Nowy budynek Urzędu ds. Rozwoju Obszarów Miejskich i Środowiska (BSU) w Hamburgu:

Wykorzystanie energii geotermalnej w połączeniu z termoaktywnymi stropami i wyrafinowany system wentylacji to ukryte za przyciągającą wzrok, kolorową elewacją cechy, na które warto zwrócić największą uwagę w głównej siedzibie Urzędu ds. Rozwoju Obszarów Miejskich i Środowiska (BSU — Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt) w Hamburgu. Centralną rolę w zaopatrzeniu w ciepło, zimno i wodę zgodnie z zasadami ochrony środowiska odgrywa również wysokosprawna technika pompowa Wilo.

W Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung (LGV) pracuje prawie 1500 osób na powierzchni wynoszącej ponad 61 000 m2brutto. Podzielony kompleks budynków urzeka nie tylko optycznie. Spełnia on również najsurowsze wymagania ekologiczne i jest uważany za jeden z najbardziej oszczędnych budynków biurowych w Niemczech. Konsekwentnie nowy budynek zdobył wyróżnienie na wystawie „Internationale Bauausstellung Hamburg” jako wyjątkowy projekt i otrzymał złoty certyfikat Niemieckiego Stowarzyszenia Budownictwa Ekologicznego (Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen — DGNB). „Podstawę standardu tego budynku stanowi złożona koncepcja energetyczna, składająca się z efektywnego współdziałania energii odnawialnych i konsekwentnej realizacji kryteriów budynku pasywnego”, wyjaśnia Axel Hupfeld, kierownik projektu ze spółki Obermeyer Planen + Beraten GmbH. Łączne roczne zapotrzebowanie na energię, wynoszące zaledwie 58,13 kWh/m2a, jest znacznie mniejsze niż pierwotne wytyczne inwestora 70 kWh/m2a. Zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania jest również niższe niż żądana maksymalna granica 15 kWh/m2 i tym samym jest zgodna ze standardem budynku pasywnego.

Urząd ds. Rozwoju Obszarów Miejskich i Środowiska (BSU) należy do najbardziej energooszczędnych budynków administracyjnych w Niemczech.

Energia geotermalna jako podstawa zrównoważonej koncepcji energetycznej

Energia geotermalna, będąca odnawialnym źródłem energii, jest podstawą koncepcji — utrzymanie temperatury wewnętrznej odbywa się przez termoaktywne stropy. Nieobciążającą klimatu pracę systemów ogrzewania i chłodzenia oraz niezawodne zaopatrzenie w wodę obszarów sanitarnych zapewnia wysokosprawna technika pompowa Wilo. Budynek spoczywa na łącznie 1640 palach wierconych o długości 19 metrów. Połowa z nich jest wykorzystywana do pobierania energii geotermalnej (temperatura źródła: średnia roczna 13 °C). Dwie pompy ciepła solanka/woda udostępniają w budynku ciepłą wodę użytkową o temperaturze zasilania 50 °C. Podstawowe obciążenie przejmują pompy ciepła. Są one zasilane ekologicznym prądem dostarczanym przez Hamburg Energie, która dodatkowo udostępnia lokalne ciepło do zaspokajania obciążenia szczytowego. W ten sposób pompy ciepła i lokalne ciepło pokrywają obciążenie cieplne budynku nawet przy temperaturach zewnętrznych minus 12 °C. Biwalentna koncepcja umożliwia ponadto uzupełnianie przy użyciu lokalnego ciepła, jeżeli dojdzie do awarii lub wyczerpania pola energii geotermalnej. „Wyładowaniu pola energii geotermalnej zapobiegamy, wyrównując usuwanie ciepła zimą przez oddawanie ciepła odprowadzanego z budynku do ziemi w okresie letnim”, wyjaśnia Jörn Delicat, projektant odpowiedzialny za projekt w Obermeyer.

Dwustopniowe chłodzenie w miesiącach letnich

Chłodzenie składa się z jednej strony z dwóch wież chłodniczych znajdujących się na dachach, a z drugiej strony z pola energii geotermalnej, wykorzystywanego, gdy temperatura powietrza zewnętrznego uniemożliwia zastosowanie wież chłodniczych. Niezawodną i oszczędną pracę obiegów ogrzewania i chłodzenia zapewniają regulowane elektronicznie pompy Inline Wilo: po stronie chłodnej są to pompy podwójne typu CronoTwin-DL-E, natomiast pompy Inline VeroLine-IP-E po stronie solanki i ciepłej pompy ciepła oraz w obiegu glikolu wież chłodniczych. Zintegrowane elektroniczne dopasowanie wydajności pomp dławnicowych zapewnia wysoką sprawność energetyczną.

Termoaktywne stropy do ogrzewania i chłodzenia

Regulacja temperatury wewnętrznej jest wspomagana przez dwa zasobniki buforowe o pojemności 5000 litrów każdy. Z ich poziomu następuje podział między różne budynki, wyposażone w osobne obiegi ogrzewania i chłodzenia do stropów termoaktywnych o powierzchni całkowitej 22 000 m2. Temperatury w układach pięciopiętrowych części budynków wynoszą 49 °C/28 °C (ogrzewanie) oraz 14 °C/22 °C (chłodzenie), a za ich obieg odpowiadają pompy Inline VeroLine-IP-E. Natomiast termoaktywne stropy w wieżowcu pracują z temperaturami zasilania i powrotu na poziomie 32 °C/28 °C (ogrzewanie) oraz 18 °C/22 °C (chłodzenie). W efekcie uzyskuje się stały współczynnik ∆T o wartości 4 K, tak aby w obu przypadkach wymagany był jednakowy przepływ masowy i nie było konieczne przełączanie punktu pracy techniki pompowej. Dwie pompy o najwyższej sprawności Wilo-Stratos zapewniają tutaj maksymalny przepływ na poziomie 30 m3/h. W niewielu obszarach, w których nie zamontowano termoaktywnego stropu, stosowane są konwektory, ogrzewanie podłogowe i statyczne powierzchnie grzejne. W czasie zimy niezbędne jest również zasilanie grzejników centralnych urządzeń wentylacyjnych w celu dogrzewania powietrza zewnętrznego.

W przynależnych obwodach grzewczych pracuje siedem dodatkowych pomp o najwyższej sprawności Wilo-Stratos, których silniki EC regulują wymaganą prędkość obrotową zgodnie z zapotrzebowaniem i w ten sposób zapewniają energooszczędne rozprowadzanie ciepła i zimna. W porównaniu z pompami nieregulowanymi zużycie prądu obniżono istotnie zwłaszcza w zakresie obciążenia częściowego, które stanowi nawet 94 % całkowitego czasu pracy.

Energia geotermalna z dwiema pompami ciepła solanka/woda jest centralnym elementem zaopatrzenia w energię.

Wykorzystanie wody deszczowej zmniejsza zużycie wody użytkowej

Zaopatrzenie w wodę użytkową jest również zgodne z zasadami ekologii i ekonomiczności. Zgodnie z hamburskimi dyrektywami dotyczącymi budowania budynków publicznych zainstalowano sieć zimnej wody, która jedynie w szczególnych przypadkach jest uzupełniana przez zdecentralizowane przygotowywanie ciepłej wody użytkowej. System do podnoszenia ciśnienia Wilo-Comfort-Vario zapewnia zaopatrzenie w wodę użytkową wieżowca. Do zmniejszenia zużycia wody użytkowej wykorzystywana jest ponadto deszczówka na powierzchniach dachowych, oczyszczana w instalacji filtrującej z bębnem wirowym, gromadzona w cysternie, a następnie doprowadzana do osobnej sieci „szarej wody” za pomocą kolejnego systemu do podnoszenia ciśnienia. Deszczówka jest wykorzystywana w toaletach we wszystkich częściach budynków. Ponadto zadbano o zarządzanie ściekami i wodą zanieczyszczoną kompleksu. Stosowane są w tym celu najróżniejsze pompy zatapialne do ścieków i urządzenia do przetłaczania ścieków firmy Wilo, które umożliwiają odprowadzanie do hamburskich kanałów również ścieków, znajdujących się poniżej poziomu spiętrzenia.

Przestronne przedsionki, będące głównymi elementami koncepcji wentylacji, zapewniają również wysoką jakość pobytu.

Optymalny klimat w pomieszczeniach z wysoką sprawnością energetyczną

„Optymalne współdziałanie licznych rozwiązań sprawia, że główna siedziba BSU jest jednym z najbardziej energooszczędnych budynków administracyjnych w Niemczech. Po upływie około 1,5 roku eksploatacji okazało się, że wymagane kryteria komfortu i wartości temperatur są zachowywane przez cały rok”, podsumowuje Delicat. „Nadrzędny rodzaj regulacji zapewnia stałą temperaturę pomieszczenia 21 °C w trakcie zimnej pory roku. Natomiast latem temperatury są zawsze utrzymywane w komfortowym zakresie około 25 °C”. W zakresie optymalizacji potencjalnej energooszczędności budynku osoby odpowiedzialne za projekt stawiają również na współdziałanie ze strony użytkowników. Otrzymują oni, przykładowo, zalecenia dotyczące prawidłowego obchodzenia się z klapami wentylacyjnymi. System monitorowania energii stworzony we współpracy z TU Hamburg-Harburg dostarcza dodatkowo raporty zużycia dotyczące budynku i w ten sposób zwiększa świadomość użytkowników. „Pierwsze rezultaty pokazały, że zapotrzebowanie na energię jest nawet znacznie mniejsze niż pierwotnie opracowane prognozy. Potwierdza to nasze doświadczenia, jakie zebraliśmy dotychczas w ramach monitorowania gwarancyjnego”, mówi Hupfeld.