Die Wärmetechnik des Technologiepavillons
Das energetische Konzept des Technologiepavillons nutzt verschiedenste Technologien zur Raumkühlung bzw. -erwärmung. Dabei werden je nach Jahreszeit unterschiedliche Systeme genutzt.
Zur Versorgung des Technologiepavillons des Bauzentrum Poing mit Wärme haben die Architekten und Ingenieure ein energetisches Gesamtkonzept entwickelt, das über eine Vielzahl von Sensoren zentral gesteuert wird.
Die Architekten setzten dabei auf drei Maßnahmen bzw. Materialien:
- Transparente Glasfassaden zum Südosten und Südwesten lassen Sonnenlicht und damit Wärmeenergie in das Gebäude eindringen.
- Wärmespeichernde, massive Wände im Gebäudeinnern helfen, die eingefallene Energie zu speichern und zu verteilen.
- Hochdämmende Isolierungen unter dem Boden, in den Wänden und im Dachaufbau helfen, die Abgabe von Wärmeenergie aus dem Gebäude heraus stark zu reduzieren.
Sonnenschutz im Sommer, Absorber-Funktion im Winter
Die gläserne „Doppelfassade“ – mit Solarflügeln – zum Südwesten des Technologiepavillons besteht aus einer Einfachverglasung nach außen und einer Wärmeschutzverglasung nach innen. Zwischen diesen Glaswänden befindet sich ein 1,25 Meter breiter Hohlraum, in dem die Solarflügel bzw. drehbare Lamellen angebracht sind. Am oberen und unteren Abschluss dieser Solarwand sind Luftklappen zur Steuerung der Luftströme eingebaut.
Bei geringen Außentemperaturen richten sich die dunklen Seiten der Flügel nach außen. Das Sonnenlicht fällt auf die dunkle Seite der beweglichen Flügel und erwärmt die Luft im Zwischenraum. Die inneren Lüftungsklappen sind geöffnet. Wie in einem Kamin steigt die erwärmte Luft auf und dringt über die oberen Luftklappen in den Innenraum ein. Die Fassade wirkt als Warmluftkollektor.
Bei hohen Außentemperaturen richten sich die hellen, silbrig glitzernden Flügelseiten nach außen, um das Sonnenlicht zu reflektieren. Die äußeren Luftklappen sind offen, so dass die Hitze nicht in den Innenraum gelangen kann. Jetzt übernimmt die Fassade eine Sonnenschutzfunktion.
Wärmeenergie entsteht auch in der Bodenplatte der lichtdurchfluteten Räume. Der Boden besteht aus einem dunkel eingefärbten, 12 Zentimeter dicken Estrich und liegt auf einer massiven Bodenplatte, die nach unten hin durch eine 20 Zentimeter starke Polystyrol-Dämmung wärmeisoliert ist. Fällt Sonnenlicht ein, erwärmt sich der Boden wie ein Kollektor.
In den Estrich eingelegte Leitungsschlangen verteilen die gewonnene Wärme im Gebäude. Andererseits sorgen sie dafür, dass es keine Überhitzung geben kann, denn das Leitungssystem wird sowohl zur Heizung als auch zur Kühlung des Gebäudes genutzt. Fachleute nennen das Change-over-Betrieb. Bei der Funktion als Niedertemperaturheizung durchströmt Wasser mit einer Temperatur von maximal 35 Grad Celsius den Boden, beim Kühlbetrieb sind es minimal 12 Grad.
Die technische Ausstattung zur Wärme- und Energiegewinnung
Für eine ausreichende Wärmeversorgung des Technologiepavillons sorgt neben passiven Maßnahmen zur Solarenergienutzung ein kombiniertes System, das aus thermischen Solarkollektoren auf dem Dach, einem Langzeitwärmespeicher (Aquifer) sowie zur Spitzenlastabdeckung aus zwei Grundwasser-Wärmepumpen besteht.
Die auf dem Dach eingesetzten Vakuum-Röhrenkollektoren sind hocheffizient. Die gewonnene thermische Energie wird für den Warmwasserbedarf verwendet und steht dem Heizkreislauf zur Verfügung.
Überschüssige Wärme wird einem externen Aquiferspeicher zugeführt. Es handelt sich dabei um einen Langzeit-Wärmespeicher, der als extrem gut isolierter, zweischaliger Wassertank unter der Erdoberfläche liegt. Sein Fassungsvermögen beträgt 100 Kubikmeter Wasser.
An Sonnentagen wird dem Speicher über das Medium Wasser die nicht benötigte Wärmeenergie zugeführt (Ladevorgang). Bei maximaler Aufladung des Speichers erreicht das Wasser eine Temperatur von ca. 50 Grad Celsius. Im Winter findet der umgekehrte Prozess statt: warmes Wasser wird zum Heizen einer Fußbodenheizung entnommen und das abgekühlte Heizwasser zurück in den Speicher geleitet. So kühlt sich das Wasser im Aquiferspeicher auf minimal 25 Grad wieder ab.
Wenn der Energiebedarf die bereitgestellte Wärmeenergie der Solarkollektoren übersteigt und der Langzeitspeicher entladen ist, werden zwei Grundwasser-Wärmepumpen hinzugeschaltet. Im Sommer wird das zur Verfügung stehende Grundwasser mit seiner relativ konstanten Temperatur zur Kühlung des Gebäudes genutzt (Change-over-System).
Zusätzlich zur freien Lüftung über die Doppelfassade sowie über die Gebäudeleittechnik besteht die Möglichkeit, die Luftqualität des Pavillons über raumlufttechnische Anlagen in Abhängigkeit der Raumnutzung zu gewährleisten.
Hierzu sind jeweils RLT-Anlagen mit Wärmerückgewinnung für das Café, die WC-Anlagen, den Küchenbereich sowie für den Konferenzbereich installiert. Die Anlagen sind ebenfalls an das Change-over-System angeschlossen und können somit heizen und kühlen.
Im wesentlich komplexeren RLT-Gerät des Konferenzbereichs wird die Kühlung mittels Grundwasser durch eine adiabatische Verdunstungskühlung unterstützt. Diese funktioniert nach dem physikalischen Prinzip der Verdunstungskälte, bei dem die Luft durch Feuchtigkeitsaufnahme abkühlt. Die adiabatische Kühlung nutzt diesen Effekt, indem Wasser fein zerstäubt in die Luft versprüht wird. Das System befeuchtet aber nicht die zugeführte Luft, sondern die Abluft. Die dort gewonnene „Kälte“ führt man durch einen Plattenwärmetauscher der Außenluft zu, die dann abgekühlt in das Gebäude geleitet wird.
Technologiepavillon: Die Fotogalerie
Um sich einen Eindruck vom Technologiepavillon zu verschaffen, finden Sie in unserer Bilddatenbank viele schöne Fotos von diesem innovativen Gebäude.