Verbindung innovativer Strategien und Technologien zu einem ganzheitlichen, ressourcenschonenden Plusenergiegebäude (FUTUREbase)

Status

Abgeschlossen

Kurzfassung

Ausgangssituation/Motivation

Die Wirtschaftsagentur Wien plant, im 21. Wiener Gemeindebezirk unmittelbar zwischen den Gebäudekomplexen TECHbase und ENERGYbase eine weitere innovative Büro- und Gewerbe­immobilie mit ca. 13.000 m² Nutzfläche zu errichten.

Wie bereits bei ENERGYbase sollten anhand einer Durchführbarkeitsstudie visionäre Ideen für ein weiteres europaweites Vorzeigeprojekt, diesmal aber in Richtung der weiter reichenden Vision eines nachhaltigen, Plusenergie-Bürogebäudes, vorab wissenschaftlich untersucht werden. Aufbauend auf die Ergebnisse dieser Studie soll dann die Vorverwertung und Realisierung der Immobilie begonnen werden.

Inhalte und Zielsetzungen

Das übergeordnete Ziel dieses Projektes ist es, durch diese technische Durchführbarkeitsstudie neue, innovative Technologien und Strategien anhand eines konkreten Bauvorhabens vorab zu untersuchen, um so zu einem schlüssigen Plusenergiegebäudekonzept mit minimalem Umsetz­ungsrisiko zu kommen. Die Einbindung der Planungs-, Bau- und Betriebs­erfahrungen von Best Practise Beispielen wie ENERGYbase aus Sicht der involvierten Gruppen (Immobilienentwicklung, Architektur, Haustechnik und Facility Management) spielt dabei eine wichtige Rolle.

Methodische Vorgehensweise

Die Studie wurde in drei Schritten erarbeitet:

1. Evaluierung der derzeitigen Einsetzbarkeit neuer, innovativer Strategien und Technologien im Gebäudebereich entsprechend des aktuellen Erkenntnisstandes aus Forschungsvorarbeiten (Haus der Zukunft, Haus der Zukunft plus, Neue Energien 2020, usw.) anhand eines konkreten Bauvorhabens.
2. Energieflussanalysen: Energiebilanzierung für den Standort des Bauvorhabens mit den umschließenden Gebäudekomplexen. Potenzialabschätzung für bodengebundene Kühlsysteme.
3. Entwicklung nachhaltiger Plusenergiegebäudekonzepte mit hohem Multiplikationspotenzial und einer hohen Signalwirkung. Parallel dazu wurde ein ökologisches Materialkonzepts über den Lebenszyklus mit Materialminimierungsstrategien und Lebenszykluskostenoptimierung entwickelt.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Folgendes Konzept ist das Ergebnis des integralen Planungsprozesses zur Entwicklung eines nachhaltigen Plusenergiegebäudes am Standort FUTUREbase:

• 2.850m² gebäudeintegrierte Photovoltaik
• 400m² vertikale Vakuum-Röhrenkollektoren an Südfassade
• 1.100m³ thermischer Mittelzeitspeicher (Abwärmenutzung aus industriellem Kälteprozess)
• Erdwärme-/ und kältenutzung über Fundamentplatte
• Aktivierung von Speichermassen (Holz-Stahlbeton-Verbunddecken oder Massivdecke)
• Solare DEC-Anlagen (40.000m³/h) zur Feuchteregulierung in den Bürobereichen

Folgende Strategien wurden untersucht bzw. angewendet und werden bei der Realisierung von FUTUREbase empfohlen:

• Energiemanagement im lokalen Verbund: Klima-Windkanal (RTA), ENERGYbase, TECHbase, FUTUREbase
• Schaffung von nutzbaren Freiflächen, Restaurant, Fitnessraum usw. um FUTUREbase zu einem Verbindungsglied zwischen den bestehenden Gebäudekomplexen ENERGYbase und TECHbase zu machen
• Passivhausbauweise
• Plusenergiekonzept inkl. Nutzerstrom
• Innovative Ost-/Westfassadenlösung
• Verwendung von ökologischen Baumaterialien (Holzkonstruktion; Holz-Stahlbeton- Verbunddecken)
• Weitere Optimierung des Gesamtkonzepts hinsichtlich Lebenszykluskosten

Ausblick

Als nächste Schritte für eine Umsetzung des hier entwickelten Plusenergiegebäudekonzepts gilt es, die in dieser Studie aufgezeigten Forschungsfragen weiter zu bearbeiten.

Forschungsfragen Industrielle Prozesse

• Detaillierte Analyse des Energiebedarf der bestehenden Gebäude­komplex TECHbase und ENERGYbase als Wärmesenke für Großrück­kühleinheiten des industriellen Kälteprozesses hinsichtlich Adaptier­barkeit der bestehenden Heizungsregelung um die Nutzung des bestehenden Abwärmepotenzials zu erhöhen
• Energiemanagement industrielle Rückkühlenergie zur Raumheizung (Speichergröße, ein oder mehrere Speicher, Einbindung in besteh­ende haustechnische Systeme, Hydraulik, Regelung, Back-up Strategien)
• Speicherspezifikation: Speichergeometrie, Speicherschichtung, Be- /Entladebetrieb, usw.
• Ökologische Rückkühlung über Mittelzeitspeicher durch Erdkälte (Grundwassernutzung, ΔT-Garantie)
• Betreibermodelle (Finanzierung, Wärmeabnahmeregelung, usw.)

Forschungsfragen Fassadentechnologien

• Optimierung von Ost-/Westfassadenkonzepten (Heiz-/Kühlenergie­bedarf, Tageslichtversorgung Sommer/Winter, Ausblick, natürliche Lüftungsstrategien, Luftströmung an Fassade, Sonnenschutzdesign, Wartbarkeit, Reinigung)
• Integration von Vakuumröhrenkollektoren in Fassade
• Kühlpotenzial von Fassadenbegrünung durch Verdunstungskühlung
• Adaptive Wärmedämmung (Bewegliche Lamellen, bionische Ansätze)
• Regelstrategien für Verschattung und Lüftungsöffnungen (Nachtlüftung)

Forschungsfragen Energiekonzepte

• Flächenheiz-/kühltechnologien für Stahlbetong/Holz Verbund-Konstruktionen bzw. Holz-Konstruktionen (Energetisches Potenzial im Vergleich zu Bauteilaktivierung in Stahlbetondecken, Innenraum­komfort)
• Optimierung Solarenergienutzung (PV, Solarthermie) auf Dach/Fassade für Plusenergiekonzepte
• Optimierung Lüftungsdesign (Kernzonenlüftung, Lüftung für Bereiche mit öffenbaren Fenstern, Feuchterückgewinnung im Winter über Sorptionsrotoren)
• Regelungsoptimierung PV-Strom Nutzung am Standort

ProjektleiterIn

Ing. Anita Preisler
AIT - Austrian Institute of Technology, Energy Department, Sustainable Building Technologies

Projekt- und KooperationspartnerInnen

• pos architekten ZT KG
• Wirtschafts Agentur Wien

AIT - Austrian Institute of Technology, Energy Department, Sustainable Building Technologies
Ing. Anita Preisler
Giefinggasse 2, A-1210 Wien
Tel.: +43 50550-6634
Fax: +43 50550-6613
E-Mail: anita.preisler@ait.ac.at
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