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Die Klimadesigner - Gebäudetechnik auf höchstem Niveau

Admir Music leitet zusammen mit seinem Partner Matthias Burkert das in Innsbruck ansässige Ingenieurbüro Alpsolar Klimadesign für energieeffiziente Klimakonzepte und Haustechnikplanung.
Alpsolar Klimadesign wurde 2003 gegründet. Neben der klassischen Planung der Gebäudetechnik liegen die Schwerpunkte des Büros im Bereich der Ausarbeitung energieeffizienter Gebäudekonzepte und Verwendung erneuerbarer Energieträger sowie in der Thermisch Dynamischen Gebäudesimulation als Planungsinstrument.

Das Team um Admir Music sieht sich als eine Gruppe von Klimadesignern und Bauklimatikern. Diese noch junge Disziplin, sollte möglichst früh in einem Projekt eingeführt werden, um die höchsten Anforderungen an Gebäude und Raumklima auch zu erzielen. "Das verlangt von Bauleuten und Architekten natürlich eine gewisse Bereitschaft mitzugestalten, da es sich um Faktoren handelt, die auch Auswirkungen auf den Entwurf haben können", ist sich Music bewusst.

Das Klimadesign des Bildungshaus St. Michael
"
Klaus Lechner vom Bauamt der Diözese wollte von Anfang an, dass Architekten und Gebäudetechniker an gemeinsamen Lösungen arbeiten. Wir haben daher schon bei den Variantenstudien mitgearbeitet, die die Sanierung bzw. Erhaltung des Bestandes und eine Neubaukonzeption gegenüberstellten", blickt Music zurück und freut sich: "Das Projekt ist eines der wenigen, bei welchen der Planungsprozess gesamtheitlich betrachtet wurde. Häufig wird die Anlagentechnik in eine vom Architekten vorgegebene Hülle hineingeplant. Beim Bildungshaus St. Michael war es möglich von unserer Seite Inputs zu liefern, was beispielsweise an der Hülle verändert werden müsste, damit das gewählte Konzept bestmöglich umsetzbar wird."

Das Ergebnis überzeugt: Beim Bildungshaus St. Michael konnte ein auf die Gegebenheiten exakt abgestimmtes, innovatives Haustechnikkonzept auf Basis erneuerbarer Energieträger umgesetzt werden. Dass Wärmepumpen zur Beheizung eingesetzt werden, stand bald fest, so Music: "Die Planung und Ausführung einer Luftwärmepumpen-Kaskade aus zwei Wärmepumpen in dieser Größenordnung war für uns auch neu und eine spannende Aufgabe."
Zur Spitzenlastabdeckung der Heizungsanlage dienen für wenige Stunden im Jahr elektrische Heizpatronen. Damit diese elektrische Zuheizung auf ein Minimum reduziert werden kann, ist ein ausgeklügeltes Lastmanagement Voraussetzung. So wird zum Beispiel an sehr kalten Tagen in untergeordneten Gebäudebereichen, der Luftvolumenstrom reduziert und damit weniger Energie zur Erwärmung der Zuluft benötigt - jedoch immer unter Einhaltung einer angemessenen Raumluftqualität.

"Um die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpenanlage noch weiter zu steigern, wird die in der Fortluft der Lüftungsanlagen enthaltene Restenergie den Luft-Wärmepumpen zugeführt", zeigt Music eine weitere Lösung zur Effizienzsteigerung auf, "denn trotz Wärmerückgewinnung kann bei Lüftungsanlagen nur ein bestimmter Anteil der Energie zurückgewonnen werden. In unserem Fall ist das Maximum wohl erreicht", gibt sich Music überzeugt.
Eine von zwei Luft-Wärmepumpen wurde als reversible Anlage ausgeführt. Das heißt, sie dient auch zur Kälteerzeugung. So kann die Zuluft der Lüftungsanlagen gekühlt und die Fußbodenheizung beim Bettentrakt als "sanftes Kühlsystem" genutzt werden. Die temperaturoptimierte und hygienische Warmwasserversorgung des Bettentraktes, welche durch eine nachgeschaltete Wasser-Wärmepumpe und Frischwasserstationen für je drei übereinander liegende Bettenzimmer erfolgt, ist ein weiterer Bestandteil des Energiekonzepts.

Unterschiedliche Nutzungen von Räumen wie Küche, Speisesaal, Seminarräume oder Beherbergungszimmer weisen unterschiedliche Anforderungen an eine Lüftungsanlage auf und machen Auslegung und Optimierung eben dieser zu einer Herausforderung. Die notwendigen Luftmengen werden bedarfsgerecht über CO2- und Luftqualitätsfühler (VOC) geregelt.

Eine PV-Anlage mit 33 kWp, die auf einen hohen Eigenverbrauchsanteil ausgelegt wurde, rundet das Energiekonzept für das Bildungshaus ab.
Eine weitere Wärmerückgewinnung wurde durch die Abwärmenutzung der Küchenkühlzellen erzielt.

Energiekonzept bedarfsgerecht geplant und wirtschaftlich optimiert
Ein wichtiges Instrument zur bedarfsgerechten Planung der Anlagentechnik stellt die thermisch dynamische Gebäudesimulation dar. Statische Auslegungen entsprechen nicht den Realitätsbedingungen und weisen in der Regel in vielen Bereichen hohe Zuschlags- und Sicherheitsfaktoren auf. Betrachtet man ein Gebäude über eine thermisch dynamische Gebäudesimulation lässt sich die Tauglichkeit des gewählten Energiekonzeptes für das geplante Projekt sehr genau prüfen und optimieren. So können beispielsweise Sicherheits- und Risikozuschläge reduziert werden, was auch zu ökonomischeren Lösungen führt.

Beim Bildungshaus St. Michael konnte mittels der thermisch dynamischen Gebäudesimulation auch die sommerliche Überwärmung detailliert analysiert und Verschattungseinrichtungen bedarfsoptimiert geplant werden. "Gebäude sollten zudem so geplant werden, dass eine angenehme Benutzung und somit die Behaglichkeit in den Sommermonaten sichergestellt ist, ohne dass man konventionelle Kühltechnik einsetzen muss. Das spart nicht nur Investitionskosten, sondern vor allem auch sehr hohen Kosten für den Betrieb dieser Anlagen", schildert Music einen Aspekt, der in der Planung von energieeffizienten und nachhaltigen Gebäuden immer wichtiger wird.

Das sogenannten Canisiushaus, ein Gebäude mit zehn Zimmern und Gemeinschaftsräumen, ist ein Relikt des Bestandsgebäudes. Auch dieses Objekt wurde thermisch saniert. Die Wärmeversorgung, die im alten Gebäudekomplex über eine Ölheizung erfolgte, wurde nun jedoch erneuert. Auch hier kommt eine kleinere Luftwärmepumpe zum Einsatz – Funktion und Arbeitszahlen unterliegen einem genauen Monitoring.

"Man kann beim Bildungshaus St. Michael wirklich in jeder Hinsicht von einem Vorzeigebeispiel sprechen: integrale Planung, frühzeitige Einbindung aller Akteure und Bau- und Gebäudetechnik auf höchstem technischen und ökologischen Standard", beschreibt Music das Projekt abschließend.

 

Foto St. Michael: David Schreyer

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