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Live-Labor im Firmensitz Internationales Forschungsvorhaben für gewerbliche Netto-Null-Energie-Häuser in Herten gestartet

Ab 2019 werden Netto-Null-Energie-Gebäude für alle Neubauten in der EU Pflicht sein. Daikin Europe N.V. und die Zeller/Athoka GmbH wollen schon heute wissen, wie bewährte Technologien und Materialien für Hülle und Haustechnik in einem gewerblichen Netto-Null-Energie-Haus wirtschaftlich und energieeffizient als Gesamtkonzept zusammenwirken. Dazu wurde ein internationales Forschungsvorhaben in Herten initiiert. Der neue Firmensitz der Zeller/Athoka GmbH, der von Anfang an nach dem Netto-Null-Energie-Ansatz geplant wurde, wird dabei in den kommenden 12 Monaten als Live-Labor dienen, denn die Messungen werden während der normalen Betriebs- und Geschäftszeiten durchgeführt.

Mitte Dezember 2010 wurde das „Live-Labor“ in Herten eröffnet. Mit dem Forschungsprojekt wollen Daikin Europe und Zeller/Athoka beweisen, dass das Bürogebäude der Zukunft nach dem Netto-Null-Energie-Ansatz schon heute möglich ist.

 

An dem Forschungsprojekt sind international renommierte Institute beteiligt: das französische Centre Technique des Industries Aérauliques et Thermiques (CETIAT), das Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) und die Fraunhofer UMSICHT, die TU Dortmund sowie The University of Manchester (UK).
Unterschiedliche Aspekte sollen in 27 Arbeitspaketen untersucht werden. Es geht dabei nicht nur um die Hülle und Technik, sondern auch um die Wirkung des Gebäudes auf die Umwelt und die Energienetze. Über eine zentrale Messtechnik erhalten die Institute alle relevanten Betriebsparameter. Insgesamt werden mehr als 100 verschiedene Messwerte (z.B. Energieströme, Solarstrahlung, CO2-Konzentration, Anwesenheit von Personen, Wetterdaten, Fens­teröffnung, Gerätebetriebsparameter) erfasst. Durch die einheitliche Datenbasis können auch interdisziplinäre Rückschlüsse gezogen werden. Nach der Datenerfassung soll das Projekt dann in die Optimierungsphase übergehen.

Feierliche Eröffnung (v.l.n.r.): Sven Kersten (EnergieAgentur.NRW), Achim Zeller (Athoka GmbH), Dr. Uli Paetzel (Bürgermeister der Stadt Herten), Frans Hoorelbeke (Chairman DAIKIN Europe N.V.), Thorsten Zeller (Zeller Kälte- und Klimatechnik GmbH) und Manfred Rauschen (Öko-Zentrum NRW).

Die Vision der Zeller/Athoka-Geschäftsführer Thorsten und Achim Zeller bei der Konzipierung des Objekts war die Errichtung eines modernen Bürohauses mit ambitionierter Energiebilanz, welches als Netto-Null-Energie-Gebäude die künftigen EU-Standards* erfüllt. Der Hintergrund hierfür sind die ehrgeizigen 20-20-20-Ziele der EU für das Jahr 2020: 20-prozentiger Rückgang des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen sowie 20-prozentige Nutzung von Erneuerbaren Energien. Derzeit nimmt der Energieverbrauch von Gebäuden ganze 40% des deutschen Gesamtverbrauchs ein, rund 85% davon entfallen allein auf Heizung und Warmwasser. Umso wichtiger ist die Rolle von Heizungs- und Klimaunternehmen, Produkte zur weiteren Erhöhung der Energieeffizienz von Gebäuden auf den Markt zu bringen sowie systemübergreifende Planungsansätze zu entwickeln, die das Konzept der Netto-Null-Energie-Gebäude zu geringst-möglichen Investitionskosten umsetzen. Dabei wird sich die Wärmepumpentechnik laut Daikin zum Kernelement wirtschaftlicher Lösungen entwickeln und ihre Überlegenheit gegenüber anderen Heizsystemen ausspielen. Dies werde hinsichtlich Energieeffizienz, Teillastoptimierung und Ener­gie-Last-Management sowie preiswerter Speicherung der Erneuerbaren Energien im Live-Labor in Herten schon heute sichtbar gemacht.

Wirtschaftliche Aspekte und praktische Anwendbarkeit im Blickpunkt
Durch die Auswertung der Ergebnisse der Studie will Daikin einen Beitrag zum Erreichen der EU-Klimaziele 2020 leisten, denn auch bestehende Bürobauten sollen in Zukunft von den Erkenntnissen profitieren. Im Fokus steht dabei neben dem wirtschaftlichen Aspekt auch die praktische Anwendbarkeit: Zum einen ist die gewählte Gebäudeart – eine Kombination aus Büro und Lagerhaus – ein häufig genutztes Konzept, zum anderen werden bei der energetischen Ausstattung des Komplexes nur bewährte Großserien-Technologien verwendet.

Über die zentrale Messtechnik erhalten die Institute alle relevanten Betriebs­parameter. Insgesamt werden mehr als 100 verschiedene Messwerte erfasst.

Verzahnte Technologie
Das 1335 m² große Netto-Null-Energie-Gebäude vereint etablierte Erneuerbare Ener­giesysteme wie Wärmepumpen und Solarzellen miteinander. Eine Kombination aus Luft/Wasser-Wärmepumpen für Fußbodenheizung und Warmwasser und einer flexibel reagierenden Luft/Luft-Wärmepumpe mit integrierter VRV-Technologie sorgt für die Raumklimatisierung und soll einen etwa gleich großen Beitrag an Erneuerbarer Energie liefern wie die Photovoltaik-Anlage. Ebenso Teil des energetischen Konzeptes ist die energiesparende System­ergänzung Daikin-VAM zur Lüftung und Wärmerückgewinnung. VAM ist ein Lüftungssystem speziell für Gewerbe & Gastronomie. Es fördert nicht nur Frischluft, sondern nutzt in der Betriebsart „Wärmeaustausch“ das Wärme- und Feuchtepotenzial der Abluft und gleicht damit jahreszeitliche und temperaturbedingte Unterschiede zwischen Außen- und Innenluft energiesparend aus.

Eine Kombination aus Luft/Wasser-Wärmepumpen für Fußbodenheizung und Warmwasser und einer flexibel reagierenden Luft/Luft-Wärmepumpe mit integrierter VRV-Technologie gewährleistet die Raumklimatisierung.

Gleich drei Gebäudeleitsysteme, die zum Teil untereinander verknüpft sind, steuern und protokollieren die Technik:

  • Der Bereich der Sicherheit (Einbruch, Brandmelder) hat aufgrund der Manipulierbarkeit einen eigenen Bus.
  • Beleuchtung und Jalousiesteuerung werden über einen KNX-Bus gesteuert.
  • Für die Bereiche elektrische und thermische Energie, Temperaturen, Feuchten, Komfortparameter, Wetterdaten etc. (in Summe über 100 Messwerte) wurde ein System von Hörburger installiert. Die Daten werden aggregiert und ¼-stündlich an die beteiligten Institute auf einer Internetplattform zur Verfügung gestellt.

Da sich durch die abgestimmte Dimensionierung der Gebäudehülle und die gesamten haustechnischen Anlagen ein geringer spezifischer Endenergiebedarf ergibt, kann dieser auf Jahresbasis über die eigene Photovoltaik-Anlage gedeckt werden. Ein 100 m² großes Testfeld des Daches wurde zudem mit der ZIRC-Beschichtung von Daikin lackiert, die das Sonnenlicht reflektiert und verhindern soll, dass sich das Gebäude selbst an heißen Tagen über das Dach aufheizt. Zusätzlich verbessert die reflektierte Sonne den Energiegewinn der Photovoltaik-Zellen.

Der geringe spezifische Endenergiebedarf soll übers Jahr gerechnet über die eigene Photovoltaik-Anlage gedeckt werden.

Insgesamt arbeiten bei Athoka/Zeller rund 40 Personen in dem Gebäude. Ein Teil des Gebäudes (535m²) ist Büro- und Ausstellungsfläche (u.a. für Klimageräte und Wärmepumpen), der andere Teil (800m2) ist Lagerfläche.

Achim Zeller: „Wir wollen am eigenen Objekt zeigen, dass sich nachhaltige (Gewerbe-)Bauten schon heute wirtschaftlich errichten lassen. Hierzu ist es wichtig, Gebäude und Technik optimal aufeinander abzustimmen. Zudem waren wir darauf bedacht, die Technik-Sicherheit zu maximieren. Dazu wurden ausschließlich verfügbare und bewährte Standardsysteme projektiert, die kreativ eingesetzt das Planungs- und Anwendungsrisiko minimieren.“

Optisch ansprechend, die Innenansicht des Gebäudes. Die Haustechnik hält sich dezent im Hintergrund.

Neben dem Bürogebäude in Herten plant Daikin Europe in 2011 bereits ähnliche Objekte sowohl für Mehrfamilienhäuser als auch Gewerbegebäude (Bestand- und Neubau) in Frankreich und im Jahr darauf in England und Italien. Darüber hinaus soll das Gebäude in das europaweite GreenBuilding Programm (GBP) aufgenommen werden.

Bilder: Daikin Europe

*) Politische Nomenklatur: Nahe-Null-Energie-Gebäude. Nach 2018 müssen alle neuen öffentlichen Gebäude nahe null sein und nach 2020 müssen alle neuen Gebäude nahe null sein.

www.athoka.de
www.daikin.de

 


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