Projekt
Die Forschungshalle des Energie-Campus der Hochschule Ansbach am Feuchtwanger Studien- und Technologiezentrum ist ein zukunftsweisendes Modellprojekt des bundesweiten Förderprogramms für Energieeffizienzhaus Plus-Bildungsbauten, das zugleich als Anschauungs- und Forschungsobjekt dient.
Das zweigeschossige Gebäude in Holzbauweise besteht aus einer Forschungshalle sowie Büro- und Seminarräumen. Hervorstechendes Merkmal ist das technologisch ausgefeilte Energiekonzept. Durch die Kombination und die intelligente Steuerung der verschiedenen Energiequellen ist es möglich, die Wärme- und Energieversorgung des Gebäudes vollständig zu sichern sowie zugleich einen Überschuss an Solarstrom zu erzeugen.
- 65% Erneuerbare Energien
- Neubau
- Nichtwohngebäude
- Smart / Digital
- Wärmepumpe
Bautafel:
BAUVOLUMEN
3.199 m³
BAUZEIT
2017-2018
ENERGETISCHER ZUSTAND
Energieeffizienzhaus plus
VERWENDETES MATERIAL
Beton (Bodenplatte)
Douglasienholz (Außenwände)
Holzfasern und Mineralwolle (Dämmung)
Holzrahmenbauelemente (Innenwände)
BAUTEILE
Außenwände: Holzständerwände mit hinterlüfteter Douglasienholz-Verkleidung, U-Wert 0,17 W/(m²K)
Holz-Aluminium-Fenster mit 3fach-Verglasung, U-Wert 0,95 W/(m²K)
Flachdach mit Furnierschichtholzplatte und Lichtkuppeln: U-Wert Flachdach 0,11 W/(m²K)
Bodenplatte: U-Wert 0,26 W/(m²K)
VERWENDETE GEBÄUDETECHNIK
PV-Anlage mit 150 Modulen auf 246 m², jährliche Stromerzeugung >26.500 kWh
Solar-Luft-Absorber-Block aus 20 Kunststoffrohren, Absorberfläche 46,8 m²
Eisspeicher, Fassungsvermögen 273 m³
Sole-Wasser-Wärmepumpe, Leistungsvermögen 28,8 kW
Pufferspeicher, Fassungsvermögen 1.500 l
Herausforderungen
Das ambitionierte Ziel dieses Projektes war das Erreichen des Standards Energieplus in einem größeren Bildungsgebäude. Zugleich sollten die Erkenntnisse Grundlage für weitere Forschungen bilden.
Idee war, die positive Gesamtenergiebilanz durch ein strombasiertes energetisches Versorgungkonzept erzielen, das verschiedene Gebäudetechnikanlagen in einem Energienetz koordiniert und durch eine intelligente Gebäudeleittechnik mittels Sensoren und Aktoren sowie Bus-Systemen steuert und optimiert:
- Stromerzeugung mittels Photovoltaik-Anlage
- Wärmeerzeugung durch die intelligente Steuerung einer Sole-Wasser-Wärmepumpe, eines Eisspeichers sowie einem vor dem Gebäude befindlichen Energiezaun aus Solar-Luft-Absorbern
- Heizen oder Kühlen mit einem in der Bodenplatte verlegten Rohrsystems
- Kontrollierte Zu-und Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung in den Seminarräumen.
Ziele & Erfolge
Das in der Planungsphase anvisierte Ziel eines Energieplus-Gebäudes konnte im praktischen Betrieb erreicht werden: Die Wärmeerzeugung für die Forschungshalle erfolgt über eine Sole-Wasser-Wärmepumpe, an die zusätzlich ein Pufferspeicher angeschlossen ist. Als Wärmequelle der Pumpe dienen der Eisspeicher mit einem Volumen von rund 273.000 Litern sowie ein „Heizzaun“ aus 20 Solar-Luftabsorbern. Die genutzte Systemtechnik ermöglicht es, je nach Bedarf das Heizen bzw. Kühlen des Gebäudes über einen reinen Kollektorbetrieb oder das Be-und Entladen des Eisspeichers zu decken.
Zur Deckung des Strombedarfs sind auf dem Dach des Gebäudes 150 Photovoltaikmodule angebracht. Die PV-Anlage erwirtschaftet einen Überschuss von etwa 8.000 kWh im Jahr. Die Technikanlagen des Gebäudes können durch die zusätzliche Nutzung von Wetterdaten, Vorhersagen, Jahreszeit und Nutzerverhalten die Potenziale der vorhandenen Energiequellen maximal nutzen. Die zugrundeliegenden Berechnungen integrieren hierbei die Messwerte aller im Gebäude befindlichen Sensoren und beziehen ergänzend Erfahrungswerte der Hersteller ein, um Wärme oder Kälte vorausschauend bereitzustellen.
Lessons learned
- Das angenehmes Raumklima durch Holzbauweise überzeugt jeden Besucher und jede Besucherin
- Die Kombination aus Heizzaun und Eisspeicher sorgt ganzjährig für optimale Temperierung bei hoher Effizienz (Jahresarbeitszahl JAZ=4.6 gegenüber konventioneller Luftwärmepumpe mit JAZ=3.7)
- Die Nutzung als Living-Lab funktioniert in der Praxis: Die Forschungshalle integriert verschiedene Versuchsstände zu Batteriespeicher, Wallboxen und Energiemanagement.
