Geothermie als Basis eines integrierten Energiekonzepts

Als regenerative Energiequelle ist die Geothermie die Basis des Konzepts, die Raumtemperierung erfolgt durch Thermoaktivdecken. Für den Betrieb der Heiz- und Kältesysteme sowie die Wasserversorgung der Sanitärbereiche sorgt Wilo-Pumpentechnik. Das Gebäude ruht auf insgesamt 1.640 Bohrpfählen mit einer Länge von 19 Metern. Die Hälfte davon wird zum Abschöpfen der Erdwärme genutzt (Quellentemperatur: 13 °C im Jahresmittel). Zwei Sole/Wasser-Wärmepumpen stellen über einen Solekreislauf dem Gebäude Heizwasser mit einer Vorlauftemperatur von 50 °C zur Verfügung. Die Grundlast übernehmen die Wärmepumpen. Diese werden mit Ökostrom der Hamburg Energie betrieben, die zudem Nahwärme zur Spitzenlastabdeckung zur Verfügung stellt. Damit decken Wärmepumpen und Nahwärme die Heizlast des Gebäudes auch bei Außentemperaturen von minus 12 °C ab. Das bivalente Konzept ermöglicht außerdem die Nachspeisung mithilfe von Nahwärme, falls ein Geothermiefeld ausfallen oder erschöpft sein sollte. „Einer möglichen Entladung des Geothermiefeldes beugen wir vor, indem wir den Wärmeentzug im Winter durch die Abgabe der aus dem Gebäude abgeführten Wärme an das Erdreich während der Sommerzeit ausgleichen“, erklärt Jörn Delicat, der für das Projekt verantwortliche Planer bei Obermeyer.

Thermoaktivdecken zum Heizen und Kühlen

Die Raumtemperierung wird unterstützt durch zwei Pufferspeicher mit einem Fassungsvermögen von jeweils 5.000 Litern. Von dort aus erfolgt die Unterverteilung auf die verschiedenen Gebäude mit deren separaten Heiz-/Kühlkreisen für die Thermoaktivdecken auf einer Gesamtfläche von 22.000 m². Die Systemtemperaturen der fünfgeschossigen Gebäudeteile liegen bei 49 °C/28 °C (Heizen) sowie 14 °C/22 °C (Kühlen), wobei VeroLine-IP-E Inline-Pumpen für deren Umlauf sorgen. Die Thermoaktivdecken des Hochhauses hingegen arbeiten mit Vor- und Rücklauftemperaturen von 32 °C/28 °C (Heizen) und 18 °C/22 °C (Kühlen). Im Ergebnis ergibt das ein konstantes ∆T von 4 K, sodass in beiden Fällen derselbe Massenstrom benötigt wird und die ansonsten notwendige Betriebspunktumschaltung der Pumpentechnik entfallen kann.

Zwei Wilo-Stratos Hocheffizienzpumpen sorgen hier für einen Förderstrom von etwa 30 m³/h. In den wenigen Bereichen ohne Thermoaktivdecke werden Konvektoren, Fußbodenheizungen und statische Heizflächen eingesetzt. Im Winter müssen auch die Heizregister der Zentrallüftungsgeräte zur Nacherwärmung der Außenluft versorgt werden.In den zugehörigen Heizkreisen arbeiten weitere sieben Wilo-Stratos Hocheffizienzpumpen, deren EC-Motoren die notwendige Drehzahl bedarfsabhängig regeln und so eine bedarfsgerechte Wärme- und Kälteverteilung unterstützen. Insbesondere im Teillastbereich, der bis zu 94 % der Betriebszeit ausmacht, wird dadurch eine Stromverbrauchssenkung gegenüber ungeregelten Pumpen erzielt.

Behagliches Raumklima

„Das Zusammenspiel der Maßnahmen macht den BSU-Hauptsitz zu einem Verwaltungsgebäude mit effizientem Energieeinsatz. Nach etwa 1,5 Jahren Nutzung zeigt sich, dass die geforderten Behaglichkeitskriterien und Temperaturwerte über das ganze Jahr eingehalten werden“, resümiert Delicat. „Mithilfe einer übergeordneten Regelung wird während der kalten Jahreszeit eine konstante Raumtemperatur von 21 °C erreicht. Im Sommer bleiben die Temperaturen in einem Bereich von etwa 25 °C.“ Zur weiteren Abstimmung des Energieeinsatzes des Gebäudes setzen die Projektverantwortlichen auch auf die Mitwirkung der Nutzer. Diese erhalten beispielsweise Empfehlungen für den richtigen Umgang mit den Lüftungsklappen. Ein in Zusammenarbeit mit der TU Hamburg-Harburg entwickeltes Energie-Monitoring liefert zusätzlich gebäudebezogene Verbrauchsberichte und fördert so die Sensibilität der Nutzer. „Erste Ergebnisse zeigen, dass der Energiebedarf hier unter den ursprünglich erstellten Prognosen liegt. Dies entspricht unseren Erfahrungen aus der bisherigen Gewährleistungsüberwachung“, so Hupfeld.