Energieeffiziente Gebäude am Beispiel des Neubaus des Rechenzentrums der Universität Rostock Peter Wickboldt, Referatsleiter Betriebstechnik

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1 Energieeffiziente Gebäude am Beispiel des Neubaus des Rechenzentrums der Universität Rostock Peter Wickboldt, Referatsleiter Betriebstechnik UNIVERSITÄT ROSTOCK VERWALTUNG

2 Universität Rostock in Zahlen Entwicklungsgebiet Campus Südstadt Versorgungssituation des Campusgebietes Ein Rechenzentrum zieht um der Neubaukomplex Technische Lösungen unter energetischen und Ausblick UNIVERSITÄT ROSTOC K 2

3 Universität Rostock in Zahlen Anzahl der Studierenden: Anzahl der ProfessorenInnen: 313 Anzahl der MitarbeiterInnen: Anzahl der Gebäude: 160 HNF (NF 1-6): m² NNF (NF 1-9): m² Bewirtschaftungskosten (2009) Wärmeversorgung: ca. 1,9 Mio Elektroenergieversorgung: ca. 2,3 Mio Trink- und Abwasser: ca. 280 T Wartungskosten betriebstechnischer Anlagen: ca. 250 T (62 Vertragsfirmen) Reinigungs-, Flächenpflege- und Bewachungskosten:ca. 1,8 Mio UNIVERSITÄT ROSTOC K Universität Rostock in Zahlen 3

4 Universität Rostock in Zahlen /Entwicklung der Bewirtschaftungskosten bis 2015 Entwicklung der Bewirtschaftungskosten % 90% 80% 70% Einsatz effizienter Systeme führt zu Reduzierung der Kostensteigerung. Kostensenkungen sind unrealistisch. 28% prozentuale Zusammensetzung der Bewirtschaftungskosten 14% 15% 16% 24% 24% 10% 25% Wärmeversorgung Trink- und Abwasser Reinigung/ Flächenreinigung/ Entsorgung/ Bewachung Elektroenergieversorgung Wartung betriebstechnischer Anlagen Miete und sonstige Bewirtschaftungskosten 60% 50% 3% 5% 3% 4% 4% 3% 3% 4% 40% 26% 29% 30% 31% 30% gleichbleibende Verteilung 20% 10% 0% 24% 25% 23% % Wärmeversorgung Elektroenergieversorgung Trink-und Abwasser Wartung betriebstechnischer Anlagen Reinigung/ Flächenreinigung/ Entsorgung/ Bewachung Miete und sonstige Bewirtschaftungskosten UNIVERSITÄT ROSTOC K Universität Rostock in Zahlen 4

5 Entwicklungsgebiet Campus Südstadt / Stand 2009 Quelle: Betrieb für Bau und Liegenschaften M-V UNIVERSITÄT ROSTOC K Entwicklungsgebiet Campus Südstadt 5

6 Versorgungssituation des Campusgebietes Untersuchung des Versorgungsgebietes Variantenuntersuchung: Biomasseverbrennung zur Strom- und Wärmeerzeugung Holzvergasung zur Strom- und Wärmeerzeugung Nutzung oberflächennaher Geothermie Kraft-Wärme-Kopplung Latentwärmespeicher Versorgung dezentral /zentral UNIVERSITÄT ROSTOC K Versorgungssituation des Campusgebietes 7

7 Versorgungssituation des Campusgebietes Untersuchungsergebnisse der möglichen Nutzung regenerative Energien Biomasseverbrennung: Rohstoff steht nicht in naher Umgebung zur Verfügung Beschaffung über den freien Markt (Preisentwicklung Kalkulationsrisiko) Akzeptanz der Bevölkerung (Lärm, Gerüche) Holzvergasung: ähnliche Probleme wie bei der Biomasseverbrennung Wärmecontractor (Refinanzierung über Einspeisevergütung der Elektroenergie gemäß EEG)-> Contractor abgesprungen Erdwärmenutzung: Notwendige Installation von 240 Erdwärmesonden in 150 m Teufe benötigt (alleine die Einbringung) ca. 2 Mio ; bei Einsparung von ca.100 T bedeutet dies eine minimale Amortisationsdauer von 23 Jahren Latentwärmespeicher: zur Deckung der Wärmebedarfs-/Kältebedarfsspitzen Amortisationsdauer ca. 12 Jahre UNIVERSITÄT ROSTOC K Versorgungssituation des Campusgebietes 8

8 Versorgungssituation des Campusgebietes Zusammenfassung der Untersuchungsergebnisse keine wirtschaftliche Nutzung regenerativer Energien Schaffung einer zentrale Wärmeübertragerstation außerhalb des zentralen Bebauungsgebietes - Anbindung an ein universitätseigenes Nahwärmenetz; Möglichkeit der Umstellung des Energieträgers, ohne Änderungen in den Gebäuden vorzunehmen Nahwärmenetz ermöglicht die Verteilung von kostenrelevanten Lastspitzen zentrale Kälteversorgung ist infolge der langen Bauzeiten und Entfernungen unwirtschaftlich UNIVERSITÄT ROSTOC K Versorgungssituation des Campusgebietes 9

9 Ein Rechenzentrum zieht um der Neubaukomplex Altbau um 1900 (AVMZ) Technischer Einzug 03/2011 Plattenbauweise1988 (RZ / IfInf) - mehrfache Lüftungs-,Klima-, Elektro- und Datentechnikerweiterung (Fass ohne Boden?) UNIVERSITÄT ROSTOC K Ein Rechenzentrum zieht um der Neubaukomplex 10

10 Ein Rechenzentrum zieht um der Neubaukomplex Herausforderung: - Umzug der Diensteserver (über 50 Stk.) durch 2 Bladframe-Systeme möglich maximale Ausfallzeit = Reboottime - Umzug von über 20 Racks (Storage) ; Ausfallzeit = Reboottime - Umzug des Backupserver (zeitlich beschränkte Datensicherung) - Umzug Supercomputing (Rechenprozesse werden unterbrochen, Checkpoint/Restart) - Einbindung aller neuen Systeme Erwartung: Logistische Meisterleistung ohne nennenswerte Auswirkungen auf den Datentransfer! UNIVERSITÄT ROSTOC K Ein Rechenzentrum zieht um der Neubaukomplex 11

11 Technische Lösungen unter energetischen und Ansatz: HNF: m² Inkl. Atrium NGF: m² BRI: m³ Gesamtheizlast (DIN 12831): 549 kw Planungsansatz: 366 kw davon Raumluft: 271 kw Kühllast: 900 kw (1147kW) elektr. Leistung: USV: 550 kva Quelle: Betrieb für Bau und Liegenschaften M-V UNIVERSITÄT ROSTOC K Technische Lösungen unter energetischen und 13

12 Technische Lösungen unter energetischen und Idee 1.Nutzung der im Objekt anfallenden Wärme der Servertechnik zur Beheizung des Gebäudes (Winterfall), wenn möglich ohne Bezug von Fremdwärme 2.Nutzung der nächtlichen Kälte zur Auskühlung des Gebäudes (Sommerfall) 3.Schaffung von Speichern zur Reduzierung von Kälte-/Wärmespitzen UNIVERSITÄT ROSTOC K Technische Lösungen unter energetischen und 14

13 Technische Lösungen unter energetischen und Lösung? 1.Wärme-/Kältespeicher = Atrium + bauteilaktivierte Flächen (Betonkernaktivierung) 2.Nachtauskühlung/ aktive Solareinstrahlungsnutzung = Stoff-/Luftstromlenkung UNIVERSITÄT ROSTOC K Technische Lösungen unter energetischen und 15

14 Technische Lösungen unter energetischen und Aufgabenstellung für das energetische Gutachten: Energetische Bewertung des Gebäudes mit und ohne Atrium. Darstellung des Energiebedarfs, der Heiz- und Kühllasten und des sommerlichen und winterlichen Raumklimas unter Berücksichtigung verschiedener Varianten der Atriumkonditionierung. Ergebnis: es ist nachgewiesen worden, dass durch eine Einhausung des Innenhofes des Gebäudes bis zu 14% der Nebenkosten zum Beheizen und Kühlen eingespart werden können...werden die Fortluft aus dem Gebäude und die Abwärme aus dem IT- Bereich in das Atrium eingeleitet kann bei einer Außentemperatur von -15 C eine Innenhoftemperatur von 7 C sichergestellt werden Im Sommer ist es nicht erforderlich einen zusätzlichen Sonnenschutz im Atrium zu installieren nur an wenigen Tagen im Jahr ist ein Temperaturanstieg über 26 C zu erwarten Quelle: Betrieb für Bau und Liegenschaften M-V UNIVERSITÄT ROSTOC K Technische Lösungen unter energetischen und 16

15 Technische Lösungen unter energetischen und Kompaktes Gebäude Günstiges A/V Verhältnis Überdachter Innenhof Weitere Verbesserung A/V Klimapuffer Attraktiver Bereich ganzjährig Abluftatrium - Sommer Zuluftatrium - Winter Thermoaktive Decken (TAD) Heizen im Winter (ausschließlich Wärme aus dem Kälteprozess) Kühlung im Sommer Fassaden Sinnvolles Verhältnis transparent / geschlossen (kein Glaspalast) Quelle: Betrieb für Bau und Liegenschaften M-V Außenliegender Sonnenschutz UNIVERSITÄT ROSTOC K Technische Lösungen unter energetischen und 17

16 Technische Lösungen unter energetischen und Quelle: Betrieb für Bau und Liegenschaften M-V UNIVERSITÄT ROSTOC K Technische Lösungen unter energetischen und 21

17 Technische Lösungen unter energetischen und Quelle: Betrieb für Bau und Liegenschaften M-V UNIVERSITÄT ROSTOC K Technische Lösungen unter energetischen und 22

18 Technische Lösungen unter energetischen und Quelle: Betrieb für Bau und Liegenschaften M-V UNIVERSITÄT ROSTOC K Technische Lösungen unter energetischen und 23

19 Technische Lösungen unter energetischen und Quelle: Betrieb für Bau und Liegenschaften M-V UNIVERSITÄT ROSTOC K Technische Lösungen unter energetischen und 24

20 Technische Lösungen unter energetischen und Quelle: Betrieb für Bau und Liegenschaften M-V UNIVERSITÄT ROSTOC K Technische Lösungen unter energetischen und 25

21 Technische Lösungen unter energetischen und 33 wasserlose Urinale Flächendeckende Präsenzmeldung EIB- Beleuchtungssteuerung Verarbeitung von DP 4 BACnet-DDC (DDC4200) 2 EIB/KNX-BACnet-Gatways 2 Modbus-BACnet-Gatways (Serverklimaschänke) Regenerative Wärmerückgewinnung Hocheffizienzpumpen Quelle: Betrieb für Bau und Liegenschaften M-V Voice over IP UNIVERSITÄT ROSTOC K Technische Lösungen unter energetischen und 26

22 Zusammenfassung und Ausblick Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass der Einsatz regenerativer Energien aus unterschiedlichen Gründen, nicht zuletzt aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten und unter Berücksichtigung der in der HRO vorliegenden Fernwärmesatzung nicht zum Zuge kommen. Ebenso konnte aufgezeigt werden, dass bei der sinnvollen Erweiterung des Rauminhaltes Speicherressourcen geschaffen werden können, die erheblichen positiven Einfluss auf das Gebäudeklima und die Betriebskosten ausüben. Gebäude mit hohen inneren Wärmelasten müssen über effiziente Stoff-/Energiestrombilanzen verfügen. Besonderer Bedeutung erlangt hier der Einsatz der Niedertemperaturheizung (Betonkernaktivierung). Die Systeme können nur effizient arbeiten, wenn das Herzstück - die Gebäudeautomation - zuverlässig arbeitet UNIVERSITÄT ROSTOC K Ausblick 27

23 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! UNIVERSITÄT ROSTOC K 28