Energy Effiency Center in Würzburg
Forschungs- und Demonstrationsgebäude für energieeffizientes Bauen
Ein Forschungs- und Demonstrationsgebäude für den Einsatz erneuerbarer Energien, in dem untersucht wird, wie sich neue Materialien, Technologien und Systeme im Bauwesen effizient aufeinander abstimmen lassen, hat sich das Center for Applied Energy Research (CAE) in Würzburg bauen lassen. Das öffentlich geförderte* Energy Effiency Center entstand als Niedrigenergiegebäude nach Plänen der Architekten Lang Hugger Rampp als zweigeschossiger Riegel mit einem angehobenen Membrandach.
Gallerie
Das Bayerische Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE) untersucht in seinem Neubau in Würzburg, wie sich neue Materialien, Technologien und Systeme im Bauwesen effizient aufeinander abstimmen lassen
Bild: Lang Hugger Rampp, München
01|22
Das zweigeschossige Gebäude beherbergt auf einer Brutttogeschossfläche von 3.400m² Büro- und Laborräume und einen öffentlichen Informationsbereich
Bild: Center for Applied Energy Research e.V. (CAE)
02|22
Das Membrandach besteht aus EFTE, einem Teflon-Derivat und schafft eine Zwischenklimazone
Bild: Center for Applied Energy Research e.V. (CAE)
03|22
Die Zone zwischen Dach und Membran trägt zu einer Reduktion der Wärmeverluste bei
Bild: Lang Hugger Ramp, München
04|22
Auf dem Versuchsdach wird Regenwasser gesammelt, das für die passive Kühlung des Gebäudes in den Nachtstunden genutzt wird
Bild: Center for Applied Energy Research e.V. (CAE)
05|22
Im Erdgeschoss hat das Forschungsgebäude öffentliche Bereiche, in denen über die Arbeit informiert wird
Bild: Center for Applied Energy Research e.V. (CAE)
06|22
Die Büros werden über thermisch aktivierte Graphitplatten unterhalb der Decke gekühlt und beheizt
Bild: Center for Applied Energy Research e.V. (CAE)
12|22
Innen liegender Blendschutz mit niedrig-emittierender Beschichtung und außen liegender selektiver Sonnenschutz
Bild: Petra Hoeglmeier für Center for Applied Energy Research e.V. (CAE)
13|22
Heiz-/Kühldecke mit thermisch optimierter Ankopplung von makroverkapselten Phasenwechselmaterialien
Bild: Petra Hoeglmeier für Center for Applied Energy Research e.V. (CAE)
14|22
Schaltschränke der Gebäudesteuerung
Bild: Petra Hoeglmeier für Center for Applied Energy Research e.V. (CAE)
15|22
Das Erdgeschoss ist doppelt so tief wie das Obergeschoss und beherbergt neben großen Labor- und Technikräumen einen öffentlich zugänglichen Informations- und Veranstaltungsbereich, wo die Ergebnisse aus Forschung und Entwicklung vor- und ausgestellt werden können. Drei Treppen führen im vorderen Bereich ins Obergeschoss, das zweihüftig organisiert ist und an dessen Mittelflur sich Büros und Besprechungsräume aufreihen. In Konstruktion und Ausstattung kamen bereits teilweise neue Materialien und Technologien zum Einsatz, die in Kooperation mit anderen Forschungspartnern sowie zahlreichen Sponsoren entwickelt und hergestellt wurden. Die hochgedämmte Gebäudehülle beispielsweise wird aus einer Pfosten-Riegel-Konstruktion mit schlanken Vakuumisolationspaneelen, Aerogel-Verglasungen und Fensterrahmen aus Polyurethan gebildet.
Das Membrandach schafft eine Zwischenklimazone, die zu einer Reduktion der Wärmeverluste beiträgt und als Witterungsschutz dient. Die wärmedämmende Ebene des Daches verläuft innenseitig und ist teilweise opak und teilweise transluzent ausgebildet, sodass einerseits die Tageslichtbedingungen in den Büros optimiert sind und gleichzeitig die Dachebene als Kühlsegel und Akustikdecke fungieren kann.
Gebäudetechnik
Bei dem Forschungsprojekt steht die Minimierung konventionell
erzeugter Heiz- und Kühlleistung im Vordergrund. Durch den Einsatz
ressourcenschonender Technik und entsprechende Regelungs- und
Steuerungskonzepte sowie regelmäßiges Monitoring erreichte man hier
im Jahr 2014 einen Heizwärmeenergiebedarf von lediglich 55
kWh/m².
Die bedarfsgerechte und kontrollierte Be- und Entlüftung der Räume übernimmt eine raumlufttechnische Anlage (RLT), die Beheizung des Gebäudes erfolgt durch Kraft-Wärme-Kopplung aus Fernwärme. Die Verteilung der Wärme leisten Heiz-/Kühldecken, Ventilheizkörper und Röhrenradiatoren sowie Fußbodenheizungen. An den Decken der Büros übernehmen thermisch aktivierte Deckensegel aus Graphit als Phasenwechselmaterial (Phase Change Material PCM) die Beheizung und Kühlung. Im öffentlichen Bereich des Erdgeschosses wurden Fußbodenheizungen installiert. Da jeder Raum über einen eigenen Regelkreis mit Pumpenwasser versorgt wird, sind sie einzeln und unabhängig voneinander steuerbar.
Kühlenergie stellt eine Sorptionskältemaschine in offener Bauweise bereit. Ergänzend entsteht eine passive nächtliche Strahlungskühlung durch Regenwasser, das auf dem Versuchsdach des Flachbaus aufgefangen und nicht abgeleitet wird. Durch Verdunstungskälte, Konvektion und Wärmestrahlung kühlt das Wasser in der kalten Nachtluft ab. Die Kühllast wird über Wärmetauscher in eine Zisterne übertragen, die nachts über die Dachkreisläufe rückgekühlt wird. Auf diesem Wege wird die Zisterne, die eigentlich zur Bereitstellung von Löschwasser dient, zum thermischen Pufferspeicher.
Auf einem anderen Teil des Daches wurde eine solarthermische Anlage aufgestellt, die mit einer Kollektorfläche von sechs Quadratmetern die Warmwasserbereitung sicherstellt. Um die Entstehung von Keimen zu verhindern, wurde eine Legionellenschaltung installiert. In Stillstandzeiten der Solarthermie-Anlage erfolgt die Warmwasserbereitung über das Dampf-Fernwärmenetz. Um Wasser zu sparen, wird dieses wieder aufgearbeitet und kommt mithilfe von automatischen Nachspeiseeinrichtungen für den Heizungs- und Kältekreislauf sowie für die Luftbefeuchter der RLT-Zentralgeräte zum Einsatz.
Sämtliche Messwerte werden kontinuierlich erfasst, dokumentiert
und verarbeitet. Eine Gebäudeautomation stimmt die einzelnen Bereiche
Heizung, Lüftung, Kälte und Beleuchtung optimal aufeinander ab und
kann jederzeit angepasst werden.
Bautafel
Architekten: Lang Hugger Rampp, München
Projektbeteiligte: Ebert Ingenieure, München/Nürnberg (Bauphysik und TGA); SSF Ingenieure, München (Tragwerksplanung und Projektsteuerung); Hightex, Bernau (Membrandach); Bechert Haustechnik Elektro- und Sanitärinstallationen, Schweinfurt (Wärmeversorgungs-, Raumluft- und Kältetechnische Anlagen)
Bauherr: Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE Bayern), Würzburg
Fertigstellung: 2013
Standort: Magdalene-Schoch-Straße 3, 97074 Würzburg
Bildnachweis: Center for Applied Energy Research e.V. (CAE), Würzburg; Lang Hugger Rampp, München
* Das Gebäude wurde gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages sowie aus Mitteln des Konjunkturpakets II durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie und der High-Tech-Offensive Zukunft Bayern und der Bürgerstiftung Würzburg und Umgebung.
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