Новое здание для департамента по вопросам городского планирования и окружающей среды в Гамбурге (BSU)
Головной офис департамента по вопросам городского планирования и окружающей среды (BSU) в Гамбурге примечателен не только благодаря своему яркому, броскому фасаду, но также и использованию геотермии в сочетании с термоактивными перекрытиями и тщательно разработанной системой вентиляции. В экологически безвредной системе отопления, охлаждения и водоснабжения центральная роль отведена высокоэффективной насосной технике компании Wilo.
В земельном предприятии геоинформации и измерений (LGV) на общей площади более 61 000 м2 работают около 1500 сотрудников. Многоблочный комплекс здания поражает не только своим видом. Он также отвечает самым высоким экологическим требованиям и является одним из самых экономичных административных зданий в Германии. На «Международной строительной выставке в Гамбурге» эта новостройка была отмечена как совершенный проект и получила золотой сертификат Немецкого совета по экологичному строительству (DGNB). «В основу высокого стандарта здания положена масштабная энергетическая концепция, которая предусматривает эффективное сочетание возобновляемых видов энергии и постоянную реализацию критериев энергосберегающего дома», — поясняет Аксель Хупфельд из компании Obermeyer Planen + Beraten GmbH. Первичная годовая потребность комплекса в энергии составляет всего лишь 58,13 кВт ч/м2в год, что значительно ниже первоначальных заданных показателей застройщика в 70 кВт ч/м2в год. Показатель потребления тепла, равный 15 кВт·ч/м2, также ниже требуемого предельного значения и соответствует стандарту энергосберегающего дома.
Департамент по вопросам городского планирования и окружающей среды (BSU) относится к самым энергоэффективным административным зданиям Германии.
Геотермия как основа неистощительной энергетической концепции
В качестве восстанавливающегося источника энергии используется положенная в основу концепции геотермия, а регулировка температуры в помещениях осуществляется за счет термоактивных перекрытий. Безопасную для климата эксплуатацию отопительных и холодильных систем, как и безотказное водоснабжение санитарно-гигиенических помещений обеспечивает высокоэффективная насосная техника компании Wilo. Здание располагается в общей сложности на 1640 винтовых 19-метровых сваях. Половина из них используется для отбора геотермальной энергии (среднегодовой показатель температуры источника 13 °C). Два тепловых насоса для солевого раствора/воды обеспечивают в здании, в контуре соляного раствора циркуляцию горячей воды с температурой подающей линии 50 °C. Основную нагрузку принимают на себя тепловые насосы. Они работают на экологически чистой электроэнергии, поставляемой с источника в Гамбурге, и кроме того, могут обеспечивать локальное теплоснабжение во время пиковых нагрузок. Таким образом тепловые насосы и локальное теплоснабжение самостоятельно выдерживают отопительную нагрузку здания при наружной температуре −12 °C. Кроме того, двухвалентная концепция позволяет поддерживать локальное теплоснабжение в случае, когда геотермальная зона истощена или недоступна. «Мы предотвращаем возможную разрядку геотермальной зоны, выравнивая забор тепла зимой отдачей тепла из здания в грунт в летнее время», — рассказывает Йорн Деликат, проектировщик, ответственный за проект в Obermeyer.
Двухступенчатое охлаждение в летние месяцы
Система охлаждения состоит, с одной стороны, из двух расположенных на крышах систем оборотного водоснабжения, и, с другой стороны, из геотермальной зоны на случай, когда температура наружного воздуха не позволяет использовать охладители замкнутого цикла. Надежную и экономную эксплуатацию обогревающего и охлаждающего контуров обеспечивают электронно регулируемые насосы Wilo Inline: на стороне хладагента используются сдвоенные насосы типа CronoTwin-DL-E, а на стороне соляного раствора и обогрева тепловых насосов и в гликолевом контуре охладителей замкнутого цикла применяются насосы Inline VeroLine-IP-E. Встроенная в насосы с сухим ротором электронная система регулировки мощности позволяет использовать энергию рационально.
Термоактивные перекрытия для обогрева и охлаждения
Регулировка температуры в помещениях возможна благодаря двум промежуточным накопителям общим объемом по 5000 литров каждый. Оттуда выполняется распределение между разными зданиями с их отдельными контурами обогрева/охлаждения для термоактивных перекрытий общей площадью 22000 м2. Температура в системе пятиэтажного строения поддерживается в на уровне 49 °C/28 °C (обогрев) и 14 °C/22 °C (охлаждение), при этом насосы Inline VeroLine-IP-E обеспечивают постоянную циркуляцию. Термоактивные перекрытия в высотном здании, напротив, работают на подаче и возврате в следующих температурных диапазонах: 32 °C/28 °C (обогрев) и 18 °C/22 °C (охлаждение). В результате генерируется постоянное ∆T со значением 4 K. Таким образом, в обоих случаях требуется одинаковый массовый поток и можно избежать переключения рабочей точки насосной техники, что необходимо в противном случае. Здесь максимальный расход около 30 м3/ч обеспечивают два высокоэффективных насоса Wilo-Stratos. В тех немногих зонах, где нет термоактивного перекрытия, используются конвекторы, напольное отопление и статические поверхности нагрева. В зимнее время нагревающие змеевики приборов центральной системы вентиляции должны поставлять для дополнительного обогрева наружный воздух. В соответствующих контурах отопления задействованы семь высокоэффективных насосов Wilo-Stratos, у которых частота вращения электронно-коммутируемых двигателей регулируется в зависимости от потребности, что позволяет поддерживать энергоэффективное распределение тепла и холода. В частности, в диапазоне неполной нагрузки, составляющем до 94 % от времени эксплуатации насосов, достигается значительное сокращение расхода электроэнергии по сравнению с нерегулируемыми насосами.
Использование дождевой воды снижает потребление питьевой воды
При разработке системы снабжения питьевой водой также учтена ее экологичность и экономичность. В соответствии с директивами Гамбурга для общественных зданий в строении была установлена сеть чистого холодного водоснабжения, которая в особых случаях дополняется децентрализованным нагревом воды. За снабжение высотного здания питьевой водой отвечает установка повышения давления Wilo-Comfort-Vario. Кроме того, чтобы уменьшить потребление питьевой воды, используется также дождевая вода. Она собирается на поверхностях крыши, очищается в фильтровальной установке с вращающимся барабаном, затем собирается в цистерну и после этого с помощью дополнительной установки повышения давления подается в отдельную сеть слабозагрязненных вод. Дождевая вода используется для туалетов во всех блоках здания. Помимо этого, в комплексе также была внедрена система управления сточными и загрязненными водами. При этом применяются различные погружные насосы для отвода сточных вод и установки водоотведения производства компании Wilo, что позволяет отводить в городские установки для предварительного водопонижения, находящиеся ниже уровня обратного подпора.
Масштабные атриумы, которым в концепции вентиляции отведена роль топливных элементов, заботятся о высоком уровне комфорта находящихся в здании людей.
Комфортный микроклимат с высокой энергоэффективностью
«Оптимальное применение разнообразных мероприятий делает главный офис департамента по вопросам городского планирования и окружающей среды одним из самых энергоэффективных административных зданий Германии. Полуторагодовой срок эксплуатации здания показал, что в течение всего года поддерживаются необходимые условия комфорта и требуемые температурные значения, — подводит итог Деликат. — Основная система регулирования гарантирует в холодное время года в помещениях постоянную температуру, равную 21 °C. Летом же температура поддерживается на комфортном значении в 25 °C». В вопросе оптимизации энергетического потенциала здания ответственные за проект также делают ставку на сотрудничество с пользователями. Так, например, пользователи получили рекомендации по правильному обращению с форточками. Разработанная совместно с Техническим университетом Гамбург-Гарбург система мониторинга энергии предоставляет дополнительно отчеты расходов по зданию и таким образом способствует участию пользователей. «Первые результаты показали, что в данном случае потребление энергии значительно ниже, чем мы предполагали в изначальных прогнозах. Это подтверждает наши знания, накопленные в области контроля обеспечения», — говорит Хупфельд.