Das Purmerend-Fernwärmenetz wurde vollständig überarbeitet und mit einem nachhaltigen Flexalen PB-1-Rohrleitungssystem von Thermaflex renoviert. Auf Jahresbasis wurde der kombinierte Wärmeverlust um den äquivalenten Verbrauch von 1.400 Haushalten, der kombinierte Wasserverlust um das Äquivalent von 7 Schwimmbecken mit olympischer Größe und die Anzahl der ungeplanten Reparaturen um 84 % reduziert. Der hohe Innovationsgrad bei der Sanierung der 4.000 Wohngebäude ist vor allem auf die enge Zusammenarbeit aller Beteiligten zurückzuführen.
Purmerend hat etwa 80.000 Einwohner und liegt nördlich von Amsterdam in den Niederlanden. Im Jahr 1981 begann die örtliche Gemeinde mit dem Bau eines Fernwärmenetzes unter der neu gegründeten Gesellschaft Stadsverwarming Purmerend. Das Projekt fiel mit einem Jahrzehnt umfangreicher Neubauprojekte in der Stadt zusammen, um den Überfluss aus Amsterdam aufzunehmen. Wie in den 80er Jahren üblich, wurde für den Bau des Wärmenetzes ein Stahlrohrsystem gewählt, wobei für die Isolierung des gesamten Systems Dämmschalen verwendet wurden, die lediglich den Wärmeverlust minimieren sollten. Die Gesamtinvestition für das Fernwärmenetz basierte auf einer Lebenserwartung von 25 Jahren.
Schwierige Umgebung
Purmerend befindet sich in einer Region mit hohem Grundwasserspiegel. Ab und zu bildet sich unter vielen der Wohnungen Wasser in den Kriechzwischenräumen. Diese Feuchtigkeit wurde von der Isolierummantelung des Rohrleitungssystems absorbiert. Infolgedessen reduzierte das durchnässte Isoliermaterial die erwartete Wärmeleistung des Systems erheblich. „Doch das war nicht das größte Problem“, sagte Martijn van Lier, technischer Leiter bei SVP, „die Feuchtigkeit hatte eine verheerende Auswirkung auf die Stahlrohre. Es entstand viel früher als erwartet eine schwerwiegende Korrosion. Wir erlebten nach und nach immer mehr Brüche und Leckagen im System. Wir mussten jedes Jahr immer häufiger einschreiten und Notfallreparaturen vornehmen. Die ursprünglich erwartete Lebensdauer wurde nicht erreicht.“
Die Untersuchungen von SVP zwischen 2007 und 2009 ergaben, dass im Netzwerk unkontrollierte hydraulische Eigenschaften und plötzliche Wärme- und Wasserverluste auftraten. Darüber hinaus erwiesen sich die durchgeführten Reparaturen als unhaltbar aufgrund des schlechten Zustands der Stahlrohre. Das sich verschlechternde Wärmesystem verursachte nicht nur steigende Kosten für SVP, sondern auch stetig wachsende Schäden und Unannehmlichkeiten für seine 25.000 Endkunden. In manchen Stadtteilen kam es mehr als 10 Mal in kürzester Zeit zu Störungen. Dies war vor allem in den kalten Wintermonaten der Fall, wenn die Wärmeversorgung für die Wohnungen besonders benötigt wurde. Van Lier: „Klar, die Bewohner verstehen es, wenn eine Störung vereinzelt auftritt. Doch über weite Teile unseres Systems geriet die Situation außer Kontrolle. Wir mussten etwas tun, denn andernfalls war der Fortbestand des Fernwärmesystems in Gefahr. Im Jahr 2009 wurde ein Notfallplan entworfen. Eine vollständige Sanierung der Heizungsanlage für 4.000 Wohnungen im Zeitraum von 2010 bis 2015 war entscheidend.“
Begrenzte Zeit, begrenzter Platz
Wärmeverluste um 10 % reduziert
Wasserverbrauch um 50 % reduziert
Ungeplante Wartungen um 84 % gesenkt
Die Projektbasis und die Arbeitsmethode waren vollkommen anders als die ursprüngliche Fernwärmenetzinstallation. Dieses Mal fand keine neue Konstruktion statt, sondern stattdessen wurde eine komplette Sanierung einer bestehenden Einrichtung vorgenommen. Alle Häuser waren bewohnt, sodass der Sanierungsprozess so rasch wie möglich erfolgen musste. Außerdem sind die Kriechzwischenräume unter den Wohnhäusern extrem klein (weniger als 1 Meter hoch mit einem sehr schmalen Eingang).
Ein Installateur muss seine Arbeit liegend und unter körperlich anstrengenden Bedingungen durchführen. SVP stellte sicher, dass unterirdisch und in den Wohnhäusern nur sehr wenige Anschlussarbeiten durchgeführt wurden.
Eine Untersuchung der Alternativen ergab für SVP keine fertige Lösung. Im Jahr 2009 gab es anscheinend kein einziges verfügbares Produkt, das exakt für den Auftrag passte. Martijn van Lier sagte: „Für unsere Anforderungen wurde ein Kunststoffrohrleitungssystem empfohlen. Wir brauchten ein System, das eine hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit aufwies und zudem in langen Stücken geliefert werden konnte. Dies war ein wichtiger Aspekt unserer Projektumgebung, um die Störungen für die Bewohner auf ein Minimum zu reduzieren“
Multifunktionsfähigkeit
SVP kontaktierte Thermaflex, einen weltweiten Hersteller von Verteilungssystemen für Wärmeenergie, mit Sitz in den Niederlanden. Zusammen mit Eneco, einem der größten Energielieferanten in den Niederlanden, führte Thermaflex die Sanierung des Stadtteils Schollevaar in Capelle aan de IJssel durch. Dort wurde ein Flexalen-Kunststoffrohrleitungssystem aus Polybutylen-1 zur Wärmeverteilung installiert. SVP sah enge Parallelen zu den Eneco-Projekten, was den Impuls für Projektbesprechungen mit Thermaflex gab.
Ein für SVP entscheidender Aspekt des Flexalen-Rohrleitungssystems ist, dass es eine Multifunktions-Lösung darstellt, die das mit Polybutylen-Schaumstoff (PE) isolierte Polybutylen-1 (PB-1)-Rohr integriert. Zu den wichtigen Eigenschaften des Flexalen-Systems zählen die Flexibilität der vorisolierten Rohrleitungen und die Tatsache, dass weder PB-1, noch die PE-Isolierung Feuchtigkeit absorbieren. Aufgrund dessen erfüllte das System zu großen Teilen die Anforderungen von SVP. Doch es blieben noch einige Fragen unbeantwortet. Wie würde die Arbeit in den engen und schwer zugänglichen Zwischenräumen unter den Wohnhäusern ausgeführt werden? Außerdem bestand die Notwendigkeit, die Anzahl der erforderlichen Anschlüsse auf ein Minimum zu reduzieren. Würde es möglich sein, die Anschlüsse schon im Voraus vorzunehmen, sodass die Arbeiten vor Ort schneller und effizienter durchgeführt werden könnten?
Einführung vorgefertigter T-Anschlüsse
Flexalink connections are custom-fit in the factory, sealed and 100% tested before delivery
Die Forschungs- und Entwicklungsabteilung bei Thermaflex entwickelte die Lösung: ein neuer, vorgefertigter T-Anschluss für die Abzweigungen des Rohrleitungssystems. Das innovative Konzept wurde im Jahr 2009 unter dem Namen „Flexalink“ patentiert. Dieser Anschlusstyp wird im Werk maßgeschneidert, versiegelt und zu 100 % getestet.
Die arbeitsintensiven Aufgaben der Herstellung und des Testens von Anschlüssen vor Ort gehören jetzt der Vergangenheit an. Dies erwies sich als interessante Lösung für die komplexen Bedingungen unter den Wohnhäusern und für das Purmerend-Projekt allgemein. Das Installationsunternehmen A.Hak Infranet war darauf vorbereitet, dieses neue System zur Implementierung des Sanierungsprojekts zu übernehmen.
Aufgrund des kalten Klimas in den Niederlanden war es nicht möglich, das Heizungssystem für die Sanierung von Oktober bis April auszuschalten. Die Monate, in denen dies möglich war, wurden dadurch auf nur 5 reduziert, von Mai bis Ende September. Der Plan bestand darin, jährlich rund 700 Wohnhäuser, d. h. 40 Häuser pro Woche, zu sanieren. Das größtenteils vorgefertigte PB-1-Rohrleitungssystem wurde vom Installationsunternehmen A.Hak Infranet großartig umgesetzt. Innerhalb einer relativ kurzen Zeit schafften die Installateure Spitzenquoten von 55 Häusern pro Woche – und zeigten dadurch, dass eine gute Planung in Kombination mit weitestgehend vorgefertigten Netzabschnitten Ergebnisse lieferte. Die Pläne wurden straff gehalten und Fristen problemlos eingehalten.
Fernwärmesystem 2.0
SVP nutzte die Sanierung, um das Netz komplett umzugestalten. Für jeden Wohnbezirk wurde ein ideales Ergebnis erzielt, sodass Erträge maximiert wurden. „Wir haben uns nicht nur die zu ersetzenden Teile angesehen, sondern auch die Möglichkeit genutzt, das gesamte Fernwärmenetz umzugestalten. Thermaflex PB-1-Rohre haben einen kleineren Durchmesser, lieferten jedoch im Vergleich zu unserem alten Stahlsystem viel größere Wärmeerträge. Dadurch waren wir in der Lage, den Nenndruck um fast 1 bar zu reduzieren. Das bedeutete, dass weniger Wasser im Netzwerk benötigt wurde, was zu sehr hohen Energieeinsparungen führte. Für unsere neue, innovative Heizungsanlage fiel uns ein passender Name ein: SlimNet”, erklärte Martijn.
Der kurze Herstellungszeitraum zwischen Mai und September, in Kombination mit der Sanierung innerhalb der bestehenden Umgebung stellte einige große Planungsherausforderungen dar. Man arbeitete auf einem Abschnitt von ungefähr 40 Wohnhäusern gleichzeitig. Ausgehend vom Konstruktionsdesign konnte Thermaflex immer genau die erforderlichen Materialmengen herstellen, einschließlich der detaillierten Konstruktion der angeschlossenen T-Stücke. Die Materialien wurden immer pünktlich und in Übereinstimmung mit den Arbeitsplänen geliefert. Alle Teile, die installiert werden sollten, trugen bereits Etiketten, die den Konstruktionszeichnungen entsprachen.
Förderung einer wichtigen Versorgungsbasis
Abgesehen von der Technik und der strategischen Arbeitsplanung wurde auch besonders auf die Kommunikation mit den Bewohnern und der Stadtverwaltung geachtet. Aufgrund der vielen Systemfehler war der Beliebtheitsgrad des Fernwärmesystems niedrig. Zudem wurde das Sanierungsprojekt angekündigt und man erwartete eine noch größere Unzufriedenheit bei den Bewohnern. Van Lier: „Wir mussten sehr vorsichtig vorgehen. Die Kommunikation spielte in diesem Projekt eine entscheidende Rolle. Aus diesem Grund entwarfen wir ein Kommunikationsprotokoll mit einer zugewiesenen Rolle für den Bauunternehmer. Jeder Kunde wurde persönlich besucht und über den Bau informiert. Um Unterstützung zu finden, stellten wir sicher, dass jeder Haushalt mit einer Notfall-Warmwasserzufuhr während der Konstruktionsarbeiten gesichert wurde. Wir stellten die Pläne mit vollständiger Transparenz dar und hielten unsere Versprechen. Dieser Ansatz funktionierte wirklich.“
Die Angst vor schimpfenden Endkunden erwies sich letztendlich als unbegründet. Es sprach sich schnell herum, dass die Straßensanierungen schnell abgeschlossen waren und obwohl die Bauarbeiten in den Wohnhäusern sehr intensiv waren, war der Vorgang nicht übermäßig störend. Die Bewohner reagierten positiv, auch deshalb, weil sich ihr Wohnkomfort sofort nach der Bereitstellung verbesserte. Auf diese Weise übertraf die Unterstützung der Kunden alle Erwartungen. Dies war eine wichtige Bedingung für das erfolgreiche mehrjährige Projekt.
Zahlen und Fakten
4.000 Kunden von insgesamt 25.000 wurden an das neue und verbesserte PB-1-Fernwärmenetzwerk angeschlossen. Die Vorbereitung der Vorfertigungen ging noch weiter. Thermaflex und die Installationsunternehmen haben sogar den Anschluss einer ganzen Straße in nur einem Tag durchgeführt: vom Ausheben des Grabens am Morgen über das Verlegen des vorgefertigten Netzes und den Anschluss der Wohnhäuser bis zum Schließen des Grabens am Ende des Arbeitstages und der Schaffung eines erneuten Zugangs für die Bürger am Abend.
Mit SlimNet sind die Erträge seit 2010 steil angestiegen. Bewertungen, die von SVP durchgeführt wurden, zeigten erhebliche Verbesserungen zwischen den Jahren 2008 und 2014. Wärmeverluste wurden um fast 10 % reduziert (von 427.155 GJ auf 388.155 GJ). Bei der Wasserversorgung gab es eine enorme Reduzierung um 50 % (von 32.683 m3 auf 16.840 m3) – eine direkte Folge des Rückgangs von Leckagen. Die Menge an ungeplanten Wartungsarbeiten wurde ebenfalls erheblich reduziert, um 84 % (von 120 im Jahr 2008 auf 19 im Jahr 2014). Hierin ist die Sanierung natürlich nicht inbegriffen. Die Gesamtleistungsergebnisse werden tatsächlich viel höher sein, da die Sanierung der letzten Reihe von 700 Häusern letzten Sommer noch nicht berücksichtigt wurde. Diese Ergebnisse können vollständig der Implementierung von SlimNet in den sanierten Abschnitten der Heizungsanlage zugeschrieben werden.
SlimNet: Entwürfe für die Zukunft
Stadsverwarming Purmerend ist seit 1981 aktiv und liefert Wohnraumbeheizung und Warmwasser an über 25.000 Endkonsumenten. Während des Sanierungszeitraums mit SlimNet investierte SVP in eine neue mit Hackschnitzeln gespeiste Biomasseanlage auf der Basis von Holz, das aus Wäldern in den Niederlanden stammt. Die Anlage verfügt über eine Kapazität von 44 MWth und stellt eine saubere und nachhaltige Wärmeversorgung für die Bürger von Purmerend dar.
„Die Sanierung dieser 4.000 Wohnhäuser war eine entscheidende Initiative. Die anderen Wohnhäuser werden wir uns in den nächsten Jahren vornehmen, doch dies läuft nach unserem regulären Wartungsschema ab. Diese gemeinschaftlich entwickelte Lösung und die Ergebnisse der neuen Arbeitsmethode werden in Zukunft weiter ausgebaut. SlimNet wird gemäß unserem Entwurf weiterhin in Betrieb bleiben. Die neue Biomasse-Anlage und die erheblich angestiegenen Erträge haben SVP wieder zu Ansehen und Bekanntheit verholfen. Anfangs als Problemkind im Bereich der Fernwärme in den Niederlanden betrachtet, werden wir nun als innovativer Trendsetter gesehen. Wir sind zu einem Modell für die Zukunft geworden“ gab van Lier stolz bekannt.
Thermaflex
Thermaflex wurde ursprünglich in den Niederlanden gegründet und entwickelt seit 1976 intelligente und nachhaltige Verteilungslösungen für Heiz-, Kühl- und Trinkwasseranlagen. Mit seinem von der Natur inspirierten Design für Effizienz, Haltbarkeit und Recycelbarkeit strebt Thermaflex danach, die Inanspruchnahme von Ressourcen zu minimieren, um einen maximalen Nutzen in Bezug auf Energie, Wirtschaftlichkeit, Umwelt und Lebensqualität zu erzielen.
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Polybuten-1 wird häufig auch als Polybuten, PB, PB-1 oder Polybutylen bezeichnet.
Die PBPSA-Mitglieder verkaufen Polybuten-1 nicht für Rohrleitungsanwendungen, die für den Gebrauch in Nordamerika vorgesehen sind, und den Kunden und Händlern dieser Parteien ist es untersagt, aus PB-1 hergestellte Produkte für den Gebrauch in Rohrleitungsanwendungen für Nordamerika zu verkaufen.