Jeder, der sich mit thermodynamischen Vorgängen in der technischen Gebäudeausrüstung auseinandersetzt, kennt das Beispiel zum optimalen Betrieb einer reversiblen Wärmepumpe: Eine Eishalle wird mit einem Schwimmbad direkt verbunden und die Energien werden über den „hub“ der Wärmepumpe/ Kältemaschine ausgetauscht. So kann ein Großteil der Abwärme/ Abkälte, direkt genutzt werden.
Doch geht sowas auch bei einem „Standard“-Gebäude?
Bei einem unserer aktuellen Projekte standen wir vor der Herausforderung ein optimales Energiekonzept zu entwickeln und auszuplanen.
Folgende Randbedingungen waren gegeben:
- Anschlusszwang an die Fernwärmeversorgung
- Aufgrund der örtlichen Geologie ist weder die Nutzung von Grundwasser noch von Erdwärme möglich
- Aufgrund des Gebäudekonzeptes/ der Gebäudeausrichtung ist weder Solarthermie noch Photovoltaik gewünscht bzw. möglich.
- Durch die gewünschte Flexibilität im Gebäude kommen fast flächendeckend Heiz-/ Kühldecken zum Einsatz.
Bei dem beplanten Gebäude handelt es sich um ein Gebäude mit überwiegender Büronutzung und ein wenig Gastronomie.
Die vorgegebenen Randbedingung schränken die Planungsfreiheit sehr ein. Wir haben uns das Gebäude jedoch genauer angesehen und die Gebäudekubatur mit allen Randbedingungen aus dem Modell übernommen und konnten unter Annahme eines Nutzerverhaltens in unserem Berechnungsprogramm anhand einer Jahressimulation nach VDI2078 folgendes berechnen:
Fazit:
Die Grafik zeigt den Bereich, in welchem die meiste Kühlleistung im Gebäude anfällt. Außerdem wird dort, der in derselben Zeit anfallende Heizwärmebedarf durch das Gebäude (ohne Trinkwarmwassernutzung der Gastroeinheiten) dargestellt.
Von diesem Ergebnis abgeleitet sieht die Planung vor, so viel Abwärme der Kältemaschine wie möglich direkt oder zeitverzögert im Gebäude zu nutzen, ohne die Wärme aus der Fernwärme zu beziehen und somit die vergeudete Wärme über Dach/ Rückkühler, so gering wie möglich zu halten.
Durch diese Nutzung werden Ressourcen und CO2 durch unnötige Wärmeverluste eingespart. Weiter spart es Betriebs- und Verbrauchskosten.
Sobald das Nutzerverhalten genauer bekannt ist, kann untersucht werden inwieweit es wirtschaftlich ist die reversible Kältemaschine nicht nur, wie aktuell vorgesehen, kältegeführt zu fahren, sondern auch in den Wintermonaten die Leistung der Fernwärme zu reduzieren und die Kältemaschine als Wärmepumpe zu nutzen und diese wärmegeführt zu betreiben. Es hängt jedoch sehr stark vom Nutzerverhalten ab.
Leider ist es manchmal nicht möglich auf Umweltwärme direkt zuzugreifen. Das heißt dann jedoch nicht, dass man sich als Planer damit zufriedengeben und eine „0815-Planung“ abliefern muss, sondern mit ein bisschen ingenieurmäßigem Denken, trotzdem sehr viel energiesparende Ansätze in der Gebäudeplanung mit umsetzen kann.
Wie innovativ traut ihr euch zu sein?