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FreiburgLeben - Wohnen am Schlossberg

Nahwärmeversorgung durch Wasserkraft und Biomasse

von Dr.-Ing. B. Mahler, Geschäftsführer von EGS-plan GmbH, Stuttgart

Das innovative Energiekonzept des Wohnquartiers "FreiburgLeben - Wohnen am Schlossberg" setzt auf guten Wärmeschutz und lokal verfügbare regenerative Energiequellen zur weitgehend autarken Wärmeversorgung des Quartiers. Im Vergleich zu einem Standardneubau konnte der Primärenergiebedarf um 90% reduziert werden.

Auf dem ehemaligen Gelände der Seidenzwirnerei Coats-Mez am Schlossberg in Freiburg entstand auf 1,4 ha ein innerstädtisches Wohn- und Arbeitsquartier. Auftraggeber ist das Siedlungswerk Stuttgart.

Für die insgesamt zehn Gebäude mit 105 Wohneinheiten, einer Kinder- und Jugendeinrichtung und Gewerbeeinheiten sollte ein integrales Energiekonzeptes mit minimalem CO2-Ausstoß und Primärenergiebedarf realisiert werden. Der Gebäudeentwurf sollte von Beginn an in die Planung integriert werden um einen sehr guten thermischen Komfort bei geringem Energieverbrauch zu gewährleisten. Grundsätzlich sollten die lokal auf dem Grundstück verfügbaren regenerativen Ressourcen - ein Gewerbekanal und ein Brunnen - genutzt werden.

Basis des integralen Energiekonzeptes ist eine kompakte, gut gedämmte Bauweise der Gebäude mit geringen Wärmeverlusten im KfW 60-Standard. Als lokal verfügbare Ressourcen werden der Gewerbekanal und der vorhandene ehemalige Mez-Brunnen in die Nahwärmeversorgung mit eingebunden.

Im Gewerbekanal erzeugt eine Wasserschnecke den Strom für eine Wärmepumpe, die als Grundlast die Wohnungen mit Wärme versorgt. Als Antriebsquelle dient das ganzjährig 10 °C warme Grundwasser des Brunnens. Um die Wärmepumpe effektiv zu nutzen und hohe Arbeitszahlen zu erreichen wird eine Fußbodenheizung mit niedrigen Systemtemperaturen eingesetzt.

Als Zusatznutzen kann im Hochsommer das Grundwasser als natürliche Kältequelle verwendet werden: Die Fußbodenheizung wird - nach Anforderung durch den Nutzer - mit kühlem Brunnenwasser durchströmt und verringert sommerliche Überhitzung der Räume. In der kalten Jahreszeit wird die Spitzenlast durch einen Holzpellet-Kessel gedeckt.

Das gesamte Quartier wird aus einer Heizzentrale über ein Nahwärmenetz versorgt. Durch die Anforderungen unterschiedlicher Systemtemperaturen kommt ein spezielles 4-Leiternetz mit einer Aufteilung in ein Niedertemperaturnetz für die Heizung bzw. Kühlung und einem Warmwassernetz zum Einsatz.

Derzeit ist der erste Bauabschnitt mit der Errichtung von vier der insgesamt acht Mehrfamilienhäuser, der Jugendeinrichtung und Gewerbeeinheiten abgeschlossen. Um einen optimalen Betrieb der neuartigen Komponenten zu gewährleisten, findet über die Fertigstellung des Projektes hinaus eine zweijährige detaillierte Monitoring-Phase statt.

Fazit

Erste Messdaten zeigen eine Übereinstimmung des Anlagenbetriebes mit den Planungswerten. Die Wärmepumpe läuft seit der Inbetriebnahme störungsfrei und versorgt das Quartier im Sommer zu 100% mit Warmwasser. In der Heizperiode führen optimal niedrige Rücklauftemperaturen im Heiznetz von 25 - max. 35 °C zu einem Wärmepumpenbetrieb mit hoher Arbeitszahl. Die Wasserschnecke erreicht laut Leistungsmessung ebenfalls die geforderte Leistung. Der zweite und letzte Bauabschnitt wird Ende November 2011 an die Wärmeversorgung angeschlossen. Im gleichen Zeitraum wird vorrausichtlich die erste Jahresbilanz der aufgenommenen Messdaten vorliegen und detailliert Auskunft über den Betrieb liefern. Mit dieser innovativen Kombination regenerativer Technologien lässt sich der Primärenergiebedarf um 90 % gegenüber einem Neubaustandard mit Gasbrennwertheizung reduzieren. Das entspricht einer Einsparung bei der Wärmeversorgung von jährlich 240 t CO2-Emissionen. Im Vergleich zu einer konventionellen Wärmeversorgung sind die Investitionskosten für das regenerative Konzept mit den Komponenten Wasserschnecke, Wärmepumpe und Holzpellet-Kessel zunächst höher. Allerdings sind die Energiekosten so niedrig, dass bereits bei der Kalkulation mit heutigen Energiepreisen die Mehrinvestition im Betrieb ausgeglichen wird. Die zentrale Wärmeversorgung bietet darüber hinaus die Möglichkeit sich auf Bedarfsänderungen anzupassen und in Zukunft weitere Energietechniken mit einzubinden. Eine hervorragende Kombination aus Ökologie und Ökonomie - erneuerbare Energien anschaulich genutzt!

Beteiligte Unternehmen
Bauherr: Siedlungswerk Stuttgart 
Architekt: Ackermann & Raff, Architekten Stadtplaner BDA
Energiekonzeption: EGS-plan Energie-Gebäude- und Solartechnik mbH
Förderung und Betrieb: Badenova AG & Co. KG

Quellenangabe:
Energiekonzept EGS-plan Energie-Gebäude- und Solartechnik mbH im Auftrag des Siedlungswerk Stuttgart, gefördert durch den Innovationsfond Klima- und Wasserschutz der badenova AG & Co. KG.

Bildrechte:
1. Quartier mit Gewerbekanal, © Siedlungswerk
2. Wasserschnecke, © EGS-plan
3. Schema Wärmeversorgung, © EGS-plan
4. Blick auf Quartier, © Siedlungswerk

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