La géothermie, fondement d'une stratégie énergétique intégrée

La géothermie, en tant que source d'énergie renouvelable, est au cœur du concept ; la régulation de la température ambiante est assurée par des plafonds thermoactifs. La technologie des pompes Wilo assure le fonctionnement des installations de chauffage et de refroidissement ainsi que l'alimentation en eau des sanitaires. Le bâtiment repose sur un total de 1 640 pieux forés, d'une longueur de 19 mètres chacun. La moitié d’entre eux sert à extraire l’énergie de la géothermie (température moyenne annuelle de la source : 13 °C). Deux pompes à chaleur saumure/eau alimentent le bâtiment en eau de chauffage à une température d’alimentation de 50 °C via un circuit de saumure. Les pompes à chaleur prennent en charge la charge de base. Elles sont alimentées en électricité verte par Hamburg Energie, qui fournit également du chauffage urbain pour couvrir les pics de charge. Ainsi, les pompes à chaleur et le chauffage urbain couvrent la charge thermique du bâtiment même lorsque la température extérieure atteint moins 12 °C. Ce concept bivalent permet également une réalimentation via le chauffage urbain en cas de défaillance ou d’épuisement du champ géothermique.
« Nous évitons l’épuisement potentiel du gisement géothermique par un équilibrage du prélèvement de chaleur en hiver avec le transfert vers le sol de la chaleur extraite du bâtiment pendant l’été », explique Jörn Delicat, le bureau d’études responsable du projet chez Obermeyer.

Couvertures de chauffage et de refroidissement

Le système de chauffage et de refroidissement est alimenté par deux réservoirs tampons d’une capacité de 5 000 litres chacun. De là, le fluide est distribué vers les différentes sections du bâtiment, chacune disposant de ses propres circuits de chauffage et de refroidissement pour les plafonds thermoactifs, couvrant une surface totale de 22 000 m². Les températures du système pour les parties du bâtiment de cinq étages sont de 49 °C/28 °C (chauffage) et de 14 °C/22 °C (refroidissement), la circulation étant assurée par des pompes en ligne VeroLine-IP-E. Les plafonds thermoactifs de la tour, quant à eux, fonctionnent à des températures d’alimentation et de retour de 32 °C/28 °C (chauffage) et
18 °C/22 °C (refroidissement). Il en résulte un ∆T constant de 4 K, ce qui signifie que le même débit massique est requis dans les deux cas et que le changement de point de fonctionnement du système de pompage, qui serait autrement nécessaire, n’est plus requis.

Deux pompes à haut rendement Wilo-Stratos assurent ici un débit volumétrique d’environ 30 m³/h. Dans les rares zones dépourvues de plafonds thermoactifs, on utilise des convecteurs, un chauffage par le sol et des panneaux de chauffage statiques. En hiver, les batteries de chauffe des unités de ventilation centralisées doivent également être alimentées en chaleur pour réchauffer l’air extérieur. Sept pompes à haut rendement Wilo-Stratos supplémentaires fonctionnent dans les circuits de chauffage associés ; leurs moteurs à aimant permanent régulent la vitesse requise en fonction de la demande, favorisant ainsi une distribution de la chaleur et du froid adaptée aux besoins. Il en résulte une réduction de la consommation électrique par rapport à des pompes non régulées, en particulier dans la plage de charge partielle, qui représente jusqu’à 94 % du temps de fonctionnement.

Un climat intérieur agréable

« La combinaison de ces mesures fait du siège de la BSU un bâtiment administratif à haute efficacité énergétique. Après environ un an et demi d’exploitation, il apparaît clairement que les critères de confort et les valeurs de température requis sont respectés tout au long de l’année », résume Delicat. « Grâce à un système de régulation centralisé, une température ambiante constante de 21 °C est maintenue pendant la saison froide. En été, les températures restent comprises dans une plage d’environ 25 °C. » Pour optimiser davantage la consommation d’énergie du bâtiment, les chefs de projet misent également sur la participation des utilisateurs. Ceux-ci reçoivent par exemple des recommandations sur l’utilisation correcte des amortisseurs de ventilation. Un système de surveillance énergétique développé en collaboration avec l’Université technique de Hambourg-Harburg fournit en outre des rapports de consommation spécifiques au bâtiment, ce qui sensibilise davantage les utilisateurs. « Les premiers résultats montrent que la consommation d’énergie ici est inférieure aux prévisions initiales. Cela correspond à notre expérience acquise jusqu’à présent dans le cadre de la surveillance de la garantie », explique M. Hupfeld.