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Industrie- und Verwaltungsbau Das aktuelle Bau-Fachmagazin www.bauinfomagazin.ch 5-2013 | 19. Jahrgang | CHF 9.50 | € 5.50

RE_Energiezentrale_Forsthaus_Bern

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RE_Energiezentrale_Forsthaus_Bern

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Industrie- und Verwaltungsbau

Das aktuelle Bau-Fachmagazinwww.bauinfomagazin.ch

5-2013 | 19. Jahrgang | CHF 9.50 | € 5.50

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EnErgiEzEntralE Forsthaus, BErn – das «EnErgiEschiFF» im BErnEr Wald

rund ein drittel des strombedarfs der stadt Bern wird seit Ende märz mit lokaler produktion durch die Energie-zentrale Forsthaus (EzF) abgedeckt. die gewaltige anlage am stadtrand von Bern ist über 300 meter lang, 70 me-ter breit, knapp 50 meter hoch und hat einen mächtigen kaminturm von 70 metern höhe. um den gewaltigen in-frastrukturbau zu realisieren, arbeiteten graber pulver architekten, die tragwerksplaner Walt+galmarini und die Verfahrensingenieure von tBF+parntner im auftrag von Energie Wasser Bern (ewb) eng zusammen. seit der inbetriebnahme steht die EzF als gesamtprojekt auch für die innovationskraft der schweizer ingenieure und die attraktivität der ingenieurberufe.

Zwischen der Hauptstrasse Richtung Murten und der Westtangente der A1 liegt die neue Energiezentrale Forsthaus vor Anker. Einem mächtigen Containerschiff gleich, ragt die Anlage aus den Baumkro-nen des Bremgartenwaldes. Von der Autobahn aus gesehen verbirgt sie sich hinter dichtem Mischwald. Am Tag ist nur die Silhouette des über 50 Meter hohen Gebäudes auszumachen, nachts leuchtet der noch 20 Meter höhere Kamin rot. Die Südseite des linear gehaltenen Gebäudes schimmert durch einen ausgelichteten Filter aus Einzel-bäumen hindurch.

Die Bauelemente aus Beton sind robust, abriebfest und resistent gegen mechanische Einwirkungen. Dabei übernimmt die Tragstruk-tur neben statischen auch ästhetische und raumbildende Aufgaben: Trotz seiner Wucht wirkt der Bau elegant.

Fotos© ewb (brigittemathys.ch, scharfsinn.ch, Adrian Moser)

EnErgiEzEntralE Forsthaus, BErn 43| BAU info 5-2013

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Umzug in den BremgartenwaldUrsprünglich sollte die alte Anlage am Warmbächliweg durch eine oder mehrere baugleiche Anlagen ersetzt werden. Schnell wurde je-doch klar, dass bei gleichzeitigem Betrieb der alten der Platz für neue Anlagen fehlte. Es galt also, einen anderen Standort zu finden, der die zahlreichen Anforderungen erfüllt. Um den Anschluss ans beste-hende Fernwärmenetz zu erleichtern, suchte man in der Nähe des Warmbächliwegs. Aufgrund des Anlieferverkehrs musste der neue Standort auch verkehrstechnisch gut erschlossen sein. Ausserdem musste in der Umgebung genügend Platz für künftige Ersatzbauten in 30 oder 50 Jahren vorhanden sein. Der heutige Platz im Bremgar-tenwald erwies sich als der einzig geeignete Ort, der dem Bauwerk langfristig Platz bieten kann.

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Der Bau der neuen Energiezentrale kostete rund 500 Millionen Fran-ken. Um für sie Platz zu machen, musste eine Lichtung von 58 000 Quadratmetern in den Wald geschlagen werden. Mit einer satten Mehrheit von 88 Prozent nahm das Berner Stimmvolk 2008 den Bau-vorschlag (Umzonung und Rodung) an. Heute darf man konstatieren, dass sich die Anlage trotz der Massivität und der Zweckgebundenheit ansehnlich in Landschaft und Umgebung einfügt.

Meisterleistung der IngenieureDas Konzept der Energiezentrale Forsthaus gilt in der Schweiz als einzigartig und beispielhaft: Der Komplex produziert Energie mit-hilfe einer Kehrichtverwertungsanlage, einem Holzheizkraftwerk sowie einem Gas-/Dampf-Kombikraftwerk. Mit der Inbetriebnahme der Energiezentrale Forsthaus hat Energie Wasser Bern einen wich-tigen Schritt in Richtung Energiewende getan: Dank der gesteigerten

EnErgiEzEntralE Forsthaus, BErn46 BAU info 5-2013 |

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Stromproduktion kann Energie Wasser Bern die Stromimporte redu-zieren und den Anteil regenerativer Energieträger erhöhen.

Das Herzstück der Anlage bildet die Kehrichtverbrennungsanlage. Jährlich werden darin rund 110 000 t Kehricht aus Bern und den um-liegenden Gemeinden verbrannt und der daraus entstandene Dampf an Industriekunden weiter geleitet oder verflüssigt und in das Berner

Fernwärmenetz eingespeist. Dem Energiebedarf der Bevölkerung angepasst, unterstützen das Holzheizkraft- sowie das Gas-/Dampf-Kombikraftwerk die Energieproduktion. Modernste Umwelttechnik sorgt dafür, dass die Rauchgasreinigung einmalig tiefe Abgaswerte aufweist. Die zur Verbrennung angesogene Frischluft enthält mehr Staub als das über den Kamin abgegebene gereinigte Abgas.

EnErgiEzEntralE Forsthaus, BErn48 BAU info 5-2013 |

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Planung und Bau2004 wurde ein Architekturwettbewerb mit zwölf Teams durch-geführt, um die städtebaulich und architektonisch beste Lösung für den Bau im Wald zu eruieren. Den Gewinnerentwurf für die In-frastrukturanlage lieferten die Graber Pulver Architekten mit ihrem Projekt «Sojus». Das Ergebnis ist nicht nur funktional, sondern auch ästhetisch ansprechend und bietet dem Thema Energieversorgung eine angemessene Repräsentationsplattform. Das Projekt hat als he-rausragendes Beispiel für eine gelungene interdisziplinäre Zusam-menarbeit Leuchtturmcharakter.

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Wir danken der Bauherrschaft und die Architekten für die uns erteilten Metallbau-Aufträge wie z.B. 24 Stk. Technikzentralen auf den Dächern der Kehrichtverwertungsanlage Forsthaus Bern

EnErgiEzEntralE Forsthaus, BErn 51| BAU info 5-2013

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Energie Wasser Bern

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Der Aufwand hinter dem Ergebnis war gewaltig: Um die engen Ter-minvorgaben und den Kostenrahmen einhalten zu können, war eine gut geplante Koordination der zeitweise bis zu 700 Beschäftigten unerlässlich. Die engen Platzverhältnisse auf der Baustelle in der Waldlichtung erschwerten die Arbeiten zusätzlich. Bei der Planung und Umsetzung verlangte das Grossprojekt besonderes Augenmerk auf unzählige Details. Nur durch Präzision und Genauigkeit aller Be-teiligten war die Inbetriebnahme unter Einhaltung der Kosten- und Terminvorgaben im März 2013 problemlos möglich.

EnErgiEzEntralE Forsthaus, BErn52 BAU info 5-2013 |

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die pkE Electronics ag konzipiert und realisiert im auftrag von Energie Was-ser Bern (ewb), für die Energiezentrale Forsthaus Bern, eine hybride Video-überwachungslösung mit 46 hd-kame-ras und vier Bedienplätzen.

VidEo-architEktur mit zukunFt

Im Mittelpunkt der Video-Architektur steht das von PKE entwickelte DVS (Digitales Video-System). Die flexible Video-Plattform sorgt in der Energiezentrale Forsthaus mit einem Mix aus Live-Monitoring und Aufzeichnung für ein Höchstmass an Transparenz und Sicher-heit, etwa wenn es gilt, bei Unfällen auf dem Gelände den Verursacher zu ermitteln. Ein zentrales Projektziel ist darüber hinaus die Optimierung der Abläufe im KVA-Anlageteil: zum Beispiel, indem ein Touch-gesteuerter Bedienplatz dem Kranführer einen besseren Überblick über seine Arbeit garantiert oder in-dem mit Hilfe von Übersichtskameras die Er-fassung der ankommenden und abfahrenden

Fahrzeuge erleichtert wird, um eine akkurate Abrechnung sicherzustellen.

Um diesen unterschiedlichen Einsatzberei-chen gerecht zu werden, ist jeder der vier Kamerabedienplätze individuell auf die Be-dürfnisse der Anwender zugeschnitten. Als Kameras kommen vorrangig hochauflösende IP-Kameras zum Einsatz, die teils über Licht-wellenleiter am DVS angebunden sind. In stark verschmutzten Bereichen installierte PKE analoge Spezialkameras mit besonders robustem Gehäuse, die auch in rauen Umge-bungen jederzeit einwandfrei funktionieren.

«Angesichts der extremen Umgebungsbe-dingungen und des riesigen Areals war die Installation bei der Energiezentrale Forsthaus auch für unsere erfahrenen Videoexperten in mancher Hinsicht eine neue Herausforde-rung», erklärt Danny Käppeli, Projektleiter Videoüberwachung bei PKE. «Wir sind stolz, dass uns Energie Wasser Bern bei diesem anspruchsvollen Projekt ihr Vertrauen ausge-sprochen hat – und werden das Projekt noch in diesem Frühjahr erfolgreich abschliessen.»

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Unsere Mitarbeiter empfangen Besucher, Arbeiter und Gäste freundlich und zuvor-kommend. Unbefugten (Personen und Fahrzeugen) wird kein Zutritt gewährt. Fahr-zeugkontrollen und Kontrolle der Arbeitsbe-willigungen gehören zum Tagesgeschäft. Bei Fehlen einer gültigen Arbeitsbewilligung wird der Person der Zutritt zur Baustelle verwei-gert. GSD Gayret Security AG Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sind besorgt, dass Besucher, Lieferungen oder auch Schwertransporte an die richtige Person im Hause oder auf der Baustelle angemeldet und weitergeleitet werden. Sämtliche Personen, die das Areal betreten oder verlassen werden registriert (inklusive Protokollierung). Dazu werden

spezielle Zutrittsausweise erstellt. Selbst-verständlich vermitteln wir auch Telefonate, leiten die an der Loge abgegebene Post (Ein- und Ausgänge) weiter, führen Kontrollgän-ge auf der Baustelle durch (Tag und Nacht) und erledigen für Sie die Anlagenbetreuung.Gerne bringen wir unsere Erfahrung von über als 30 000 Arbeitsstunden für Bau-stellendienste in Ihr Unternehmen ein. In Spitzenzeiten befanden sich in der KVA täg-lich gegen 700 Arbeiter gleichzeitig im Areal. Während unseres zweijährigen Einsatzes

haben wir rund 5 000 Ausweise verarbei-tet. Falls nicht vorhanden, stellt GSD Gayret Security AG die Hard- und Software inklusive Ausweise zur Verfügung, um die lückenlose Zutrittskontrolle zu gewähren. Sie haben zu-sätzliche Anforderungen an unser Personal? Womit Sie uns beauftragen, wir kümmern uns um einen geordneten Ablauf, damit Sie sich auf Ihr Kerngeschäft konzentrieren kön-nen. Rufen Sie uns an oder senden Sie Ihre Anfrage via E-Mail.

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EnErgiEzEntralE Forsthaus, BErn54 BAU info 5-2013 |

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seit Ende 2012 produziert die neue Berner anlage strom und Fernwärme aus kehricht, holz und gas. mit ihrer kombination von drei verschiedenen Energieträgern unter einem dach ist sie bisher einmalig in der schweiz. die alpiq-tochter kraftanlagen münchen gmbh (kam) war verantwortlich für planung, lieferung und montage von los 3 der Energie- und Fernwärmezen-trale sowie deren inbetriebnahme und probebetrieb.

kraFtanlagEn münchEn Bringt das hErz dEr EnErgiEzEntralE Forsthaus zum schlagEn

Der gemeinsame Einsatz von Kehricht, Holz und Gas sorgt in Bern Forsthaus für grösstmögliche Flexibilität im Betrieb. Kraft-Wärme-Kopplung ermöglicht zudem einen hohen Brennstoffnutzungsgrad. Die in der Feuerung der Kehrichtverbrennung (KVA) und des Holzheizkraftwerks (HHKW) entste-hende Wärme wird in den beiden von KAM ge-lieferten Dampfturbinen verstromt und dann als Prozessdampf und Fernwärme an die Kunden des Kraftwerksbetreibers abgege-ben. Der zusätzliche Einsatz eines Gas- und Dampfkraftwerks (GuD) stellt sicher, dass der im Winter höhere Bedarf an Fernwärme, bei gleichzeitiger Stromerzeugung, gedeckt werden kann. Das erhöht den Wirkungsgrad der Gesamtanlage, die etwa ein Drittel des in Bern benötigten Stroms produziert. Durch das ausgeklügelte Zusammenspiel ihrer drei Komponenten kann die Energiezentrale je nach Jahreszeit und Nachfrage mehr Fern-wärme oder mehr Strom abgeben.

Gut vernetzt und doppelt ausgelegtKAM verantwortete bei dem Neubauprojekt über eine Laufzeit von dreieinhalb Jahren das grösste von zehn Baulosen. Aufgabe war es, die drei Dampferzeugungsanlagen (Kehrichtkessel, Holzkessel und Gasturbi-nenabhitzekessel) so zu verbinden, dass in allen Betriebs- und Lastzuständen ein optimaler und zuverlässiger Betrieb der Gesamtanlage gewährleistet ist. Wegen ihrer Schlüsselfunktion als einziger Fern-wärmeproduzent Berns ist für den Betrieb der Energiezentrale höchste Verfügbarkeit zwingend erforderlich. Folglich mussten im Wasser-Dampf-Kreislauf und im Fernwärme-kreis Redundanzen eingebaut werden (zum Beispiel jeweils zwei Heizkondensatorlinien,

Spitzenlastkessel, Speisewasserbehälter und Fernwärmespeicher), um im Betrieb für Teilausfälle sowie Inspektionen und Revisio-nen gerüstet zu sein.

Wasser-Dampf-KreislaufDie zwei Dampfturbinen sind die Kernstü-cke der Anlage. Eine Vielzahl von Aggrega-ten sorgt dafür, dass der Hochdruckdampf aus den Erzeugern über Dampfturbinen, luftgekühlte Kondensationsanlagen (LUKO), Dampfumformstationen sowie das Kon-densat- und Speisewassersystem wieder im Kreislauf zu den Kesseln zurückgeführt wird. Eine ausgeklügelte Regelung der Ent-nahmen, Anzapfungen und Umformstatio-nen stellt dabei jederzeit die Versorgung der internen und externen Prozessdampf- und Fernwärmeverbraucher sicher. KAM instal-lierte in Forsthaus ausserdem das Neben-kühlwassersystem, die Druckluftverteilung und die Wasseraufbereitungsanlage. In die-ser wird mittels Enthärtung, Umkehrosmose und Elektrodeionisation vollentsalztes Was-ser für den Wasser-Dampf-Kreislauf erzeugt. Die Wasseraufbereitung stellt Weichwasser für diverse Verbraucher innerhalb des Kraft-werks zur Verfügung.

Strom- und FernwärmeerzeugungMit dem Dampf aus der KVA, dem Abhitze-kessel der Gasturbine und dem HHKW erzeugen zwei Entnahmekondensations-Turbinen Strom. Über die Generatoren wird die elektrische Energie an die Schaltanlage des Kraftwerks zur Deckung des Eigenbe-darfs und dann über Transformatoren an das Stromnetz abgegeben. Der nach der Entnah-me des Dampfs für Fernwärme und interne Verbraucher verbleibende Abdampf wird in

zwei LUKO bei einem Abdampfdruck von bis zu 60 mbar kondensiert. Beide sind mit schallarmen Lüftern mit 9,5 m Durchmesser ausgestattet. Die Kondensationsleistung beträgt bis zu 100 MW. Eine Besonderheit der LUKO war ihre Integration ins architek-tonische Konzept, auf dem Dach des Ener-giegebäudes, der Windwände aus Beton und der Kühler für die Nebenaggregate. In der Energiezentrale wird Fernwärme in zwei Heizkondensationslinien (zusammen bis zu 120 MW), zweistufig aus Mittel- und Nieder-druckdampf erzeugt. Über vier Netzumwälz-pumpen gibt die Energiezentrale Fernwärme mit einer Vorlauftemperatur von bis zu 180°C ans Netz ab. Der Rücklauf kommt mit 80°C ins Kraftwerk.

In der gesamten Energiezentrale wurden über 19 km Rohrleitungen, 10 000 Formstü-cke und 2 500 Armaturen mit rund 30 000 Schweissnähten verbunden. KAM setzte die Systeme während des Kraftwerkbetriebs Schritt für Schritt in Betrieb. Insgesamt wur-den 305 t Komponenten, 440 t Rohr- und 155 t Halterungsmaterial verbaut.

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Turbinenhalle mit zwei Dampfturbinen (Bild: M. Nau)

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