Projekt 26549/02

Planung unterschiedlicher Heizwärmezuführungen im Rahmen des Neubaus des Sportinternats des Olympiastützpunktes und Neubaus einer Sporthalle für die Akademie des Sports

Projektträger

LandesSportBund Niedersachsen e. V.
Ferdinand-Wilhelm-Fricke-Weg 10
30169 Hannover
Telefon: 0511 1268-150

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Der LandesSportBund Niedersachsen e.V. plant auf seinem Gelände in Hannover die Erweiterung des Sportinternats um einen Neubau sowie die Neuerrichtung einer Dreifeldsporthalle im Passivhausstandard. Bei jedem Passivhaus-Bauvorhaben stellt sich die Frage, welche Art der Wärmeverteilung zum Einsatz kommen soll.
Gewöhnlich muss bereits im Vorfeld eine Variante ausgewählt werden, die letztendlich realisiert werden soll. Die anschließende Nutzerakzeptanz bestätigt die Variante oder es muss evtl. nachgebessert werden. Ein direkter Vergleich der Systeme bezüglich der Nutzerakzeptanz und der Wirtschaftlichkeit in einem identischen Gebäude in Abhängigkeit von Investition und Energiekosten konnte bisher nur simuliert werden. Bei dem Bauvorhaben des LandesSportBundes Niedersachsen hat man die Möglichkeit, innerhalb eines Gebäudes mit vergleichbarem Nutzerverhalten mehrere Varianten zu installieren, um im Nachhinein die Systeme miteinander vergleichen zu können.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDer wesentliche Bestandteil der Passivhaustechnik ist die Lüftungsanlage. Bei dem Neubau des Sportinternates soll in den Bewohnerzimmern ein zusätzliches System zur Betonkernaktivierung eingesetzt werden, welches seit einiger Zeit in Bürogebäuden ausschließlich zur Kühlung eingesetzt wird. Dieses System vereint die herkömmlichen Funktionen kontrollierter Luftversorgung und das Kühlen in einer Bauteilaktivierung. Für das Sportinternat soll dieses System auch zum Heizen eingesetzt werden.
Folgende drei Varianten der Heizwärmezufuhr sollen bei diesem Projekt miteinander verglichen werden:

Wärmeverteilung über das Lüftungsnetz:
Es kann weitestgehend auf ein klassisches Heizungsnetz verzichtet werden, so dass die Investitionskosten relativ gering bleiben. Allerdings hat der Nutzer bei einer Wärmeverteilung über das Lüftungsnetz keinen direkten Einfluss auf die Raumtemperatur. Die individuelle Einzelraumregelung ist nicht möglich, was zu Problemen bei der Nutzerakzeptanz führen kann.

Konventionelles Heizsystem:
Bei der Wärmeverteilung und Bereitstellung über ein konventionelles Heizsystem mit Heizkörpern in jedem Raum kann der Nutzer über Thermostatventile eine individuelle Raumtemperatur einstellen. Das Lüftungssystem stellt die Grundheizlast zur Verfügung und über die Heizkörper werden die individuellen Spitzen gedeckt.
Bei diesem System besteht die große Gefahr der Fehlbenutzung, da z.B. das hohe Wärmeangebot der Heizkörper über die Fenster abgelüftet werden kann. Außerdem entstehen doppelte Investitionen durch die zusätzliche Wärmeverteilung.

Wärmebereitstellung über das Lüftungsnetz mit Nachheizregistern:
Das Lüftungssystem erhält zusätzlich für jede Nutzereinheit ein Nachheizregister, welches individuell eingestellt werden kann. Heizkörper sind hierbei nicht erforderlich. Ein Fehlverhalten der Nutzer ist nicht so gravierend, da dem Raum nur so viel Wärme zugeführt wird, wie über die Luftmenge möglich ist. Die Kosten bewegen sich in ähnlicher Größenordnung wie bei der Variante mit Heizkörpern.
Es wurde eine dynamische Gebäude- und Anlagensimulationsberechnung mit der etablierten Software TRNSYS durchgeführt, die eine gekoppelte Simulation des Gebäudes, der geplanten Anlagentechnik ermöglicht. Als Ergebnis kann die thermische Behaglichkeit in den Räumen beurteilt werden, sowie die jeweiligen Jahresenergieverbräuche der betrachteten Varianten gegenüber gestellt werden.


Ergebnisse und Diskussion

Die Simulation erbrachte die folgenden Erkenntnisse:
Eine gemeinsame Zuluft(grund)temperierung für alle drei Zonen ist technisch, energetisch, und
für einen gewissen Grundkomfort ausreichend. Die Schwelle von 40 °C als nötige
Zulufttemperatur wird nur an wenigen Stunden im Jahr überschritten, eine freie Wahl des
Wärmeerzeugers ist möglich.
Eine bedarfsabhängige Nachtemperierung ist regelungstechnisch einfach zu erreichen.
Die Betonkernaktivierung über den Zuluftkanal bringt gewisse Vorteile, speziell eine moderate
Speicherwirkung, die bei Spitzenlasten den Wärmeerzeuger entlasten kann. Wichtig ist dabei
die Dimensionierung der Rohrlänge. Aufgrund der geringen Luftmenge wird die mitgeführte
Wärme bereits in den ersten 1-3 Metern fast vollständig abgegeben. Bei der hier vorliegenden
geometrischen Situation ist es entscheidend, dass diese (aktiven) Meter möglichst nah an der
Raummitte liegen.
Temperaturregelung durch einfache, lineare Regelungsfunktion ist möglich.
Gezielte Anpassung der Lüftungsleitungsführung ist mit geringem Mehraufwand möglich.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Vorstellung der Untersuchungen und Ergebnisse im Rahmen von Vorträgen durch das Architektur- und TGA-Büro Grobe (z.B. PH-Zertifizierer-Lehrgang in Hamburg am 09.02.2010).
Einbindung in die Öffentlichkeitsarbeit des Gesamtprojekts (AZ 26549/03) nach Fertigstellung des Gebäudes: d.h. Darstellung auf der Internetseite www.passivhaus.de und Projektvorstellung in der Neuauflage des Buches Planen und Bauen von Passivhäusern (Callwey-Verlag) durch das Büro Grobe, Flyer inkl. Einlegen ins Verbandsjournal des LSB, redaktionelle Beiträge für das Verbandsjournal, Führungen (ca. 20 in den ersten 2 Jahren) u.a. zum Tag des Passivhauses.


Fazit

Die Machbarkeit und potenziell gute Energieeffizienz des Konzepts wurden nachgewiesen. Die Funktion der Betonkernaktivierung unterstützt den Komfort und entlastet die Heiz- und Kühlenergieerzeuger zu Spitzenlastzeiten. Angesichts des geringen Wärme/Kältebedarfs pro Fläche ist es nötig, die Auslegung der einbetonierten Lüftungselemente anzupassen: die thermisch effektive Länge des Lüftungsrohrs muss reduziert werden. Da die Erschließung der Räume lüftungstechnisch vom Flur her erfolgt, müssen die ersten Meter im Raum isoliert werden, oder zumindest der Kontakt zum Betonbauteil verhindert werden. Die ursprüngliche Planung wurde aus diesem Grund angepasst, so dass das Rohr jetzt in der abgehängten Decke des Badezimmers bis fast zum Zimmer geführt wird und nicht wie ursprünglich vorgesehen bereits im Vorflur in der Betondecke verlegt wird.

Übersicht

Fördersumme

22.015,00 €

Förderzeitraum

20.03.2009 - 20.09.2009

Internet

www.lsb-niedersachsen.de

Bundesland

Niedersachsen

Schlagwörter

Klimaschutz
Ressourcenschonung
Umweltforschung
Umwelttechnik