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Schwarzwald-Baar Klinikum in Villingen-Schwenningen

Für einen Klinikneubau in Villingen-Schwenningen deckt eine moderne Hackschnitzelanlage in Kombination mit gasbefeuerten Hochdruck-Dampfkesseln den Heizbedarf und liefert den im Krankenhaus zur Sterilisation notwendigen Hochdruckdampf.

Das neue Schwarzwald-Baar Klinikum verfügt über 750 Betten und 15 OP-Säle. © Jochen Stüber

Entwurfsaufgabe

Als zentraler Baustein der Neuordnung der Krankenhausversorgung im Schwarzwald-Baar-Kreis sollte in Villingen- Schwenningen ein Klinikneubau entstehen, der in Zukunft drei veraltete Kliniken in der Region ersetzt. Für das neue Großklinikum Schwarzwald-Baar entwickelte die im Klinikbau erfahrene HDR TMK Planungsgesellschaft mbH gemeinsam mit dem Stuttgarter Architekturbüro Vögele die Leitidee eines "Klinikums des Lichts". Da der Bauherr von Beginn an Wert auf ein Low-Tech-Gebäude legte, galt es für die Planer eine intelligente Grundrisskonzeption zu entwerfen, die zu geringen Unterhaltskosten führt.

Ausgehend von der Idee eines "Klinikums des Lichts" gelang es den Architekten nicht nur den Anteil an kostenintensivem Kunstlicht zugunsten von Tageslicht auf ein Minimum zu reduzieren, sondern mit lichtdurchfluteten Räumen und dem Blick in die Natur eine der Heilung zuträgliche Atmosphäre zu schaffen.

Effizienz zeichnet auch das Energiesystem aus: Eine moderne Hackschnitzelanlage in Kombination mit gasbefeuerten Hochdruck-Dampfkesseln deckt den Heizbedarf und liefert den im Krankenhaus zur Sterilisation notwendigen Hochdruckdampf.

Die Heizkammern der Vitoflex 300-FSR verfügen über eine Flachschubrostfeuerung. ©Jochen Stüber

Energiekonzept

Nicht nur die Ausstattung in den Behandlungsräumen und Operationssälen des Schwarzwald-Baar Klinikums ist auf dem neuesten Stand; auch bei der Versorgung des Klinikums mit Wärme und Dampf entschieden sich die Planer für ein modernes Energiesystem. Eine hocheffiziente Hackschnitzelanlage mit einer Heizleistung von 5.900 kW versorgt das Klinikum zuverlässig mit Wärme. Als Biomasse-Brennstoff kommt der nachwachsende Rohstoff Holz zum Einsatz, der aus der Region bezogen wird und aufgrund der kurzen Transportwege auch zur Nachhaltigkeit des Projektes beiträgt. Durch den Einsatz der Wärmerückgewinnungsanlagen spart das Energiesystem gegenüber einer Standardwärmerückgewinnung jährlich 2.500 MWh an Wärmeenergie ein. Das Kältekonzept verbraucht zudem etwa 700 MWh weniger im Jahr, so dass das Klinikum unterm Strich seinen jährlichen Emissions-Ausstoß an klimaschädlichem Kohlendioxid um rund 750 Tonnen reduziert.

Neben der Hackschitzelanlage ergänzt eine Großkesselanlage aus zwei Vitomax 200-LW und ein Hochdruck-Dampfkessel Vitomax 200-HS von Viessmann das Energiekonzept. ©Jochen Stüber

Heizung, Warmwasserversorgung und Dampferzeugung

Die Wärmeversorgung gewährleistet eine moderne Hackschnitzelanlage von Viessmann. Die aus der Region bezogenen Holzhackschnitzel werden in einem 700 Kubikmeter fassenden Bunker gelagert. Täglich verbraucht das Klinikum im Volllastbetrieb im Schnitt eine Lkw-Ladung an Holz, der Vorrat im Bunker reicht also für sechs bis acht Tage.

Zwei Biomassekessel Vitoflex 300 von Viessmann erzeugen getrennt voneinander die Wärme für Warmwasser und Heizung (Pumpenwarmwasser) sowie für Lüftung und Sterilisation (Hochdruckdampf). Beide sind mit hydraulisch angetriebenen Flachschubrosten (FSR) ausgerüstet. Die Biomassekessel Vitoflex 300 wandeln bis zu 92 Prozent des Brennstoffs Holz in Wärmeenergie um. Zur hohen Effizienz tragen dabei die geringen Strahlungsverluste bei, da die Kesselanlage komplett gedämmt ist. Die entstehenden Rauchgase werden über Elektrofilteranlagen gereinigt.

Daneben deckt eine gasbetriebene Großkesselanlage bestehend aus zwei Niederdruck-Heißwassererzeugern Vitomax 200-LW und einem Hochdruck-Dampferzeuger Vitomax 200-HS von Viessmann die benötigte Spitzenlast ab. Über Heizwasser-Pufferspeicher sind die Wärmeerzeuger vom Sekundärnetz entkoppelt. Abhängig von der Außentemperatur liegt die Vorlauftemperatur zwischen 75 und 85 Grad Celsius. Das gesamte Energiesystem wird automatisch und lastabhängig über Wärmemengenzähler unter Berücksichtigung des Ladezustands im Heizwasser-Pufferspeicher geregelt. Er ist zur Ausnutzung der Wärmespeicherkapazität bei geringer Wärmeabnahme für Ladetemperaturen bis 90 Grad Celsius ausgelegt. Im Sommer und in der Übergangszeit ist der dampfbeheizte Wärmeübertrager in Betrieb. Für einen besonders effizienten Betrieb ist das Energiesystem aus Biomassekessel und den Vitomax-Kesseln mit einem nachgeschalteten Abgas-Wärmetauscher, dem sogenannten Economiser, ausgestattet. Dieser steigert den Nutzungsgrad, senkt den Energieverbrauch und somit die Energiekosten.

Sterile Geräte und Räumlichkeiten sind in einem Klinikum unabdingbar. Der für die Sterilisatoren, Reinigungsmaschinen, Taktbandwaschanlagen für die Zentralküche sowie die Befeuchtung der Räume notwendige Hochdruckdampf mit zehn Bar wird ebenfalls zuverlässig von dem Energiesystem erzeugt.

Autor: Katharina Ricklefs

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