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VERWALTUNGSGEBÄUDE . HOCHHÄUSER

Beha Innovation GmbH, Glottertal, Neubau Produktions- und Verwaltungsgebäude mit Geothermie

Leistungsumfang
Planung und Bauleitung der versorgungstechnischen Anlagen für den Neubau der Beha Innovation GmbH inkl. Werkstattbereich für Formenherstellungen für die Gewerke Sanitär, Heizung, Druckluft, Klima und Kältetechnik, Kühldecken, MSR/GLT, Starkstrom- und Schwachstromtechnik sowie Geothermieanlage.

·           Monovalente Erdwärmenutzung über 35 Erdsonden für Kühlung und Heizung

·           Bürokühlung über 1.600 qm Kühldecken rein über Erdsonden

·           Beheizung über Wärmepumpenanlage 200 kW ausschließlich über Erdsonden

·           Maschinenkühlung über Erdsonden und reversible Wärmepumpe

Die Beha Innovation GmbH hatte sich zur energetischen Versorgung des Neubaus für die alternative Energie „Erdwärme, NaturenergieGold“ des regionalen Energieversorgers entschieden, aus ökologischen Gesichtspunkten und als Wegbereiter für innovative Techniken.

Hierfür wurden 35 Erdsonden in einer Tiefe von ca. 120 Meter in das Erdreich eingebracht, welche die von der Sonne gespeicherte Energie dem Erdreich entziehen.

Um ein Wechselspiel des Erdreiches für Heizung und Kühlung zu erhalten und die beiden Betriebsarten Heizen/Kühlen zu optimieren, wurden Erdsonden auf unterschiedliche Tiefen gebohrt. Die Tiefenanordnung wurde durch etliche Simulationsrechnungen in Bezug auf die Energieströme Heizung und Kühlung, in enger Zusammenarbeit mit der Geologie, festgelegt.

Die Erdsonden sind reine Kunststoffrohre mit einem Durchmesser von 32 mm, welche mit einem Wasser/Glykolgemisch gefüllt sind. Durch das Umwälzen des geschlossenen Kreislaufes erwärmt bzw. kühlt sich das Wasser in den Sonden auf eine Temperatur von ca. +16°C bis -5°C.

Die Erdwärmesonden werden ganzjährig genutzt, im Sommer zu Kühlung des kompletten Gebäudes mit rund 1.400 m² Kühldecken sowie zur Kühlung der Produktionsanlagen, im Winter zur kompletten Beheizung des Gebäudes über eine Wärmepumpenanlage.

Im Sommerbetrieb wird das Sondenumlaufwasser mit einem Temperaturniveau von ca. 15°C direkt ohne weitere energetische Maßnahmen zur Kühlung der Büros verwendet. Die Prozesskühlung wird im Sommer über eine nachgeschaltete Kältemaschine von 15°C auf 10°C weiter abgekühlt. Im Winterbetrieb wird durch eine hydraulische Umschaltung der Primärkreislauf der Wärmepumpe zur Prozesskühlung verwendet.

Da für eine solche Anlage eine große Planungssicherheit bestehen muss, wurden durch IB Liebert die Daten des kompletten Gebäudes in ein entsprechendes Gebäudesimulationsprogramm eingegeben. Dies ermöglichte, dass Gebäudeverhalten und die erforderliche Kühl- und Heizlast über den Tagesverlauf bzw. Jahresverlauf bei entsprechenden Sonnenständen zu simulieren. Die Erdsondenanlage konnte so exakt auf das Gebäudeverhalten und in diesem Zusammenhang auf die Erdreichverhältnisse ausgelegt werden.

Da die Beschaffenheit des Erdreiches ein entscheidendes Kriterium für die Entzugsleistung der Erdsonden darstellt, wurde das Geologische Planungsbüro Systherma, mit der verantwortlichen Geologin Fr. Dr. Walker-Hertkorn, eingebunden.

Das Planungsbüro Systherma hat das Erdreichverhalten auf einen Zeitraum von 40 Jahren über ein komplexes Simulationsprogramm analysiert, auf der Basis der erforderlichen Energieflüsse aus dem Gebäude für Heizung und Kühlung. Die Analyse erfolgte in engem Schulterschluss mit unserem Büro.

Weiterhin wurde die Anlage im Betrieb durch Gebäudeleittechnik und ständiges Vergleichen der entsprechenden Vor- und Rücklauftemperaturen optimiert, so dass selbst im Spitzenlastfall die erforderliche Leistung dem Erdreich zugeführt bzw. entzogen werden kann.

Um gleichfalls die Speichertendenzen des Erdreiches zu beobachten und somit rechtzeitig auf thermische Veränderungen im Erdreich reagieren zu können, wurden 3 Temperaturfühler im Erdreich in einer Tiefe von 40, 80 und 120 Metern eingebracht.

Durch das Wechselspiel Heizen und Kühlen über die Erdsonden wird der Synergieeffekt erzielt, dass das Erdreich im Sommer leicht erwärmt wird und somit als „Wärmespeicher“ für den Winter dient. Im Winter dient das Erdreich in umgekehrter Weise als Kältespeicher für den Sommerbetrieb.

Dieses Wechselspiel ist für eine dauerhafte, stabile und ausgeglichene Erdreichtemperatur von enormer Wichtigkeit, um sicherzustellen, dass die jeweiligen erforderlichen, geplanten Erdsondentemperaturen für den Winter- und Sommerbetrieb konstant anstehen.

Wirtschaftlichkeit
Die Wirtschaftlichkeit ist eines der wichtigsten Entscheidungskriterien für jede Investition. Wirtschaftlichkeitsberechnungen gehören zum Standardleistungs-spektrum von IB Liebert. Ziel ist es, dem Bauherrn umfassende Entscheidungsvorlagen für jede Investition transparent darzustellen. 

Abbildungen: @ Beha Innovation GmbH, Glottertal; IB Liebert, Hüfingen

Standort
Glottertal bei Freiburg

Bauherr/Auftraggeber
Beha Innovation GmbH

Realisierungszeitraum
2005 - 2007 

Fläche
BGF 4.100 m²

Leistungsphasen
HOAI § 73, Phasen 1 - 9

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