Quartier Stuttgart-Feuerbach

Für das Quartier in Stuttgart-Feuerbach wurden exemplarisch zwei zentrale Wärmeversorgungssysteme miteinander verglichen. Hierfür musste zunächst ein 3D-Gebäudemodell erstellt werden, das die geplanten Neubauten enthält. Da SimStadt das Wärmenetzlayout automatisch basierend auf dem bestehenden Straßennetz generiert, wurde das Straßennetz manuell für die Gegebenheiten des Neubau­gebiets optimiert (Bild 4). Während ein Wärmeversorgungssystem aus einer mit Umweltwärme aus einem Abwasserkanal gespeisten Wasser-Wasser-Wärme­pumpe besteht, handelt es sich beim zweiten System um ein gasbefeuertes BHKW. Beide Systeme haben zudem einen gasbefeuerten Spitzenlastkessel und einen thermischen Pufferspeicher. Da sich das Neubauquartier derzeit noch in der Planung befindet, lagen zur Validierung keine realen Messdaten vor. Vergleiche mit der Vorplanung zu Wärmebedarf und -erzeugung liefern jedoch eine gute Übereinstimmung. Darüber hinaus basiert das Verfahren mit SimStadt auf einer konsistenten Datenbasis, benötigt vergleichsweise wenige Inputdaten und bietet zeitlich hochaufgelöste Daten bei geringen Rechenzeiten.

Aufgrund der positiven Ergebnisse der beiden Fallstudien Mainz und Stuttgart soll anhand des dritten Anwendungsfalls in Rüsselsheim die Übertragbarkeit und Stabilität des Prozesses gezeigt werden. Basierend auf dem simulierten Wärmebedarf des Quartiers wurden ebenfalls wie im Fallbeispiel Stuttgart zwei Systemkombinationen simuliert; eine davon ist das vor Ort bestehende System. Dabei zeigt sich, dass das System zu viel Wärme produziert. Es ist zu vermuten, dass bei der Auslegung der Wärmeerzeuger in der Bauphase des Quartiers konservativ geplant wurde und die Anlage nach heutigen Maßstäben deutlich zu groß ausgelegt wurde.

Optimierung des Quartiersplanungsprozesses

Die vorliegenden Forschungsergebnisse belegen, dass es möglich ist, auch auf der Basis der wenigen im Regelfall verfügbaren Eingangsdaten belastbare Resultate hinsichtlich Wärmebedarfen und Versorgungsoptionen eines Quartiers zu generieren. Damit ist es möglich, Überlegungen und Entscheidungen zu konkreten Versorgungsoptionen oder Sanierungsmaßnahmen bereits in frühen strategischen Planungsphasen auf eine belastbare Datenbasis zu stellen. Auf diese Weise lässt sich der gesamte Planungsprozess transparenter und effizienter gestalten. Eine nach wie vor notwendige Detailauslegung der verschiedenen Komponenten kann zielgerichteter vorgenommen werden. Darüber hinaus ist Sim­Stadt in der Lage, neben der Wärmeversorgung auch Strom- und Trinkwasserbedarfe sowie Photo­voltaikpotenziale auf Einzelge­bäudeebene in hoher zeitlicher Auflösung zu modellieren. Dies ermöglicht eine integrative und sektorübergreifende Analyse von Quartierskonzepten auf Basis einer konvergenten Datenbasis. Eine entlang der Ressourcen Wärme/Kälte – Strom – Wasser optimierte Planung wiederrum ist ein maßgeblicher Schritt in Richtung funktionaler und nachhaltiger Stadtquartiere.

M.Sc. Verena Weiler (verena.weiler@hft-stuttgart.de), Dipl. Ing. Eric Duminil (eric.duminil@hft-stuttgart.de), Prof. Dr. Bastian Schröter (bastian.schroeter@hft-stuttgart.de), Prof. Dr. Volker Coors (volker.coors@hft-stuttgart.de), Hochschule für Technik Stuttgart, Stuttgart, www.hft-stuttgart.de; Dipl. Ing. Thilo Brüggemann (thilo.brueggemann@gef.de), GEF Ingenieur AG, Leimen, www.gef.de; Dipl. Ing. (BA) Bodo Balbach (bodo.balbach@mainzer-waerme.de), Mainzer Wärme Plus GmbH, Mainz, www.mainzer-waerme.de; M.Eng. Laura Goll (laura.goll@stadtwerke-stuttgart.de), Stadtwerke Stuttgart GmbH, Stuttgart, www.stadtwerke-stuttgart.de; Dipl. Ing. Andreas Klöber (akloeber@moss.de), M.O.S.S. Computer Grafik Systeme GmbH, Taufkirchen, www.moss.de