Optimiertes Heizsystem spart 20% Lebenszykluskosten

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Das Projekt und die Herausforderung

META Werk II ist ein Industriehallen Projekt mit großen Lagerflächen. Die Analyse konzentrierte sich gezielt auf das Heizsystem der Haupthallen — Wärmeerzeugung und Wärmeabgabe. Nebenräume blieben außen vor, damit der Fokus auf den Systemen mit dem größten wirtschaftlichen Hebel liegt.

Der Einstieg für den Kunden war denkbar einfach. Über einen Datenraum stellte META mehr als 200 Dokumente bereit. Darunter Bestandspläne, Entwurfsplanung, Schemata und Gebäudetechnik-Unterlagen, unter anderem als PDF. Dazu die Zielsetzung, was optimiert werden soll, mit klarem Fokus auf Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit. Ab diesem Punkt übernahm OPTIMUSE den gesamten Analyse- und Optimierungsprozess.

Die ursprüngliche Planung sah eine Wärmepumpe mit Deckenstrahlplatten bei 45 °C Vorlauftemperatur vor. Die Analyse deckte mehrere Schwächen auf: ein COP von nur 1,9 bei−10 °C, 39 Deckenstrahlplatten durch die niedrige Vorlauftemperatur und ein erhöhtes Kondensatrisiko in der Übergangssaison. Konkret hieß das: zu hohe Investitionskosten, unnötig hohe Energiekosten und ein risikohaftesSystem. Gefragt war eine Lösung, die Effizienz, Kostensicherheit und einfache Umsetzung verbindet

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Der datenbasierte Losungsansatz von OPTIMUSE

Aus den über 200 gelieferten Dokumenten erstellte OPTIMUSE automatisiert einen digitalen Zwilling des Heizsystems. Auf dieser Basis simulierte und optimierte eine KI-gestützte Engine drei Alternativen zum bestehenden Entwurf, jeweils mit vollständiger Lebenszykluskostenbetrachtung über 25 Jahre. So ließen sich Investitionskosten, Energiekosten und Gesamtkosten direkt gegenüberstellen.

Die KI-gestützte Analyse identifizierte drei optimierte Systemalternativen zur bestehenden Planung:

• Baseline (bestehender Entwurf): Wärmepumpe + 39 Deckenstrahlplatten bei 45 °C Vorlauf
• Variante 1: Wärmepumpe + 26 Deckenstrahlplatten bei 65 °C Vorlauf
• Variante 2: Wärmepumpe + Industriefußbodenheizung bei 45 °C Vorlauf
• Variante 3: Wärmepumpe + Lufterhitzer bei 65 °C Vorlauf

Aus diesen drei Alternativen erwies sich Variante 1 als die empfohlene Lösung. Sie setzt auf das gleiche Grundprinzip wie der bestehende Entwurf, optimiert es aber entscheidend: eine leistungsfähigere Wärmepumpe, höhere Vorlauftemperatur, bessere Wärmeverteilung — und 13 Deckenstrahlplatten weniger.

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Die Erfolgsmetriken der optimierten Lösung (Variante 1)

Ergebnis 1: 21,6 % geringere Investitionskosten (CAPEX)

Die Investitionskosten sinken von 347k € auf 272k € — eine Einsparung von 75k € bzw. 21,6 %. Nicht durch Abstriche bei der Leistung, sondern durch ein besser abgestimmtes System: weniger Komponenten, weniger Komplexität in der Planung, bessere Performance

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Ergebnis 2: 18,6 % geringere Energiekosten pro Jahr

Die jährlichen Energiekosten sinken von 41,6k € auf 33,9k € — 7,7k € weniger pro Jahr. Das bedeutet gleichzeitig einen deutlich geringeren Energieverbrauch und niedrigere CO₂-Emissionen. Der Grund: Die höhere Vorlauftemperatur von 65 °C verteilt die Wärmeeffizienter, die leistungsfähigere Wärmepumpe arbeitet wirtschaftlicher, und 26 statt 39 Deckenstrahlplatten reduzieren den Gesamtverbrauch.

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Ergebnis 3: 20 % niedrigere Lebenszykluskosten (LCC)

Über 25 Jahre sinken die Gesamtkosten von 1,59 Mio. € auf 1,27 Mio. € — eine Einsparung von über 315k € bzw. 20 %. Und das ohne PV-Einbindung.

Variante 1 ist damit nicht nur effizienter, sondern auch die resilienteste Lösung: Sie hat den geringsten Kostenanstieg im Betrieb und ist am wenigsten anfällig für steigende Energiepreise.

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Analyse und weitere Optionen

Variante 1 überzeugt nicht nur bei den Zahlen. Sie erfordert den geringsten Eingriff in die bestehende Planung, reduziert Baurisiken und lässt sich direkt in die Ausführungsplanung überführen.

Das ist der Kern: Nicht die radikalste Alternative gewinnt, sondern die Lösung mit dem besten Verhältnis aus Investitionskosten, Betriebskosten und Umsetzungssicherheit. Variante 1 ist das sicherste Investitionsszenario.

Ein Blick auf die Alternativen zeigt, warum Variante 1 die beste Wahl ist:

• Variante 2 (Industriefußbodenheizung): Hohe thermische Speichermasse, aber deutlich teurer in der Investition. Dazu ein praktisches Risiko: In Industrielagern wird regelmäßig in den Hallenboden gebohrt — für Regalsysteme, Befestigungen und Schwerlastanker. Eine Fußbodenheizung wäre dadurch dauerhaft gefährdet.
• Variante 3 (Lufterhitzer): Ein interessanter Ansatz, weil Lufterhitzer die Temperatur gleichmäßig halten und Spitzenlasten ausgleichen können. Aber der Preis dafür ist hoch: 96k € Energiekosten pro Jahr und 62 % höhere Lebenszykluskosten. Deutlich weniger effizient als Variante 1.

Zusätzlich zum Heizsystem untersuchte OPTIMUSE den Effekt einer PV-Einbindung - ein weiterer Hebel, um Betriebskosten und CO₂-Fußabdruck gleichzeitig zu senken. Das Ergebnis zeigt, dass die Kostenkurve messbar abflacht. Allerdings ist die geplante PV-Anlage für den reinen Eigenverbrauch überdimensioniert. Die Empfehlung: lokale Batteriespeicher oder eine standortübergreifende Nutzung am Campus, um das volle Potenzial auszuschöpfen.

Fazit und Ergebnis

Das Ergebnis für META Werk II: eine klare, datenbasierte Entscheidungsgrundlage für das wirtschaftlich beste Heizsystem. 21,6 % weniger Investitionskosten, 18,6 % niedrigere Energiekosten, 20 % geringere Lebenszykluskosten und das bei minimalem Eingriff in die bestehende Planung.

Der Aufwand für den Kunden: Datenraum freischalten, Ziele definieren — den Rest übernahm OPTIMUSE. Vom digitalen Zwilling über die KI-gestützte Optimierung bis zur konkreten Systemempfehlung. Wirtschaftlich optimiert und nachhaltig ausgelegt.

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