Nachhaltige Gebäude schützen nicht nur das Klima, sondern lassen sich auch besser vermarkten. Deutschland verbraucht 40% der Endenergie für das Wohlbefinden in Gebäuden. Fraunhofer-Forscher wollen beides zusammen bringen – Raumkomfort und Energieeffizienz.
Das Foto zeigt die Verlegung der Rohre für die Betonkernaktivierung. Foto Fraunhoder ISE
Am 5. November 2008 weihte die Fraunhofer-Gesellschaft in Duisburg das »inHaus2« ein, eine Innovationswerkstatt für Technologie, Produkte und Anwendungen in Nutzimmobilien. Ziel der Einrichtung ist eine höhere Effizienz im Planen, Umsetzen und Betreiben von Nichtwohnungsbauten. Ein herausragendes Merkmal im Energiekonzept des neuen Zentrums ist der Einsatz effizienter und innovativer Technologien zur Kühlung, Heizung und Lüftung des Gebäudes. Deren Umsetzung und Betrieb werden vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE analysiert und bewertet.
Unterschiedliche Nutzungsbereiche wie Büro- und Seminar- räume, Konferenzbereiche sowie Labor- und Forschungsflächen werden bei der Integration innovativer und effizienter Heizungs-, Kühlungs- und Lüftungstechnologien berücksichtigt. Eine optimierte Betriebsweise und Regelstrategien stimmen die einzelnen Technologien der Gebäudeversorgungstechnik aufeinander ab.
Zentraler Bestandteil des Heiz- und Kühlkonzepts ist die Nutzung des Erdreichs als natürliche Umweltenergiequelle und -senke. Zwölf 120 Meter tiefe Erdwärmesonden erschließen diese Energie aus dem Erdreich, die Fachsprache nennt das Verfahren oberflächennahe Geothermie. Im Winter sorgt eine Wärmepumpe dafür, dass die Erdwärme dem Gebäude auf einem nutzbaren Temperaturniveau zugeführt wird.
Ergänzend wird der Heizwärmebedarf durch Umweltenergie mit primärenergetisch günstiger Fernwärme abgedeckt. Im Sommer kann das Erdreich dann zur direkten Kühlung des Gebäudes genutzt werden – gegebenenfalls in Kombination mit der Wärmepumpe, die dem Gebäude überschüssige Wärme entzieht und dem Untergrund über Erdwärmesonden zuführt. Ergänzt wird die Gebäudekühlung durch eine sorptionsgestützte Klimatisierung zur Kühlung und Entfeuchtung der Frischluft. Bei diesem Sorptions- prozess wird Luft an der Oberfläche eines Rieselfilms aus konzentrierter Salzlösung getrocknet. Die Regeneration der Salzlösung erfolgt durch Austreiben des Wassers über Erwärmung. Die wesentliche Antriebsenergie hierfür ist ebenfalls Fernwärme.
Das »inHaus2« Gebäude besteht aus drei Gebäudesegmenten, in denen innovative Wärme- und Kälteübergabesysteme zum Einsatz kommen. Dazu zählen thermoaktive Bauteilsysteme in Form von Betonkern- und Fußbodentemperierung und abgehängte Kühlpaneele.
Entscheidend für das Funktionieren der Gesamtsysteme –Gebäudehülle, Versorgungstechnik und Nutzer – ist die Betriebsführung. Diese wird unter Anwendung neuer Konzepte und mit Hilfe technischer Innovationen permanent überwacht, evaluiert und optimiert, um die Leistungsfähigkeit des Gebäudes nachhaltig zu steigern.
Forschung und Entwicklung im Bereich Gebäudebetrieb und Facility Management des »inHaus2« zielen darauf ab, innovative Technologien der technischen Gebäudeausrüstung und der Gebäudehülle hinsichtlich des Betriebs, der Energieeffizienz und des thermischen Komforts zu untersuchen. Darüber hinaus soll die Energieperformance und der Betrieb des Gesamtsystems von der Energieerzeugung bis hin zur Wärme- und Kälteübergabe im Raum analysiert und bewertet werden.
In Zusammenarbeit mit elf »inHaus2«-Partnern aus der Industrie und zwei weiteren Fraunhofer Instituten IMS und IBP führt das Fraunhofer ISE ein Basismonitoring durch, um die Energieeffizienz der Anlagen- und der Gebäudetechnik zu bewerten. Ziel ist die Erfassung, Bereitstellung, Analyse und Aufbereitung zentraler Kenndaten des Gebäudes und der technischen Gebäudeausrüstung im Hinblick auf Raumkomfort und Energieeffizienz.
Die Partner für das Basismonitoring sind:
Josef Gartner GmbH
HOCHTIEF Aktiengesellschaft
Kermi GmbH
Kieback&Peter GmbH & Co. KG
menerga GmbH
Minol Messtechnik W. Lehmann GmbH & Co. KG
SAINT-GOBAIN ISOVER G+H AG
Viega GmbH & Co. KG
Wilo SE
Wolf Klimatechnik GmbH
ZENT-FRENGER Gesellschaft für Gebäudetechnik mbH