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09. Juni 2020

Regelwerk

Richtlinie F2 für Fernkälte- und Anergienetze

Drei Jahre nach Inkraftsetzung der Richtlinie F1 für Fernwärmenetze ergänzt der SVGW im Juli 2020 sein Regelwerk im Bereich der thermischen Netze mit der Richtlinie F2 für Fernkälte- und Anergienetze. Damit trägt der SVGW der wachsenden Bedeutung von niedertemperierten thermischen Netzen Rechnung. Diese weisen typischerweise Vorlauftemperaturen von < 30 °C auf und werden im Wesentlichen mit Energie aus Oberflächengewässern gespiesen. Der Aufbau der neuen Richtlinie F2 ist an die Struktur der F1 angelehnt und orientiert sich an den wichtigsten Projektphasen: Planung und Projektierung, Bau und Prüfung sowie Betrieb und Instandhaltung.
Stefan Güpfert 

Fernwärmenetze im Hochtemperaturbereich werden in der Schweiz seit über 80 Jahren betrieben. Wegen ihren Vorlauftemperaturen von über  60 °C können sie sowohl zur direkten Beheizung von Gebäuden als auch zur Aufbereitung von Warmwasser genutzt werden.
Ergänzend zu den Fernwärmenetzen im Hochtemperaturbereich haben in jüngster Zeit Fernkälte- und Anergienetzen stark an Bedeutung gewonnen. Unter Fernkälte- und Anergienetzen werden thermische Netze verstanden, deren Versorgungstemperatur (Vorlauf) 30 °C oder weniger beträgt. Damit können Gebäude zwar auch direkt beheizt werden (Bodenheizung), nicht möglich mit dieser Versorgungstemperatur ist hingegen die direkte Erwärmung von Brauchwarmwasser. Um die erforderlichen Temperaturen sicherzustellen, werden in Fernkälte- und Anergienetzen üblicherweise zusätzliche Heizelemente oder Wärmepumpen eingesetzt. Dafür werden Wärmepumpen entweder zentral in Quartierwärmezentralen des Fernkälte- oder Anergienetzbetreibers integriert oder sie sind Bestandteil der Hausübergabestationen in den einzelnen Gebäuden.

Zunehmende Bedeutung von Fernkälte- und Anergienetzen

Im Zusammenhang mit der globale Klimaerwärmung hat in der Schweiz die Anwendung von Fernkältenetzen zur Gebäudekühlung markant zugenommen – besonders während der zunehmend heissen Sommermonate. Indem den Gebäuden mittels Fernkälte die Wärme entzogen wird, sinken die Temperatur in den Gebäuden. Abhängig von der Vorlauftemperatur des Fernkältenetzes, werden die Gebäude entweder direkt oder mit zusätzlich über eine Wärmepumpe gekühltem Wasser versorgt. Bei industriellen Prozessen oder in Rechenzentren kommt diese Art der Kühlung via Fernkälte- oder Anergienetze ebenfalls zunehmend zur Anwendung. Die den Gebäuden entnommene Wärme fliesst bei all diesen Anwendungen via Rücklaufleitung zurück ins Fernkältenetz. Dort steht diese Wärme entweder für den Heizbedarf anderer Anschlüsse zur Verfügung, oder sie wird durch ein Oberflächengewässer (See, Fluss, …) rückgekühlt.

Richtlinie F2 ergänzt das bestehende Regelwerk

Der SVGW trägt der zunehmenden Bedeutung von Fernkälte- und Anergienetzen in der Schweiz Rechnung und setzt per Juli 2020 die Richtlinie F2 in Kraft. Diese fügt sich ein in das bestehende Fernwärme-Regelwerk des SVGW und ergänzt es im Bereich der leitungsgebundenen thermischen Netze. Die Abgrenzung zwischen der Richtlinie F1 für Fernwärmenetze und der nun vorliegenden Richtlinie F2 liegt bei 30 °C Vorlauftemperatur.
Fernkälte- und Anergienetze werden in der Regel so konzipiert, dass der Wärme- und Kältebedarf der angeschlossenen Energiekunden möglichst ausgeglichen werden kann. Allerdings ist dies häufig nicht ganzjährig möglich. Gerade in Zeiten mit Temperaturextremen, beispielsweise im Winter oder im Hochsommer, halten sich der Wärme- und Kältebedarf der Energiekunden häufig nicht die Waage. Ist dies der Fall, wird die fehlende resp. überschüssige Wärme mittels eines Oberflächengewässers (Seen, Flüsse, …) ausgeglichen.

Geschlossene oder offene Bauart

Bei der Nutzung von Oberflächengewässern für Fernkälte- und Anergienetze wird zwischen geschlossenen und offenen Systemen unterschieden. Bei geschlossenen Systemen wird das aus Gewässern entnommene Wasser nach der thermischen Nutzung an der gleichen Stelle in die Umgebung zurückgespiesen.
Im Gegensatz dazu durchströmt bei offenen Systemen das der Umgebung entnommene Wasser grosse Teile des Fernkälte- oder Anergienetzes direkt. Der Ort der Rückgabe befindet sich dabei oftmals weit von der Fassung entfernt.

Lange Lebensdauer von Infrastrukturbauten

Wegen den tiefen Temperaturen in Fernkälte- und Anergienetzen (< 30 °C) werden oft Materialien eingesetzt, wie sie auch in der Trinkwasserversorgung verwendet werden, also z. B. Polyethylenrohre oder duktile Gussrohre.
Fernkälte- und Anergienetze sind Infra-strukturbauten von langer Amortisations- und Lebensdauer. Entscheide, die Eigentümer und Betreiber der Netze in der Bauphase treffen, wirken sich über die ganze Lebensdauer des Netzes aus: 40, 50 oder teilweise noch mehr Jahre. Um den langfristig nachhaltigen, zuverlässigen, sicheren und rentablen Betrieb von Fernkälte- und Anergienetzen zu gewährleisten, werden in der Planungs- und Bauphase wichtige Entscheide getroffen: von der Festlegung der Netztopologie und der Betriebsparameter über die Auswahl der Werkstoffe, der eingesetzten Technologien bis hin zu Massnahmen zur Sicherstellung einer fachmännischen Ausführung. Das alles unter Einhaltung der Budget-, Termin- und Qualitätsvorgaben und unter strikter Einhaltung der nationalen und internationalen Normen.
Für Fernkälte- und Anergienetze gelten in der Schweiz die einschlägigen europäischen Normen. Zudem liegen diverse Werksvorschriften der einzelnen Versorgungsunternehmen vor, die ebenfalls zu beachten sind. Für die Besitzer und Betreiber von Fernkälte- und Anergienetzen steht im Vordergrund, dass die Installationen dauerhaft zur Verfügung stehen und qualitativ hochstehend gebaut sind. Kompromisse oder Fehler in der Bauphase führen später unweigerlich zu zeit- und kostenintensiven Reparaturen oder Sanierungsmassnahmen. Zudem werden dadurch die Verfügbarkeit und die Zuverlässigkeit der Fernkälte- und Anergienetze beeinträchtigt.
Durch breit abgestützte Fachkompetenz in den Bereichen Planung, Bau und Betrieb von Fernkälte- und Anergienetzen schafft der SVGW mit der F2 einen nationalen Mindeststandard.

Erarbeitung der Richtlinie F2

Die Richtlinie F2 wurde durch eine Arbeitsgruppe bestehend aus Vertretern verschiedener Fernkälte- und Anergienetzbetreiber sowie des Verbands Fernwärme Schweiz (VFS) und Mitarbeitern der SVGW-Geschäftsstelle erarbeitet.
Für spezifische Themen wurden weitere Spezialisten hinzugezogen. Als Basis für die Richtlinie dienten in erster Linie die europäischen und schweizerischen Normen, die internen Richtlinien der an der Erarbeitung beteiligten Fernwärmeversorgungsunternehmen sowie weitere Dokumente. Der Entwurf der Arbeitsgruppe wurde im Sommer 2019 einer breiten Vernehmlassung unterzogen. Die Vernehmlassung stiess auf grosses Interesse und resultierte in zahlreichen konstruktiven Kommentaren. Sämtliche Kommentare und Feedbacks wurden im Anschluss durch die Arbeitsgruppe bearbeitet und geprüft. Die Richtlinie F2 wurde zeitgleich auf Deutsch und auf Französisch verfasst. Damit liegen bei der Inkraftsetzung beide Sprachversionen vor.

Aufbau der Richtlinie F2

Die bewährte Richtlinienstruktur des SVGW-Regelwerks – Zielsetzung, Planung, Projektierung, Bau, Betrieb und Unterhalt – orientiert sich an den unterschiedlichen Ansprüchen des Zielpublikums. Entsprechend wurde entschieden, die Richtlinie F2 in die vier folgenden prozessorientierten Kapitel zu unter­teilen:

Teil 1: Allgemeines

Teil 1 beinhaltet allgemeine Informationen zur Richtlinie. Es wird auf die geltenden Gesetze, Normen und Richtlinien verwiesen. Zudem werden die verwendeten Begriffe und Abkürzungen definiert. Ausserdem wird auf die benötigte Personalqualifikation und Ansprüche an die Arbeitssicherheit eingegangen. Auch werden die nötige Dokumentation und die Anforderungen an industrielle Kontrollsysteme erläutert.

Teil 2: Planung und Projektierung

In Teil 2 werden alle Aspekte von Anergienetzen unter dem Blickwinkel der Planung und Projektierung abgehandelt – von der Wahl der Trasse und Komponenten über die Verlegetechniken und die Planung des Tiefbaus bis hin zur Wahl der Bauteile.

Teil 3: Bau und Prüfung

Vom Einbau der Rohrleitungen über die Prüfung von Schweissnähten bis hin zur Abnahme enthält der dritte Teil der Richtlinie wichtige Informationen, welche die Qualität der Ausführung sicherstellen.

Teil 4: Betrieb und Unterhalt

Der vierte Teil der F2 behandelt die wichtigsten Gesichtspunkte des Betriebes und des Unterhalts von Fernkälte- und Anergienetzen. Schwerpunkte sind dabei die Organisation und Betriebsführung, der Umgang mit Ressourcen sowie Betrieb, Instandhaltung, Inspektion und Wartung von Anergienetzen.

Arbeitsgruppe F2

Die Arbeitsgruppe setzte sich aus Fachleuten im Bereich Fernkälte- und Anergienetze zusammen:
Jacques Armengol, Services Industriels de Genève
Giuseppe Catalano, Industrielle Werke Basel
Detlef Huber, Industrielle Werke Basel
Corinna Hunziker, Eniwa AG
Daniela Ivanova, Energie Wasser Bern
Martin Jutzeler, Energie Wasser Bern
Roland Käser, Energie Service Biel/Bienne
Matthias Mast, Amstein + Walthert AG, VFS
Filip Strbat, Services Industriels de Lausanne
Kurt Welten, WWZ AG
Andreas Peter, SVGW
Stefan Güpfert, SVGW

Im Shop: Richtlinie für Fernkälte- und Anergienetze

Die Richtlinie F2 ist ab Juli 2020 in Deutsch und Französisch erhältlich. Sie kann in gebundener Form sowie digital als PDF im SVGW-Webshop bezogen werden.

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