COOL-QUARTER-PLUS - THG-neutrale Kühlung von Büro- und Forschungsquartieren

Status

laufend

Ausgangssituation/Motivation

Der Kühlbedarf des weltweiten Gebäudebestandes steigt stetig und unaufhaltsam an. Das rasante Wachstum der Städte und deren Verdichtung kombinieren sich mit den Auswirkungen des Klimawandels zu massiven Treibern dieser Entwicklung. Passive Kühlkonzepte stoßen mittlerweile auch in Mitteleuropa an ihre Grenzen und urbane Hitzeinseln breiten sich aus.

Die Auswirkungen äußern sich in massiven Steigerungsraten im Verkauf von dezentralen Kühlgeräten, die oftmals schlechte Wirkungsgrade und einen hohen Lärmpegel aufweisen, unbehagliche Zugerscheinungen verursachen und im Erscheinungsbild der Gebäudefassaden zunehmend zum Problem werden. Der damit verbundene und auch rasant steigende Energieeinsatz steht der gebotenen Reduktion der Treibhausgasemissionen und dem Weg in Richtung von Plus-Energie-Quartieren, diametral gegenüber.

Inhalte und Zielsetzungen

Das Ziel des Projektes COOL-QUARTER-PLUS ist, der laufenden Fehlentwicklung in Richtung ineffizienter Einzelgeräte, abgestimmte Kühlkonzepte auf Quartiersebene entgegenzusetzen. Der Fokus liegt dabei auf Büro- und Forschungsquartieren, weil in diesen quartierszentrale Maßnahmen, aufgrund von Eigentümerstruktur und zentralem Betriebsmanagement, eine höhere Umsetzungswahrscheinlichkeit aufweisen, als in heterogenen Wohn- bzw. Mischquartieren.

Methodische Vorgehensweise

Im Projekt werden quartierszentrale und -semizentrale Kühlkonzepte entwickelt, in einem hohen Detaillierungsgrad als dynamisches Modell abgebildet, und in Bezug auf ihr energietechnisches Systemverhalten analysiert. Die Simulationsergebnisse werden mit langjährigen Messdaten aus einem realen Beispielquartier validiert.

Erwartete Ergebnisse

Basis aller Konzepte ist ein Treibhausgasneutraler oder emissionsfreier Betrieb, in dem die Kältegewinnung ausschließlich auf Basis des am Standort generierten Stroms aus Photovoltaik realisiert wird. Die Bandbreite der Kühlsysteme reicht von gebäudezentralen Lösungen, über semizentrale Bündelung der Photovoltaik bzw. der Kältegenerierung, bis zu vollständig quartierszentralen Systemen.

Um die Kühlsysteme möglichst effizient und effektiv betreiben zu können, arbeitet eine Projektlinie an der Entwicklung und Erprobung von technologischen Systemen um die Kühlsysteme eng an die Bedürfnisse der NutzerInnen anzupassen. Dazu werden Informationen aus bestehenden Systemen mittels Maschine Learning analysiert. Ergänzend wird ein System entwickelt und erprobt, das mittels Handy-App, ein unmittelbares Feedback der NutzerInnen ermöglicht.

Eine vergleichende, dynamische Lebenszykluskostenberechnung bringt eine weitere Sichtweise in die interdisziplinäre Analyse der Kühlsysteme ein. Die Ökobilanzierung, über den gesamten Lebenszyklus, sowie die Unterscheidung in graue und betriebliche Treibhausgas-Emissionen, ermöglicht eine ganzheitliche Bewertung der in den einzelnen Kühlkonfigurationen umzusetzenden, gebäudetechnischen Maßnahmen.

Projektleitung

Institut für Wärmetechnik, TU Graz

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

• Institut für Softwaretechnologie, TU Graz
• Institut für Elektrische Anlagen und Netze, TU Graz
• Institut für Materialprüfung und Baustofftechnologie, TU Graz
• EQUA Solutions AG
• simulation services technical solutions GmbH
• TB-Starchel Ingenieurbüro GmbH

Institut für Wärmetechnik
Technische Universität Graz
Dr. Thomas Mach
Inffeldgasse 25b
A-8010 Graz
Tel.: +43 (316) 873 7814
E-Mail: thomas.mach@tugraz.at
Web: www.iwt.tugraz.at