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Wärmepumpen nutzen Grundwasser, Um- und Abluft als Energiequelle

Rundum umweltfreundlich

Das Bürogebäude mit Gewerbeflächen im Erd- und Zwischengeschoss ist aus der Sanierung der ehemaligen Zentrale der Banco di Sicilia hervorgegangen, einem historischen Mailänder Gebäude aus den 1930er-Jahren, das an den Dom und die Galleria Vittorio Emanuele II angrenzt. Der Eingriff sah die Erhaltung und Restaurierung der durch architektonische Elemente aus dem klassischen Repertoire geprägten Außenfassaden vor sowie die Außenwanddämmung des Innenhofes und den Austausch aller Fenster und Sonnenschutzelemente.

Die Planung der gebäudetechnischen Anlagen wurde durch Instrumente zur thermodynamischen Modellierung unterstützt, mit deren Hilfe die komplexen Wechselwirkungen zwischen den Komponenten des Gebäude- und Anlagensystems analysiert und die Planung optimiert werden konnten.

Hoher Komfort bei niedrigem Energieverbrauch gefordert

Hauptziel bei der Sanierung war es, den Energieverbrauch zu senken und die Schadstoffemissionen zu reduzieren. Man wollte ein Gebäude schaffen, das nicht nur in Bezug auf angenehme Temperatur- und Luftfeuchtigkeitswerte, sondern auch durch eine optimale Luftqualität den darin Arbeitenden einen höchstmöglichen Komfort ermöglicht. Gleichzeitig sollten die Betriebskosten niedrig gehalten werden.

Die gesamte Planung und Ausführung sollte umweltfreundlich sein und den Anforderungen des ökologischen LEED-Gebäudezertifikats Core & Shell entsprechen. Daneben stand eine flexible Nutzung der Büroflächen im Vordergrund, weswegen zukünftige Änderungen im Innenausbau ermöglicht wurden.

Bereits bei der Planung hatte man im Auge, das Grundwasser in einer Tiefe von 35 m als Energiequelle zu nutzen, da es ganzjährig eine nahezu konstante Temperatur zwischen 12 und 14 °C aufweist.

Anlagen für Klimatisierung und Brauchwassergewinnung

Die Klimatisierung erfolgt durch ein besonderes Hydroniksystem. Kernstück ist die Luftaufbereitungs- und -reinigungsanlage, bestehend aus zwei Luft-Luft-Wärmepumpen Zephir3 mit Wärmerückgewinnung und Luftfilter der Filterklasse H10. Die beiden Wärmepumpen saugen die verbrauchte Luft aus den Räumen ab und geben sie an die Gebäudeumgebung ab, wobei die darin enthaltene Wärmeenergie rückgewonnen wird.

Über den reversiblen Kältekreislauf mit kontinuierlicher Leistungsregelung kontrollieren die Wärmepumpen automatisch die Feuchtigkeit und Temperatur der Zuluft. Aufgrund der variablen Wärme- oder Kälteleistung konnte die benötigte Frischluftmenge reduziert werden. Dadurch sank der Energieaufwand für die Klimatisierung um 24 Prozent.

Zwei Multifunktions-Geothermie-Wärmepumpen ELFOEnergy Ground Medium2 MF erzeugen mit dem Grundwasser als Energiequelle gleichzeitig und automatisch Heißwasser, Kaltwasser und Warmwasser für sanitäre Zwecke. Es handelt sich dabei um Wasser-Wasser-Wärmepumpen mit Wärmerückgewinnung, deren Funktionsumschaltung über den Hydraulikkreis erfolgt. Dadurch wird die komplexe Schaltung über den Kältekreislauf vermieden, was der Gesamtzuverlässigkeit des Systems zugutekommt.

Das Clivet-System aktiviert bei Bedarf die Produktion von Kaltwasser und Warmwasser in den Nutzungskreisläufen. Gleichzeitig legt es fest, ob das Sekundärfluid (im Sommer heiß und im Winter kalt) in anderen Teilen der Anlage zurückgewonnen werden soll. Dies ist z. B. bei der Beheizung von nicht sonnenbeschienenen Bereichen oder bei der Vorwärmung von Warmwasser für sanitäre Zwecke der Fall.

Nur dann, wenn tatsächlich ein Energieüberschuss vorliegt, aktiviert das automatische Ventilsystem den Wärmeübertrag. Danach wird das Grundwasser wieder in den Untergrund zurückgepumpt, um den natürlichen Grundwasserstand im Gleichgewicht zu halten.

Die Wärme- und Kälteverteilung im Gebäude erfolgt über Gebläsekonvektoren.

Fazit

Die eingesetzten Systeme und eine inte­grierte Gebäude- und Anlagenplanung haben es ermöglicht, die angestrebte LEED-Zertifizierung zu erreichen. Das Multifunktionssystem erzeugt auf der Grundlage des tatsächlichen Bedarfs gleichzeitig Heiß-, Kalt- und Warmwasser, wobei die Energieentnahme aus dem Grundwasser auf ein Minimum reduziert wird. Zusammen mit der aktiven Wärmerückgewinnung der Wärmepumpen zur Luftaufbereitung konnten der Gesamtenergieverbrauch und damit die Betriebskosten gesenkt werden.

Durch das Hydroniksystem, bei dem die Luftaufbereitung im Fokus steht, werden hohe Anforderungen an die Luftqualität (Temperatur und Feuchtigkeit) erfüllt und damit das Wohlbefinden der Mitarbeiter verbessert.

Mittels der Grundwassernutzung konnte man die Kosten für die Erzeugung von Warm- und Kaltwasser für die Klimaanlage weiter senken. Durch die Installation von Photovoltaik-Solarzellen war es möglich, zusätzlich zur Energieerschließung der Wärmepumpen (Grundwasser, Ab- und Umgebungsluft) auch die Sonnenenergie zu nutzen.

Sowohl die installierten gebäudetechnischen Systeme wie auch die architektonischen Lösungen (Tragwerk etc.) lassen eine eventuelle zukünftige Umgestaltung der Innenräume nach den aktuellen Erfordernissen der Mieter zu.

Aufbau des Hydroniksystems

– Zwei Clivet-Geothermie-Wärmepumpen ELFOEnergy Ground Medium2, wassergekühlt;
– Gebläsekonvektoren für die Wärme- und Kälteverteilung;
– Mechanisches Belüftungssystem mit aktiver Wärmerückgewinnung und Luftfilterung, basierend auf zwei Wärmepumpen Zephir3 CPAN-XHE3;
– Photovoltaik-Dachanlage.

Guido Davoglio,
Technischer Direktor der Tekser s.r.l.
Clivet / Davoglio

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