Frisch erwärmt bis in die letzte Etage

Der Gebäudekomplex des im September 2016 eingeweihten Osterwalder Towers im Norden von Zürich gliedert sich in ein Hochhaus mit 51 Wohneinheiten und einen Gebäudeteil mit Büros und Gewerbeflächen. Beheizt wird das Gebäude ausschließlich mit Erneuerbaren Energien durch Geothermie, unterstützt von einer Holzpelletheizung. Für die hochwertig ausgestatteten Wohnungen und für die Gewerbebereiche wurde eine bedarfsgerechte und hygienische Warmwasserversorgung konzipiert. In der Technikzentrale des nach Schweizer Minergiestandard errichteten Neubaus übernehmen Frischwarmwasserstationen die zentrale Trinkwassererwärmung im Durchflussprinzip.

Mit dem 50 m hohen Osterwalder Tower erhielt der Züricher Stadtteil Oerlikon ein neues, modernes Wahrzeichen. Der Neubau gliedert sich auf rund 4000 m² Grundstücksfläche in einen viergeschossigen Bürotrakt und einen Wohnturm mit 14 Etagen. Der Turm bietet 51 lichtdurchflutete Wohnungen; im Bürotrakt verteilen sich über vier Geschosse rund 2800 m² moderne Büro- und Gewerbeflächen. Bauherr und Namensgeber des Wohn-, Büro- und Gewerbegebäudes ist die Osterwalder Immobilien Zürich AG, eine Unternehmung der Osterwalder Zürich Holding. Mit dem Neubau sollten auch die Firmen der Holding unter einem gemeinsamen Dach zusammengeführt werden. Zu diesen Unternehmen zählt auch die Taconova Group AG, die beim Bau des Osterwalder Towers als Hersteller und Lieferant von intelligenten Gebäudetechnik-Lösungen maßgeblich beteiligt war.

Regeneratives Energiekonzept
Im Osterwalder Tower wohnen und arbeiten rund 300 Menschen. Eine der Planungsaufgaben für die Bürotrakte und für die hochwertig ausgestatteten Wohnungen mit moderner Sanitärtechnik war, eine bedarfsgerechte und hygienische Warmwasserversorgung zu konzipieren. Bei Gebäuden dieser Größenordnung ist entweder ein großes Speichervolumen oder eine hohe Durchfluss-Dauerleistung nötig, um die benötigten Mengen an erwärmtem Trinkwasser bereitzustellen. Für die Planung der Warmwasserversorgung ergaben sich damit folgende Aufgabenstellungen:

• hygienische Trinkwassererwärmung für 50 Wohneinheiten,
• bedarfsgerechte Warmwasserversorgung auch bei höherer Gleichzeitigkeit,
• effiziente Nutzung der eingesetzten Wärmeenergie.

Die Wärmeenergie für das gesamte Gebäude wird von einem geothermischen Wärmepumpensystem bereitgestellt. Mit dem Wärmeentzug über 18 Erdwärmesonden und 32 Energiebohrpfähle werden bis zu 350 kW Heizleistung erzielt. Die Büros in dem viergeschossigen Gewerbe-Gebäudeteil werden über Deckenheiz- und -kühlelemente beheizt und temperiert. Durch den Kühlbetrieb im Sommer wird der Untergrund wieder regeneriert, indem die über die Deckenkühlelemente abgeführte Wärme in den Untergrund geleitet wird. Zur Spitzenlastabdeckung unterstützt ein 50 kW-Pelletheizkessel den Heizbetrieb.

Speicher ja – aber nur für die Heizenergie
Die Trinkwassererwärmung erfolgt im Durchflussprinzip über zentrale Frischwarmwasserstationen. Die dazu benötig­te Heizwärme wird von zwei Pufferspeichern mit 6000 l Gesamt-Speichervolumen bereitgestellt. Der Heizwasserinhalt der Pufferspeicher wird durch den Pelletheizkessel aufgeheizt, sodass für die Trinkwassererwärmung eine Vorlauftemperatur bis zu 80 °C zur Verfügung steht.
„Mit dem Einsatz von Frischwarmwasserstationen kann die benötigte Wärme­energie in einem Heizungs-Pufferspeicher vorgehalten werden, um damit das Trinkwasser erst unmittelbar bei der Entnahme zu erwärmen. Mit einer konventionellen Speicherung von erwärmtem Trinkwasser verbinden sich dagegen hygienische Anforderungen und ein hoher Energieaufwand für die Bereitstellung der Warmwassermenge“, erläutert René Freudrich, Head Product Management bei der Taconova Group AG, deren Mitarbeiter im Osterwalder Tower eine der Büroetagen nutzen.

Leistungsstarke Frischwarm­wassertechnik für 51 Wohnungen
Für den Osterwalder Tower konnte Frischwarmwassertechnik eingesetzt werden, weil diese inzwischen auch in Leis­tungsgrößen für größere Gebäude zur Verfügung steht. Insgesamt liefern vier Frischwarmwasserstationen vom Typ „TacoTherm Fresh Exa“ die nötige Warmwasser-Dauerleistung. Damit auch bei kleinen Zapfmengen die Entnahmetemperatur konstant bleibt, arbeiten die Stationen mit zwei verschiedenen Primärkreispumpen, sodass über den gesamten möglichen Zapfmengenbereich von 1 bis 125 l/min eine hohe Temperaturgenauigkeit gewährleistet ist.
Um die Sanitärobjekte und Entnahmestellen in den oberen Etagen mit dem gleichen Fließdruck versorgen zu können, wurde die Trinkwasserinstallation in zwei verschiedene Druckzonen unterteilt. Den Frischwarmwasserstationen zur Versorgung der oberen Etagen ist eine Druck­erhöhungsanlage vorgeschaltet.

Hydraulik und Zirkulationsanbindung bei zentraler Frischwarmwasserstation
Der Aufbau der Verteilung für eine zentrale Trinkwassererwärmung mittels Frischwarmwassertechnik entspricht im Wesentlichen dem der Speicher-Trinkwassererwärmung. Das erwärmte Trinkwasser fließt über Verteilleitungen zu den jeweiligen Entnahmestellen in den Wohnungen. Die Frischwarmwassertechnik erfüllt zugleich die strengen Anforderungen an die Trinkwasserhygiene, weil die zur Trinkwassererwärmung benötig­te Wärme in einem Pufferspeichersys­tem vorgehalten wird.
Bei der Inbetriebnahme der Frischwarmwasserstation wird die gewünschte Warmwasser-Austrittstemperatur über den in der Station integrierten Controller eingestellt. Abhängig von der Zapfmenge regelt der Controller auf der Primärseite über drehzahlgeregelte Hocheffizienzpumpen den Heizwasser-Volumenstrom, der aus dem Pufferspeicher durch den Plattenwärmetauscher geführt wird. Am Eintritt des Zirkulationsrücklaufs zur Station kontrolliert ein Temperaturfühler die Zirkulationstemperatur. Eine Abweichung der Zirkulationstemperatur vom eingestellten Sollwert wird über den variablen Volumenstrom der internen Zirkulationspumpe ausgeregelt. Über das Reglermenü des Controllers kann für die Zirkulation wahlweise eine Temperaturdifferenz (z. B. 5 K), ein absoluter Temperaturwert (z. B. 55 °C) sowie ein zeitabhängiger Betrieb eingestellt werden. Durch die Einstellvarianten lässt sich die Zirkulation je nach Anlagenkonstellation und Nutzung entsprechend der hygienischen Anforderungen betreiben.

Bedarfsgerechte Trinkwassererwärmung
Der Bauherr sieht die bedarfsgerechte und hygienische Trinkwassererwärmung im Zusammenhang mit dem regenerativen Energiekonzept als zukunftsweisende Systemlösung. „Die Haustechnik im Osterwalder-Tower entspricht insgesamt dem neuesten Stand“, berichtete Projektleiter Michael Doswald, anlässlich der feierlichen Einweihung im September 2016, über die Ausführung der Technischen Gebäudeausrüstung in dem nach Schweizer Minergie-Standard errichteten Neubau.

Bilder: Taconova
www.taconova.de