Digitale Heizungsoptimierung in drei kommunalen Schulgebäuden
Zusammen mit dem Forschungsprojekt SUITED der TU Dortmund hat die Gemeinde Holzwickede in NRW sensorbasierte Monitoring- und Regelungssysteme entwickeln und unter realen Bedingungen in kommunalen Bestandsgebäuden erprobt. Bereits 2025 konnten erste Ergebnisse ausgewertet und deutliche Energieeinsparungen nachgewiesen werden.
- Kommunale Schulgebäude: Ausgangszustand vor der Energieoptimierung
- Maßnahmen zur Heizungsoptimierung im Überblick
- Herausforderungen: Manipulierbare Heizungsventile und Sensorikschutz
- Ergebnisse des Projekts: Energieeinsparungen und neue Datengrundlagen
- Blick in die Zukunft: Erweiterung auf sommerlichen Wärmeschutz
Vom Forschungsprojekt zur Anwendung
Ziel des Forschungsprojekts SUITED an der Professur Sensorik der Technischen Universität Dortmund unter der Leitung von Prof. Palzer war es, sensorbasierte Monitoring- und Regelungssysteme nicht nur theoretisch zu entwickeln, sondern unter realen Bedingungen in kommunalen Bestandsgebäuden zu erproben. Mit der Gemeinde Holzwickede als Praxispartner startete das Projekt 2023 in die Umsetzung.
Im Winter 2023 wurden zunächst zentrale Raumparameter wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und CO₂ systematisch erfasst. Ab 2024 ergänzten digitale Heizkörperthermostate das System. Bereits 2025 konnten erste Ergebnisse ausgewertet und deutliche Energieeinsparungen nachgewiesen werden.
Projektstart: April 2023
Projektursprung: & Partner: Forschungsprojekt „SUITED – Senkung des Wärmeverbrauchs an öffentlichen Schulen durch intelligente Digitalisierung” der TU Dortmund in Kooperation mit der Gemeinde Holzwickede (NRW) initiiert
Gebäudetyp: Öffentliche Schulgebäude (Bestand)
Clara-Schumann-Gymnasium, Baujahr 1995, ca. 4.780 m², 65 Räume
Josef-Reding-Schule, Baujahr 1967, ca. 3.815 m², 59 Räume
Aloysiusschule, Baujahr 1927, ca. 1.228 m², 10 Räume
Maßnahmen & Lösungen: Flächendeckendes Raumklima-Monitoring (CO₂, Temperatur, Luftfeuchtigkeit), Sensorknoten mit Gateway-Funktion, digitale vernetzte Heizkörperthermostate, zentrale Auswertung über Dashboard und API, automatische Nacht-, Wochenend- und Ferienabsenkung.
Einsparungen: zwischen 3 und 7 %, rund 15.000 € pro Jahr für die am Projekt beteiligten Schulen
Kommunale Schulgebäude: Ausgangszustand vor der Energieoptimierung
Die Gemeinde Holzwickede (NRW) beteiligte sich am Forschungsprojekt SUITED – Senkung des Wärmeverbrauchs an öffentlichen Schulen durch intelligente Digitalisierung mit drei sehr unterschiedlichen Schulgebäuden. Ziel war es, digitale Gebäudeüberwachung und Heizungsoptimierung unter realen Bedingungen in kommunalen Bestandsgebäuden zu testen
Alle drei Schulen werden über Gasheizungen mit außentemperaturgeführter Vorlauftemperaturregelung versorgt. Die Wärmeverteilung erfolgt über Heizkörper mit überwiegend manuellen Thermostaten, teilweise ergänzt durch sogenannte Behördenthermostate mit fixierter Solltemperatur. Wie bei vielen kommunalen Bestandsgebäuden zeigte sich auch hier ein erheblicher energetischer Optimierungsbedarf: Unterschiedliche Baualtersklassen, variierende Gebäudehüllen sowie eine teils veraltete Heizungsinfrastruktur führten zu ineffizienten Betriebszuständen. Gleichzeitig fehlten belastbare Daten zur tatsächlichen Raumnutzung, zur Luftqualität und zu nutzungsabhängigen Temperaturverläufen – eine zentrale Voraussetzung für eine nachhaltige Energieoptimierung in öffentlichen Gebäuden.
Die Zusammenarbeit war von Beginn an partnerschaftlich organisiert: Während die TU Dortmund Konzeption, technische Entwicklung und wissenschaftliche Auswertung verantwortete, unterstützte die Kommune die Auswahl geeigneter Gebäude, die Abstimmung mit den Schulen sowie die praktische Umsetzung vor Ort.
Maßnahmen zur Heizungsoptimierung im Überblick
Im Forschungsprojekt SUITED wurde ein sensorbasiertes Monitoring- und Regelungssystem entwickelt und in allen drei Schulgebäuden installiert. Ziel war es, reale Gebäudedaten kontinuierlich zu erfassen und darauf aufbauend den Heizbetrieb intelligent und betriebsgerecht zu optimieren.
Vorteile der eingesetzten Technik
Der Einsatz von Sensorknoten und digitalen Heizkörperthermostaten bietet mehrere Vorteile:
- Datengestütze Entscheidungen
- Geringer Eingriff in die Bestandsgebäude
- Hohe Übertragbarkeit
- Mehrwerte über die Heizungsregelung hinaus
Herausforderungen: Manipulierbare Heizungsventile und Sensorikschutz
In der Anfangsphase kam es in den offenen Bereichen wie Schülercafé oder Fluren vereinzelt zu Störungen: Noch bevor das System vollständig lief wurden Thermostatköpfe manipuliert und demontiert, um kurzfristig höhere Raumtemperaturen zu generieren. Der Schutz der eingesetzten Messtechnik ist ein zentraler Aspekt bei der Umsetzung digitaler Gebäudetechnik in Bildungseinrichtungen. Da die Sensorik bewusst in öffentlich genutzten Bereichen installiert wurde, waren zusätzliche technische Maßnahmen erforderlich, um Diebstahl und Beschädigungen – etwa durch den Einsatz von Metallkomponenten anstelle von Kunststoff.
Bei der konventionellen Heizungssteuerung zeigte sich eine Schwachstelle frei zugänglicher Bereiche: Heizkörperventile, die eigentlich auf feste Solltemperaturen eingestellt sind – insbesondere in Fluren, konnten mechanisch beeinflusst werden. Durch wiederholtes oder starkes Verbiegen der Ventile ließ sich die Wärmeabgabe deutlich erhöhen. Diese technische Manipulierbarkeit führte in der Praxis zu einer ineffizienten Heizungsnutzung.
Ergebnisse des Projekts: Energieeinsparungen und neue Datengrundlagen
Bereits in der Projektlaufzeit konnten witterungsbereinigt Energieeinsparungen von rund 3 bis 7 Prozent werden, entsprechend in der Aloysiusschule und in dem Schulcampus. Für die beteiligten Schulen bedeutet dies jährliche Kosteneinsparungen von rund 15.000 Euro. Mit einem weiter stabilisierten Systembetrieb und zusätzlichen Optimierungen wird für die kommenden Heizperioden weiteres Einsparpotenzial erwartet.
Das Projekt SUITED zeigt, wie die digitale Gebäudetechnik als Einstieg in die strategische Weiterentwicklung des kommunalen Gebäudebestands genutzt werden kann – von der kurzfristigen Betriebsoptimierung bis hin zur langfristigen Sanierungsplanung. Die gewonnen Daten schaffen eine Grundlage, um Sanierungspakete und Fahrpläne datenbasiert zu erstellen und somit mittel- bis langfristig sukzessive Maßnahmen durchzuführen.
Darüber hinaus dient das Projekt als Impulsgeber für Folgeprojekte: Ziel ist es, weitere Kommunen zu motivieren, digitale Lösungen für ihre Liegenschaften einzusetzen. Überzeugend ist dabei vor allem der klare Zahlenbeleg: Die Erfahrungen aus SUITED zeigen, dass intelligente Heizungssteuerung in öffentlichen Gebäuden funktioniert und erhebliche finanzielle Einsparungen ermöglicht.
Blick in die Zukunft: Erweiterung auf sommerlichen Wärmeschutz
Aktuell arbeitet die TU Dortmund an der Beantragung neuer Projekte und kooperiert dabei erneut mit der Gemeinde Holzwickede. Das Vorhaben befindet sich derzeit in der Projektskizzenphase, in der der sommerliche Wärmeschutz zentrales Thema ist. Die bereits vorhandenen und erhobenen Daten bieten eine Grundlage, um zu analysieren, wie sich einzelne Räume zu bestimmten Zeiten aufheizen und welche Maßnahmen eine spürbare Wirkung erzielen.
Angesichts zunehmend hoher Temperaturen gewinnt dieses Thema immer mehr an Bedeutung. Zusätzlich liefern die vorhandenen CO₂- und Luftfeuchtigkeitsdaten wertvolle Rückschlüsse auf Raumnutzung und Lüftungsverhalten. So können beispielsweise Schwachstellen wie undichte oder nicht korrekt geschlossene Fenster identifiziert werden. Die geplante Plattform soll diese Daten zentral bündeln und für verschiedene anwendungsorientierte Auswertungen nutzbar machen.
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