Greencity

Erdwärme macht aus einer Vision Wirklichkeit

Greencity im Süden Zürichs liegt wie eine Insel zwischen den umliegenden Natur- und Stadtgebieten und befindet sich zugleich mitten im modernen Leben. Das energetische Herzstück des Areals bildet mit 47.300 Bohrmetern eines der größten Erdwärme-Sondenfelder Europas.

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Wohnen, Arbeiten und Leben in einer völlig neuen Qualität Bild: Raumgleiter
Wohnen, Arbeiten und Leben in einer völlig neuen Qualität Bild: Raumgleiter

Wie wollen wir in Zukunft bauen, leben, wohnen und arbeiten? Die Antworten sind im Süden Zürichs zu finden. Denn hier, zwischen Zürichsee, Sihlwald und Uetliberg entsteht Greencity: das erste zertifizierte 2.000-Watt-Areal der Schweiz.

Das Modell der „2.000-Watt-Gesellschaft“ entstand bereits in den 90er-Jahren im Umfeld der ETH Zürich. Dieser energiepolitischen Vision zufolge soll der Energiebedarf jedes Erdenbewohners auf der Basis eines modernen Lebensstils mit technischen und gesellschaftlichen Innovationen nachhaltig auf ein umweltverträgliches Niveau gesenkt und fossile durch erneuerbare Energieträger ersetzt werden. Als Zielwert wurde eine durchschnittliche Leistung von 2.000 W Primärenergie pro Kopf festgelegt. Das entspricht 17.520 kWh pro Jahr – inklusive Mobilität, Wärme und Betrieb elektrischer Geräte.

Dass diese Vision erreichbar ist, zeigt das Leuchtturmprojekt in Zürich-Wollishofen, das von der Generalunternehmerin Losinger Marazzi AG aus Zürich entwickelt und umgesetzt wird. Greencity ist das erste Stadtquartier der Schweiz, das konsequent nach den Zielvorgaben der 2.000-Watt-Gesellschaft errichtet wird. Hier lassen sich anspruchsvolle Wohn- und Arbeitswelten perfekt mit umweltgerechtem Handeln verbinden. Wohnungen für Singles, Paare, Familien und Senioren, zahlreiche Geschäfte, eine Schule und ein Hotel bilden zusammen mit attraktiven Dienstleistungsgebäuden ein inspirierendes und zukunftsweisendes Quartier.

Die Vision wird Wirklichkeit

Sämtliche Gebäude werden in modernsten Energiestandards realisiert. Die Wohnbauten streben die Label Minergie (Renovation) und Minergie(-P)-ECO an, geschützte Marken eines Schweizer Baustandards für neue und modernisierte Gebäude, der von Wirtschaft, Kantonen und Bund getragen wird. Die Büros werden für die Standards LEED Core & Shell in Platinum geplant. Greencity sieht eine Energieversorgung zu 100 % aus erneuerbaren Quellen vor.

Photovoltaikmodule auf den Dachflächen versorgen u. a. die Wohn- und Geschäftsgebäude mit umweltfreundlichem Strom. In das Konzept wird auch eine denkmalgeschützte alte Spinnerei integriert, die an die industrielle Vergangenheit des Quartiers erinnert. Auch das Thema Mobilität wird berücksichtigt. Dank der eigenen S-Bahn-Haltestelle sind es ins Zentrum von Zürich gerade einmal fünf Minuten. Greencity ist Vorbild und ein Modell für die Stadt der Zukunft, das weit über die Zürcher Stadtgrenzen hinaus Impulse setzen wird.

Heizen, Kühlen, Warmwasserbereitung

Energetisches Herzstück sind zwei große Geothermiefelder mit insgesamt 215 Erdwärmesonden à 220 Metern. Diese übernehmen mit Hilfe von Wärmepumpen einen großen Anteil an der Wärme- und Kälteversorgung und sind über die Hauptzentrale in ein Fernwärme- und Fernkältenetz eingebunden. Unterstützt wird die Energiebereitstellung von Grundwasserentnahmen; darüber hinaus gehende Spitzenlasten können mit Biogas abgefangen werden. Das Fernwärmenetz wird mit einer Temperatur von 38 °C betrieben. Für die Warmwasserbereitstellung erfolgt mittels kleinerer Wärmepumpen in den Unterstationen der einzelnen Gebäude eine weitere Temperaturerhöhung nach Bedarf.

Die 13 Gebäude werden somit zu 100 % mit erneuerbarer Energie für die Heizung, Kühlung und Warmwasserbereitung versorgt. Rund 1.900 t CO2 können so jährlich eingespart werden.

Das Erdreich wird als Speicher genutzt: Die in der Sommerzeit aufgenommene Wärme wird im Winter abgerufen. Über das gesamte Jahr hinweg kann so ein Ausgleich erreicht werden. Für die Planung, Finanzierung, Realisierung und den Betrieb dieser innovativen Energielösung ist das Elektrizitätswerk der Stadt Zürich (ewz) verantwortlich.

Vernetztes Denken

Die rund 740 Wohnungen bieten künftig ganz unterschiedlichen Bewohnern ein Zuhause. Zudem entsteht Raum für etwa 3.000 Arbeitsplätze. Die individuellen Bedürfnisse der Nutzer sowie die Dimensionen des Areals sind für die Planung und Realisierung zunächst eine Herausforderung, doch durch die hocheffiziente Vernetzung von Bereitstellung und Verbrauch lassen sich die Kosten für Energie auf ein Minimum reduzieren. Für die erfolgreiche energetische Gesamtplanung musste der Energiebedarf so koordiniert werden, dass Wärme und Kälte spätestens zum Zeitpunkt der ersten Abnahme, d. h. bei Fertigstellung der Gebäude, zur Verfügung stehen. Dabei musste das Wachstum des Areals mit einkalkuliert werden; zwischen den einzelnen Bauetappen und darüber hinaus.

Bohrprojekt der Superlative

Das Einbringen der Sonden ins Erdreich erfolgt durch das spezialisierte Bohrunternehmen Broder AG; die Ausführung der Arbeiten wird in mehreren Etappen über einen Zeitraum von etwa fünf Jahren erfolgen. Für die Umsetzung der Mammutbaustelle ist die zeitliche Komponente entscheidend. Bei Projekten dieser Größenordnung ist die Logistik vor Ort eine Herausforderung. Die Verwendung von Großhaspeln, die inklusive Abrollvorrichtung ab Werk bereitgestellt wurden, bietet sich hier an. Die 215 Erdwärmesonden lassen sich im Zusammenwirken mit den hydraulisch kontrollierbaren Einbauhaspeln einfach und sicher einbauen. Zudem sind die außenliegenden Rohrenden immer gut zugänglich. Gerade bei tiefen Bohrungen ist dies wichtig, um die Sondenrohre zum richtigen Zeitpunkt problemlos und schnell mit Wasser befüllen zu können.

Die Erdwärmesonden geotwin Doppel-U 40 mm werden mittels Y-Verbindungsstücken und Anschlussleitungen der Dimension 50 mm miteinander verbunden. Mit den Großhaspeln lassen sich die Rohre bequem von der Sonde bis zum Schacht bzw. Hauseintritt in einem Stück direkt in die Einbauposition abhaspeln. Das erfolgt zügig, schonend und ohne zusätzliche Verbindungsschweißungen. Damit steigt auch die Sicherheit.

Der Energiefluss aus den Sondenkreisläufen wird dann über die Verteiler ins Haustechniknetz eingespeist, das über ein Leitsystem rund um die Uhr miteinander kommuniziert und von außen überwacht wird. So ist ein jahrzehntelanger und kostengünstiger Betrieb der Anlagen sichergestellt.

Projekt auf der Zielgeraden

Der Energie-Contractor ewz hat sich zum Ziel gesetzt, Projekte zu realisieren, die im Bereich des nachhaltigen Bauens höchste Anforderungen bezüglich Energieeffizienz erfüllen. Bei Greencity handelt es sich aber auch um ein gelungenes Beispiel für eine kooperative Entwicklungsplanung aller Beteiligten. Mit Erdwärmesimulationen der Geowatt AG, Fachplanung von Weisskopf Partner GmbH rund um die Einbindung der Geothermie und schließlich Sonden- und -Anschlussmaterial von der Jansen AG, stammen sowohl Know-how als auch Produkte aus der Schweiz, was die Kompetenz der lokalen Industrie im Sektor der erneuerbaren Energien zeigt. Ziel ist es, die 8 ha große „grüne Stadt“ etappenweise bis 2022 fertig zu stellen.

Objektdaten

Referenz/Standort: Greencity, Zürich

Quartierentwicklerin und Generalunternehmerin: Losinger Marazzi AG

Produkte/Systeme: Jansen geotwin Erdwärmesonden, Geothermie-Glattrohr (Anbindeleitung), Verteiler

Fachplaner Energie: Weisskopf Partner GmbH, Zürich

Fachplaner Erdwärme-Simulationen: Geowatt AG, Zürich

Energielösung: ewz (Elektrizitätswerk der Stadt Zürich)

Bohrunternehmen: Broder AG, Sargans

Integration der Erdwärme über Großwärmepumpen

Die auf dem Areal benötigte Wärme und Kälte wird zentral von vier Wärmepumpenanlagen mit natürlichem Kältemittel und insgesamt über 4 MW Heizleistung erzeugt. Eine Wärmepumpe nutzt die Energie aus dem Grundwasser, die anderen drei nehmen die Energie aus den Erdwärmesonden. Neben der Umweltwärme benötigen die Wärmepumpen Strom für ihren Betrieb. Dieser Strom stammt ebenfalls aus erneuerbaren Energiequellen. Ein Teil davon kommt von den ewz-Photovoltaikanlagen auf den Dächern von Greencity.

Benjamin Pernter

Benjamin Pernter
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Artikel Erdwärme macht aus einer Vision Wirklichkeit
Seite 44 bis 46
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