Foto: Wohnhaus der SolarCity

"gugler! build & print triple zero" - Subprojekt 4: Energiekonzept Gugler

Das Energiekonzept führte den Gewerbebetrieb Gugler im Rahmen der Umnutzung und Erweiterung zum Plusenergiestandard. Wesentliche Maßnahmen waren die konsequente maximale Reduzierung des Nutz- und Endenergiebedarfs, optimale Nutzung vorhandener Prozess-Abwärmen, maximale Ausschöpfung der Energieressourcen vor Ort, gebäudeinte­grierte Energieerzeugung, ökologisches Lastmanagement mit umfassen­den Response- und Speicher-Techniken.

Kurzbeschreibung

Dieses Projekt ist ein Subprojekt des Leitprojekts "gugler! build & print triple zero"

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

Ausgangssituation/Motivation

Das Projekt "gugler" besteht aus Grundlagenforschung, angewandter experimenteller Entwicklung, integrierter Generalplanung, Gebäudeer­richtung, Monitoring/Optimierung und Dissemination. Das vorliegende Subprojekt 4 "Energiekonzept Leuchtturm Gugler" erarbeitet für Zu- und Umbau des Druckereibetriebes Gugler ein Gesamtenergiekonzept, das von einer optimierten Gebäudestrukur und -hülle ausgehend über effiziente Anlagentechnik und konsequente Nutzung lokal verfügbarer Energie­quellen den Plusenergiestandard sicherstellt und dokumentiert.

Inhalte und Zielsetzungen

Plusenergie bedeutet dabei, dass der Primärenergieverbrauch des Gebäudes unter der am Gebäude bzw. auf dem Grundstück erzeugten erneuerbaren Energie liegt. Dabei wurden im gegenständlichen Projekt alle Anwendungen innerhalb des Gebäudes zur Funktionsgewährleistung (Heizung, Kühlung, Lüftung, Warmwasser, Hilfsenergie) und zusätzlich noch alle office anwendungen umfasst (Beleuchtung, Arbeitshilfen, Aufzüge, etc.).

Die Neubauhülle wurde im Passivhausstandard in Rahmenbauweise geplant. Der Bestand wird energetisch ertüchtigt. Es werden alle Maß­nahmen getroffen, um den Verbrauch zu minimieren. Der Energiebedarf wird teilweise aus der Produktionsabwärme gedeckt werden, weiters aus einer Kombination von Solarenergie, Windenergie und Grundwasser.

Auch die Verwendung eines Druckluftspeichers zur Kurzzeitspeicherung ist geplant. Der Stromverbrauch für die Prozessenergie wird in die Erstellung des Plusenergiekonzept miteinbezogen, jedoch nur im Falle wirtschaft­licher Darstellbarkeit auch in der Realisierungsphase umgesetzt.

Methodische Vorgehensweise

Ein wesentlicher Baustein ist die bedarfsgerechte Deckung der in Druckerei und Verwaltung geforderten Energiedienstleistungen. Passiv­haustechniken stellen bewährte Maßnahmen dar, die im vorliegenden Fall durch eine druckerei-spezifische Optimierung ergänzt wird.

Diesem Konzept - passiven Maßnahmen einem aktiven Energieaufwand vorzu­ziehen - wird konsequent gefolgt. Durch die Einbringung der Zuluft mittels Quellluftenergieauslässen kann bei minimierten Zuluftstrom die Raumluftqualität im Aufenthaltsbereich erhöht, der Zuluftkonditionier­ungsaufwand (Befeuchtung) im Vergleich zum Bestand drastisch redu­ziert werden. Der verbleibende Energiebedarf wird soweit möglich aus den vorhandenen Energiequellen im Gebäude (Abwärme von Druckma­schinen, Kompressoren, Serverkühlung, Wärme- und Feuchterück­gewinnung, Tageslicht, Erdwärme Halle) und Energieressourcen vor Ort (Sonne, Grundwasser, Nachtkühle, Wind) gedeckt. Dazu wurde eine detaillierte Erhebung des vorhandenen Potentials durchgeführt, wobei vor allem die Erhebung von dynamischen Abwärmepotentialen ein hohes Maß an Mess- und Auswertungsaufwand bedeuteten.

Auch die Verwendung eines Druckluftspeichers zur Kurzzeitspeicherung wurde untersucht und stellt eine derzeit zwar noch nicht wirtschaftliche, aber energetisch durchaus interessante Alternative dar.

Ergebnisse

Die Verschränkung von Nachfrage und Angebot erfordert neue Konzepte in der Beschreibung des dynamischen Charakters der Energiedienstleist­ung, des daraus resultierenden Energiebedarfs, dessen Deckung und der verfügbaren anbotsseitigen Energiequellen.

Ziel war zwar ein Plusenergiegebäude, das ein über das Jahr erzieltes energetisches "Plus" erzielt, es wurden aber im Detail die dynamische Reaktion von Produktionsprozessen und Gebäude auf die zeitliche Variabilität des erneuerbaren Energie- und Abwärmeangebot untersucht.

Wärme- und Kälteabgabe werden über Flächesysteme realsiert, um mit geringen Über-, bzw. Untertemperaturen heizen und kühlen zu können und damit auch Energie auf geringem Exergiegehalt nutzen zu können. Kälte und Wärme werden möglichst thermisch bereitgestellt, nur als Ausfallssicherheit und für Spitzenlasten wird klassische, aber optimierte Kompressionskälte eingesetzt.

Durch Speicher- und Lastmanagement im eigenen Betrieb und Standort konnte ein höherer Eigendeckungsanteil erreicht werden. Die quantita­tive Darstellung von Angebot und Verbrauch muss je nach Planungsstand in den dafür geeigneten Zeiträumen erfolgen (kurzfristige Schwankungen in Stunden, Tag/Nachtzyklus, Arbeitswoche/Wochenende, Jahreszeiten).

Neben der Nutzung des Gebäudes als Speicher und zwei 10m³ Wasser­speicher wurde auch die bewusste Vorheizen und -kühlen des Gebäudes in die Optimierung miteinbezogen. Die dynamisch gestützte Bewertung erfolgte anhand des Saldos von Endenergie, Primärenergiebedarf und Treibhauspotential.

Ausblick

Neubau und ertüchtigter Bestand können Plusenergiestandard (ohne Prozessenergie, aber inklusive Konditionierung und Beleuchtung Produkt­ionshallen) mit einer 210kWp-Anlage und 2 Kleinwindräder mit je 15kW erreichen. Durch die eingesparten Betriebskosten und die Umweltförder­ungen ist der Plusenergiestandard über 30, aber auch innert 15 Jahren wirtschaftlicher als ein konventioneller Vergleichsbau.

Soll auch die Prozessenergie am Standort abgedeckt werden, ist zusätzlich eine ca. 300kWp Anlage erforderlich, die am Standort noch realisierbar ist. Das Gebäude ist gemäß Stand Entwurfsplanung CO2-neutral in Bezug auf Gebäudebetrieb und Herstellung und Instandsetzung Baumaterialien und Energieversorgungsanlagen.

Publikationen

Subprojekt 4: Energiekonzept Gugler: Prozess- und Betriebsenergie 100% erneuerbar

Leitprojekt: "gugler! build & print triple zero"
Schriftenreihe 34/2014 T. Zelger, J. Obermayer, U. Schneider et al., Herausgeber: bmvit
Deutsch, 240 Seiten

Downloads zur Publikation

Projektbeteiligte

Projektleiter

Thomas Zelger, Wolfgang Huber, Felix Heisinger
Österreichisches Institut für Baubiologie und -ökologie Gmbh

Projekt- und Kooperationspartner

Kontaktadresse

Österreichisches Institut für Baubiologie und -ökologie Gmbh
Thomas Zelger, Wolfgang Huber, Felix Heisinger
Alserbachstraße 5/8
A-1090 Wien
Tel.: +43 (1) 319 20 05-0
E-Mail: ibo@ibo.at
Web: www.ibo.at

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