Nieuwbouw van de Hamburgse overheidsinstelling voor stedelijke ontwikkeling en milieu (BSU):
Het gebruik van geothermische energie in combinatie met thermisch actieve plafonds en een geavanceerd ventilatiesysteem voor de in het oog springende, kleurrijke gevel is het meest opvallende aan het hoofdkantoor van de overheidsinstelling voor stedelijke ontwikkeling en milieu (BSU) in Hamburg. De hoogefficiënte pomptechnologie van Wilo speelt ook een centrale rol in de milieuvriendelijke warmte-, koeling- en watervoorziening.
Bij Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung (LGV) werken bijna 1 500 medewerkers op een brutovloeroppervlak van iets meer dan 61 000 m2. Het vertakte gebouwencomplex is niet alleen visueel een hoogstandje. Het voldoet ook aan de strengste milieueisen en is een van de meest economische kantoorgebouwen in Duitsland. Bijgevolg werd het nieuwe gebouw op de “internationale bouwtentoonstelling Hamburg” bekroond als een uitmuntend project en ontving het gouden certificaat van de Duitse vereniging voor duurzame bouw (DGNB). “De hoge standaard van het gebouw is gebaseerd op een uitgebreid energieconcept dat bestaat uit een doeltreffende wisselwerking van hernieuwbare energiebronnen en de consistente implementatie van criteria voor passiefbouw”, verklaart Axel Hupfeld, projectmanager bij Obermeyer Planen + Beraten GmbH. Het complex beschikt over een jaarlijkse primaire energiebehoefte van slechts 58,13 kWh/m2a, wat duidelijk lager is dan de oorspronkelijke specificaties van de klant van 70 kWh/m2a. Ook de verwarmingsbehoefte ligt onder de vereiste maximale limiet van 15 kWh/m2a en komt dus overeen met de standaard voor een passief huis.
De overheidsinstelling voor stedelijke ontwikkeling en milieu (BSU) is gevestigd in een van de meest energiezuinige administratieve gebouwen in Duitsland.
Geothermische energie als basis voor een duurzaam energieconcept
Geothermie vormt als hernieuwbare energiebron de basis voor het concept, thermisch actieve plafonds zorgen voor de temperatuurregeling van de ruimten. De zeer efficiënte pomptechnologie van Wilo zorgt voor de klimaatsparende werking van de verwarmings- en koelingssystemen en een betrouwbare watervoorziening in de sanitaire ruimten. Het gebouw rust op in totaal 1 640 boorpalen met een lengte van 19 meter. De helft hiervan wordt gebruikt voor het opnemen van aardwarmte (brontemperatuur: gemiddeld 13 °C op jaarbasis). Twee pekel/water-warmtepompen voorzien het gebouw van verwarmingswater met een aanvoertemperatuur van 50 °C via een pekelcircuit. De basisproductie nemen de warmtepompen voor hun rekening. Deze worden gevoed met groene stroom van Hamburg Energie, dat ook blokverwarming beschikbaar stelt om tegemoet te komen aan pieklasten. Zo wordt met de warmtepompen en de blokverwarming de warmtevraag van het gebouw gedekt, zelfs bij buitentemperaturen van -12 °C. Het bivalente concept maakt zelfs aanvullende blokverwarming mogelijk, mocht er een keer een geothermisch veld uitvallen dan wel uitgeput raken. “Om te voorkomen dat het geothermische veld wegvalt, compenseren we de warmteonttrekking in de winter door de warmte die uit het gebouw wordt afgevoerd in de zomer af te geven aan de grond”, legt Jörn Delicat, die bij Obermeyer verantwoordelijk is voor de planning van het project, uit.
Tweedelige koeling in de zomermaanden
De koeling bestaat enerzijds uit twee terugkoelsystemen, die zich op de daken bevinden, en anderzijds uit het geothermische veld, voor het geval dat de terugkoelbedrijf door de temperatuur van de buitenlucht nicht meer kunnen worden gebruikt. Elektronisch geregelde inline-pompen van Wilo garanderen een betrouwbare en zuinige werking van de verwarming, voor de koeling wordend dubbelpompen van het type CronoTwin-DL-E gebruikt evenals VeroLine-IP-E inline-pompen aan de pekel- en verwarmingszijde van de warmtepompen en het glycolcircuit van de terugkoelsystemen. Een geïntegreerde elektronische vermogensaanpassing van de droogloperpompen zorgt voor een hoge mate van energie-efficiëntie.
Thermisch actieve plafonds voor verwarmen en koelen
De kamertemperatuurregeling wordt ondersteund door twee voorraadbuffers met elk een capaciteit van 5 000 liter. Van hieruit wordt de verdeling over de verschillende gebouwen met hun afzonderlijke verwarming-/koelcircuits voor de thermisch actieve plafonds met een totale oppervlakte van 22.0002. De systeemtemperaturen van het vijf verdiepingen tellende gebouw liggen tussen 49 °C/28 °C (verwarming) en 14 °C/22 °C (koeling), waarbij de VeroLine-IP-E inline-pompen voor de circulatie zorgen. De thermisch actieve plafonds van het hoge gebouw werken daarentegen met aanvoer- en retourtemperaturen van 32 °C/28 °C (verwarmen) en 18 °C/22 °C (koelen). Dit leidt tot een constante ∆ t van 4 K, zodat in beide gevallen de zelfde massastroom vereist is en de in andere gevallen noodzakelijke bedrijfspuntomschakeling van de pomptechniek kan worden overgeslagen. Twee hoogrendementspompen van Wilo-Stratos zorgen hier voor een maximaal debiet van ongeveer 30 m3/h. Voor de weinige ruimtes die niet beschikken over thermisch actieve plafonds worden convectoren, vloerverwarming en statische verwarmingsoppervlakken gebruikt. In de winter moeten ook de verwarmingsregisters van de units voor centrale ventilatie worden voorzien van buitenlucht voor naverwarming. In de bijbehorende verwarmingskringloop worden nog eens zeven
Wilo-Stratos-hoogrendementpompen gebruikt, waarvan de EC-motoren het toerental op de vraag afstemmen, waardoor een energie-efficiënte verdeling van warmte en koude is gewaarborgd. Vooral als het gaat om deellast, wel 94 % van de bedrijfsduur, resulteert dit in een aanzienlijk lager stroomverbruik in vergelijking met ongeregelde pompen.
Regenwaterhergebruik vermindert het drinkwaterverbruik
Ook de drinkwatervoorziening staat geheel in het teken van ecologie en zuinigheid. In overeenstemming met de richtlijnen die in Hamburg gelden voor openbare gebouwen is een koudwaternetwerk geïnstalleerd, dat alleen in uitzonderlijke gevallen wordt ondersteund door een decentrale warmwatervoorziening. Een drukverhogingsysteem van Wilo-Comfort-Vario zorgt voor de drinkwatervoorziening van het meerdere verdiepingen tellende gebouw. Om het drinkwaterverbruik te verlagen, wordt ook het hemelwater dat op de daken terechtkomt gebruikt en in een filter met een roterende trommel gezuiverd, in een kelder opgevangen en vervolgens met behulp van een aanvullende drukverhogingsinstallatie naar een afzonderlijk grijswaternet geleid. Het regenwater wordt in alle delen van het gebouw gebruikt voor de toiletten. Daarnaast is ook gedacht aan het afval- en drainagewaterbeheer van het complex. Hiervoor worden verschillende afvalwaterdompelpompen en -opvoerinstallaties van Wilo gebruikt, zodat zelfs afvalwater dat lager ligt dan het rioolniveau in de overstromingsinstallaties van Hamburg kan worden geloosd.
De royale atria zorgen als kernelementen van het ventilatieconcept ook voor een hoge verblijfskwaliteit.
Behaaglijk ruimteklimaat met een hoge energie-efficiency
“De optimale combinatie van de verschillende maatregelen maakt het hoofdkantoor van de BSU één van de meest energiezuinige administratieve gebouwen in Duitsland. Na een gebruiksduur van ongeveer 1,5 jaar kan worden gesteld dat de vereiste criteria voor behaaglijkheid en de temperatuurwaarden het hele jaar door worden gehandhaafd”, concludeert Delicat. “Met behulp van een overkoepelende regeling wordt tijdens het koude seizoen een constante ruimtemperatuur van 21 °C gewaarborgd. In de zomer schommelen de temperaturen echter altijd rond een comfortabele 25 °C.” Voor het optimaliseren van de energiebesparende mogelijkheden van het gebouw doen de projectmanagers ook een beroep op de gebruikers van het gebouw. Zij worden bijvoorbeeld voorgelicht over het juiste gebruik van de ventilatiekleppen. Een energiebewakingssysteem, dat in samenwerking met de TU Hamburg-Harburg is ontwikkeld, levert een aanvullende verbruiksreportage en bevordert de bewustwording onder gebruikers. “De eerste resultaten tonen aan dat de vraag naar energie hier nog steeds duidelijk onder de oorspronkelijke prognoses blijft. Dit bevestigt de ervaringen die we tot nu toe in het kader van de garantiebewaking hebben opgedaan”, aldus Hupfeld.