Haus als Kraftwerk
BGF: 41.600 m²
Ort: Wien
Jahr: 2011

Kategorie                                 Bürobau
Bauherr Hochtief Gmbh
Ort Wien
Jahr 2011
BGF 41.600 m2

PROJEKTBESCHREIBUNG


ENERGIE- UND TGA-KONZEPT

KÜHLUNG / HEIZUNG

Abhängig von der Wahl der Kälteerzeugung, ergibt sich unter Berücksichtigung der Nachhaltigkeit auch die Art der Wärmeerzeugung. Am Standort Nordbahnstraße entwickelt sich ein neues Stadtbebauungsgebiet, aufgrund dessen ist die Annahme, dass es in Zukunft dort auch eine District-Cooling- Einheit (Fernkälte) geben wird, berechtigt. Unter der Annahme dass die Kälteerzeugung nicht auf Basis einer konventionellen Erzeugung basiert, stellt die Fernkälte eine ökologische Art der Kälteerzeugung dar.

Bei Wahl einer möglichen Fernkälteanbindung macht es auch Sinn die Wärmequelle der Fernwärme für die Temperierung zu nutzen. Vorteil ist die zentrale Erzeugung, dadurch können HT-Flächen im Gebäude entfallen, niedrige Investitionskosten und dass für die Verteilung im Gebäude nahezu jedes System gewählt werden kann. Nachteil stellen die höheren Betriebskosten der Fernwärme und Fernkälte dar.

Dem gegenüber steht eine mehr oder weniger autarke Wärme- bzw. Kälteerzeugung über das Erdreich. Unter der Annahme dass auf diesem Standort Grundwasser für Kühl- und Heizzwecke zur Verfügung steht, ist die Kombination aus einer Wärmepumpe (Winter) und einem Free-Cooling Wärmetauscher (Sommer) ökologisch und nachhaltig. Um dieses Systeme besonders nachhaltig zu betreiben ist es wichtig im Winter die Vorlauftemperatur möglichst niedrig zu halten (25-30°C) und im Sommer die Vorlauftemperatur möglichst hoch zu halten (19-22°C). Bei einem solchen Temperaturniveau stellt die Bauteilaktivierung (Temperierung des Gebäudemasse – vorwiegend der Geschossdecke) das einzig sinnvolle Verteilsystem dar. Die Wärmepumpe ist im Winter in der Lage auch höhere Temperaturen für Heizungszwecke zu erzeugen, jedoch minimiert sich dadurch der Leistungskoeffizient der Wärmepumpe. Im Sommer ist die Kühltemperatur primär von der Temperatur des Grundwassers abhängig, daher ist keine niedrigere Temperatur als jene des Grundwassers für die Kühlung möglich. Sind aufgrund des Verteilsystem und/oder der sommerlichen Überhitzung niedrigere Temperaturen notwendig, so kann auch eine reversible Wärmepumpe gewählt werden. Diese Wärmepumpe kann über den Tausch der Verdampfungs- und Kondensationsfl ächen die Arbeit einer Kältemaschine übernehmen. Vorteil von diesem System liegt an der ökologisch und ökonomisch nachhaltigen Ausrichtung. Die Kombination einer solchen Kühlung mit einer Photovoltaikanlage hat den Vorteil, dass die Stromproduktion der PV mit dem Energiebedarf der Wärmepumpe/Kältemaschine in einem direkten Verhältnis steht – steigt der Kühlenergieverbrauch durch die erhöhte Sonneneinstrahlung, liefet auch die PV durch die erhöhte Sonneneinstrahlung mehr Strom. Der Nachteil liegt in den höheren Investitionskosten und im höheren Platzbedarf (HT-Flächen).

LÜFTUNGSTECHNIK

Um lange Transportleitungen zu vermeiden sind zumindest 3, bzw. 5 Lüftungsgeräte dezentral vorzusehen. Situiert werden können die Geräte im Keller nahe den Stiegenhäuser. In Verbindung mit einer hoch effi zienten Wärmerückgewinnung in den Geräten, kann der zusätzliche Energiebedarf für die Konditionierung der Frischluft erheblich gesenkt werden. Die Einbringung in den Raum kann isotherm (Zulufttemperatur=Raumtemperatur) bzw. Heizungs- und Kühlungsunterstützend erfolgen. Des Weiteren kann angedacht werden, eine Nachtlüftung zu realisieren. Über eine Fensterlüftung kann in der Nacht der Luftwechselt erhöht werden und so kalte Außenluft in die Räume transportiert werden. Die Fenstersteuerung kann über die interne MSR angesteuert werden.

VERTEILSYSTEM

Das wasserbasierende Verteilsystem sollte zonenweise erfolgen. Die Einbringung in den Raum kann dann über die Bauteilaktivierung (BTA) erfolgen (Grenzen der BTA liegt bei ca. 30-40W/m² Heiz- und Kühlleistung). Bei Verwendung einer BTA zur Temperierung ist dabei zu achten, dass die Oberflächen der Decken frei von Installationen sind. Das erfordert das Abhängen von Beleuchtungseinheiten und von diversen anderen Installationen. Des Weiteren ist darauf zu achten, dass es sich hier um ein sehr träges System handelt – Vorlaufzeiten von bis zu 12h. Daher setzt die Nutzung einer BTA eine sehr gute thermische Gebäudehülle voraus (Wärmeschutz, Sonnenschutz, etc.). In den Nordbüros kann es vorkommen dass zusätzlich noch eine Fußbodenheizung für die Temperierung vorzusehen ist. Im Sommerbetrieb kann die Lüftung als Stützkühlung betrieben werden. Die Frischluftzufuhr kann über Quellauslässe, bzw. über gut positionierte Deckenluftauslässe in großen Büros erfolgen.

WARMWASSER

Da in einem Bürogebäude generell kein hoher WW-Verbrauch vorliegt, ist ein zentrales System welches mit hohen Leitungsverlusten behaftet ist, energetisch nicht sinnvoll. Daher ist ein dezentrales System, obwohl dies mit elektrischer Energie arbeitet, zu bevorzugen. Des Weiteren sind auch Mitarbeiterduschen vorzusehen. Um den Wasserverbrauch gering zu halten, sind Durchflussbegrenzer bei jeder Entnahmestelle vorzusehen.