspeichersystem in Verbindung mit einer Wärmepumpe und einem Pufferspeicher von Viessmann. Das Eisspeichersystem kombiniert in idealer Weise Heizen und Kühlen unter der Berücksichtigung ökonomischer und ökologischer Aspekte. Dazu kommt es auf das Zusammenspiel der Komponenten an. Das System kombiniert fünf natürliche Energiequellen: Sonne, Luft, Erdwärme, Wasser und Eis. So kann es die anfallende Wärmeenergie trotz zeitlich schwankendem Energieangebot in dem Langzeit-Energiespeicher einspeichern.

Das Eisspeichersystem ist das Herzstück der Anlage und ermöglicht es, Sonnenenergie in großvolumigen Wassermengen auf niedriger Temperatur zu speichern. Die umgebende Erdwärme unterstützt die Speicherung der Energie über längere Zeit und ohne aufwendige Isolierung. Mit einem Durchmesser von acht Metern und einer Höhe von 2,20 Metern hat der Eisspeicher insgesamt ein Volumen von 100 Kubikmetern.

Die Module der Solar-/Luft-Absorper sind als Zaun an der Grenze zum Nachbargrundstück aufgestellt. Die Absorber nehmen selbst noch bei Bewölkung und diffuser Strahlung Wärme auf und lagern sie im Eisspeicher ein. Zum Heizen entzieht die Wärmepumpe Vitocal 300-G von Viessmann dem Eisspeichersystem Wärme und führt sie dem Heizwasser-Pufferspeicher Vitocell 100-E mit einem Volumen von 950 Litern zu.

Die Wasser/Wasser-Wärmepumpe Vitocal 300-G verfügt über eine Leistung von 45 kW. Der leistungsstarke CompliantScroll-Verdichter der Vitocal 300-G überzeugt durch hohe Betriebssicherheit, Zuverlässigkeit und besonders leisen Betrieb. Wesentlich dafür verantwortlich ist die doppelte Schalldämpfung mit einer Schwingungsdämpfung gegen Körperschall und einer Gehäusedämpfung gegen Luftschall. Gleichzeitig garantiert der Verdichter höchste Arbeitszahlen mit einem COP-Wert von bis zu 4,9 (COP = Coefficient of Performance) und einer Vorlauftemperatur von bis zu 60 Grad Celsius. Das integrierte Refrigerant Cycle Diagnostic (RCD) System überwacht permanent den Kältekreis und sorgt in Verbindung mit dem elektronischen Expansionsventil für höchste Effizienz in jedem Betriebspunkt und somit ebenfalls für hohe Jahresarbeitszahlen.

Die Vitotronic 200 von Viessmann übernimmt die Systemregelung. Diese legt beispielsweise fest, ob die Wärme des Absorbers für die direkte Beheizung verwendet oder zunächst im Eisspeicher eingelagert wird. Die Regelung ermöglicht eine integrierte differenzierte Energiebilanzierung.

Die Temperierung der Büroräume geschieht über einen eingebauten Klimaboden. Dieser Klimaboden ist eine Weiterentwicklung der konventionellen Fußbodenheizung. Das System erfüllt die Funktionen Heizen / Kühlen / Lüften und ermöglicht außerdem die Unterbringung der Verkabelung für die Strom und EDV-Versorgung der Arbeitsplätze. Teilbereiche der Bodenkonstruktion sind als Hohlboden ausgebildet. Während auf der Oberseite Heiz- bzw. Kühlrohre verlegt werden, dient die Unterseite mit ihrem 30 Millimeter hohen Spalt als luftführende Ebene. Über eine kontrollierte Lüftungsanlage werden über Luftauslässe im Boden die Räume so mit Frischluft versorgt. Durch diese Luftführung unterhalb der beheizten beziehungsweise im Sommer gekühlten Bodenkonstruktion, dient die darüberliegende Estrichmasse als großer, zusätzlicher Wärmetauscher. Zur Wärmerückgewinnung findet zwischen den Rohren zum Estrich und zum Luftstrom ein Wärmeaustausch statt.

Autor: Katharina Ricklefs

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