Solare Heizung Lüftung mit Wärmerückgewinnung Sanitäre Einrichtungen

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1 Neubau Kita Güstner Spatzen in Güsten - Gebäudetechnik Solare Heizung Lüftung mit Wärmerückgewinnung Sanitäre Einrichtungen Architektur: Kirchner + Przyborowski, Magdeburg Thomas Wahlbuhl PBW Planungsbüro Wahlbuhl, Naumburg Jakobsring 3, Naumburg Tel: / ; th. wahlbuhl@pbw-nb.de

2 Integrale Planung Architektur - Gebäudetechnik Architektur Gebäude- Technik Energie- fassade Gebäudehülle als Energieerzeuger Untergrund als Energiespeicher energetisch günstige Ausrichtung und Flächenverhältnisse 2

3 Was wurde technisch installiert? - Solare Heizung mit Kurz- und Langzeitwärmespeicher - Lüftung mit hocheffizienter Wärmerückgewinnung - Photovoltaikanlage mit Energiespeicher - Energiesparende Beleuchtung (30% LED, 70% T5) - kindgerechte Sanitäreinrichtung 3

4 Kita Güsten: Energetisches Ziel Nullenergiegebäude Gebäude erzeugt über das Jahr gesehen in etwa genauso viel Energie, wie es selbst verbraucht. Energiestandard: Dachflächen: Passivhausstandard Energieerzeuger für: - Solarthermie / Dach Technikzentrale - Photovoltaik / Dach Gebäude, teilweise Fassade Wärmeerzeugung: Wärmespeicher: Stromspeicher: Solarkollektoren, Sole-Wasser-Wärmepumpe Untergrund unter der Bodenplatte (Langzeitspeicher) elektrische Batterien (Tagesspeicher) Gebäudehülle als Kraftwerk weitgehende Energieautarkie 4

5 1. Heizung: Warum Nutzung von Solarthermie? ausführende Firma: Fa. Dräger, Güsten; Hersteller: BES Solarsystem Immosolar Bei diesem Objekt wird die Energie der Sonne sowohl für die Stromerzeugung (PV- Anlage), als auch für die Wärmenutzung (Solarthermie) genutzt. Die Solarenergie wird in diesem Projekt auf vierfache Art thermisch genutzt: Direkt zur Warmwasserbereitung über den Warmwasserspeicher Direkt zur Heizungsunterstützung über den Pufferspeicher der Heizung Als Antriebsenergie auf der Sekundärseite der Wärmepumpe, d.h. Solarkreislauf und Solekrauslauf sind miteinander verbunden. Sobald der Solarkreislauf eine höhere Temperatur aufweist als der Solekreislauf der Erdkollektoren wird die Wärmepumpe mit einer höheren Antriebstemperatur und damit mit einer besseren Leistungszahl betrieben Überschüssige thermische Solarenergie im Sommer wird unter der Bodenplatte eingespeichert und wird in der Heizperiode als Antriebsenergie für die Wärmepumpe genutzt 5

6 Warum Nutzung von Solarthermie? Es wird sowohl die höhertemperierte Solarenergie (40-90 C) direkt für Warmwasserbereitung und Heizung genutzt, die Niedertemperatursolarwärme (10-40 C) wird indirekt als Antriebsenergie für die Wärmepumpe bzw. zur Temperatureinspeicherung unter der Bodenplatte genutzt. Dadurch ist es möglich, sommerliche Überschusswärme mit relativ geringem Aufwand durch die Erdregister unter der Bodenplatte für die Nutzung in der Heizperiode zu speichern (Langzeitspeicherung) und wesentlich höhere Jahresarbeitszahlen als bei Wärmepumpenanlagen mit Erdsonden zu erzielen. Weil der elektrische Verdichter der Wärmepumpe teilweise durch Strom aus der Photovoltaikanlage versorgt wird, wird die Solarenergie insgesamt fünffach genutzt. Dieses Konzept bot sich beim Projekt Neubau Kita Güsten aus folgenden Gründen an: Relativ große Grundfläche und nur 2 Etagen, dadurch große Speicherfläche unter der Bodenplatte und günstiges Verhältnis Speicherfläche zu Nutzfläche Ausreichend Platz auf dem Dach sowohl für Photovoltaik und Solarthermie Niedriger Energiebedarf durch Passivhausbauweise Ausreichender Abstand der Bodenplatte zum Grundwasser 6

7 Kita Güsten: Energiekonzept Wärmeversorgung Sommerfall: Beladung Erdspeicher vom Kopf zu den Füßen Solaranlage versorgt: - Warmwasserbereiter - Pufferspeicher - Erdsolespeicher unter der Bodenplatte, Aufheizung auf ca C 7

8 Kita Güsten: Energiekonzept Wärmeversorgung Winterfall: Entladung Erdspeicher von den Füßen ins Innere Wärmepumpe entzieht gespeicherte Wärme aus dem Untergrund 8

9 Kita Güsten: Energiekonzept Wärmeversorgung Erdregister unter der Bodenplatte: Verlegung November

10 Kita Güsten: Energiekonzept Wärmeversorgung Sonnenkollektoren auf dem Dach Technikgeschoss: Installation August 2014 PV-Anlage, Planung Muting Gmbh Magdeburg 10

11 Kita Güsten: Energiekonzept Wärmeversorgung Wärmepumpe, Speicher, Hydraulik, Regelung im Technikgeschoss 11

12 Vergleich Photovoltaik - Solarthermie Photovoltaik Solarthermie Wirkungsgrad im Sommer: 16-20% 60-80% Jahresertrag pro m² Modulfläche: kwh/m²a kwh/m²a Kosten Speicherung: /kwh /kwh Verhältnis Strom zu Wärme 1:3 bis 1:4 1:150 (Wärmepumpe im Winter) Fazit: Es ist sinnvoll, für diese Kita sowohl Photovoltaik als auch Solarthermie zu nutzen. Für die Wärmeerzeugung halten wir die Nutzung der Solarthermie sinnvoller, weil die Energie kostengünstiger und effizienter genutzt werden kann. Die PV-Anlage wird zur Stromversorgung des Gebäudes genutzt. 12

13 Kita Güsten: Betriebskosten Heizung Erwartete Ergebnisse (ab 2. Jahr / 2016): nach Austrocknung und kompletter Einspeicherung in das Erdreich, 2014 erfolgte Solareinspeicherung erst ab September 2014) ca. 30% direkte solare Deckung für Warmwasserbereitung und Heizung ca. 70% indirekt über Wärmepumpe und Erdsolespeicher Jahresarbeitszahl Wärmepumpe: 5 (im Wärmepumpenbetrieb) Regeneration des Erdreichs zu ca. 50% über solare Wärme und zu 50% über Abwärme der Wärmepumpe im Kältemodus insgesamt: ca. 85% Umweltenergie ca. 15% Hilfsenergie (zum Teil über Photovoltaik abgedeckt) 13

14 Kita Güsten: Lüftung ausführende Firma: GKK Osterweddingen Hersteller RLT-Gerät: Menerga Lüftungszentralgerät mit 85% Wärmerückgewinnung 14

15 Kita Güsten: Lüftung Verteilung der Lüftungskanäle: offen, farbig 15

16 Kita Güsten: Lüftung Vorteile der kontrollierten Lüftung mit Wärmerückgewinnung: gleichmäßige gesunde Raumluft weniger Krankheiten höhere Konzentrationsfähigkeit und besseres Wohlgefühl für Kinder und Erzieher Vermeidung von Feuchtigkeit und Schimmelbildung Energieeinsparung beim Lüftungswärmebedarf Nachtauskühlung im Sommer 16

17 Kita Güsten: Sanitäre Einrichtung ausführende Firma: Fa. Pressel, Bernburg Krippenbereich 17

18 Kita Güsten: Sanitäre Einrichtungen 18

19 Kita Güsten: Sanitäre Einrichtungen Matschbecken für die Kinder-Töpferwerkstatt 19

20 Kita Güsten: Impressionen 20

21 Kita Güsten: Impressionen 21

22 Kita Güsten: Impressionen 22

23 Kita Güsten: Impressionen Außenanlagen Trinkbrunnen 23

24 PBW Planungsbüro Wahlbuhl Kita Güstner Spatzen TGA - Erneuerbare Energien - Energieberatung Kita Güsten: Impressionen 24

25 Kita Güsten: Impressionen Raum der Kleinen Forscher kindgerechte Visualisierung der PV-Anlage 25

26 Kita Güsten: Impressionen Außenspielbereich mit Wasserpumpe Eingangsbereich 26