Thermoaktive Bauteilsysteme heizen und kühlen das Energon-Gebäude in Ulm.
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Wie können Gebäude gekühlt werden? - Eine Systematik
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Thermoaktive Bauteilsysteme (TABS): Kapillarrohrsysteme, Betonkerntemperierung, Fußbodentemperierung und Zweiflächen-Bauteiltemperierung. Aus der Vielzahl der unterschiedlichen TABS wird in diesem Themeninfo die wassergeführte Betonkerntemperierung (BKT) herausgestellt.
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Gegenüberstellung typischer Primärenergiekennwerte in kWh/m2a für Bürogebäude aus dem Bestand (messtechnisch ermittelte Kennwerte von Verwaltungsgebäuden), Neubauten nach heutigem Standard und Zielwerte für primärenergetisch optimierte
Bürogebäude im EnOB-Forschungsbereich »Energieoptimierter Neubau« (EnBau).
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Das höchste Bürogebäude in Nordrhein-Westfalen wird energieeffizient gekühlt – mit thermoaktiven Bauteilsystemen.
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Komplexer Bauprozess in luftiger Höhe – der Post-Tower in Bonn. Architektur: Murphy/Jahn, Chicago. Bauleitung: Heinle, Wischer und Partner
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Im Kern des zukünftigen Betons: Zwischen oberer und unterer Bewehrung fixierte Rohrleitung.
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Energiebilanz für den beheizten/gekühlten Raum mittels Betonkerntemperierung.
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Nach dem Verlegen der oberen Bewehrung über den Modulen werden die Rohrmatten fixiert. Zu erkennen sind die Abstandshalter zwischen Schalung, unterer und oberer Bewehrung sowie das Drahtgeflecht zur Ausrichtung der Rohre.
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Die Rohrleitung liegt stabil zwischen unterer und oberer Bewehrung
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Verteiler und Deckendurchführungselement: Der Verteiler wird an Stahlprofilen befestigt. Das Durchführungselement wird an die Schalung genagelt.
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Nach den Betonierarbeiten sieht man nur noch den Verteiler. Der Verteiler wird demontiert und die Rohre aus den Leerrohren durch das Deckendurchführungselement nach unten gezogen. Der Verteiler wird dann als Kühlwasserverteiler genutzt.
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Nach der Ausschalung: Das Deckendurchführungselement liegt in der fertigen Decke. Der Beton kann jetzt leicht abgeklopft und die Rohre herausgezogen werden. In diese Aussparung wird dann der Verteiler montiert.
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Integraler Planungs- und Ausführungsprozess für thermoaktive Bauteilsysteme (nach Zent-Frenger).
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Ansicht der Gebhard-Müller-Schule in Biberach. Die Berufsschule mit
einer Netto-Grundfläche von 10.650 m² wurde als Niedrigenergiegebäude konzipiert.
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Grundriss der Gebhard-Müller-Schule in Biberach. Die Berufsschule mit
einer Netto-Grundfläche von 10.650 m² wurde als Niedrigenergiegebäude konzipiert.
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Außentemperatur (AT), Vor- und Rücklauftemperatur der BKT sowie Vor- und Rücklauftemperatur des Grundwassers vor dem Kaltwasser- Wärmeübertrager [°C] für eine Woche im Juli 2005. Die BKT wird nachts mit Kälteenergie beladen. Über einen Wärmeübertrager wird der Wasserkreislauf der BKT auf eine Vorlauftemperatur von 18 bis 19°C gekühlt. Daten: Hochschule Biberach; Grafik: Fraunhofer ISE, Freiburg.
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Energiekonzept.
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Nach dem Verlegen der Bewehrung und der Rohrmatten gehen die Betonierarbeiten zügig voran. Foto: Heinle, Wischer und Partner (Bauleitung Post-Tower).
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Vor -und Rücklauftemperaturen in den Erdsonden sowie Erdtemperaturen in den Tiefen 1, 3, 10, 50 und 100 m über den Jahreslauf 2004 und 2005 (Gebäude Energon, Ulm).
Daten: Steinbeis-Transferzentrum Energietechnik, Ulm
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Erdwärmesonden in der Realisierung (Gebäude BOB Aachen).
© Fachhochschule Köln und VIKA Ingenieur GmbH
Erdwärmesonden in der Realisierung (Gebäude BOB Aachen).
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Nasskühlturm im Fraunhofer SOBIC (im Solar Info Center Freiburg, links)...
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...und Brunnenkopf des Saugbrunnens (im Fußpunkt eines Steigschachtes im Gebäude der GMS Biberach, rechts).
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Die Effizienz (Coefficient of Performance, COP) eines kleinen Nasskühlturms am Fraunhofer SOBIC im Solar Info Center (SIC) in Freiburg steigt mit sinkender Außenlufttemperatur. Betrieben wird der Kühlturm von 22 bis 6 Uhr. Der COP ist definiert als das Verhältnis aus Kälteleistung und dafür benötigter Strombedarf.
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Bürogebäude Energon in Ulm – mit knapp 7.000 m² Nettogrundfläche das weltweit größte Bürogebäude nach Passivhauskonzept (2006). Die Betonkerntemperierung sorgt zusammen mit einer umfassenden Wärmedämmung, mechanischer Be- und Entlüftung sowie beweglichem Sonnenschutz für komfortable Arbeitsbedingungen. Architektur: oehler faigle archkom (Bretten), Energiekonzept: ebök Ingenieurbüro (Tübingen), Monitoring: Steinbeis-Transferzentrum Energietechnik, Fachhochschule Ulm.
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Energiekonzept
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Der Grundriss des Regelgeschosses im Energon Gebäude.
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Dynamik in der thermisch aktivierten Decke. Oben Heizen und unten Kühlen. Daten: Steinbeis-TransferzentrumEnergietechnik, Ulm
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Oben: Heiz- und Kühlarbeit der Erdwärmesonden der Jahre 2004 und 2005 (Ablesewerte, bezogen auf die beheizte Nettogrundfläche von 6.911 m²) sowie mittlere monatliche Außen- und Raumlufttemperaturen. Hinweis: Für 9/2004 liegen keine vollständige Messdaten vor. Unten: Jahresheiz- und Jahreskühlarbeit der Erdwärmesonden. Daten: Steinbeis-Transferzentrum Energietechnik, Ulm
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Hoher thermischer und visueller Komfort lässt sich auch mit einer reduzierten, schlanken Gebäudetechnik erreichen. Gebäude Energon in Ulm.
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Thermischer Komfort exemplarisch für die Gebäude Energon Ulm (grün) und BOB Aachen (gelb): Dargestellt ist die gemessene mittlere Raumtemperatur der Büros während der Anwesenheitszeit der Nutzer (8:00 bis 18:00) in Abhängigkeit des gleitenden Mittels der Außentemperatur (Richtlinie ISSO 74). Gemäß den Behaglichkeitskriterien sind 65% der Nutzer immer mit der Raumtemperatur zufrieden (Nutzerzufriedenheit: 90% (schwarze Linie), 80% (dunkelgraue Linie), 65% (hellgraue Linie). Alle Daten für das Jahr 2005. Daten: Steinbeis-Transferzentrum Energietechnik, Ulm.
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BOB Balanced Office Building in Aachen mit einer Nettogrundfläche von 2.151 m². Architektur: Hahn Helten Architekten (Aachen), Energiekonzept: VIKA Ingenieur GmbH (Aachen), Monitoring: Fachhochschule Köln.
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Grundriss 2. OG: Zu sehen sind die außen liegenden Büros, Besprechungsräume und die Kernzone. Markiert sind die Räume für die Haustechnik.
© Hahn Helten Architekten
Blick auf eine Geschossdecke mit den BKT-Rohrregistern in der Bewehrung und den weißen Lüftungsrohren.
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Messtechnisch erfasste Endenergie- und Primärenergieverbrauchskennwerte für das Jahr 2005. Der Primärenergiefaktor für Netzstrom beträgt 3,0 kWhpri/kWhend (Quelle: DIN 4701-10:2003-08). Die Darstellung des Energieverbrauchs umfasst Lüftung, Beleuchtung, Sonstiges (Aufzug, Warmwasser) sowie die Erzeugung und Verteilung von Wärme und Kälte bis einschließlich der Hauptverteilerpumpe. Neben der Beleuchtung weist der Hilfsenergieeinsatz für die Gebäudebeheizung und -kühlung den größten Anteil am gesamten Endenergie- und Primärenergieverbrauch auf: Der anteilige Energiebedarf von Pumpen im Primär- und Sekundärkreis beträgt 23,6 kWh/m²a bzw. 29% des gesamten Primärenergieverbrauchs (2005). Daten: FH Köln
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Energiekonzept
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