Gutes Beispiel für Heizen und Kühlen im Nichtwohngebäude mit Erneuerbaren Energien

Heizen und Kühlen mit erneuerbaren Energien ist auch in Nichtwohngebäuden möglich. Vielleicht ist es sogar einfacher als in Wohngebäuden, da auch im Sommer ein Energiebedarf vorhanden ist. Hier passt die Zeit eines hohen Angebotes durch die solare Einstrahlung mit dem Bedarf zusammen. Praktische Beispiele gibt es dennoch nur wenige. Daher möchte ich eines der bekannteren Beispiele mal vorstellen. Dieses Bürogebäude steht am Rande des Schwarzwaldes in Nagold. Über das Jahr betrachtet ist der Energieaufwand für Strom, Heizen und Kühlen praktisch neutral, das bedeutet es wird genauso viel Energie abgegeben wie aufgenommen wird. Wie sieht die Umsetzung aus bei einem Nichtwohngebäude?

Das Gebäude ist ein Kompetenz-Zentrum für Energie

Bauherr und Eigentümer des innovativen Bürogebäudes ist die Planungsgruppe Schnepf. Die Planungsgruppe Schnepf ist ein Ingenieurbüro mit rund 50 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, das sich auf innovative Energiekonzepte und die Planung der Haustechnik spezialisiert hat. Da sind also Spezialisten am Werk, die ihr Geld vor allem mit der Planung von Innovationen in der Heiztechnik verdienen.

Was liegt also näher die eigene Kompetenz in einem praktischen Beispiel, dem Firmengebäude zu demonstrieren? Schließlich ist das Motto des Gründers „Nicht reden. Machen“. Also haben sie ihr Fachwissen rund um Erneuerbare Energien und Energieeffizienz zusammen gepackt und praktisch ein eigenes Kompetenzzentrum für Energie gebaut.

Das energieautarke Gebäude hat eine Nutzfläche von 2.500 m², wovon noch 2013 geplant war eine Teilfläche von 1.000 m² zu vermieten. Den Rest der Fläche nutzt die Planungsgruppe selbst für die rund 50 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.

Die Haustechnik im klimaneutralen Bürogebäude

Jetzt aber mal zu den interessanten Fakten über das innovative klimaneutrale Bürogebäude.

Energieeffizienz-Standard

Über den genauen Energieeffizienz-Standard des Gebäudes ist nichts bekannt. Es ist aber anzunehmen, das die Planer einen sehr guten Effizienz-Standard gewählt haben. Da bei einem hohen Effizienz-Standard der Energiebedarf geringer ist, lässt sich das Ziel des energieautarken Gebäudes leichter erreichen.

Wärmepumpe und Eisspeicher

Das Gebäude wird beheizt und gekühlt mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe. Die Heizleistung der Wärmepumpe beträgt 73 kW und die Kühlleistung 100 kW. Als Wärmequelle für die Wärmepumpe dient in der Heizperiode ein Solar-Luftabsorber, der die Wärme aus der Sonneneinstrahlung und der Umgebung nutzt. Eine weitere Wärmequelle ist ein Eisspeicher. Die Funktion des Systems versuche ich mal einfach zu erklären:

• Zu Beginn der Heizperiode befindet sich in dem 350 m³-Speicher Wasser.
• Die Wärmepumpe entzieht dem Wasser Wärme und gibt sie über Betonkernaktivierung an das Gebäude ab.
• Durch den Entzug der Wärme bildet sich Eis um die Rohrleitungen.
• Das Eis breitet sich immer weiter aus, bis zum Ende der Heizperiode der Speicher komplett mit Eis gefüllt ist.
• In der warmen Jahreszeit gibt es im Gebäude einen Kühlbedarf, das gespeicherte Eis kann nun zum Kühlen verwendet werden.
• Die Kühlung erfolgt ebenfalls über die Betonkernaktivierung. Das sind praktisch wasserführende Leitungen die in den Betondecken verlegt sind.
• Durch die zugeführte Wärme aus dem Gebäude schmilzt das Eis von außen nach innen und die Wassertemperatur steigt auf bis zu 10° Celsius.
• Bei weiterem Kühlbedarf lässt sich die Wärmepumpe auch als Kälteerzeuger einsetzen und mit der Abwärme der Wärmepumpe das Wasser wieder abkühlen.
• Wenn das Wasser im Eisspeicher wieder abgekühlt oder gefroren ist, kann es wieder zur Kühlung verwendet werden.
• Nach der Kühlperiode kann der Kreislauf wieder von vorne beginnen.

Der Eisspeicher sitzt unter der Erde, hat einen Durchmesser von 9,5 Meter und eine Tiefe von 5,5 Meter. Im Inneren des Speichers ist ein 6.000 m langes Rohrsystem, das mit einem Wasser-Frostschutzmittel-Gemisch gefüllt ist. Er dient praktisch als Wärmetauscher für die Wärmepumpe.

Auf eine eigene Warmwasserbereitung haben die Planer verzichtet. Um Verteil- und Stillstandsverluste zu vermeiden, erfolgt die Erwärmung des Trinkwassers dezentral über Durchlauferhitzer. Diese arbeiten umweltfreundlich mit Strom aus der PV-Anlage.

Stromerzeugung mit Photovoltaik

Auf dem Dach des Gebäudes befindet sich eine Photovoltaik-Anlage mit einer Leistung von max. 50 kWp und einer Fläche von 320 m². Diese Anlage soll im Jahr 46.000 kWh Strom erzeugen. Der Strom wird nach Möglichkeit im Gebäude genutzt. Die Überschüsse werden in das Stromnetz eingespeist und nach EEG vergütet.

Weitere Links und Quellen zum Projekt

Aus diesen Quellen habe ich meine Informationen zum Projekt und zum Thema Eisspeicher:

• Firmengebäude Planungsgruppe Schnepf
• Viessmann:  Ein Eisspeicher heizt der Planungsgruppe Schnepf ein!
• EHPA: Nagold innovative heating and cooling system
• ikz: Eis für die Heizung
• Beispiel für Eisspeicher aus Thüringen, ausgezeichnet für Energieeffizienz

Heizen und Kühlen im Nichtwohngebäude ist mit erneuerbaren Energien möglich

Das Beispiel, das schon einige Jahre alt ist, zeigt, dass Heizen und Kühlen im Nichtwohngebäude mit erneuerbaren Energien möglich ist. Über die Wirtschaftlichkeit kann ich nichts sagen. Unternehmer gehen diesen Schritt aber nicht, wenn sie dabei große Verluste einplanen müssen. In diesem Beispiel kann man das Gebäude aber auch als Werbung für die eigenen Leistungen betrachten.

An diesem Beispiel sehen wir aber auch, dass wir nicht nur die Stromerzeugung betrachten müssen, sondern den gesamten Energiebedarf. Es fehlt eigentlich nur noch die Ladesäule für Elektrofahrzeuge vor dem Haus. Vielleicht gibt es die ja mittlerweile.

Kennt Ihr weitere solcher guten Beispiele? Soll ich mehr davon vorstellen?