Der
Erweiterungsbau der GELSENWASSER-Hauptverwaltung wurde Anfang 2004 nach
modernsten ökologischen und energetischen Kriterien nach gut einjähriger
Bauzeit fertig gestellt. Mit einem regenerativen Anteil von 63 % am Gesamtenergieverbrauch
ist der Neubau der Gelsenwasser AG vorbildlich in Europa. Das weiße
Bestandsgebäude ist in das Energiekonzept mit eingebunden. Ohne
jegliche bauliche Eingriffe in den Büroflächen konnte hier
ein Einsatz regenerativerEnergien von 29 % erzielt werden. Insgesamt
wird nun die Hälfte der von beiden Gebäuden benötigten
Energie aus Sonne und Erdreich gewonnen.
Die Kühlung in einem Bürogebäude mit herkömmlichen Kältemaschinen verbraucht allein mehr Strom als alle anderen elektrischen Verbraucher zusammen. Eine alternative Kühlung für einen Büroneubau ist deshalb der wichtigste Ansatz bei der Energieeinsparung und dem Einsatz regenerativer Energien. Deshalb wurde im Rahmen des Neubaus ein Erdsondenfeld erstellt, daß mit Geothermie (Erdwärme/ -kälte) ohne weitere Energieaufwendung die gesamte Kälteleistung für Neu- und Altbau bereitstellt. Die intelligente Einbindung einer gasgebundenen Stromerzeugung über das vorhandene Blockheizkraftwerk (BHKW) in das Energiekonzept sorgt für ganzjährige und ressourcenschonende Erzeugung elektrischer Energie mit hohem Wirkungsgrad.
Während die Wärmeerzeugung über Geothermie und Wärmepumpe erfolgt, wird zur Kühlung der Luft nur Wasser und Abwärme des Blockheizkraftwerks eingesetzt.Dieser Prozess wird Desiccative and Evaporative Cooling (Trocknungs- und Verdunstungs-Kühlung), abgekürzt DEC genannt. Hierbei werden zwei Vorgänge aus der Natur miteinander verknüpft:
- mit Wasser bestäubte Luft kühlt ab
- Salz entzieht der Luft Wasser
Zuerst wird die Frischluft (Außenluft) durch ein im Luftstrom drehendes "Salzrad" stark getrocknet (Adsorption). Die sehr trockene Luft wird durch die Kälterückgewinnung aus der verbrauchten Luft (Abluft) vorgekühlt. Anschließend wird die Temperatur der Zuluft durch Sprühbefeuchtung weiter heruntergekühlt und eine optimale Luftfeuchte wieder eingestellt. Die Temperatur der Außenluft ist nun um 12 Kelvin abgesenkt worden. Die im Salz des Sorptionsrades gebundene Luftfeuchtigkeit wird durch Abwärme des Blockheizkraftwerkes wieder ausgetrieben und der Prozess beginnt von vorne.
Energieversorgung im Sommer |
Energieversorgung im Winter |
Sonnenschutz
Der Sonnenschutz ist im Scheibenzwischenraum der Isolierverglasung angeordnet und bleibt damit windunabhängig wirksam. Die hohen Reflektionswerte des Sonnenschutzes können im Luftzwischenraum der Verglasung durch Verschmutzung der Lamellen nicht beeinträchtigt werden. Der Sonnenschutz läßt sich zur Lichtlenkung einsetzen und reduziert damit entscheidend die inneren Lasten und den Energieverbrauch des Gebäudes aus der Beleuchtung auch bei herabgelassenem Sonnenschutz. Er wird über ein Sonnenstands- und Verschattungsprogramm zentral gesteuert und über den Tagesverlauf nachgeführt.
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Lüftung über Fassade
Geschoßweise sind erstmals für ein Gebäude im Bereich
der Fußböden öffenbare Fassadenkiemen entwickelt worden. Über
das ebenfalls neu entwickelte Touchpanel das sämtliche individuellen
Einstellungen steuert, hat der Nutzer die Möglichkeit die Kiemen
aufzufahren und so unabhängig von der Gebäudeautomation den
Raum natürlich zu belüften.
Die Durchspülung des Raumes ist erheblich günstiger, als bei
einem konventionell gekipptem Fenster. Die Abluftansaugung in der Decke
regelt auch bei natürlicher Lüftung die durch die Fassade eintretende
Luftwechselrate. Die Positionierung des Lufteintritts im Bodenbereich
sorgt für eine zugfreie Luftverteilung. Durch die Gebäudeautomation
werden die Kiemen zentral angesteuert und nachts geöffnet, um für
eine wirkungsvolle Nachtauskühlung zu sorgen.
Klimatisierung
Die reine Fensterlüftung ist in Verbindung mit einer Vollklimatisierung energetisch problematisch. Im Sommer würde dem Gebäude ungeregelt Wärme zugeführt, der durch „ Gegenkühlen“ nicht sinnvoll Begegnet werden kann. Im Winter wird dem Gebäude durch Fensterlüftung erheblich Wärme entzogen. Aus diesem Grund regelt einen mechanische Lüftungen für die Nutzung optimierten Luftwechsel. Präsenzabhängig wird die Frischluft den Raumanforderungen vorkonditioniert. Die thermische Energie der Abluft wird im Lüftungsgerät wieder rückgewonnen.
Dennoch behält der Nutzer die Möglichkeit der natürlichen Lüftung über die Fassadenkiemen, da die Gebäudeautomation in diesem Fall Heizung und Kühlung in dem entsprechenden Raum abschaltet. Damit hat die natürliche Lüftung keinen negativen Einfluss auf die Klimatisierung.
Glasfassade im Sommer |
Glasfassade im Winter |
Heizung / Kühlung
Besondere Behaglichkeit in Büroräumen wird durch geringe Temperaturdifferenzen zwischen Heiz-/Kühlmedium und angestrebter Raumtemperatur erreicht. Ideal sind Flächenstrahler mit Oberflächentemperaturen von ca. 18 ° Grad für den Kühlfall und ca. 29 ° Grad für den Heizfall. Für den Neubau der Gelsenwasser AG wurden Deckensegel unter der Massivdecke Frei hängend angeordnet. Die Wirkfläche wird deutlich vergrößert, da die Segel auch an ihrer Oberfläche mit Raumluft umspült werden und die Leistung nicht teilweise in einem Deckenhohlraum verpufft. Eine vorgewählte Temperatur stellt sich besonders schnell ein. Durch die freigestellte Betondecke stehe ein guter Bauteilspeicher in jedem Raum zur Verfügung, der durch die Nachtspülung im Sommer aufgeladen werden kann und im Winter die solaren Gewinne des Tages aufnimmt.