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Optimaler Energieeinsatz durch Betonkernaktivierung

Halle J des Güterverkehrszentrums in Ingolstadt

Architektur

pbb Architekten und Ingenieure, Ingolstadt

Bauherr

IFG, Gesellschaft für Wirtschafts- und Beschäftigungsförderung mbH, Ingolstadt

Projektbeteiligte

pbb Gebäudetechnik, Ingolstadt (Planung Haustechnik); Sun-System, Wörgl/A (Heizungstechnik)

Jahr

2004

Ort

Ingolstadt, Pascalstr. 6

Besonderheiten

Integration von regenerativen Energien

Beschreibung

Das Gebäude "J" im Service Center des Güterverkehrszentrum (GVZ) in Ingolstadt verfügt über eine Bruttogrundrissfläche von 10.000 m². Es teilt sich in zwei Nutzungsbereiche: einem Ausbildungszentrum im Erdgeschoss mit Filmstudio und Büroräumen im 1. Obergeschoss sowie einem Hotel im 2. Obergeschoss. Im Zentrum des Neubaus mit quadratischem Grundriss ist ein Atrium angeordnet. Als Verglasung wurde Isolierglas gewählt. Der Sonnenschutz erfolgt durch die im Scheibenzwischenraum angeordneten Jalousien. Die vorgehängten Fassaden mit integrierten Photovoltaikelementen bilden das gestalterische Element.

Das Gebäude wurde so geplant, dass neben den Gestaltungskriterien eine größtmögliche Flexibilität der Gebäudenutzung bei einem optimalen Energieeinsatz und einer gesicherten Wirtschaftlichkeit ermöglicht wird.

Beton

Bei der Gebäudetechnik setzten die Architekten auf eine Integration von regenerativen Energien zur Reduzierung der Betriebskosten. So wurden im frühen Projektstadium Erdsonden, Erdbauteilspeicher, Wandheizung, Nachtauskühlung, Lichtlenkung, Wärmepumpentechnik, Solarkollektoren, solargestützte Klimatisierung sowie eine fassadenintegrierte PV-Anlage vorgesehen. Die Betonkernaktivierung oder auch Betonkerntemperierung wird als kostengünstige Methode zum Kühlen und Erwärmen von Gebäuden immer interessanter. Sie nutzt die Fähigkeit der Decken und Wände im Gebäude, thermische Energie zu speichern und damit Räume zu heizen oder zu kühlen.

In die Betonbauteile (meist Decken, aber auch Pfeiler oder ggf. Wände) werden vorgefertigte Rohrsysteme, so genannte „Rohrregister“ innerhalb der Bewehrungslagen eingebaut. In den Rohren zirkuliert Wasser, das je nach Temperatur Wärme aus der Decke aufnimmt (Kühleffekt) oder an die Decke abgibt (Heizen). Für die Temperierung des Wassers im Kreislauf wurden Energiesonden im Erdreich eingesetzt. Im Kühlbetrieb kann während ca. 80 % der Nutzungszeit die Kühlenergie direkt aus der geothermischen Quelle bezogen werden.

Vorteilhaft bei der Betonkernaktivierung ist vor allem der Kühlungseffekt im Sommer, so dass auf den Einbau einer teuren und viel Energie verbrauchenden Klimaanlage häufig ganz verzichtet werden kann. Zudem können auch Gebäude in den Genuss einer sommerlichen Kühlung kommen, für die andere Kühltechniken üblicherweise nicht eingeplant werden (z.B. Schulen). Die tagsüber durch Sonne, Menschen und technische Anlagen entstehende Wärme wird nachts über die Rohre ans Erdreich abgegeben - am Ende der Nacht ist wieder der gleiche Zustand wie am Morgen zuvor erreicht. In einer Hitzeperiode wird ein steigende Aufheizen des Gebäudes verhindert. Auch Grundwasser ist sehr geeignet, um überschüssige Wärme abzuführen.

Bei kalten Außentemperaturen wird die Wärme des Erdreichs in größeren Tiefen zur Temperierung der Betonelemente genutzt. Der Bedarf an Heizenergie kann jedoch nur in Gebäuden mit geringem Wärmebedarf und nicht stark schwankenden Lasten allein durch die Betonkernaktivierung abgedeckt werden. Für den Restbedarf bzw. die Einzelraumregelung sind ggf. sekundäre Heizsysteme vorzusehen. Beim Heizen ist es praktisch immer erforderlich, die Temperatur des Kältemittels auf ein Niveau zu heben, das für die Betonkernaktivierung geeignet ist (Erdreich und Grundwasser haben üblicherweise Temperaturen von ca. 12 Grad, das ist für Oberflächen- und Kerntemperaturen von Bauteilen zu unbehaglich). Hier bedarf es einer Wärmepumpe.

Quelle

Baunetz Wissen Beton

Bildnachweis: pbb Architekten und Ingenieure, Ingolstadt

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