Neubau Kantonsspital, Frauenfeld

Mit dem Projekt «Horizont» entstand zwischen 2016 und 2020 ein neues Bettenhaus im Kantonsspital Frauenfeld. Die Wärme- und Kälteversorgung, geplant von Vadea AG, ist modern und ökologisch-nachhaltig.

Planung der Heizungs-, Lüftungs-, Kälte- und Sanitäranlagen sowie Fachkoordination für Kantonsspital Frauenfeld

Die Aufgabe von Vadea bei diesem Projekt bestand aus der Planung von Heizungs-, Lüftungs-, Kälte- und Sanitäranlagen, sowie der Fachkoordination im Bau, sprich der Koordination zwischen den vielen Beteiligten: Bauunternehmen, Planern und Bauherrschaft.

Roman Schläpfer, zuständiger Projektleiter bei Vadea, führt aus: «Als wir im Jahr 2010 ins Spiel gekommen sind, war das Wichtigste, den Bauherrn abzuholen und seine Ansprüche in ein machbares und finanzierbares Korsett zu bringen.» Unter Berücksichtigung der Wünsche der Bauherrschaft einerseits, sowie unter Beachtung der Vorgaben des Kantons und der Möglichkeiten der infrage kommenden Infrastruktur andererseits, wurden Lösungsansätze von Vadea vorgeschlagen, im Projektteam diskutiert und ausgeführt.

In der Startphase wurde zunächst eine Energiestudie durchgeführt, im Anschluss daran ein Energiekonzept erarbeitet, welches den Baustein für eine nachhaltige Energieversorgung legte. Das letztendlich realisierte Konzept basiert auf einem Erdsondenfeld zur Wärmeerzeugung. Mit 89 Erdsonden à 200 m Tiefe, verteilt auf zwei Felder, und einer Leistung von 790 kW ist es das zurzeit grösste Erdsondenfeld im Thurgau

Für die Wärmeversorgung sind zwei Netze aufgebaut: 35 °C für die Raumheizung im Neubau und 90 °C für die Raumheizung in den Bestandsbauten und zur Erwärmung des Brauchwarmwassers. Um das hier geforderte höhere Temperatur-Niveau zu erreichen, wird ein gasbetriebenes Blockheizkraftwerk mit zwei Brennkesseln und einer Wärmeleistung von 363 kW belrieben. Der erzeugte Strom von 238 kW fliesst direkt in die Stromversorgung ein und deckt ca. ¼ des Strombedarfs im Spital ab.

Kälteerzeugung im Boden und in der Luft

Die Kälteerzeugung erfolgt mit den gleichen Wärmepumpen und wird soweit möglich über die Erdsonden rückgekühlt. lm Bedarfsfall kann die Rückkühlung auch über die beiden Hybrid-Rückkühler auf dem Dach erfolgen. Bei diesen wird mit kühlerer Aussenluft und mittels gezieltem Befeuchten der Wärmetauscher die Wärmeenergie aus dem Kreislauf entzogen.

Die Redundanz der Wärmeerzeugung und der Rückkühlung ermöglicht es, die Erdwärmesonden aus rein energetischem Gesichtspunkt heraus zu bewirtschaften. Im Sommer wird Wärme in den Erdsonden gespeichert und im Winter als Wärmequelle für die Wärmepumpen wieder entzogen. Zwei Kältekreisläufe stellen die Kälteversorgung des Spitals sicher: 6°C für die Prozesskälte (Radiologie-Geräte, Entfeuchtung Lüftungsanlagen) und 16 °C für Klimakälte (Raumkühlung).

Umbauprozess während laufendem Betrieb

Es ist aber nicht nur die Länge des Umbauprozesses oder die vielen Ansprüche, die Projektleiter Roman Schläpfer in Beschlag genommen haben. Es sind der alte Bettenturm, das neue Bettenhaus und die acht Nebenhäuser, die mit Wärme und Kälte versorgt werden mussten. Und das, ohne den gesamten Betrieb unterbrechen zu müssen. Dabei mussten stets die unterschiedlichen Temperaturniveaus, ein unterschiedlicher Bedarf an Wärmeleistungen bei Neubau und Bestand sowie die Frage nach der Sicherheit und Spitzenlast berücksichtigt werden.

Beton als Energiespeicher und Strahlungsfläche

In den Patientenzimmern sind TABS (ThermoAktive Bauteilsysteme) verbaut. Somit wird die Gebäudemasse, namentlich der Beton, als Energiespeicher und Strahlungsfläche genutzt. Mit diesen TABS können die Patientenzimmer energieeffizient beheizt und gekühlt werden. Parallel dazu sind Arbeitsräume mit Heiz-Kühl-Decken (bei erhöhter anfallender Wärmelast auch Umluft Kühl-Heiz-Geräte) ausgestattet. Diese Systeme sind an die Kühl- und Wärme-Netzen angeschlossen. Je nach Bedarf werden diese mit «Kälte» oder «Wärme» durchströmt.

Marktsegment

Spital- und Gesundheitswesen

Leistungen

Fachplanung und Projektierung HLKS

Gewerke Gebäudetechnik

Heizung, Lüftung/Klima, Sanitär

Bauherr

Spital Thurgau AG, Frauenfeld

Jahr

2016-2020

Kontakt

+41 44 874 13 00 info@vadea.ch

Für die Wärmeversorgung sind zwei Netze aufgebaut: 35 °C für die Raumheizung im Neubau und 90 °C für die Raumheizung in den Bestandsbauten und zur Erwärmung des Brauchwarmwassers. Um das hier geforderte höhere Temperatur-Niveau zu erreichen, wird ein gasbetriebenes Blockheizkraftwerk mit zwei Brennkesseln und einer Wärmeleistung von 363 kW belrieben. Der erzeugte Strom von 238 kW fliesst direkt in die Stromversorgung ein und deckt ca. ¼ des Strombedarfs im Spital ab.

Kälteerzeugung im Boden und in der Luft

Die Kälteerzeugung erfolgt mit den gleichen Wärmepumpen und wird soweit möglich über die Erdsonden rückgekühlt. lm Bedarfsfall kann die Rückkühlung auch über die beiden Hybrid-Rückkühler auf dem Dach erfolgen. Bei diesen wird mit kühlerer Aussenluft und mittels gezieltem Befeuchten der Wärmetauscher die Wärmeenergie aus dem Kreislauf entzogen.

Die Redundanz der Wärmeerzeugung und der Rückkühlung ermöglicht es, die Erdwärmesonden aus rein energetischem Gesichtspunkt heraus zu bewirtschaften. Im Sommer wird Wärme in den Erdsonden gespeichert und im Winter als Wärmequelle für die Wärmepumpen wieder entzogen. Zwei Kältekreisläufe stellen die Kälteversorgung des Spitals sicher: 6°C für die Prozesskälte (Radiologie-Geräte, Entfeuchtung Lüftungsanlagen) und 16 °C für Klimakälte (Raumkühlung).

Umbauprozess während laufendem Betrieb

Es ist aber nicht nur die Länge des Umbauprozesses oder die vielen Ansprüche, die Projektleiter Roman Schläpfer in Beschlag genommen haben. Es sind der alte Bettenturm, das neue Bettenhaus und die acht Nebenhäuser, die mit Wärme und Kälte versorgt werden mussten. Und das, ohne den gesamten Betrieb unterbrechen zu müssen. Dabei mussten stets die unterschiedlichen Temperaturniveaus, ein unterschiedlicher Bedarf an Wärmeleistungen bei Neubau und Bestand sowie die Frage nach der Sicherheit und Spitzenlast berücksichtigt werden.

Beton als Energiespeicher und Strahlungsfläche

In den Patientenzimmern sind TABS (ThermoAktive Bauteilsysteme) verbaut. Somit wird die Gebäudemasse, namentlich der Beton, als Energiespeicher und Strahlungsfläche genutzt. Mit diesen TABS können die Patientenzimmer energieeffizient beheizt und gekühlt werden. Parallel dazu sind Arbeitsräume mit Heiz-Kühl-Decken (bei erhöhter anfallender Wärmelast auch Umluft Kühl-Heiz-Geräte) ausgestattet. Diese Systeme sind an die Kühl- und Wärme-Netzen angeschlossen. Je nach Bedarf werden diese mit «Kälte» oder «Wärme» durchströmt.

Kennzahlen Bettenhaus Kantonsspital Frauenfeld

89 Erdsonden, gesamt 790 kW
6 Kältewärmemaschinen
2 Gaskessel, gesamt 1250 kW
Ein BHKW, gesamt 363 kW
Lüftung Frischluftvolumen Neubau ca. 135’000 m3/h
Medizinalgasnetze (Vakuum, Med. Druckluft 8 bar und 5 bar, Sauerstoff, Druckluft, Kohlendioxid, Anästhesiegas-Fortleitungssystem, Airmotor (OP)-Fortleitungssystem)