Ynt: Portatif Solar Güç Ünitesi Mi Yapsak?
Das schweizweit grösste gebäudeintegrierte Photovoltaik-System produziert mehr Energie, als das Gebäude verbraucht. Bild Umwelt Arena
Haustechnik – Statt mit einer herkömmlichen Kältemaschine wird die Umwelt Arena im Sommer mit Hilfe von Sonnenwärme gekühlt. Besucher können die innovative Gebäudetechnik besichtigen.
Die Umwelt Arena, das erste Kompetenz- und Informationszentrum für Nachhaltigkeit und Umwelttechnologie, das Ende August 2012 in Spreitenbach eröffnet wird, verfügt über eine innovative und nachhaltige Haustechnik. Statt mit einer herkömmlichen Kältemaschine wird die Umwelt Arena mit Hilfe von Sonnenwärme im Sommer gekühlt und im Winter beheizt. Dieses Heiz- und Lüftungssystem, das mit Solarstrom betrieben wird, ermöglicht einen CO2-neutralen Gebäudebetrieb.
Speziell geformte Photovoltaikpanele bilden die dämmende Gebäudehülle der Umwelt Arena, die von René Schmid Architekten aus Zürich konzipiert wurde. Den Kern des Gebäudes bildet ein Betontragwerk, das von einem thermoaktiven Bauteilsystem (TABS) durchzogen ist und von diesem temperiert wird. Wärme und Kälte werden in zwei grossen Wasserspeichern und in einem Röhrensystem unter dem Fundament gespeichert. Darauf wurde im Kastenbausystem eine Holzkonstruktion mit freien Winkeln errichtet.
Innovative Gebäudetechnik
Beheizt und gekühlt wird mittels des TABS-Leitungsnetzes von rund 60 Kilometern Länge in den Betondecken. Unter der Fundamentplatte des unteren Parkdecks sind rund neun Kilometer Erdregisterleitungen verlegt, in denen ein Wasser-Frostschutz- Gemisch zirkuliert. Im Sommer versorgt dieses Gemisch das Leitungsnetz mit Hilfe eines Wärmetauschers mit kühlem Wasser, während es im Winter die im Erdreich vorhandene Wärme nutzt und das System mit Heizwasser versorgt. Zusätzlich wird im Sommer die überflüssige Wärme wieder in den Erdspeicher eingelagert, so dass sie im nächsten Winter für die Heizung genutzt werden kann. Für den schnellen, kurzfristigen Kälte-Wärme-Austausch wird eine mit Solarwärme betriebene Absorptions- Kältemaschine mit zwei je 70 000 Liter grossen Speicherbehältern eingesetzt. An sonnigen Tagen wird das heisse Wasser der Solarkollektoren in den Wärmespeicher geleitet. Daraus bezieht der Absorptionskühler die notwendige Wärme, um Kühlwasser zu produzieren, das dann dem Kaltwasserspeicher zugeführt wird. Die dazu benötigte elektrische Energie wird mit Solarzellen (Photovoltaik) erzeugt. Aus den Speichern wird ebenfalls das TABS in den Betondecken mit Kühl- oder Heizmedien versorgt.
Das zirkulierende Wasser nutzt den Temperaturunterschied im Erdkollektor und in den grossen Speichertanks, um je nach Saison oder Bedarf überschüssige Wärme oder Kälte aus dem Gebäudeinnern in den Speichermedien zu deponieren. Überschüssige Wärme oder Kälte, die nicht mehr von den Wassertanks aufgenommen werden kann, wird im Erdkollektor gespeichert.
Solaranlage
Die schweizweit grösste gebäudeintegrierte Photovoltaik-Anlage produziert rund 40 Prozent mehr Strom als für den Gebäudebetrieb benötigt wird. Aussergewöhnlich sind die Dimension und die architektonische Gestaltung: 33 unterschiedlich grosse, zum Teil dreieckige Dachflächen erstrecken sich nahtlos über 5300 m2. Weil die Flächen nicht rechtwinklig sind, mussten Sondermodule in diversen Grössen und Formen gefertigt werden. Damit die unterschiedlich ausgerichteten Flächen maximale Erträge bringen, ist jede einzelne elektrisch verschaltet. Genau genommen sind es 33 unabhängige Anlagen. Es werden auch die wenig besonnten Flächen genutzt: einerseits, weil es das architektonische Konzept so vorsieht, andererseits, weil es sinnvoll ist. Die Gesamtanlage produziert nicht den maximal möglichen Ertrag, dafür über den gesamten Tag eine sehr gute durchschnittliche Leistung. Das entspricht dem Stromverbrauch im Gebäude viel besser. In einigen Jahren wird es Standard sein, dass auch Ost, West- und sogar Norddächer mit Solarmodulen bestückt werden.
Biogas bis Wärmepumpe
Die Gebäudetechnik der Umwelt Arena ist selber Teil der Ausstellung. Verschiedene Energie-, Kälte- und Wärmeerzeuger können dort von den Besuchern eingesehen und miteinander verglichen werden:
Wärmepumpen (Sole/Wasser, Wasser/Wasser, Luft/Wasser, Grundwasser)
Holzenergie / Pellets (Pelletskessel)
Biogas (Hybridbox, Patent Walter Schmid)
Blockheizkraftwerk (BHKW), welches Wärme und Strom erzeugt
Mit Solarenergie betriebene Absorptions-Kältemaschine für die Kühlung des Gebäudes im Sommer
Windenergie
Erdkollektoren (9 km)
60 km TABS (thermoaktives Bauteilsystem) in den Betondecken zum Kühlen und Heizen
Zwei 70 000-Liter-Kälte- und Wärmespeicher für den kurzfristigen Kälte-Wärme-Austausch
Mehrtägige Vorsteuerung der Haustechnik mittels Meteodaten
Erdwärme und -kälte zum Kühlen und Heizen
Holzschnitzelheizungen
Fermenter (Kompogas-Verfahren), produziert aus Bioabfällen CO2-neutralen Strom und hochwertigen Kompost
In 25 erlebnisorientierten Ausstellungen zu den Themen Bauen, Finanzierung, Haustechnik, Mobilität, Energie, Haushalt, Ernährung und Recycling erfährt man, wie man sein Leben ressourcenschonend gestalten kann und wie beispielsweise eine Wärmepumpe aus 8 Grad Celsius 24 Grad Celsius macht oder wieso man seinen zehnjährigen Kühlschrank durch einen Kühlschrank mit der Energieeffizienzklasse «A+++» ersetzen sollte, auch wenn der alte noch einwandfrei funktioniert. «Es ist wichtig, dass die oft hochkomplexen, abstrakten Informationen zum Thema Nachhaltigkeit und Energieeffizienz vereinfacht dargestellt werden. Umwelttechnik muss erlebbar sein» sagt Walter Schmid, Initiant und Investor der Umwelt Arena. Nur wenn der Konsument die Effizienz ökologischer Technologie und Systeme erfahre und sie verstehe, werde er sich letztlich auch auf sie einlassen.
Beheizt und gekühlt wird die Umwelt Arena mittels eines thermoaktiven Bauteilsystems. Grafik Umwelt Arena
Thermoaktive Bauteilsysteme
Thermoaktive Bauteilsysteme (TABS) sind grossflächige, bauteilintegrierte oder aufgesetzte Wärme- und Kälteabgabesysteme. Die Gebäudemasse lässt sich als Energiespeicher nutzen, indem Räume über die Boden- und Deckenflächen geheizt oder gekühlt werden. Physikalisch sind Betonböden und -decken sehr gut für die Speicherung von Wärme oder Kälte geeignet. Eingelegte wasserführende TABS machen sie zu thermisch aktiven Flächen.
Leistung Photovoltaik-Anlage
Gesamtleistung 750 kWp (Kilowatt peak)
Energieertrag im Jahr 540 000 kWh / entspricht 120 Haushalten H4*
ø spezifischer Jahresertrag 720 kWh / kWp / Jahr
gesamte Modulfläche 5300 m2
Anzahl Modulfelder 33
Fläche Modulfelder 60 m2 bis 382 m2
Neigung 6°bis 62°
Südabweichung 12° (Süd) bis 178° (Nord)
Zellentyp Silizium monokristallin
*5-Zimmer-Wohnung mit Elektroherd und Tumbler ohne Elektroboiler
Meht Info
www.umweltarena.ch
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