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Abb.5: Deckenkühlpaneele und ein zweigeteilter Sonnenschutz sorgen für Komfort im neuen Obergeschoss.
© Julia Schmidt/Deutscher Drucker

Abb.6: Schema der Haustechnik
© Fraunhofer ISE

Energiekonzept

Heizung

Das Gebäude wird im Erdgeschoss über den Fußboden beheizt und nutzt dazu die Abwärme aus dem Drucksaal. Um den Installationsaufwand gering zu halten, versorgt der vorhandene Gaskessel die ansonsten installierten Heizkörper. An der großen Glasfassade verhindern Unterflurkonvektoren einen Kaltluftabfall.

Kühlung

Hohe interne und solare Lasten so zu managen, dass eine Kühlung ausschließlich durch natürliche Wärmesenken möglich ist, stellt eine Herausforderung dar. Dafür ist der effektive Sonnenschutz unerlässlich. Als thermische Speichermasse steht im Erdgeschoss die Betondecke zur Verfügung. Dort sind Kapillarrohrmatten eingeputzt, die tagsüber mit über Erdsonden gekühltem Wasser durchströmt werden können und so aktiv die Wärme abführen.

Beim Obergeschoss in Leichtbauweise kombinieren Deckenkühlpaneele Kapillarrohrmatten mit Latentwärmespeichermaterial (PCM). Das PCM kann durch einen Phasenwechsel einen Temperaturanstieg abfangen und entkoppelt Wärmezu- und -abfuhr zeitlich. In den Nachtstunden werden dann die Paneele durch eine aktive Kühlung über die Erdsonden thermisch wieder entladen.Die Idee war es, durch den versetzten Betrieb von Kapillarrohrmatten und Deckenkühlpaneelen das Erdwärmesondenfeld klein – und damit auch kostengünstig – zu dimensionieren. Dass die 12 Erdwärmesonden mit einer Tiefe von je 44 Metern ohne Wärmetauscher betrieben werden, steigert die energetische Effizienz und reduziert den Anlagenaufwand. Freie Nachtlüftung kühlt die Gebäudemasse und die Raumluft im Sommer effektiv. Dazu dienen Lamellenfenster unten und oben in der Fassade. Der Umbau ermöglichte es, das Gebäude für solch eine freie Durchströmung zu optimieren und den thermischen Auftrieb im Raumvolumen zu nutzen.

Lüftung

Eine mechanische Grundlüftung verbessert die Luftqualität entscheidend und kann individuell durch Fensteröffnung ergänzt werden. Diese Lüftung wird vor allem im Winter betrieben und zwar während der Betriebszeit in Abhängigkeit von der Raumund Außentemperatur. Die Zuluft wird in die einzelnen Zonen eingeblasen und die Abluft im Hochpunkt des Gebäudes zentral abgeführt. Das reduziert die Lüftungswege und den Installationsaufwand. Wärmerückgewinnung verringert die Heizlast.

Niedrigexergie nutzen

Das Energiekonzept der Druckerei setzt mit einer Fußbodenheizung, die Abwärme nutzt, sowie mit der Kühlung über Erdsonden und Nachtlüftung jeweils auf Niedrigexergie-Systeme. Thermische Exergie ist der Anteil der Energie, der Arbeit verrichten kann. Die natürlichen Ressourcen werden effizient genutzt, wenn das Exergieangebot an die Exergienachfrage angepasst ist. Hochwertige, exergiereiche Energie sollte also für hochwertige Energiedienstleistungen, wie z. B. die Stromerzeugung reserviert bleiben, während exergiearme Energieformen für das Heizen und Kühlen auf Raumtemperaturniveau eingesetzt werden können. Denn mit entsprechenden (Flächen-)Systemen, wie zum Beispiel einer Fußbodenheizung, reichen schon geringe Temperaturunterschiede zwischen dem Raum und dem Heiz- bzw. Kühlmedium zur Heizung bzw. Kühlung aus. Als Energiequelle kommen beispielsweise Abwärme oder die natürliche Kühle des Erdreichs in Frage. Eine Reduktion der Lasten, insbesondere durch Optimierung der Gebäudehülle, und der Einsatz exergetisch effizienter Energiewandlungssysteme sind entscheidend für eine exergieoptimierte Auslegung. Niedrigexergie-Systeme bilden einen Forschungsakzent (LowEx) in der Energieforschung der Bundesregierung.

 

Adressen

Bauherr/Projektadresse
E & B Engelhardt & Bauer

Energiekonzept
Fraunhofer ISE

Links

Projektpräsentation der
Forschungsinitiative EnOB

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