Award / Auszeichnung | 10/2013
Thüringer Staatspreis für Ingenieurleistungen 2013
Energiekonzept Hörsaal- und Laborgebäude FH Erfurt
Anerkennung
Architektur
Architektur
Erläuterungstext
Das EnOB-Forschungsprojekt "Neubau Hörsaal- und Laborgebäude" der Fachhochschule Erfurt in der Leipziger Straße, stellt einerseits hohe energetische Ansprüche und soll andererseits die Vernetzung und Erprobung neuer Technologien ermöglichen. Neben der fortschrittlichen Gebäudehülle wird das Energiekonzept dazu maßgebend beitragen.
Konzept:
Eine Adsorptionswärmepumpe nutzt Fernwärme als Antriebsenergie um einem Pufferspeicher Wärme zu entziehen und diese auf ein nutzbares Temperaturniveau zu heben.
Der Pufferspeicher wird indirekt aus einer bereits vorhandenen Regenwasserzisterne mit Umweltwärme versorgt. Alternativ steht ein Saug-/Schluckbrunnensystem bereit, welches darüber hinaus als Wärmesenke für den Kühlbetrieb genutzt wird. Spitzenlasten werden direkt mit Fernwärme abgedeckt.
Der Pufferspeicher der Wärmepumpe kann weiterhin die Abwärme der wassergekühlten Server aufnehmen. Dieser zusätzliche Wärmeeintrag verbessert die Betriebsbedingungen der Wärmepumpe und ermöglicht damit eine kostenfreie EDV-Kühlung bei höherer Effizienz des Heizbetriebes.
Oberflächennahe Bauteilaktivierung (TABS) in Form von abgehängten Decken mit integrierten Kapillarrohrmatten ermöglicht sowohl die Wärme- als auch die Kälteübergabe.
Hohe Vorlauftemperaturen im Kühlbetrieb und niedrige Vorlauftemperaturen im Heizbetrieb werden durch entsprechend dimensionierte thermische Flächen möglich und gewährleisten so einen energieeffizienten Anlagenbetrieb bei behaglichen thermischen Raumzuständen.
Die Regelung der Lüftungsanlagen erfolgt bedarfsgemäß präsenz- und raumluftqualitätsabhängig.
Wirtschaftlichkeit:
Die Wirtschaftlichkeit des Konzepts der indirekten Abwärmenutzung der EDV-Kühllast wurde im Rahmen einer Masterarbeit nachgewiesen. Das Konzept ist sowohl aus Investor- als auch aus Betreibersicht (d.h. bzgl. Investitions- und Betriebskosten) zu bevorzugen.
Ökologie:
Durch die Brunnen- und Zisternennutzung zur Kühlung und die Möglichkeit der Abwärmenutzung der Server kann auf aktive Kältetechnik verzichtet werden. Die Wärmepumpe verwendet als Kältemittel lediglich Wasser und Silicagel, umweltbelastende Chemikalien werden nicht benötigt.
Durch die Nutzung der Fernwärme als Wärmepumpenantrieb wird der Primärenergiefaktor von 0.32 auf 0.25 aufgewertet (Wärmepumpen-COP ~ 1.3).
Konzept:
Eine Adsorptionswärmepumpe nutzt Fernwärme als Antriebsenergie um einem Pufferspeicher Wärme zu entziehen und diese auf ein nutzbares Temperaturniveau zu heben.
Der Pufferspeicher wird indirekt aus einer bereits vorhandenen Regenwasserzisterne mit Umweltwärme versorgt. Alternativ steht ein Saug-/Schluckbrunnensystem bereit, welches darüber hinaus als Wärmesenke für den Kühlbetrieb genutzt wird. Spitzenlasten werden direkt mit Fernwärme abgedeckt.
Der Pufferspeicher der Wärmepumpe kann weiterhin die Abwärme der wassergekühlten Server aufnehmen. Dieser zusätzliche Wärmeeintrag verbessert die Betriebsbedingungen der Wärmepumpe und ermöglicht damit eine kostenfreie EDV-Kühlung bei höherer Effizienz des Heizbetriebes.
Oberflächennahe Bauteilaktivierung (TABS) in Form von abgehängten Decken mit integrierten Kapillarrohrmatten ermöglicht sowohl die Wärme- als auch die Kälteübergabe.
Hohe Vorlauftemperaturen im Kühlbetrieb und niedrige Vorlauftemperaturen im Heizbetrieb werden durch entsprechend dimensionierte thermische Flächen möglich und gewährleisten so einen energieeffizienten Anlagenbetrieb bei behaglichen thermischen Raumzuständen.
Die Regelung der Lüftungsanlagen erfolgt bedarfsgemäß präsenz- und raumluftqualitätsabhängig.
Wirtschaftlichkeit:
Die Wirtschaftlichkeit des Konzepts der indirekten Abwärmenutzung der EDV-Kühllast wurde im Rahmen einer Masterarbeit nachgewiesen. Das Konzept ist sowohl aus Investor- als auch aus Betreibersicht (d.h. bzgl. Investitions- und Betriebskosten) zu bevorzugen.
Ökologie:
Durch die Brunnen- und Zisternennutzung zur Kühlung und die Möglichkeit der Abwärmenutzung der Server kann auf aktive Kältetechnik verzichtet werden. Die Wärmepumpe verwendet als Kältemittel lediglich Wasser und Silicagel, umweltbelastende Chemikalien werden nicht benötigt.
Durch die Nutzung der Fernwärme als Wärmepumpenantrieb wird der Primärenergiefaktor von 0.32 auf 0.25 aufgewertet (Wärmepumpen-COP ~ 1.3).
Beurteilung durch das Preisgericht
Im Wettbewerbsbeitrag "Energiekonzept Hörsaal und Laborgebäude" für die FH Erfurt wird in überzeugender Art und Weise dargestellt, dass durch eine gesamtheitliche Betrachtung von Gebäuden und ihrer spezifischen Randbedingungen auch hohe Ansprüche an Nachhaltigkeit mit vergleichsweise geringem Aufwand erfüllt werden können. Durch die intelligente, teils neuartige Nutzung und Kombination von am Markt zur Verfügung stehenden Anlagen aus dem Bereich Gebäude- und Speichertechnik wird in Verbindung mit einer fortschrittlichen Gebäudehülle eine hohe Energieeffizienz erreicht. Es wurde außerdem darauf geachtet, dass zur Erfüllung dieses Ziels keine umweltbelastenden Chemikalien benötigt werden. Die im Rahmen einer Masterarbeit nachgewiesene Wirtschaftlichkeit dieses Ansatzes, bei der Investitions- und Betriebskosten gleichermaßen betrachtet werden, lässt dieses Konzept für alle damit befassten Gruppen höchst attraktiv erscheinen.