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Projektinfos  – Energieforschung konkret

Kurzcharakteristik lesen

Der Neubau Z3 auf dem Züblin-Campus in Stuttgart-Möhringen hat das Gold-Zertifikat der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) erhalten
© Ed. Züblin AG/Tom Philippi
Abwärme nutzen
Projektinfo 06/2017

Technikkonzept Heizung, Lüftung und Kälte
© Ed. Züblin AG/Klett Ingenieur GmbH

Grundriss des 3. Obergeschosses: In der Innenzone (rot) befinden sich das Treppenhaus, die Flure, Besprechungsräume, Kopierräume, EDV-Räume, Teeküchen und WCs.
© zafh.net/MHM Ziviltechniker GmbH
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Server heizen Bürogebäude

An den Erweiterungsbau seiner Zentrale stellte der Baukonzern Züblin hohe Ansprüche: baulich, energetisch und in Bezug auf die Nachhaltigkeit. Im Betrieb wird der errechnete Energiebedarf für Heizung und Kühlung unterschritten. Das im Haus befindliche Hochleistungsrechenzentrum liefert ausreichend Wärme für die Beheizung. Der gute thermische Komfort führt zu einer hohen Zufriedenheit bei den Nutzern. Den Großteil der Energie – deutlich mehr als geplant – benötigt das Kunstlicht.

Das höchste Zertifikat der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) zu erreichen, war von vornherein ein zentrales Anliegen der Ed. Züblin AG an ihren Neubau Z3 in Stuttgart. Das Gebäude sollte ein hochwertiges Arbeitsumfeld für etwa 250 Mitarbeiter schaffen und möglichst energieeffizient und innovativ ausgestattet werden. Damit dient es einerseits als Aushängeschild und andererseits als Prototyp. Denn das Unternehmen entwickelt und realisiert viele solcher Großprojekte im In- und Ausland. Die Erfahrungen aus dem Forschungsvorhaben lassen sich also in Beratung und Planung nutzen. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie finanzierte ein wissenschaftliches Monitoring mit der dafür notwendigen zusätzlichen Messtechnik, fundierte Nutzerbefragungen sowie anteilig verschiedene innovative Komponenten.

Ein Architektenwettbewerb sicherte die gestalterische Qualität und die städtebauliche Anbindung an die beiden bestehenden Firmengebäude. Realisiert wurde der fünfgeschossige Stahlbeton-Skelettbau innerhalb von 15 Monaten. Die Arbeitsplätze sind entlang der Fassaden des kompakten Grundrisses angeordnet. Glaswände trennen die Büroräume vom Flur, damit die tiefer im Gebäude liegenden Bereiche auch Tageslicht erhalten. Die Außenwände bestehen aus im Werk vorgefertigten Elementen in Holzrahmenbauweise, die inklusive Fenster, Sonnenschutz und Blechverkleidung modulweise auf die Baustelle transportiert und dort montiert wurden. Vor- und zurückspringende Lisenen aus unbehandeltem Lärchenholz gliedern die Fassade vertikal und tragen zur Verschattung bei. Ein außenliegender Lamellenraffstore dient als Sonnenschutz. Mit einem mittleren U-Wert von 0,4 W/m2K inklusive Fenster erfüllt die Fassade Passivhausanforderungen. Eine Photovoltaik-Anlage auf dem Gründach verbessert die Energiebilanz.

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Zwei Kältemaschinen für das Rechenzentrum

Das Rechenzentrum hat einen Kältebedarf von etwa 200 MWh. Bei niedrigen Außentemperaturen lässt sich dafür überwiegend die Freikühlung nutzen, bei höheren Außentemperaturen übernehmen die Kühlung vermehrt die beiden Kältemaschinen. Ein Aggregat ist auf Wärmepumpenbetrieb ausgelegt, das andere auf Kältebetrieb. In den Wintermonaten deckt die Wärmepumpe den Kältebedarf des Rechenzentrums und heizt gleichzeitig das Gebäude; dann ist der Betrieb am effizientesten. In den Sommermonaten arbeiten beide Kältemaschinen im Verbund.

Der Wärmebedarf des Gebäudes ist aufgrund der hochwertig gedämmten Gebäudehülle gering und lässt sich aus der Abwärme des Rechenzentrums nahezu vollständig decken. Als Backup für die Wärmeversorgung dient das Blockheizkraftwerk des Nachbargebäudes, auf das ansonsten hauptsächlich für die Trinkwassererwärmung zurückgegriffen wird. Sowohl die Beheizung als auch die aktive Kühlung der Büroräume erfolgen primär über auf die Decken eingeputzte Kapillarrohrmatten. Diese reagieren aufgrund ihrer geringen thermischen Speicherkapazität verhältnismäßig flink und sind deshalb in die Einzelraumregelung integriert.

Frischluft und Licht nach Bedarf geregelt

Die Lüftung des Gebäudes basiert auf einem Hybridkonzept. Bei Außentemperaturen nahe der Raumtemperatur ist die Lüftungsanlage im Bürobereich abgeschaltet, die Räume sollen dann manuell über die Fenster belüftet werden. Bei höheren Differenzen zwischen Außen- und Raumtemperatur wird der Bürobereich zeitgesteuert maschinell belüftet. Die Lüftungsanlage verfügt über eine hocheffiziente Wärme- und Kälterückgewinnung sowie über die Möglichkeit der adiabaten Abluftbefeuchtung zur passiven Kühlung. Die Räume im Innenbereich und im Untergeschoss sind ausschließ lich maschinell belüftet. In Besprechungsräumen steuern  das CO2-Sensoren. Ein Erdreichwärmeübertrager sowie die Möglichkeit der freien nächtlichen Kühlung über die Lüftungsanlage erhöhen die Energieeffizienz des Systems.

Sonnenschutz, Beleuchtung sowie Raumtemperatur sind präsenzgesteuert und lassen sich per Raumbediengerät individuell einstellen. Detaillierte Informationen zu den betriebstechnischen Parametern seines Raums kann jeder Nutzer über ein Web-Interface einsehen. Es informiert beispielsweise über den aktuellen Betriebszustand der Lüftungsanlage mit entsprechendem Hinweis zur manuellen Fensterlüftung.

In den Büroräumen sind ausschließlich Steharbeitsplatzleuchten mit direktem und indirektem Lichtanteil eingesetzt, die das Licht abhängig von Anwesenheit und Umgebungshelligkeit automatisch regeln. Wenn das Büro nicht besetzt ist, schalten Präsenzmelder die Steckdosen, an die die Stehleuchten angeschlossen sind, stromlos. Das vermeidet Stand-by-Verbräuche. Die Beleuchtung der Flure und Nebenräume erfolgt ebenfalls präsenzabhängig und helligkeitsgeregelt.

Projektinfo 06/2017:
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Merkzettel

Adressen

Projektleitung Bau
Ed. Züblin AG

Projektleitung Monitoring
HFT Stuttgart, zafh.net

Nutzerbefragung
Fraunhofer IBP

Energetische Bewertung der Kälteversorgung
Hochschule Biberach, IGE

BINE-Projektinfo 06/2017
(PDF, 4 Seiten, 334 kB)

Links

Abschlussbericht des Forschungsprojekts
Als PDF-Download bei der TIB Hannover

www.renewit-project.eu
Forschungsprojekt RenewIT

www.tempro.uni-oldenburg.de
Forschungsprojekt TEMPRO

www.green-it-wegweiser.de
Informationen des BMWi zum Thema Green-IT

Bürogebäude als Labor für nachhaltiges Bauen
Projektvorstellung bei der Forschungsinitiative ENERGIEWENDEBAUEN

ENERGIEWENDEBAUEN
Projekte, Berichte, Nachrichten
und Analysen aus der Forschungsinitiative ENERGIEWENDEBAUEN

BINE-Fachbücher

Performance von Gebäuden
Zur Messung und Bewertung der »Performance« von Gebäuden sind eindeutige Methoden hilfreich – dies gilt sowohl für die Planungs- als auch für die Nutzungsphase. Das Buch »Performance von Gebäuden« erläutert die Grundlagen und Methoden einer fundierten Messung und Bewertung der Gebäudeperformance.

Nutzerzufriedenheit in Bürogebäuden
Die Nutzerzufriedenheit an Arbeitsplätzen wird bei der Bewertung von Bürogebäuden immer wichtiger. Das Buch diskutiert verschiedene Aspekte wie thermische, visuelle und auditive Faktoren sowie den Einfluss von Luftqualität und Raumgestaltung.

Forschungsförderung

Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesem Projekt.