Praxisbericht: Sauter Hauptgebäude im Minergie-Standard

Transkript

1 Praxisbericht: Sauter Hauptgebäude im Minergie-Standard Felix Gassmann Sauter Building Control Schweiz AG 12. März 2013 Energieapéro BL, Muttenz 1

2 Fritz Sauter, der genial Erfinder 2

3 Erster Fabrikbau 1918 Bau 1 Fabrik Fritz Sauter am heutigen Standort in Basel (Im Surinam, Nähe Badischer Bahnhof) 3

4 Areal Sauter im 2008, vor dem Neubau Bausubstanz zwischen 53 und 82 Jahre alt. nicht zusammenhängende Produktionsflächen Geringe Bodenbelastung mit 500 kg/m² Schlechte Dämmung Hohe Erhaltungskosten ca. 10 Mio. / Dekade Bau 1

5 Abbruch und Konzentration Abbruch der Bauten Konzentration auf einen multifunktionalen Neubau mit >8000 m² Fläche Bodenbelastung im Produktionsbereich von min kg/m²

6 «Erstes MINERGIE-Mehrzweckgebäude der NW-Schweiz» 6

7 Vorgaben der Geschäftsleitung Präsentation des Stammhauses Optimierung Logistik und Lager Moderne, ergonomische Büros

8 Herausforderung Energieeffizenz Optimale Dämmung der Gebäudehülle nach MINERGIE-Standard Einsatz erneuerbaren Energien: Grundwassernutzung für Heiz- und Kühlzwecke und damit eine Verringerung des gesamten CO 2 Ausstosses Wärmerückgewinnung (Abwärme der Produktionsanlagen) Bedarfsgeführte Lüftung aller Produktionsbereiche und Büroflächen

9 Bauliche Massnahmen Kompakte Gebäudehülle: Wände: 18 cm Wärmedämmung / Dächer: cm Wärmedämmung Alle Holz-Metallfenster mit 3-fach Verglasung (U- Wert = 0.7 W/m 2 K), Oblichter 3-4 schalig mit Heatstop 6-12 % Energieeinsparung gegenüber 2- Verglasung (U-Wert = 1.1 W/m 2 K) dies entspricht Heizöleinsparung von ca. 4'100 kg pro Jahr Spezielle Massnahmen im Bereich Rampe: Isolation unter Bodenplatte, Tore gedämmt 60 mm, Verlängerung Rampe um 1 m (Kosten +30% im Vgl. zu Standard)

10 Energieerzeuger und Speicher Wasser-Wasser Wärmepumpe Primärwärmespeicher 5500 Liter Fotovoltaik: 70.2 kwp Ertrag 52 MWh/a Wärmerückgewinnung mit Rotations- Wärmetauscher

11 Lokale Energiequellen nutzen! Fluss «Wiese» Unterirdischer Flusslauf Rhein/Wiese Rhein

12 Kombination der Energieträger Wärmeentnahme/Abgabe für Heizung/Kühlung max. ΔT = 4K Wassertemperatur bei Rückführung im Sommer ca. 18 C Wassertemperatur bei Rückführung im Winter ca. 10 C Grundwasser 14 C

13 Energiebedarfs- und Versorgungsmodell nach EN15232

14 Energieeffizienz durch Gebäudeautomation 14

15 Regelung auf Raumebene nach EN15232 REGELUNG DER LÜFTUNG UND DES KLIMAS Regelung des Luftstromes auf Raumebene 0 Keine Regelung 1 Manuelle Regelung 2 Zeitabhängige Regelung 3 Anwesenheitsabhängige Regelung 4 Bedarfsabhängige Regelung Definition der Klassen Nichtwohngebäude D C B A REGELUNG DES HEIZBETRIEBS Definition der Klassen Nichtwohngebäude D C B A Regelung der Übergabe Die Regeleinrichtung wird auf der Übergabe- oder Raumebene installiert; im Fall 1 kann eine Einrichtung 0 Keine automatische Regelung 1 Zentrale automatische Regelung 2 Automatische Einzelraumregelung mit Hilfe von Thermostatventilen oder durch elektronische Regeleinrichtungen 3 Einzelraumregelung mit Kommunikation zwischen den Regeleinrichtungen und GA's 4 Integrierte Einzelraumregelung einschliesslich bedarfsgeführter Regelung (durch Nutzung, Luftqualität usw.)

16 Bedarfsabhängige Regelung Luftstrom Abluft CO 2 -Sensor Zuluft Volumenstromregler Kühldecke Heizkörper

17 Bedarfsgeführte Lüftung CO 2 -abhängig Zeitabhängige Lüftungs-Steuerung CO2-geführte Regelung Einsparung mit CO2-geführter Regelung CO2-Fühler 17

18 Hohes Einsparpotenzial! Durch eine Reduzierung der Ventilator-Drehzahl reduziert sich der Leistungsbedarf mit der dritten Potenz! Bsp.: Drehzahlreduktion von 20% bringt eine Leistungsreduktion von (1-0.2) 3 = 0.51, also 51%. 18

19 Konzept SAUTER Neubau: Kommunikative Einzelraumregelung Raumcontroller Vernetzung via Abluft CO 2 -Sensor Zuluft Volumenstromregler BACnet Kühldecke Temperaturfühler Heizkörper Ventil Antrieb

20 Vernetzung schnittstellenfrei! GA-Managementsystem Building Automation and Control Networks Räume 1-4 Räume 5-8 Räume 9-12 HLK : BACnet/IP 20

21 Was fehlt noch für Klasse A? 21

22 Aktives Energiemanagement! Vergleichen Massnahmen definieren WEB Konsolidieren Zentralisieren Anlagen optimieren! Nutzer instruieren

23 Energiemonitoring Systemunabhängig Gebäudeleitsysteme Software-Connector Gesicherte Internet- Verbindung Zentraler EMS-Server Hardware- Connector Zähler und div. Bussysteme Kunden- Portal

24 Energiemonitoring: Energiegewinn aus Grundwasserentnahme der letzten 6 Monate Temperaturdifferenz der Wasserentnahme Sommerbetrieb Nutzung zur Kühlung 24

25 Energiemonitoring: Energiegewinn aus Grundwasser, letzte 7 Tage Temperaturdifferenz Durchflussmenge (m 3 /h) 25

26 Kontinuierliche Funktionskontrolle (Scatter Plot) Y Regelsequenz vom Funktionsbeschrieb: LE WRG LK Theorie AUL Ventilstellung Messdaten zeigen Schwingung! Aussenlufttemperatur (LE: Lufterhitzer, WRG: Wärmerückgewinnung, LK: Luftkühlung)

27 Nach Korrektur im Regelkreis Y Regelsequenz vom Funktionsbeschrieb: LE WRG LK Theorie AUL Ventilstellung Messdaten in guter Übereinstimmung mit Theorie Aussenlufttemperatur

28 Resultat der Optimierung: 100% Energie aus Wärmerückgewinnung bei 3.7ºC Aussentemperatur 28

29 Ecometer: «aktiver Energieausweis» zeigt 31 kwh/m 2 /Jahr 29

30 Energie-Kosteneinsparung Winter Minergiebau konventioneller Bau Einsparung Minergiebau Gesamtkosten inkl. Gebühren 42' CHF 112' CHF 70' CHF Sommer Gesamtkosten inkl. Gebüren 22' CHF 102' CHF 80' CHF ganzes Jahr Beleuchtung 24' CHF 92' CHF 68' CHF Einsparung über 27 Monate 88' CHF 307' CHF 219' CHF D.h. 71% Kostenreduktion Jährliche Einsparung CHF , davon... für Heizung und Kühlung CHF für die Beleuchtung CHF PTE/Ludin/Lay

31 Ganz im Sinne des Erfinders... 31