Energiekonzept mit Allrounder-Wärmepumpe und hohem Vorfertigungsgrad

In der Mahlbergerstraße 3 in Ringsheim ist ein neues Hotel mit ca. 125 Zimmern und großem Gastronomiebereich geplant. Damit wird eine letzte Lücke in der Bebauung geschlossen. Das Gebäude ist als Effizienzhaus 40 vorgesehen und soll das Qualitätssiegel Nachhaltiges Gebäude (QNG) erreichen. Die komplette Hotelanlage, ausgenommen die Tiefgarage, wird dem Wunsch der Bauherren und dem Entwurf von dbp-architektur, Oldenburg, entsprechend als Holzrahmenbau errichtet. Die Fachplanung für Heizung-, Sanitär-, Lüftung- sowie Elektrotechnik liegt in den Händen von Richter Ingenieure und umfasst nachfolgende Komponenten und Charakteristiken.

Energiezentrale mit Speicherwärmepumpe auf dem Gebäudedach

Gebäudeheizung, -kühlung und -lüftung sowie Warmwasserbereitung erfolgen über eine zentrale Speicherwärmepumpe von Envola. Mit der Free Rooftop Speicherwärmepumpe wird die gesamte kompakte Anlagentechnik auf dem Dach des Hotels montiert (Bild 2). Damit wird der Technikraum in der Tiefgarage reduziert und zugleich mehr Platz für Pkw-Stellflächen geschaffen. Auf den Dachflächen werden zudem auch PV-Module integriert, die den Hotelbetrieb mit Solarstrom unterstützen.

2 - Die Speicherwärmepumpe „Rooftop“ von Envola sorgt für Heizung, Kühlung, Belüftung und Warmwasserbereitung. Bild: Envola

Die Wärmepumpen wurden so platziert, dass die Lasten der Anlagentechnik an den Flurträgern abgefangen werden und somit die Anforderungen der Statik erfüllt sind (Bild 3).

3 - Aufstellung der Rooftop-Speicherwärmepumpen gemäß Statik Bild: Envola

Funktion der Speicherwärmepumpe

Die modular aufgebaute Speicherwärmepumpe nutzt die Energie aus Umgebungsluft und Abluft zum effizienten Heizen und Kühlen. Mithilfe eines Energiespeichers, der als Wasser-Eisspeicher ausgebildet ist, wird der Heiz- bzw. Kühlbedarf des Gebäudes von den jeweils herrschenden Außentemperaturen entkoppelt. Die Abluft des Gebäudes, z. B. aus innenliegenden Bädern, wird zum Energiespeicher geführt und gibt dort einen Teil der Wärmeenergie an den Speicher ab. Diese Energie wird anschließend wieder dem Gebäude zugeführt.

Das Warmwasser wird durch die Speicherwärmepumpe im Durchlaufprinzip erzeugt, indem die gespeicherte Energie bedarfsgerecht an durchströmendes Trinkwasser übertragen wird. Dies spart Energie, verbessert die Hygiene und macht eine Zirkulation überflüssig. Ein optimiertes Rohrleitungssystem begrenzt das Wasservolumen zwischen Erzeuger und Zapfstelle auf <3 l. Für schnellere Verfügbarkeit können passive Speicher (Hot Water Station) nahe den Entnahmestellen Wärme speichern und beim Öffnen des Wasserhahns abgeben. Dadurch steigt der Komfort, während Energieverluste minimiert werden.

Die Hotelzimmer sowie Nebenräume grenzen jeweils an industriell vorgefertigte Installationsschächte (Bild 4).

4 - Free Rooftop-Lösung mit industriell vorgefertigten Installationsschächten Bild: Richter Ingenieure

In den Schächten befinden sich die Versorgungsleitungen für Trinkwasser, Heizung, Kühlung, Lüftung und Abwasser sowie Mess- und Steuerungsgeräte (Bild 5). Der Brandschutz der Rohrleitungen im Installationsschacht wird bereits im Werk industriell vorgefertigt.

5 - Industriell vorgefertigte Installationsschächte Bild: Richter Ingenieure

Die Schächte lassen sich im Flurseitenbereich durch Revisionstüren öffnen. Dies gewährleistet, dass die ästhetische Gestaltung der Hotelzimmer nicht beeinträchtigt wird und vereinfacht zudem spätere Wartungsarbeiten.

Raumluftklimatisierung und Wärmenachnutzung

Die Hotelzimmer und Nebenräume werden durch leise Envola Raumluftgeräte vom Typ „Windows“ gekühlt, beheizt und auch belüftet. Die Geräte werden fast unsichtbar in den Fenstersturz integriert; die Decke bleibt frei (Bild 6). Die Installationsrahmen der Raumluftgeräte werden bereits im Holzbauwerk vormontiert. Die Frischluft wird dezentral an der hinterlüfteten Fassade zugeführt; dies stellt ein gleichmäßiges Raumklima mit minimaler Luftbewegung und geringem Geräuschpegel sicher. Die warme Abluft wird durch das Abluftgerät in den Bädern zur Speicherwärmepumpe gefördert, die die Abluftwärme mit einem Wärmegewinnungsgrad von 90 % nutzt.

Sämtliche Komponenten des Systems werden vollständig digital vernetzt; mithilfe eines Energiemonitorings wird eine optimale Energienutzung und Versorgung sichergestellt.

6 - Raumluftgerät im Fenstersturz installiert Bild: Envola

Bad und Sanitär im Modulbau

Die Bäder der Hotelzimmer werden im Holzwerkbau vorgefertigt. Für die Hygienespülung der Kaltwasser- und der Warmwasserleitung werden Hygienespülkästen von Tece vorgesehen. Die Kalt- sowie Warmwasserleitung wird im Durchschliff verlegt, die anschließend im Spülkasten endet. Dort sind elektronisch gesteuerte Ventile verbaut, die über die Gebäudeleittechnik programmiert werden und somit einen regelmäßigen Wasseraustausch garantieren.

Elektroinstallation

Die Elektroinstallation wie z. B.Hohlschichtdosen, Leerrohre usw. wird bereits im Holzbauwerk vorgerichtet. Das gesamte Projekt wird im BIM-Modell ausgearbeitet.

Vorfertigung, BIM-Planung, effiziente Gebäudetechnik

Das Konzept löst eine Reihe von Problemen, mit der die Baubranche aktuell zu tun hat. Dazu gehören z. B. Fachkräftemangel, Materialknappheit, Bauverzögerung oder hohe Baukosten. Die nachhaltige modulare Holzbauweise des Gebäudes mit den dazugehörigen Fertigbädern und dem gewählten Anlagenkonzept als modulare Systemlösung erreicht einen industriellen Vorfertigungsgrad von 80 %. Mit der intensiven BIM-Planung aller Gewerke (Architekt, Fachplaner, Statiker, Industrie Holzbau, Hersteller usw.) werden die Schnittstellen und Abstimmung im Bauablauf minimiert. Die industrielle Bauweise spart Ressourcen, Bauzeit und Technikflächen. Die komplette Gebäudeversorgung mittels Free Rooftop-System von Envola stellt eine effiziente, hygienische und wirtschaftliche Lösung dar.

Das Konzept liefert ein wegweisendes Beispiel dafür, dass die Gestaltung der Gebäudehülle mit einer ganzheitlichen technischen Gebäudeausrüstung unter Berücksichtigung der industriellen Bauweise im Gewerbebau ebenso wie im Geschosswohnungsbau harmonieren kann.