Expertenforum Beton

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Expertenforum Beton
Heizen + Kühlen
mit Beton
Klimawandel fordert
Baukonzepte
Sehr geehrte Damen und Herren!
Foto: Fischer
Energie, in all ihren Facetten und Ursprungsformen,
bestimmt zurzeit unsere Gespräche am Stammtisch,
die nationale und internationale Medienlandschaft und
natürlich auch uns, die politischen Entscheidungsträger.
Als Bürgermeister der Landeshauptstadt Graz sehe
ich die Auseinandersetzung mit diesem gesellschaftspolitischen Thema als Chance, alle vorhandenen
Ressourcen zu bündeln, um gemeinsam ein Energieeff zienzzentrum in Graz zu entwickeln und über die
Stadtgrenzen hinaus effektiv zu nutzen.
In Graz können wir eine Energiewende herbeiführen, davon bin ich überzeugt. Mit konkreten nachhaltigen Projekten wie etwa einer optimalen Wärmedämmung, Solarenergie und
Photovoltaik, Wind, Wasserkraft und Erdwärme. Graz hat 2.000 Sonnenstunden im Jahr,
so könnte die Stadt energiepolitisch unabhängiger werden. Rund 10 Millionen Quadratmeter Dachf äche gibt es in der Murmetropole. Wenn wir nur 30 Prozent dieser Fläche für
Solarenergie- und Photovoltaik-Projekte nutzen würden, hätte dies die Dimension eines
Kraftwerks in der Größenordnung von Voitsberg.
Als Bürgermeister ist es meine Aufgabe vorauszudenken und gesellschaftspolitische
Anstöße zu geben. Wir können eine Wende schaffen, ich bin überzeugt in den nächsten
Jahren mit alternativen Ideen zum Themenkomplex Energie zu punkten.
Mag. Siegfried Nagl
Bürgermeister der Landeshauptstadt Graz
Inhalt
Energieeffizientes Bauen in Gegenwart und Zukunft ...........................................................................3
LR Ing. Manfred WEGSCHEIDER
Das Land Steiermark
Klimabedingte Änderungen des Heiz- und Kühlenergiebedarfs für Österreich.................................6
Mag. Dr. Franz PRETTENTHALER MLitt
Joanneum Research, Graz
Klimadesign als zentrale Planungsdisziplin ........................................................................................12
Univ.-Prof. Brian CODY BSc (Eng) Hons CEng MCIBSE
Vorstand des Instituts für Gebäude und Energie, TU Graz
Innovative Systeme der Erdwärmenutzung – regenerative Energie aus dem Untergrund .............13
Univ.-Doz. DI Dr. techn. Dietmar ADAM
Geotechnik Adam ZT GmbH, Brunn am Gebirge
Wärmepumpen – rechtliche Erfordernisse ..........................................................................................20
Mag. Dr. Michael FERSTL
Amt der Steiermärkischen Landesregierung, FA 19A Wasserwirtschaftliche Planung, Graz
Beton als Speichermasse – Konzepte für Energieoptimierung und Behaglichkeit .........................25
Arch. DI Ernst GISELBRECHT
Ernst Giselbrecht + Partner architektur zt gmbh, Graz
Schnittstelle Beton und Kühltechnik – von der Baustellenkoordination
bis zur Gewährleistung ..........................................................................................................................28
DI Dr. techn. Gernot TILZ
REHAU Gesellschaft m.b.H., Guntramsdorf
Schnittstelle Beton und Akustik – schalltechnische Optimierung thermisch genutzter Decken ...31
Ing. Manfred BULLA
Saint-Gobain Ecophon, Leibnitz
Nutzung speicherwirksamer Massen zum Heizen von Billa-Filialen .................................................38
Ing. Markus KNAR, BSc.
ERNST Haustechnik GesmbH. & Co KG, Olbendorf
Visionen werden wahr: ENERGYbase – eine sonnige Bürozukunft ..................................................42
DI Tim SELKEarsenal research, Wien
Medieninhaber und Herausgeber:
Zement + Beton Handels- und Werbeges.m.b.H. im Auftrag der Österreichischen Zementindustrie
A-1030 Wien | Reisnerstraße 53 | T: 01/714 66 85 0 | F: 01/714 66 85 26
[email protected] | www.zement.at
Druck: simply more printing | 1130 Wien
Jänner 2009
Expertenforum Beton
Betonfertigteile liefern Heiz- und Kühlenergie – die neue Trepka-Zentrale ......................................34
Bmstr. DI (FH) Robert KAMLEITNER
Alfred Trepka GmbH, Obergrafendorf, www.trepka.at
1
Energieeffizientes Bauen in Gegenwart und Zukunft
LR Ing. Manfred WEGSCHEIDER
Das Land Steiermark
Die derzeitige Bauweise wird maßgeblich von den
baurechtlichen Anforderungen der Bundesländer
sowie – bei Wohngebäuden – von den Bestimmungen der Wohnbauförderung beeinf usst,
welche wiederum die nationale Energie- und Klimapolitik und die Forderungen der Europäischen
Union hinsichtlich Klimaschutz und Energieeff zienz widerspiegeln:
Hier liegt der Schwerpunkt derzeit bei einer –
im europäischen Kontext gesehen - durchaus
fortschrittlichen Regelung insbes. bei der Wohnbauförderung im Bereich des Heizwärmebedarfs;
im Mehrfamilienhaus-Wohnbau liegt beispielsweise der spezif sche Heizwärmebedarf beim
Referenzklima (HWBBGF,ref) schon jetzt bei etwa
44 kWh pro m² und Jahr, für Eigenheime bei rund
52 kWh/m².a. Dieser Gebäude-Nutzenergiebedarf
berücksichtigt allerdings die Verluste der Heizung
und Warmwasserbereitung noch nicht.
In Folge ist die derzeitige Baupraxis bereits auf
einen guten Wärmedämm-Standard bei Außen-
bauteilen und auch schon auf kompaktere Bauweise – d. h. ein günstiges Verhältnis von wärmeabgebender Oberf äche zu Volumen – eingestellt,
wozu auch die vorgeschriebene Verpf ichtung zur
Erstellung von Energieausweisen für Neubauten
beigetragen hat (seit vorigem Jahr im Baurecht
gesetzlich verankert, zuvor schon seit vielen Jahren für geförderte Wohnbauten verpf ichtend).
Auch dem Aspekt der Luftdichtheit wird zunehmend mehr Aufmerksamkeit geschenkt, und
auch die solare Warmwasserversorgung gehört
bereits durchaus zum Standard. Noch immer aber
ist die sequenzielle Planung von Bau und zugehöriger Haustechnik traditionell stark verankert,
d. h. zuerst wird das Gebäude fertig geplant und
anschließend der Heizungsbauer und ggf. der
Lüftungstechniker hinzugezogen; damit werden
aber häuf g fortschrittliche Lösungen verhindert,
wie z. B. die Bauteilaktivierung (s. u.).
Zukünftig wird eine weitere Senkung des durchschnittlichen Energiebedarfs bei Neubauten
eine integrale Planung notwendig machen: D. h.
bereits bei der Planung des Baukörpers muss die
Haustechnik – z. B. in puncto Platzbedarf und
Einbaumöglichkeit - mit berücksichtigt und auf das
konkrete Bauvorhaben abgestimmt werden. Als
Beispiel sei hier die Bauteilaktivierung angeführt,
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Die Art und Weise, wie
Gebäude jetzt errichtet werden, bestimmt deren Energiebedarf über einen langen
Zeitraum: Die Planung wirkt
über die gesamte Lebensdauer nach, die Ausführung
der Gebäudehülle lässt sich
später nur mit großem Aufwand verbessern. Auch bei der Haustechnik lässt
die Planung im Allgemeinen Verbesserungen nur
durch den nachträglichen Einbau von energieeff zienteren Komponenten zu; eine Nachbesserung des Energieversorgungskonzepts scheitert
meist an Platz- oder konstruktiven Gründen, so
können zum Beispiel fortschrittliche Speichersysteme häuf g nicht nachträglich installiert werden,
ebenso wie Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung.
3
Vorjahr bei der Installation von Fußboden- oder
Wandheizsystemen in Außenbauteilen die Wärmedämmung wesentlich höhere Anforderungen
erfüllen, um nicht zusätzliche Verluste durch die
stärker aufgeheizte Wand bzw. den Boden zu produzieren: In der Praxis ist es zu einem späteren
Planungszeitpunkt kaum mehr möglich, die nötige
Dämmstärke bei einem Kellerdeckenaufbau unterzubringen, ohne die Mindesthöhe des Kellers
zu unterschreiten.
wo die Wärmespeicherfähigkeit von massiven
Bauteilen (z. B. Zwischendecken) sowohl bei der
Nutzung der Sonnenenergie für Heizzwecke eine
durchaus wirtschaftliche Alternative zu Pufferspeichern darstellt als auch gleichermaßen zur
Kühlung (von Gebäuden mit entsprechendem
Kühlbedarf) dienen kann.
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Ein anderes, geradezu simples Beispiel gibt
es auch bei den dzt. überwiegend installierten
Niedertemperatur-Heizsystemen, wie sie nicht nur
bei Wärmepumpen nötig sind: Hier muss seit dem
4
Ein weiterer Nachteil der zurzeit noch allzu verbreiteten sequenziellen Planung ist das Faktum,
dass damit eine Lebenszykluskostenbetrachtung
gar nicht angestellt werden kann: Wie eingangs
erwähnt, beeinf ussen die Planung und Ausführung
eines neu errichteten Gebäudes inkl. der darin
verbauten Komponenten über die jeweilige (hohe)
Lebensdauer den Energieverbrauch und damit die
laufenden Kosten, welche die Errichtungskosten
bei Weitem übersteigen. Bei einer Lebenszykluskostenbetrachtung kann bzw. wird meist ein auf
niedrigen Energieverbrauch konzipierter Neubau
trotz höherer Investitionskosten in Summe preisgünstiger kommen als ein nach (noch) üblichem
Standard gebautes Objekt. Voraussetzung dafür
ist aber eine gesamthafte (integrale) Planung, zu
der als wesentlicher Bestandteil auch die aktive
und passive Nutzung der Sonnenenergie sowie die
Vermeidung der sommerlichen Überwärmung (bei
Wohnbauten vom Baugesetz gefordert) bzw. die
Verringerung von Kühlenergiebedarf bei Nichtwohngebäuden zählen.
In naher Zukunft wird einerseits zur Erfüllung
noch strengerer Vorschriften beim Energiebedarf, andererseits aber auch aus wirtschaftlichen
Gründen der Schwerpunkt der Weiterentwicklung
energiesparender Gebäudekomponenten nicht –
wie bisher – vorwiegend bei der Gebäudehülle,
sondern bei der Haustechnik liegen; dies deshalb, da wesentliche Einsparmöglichkeiten durch
verbesserte Wärmedämmeigenschaften von
Bauteilen naturgemäß nur mehr in begrenztem
Ausmaß möglich sein werden: Natürlich ist zukünftig bei der Verglasung mit noch niedrigeren
Wärmedurchgangskoeff zienten zu rechnen, und
auch der Wärmedurchgang von Wänden und
Decken kann noch verringert werden. Hier ist
aber nicht mehr jenes Verbesserungspotenzial
wie in den vergangenen Jahrzehnten vorhanden,
und man muss sich vor Augen führen, dass bei
großvolumigen Neubauten der Wärmeverlust
durch die Lüftung bereits jetzt mehr ausmacht
als jener Wärmeverlust, welcher aus dem Wärmedurchgang durch die Außenbauteile resultiert.
Nochmals größer sind im Wohnungsneubau die
Verluste bei Heizung und Warmwasserbereitung!
Als logische Folge wird daher die kontrollierte
Be- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung in
allernächster Zukunft ebenso zum Standard gehören wie die Nutzung der Sonnenenergie – und
der Eff zienz der Warmwasserbereitung wird die
gleiche Aufmerksamkeit zu widmen sein wie jener
der Beheizung.
Das Land Steiermark forciert diese Entwicklung
in fachlicher Hinsicht mit seinen Energieberatungsstellen und f nanziell mit entsprechenden
Förderinstrumenten. Die besonders erfreulichen
Zuwachsraten in den letzten Jahren sowohl bei
der Anzahl der Beratungen als auch bei der
eff zienten Nutzung erneuerbarer Energieträger
sprechen hier für sich und untermauern die Wichtigkeit dieser Entwicklung.
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Als zuständiger Landesrat für erneuerbare Energie wünsche ich in diesem Sinne der Veranstaltung einen erfolgreichen Verlauf und freue mich
auf interessante Beiträge.
5
Klimabedingte Änderungen des Heiz- und Kühlenergiebedarfs
für Österreich
Mag. Dr. Franz PRETTENTHALER MLitt
Joanneum Research, Graz
1
Entwicklung des energetischen
Endverbrauchs für Raumwärme,
Klimaanlagen und Warmwasser
in Österreich
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Obwohl vielfach der Eindruck entsteht, dass der
energetische Endverbrauch im Gebäudesektor
abnimmt (Altbausanierungen, Niedrigenergiebauweise etc.), genügt ein Blick in die Energiestatistik, um Gegenteiliges festzustellen. Den
Maßnahmen zur Steigerung der Energieeff zienz
im Gebäudebereich wirkt im Wesentlichen der
Trend zu mehr und größeren Wohnungen entgegen. Die Anzahl der Hauptwohnsitze erhöhte sich
in Österreich zwischen 1990 und 2003 um zwölf
Prozent, die durchschnittliche Wohnungsgröße
6
stieg zwischen 1990 und 2003 um 23 Prozent
(Statistik Austria, in: Gugele et al. 2005).
Insgesamt stieg der energetische Endverbrauch
seit 1995 deutlich an. Eine Bereinigung der ausgewiesenen Werte der Statistik Austria um den
Heizgradtag(HGT)-Index der ZAMG zeigt allerdings zumindest in den letzten Jahren eine leichte
Trendwende (Abbildung 1). Es scheint allerdings
zu früh, um von einem langfristigen Trend zu
sprechen.
Für eine nähere Untersuchung des Wetter- und
Klimaeinf usses auf den Heiz- und Kühlenergiebedarf sind die in Abbildung 1 dargestellten
Daten nur bedingt tauglich, weil eine weitere
Aufgliederung der Jahresreihen in die Nutzungs-
Abbildung 1: Energetischer Endverbrauch für Raumwärme, Klimaanlagen und Warmwasser in Österreich
Quelle: Datenquelle: Statistik Austria, ZAMG.
2
Derzeitiger Heizenergiebedarf
Der aggregierte Heizenergiebedarf wird von einer
Vielzahl von Faktoren bestimmt. Insgesamt ist zu
beobachten, dass der spezif sche Heizenergiebedarf zwischen den einzelnen Gebäuden in hohem
Maße variiert. Gebäude mit besonders gutem
thermischen Standard (Passivhaus-Standard)
benötigen dabei mitunter um einen Faktor 20 weniger Heizenergiebedarf als schlecht gedämmte
Gebäude. Neben dem klimatischen Einf uss auf
die einzelnen Wohnungsstandorte spielen charakteristischerweise Kriterien wie Gebäudealter,
Gebäudetyp und Beheizungsart eine Rolle.
Abbildung 2 fasst die Unterschiede zwischen
den einzelnen Baualtersklassen für die einzelnen
Gebäudetypen zusammen, wobei berücksichtigt
werden muss, dass in den letzten Jahren errichtete Gebäude in dieser Klassif zierung noch nicht
ausgewiesen sind.
Insgesamt ist festzustellen, dass es mit einer
ersten theoretischen Darstellung des österreichischen Gebäudebestandes noch nicht möglich
ist, konkrete Aussagen über dessen Temperatursensitivität zu treffen sowie den Einf uss von
Sanierungsmaßnahmen beziehungsweise von
Bestandsänderungen zu beurteilen.
3
Derzeitiger Kühlenergiebedarf
Im Gegensatz zum Energieeinsatz für Raumwärme gibt es derzeit keine statistischen Aufzeichnungen bezüglich des Kühlenergieeinsatzes in
Österreich sowie kaum österreichspezif sche
Literatur zu diesem Thema. Wichtig ist es, eine
Abgrenzung darüber zu geben, was in der Folge
unter Kühlenergie verstanden wird. Auch wenn
aufgrund der Datenlage nicht immer eine exakte
Abgrenzung möglich ist, erfolgt eine Konzentration auf den Bereich Raumkühlung. Dies bedeutet,
dass einerseits nur der Gebäudesektor betrachtet
Abbildung 2: Raumheizungskennzahlen (nutzenergiebezogen) nach Baualter und Gebäudetyp
Quelle: Jungmeier et al. 1996
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bereiche Raumwärme, Warmwasser und Klimaanlagen nach derzeitigem Datenstand bei der
Statistik Austria nicht möglich ist. Gerade für die
Klimafolgenforschung ist es aber notwendig, die
unterschiedlichen Temperatursensitivitäten der
Nutzungsbereiche zu kennen.
7
wird, während die Transportkühlung bzw. die Kühlung von Lebensmitteln ausgeklammert werden.
Andererseits ist die Raumkühlung wiederum nur
ein Teilbereich der Klimatisierung, weil Klimaanlagen neben dem Kühlen auch eine LüftungsHeiz-, Befeuchtungs- und Entfeuchtungsfunktion
aufweisen.
3.1 Internationale
Erfahrungen
Europaweit bzw. OECD-weit sind verschiedene
Untersuchungen zum Elektrizitätsverbrauch für
die Klimatisierung von Wohn- und Nichtwohnbauten vorhanden, die Hinweise über den künftigen Klimatisierungstrend in Österreich geben
können.
In Studien mit Ländervergleich wird vielfach
betont, dass zwischen den Ländern direkt vergleichbare Angaben kaum möglich sind. Vor allem
bei Prognosen muss man davon ausgehen, dass
Ergebnisse und Zusammenhänge aus anderen,
vor allem aus nichteuropäischen Ländern nicht
unbesehen übernommen werden können, da
Bauweisen, Heiz- und Kältetechnologien, Einstellungen und Verhaltensweisen nicht unmittelbar
übertragbar sind. Tabelle 1 illustriert beispielsweise die unterschiedlichen Ausstattungsgrade mit
Klimaanlagen in den USA, Japan und Europa,
wobei innerhalb der EU wiederum ein deutlicher
Unterschied zwischen den einzelnen Mitgliedsstaaten besteht:
Einigkeit herrscht in der Literatur darüber, dass für
Europa ein mehr oder weniger starker Zuwachs
der klimatisierten Fläche und des Elektrizitätsverbrauchs für die Klimatisierung im Nichtwohn- und
Wohnbereich zu erwarten ist. Obwohl deutliche
Eff zienzsteigerungen für möglich gehalten
werden, können diese die hohen Zuwachsraten
derzeit nicht kompensieren (siehe Abbildung 3).
Die in Abbildung 3 dargestellte Projektion zeigt
den in einer europaweiten Studie errechneten
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Tabelle 1: Austattungsgrad mit Klimaanlagen
Quelle: Centre for Energy Studies 2003, in: Waide 2004.
8
Bereich
USA
Japan
Haushalte
65 %
85%
5%
Dienstleistungssektor
80 %
100 %
27 %
Abbildung 3: Kühlenergiebedarf von Klimaanlagen in den EU-15: BAU-Projektion
Quelle: Adnot et al. 2003
Europa
3.2 Österreich
Dem steigenden Energiebedarf für Raumkühlung
wird auch in Österreich in den letzten Jahren
vermehrt Aufmerksamkeit geschenkt. Insbesondere wenn über die Auswirkungen von sommerlichen Hitzeperioden berichtet wird, f nden
sich Meldungen darüber in den österreichischen
Medien. Konkrete Einschätzungen des Kühlenergiebedarfes erfolgten bisher in drei Studien, deren
Ergebnisse an dieser Stelle kurz zusammengefasst werden.
In der bereits erwähnten EU-Studie f nden sich
auch Projektionen für Österreich. Demzufolge
betrug der in Österreich im Jahr 2005 für Kühlzwecke im gesamten Gebäudebereich benötigte
Energieeinsatz 549 Gigawattstunden bei einer
insgesamt gekühlten Fläche von 26 Millionen
Quadratmeter. Dieser Wert entspricht in etwa
einem Prozent des Endenergieeinsatzes für
Raumwärme im privaten Sektor beziehungsweise weniger als einem Prozent des für die EU-15
angegebenen Kühlenergiebedarfs (78.100 GWh).
Obwohl der Vergleich mit dem Heizenergiebedarf
zeigt, dass das Thema Kühlen zurzeit in Österreich
noch eine untergeordnete Rolle spielt, weisen die
ausgewiesenen Projektionen eine rasante Steigerung des Kühlenergiebedarfs auf. Für Österreich
wird beispielsweise eine Steigerung von 296 GWh
im Kyoto-Basisjahr 1990 auf in etwa 700 GWh im
Jahr 2020 vorausgesagt. Damit würden im Jahr
2020 durch Kühlung in etwa 250.000 Tonnen
Treibhausgase verursacht werden.
Ein ähnlicher Trend geht aus Untersuchungen
des oberösterreichischen Energiesparverbands
hervor, welcher für die Periode 2001 bis 2010
eine Steigerung des oberösterreichischen Kühlenergiebedarfs von mindestens 20 Prozent errechnet. Insgesamt weist die Studie einen Verbrauch
von 131 GWh in der Basisperiode 2001 aus,
wobei 97 GWh dem Bürosektor und 15 GWh dem
Haushaltssektor zugeschrieben werden.
Abbildung 4: Kühlenergiebedarf für unterschiedliche Wachstumsraten des Kühlkoeffizienten bei linearem KGT-Trend
bzw. KGT-Trend-Szenario
Quelle: Töglhofer et al. 2008.
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Kühlenergiebedarf der einzelnen Klimagerätetypen sowie im Vergleich dazu deren Heizenergiebedarf zwischen 1990 und 2020. Sowohl
für zentrale als auch dezentrale Klimaanlagen
werden weitere Zuwachsraten erwartet, wobei
insgesamt große Unterschiede zwischen den einzelnen Ländern gegeben sind. Deutlich über dem
EU-Schnitt von 4 % pro Jahr in der Periode 2000
bis 2020 liegen dabei südliche Länder wie Portugal (8 % p. a.), Griechenland (6 % p. a.), aber
auch Länder wie Dänemark (7 % p. a.), Deutschland (6 % p. a.) und Frankreich (5 % p. a.). Selbst
wenn letztere Länder von einem niedrigeren
Pro-Kopf-Niveau ausgehen wie etwa Spanien,
Italien oder Griechenland, zeigt sich deutlich,
dass Diskussionen rund um das Thema Kühlung
und Klimatisierung keinesfalls nur auf Südeuropa
reduziert werden dürfen.
9
Eine erste Abschätzung der Temperatursensitivität des Elektrizitätsbedarfs in Österreich wird in
einer weiteren Studie durchgeführt. Mittels einer
einfachen Regressionsanalyse wird in dieser
Studie die Tagesmitteltemperatur in Wien dem
Tagesstromverbrauch im öffentlichen Netz gegenübergestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass in den
Wintermonaten ein Rückgang der tagesmittleren
Temperatur gegenüber dem Vorjahr um einen
Grad Celsius einen Verbrauchszuwachs von 1
bis 1,1 GWh bedeutet, während im Hochsommer
(>21 Grad Celsius) ein Temperaturanstieg gegenüber dem Vorjahr um ein Grad Celsius einen
Anstieg des Stromverbrauchs um etwa 0,5 GWh
bewirkt.
4
Ergebnisse
Expertenforum Beton
Abbildung 4 zeigt die Entwicklung des Kühlenergiebedarfs unter Annahme verschiedener Wachstumsraten unter Zugrundelegung einer linearen
Zunahme der durchschnittlichen KGT sowie für
ein Trend-Szenario, welches die Variabilität der
KGT zwischen den einzelnen Jahren beinhaltet.
Letzteres scheint insbesondere bezüglich der
Auswirkungen heißer Jahre besonders relevant.
Während bei einem konstanten Kühlkoeff zienten
in einem zukünftigen heißen Jahr (die KGT des
Szenarios für die Jahre 2020 und 2029 entsprechen ungefähr dem Jahr 2003) etwa 100 GWh für
Kühlung benötigt werden, sind es bei vier Prozent
Wachstum im Jahr 2020 150 GWh, im Jahr 2029
bereits 250 GWh. Der gezeigte Vergleich zeigt
die Wichtigkeit, nicht nur Mittelwerte heranzuziehen, sondern auch Schwankungen zwischen den
einzelnen Jahren zu betrachten.
10
5
EXKURS: Die Kosten zusätzlicher Gebäudekühlung
Angesichts des steigenden Kühlenergiebedarfs
wird häuf g die Frage nach den Kosten zusätzlicher Gebäudekühlung gestellt. Wichtig ist in
diesem Zusammenhang, dass die verbrauchsgebundenen Kosten für den derzeit dominanten Kühlenergieträger Elektrizität nur einen
kleinen Teil der Gesamtkosten ausmachen. So
wird beispielsweise bei konventionellen Kompressionskältemaschinen für Bürogebäude von
einem Anteil der Stromkosten an den Gesamtkosten von weniger als 30 Prozent ausgegangen, der Rest fällt auf Investitionskosten sowie
zu einem geringen Teil auf Wartungskosten. Für
Einkaufszentren betragen die Stromkosten rund
50 Prozent der Gesamtkosten.
Die spezif schen Kühlkosten (pro kWh) sind im
Vergleich zu den Heizkosten dementsprechend
deutlich höher. Es werden je nach Technologie,
Gebäudetyp und -größe spezif sche Kühlkosten
von 11 bis 35 Cent ausgewiesen. Währenddessen betragen die Heizkosten für Privathaushalte
derzeit etwa zehn Cent pro kWh, bei größeren
Objekten liegen sie deutlich unter diesem Wert.
Weiters ist es notwendig, die Kosten zusätzlicher
Infrastruktur zu berücksichtigen. Schätzungen
zeigen beispielsweise für Italien, dass aufgrund
von vermehrten Kühlspitzen bis 2020 zusätzliche
3.500 MW Kapazität benötigt werden, mit etwa
zwei Milliarden Euro an zusätzlichen Investitionen
in die Elektrizitätsinfrastruktur. Auch wenn für Österreich zumindest in den nächsten Jahrzehnten
keine Zusatzkapazitäten für Kühlzwecke benötigt
werden, weil die Lastspitzen weiterhin in den Wintermonaten deutlich höher sein werden, wirken
sich europaweite Kühlspitzen dennoch auf den
Marktpreis für Elektrizität und damit unmittelbar
auf Österreich aus.
6
Schlussfolgerungen
Fasst man die bisher getroffenen Überlegungen
zusammen, so ergibt sich in etwa folgendes Bild:
Auch wenn der Faktor Klima einen deutlichen
Einf uss auf den Heiz- und Kühlenergiebedarf hat,
wird dieser überwiegend durch zukünftige technische und sozioökonomische Entwicklungen,
also durch den Faktor Mensch bestimmt. Höhere
Temperaturen wirken sich insgesamt günstig auf
den Gesamtenergiebedarf aus. Der Kühlenergiebedarf wird in Österreich auf absehbare Zeit weiterhin nur einen Bruchteil des Heizenergiebedarfs
ausmachen. Die klimabedingte Einsparung an
Heizenergiebedarf wird um ein Vielfaches höher
sein als der zusätzliche klimabedingte Kühlenergiebedarf.
Der Heizenergiebedarf liegt in Österreich derzeit bei etwa 80.000 Gigawattstunden, während
Beim Energieträger Elektrizität könnte der zusätzliche Bedarf im Sommer längerfristig allerdings
mengenmäßig die Einsparungen an Heizenergie
im Winter kompensieren, da zur Kühlung derzeit
fast ausschließlich auf Elektrizität zurückgegriffen
wird, während nur ein kleiner Teil des Heizenergiebedarfs aus Elektrizität gedeckt wird. Dies
scheint vor allem dahingehend problematisch,
dass die Kühllast sich im Gegensatz zur Heizlast
tageszeitlich eher mit der allgemeinen Lastspitze
überschneidet.
Insgesamt geht aus den Szenarienrechnungen
klar hervor, dass der zukünftige Heiz- und Kühlenergiebedarf weniger durch den Faktor Klima,
sondern viel mehr durch technische und sozioökonomische Entwicklungen bestimmt wird.
Beim Heizenergiebedarf können zusätzliche
Anstrengungen im Bereich Energieeff zienz eine
wesentlich größere Einsparung bewirken als
höhere Temperaturen. Umgekehrt geht es beim
Kühlenergiebedarf derzeit darum, dem - zum
einen aufgrund von Konsum- und Verhaltensänderungen, zum anderen aufgrund derzeitiger
Entwicklungen in der Gebäudeplanung - stattf ndenden rasanten Anstieg sowohl der klimatisierten Flächen als auch des Elektrizitätsverbrauchs
entgegenzuwirken.
Auf Ebene der Privathaushalte spielt eine Reduktion des Heizwärmebedarfs übrigens aufgrund wärmerer Winter im Vergleich zu anderen
Faktoren wie den Zinssätzen oder den Energiepreisen nur eine unwesentliche Rolle. Bei einer
Abnahme der Heizgradtage um sechs Prozent in
den nächsten 20 Jahren beträgt die Abnahme der
Gesamtheizkosten etwa für Hackgutheizungen
zwei Prozent, für Öl- und Gasheizungen wegen
des höheren Anteils der verbrauchsgebundenen
Kosten vier Prozent. Für letztere Technologien
kann jedoch erwartet werden, dass die Preise,
abgesehen von der unsicheren Marktpreisentwicklung, in den nächsten Jahren durch klimapolitische Maßnahmen (CO2-Steuer, Erhöhung der
Energieabgaben) zusätzlich angehoben werden.
Die Tatsache, dass unterschiedliche menschliche Anpassungsreaktionen an die steigenden
Temperaturen im Bereich der Raumtemperierung
den tatsächlichen künftigen Energiebedarf stark
in die eine oder andere Richtung beeinf ussen
können, darf nicht den Eifer der gerade begonnenen Forschungen in diesem Bereich dämpfen.
Ganz im Gegenteil. Es wird dadurch offensichtlich, dass Heizen und Kühlen im Klimawandel ein
ideales Beispiel für die Dringlichkeit jener Untersuchungen sind, die Anpassungsmaßnahmen
an den Klimawandel und CO2-Reduktionsmaßnahmen gemeinsam untersuchen und auf ihre
technischen und ökonomischen Synergiepotenziale testen. Nur so kann es gelingen, dass Anpassungsstrategien durch die positive Rückkoppelung das Klimaproblem nicht weiter verschärfen
bzw. dass ausgeklügelte CO2-Reduktionspakete
auch unter sich ändernden Klimabedingungen
im Hinblick auf die einzusetzenden Mittel optimal
gewählt werden können.
Die genauen Literaturhinweise sowie weitere Details entnehmen Sie bitte dem folgenden Band:
Prettenthaler, F., Gobiet, A., (Hg.), Heizen & Kühlen im Klimawandel, Verlag der Österreichischen
Akademie der Wissenschaften, Wien 2008, 134
Seiten, ISBN 978-3-7001-4001-6
Expertenforum Beton
der Kühlenergiebedarf im Vergleich im Bereich
mehrerer Hundert Gigawattstunden liegt, genaue statistische Zahlen liegen hierfür nicht vor.
Dementsprechend überwiegt bei einem Temperaturanstieg von durchschnittlich zwei Grad Celsius
deutlich der Effekt einer in etwa 20-prozentigen
Reduktion des Heizenergiebedarfs gegenüber
einer ungefähren Verdoppelung des Kühlenergiebedarfs.
11
Klimadesign als zentrale Planungsdisziplin
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Univ.-Prof. Brian CODY BSc (Eng) Hons CEng MCIBSE
Vorstand des Instituts für Gebäude und Energie, TU Graz
12
Klimadesign ist die Entwicklung von ganzheitlichen
Konzepten zur Maximierung der Energieeff zienz
von Gebäuden und Städten. Was aber ist Energieeff zienz? Alle reden heute von „Energieeff zienz“. Dieser Begriff wird dabei leider häuf g missverstanden, missbraucht und mit „Energiebedarf“
und „Energieverbrauch“ verwechselt, vor allem im
Gebäudesektor, in dem niedriger Energieverbrauch
mit einer hohen Energieeff zienz gleichgesetzt und
statt in die Maximierung der Energieeff zienz der
Schwerpunkt von Forschung und Praxis in eine maximale Senkung des Energieverbrauchs gesteckt
wird. Dieses Missverständnis ist grundlegend und
muss umgehend aufgeklärt werden, um zukünftige
Fehlentwicklungen zu vermeiden. Die Maximierung
der Energieeff zienz ist mehr als die Minimierung
des Energieverbrauchs. Energieeff zienz impliziert
Leistung und ist das Verhältnis zwischen Output
(Nutzen) und Input (Ressourcen). Dabei geht es
hauptsächlich darum, welchen Nutzen man aus der
„verbrauchten“ Energie zieht. Im Zusammenhang
mit der thermischen Leistung von Gebäuden ist
die Energieeff zienz als Verhältnis zwischen der
Qualität des Raumklimas und der Quantität des
Energieverbrauchs zu begreifen. Derzeit gültige Instrumente zur Regulierung der Energieeff zienz von
Gebäuden, einschließlich der neuen EU-Richtlinie
über die Gesamtenergieeff zienz von Gebäuden
und insbesondere der in den einzelnen Mitgliedsstaaten implementierten Methoden zur Bestimmung
und Bewertung der energetischen Leistung von
Gebäuden entsprechend der genannten Richtlinie,
behandeln nur den Energiebedarf und nicht die
Energieeff zienz. An meinem Institut haben wir nun
eine Methode entwickelt, mit der wir die tatsächliche Energieeff zienz eines Gebäudes bestimmen
können, sodass verschiedene Entwurfsoptionen
wirklich miteinander verglichen werden können.
Energieeff zienz bedeutet in diesem Zusammenhang das Verhältnis zwischen der Qualität des
Raumklimas eines Gebäudes einerseits und der
Energie, die aufgewendet werden muss, um dieses
Raumklima aufrecht zu erhalten andererseits.
Diese – BEEP genannte – Methode berücksichtigt
den wechselseitigen Zusammenhang zwischen
Energiebedarf und Raumklima und der berechnete BEEP-Wert ist ein Indikator für die gesamte
Building Energy and Environmental Performance
eines Gebäudes. Ergebnisse von Fallbeispielen,
die mit dieser Methode untersucht wurden, zeigen
eindeutig, dass niedriger Energieverbrauch mit
einer hohen Energieeff zienz nicht gleichgesetzt
werden kann. Jüngste Fehlentwicklungen haben
gezeigt, welche Folgen einseitiges eindimensionales Denken haben kann. Um diese zukünftig
zu vermeiden, ist die Betrachtung von gesamten
Systemen zwingend notwendig. Beim Vergleich
verschiedener alternativer Lösungen im baulichen
Kontext müssen neben der Energieeff zienz im
Betrieb auch die Herstellung, die Errichtung und die
Entsorgung eines Gebäudes berücksichtigt werden.
Der Ausgangspunkt für eine hohe Energieeff zienz ist dabei die Stadtplanung, nicht das einzelne
Gebäude. Auch ein Gebäude mit der höchsten
Energieeff zienz der Welt ist relativ ineffektiv, wenn
es nicht in eine energieeff ziente städtische Struktur
eingebunden ist. Weiche Faktoren wie Flexibilität
und Adaptabilität während der Lebensdauer sind
zu berücksichtigen – der Einf uss des voraussichtlichen Klimawandels auf das notwendige energetische Verhalten unserer Gebäude aber auch.
Synergien durch die Vernetzung von Gebäude- und
Verkehrssystemen sollten ausgeschöpft werden.
Bei der Entwicklung von Lösungen ist es wichtig,
in Systemen zu denken und Gesamtkonzepte von
einem holistischen Ansatz heraus zu entwickeln.
Außerdem muss neben der Quantität der in einem
spezif schen Prozess „verbrauchten“ Energie auch
die Qualität dieser Energiemenge berücksichtigt
werden. Im Vortrag werden diese Prinzipien anhand
von aktuellen Forschungsprojekten und Beispielen
aus der Praxis illustriert und verdeutlicht.
Innovative Systeme der Erdwärmenutzung –
regenerative Energie aus dem Untergrund
Univ.-Doz. DI Dr. techn. Dietmar ADAM
Geotechnik Adam ZT GmbH, Brunn am Gebirge
1
Einleitung
Erdberührte Bauwerksteile („Erdwärmeabsorber“) ermöglichen eine sehr wirtschaftliche Nutzung der geothermischen Energie. Dies betrifft
vor allem Bauwerksteile aus Beton („Massivabsorber“). Hiefür kommen primär Tieffundierungen
(Pfähle, Schlitzwände), aber auch Flachfundierungen und sogar Keller- bzw. Stützwände infrage. Die Absorberleitungen werden unmittelbar
in die Fundierungselemente verlegt, zusätzliche
Einbauten im Erdreich sind nicht erforderlich.
Sonderanwendungen sind „Energietunnel“, Heizungen von Straßendecken, „Energie-Brunnen“
etc. Es werden Systeme mit und ohne Wärmepumpen verwendet. Das Verfahren der geothermischen Energiebewirtschaftung ermöglicht
eine umweltfreundliche, Ressourcen schonende
Heizung und/oder Kühlung von Bauwerken.
2
Geothermische
Energiebewirtschaftung
Prinzipiell kann zwischen zwei grundsätzlich
verschiedenen Möglichkeiten der geother-
mischen Energiebewirtschaftung unterschieden
werden:
– einfache geothermische Energieentnahme
bzw. -zufuhr
– saisonaler Betrieb mit Wärme- und Kältespeicherung
Während beim einfachen geothermischen Betrieb
(Entnahme bzw. Zuführen von Wärme aus dem
bzw. in den Boden) der Energief uss lediglich in
einer Richtung erfolgt, wird beim saisonalen Betrieb die thermodynamische Trägheit des Bodens
herangezogen, um Energie im Boden zu speichern, sodass diese zum benötigten Zeitpunkt
wiederum entnommen werden kann. Bei einem
saisonalen Speicher ist es daher möglich, eine
ausgeglichene Energiebilanz im Zeitraum eines
Jahres zu gewährleisten.
3
Prinzip der geothermischen
Energienutzung von
Fundierungen
In den meisten Klimazonen Europas ist die
Temperatur des Untergrundes ab einer Tiefe von
ca. 10-15 m relativ konstant: Bis zu einer Tiefe
von ca. 50 m beträgt sie in der Regel 10-15° C.
Daher reicht eine Umwälzung der Wärme für eine
Heizung im Allgemeinen nicht aus; Ahnliches gilt
für eine Kühlung. Aus diesem Grund ist zu unterscheiden zwischen
– Systemen ohne Wärmepumpe
– Systemen mit Wärmepumpe.
Mittels Wärmepumpe können Absorbersysteme
zur Gebäudeheizung verwendet werden; umschaltbare Wärmepumpen ermöglichen sowohl
eine Beheizung als auch eine Kühlung. Die
Bodenwärme wird der Wärmepumpe durch den
sog. Primärkreislauf zugeführt; der Sekundärkreislauf bef ndet sich im Bauwerk. Leistungsfä-
Expertenforum Beton
Die Nutzung der ausgeglichenen Temperaturen
im Untergrund zur Klimatisierung durch den Menschen hat eine lange Tradition, in Erdkellern und
Höhlen wird dies zur Lagerung von Lebensmitteln
bereits seit Jahrtausenden verwendet. Die Einführung leistungsfähiger Wärmepumpen ermöglicht
seit einigen Jahrzehnten die Anhebung der im
Untergrund gespeicherten Energie auf Temperaturniveaus, die auch eine aktive Beheizung oder
Kühlung von Gebäuden erlauben. Seit Anfang der
90er- Jahre wurden Technologien entwickelt, die
es erlauben, Absorbersysteme in die Fundamente
von Gebäuden zu integrieren und damit größere
Energiepotenziale zu günstigeren Preisen zu
erschließen.
13
hige Wärmepumpen weisen einen Wirkungsgrad
von ca. 4 auf: In diesem Fall ist nur ¼ elektrische
Energie erforderlich; der Hauptanteil von ¾ der
erforderlichen Gesamtenergie stammt aus der
Umweltwärme.
Bei einem geothermischen Kühlsystem wird dem
Gebäude Wärme entweder über eine Luftkühlung
oder über ein auf Wasser basierendes Kühlsystem entzogen. Die Kältemaschine ist dabei an
das Absorbersystem angeschlossen und leitet die
Überschusswärme über das Transportmedium im
Primärkreislauf in den Boden. Bei kombinierten
Systemen bzw. saisonaler Erdwärmespeicherung
kann die Energie bei Bedarf wiederum entnommen
werden. Beim sog. „Free Cooling“ wird der Fremdenergiebedarf auf den Betrieb einer Umwälzpumpe
reduziert.
Das Grundprinzip besteht darin, Betonelemente
mit Kunststoff- bzw. Kupferrohren zu bestücken
und mit einem geeigneten Medium (im Allgemeinen Wasser bzw. Mischungen aus Wasser und
Frostschutzmittel [Glykol]) Erdwärme umzuwälzen und diese einer späteren Nutzung (Heizung,
Kühlung) zuzuführen. Die hohe Wärmeleit- und
Speicherfähigkeit von Beton machen diesen Baustoff zu einem geeigneten Energieabsorber.
Expertenforum Beton
Platten- und Pfahlgründungen von Bauwerken
werden etwa seit Mitte der Achtzigerjahre zur
Nutzung von geothermischer Energie herangezogen, ohne dass ein großer Mehraufwand bei der
Herstellung der statisch ohnehin erforderlichen
Bauteile notwendig ist. Seit dem Jahre 1996 sind
auch Schlitzwände, die zur Baugrubensicherung
bzw. Fundierung von Bauwerken dienen, als Energieabsorber im Einsatz.
14
Im Prinzip können alle erdanliegenden Betonbauteile als Energieabsorber verwendet werden,
somit auch Flachfundierungen. Tieffundierungen
(Pfähle, Schlitzwände) eignen sich in besonderer Weise, da tiefer liegende Bereiche des
Untergrundes erschlossen werden, welche nicht
mehr unter dem Einf uss der saisonalen Temperaturschwankungen an der Oberf äche stehen.
Aus diesem Grund ist auch der „Energiepfahl“
jenes Element, mit dem am häuf gsten eine
geothermische Energiebewirtschaftung erfolgt.
Grundsätzlich kommen folgende Tieffundierungen
infrage:
– Ortbetonbohrpfähle
– Rammpfähle aus Stahlbeton (Voll- und Hohlquerschnitt)
– Schlitzwände
An der Bewehrung werden in situ bzw. im Werk
Wärmetauscherrohre montiert. Diese Rohre, die
im Allgemeinen einen Durchmesser von 20 mm
bis 25 mm aufweisen, bestehen aus PE, HDPE
Abb. 1: HDPE-Absorberleitungen einer „Energiebodenplatte“, montiert auf der Sauberkeitsschichte eines
Hochbaus
Abb. 2: HDPE-Absorberleitungen eines „Energiepfahles“, montiert am Bewehrungskorb eines Bohrpfahles
Abb. 3: HDPE-Absorberleitungen einer „Energieschlitzwand“, montiert am Bewehrungskorb eines Schlitzwandelementes
Ist die Bewehrung aufgrund großer Pfahllänge zu
stoßen, so kann mittels einer Schweißverbindung
bzw. Patentkupplung die Verbindung der Rohrleitungen in wenigen Minuten hergestellt werden.
Im Bereich des Pfahlkopfes ist eine Aussparung
angebracht, in der sich die Vor- und Rücklauf eitungen bef nden. Die Pfähle können mit einem
oder mehreren Kreisläufen ausgestattet werden.
Beispiele von ausgeführten bzw. in Ausführung
bef ndlichen Projekten mit Energiefundierungen
sind:
– das Rehabilitationszentrum
Bad Schallerbach
– die Messe- und Eishalle Dornbirn
– das Kunsthaus Bregenz
– das Keble College Oxford
– das EA GeneraliCenter Wien
– das Columbuscenter Wien
– der Uniqa Tower Wien
– die Strabag-Zentrale Wien
4
Neuentwicklungen
Die geothermische Heizung und/oder Kühlung
von Wohnhäusern, Büro- und Geschäftsgebäuden, Industriebauwerken oder Sportstätten (z. B.
Eislaufhallen) etc. wird in Österreich seit etwa 10
Jahren immer häuf ger angewendet. Hinzu kommen verschiedenste weitere Einsatzmöglichkeiten
der geothermischen Energienutzung.
4.1
„Energietunnel“
Die Nutzung von Erdwärme mittels Tunnelbauwerke bietet gegenüber den traditionellen Anwendungen folgende Vorteile:
– Tunnelbauwerke liegen von Natur her in
Tiefen, wo bereits mit konstanter Jahresmitteltemperatur gerechnet werden kann.
– Tunnelbauwerke bieten große erdberührte
Flächen und ermöglichen damit die Erschließung deutlich größerer Energiemengen.
– Längere Tunnel weisen erhebliche innere
Wärmequellen, vor allem durch die Abwärme der Fahrzeuge, auf. In U-Bahn-Tunneln
ist dies besonders prägnant, wo auch im
Winter Temperaturen über 20° C vorherrschen können.
– In den großen Genehmigungsverfahren,
die für Tunnelbauwerke erforderlich sind,
können aus Vorhaben wie der Erdwärmenutzung auch immaterielle Vorteile erwachsen,
wie etwa ein positives Image des Projektwerbers oder eine erhöhte Akzeptanz des
Tunnelbaus beim Anrainer.
Die Möglichkeiten der Nutzung der Energie für
Heiz- und Kühlzwecke sind vielfältig. Jedes
Tunnelbauwerk verfügt zunächst über einen nicht
unerheblichen Eigenbedarf an Energie. Besonders deutlich ist dies bei U-Bahn-Stationen, wo
verschiedene Räumlichkeiten beheizt und gekühlt
werden müssen. Im Eisenbahn- und Straßentunnelbau besteht jedoch auch oft die Notwendigkeit
der Beheizung und Kühlung von Betriebsräumen,
Schaltwarten oder Lüfterzentralen. Ein weiteres
wichtiges Feld der Eigennutzung stellt die Eisfreihaltung dar, besonders im Straßentunnelbau, wo
dies in den Portal- und Einfahrtsbereichen aus
Gründen der Verkehrssicherheit sehr wünschenswert wäre. Im Eisenbahntunnelbau sind ebenfalls
Zufahrten, besonders zu Wartungs- und Sicherungsanlagen wie Rettungsstollen, sowie Bahnsteige eisfrei zu halten.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit der Veräußerung von Tunnelenergie an Drittnutzer. Dies ist
vor allem bei innerstädtischen Tunnelbauwerken
interessant, wo die Tunnel meist nah an der Oberf äche liegen und die Abstände zu den Nutzern
gering sind. Ideal sind hier große, neu errichtete
Objekte mit gemischter Wohn- und Gewerbenutzung und einem möglichst hohen Kühlbedarf.
Beim Einbau von Massivabsorbern in Tunnels ist
zunächst zwischen offenem und bergmännischem
Tunnelbau zu unterscheiden. Bei der Anwendung
der offenen Bauweise steht das bereits aus dem
Hochbau bekannte Arsenal an Methoden zur
Verfügung: Einbau von Absorbern in Bohrpfählen,
Schlitzwänden und unter den Bodenplatten, zum
Beispiel nach dem bewährten „Enercret“-System
der Firma Nägelebau. Im bergmännischen Tun-
Expertenforum Beton
oder Kupfer. Beim Betoniervorgang werden die
Schläuche unter Druck gesetzt, anschließend
erfolgt eine Dichtheitsprüfung der Rohrleitungen
mit einem def nierten Druck von 8 bis 10 bar.
15
nelbau kann mit bestehenden Methoden lediglich
der Sohlbereich von Tunnelröhren mit Absorberleitungen ausgestattet werden. Um auch die Tunnelschalen nutzen zu können, wurde von der TU
Wien in Zusammenarbeit mit der Firma Polyfelt
das so genannte „Energievlies“ entwickelt und im
Rahmen einer Versuchsanlage im Lainzer Tunnel
Bauabschnitt „LT22-Bierhäuselberg“ (Abb. 7)
getestet. Weiterführende Forschungsaktivitäten
beschäftigen sich derzeit mit der Nutzung von
Erdwärme über Anker.
Die Pilotanlage „Hadersdorf-Weidlingau“ im
Lainzer Tunnel Bauabschnitt LT24, die im Februar
2004 in Betrieb ging, stellt die erste großmaßstäbliche Anwendung zur Erdwärmenutzung im
Tunnelbau dar. Über 59 Energiepfähle (Abb. 5)
kann eine Wärmeleistung von 150 kW erzeugt
werden, die zur Beheizung der nahe gelegenen
Sporthauptschule Hadersdorf verwendet wird. Der
Betrieb der Anlage wird durch ein umfassendes
wissenschaftliches Forschungsprogramm begleitet, das es ermöglichen soll, künftige Anlagen
noch eff zienter zu errichten und die verschiedenen Betriebszustände zu optimieren.
Abbildung 4: „Energietunnel“ mit bergmännischem Vortrieb. Situierung der verschiedenen Absorberelemente
– schematisch
Expertenforum Beton
Abbildung 5: Querschnitt der geothermischen Versuchsanlage in Hadersdorf-Weidlingau
16
Die Erfolge dieser Pilotanlage haben schließlich
dazu beigetragen, dass diese Technologie auch
im U-Bahn-Bau eingesetzt wird. Die Wiener Linien GmbH hat sich entschlossen, im Rahmen der
Verlängerung der U-Bahn-Linie U2 die vier unterirdischen Stationen „Schottenring“, „Taborstraße“,
„Praterstern“ und „Messe“ mit einer Erdwärmeanlage zur Deckung des Heiz- und Kühlbedarfs
der Stationen auszurüsten. In Abhängigkeit der
Fundierungselemente werden Energiepfähle,
Energieschlitzwände oder Energiebodenplatten
(Abb. 8) verwendet, um eine gesamte Heizleistung von 449 kW und eine gesamte Kühlleistung
von 131 kW zu gewährleisten. Besonders bei
der Kühlleistung erweist sich die Nutzung der
Erdwärme als hervorragende Energiequelle, da
die Aggregate im Vergleich zur konventionellen
Ausstattung kleiner ausfallen können und die
angesaugten Luftmengen geringer sind, was wieder zu einer Reduktion von Stollenquerschnitten
führt. Auch bei der Anwendung im U-Bahn-Bau ist
ein intensives Mess- und Forschungsprogramm
integriert, wobei einerseits die Auswirkungen der
Erdwärmeanlagen auf das Tragverhalten der Fundierungen und andererseits der Temperaturhaushalt des Untergrundes untersucht werden.
Abb. 7: Versuchsanlage mit Energievlies beim Baulos
„LT22-Bierhäuselberg“
Abb. 8: Herstellung einer Energiebodenplatte beim
Baulos „U2/3-Praterstern“
Expertenforum Beton
Abb. 6: Wärmebild des mit Energiepfählen ausgerüsteten Tunnelabschnittes beim Lainzer Tunnel Baulos „LT24 –
Hadersdorf-Weidlingau“. Links ist die lokale Abkühlung (Pfeile) der Tunnelschale durch die Energiepfähle deutlich zu
erkennen. Rechts ist im Vergleich dazu die gegenüberliegende Tunnelwand zu sehen, bei der kein Erdwärmeentzug
stattfindet.
17
4.2 „Energiebrunnen“
Bei vielen Bauvorhaben werden Brunnen zur
Absenkung des Grundwasserspiegels benötigt.
Diese meist temporären Maßnahmen können
auch zur Heizung und/oder Kühlung benachbarter Bauwerke genutzt werden, und zwar
sowohl temporär als auch permanent. Letzteres erfordert im Allgemeinen keine aufwändige
zusätzliche wasserrechtliche Genehmigung,
da die Nutzung von einzelnen Brunnen nur zur
geothermischen Energiebewirtschaftung keinen
Eingriff in den Wasserhaushalt des Untergrundes
darstellt.
Eine zu Forschungszwecken umfassend instrumentierte Versuchsanlage wird derzeit in Wien
betrieben, bei der sowohl Entnahmebrunnen
(Wärmequelle) als auch Versickerungsbrunnen
(Wärmesenke) verwendet werden. Zur Erzielung
eines geschlossenen Wärmeträgersystems dienen U-förmige Rohre als Erdwärmesonden.
4.3 Heizung/Kühlung von
Straßenkonstruktionen
Die Nutzung der Geothermik im Straßenwesen
betrifft vor allem die Heizung von Verkehrsf ächen
in den Wintermonaten, und zwar mit folgenden
Zielen:
– eisfreie Fahrbahn, somit erhöhte Verkehrssicherheit
– Reduktion des Winterdienstes
– erhöhter Umweltschutz, da Salzung und
Splittstreuung entfallen
– Erhöhung der Lebensdauer der Fahrbahn
Expertenforum Beton
– Verbesserung des Fahrkomforts (keine Montage von Schneeketten)
18
– Minimierung von Frost-Tau-Schäden, besonders bei frostgefährdetem Untergrund
– Kosteneinsparungen sowohl aus betriebswirtschaftlicher Sicht für die Straßenverwaltung als auch aus übergeordneter volkswirtschaftlicher Sicht
Auch in Galerien gegen Lawinen, Steinschlag
oder Muren und in kurzen Tunnels bietet die
Fahrbahnheizung Vorteile im Winter erfährt der
kalte Fahrbahnbelag einen besonders intensiven
Abrieb durch den Autoverkehr. Autoreifen mit
Spikes und/oder Ketten verstärken diesen Effekt
noch mehr. Die daraus resultierende Luftverschmutzung erfordert eine erhöhte Leistung der
Ventilation, was die Lufttemperatur und damit die
Belagstemperatur zusätzlich absenkt. Eine Fahrbahnheizung kann diesen negativen Kreislauf
unterbrechen.
Derzeit läuft ein mehrjähriges Forschungsprojekt,
um unter anderem die optimale Situierung der
Absorberleitungen (Rohre) aus energetischer
und konstruktiver Sicht zu ermitteln. Die beiden
Aspekte weisen z. T. konträre Optima auf, sodass
meist Kompromisslösungen erforderlich sind.
Auch die Möglichkeiten eines intermittierenden
Betriebes werden untersucht.
4.4 Heizung/Kühlung von
Brückenfahrbahnen
Bei auf Pfählen, Schlitzwänden, Brunnen oder
Caissons gegründeten Straßen- und Autobahnbrücken können die Fundierungskörper als
Energieabsorber ausgebildet werden, um die
geothermische Energie für die Klimatisierung
der Brückenfahrbahn zu nutzen. Das Energiebewirtschaftungssystem in Form eines saisonalen
Speichers erfordert nicht unbedingt eine Wärmepumpe, sondern nur eine Umwälzpumpe. Mit dieser wirtschaftlichen Methode lassen sich folgende
Vorteile erzielen:
– Eis- und Schneefreihaltung der Fahrbahn,
womit nicht nur auf Streusalz und Splitt vollständig verzichtet werden kann, sondern auch
die Verkehrssicherheit deutlich erhöht wird.
– Verringerung der temperaturbedingten Spurrillenbildung im Sommer, wobei die Fahrbahntemperatur immer unter der kritischen
Temperatur gehalten werden kann.
– Schonung des Tragwerkes, der Fahrbahn
und insbesondere der Brückenlager durch
den Ausgleich von saisonal und tageszeitlich
bedingten Temperaturdifferenzen (Reduktion
von temperaturbedingten Zwängungsspannungen).
Abbildung 9: Straßenkonstruktion mit geothermischer Heizung oder Kühlung der Fahrbahn. Beispiel für Heizschlangen in 10 cm Sandbettung
Literatur
– Adam, D.; Markiewicz, R. (2002): Nutzung
der geothermischen Energie mittels erdberührter Bauwerke – Teil 1: Theoretische
Grundlagen. In: ÖIAZ, 147. Jg., Heft 4/2002.
Teil 2: Experimentelle Untersuchungen und
Computersimulationen. In ÖIAZ, 147. Jg.,
Heft 5/2002. Teil 3: Ausführungsbeispiele
und Neuentwicklungen. Erscheint in ÖIAZ,
147.Jg., Heft 6/2002, Wien.
– Brandl, H.; Adam, D.; Kopf, F. (1999): Geothermische Energienutzung mittels Pfählen, Schlitzwänden und Stützbauwerken.
Pfahl-Symposium 1999, TU Braunschweig,
Deutschland.
– Brandl, H.; Markiewicz, R. (2002): Die Nutzung geothermischer Energie im Bauwesen.
Zement+Beton 4/02. Zement+Beton Handels- und Werbeges.m.b.H., Wien.
Expertenforum Beton
– Brandl, H.; Markiewicz, R. (2001): Geothermische Nutzung von Bauwerksfundierungen
(„Energiefundierungen“). In: ÖIAZ, 146. Jg.,
Heft 5-6/2001, Wien.
19
Wärmepumpen – rechtliche Erfordernisse
Mag. Dr. Michael FERSTL
Amt der Steiermärkischen Landesregierung, FA 19A Wasserwirtschaftliche Planung, Graz
1
Unterscheidungen
2
Rechtliche Grundlagen
1.1
Thermische Nutzung des Grundwassers
2.1
W
§ 31c WRG: Sonstige Vorsorge gegen
assergefährdung
Für den wirtschaftlichen Betrieb von thermischen
Nutzungen des Grundwassers gilt die Voraussetzung, dass möglichst ganzjährig Grundwasser mit
konstanter Temperatur zur Verfügung steht.
Bei der thermischen Nutzung von Grundwasser
wird dieses aus einem Entnahmebrunnen entnommen, in einem Wärmetauscher abgekühlt
oder aufgewärmt und bevorzugt grundwasserstromabwärts wieder dem Entnahmeaquifer
zugeführt.
1.2
Thermische Nutzung des Untergrundes
– Die Errichtung von Anlagen zur Gewinnung
von Erdwärme in wasserrechtlich besonders
geschützten Gebieten und in geschlossenen
Siedlungsgebieten ohne zentrale Wasserversorgung ist bewilligungspf ichtig.
– Die Errichtung von Anlagen zu Gewinnung
von Erdwärme in Form von Vertikalkollektoren (Tiefensonden) ist anzeigepf ichtig.
– Die Errichtung von Anlagen zur Wärmenutzung der Gewässer ist anzeigepf ichtig
2.2
1.2.1 Flachkollektoren
– Ein Vorhaben ist 3 Monate vor Inangriffnahme mit Projektsunterlagen (siehe § 103)
unter Angabe einer 3 Jahre nicht überschreitenden Bauvollendungsfrist anzuzeigen.
Bei Flachkollektoren werden in einer Tiefe von
etwa 1,2 bis 1,5 m f ächig und in Schlaufen
Kunststoffrohre bzw. kunststoffummantelte
Kupferrohre horizontal eingebaut und mit dem
Wärmeträgermedium bzw. dem Arbeitsmittel
gefüllt. Die über die Horizontalkollektoren aufgenommene Erdwärme wird der Wärmepumpe
zugeführt.
– Eine Anlage gilt als bewilligt, wenn die
Behörde nicht innerhalb von 3 Monaten ab
Einlangen der Anzeige schriftlich mitteilt,
dass die Durchführung eines Bewilligungsverfahrens erforderlich ist.
– Im Anzeigeverfahren bewilligte Anlagen sind
mit 15 Jahre ab Einbringung der Anzeige
befristet.
Expertenforum Beton
1.2.2 Vertikalkollektoren (Tiefensonden)
20
Bei diesem Verfahren wird ein Kollektorsystem in
ein Bohrloch eingebracht und mit dem Wärmeträgermedium bzw. dem Arbeitsmittel gefüllt. Es
wird in erster Linie Wärme aus dem Erdinneren
genutzt. Der Wärmeentzug f ndet hauptsächlich
im Umkreis von 5 m um die Sonden statt. Daher
wird bei Errichtung mehrerer Sonden ein Mindestabstand von 10 m empfohlen. Kann dieser Abstand nicht eingehalten werden, ist eine geringere
spezif sche Entzugsleistung für die Bemessung in
Rechnung zu stellen.
§ 114 WRG: Anzeigeverfahren
3
Wasserwirtschaftliche
Rahmenbedingungen
3.1
Allgemein
In der Schutzzone III von Schutzgebieten sowie
in Schongebieten gemäß § 34 WRG 1959 dürfen
Anlagen zur thermischen Nutzung des Untergrundes und des Grundwassers nur errichtet
werden, wenn:
– Einschränkung bestehender Rechte an der
Nutzung des Grundwassers und des Untergrundes.
– die Anlagentypen dem besonderen Schutzbedarf entsprechen
– spezielle Begleitmaßnahmen gesetzt werden
(z. B. Sperrrohre, Hilfsverrohrung)
– besondere hydrogeologische Standortbedingungen gegeben sind
– Thermische Nutzung von gespannten und
artesisch gespannten Grundwasservorkommen.
– Flachkollektoren bzw. Direktverdampferanlagen über HHGW verlegt werden (Richtlinie
W72 der ÖVGW)
– Anbohren von artesischen Grundwasservorkommen mit einem artesischen Überdruck
von mehr als 3 m über Gelände.
– korrosionsbeständige Werkstoffe eingesetzt
werden.
– Anbohren bzw. Durchörtern von gespannten
Grundwasservorkommen mit wesentlichen
Druckunterschieden.
Ablehnungsgründe
Zur nachhaltigen Sicherung der derzeitigen
und zukünftigen Trinkwasserversorgung, öffentlicher Interessen und fremder Rechte sind
die Errichtung und der Betrieb von Anlagen zur
thermischen Nutzung in folgenden Fällen nicht
zulässig:
– Lage der Anlage innerhalb der Schutzzonen I und II von Wasserschutzgebieten
gemäß § 34 Abs. 1 WRG 1959. (Bei Abänderungen bzw. Neuausweisungen von
Schutzgebieten der Zone II, wo Wohn- oder
Betriebsobjekte mit Ölheizungen existieren,
ist nach Einzelfallprüfung die Errichtung von
Horizontalkollektoren mit nicht wassergefährdenden Kältemitteln wie z. B. R 290 –
Propan bzw. CO2 möglich.)
– Lage der Anlage innerhalb der Schutzzone III von Wasserschutzgebieten gemäß
§ 34 Abs. 1 WRG 1959, wenn ein besonderer Schutzbedarf der Grundwasserüberdeckung gegeben ist (z. B. Ergiebigkeitsschutzgebiet bei Nutzung gespannter und
artesisch gespannter Grundwässer).
– Lage der Anlage im unmittelbaren Einzugsbereich von nach § 10 Abs. 1 WRG
1959 bewilligungsfreien Grundwasserentnahmen zum Zwecke der Trinkwasserversorgung, wenn eine Beeinträchtigung zu
erwarten ist.
– Thermische Auswirkungen der Anlage bis in
die Schutzzone II von Wasserschutzgebieten gemäß § 34 Abs. 1 WRG 1959.
4
Anforderungen an ein
Einreichprojekt
Die Anforderungen für ein wasserrechtliches Einreichprojekt sind in § 103 WRG geregelt:
4.1
Erdwärmepumpe (EWP)
– Eigentümer/Betreiber (Name, Anschrift, Firmensitz), Projektverfasser (verantwortliche
Zeichnung)
– Art und Zweck
– Dauer der Erdwärmenutzung
– grundbuchmäßige Bezeichnung aller
beanspruchten Liegenschaften und deren
Eigentümer
– berührte fremde Rechte (Wasser-, Fischerei-, Einforstungsrechte etc.) einschließlich
Vereinbarungen, insbesondere Angabe
bestehender wasserrechtlich bewilligter
Wasserversorgungsanlagen in einem Umkreis von zumindest 150 m
– Gegenstand und Umfang der Inanspruchnahme fremder Rechte
– technische Beschreibung der EWP
– Hersteller, Fabrikat, thermische und elektrische Leistungsdaten
– verwendete Werkstoffe aller Bauteile,
Art und Menge der eingesetzten Arbeitsmittel (Kältemittel, Kältemaschinenöl,
Wärmträger etc.) mit Sicherheitsdatenblättern
Expertenforum Beton
3.2
21
– technische Daten des Kollektors (Anzahl
der Kreise, Gesamtlänge und Gesamtinhalt der Leitungen etc.)
– technische Ausrüstung und Sicherheitseinrichtungen, Betriebsweise
– Darstellung der hydrologischen, hydrogeologischen und wasserwirtschaftlichen
Verhältnisse
– Untergrund- und Grundwasserverhältnisse bis zur Endteufe
– Lage in wasserrechtlich besonders
geschützten Gebieten
– Angaben betreffend Bohrverfahren,
Bohrlochausbau, oberf ächennahe Abdichtung des Kollektorkopfes, Ringraumfüllung, Verrohrung etc.
– technische Vorkehrungen, die bei der
Durchörterung trennender Dichtschichten
zwischen Grundwasserstockwerken
ergriffen werden müssen, um deren
Kurzschluss zu verhindern, einschließlich
Zeitplan
– Ermittlung des Wärmebedarfes und seine vorgesehene Deckung
– Betriebsvorschrift
– Betriebszeitdokumentation
– Wartung und Überwachung (Wasserzähler, Entnahme- und Rückleittemperatur)
– Vorgangsweise bei Störungs- und Gebrechensfall
5
Verfahrensablauf
5.1
W
Entscheidung – Erdwärme oder
asserwärme?
Entscheidungsgrundlage: Energiebedarf, Geologie, abgeschätzte Kapazität der Ressource,
Kosten-Nutzen
5.2
Erstellung der Antragsunterlagen nach § 103
WRG unter Beiziehung eines fachkundigen und
befugten Ingenieurkonsulenten oder technischen
Büros für Geologie und Hydrogeologie
5.3
5.4
– bei einer Lage innerhalb eines wasserrechtlich besonders geschützten Gebiets oder
Siedlungsgebiets ohne zentrale Wasserversorgung
muss eine mündliche Verhandlung durchgeführt werden!
– Wasserwärmepumpen:
< 5 l/s --- Bezirkshauptmannschaft (BH),
> 5 l/s --- Landeshauptmann (LH, FA13A
– Wasserrecht, Landhausgasse 7, 8010
Graz)
Expertenforum Beton
Zusätzlich zu 4.1:
22
– Ermittlung des Wasserbedarfes und seine
vorgesehene Deckung
– Darstellung der Versickerungsanlage (samt
Versickerungsleistung)
– Ergebnis der rechnerischen Abschätzung
der Einf usslänge der Abkühlung des Grundwassers; bei Flurabständen unter 2 m auch
Beurteilung der Wärmewirkung auf Boden
und Vegetation
Antrag um wasserrechtliche Bewilligung
– Wenn durch die Bohrung und/oder den
Pumpversuch eine Beeinträchtigung fremder
Rechte oder öffentlicher Interessen befürchtet wird oder
Grundwasserwärmepumpe (GWP)
– Ergebnis des Pumpversuches und evtl.
Beweissicherungen
Planungsanmeldung
Durchzuführen gem. § 55 (3) WRG beim wasserwirtschaftlichen Planungsorgan (FA19A – Wasserwirtschaftliche Planung und Siedlungswasserwirtschaft, Stempfergasse 5-7, 8010 Graz)
– Vorgangsweise bei endgültiger Einstellung der Wärmegewinnung
4.2
Projektierung
– Erdwärmepumpen mittels Tiefensonde:
Bezirkshauptmannschaft (BH)
5.5
Vorbegutachtung durch den
Amtssachverständigen (ASV)
5.6
Entscheidung, ob eine mündliche
Verhandlung erforderlich ist
Erfolgt innerhalb von 3 Monaten ab Antragstellung
keine Rückmeldung der Behörde, gilt das Vorhaben als bewilligt. Ansonsten wird eine mündliche
Verhandlung durchgeführt.
Parteiengehör (Wahrung der
Berufungsfrist: 2 Wochen)
5.8
Au
Bewilligung – Bewilligung unter
f agen – Ablehnung
5.9
Berufung
– Sämtliche Störfälle beim Betrieb, die mit
einer Verunreinigung von Boden und/oder
Grundwasser einhergehen: Bei größeren
Austritten von wassergefährdenden Stoffen
in den Boden (> 100 l) und bei jedem Austritt
in das Grundwasser ist der Chemiealarmdienst des Landes Stmk. zu kontaktieren.
– Nächsthöhere Instanz:
BH  LH  Verwaltungsgerichtshof (VwGH)
LH  Lebensministerium = Bundesministerium für Land-, Forstwirtschaft, Umwelt und
Wasserwirtschaft (BMLFUW)  VwGH
– Sämtliche gemeldeten Beeinträchtigungen
fremder Rechte
– die Fertigstellung
– das Ansuchen um Wiederverleihung
– die dauerhafte Außerbetriebnahme der
Anlage
– Zurückverweisung an die erste Instanz zur
neuerlichen Verhandlung
5.10 Entscheidung
5.11 Errichtung durch ein konzessioniertes
Unternehmen
5.12 Kollaudierung
Nach Ablauf der Bauvollendungsfrist wird die
Übereinstimmung der ausgeführten Anlage mit
der erteilten Bewilligung überprüft.
5.13 Wiederverleihung nach Ablauf der
Bewilligungsfrist
Im Anzeigeverfahren gilt eine Anlage für 15 Jahre,
ansonsten für mindestens 10 Jahre bewilligt.
Frühestens 5 Jahre, spätestens 6 Monate vor
Ablauf kann ein Antrag auf Wiederverleihung
eingebracht werden.
6
Meldepflichten (an die Behörde)
– Sämtliche Änderungen des Projektes
– bei geringfügigen Änderungen erst bei
der Kollaudierung erforderlich
– sämtliche Störfälle bei der Errichtung (z. B.
Austritt von Mineralölen, Übertagetreten von
artesischem Wasser, Auftreten von Gasen
etc.). Bei größeren Austritten von wassergefährdenden Stoffen in den Boden (>100 l)
und bei jedem Austritt in das Grundwasser
sowie bei Auftritt von Gasen ist der Chemiealarmdienst des Landes Stmk., bei Austreten
von artesisch gespanntem Grundwasser
auch die wasserwirtschaftliche Planung zu
kontaktieren.
7
Normen und Richtlinien
(auszugsweise)
7.1
Rechtliche Normen
– Wasserrechtsgesetz 1959 (WRG 1959)
BGBl Nr. 215/1959 i. d. F. BGBl. I Nr.
123/2006
– Grundwasserschutzverordnung BGBl. II Nr.
398/2000
– Trinkwasserverordnung BGBl. II Nr.
304/2001 i. d. F. BGBl II Nr. 254/2006
7.2
W
Regelblätter des Österreichischen
asser- und Abfallwirtschaftsverbandes
– Wasserwirtschaftliche Gesichtspunkte für
die Projektierung von Grundwasserwärmepumpenanlagen, Arbeitsbehelf Nr. 3, ÖWAV,
Wien 1986
– Anlagen zur Gewinnung von Erdwärme,
Regelblatt 207, ÖWAV, Wien 1993
– Bohrungen zur Grundwassererkundung,
Regelblatt 208, ÖWAV, Wien 1993
– Nutzung des Grundwassers und der Erdwärme für Heizen und Kühlen, Entwurf Regelblatt 207-2, ÖWAV
7.3
Regelblätter des Deutschen Vereins
des Gas- und Wasserfaches
– Sanierung und Rückbau von Bohrungen
- Grundwassermessstellen und Brunnen,
Arbeitsblatt W 135, Nov. 1998
Expertenforum Beton
5.7
23
– Geophysikalische Untersuchungen in Bohrungen - Brunnen und Grundwassermessstellen, Arbeitsblatt W 110, Juni 2005
– Planung, Durchführung und Auswertung von
Pumpversuchen bei der Wassererschließung - Arbeitsblatt W 111, März 1997
– Bohrungen zur Erkundung, Gewinnung und
Beobachtung von Grundwasser – Arbeitsblatt W 115, März 2001
– Verwendung von Spülungszusätzen in Bohrspülungen bei Bohrarbeiten im Grundwasser
– Arbeitsblatt W 116, Apr. 1998
– Bestimmung des Schüttkorndurchmessers
und hydrologischer Parameter aus der Korngrößenverteilung für den Bau von Brunnen
– Arbeitsblatt W 113, März 2001
– Qualif kationsanforderungen für die Bereiche
Bohrtechnik, Brunnenbau und Brunnenregenerierung – Arbeitsblatt W 120, Dez. 2005
– Gewinnung und Entnahme von Gesteinsproben bei Bohrarbeiten zur Grundwassererschließung – Arbeitsblatt W 114, Juni 1989
7.4
ÖNORMEN
– ÖNORM B 2400: Hydrologie – Hydrograf sche Fachausdrücke und Zeichen,
1. 11. 2004
– ÖNORM B 2601: Wassererschließung
– Brunnen – Planung, Bau und Betrieb,
1. 2. 2004
– ÖNORM B 2602: Wassererschließung –
Quellfassungsanlagen – Planung, Bau,
Betrieb, 1. 6. 2004
Expertenforum Beton
– ÖNORMEN M 7753, M 7755-1, M 7763
„Technische Ausführung von Wärmepumpenanlagen“
24
– ÖNORM B 3120-3: Natürliche Gesteine –
Probenahme – Körnungen, 1. 6. 2004
– ÖNORM B 4422-2: Erd- und Grundbau –
Untersuchung von Böden – Bestimmung der
Wasserdurchlässigkeit – Feldmethoden für
oberf ächennahe Schichten, 1. 6. 2002
– ÖNORM EN ISO 14688-1: Geotechnische
Erkundung und Untersuchung – Benennung,
Beschreibung und Klassif zierung von Bo-
den, Teil 1: Benennung und Beschreibung,
1. 2. 2003
– ÖNORM EN ISO 14688-2: Geotechnische
Erkundung und Untersuchung – Benennung, Beschreibung und Klassif zierung von
Boden, Teil 2: Grundlagen der Bodenklassif zierung, 1. 12. 2004
– ÖNORM EN ISO 22475-1: Probenentnahmeverfahren und Grundwassermessung, Teil
1: Technische Grundlagen der Ausführung,
1. 12. 2006
– ÖNORMEN B 4401, Teil 1-4: Erd- und
Grundbau – Erkundung durch Schürfe und
Bohrungen sowie Entnahme von Proben
Beton als Speichermasse – Konzepte für Energieoptimierung und
Behaglichkeit
Arch. DI Ernst GISELBRECHT
Ernst Giselbrecht + Partner architektur zt gmbh, Graz
Klimadesign, Energieoptimierung und Behaglichkeit sind Themen unserer Zeit, welche nicht nur
die Bauherren und Gebäudeerrichter interessieren, sondern auch alle Nutzer.
Als Architekten haben wir während des Studiums gelernt, dass wir unsere Bauwerke in das
geograf sche Umfeld einbinden sollen. Heute ist
es so, dass wir unsere Gebäude nicht nur in den
landschaftlichen, sondern auch in den energetischen Umraum einfügen sollen. Dies wird immer
mehr zum Thema, da sich dadurch Synergien und
Möglichkeiten ergeben, welche in großem Rahmen Energieeinsparungen bringen. Wenn wir das
Potenzial des energetischen Umraums nutzen
wollen, so brauchen wir die Möglichkeit der Speicherung, da die Energiepotenziale nicht jederzeit
zur Verfügung stehen. Beton ist in diesem Fall
ein ideales Material für uns Architekten, da Beton
neben der Speicherung auch noch viele andere
Aufgaben übernehmen kann. So ist z. B. die Statik, die Raumbildung, aber auch die ästhetische
Komponente der Oberf äche von Sichtbeton aus
vielen modernen Architekturen nicht mehr wegzudenken.
VN Medienhaus, Schwarzach
Neben der Speicherfähigkeit ist es natürlich auch
die Aktivierung der Betonteile, welche eine breite
Verwendungsmöglichkeit von Energiepotenzialen
bietet. Wir verwenden unser Tragsystem nicht
nur für die Konstruktion des Bauwerks, sondern
gleichzeitig für Heizung und Kühlung.
Wie wir alle wissen, ist die Strahlungswärme
mit Abstand die gesündeste und angenehmste
Wärme. Mithilfe der Betonkernaktivierung können
wir nicht nur das Prinzip des Kachelofens für das
ganze Gebäude einsetzen, sondern das Gebäude
auch kühlen.
Wir sind heute aufgefordert, sehr leichte Gebäude
zu bauen. Das hat damit zu tun, dass die Masse
eines Gebäudes in der heutigen Zeit auch einer
der Indikatoren für die Kosten ist. Wir können
mithilfe der Betonkernaktivierung sehr leichte
Gebäude mit dünnen Mauern bauen und einige
Zentimeter hinter der Oberf äche die Wärme
abführen. Dies führt dazu, dass wir in diesen
leichten Gebäuden im Sommer ein Klima haben,
wie wir es von alten Schlössern mit meterdicken
Mauern kennen.
Expertenforum Beton
Moderne Architektur zeigt sich nicht nur darin,
dass sie den Zeitgedanken Formen gibt, sondern
auch die Energieoptimierung zum Thema der
Gebäude macht. Es geht uns Architekten also
darum, die Energiedaten zu optimieren, die Materialien richtig einzusetzen, und darüber hinaus
soll dieses neue Interesse auch zu einer neuen
Ästhetik führen, zu einer Architektur, die in ihrer
Ausformung Ausdruck dieser neuen Gesinnung
ist. Um dies zu erreichen, ist eine der Optionen,
die zur Verfügung stehenden Materialien so zu
wählen, dass sie ihre spezif schen Potenziale einsetzen können. Ein wichtiges Thema dabei ist die
Speichermasse, und wie schon in der Einleitung
erwähnt, ist Beton hier das Material schlechthin,
welches wir in der Architektur verwenden.
25
▲ Biokatalyse, Graz
Expertenforum Beton
▼ Villa R., Graz
26
Medienhaus der Vlbg. Nachrichten
Das Vorarlberger Medienhaus ist ein Beispiel
dafür, wie Betriebsgebäude Energiepotenziale
nutzen können. Die Heizung dieses Gebäudes
wird gespeist durch die Abwärme der Druckmaschine. Das Gebäude ist eines der ersten,
bei denen in Vorarlberg Betonkernaktivierung
angewandt wurde. Die Kühlung verläuft über die
Piloten, die notwendig waren, da sehr schlechte
Grundverhältnisse den Bau dort bestimmten. Die
Piloten gehen ca. 36 m tief ins Erdreich und sind
auch aktiviert und bestreiten die Kühlung. Das
Gebäude hat ca. 5.000 m² Nutzf äche und weist
Energiekosten für Heizung und Kühlung pro Jahr
auf, die einem Einfamilienhaus entsprechen.
Roche Diagnostics - New Site Graz
Die Kühlanlagen der Reinräume übernehmen in
der produktionsfreien Zeit die Kühlung über die
Betonkernaktivierung. Die Speicherfähigkeit von
Beton macht es möglich, die Zeiten, in denen keine Kühlenergie zur Verfügung steht, zu überbrücken. So ist es möglich, ein Kühlaggregat einzusparen und die vorhandenen optimal einzusetzen.
Biokatalyse TU Graz
Laborgebäude mit Verglasung nach Süden - die
besondere städtebauliche Situation machte es
notwendig, dieses Laborgebäude nach Süden zu
orientieren. Mithilfe von speziellen Sonnenschutzelementen, welche dem Gebäude als dynamische
Fassade eine spezielle Ästhetik verleihen, und
der Betonkernaktivierung war es möglich, ein
höchst behagliches Arbeitklima für dieses internationale Forschungszentrum zu realisieren.
Villa in Rot
Die Anwendung von Erdsonden und Wärmepumpe in Verbindung mit Betonkernaktivierung schafft
neue Möglichkeiten für Behaglichkeit auch im
Wohnhausbau.
Zentrale ÖWG/ÖWGES GRAZ
Die größte steirische Wohnbaugenossenschaft
hat für ihre Zentrale einen baukünstlerischen
Wettbewerb ausgeschrieben, den wir gewinnen
konnten. Das Gebäude beinhaltet neben den
Administrations- und Technikerbüros auch eine
Repräsentations- und Servicezone. Sämtliche
Decken und Betonteile sollen aktiviert werden und
über ein Erdsondenfeld und Wärmepumpen die
Heiz- und Kühlenergie beziehen.
Zusammen mit einer kontrollierten Be- und Entlüftung soll eine optimale Behaglichkeit garantiert
werden. Dies könnte große Breitenwirkung haben
und so vielleicht demnächst zum Standard im
steirischen Wohnbau werden.
Expertenforum Beton
In diesem Zusammenhang müssen natürlich die
Einsatzmöglichkeiten der Materialien intelligent
verknüpft werden. Es geht darum, dass die Qualitäten des Glases mit den Qualitäten der Speichermasse verbunden werden, um so Behaglichkeit
zu schaffen. Das Multitalent Beton hilft uns dabei,
und ich darf Ihnen einige Beispiele aus meinem
Architekturbüro zeigen.
27
Schnittstelle Beton und Kühltechnik – von der
Baustellenkoordination bis zur Gewährleistung
DI Dr. techn. Gernot TILZ
REHAU Gesellschaft m.b.H., Guntramsdorf
Die Nutzung regenerativer Quellen auf der
„Energiegewinnungsseite“ sowie die eff ziente
Energieverteilung und Abgabe auf der „Nutzerseite“ haben den Einsatz neuer Technologien und
Verfahren im Bauwesen erzwungen.
Dem schnell wachsenden Markt und unbändigen
Nachfragen nach derartigen Lösungen waren
Planer, Verarbeiter und Systemanbieter in letzter
Zeit nicht stets gewachsen.
Nach vielen Versuchen und differenzierten Ansätzen mit anschaulichen, aber auch weniger glücklichen Lösungen lassen sich aus heutiger Sicht
Qualitätskriterien def nieren, die, in Abhängigkeit
der Projekteigenschaften, bestimmte Anforderungen an Planung, Verarbeitung, Systemkomponenten oder Materialien def nieren.
Basis dieser Entwicklung war das intensive
Zusammenspiel aus Forschung und Entwicklung,
Fachplanern, Verarbeitern und der Industrie,
deren Symbiose serienreife Systeme entsprungen
sind, die wesentliche Qualitätskriterien wie
– Betriebssicherheit
– Dauerhaftigkeit
– Eff zienz
– Nachhaltigkeit in Hinblick auf
Gewässer- und Bodenschutz
erfüllen.
Die eff ziente Kombination aus Aktivierung
speicherwirksamer Massen und geothermischen
Potenzialen ist längstens bekannt (Abb. 1). Um
diesen Systemen auch langfristig einen fruchtbaren Boden für die eff ziente Gebäudebewirtschaftung zu sichern, bedarf es eines strikten
Qualitätsmanagements, das sämtliche Bereiche
der Herstellung, der Einzelkomponenten sowie
der Planung berücksichtigt.
Diese lassen sich im Wesentlichen in folgende
Teilbereiche (Tab. 1) abbilden:
Expertenforum Beton
Tab. 1: Qualitätskriterien und Einflussparameter bei Bauteilaktivierung und Geothermie
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Qualitätskriterium Dimensionierung
Tiefbauverfahren
Konstruktion
Materialqualität
Einf ussparameter
– Geologie
– Wasserverhältnisse
Bohrverfahren
– Bohrtiefe
– Verpressvorgang
– etc.
– Leitungsstruktur
– Verlegeschema
Schachtkonzept
– Flexibilität
– Zugänglichkeit
– etc.
– Mediumtemperatur
– Druck
– mechanische
Beanspruchung
– chemische
Beanspruchung
– etc.
– Heizbetrieb
– Kühlbetrieb
Betriebsstunden
– Lasten
– Regelung
– etc.
Abb. 1: Decken-Temperaturprofil bei Betonkerntemperierung. Quelle: Tilz REHAU Gesellschaft m.b.H.
Heutige Erfahrungen zeigen uns, dass gerade
im kombinierten Heiz- und Kühlbetrieb die hohe
Eff zienz und Wirtschaftlichkeit der beschriebenen
Anlagen liegt. Doch gerade in diesen Fällen sind
aufgrund der höheren Beanspruchung, aufwändigeren Regelungen und komplexeren Hydraulikschemen alle Projektbeteiligten besonders
gefordert.
Wir sprechen aber auch von der Notwendigkeit
einer exakten Darstellung bauphysikalischer
Randbedingungen, die in standardisierten Berechnungstools geringen Einf uss f nden. Hocheff ziente Gebäude, die nicht zuletzt vom Einf uss
solarer Gewinne abhängig sind, weisen eine
hohe Empf ndlichkeit gegenüber wechselnden
Witterungsverhältnissen auf. Die Herausforderung
liegt darin, den Spagat zwischen hoher Flexibilität
in Hinblick auf wechselnde Witterungsverhältnisse
und einem trägen Abgabesystem zu schaffen,
eine Kunst an Dimensionierung und Regelungstechnik.
Flexibilität betrifft einen weiteren wichtigen
Bereich – jenen der Nutzung: Die Eff zienz einer
geothermischen Anspeisung der Betonkerntemperierung steigt mit zunehmendem Kühlenergiebedarf. Diese sind vorwiegend bei komplexen Gebäuden im Bürohaus- und Industriebau
vorzuf nden. Dort werden wir auch zunehmend
Abb. 3: Geplante Leitungsstrukturen als Mindeststandard
Quelle: Tilz REHAU Gesellschaft m.b.H., Forster
Abb. 4: Positiv- und NegativBeispiel einer Verpressung
– direkter Einfluss auf die
Effizienz der Anlage
Quelle: Tilz/Forster
Expertenforum Beton
Abb. 2: Fehlende Punktlastbeständigkeit bei PE-100-Rohren
Quelle: Tilz REHAU Gesellschaft m.b.H.
29
mit häuf gen Nutzerwechseln oder veränderlichen
Raumstrukturen konfrontiert. Nur ausgeklügelte
Leitungsstrukturen und Strangkonzepte könne
auch dauerhaft diese räumliche Flexibilität gewährleisten. Dieser Qualitätsanspruch, der seinen
Anfang in den ersten Grundzügen der Planung
f nden muss, wirkt sich auch wesentlich auf den
Betrieb sowie die Wartung und Instandhaltung
des Gebäudes aus. Die Anforderung, den technischen Ausbau zugänglich und kontrollierbar zu
halten, soll als Voraussetzung gelten. Sowie auch
die Ansprüche an Verarbeitung und Materialqualität.
Expertenforum Beton
Die Werkstoffbranche hat an die hohen Anforderungen an Systemkomponenten bei der
Verbauung von Rohren in Schüttmaterial, wie
etwa im Bereich der Betonkerntemperierung
oder Geothermie, reagiert. Fehler durch Einsatz
minderwertiger Rohrqualität, wie sie Anfang der
80-er-Jahre im Bereich der Fußbodentechnik
z. B. mit PEHD gemacht wurden, sollten auch in
der Betonkerntemperierung und Geothermie der
Vergangenheit angehören. So kann im Deckenbereich der Einsatz von PE-Xa als Standard
30
angesehen werden, im Erdbereich haben sich die
kunststofftechnischen Schwächen von PE 100
bis dato noch nicht zur Gänze verbreitet. Tatsachen, wie die fehlende Punktlastbeständigkeit
(siehe Abb. 2), das ausgeprägte Risswachstum
bei Kerbverletzungen und die geringe Temperaturbeständigkeit bei PE 100, sollten gerade in
Hinblick auf den steigenden Kühlenergiebedarf
unbedingt berücksichtigt werden. Der Einsatz von
vernetztem Polyethylen sollte sich als Standard
durchsetzen.
Denn die Rohrqualität und die zugehörige Verarbeitung (Bohrung, Verpressung etc.) haben
direkte Auswirkungen auf wesentliche Eigenschaften der Anlagen wie Dauerhaftigkeit, Betriebssicherheit, Eff zienz oder wasserrechtliche
Aspekte (Abb. 3). Zur Sicherung des langfristigen
Erfolges der Betonkernaktivierung in Kombination
mit geothermischen Potenzialen führt deswegen
kein Weg an einer interdisziplinäre Betrachtungen
nach Tab. 1 vorbei. Letztendlich kann nur dieses
übergreifende Systemdenken Ausgang für noch
eff zientere Lösungen im Dienste einer nachhaltigen Gebäudebewirtschaftung sein.
Schnittstelle Beton und Akustik – schalltechnische Optimierung
thermisch genutzter Decken
Ing. Manfred BULLA
Saint-Gobain Ecophon, Leibnitz
Die Kühlung moderner Bürogebäude durch Betonkerntemperierung (BKT) hat sich in den letzten
Jahren in Europa zu einem elementaren Bestandteil der technischen Gebäudekonzepte entwickelt.
Insbesondere die wirtschaftlichen Aspekte eines
ressourcenschonenden Heiz- und Kühlbetriebs,
aber auch die Vorteile im Hinblick auf eine komfortable Temperierung überzeugen dabei. Eine
behagliche Raumtemperatur lässt sich durch die
Nutzung großer Speichermassen und lediglich
geringer Temperaturdifferenzen zwischen System
und Raum herstellen.
Für Planer und Bauherren ist dieser Trend besonders dann eine Herausforderung, wenn die
Überschneidung mit akustischen Lösungen im
Deckenbereich stattf ndet. Die thermische wie
die akustische Anwendungsforschung zeigen
jedoch: Es gibt Möglichkeiten, beiden Aspekten
durch eine frühzeitige und ganzheitliche Planung
gerecht zu werden.
Mit dem Ziel, das System der Flächenkühlung
umfangreich zu nutzen und dabei mindestens die
thermische Grundlast im Gebäude abzudecken,
müssen allerdings grundsätzliche Entscheidungen über die Ansprüche an das Gebäude und den
Raum getroffen werden.
Basisentscheidungen zum Gebäude
Basisentscheidungen zum Gebäudetyp und der
Gebäudestruktur bilden die Voraussetzung für die
Verbindung des akustischen Konzeptes mit der
Funktionsweise der Betonkerntemperierung:
– Begrenzung der Kühl- und Heizlasten durch
Gebäudegestaltung und -konstruktion
– größtmögliche Bauschwere zur thermischen
Speicherfähigkeit
– Akzeptanz einer eingeschränkten individuellen und genauen Regelbarkeit der Solltemperatur
– Adaptation des Lüftungssystems an das
thermische Konzept
Die Decke mit ihrer Doppelfunktion im Hinblick auf
die Temperierung und Bedämpfung des Raumes
erhält dabei einen besonderen Einf uss.
Konkurrierende Ansprüche an die
Deckenfläche
Wesentliche Bedeutung hat der thermische
Komfort im Aufenthaltsbereich des Raumes bis zu
einer Höhe von 2,0 m. Um dabei ein adäquates
Maß an Kühlung zu erreichen, muss in der Regel
ein wesentlicher Teil der Deckenf äche unverdeckt bleiben. Gleichzeitig benötigt die akustische
Konditionierung des Raumes ebenfalls große
Anteile der Deckenf äche. Denn zum einen kann
das notwendige Maß an Absorptionsf äche über
andere Raumbegrenzungsf ächen oder Einrichtungsgegenstände nur schwer erreicht werden,
zum anderen ist die Minderung der Schallausbreitung entscheidend für die Privacy im Raum.
Offenkundig nimmt der Temperaturverlauf an der
Decke Einf uss auf die empfundene (operative)
Raumtemperatur, die sich aus der Lufttemperatur und der mittleren Strahlungstemperatur der
Umgebungsf ächen ergibt. Untersuchungen in
der Klimakammer haben jedoch gezeigt, dass
der thermische Komfort im Raum nicht allein von
der energetischen Eff zienz der BKT abhängt.
Auch die weiteren Raumbegrenzungsf ächen und
die Wärmeübertragung zur Decke wirken sich
entsprechend aus. Das Eintreten von konvektiver Kälteemission kann durch den Einsatz von
Deckensegeln gezielt unterstützt werden. Zahlreiche Randbedingungen bieten also Spielraum für
die parallele Verwirklichung von akustischem und
Expertenforum Beton
Herausforderungen zwischen
Architektur und Technik
31
Expertenforum Beton
SÜC Coburg, Verwendung von Ecophon-Baffeln in den Büroräumen
32
thermischem Komfort. Die thermische Behaglichkeit kann deshalb auch mit einer anteiligen
Nutzung der Deckenf äche für akustische Maßnahmen erhalten bleiben, allerdings wächst der
Energieaufwand damit stärker.
Die Entscheidung für das erforderliche Maß
an raumakustischem Komfort orientiert sich an
Raumform und -größe, Raumbelegung und Aktivität. Es gilt zu bedenken, dass die Einschränkung
von oder der Verzicht auf effektive Akustikmaßnahmen sich kontinuierlich leistungsmindernd
auswirken kann. Für den Einsatz in betonkernaktivierten Gebäuden, in denen nur eine geringe
„Störung“ der thermisch aktivierten Deckenf äche
durch Akustikmaßnahmen erlaubt ist, können
akustisch höchstwirksame Baffelelemente oder
kleinformatige Deckensegel eine vermittelnde
Lösung darstellen. Allerdings ermöglicht nur eine
bewusste Auswahl und Platzierung der akustischen Elemente eine zuverlässige Wirkungsweise
des thermischen Systems.
Die Anpassung der akustischen
Lösung an das Lüftungssystem
Eine durchdachte Wahl von Akustikelementen
und eine sorgfältige Planung der Raumluftführung
sind Grundvoraussetzung für eine effektive Abfuhr
der Wärmelasten über die Decke. Im europäischen Raum lassen sich dabei grundsätzlich zwei
Systeme unterscheiden.
Quelllüftung wird üblicherweise für das zusätzliche Abkühlen des Raumes verwendet. Deshalb
unterstützt es die Behaglichkeitstemperatur im
Aufenthaltsbereich, wo kühlere Luft vom Boden
aus entlang der Wärmequellen (Büromaterial,
Personen) aufsteigt. Mischlüftung ist eine sehr
häuf ge Form der Luftverteilung und wird mitunter für die zusätzliche Beheizung verwendet. Sie
erlaubt eine gleichmäßige Temperaturverteilung
im ganzen Raum.
Untersuchungsergebnisse deuten an, dass ein
erheblicher Anteil an der Raumkühlung durch die
natürliche Konvektion erzeugt wird. Deshalb ist es
wichtig, die Luftumwälzung unter der Decke nicht
zu behindern. Abhängig vom akustischen System,
dem Belegungsgrad der Decke, der Abhängehöhe
zur Decke und den Entfernungen zwischen den
akustischen Elementen können unterschiedliche
Effekte auf die Kühlwirkung eintreten.
Eine Belegungsdichte von 30-45 % der Raumgrundf äche stellt bereits häuf g eine sinnvolle
akustische Maßnahme dar. Generell zeigt sich,
dass damit geringe Minderungen in der Kühlleistung und stabile Raumtemperaturen erreicht
werden können.
Ob eine derartige raumakustische Gestaltung für
die vorgesehene Nutzung ausreichend ist, lässt
sich erst in der individuellen Planung erkennen.
Für eine optimale akustische Umgebung kann
dann die ergänzende Nutzung untemperierter Flächen erforderlich sein. Dazu eignen sich Wandf ächen, Abkofferungen oder Deckenrandbereiche.
Bewusste Entwicklung von
anspruchsgerechten Räumen
Die Betonkerntemperierung als nachhaltige
Lösung f ndet nicht zuletzt solch großen Anklang
durch die Vordergründigkeit der schieren Betondecke als zeitlose Verbindung von Form und
Funktion. Die Ergänzung dieses Systems durch
akustische Elemente setzt sowohl funktionale als
auch ästhetische Akzente. Es entstehen räumliche Umgebungen, die sich an den Kernbedürfnissen des Menschen orientieren und damit für eine
bewusste Planung stehen.
Expertenforum Beton
Die frühe Verankerung des raumakustischen
Komforts innerhalb des Gesamtkonzeptes unterstützt eine gelungene und nutzerorientierte
Raumgestaltung, denn: Akustik ist unverzichtbar.
Doch im Hinblick auf eine wirksame Betonkerntemperierung ist nicht nur der Anteil der akustisch
genutzten Deckenf äche zu berücksichtigen. Auch
die Art der Luftführung trägt erheblich zum thermischen Komfort bei.
33
Betonfertigteile liefern Heiz- und Kühlenergie – die neue
Trepka-Zentrale
Bmstr. DI (FH) Robert KAMLEITNER
Alfred Trepka GmbH, Obergrafendorf, www.trepka.at
Ziel der Firmenleitung war es, ein zeitgemäßes
Gebäude für zeitgemäßes Arbeiten zu schaffen.
Dies spiegelte sich in Vorgaben wie Funktionalität,
Transparenz und Energieeff zienz. Aufgrund der
Tatsache, dass Beton im Allgemeinen und Fertigteile im Speziellen unser Haupteinsatzgebiet sind,
war klar, mit welchem Material wir bauen. Die
hohe Wärmespeicherkapazität des Betons legte
für uns den Schluss nahe, ein Energiekonzept zu
entwickeln, das Beton als Energiespeicher nutzt.
Energiekonzept
Klar ist, dass wer modern, innovativ und nachhaltig baut, nicht auf Energieträger wie Öl oder Gas
greifen kann. Zur Gewährleistung der gewünschten Raumtemperatur und zur Sicherstellung einer
ausreichenden Lüftung wurde ein Raumkonditionierunsgskonzept umgesetzt, das aus einer mechanischen Lüftung (kontrollierte Zu- und Abluft
mit Wärmerückgewinnung) sowie einer Bauteilaktivierung (Wasser-Wasser-Wärmepumpe) besteht.
Für die Nutzung des Energiespeichers Beton
wurden die Parapetwände (Betonsandwichwände) und die Betondecken vorgesehen (Abb. 1).
Die kontrollierte Belüftung erfolgt in den Büros
und wird in der zentralen Halle abgesaugt. Diese
zentrale Halle (Abb. 2), das Herz des Gebäudes,
dient zur passiven Solarenergienutzung und auch
als grüne Lunge.
Expertenforum Beton
Zur Abschätzung der thermischen Qualität wurde
ein dynamisches Simulationsmodell des Gebäudes über ein Jahr simuliert. Daraus ergab sich
eine Energiekennzahl von 20 kWh/m2a.
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Abb. 1: Systemansicht der betontemperierten Bauteile
(rot)
Abb. 2: Eingangshalle mit grüner Lunge
Planung
Das von Bauatelier Schmelz & Partner vorgegebene Entwurfskonzept und Raumprogramm
wurde durch die bürointerne Planungsabteilung
in Zusammenarbeit mit dem Statiker, Herrn
DI Schuh, in eine Fertigteillösung umgeplant.
Ca. 74 % der massiven Gebäudeaußenhülle sind
aus Stahlbetonfertigteilen. Hinzu kommen noch
die Säulen sowie Unterzüge bzw. Träger.
Vor allem bei der Planung der als Energiespeicher nutzbaren Sandwichwände (Abb. 3) sowie
der Sonderelementdecken (Abb. 4) wurden,
neben einer genauen Führung der Schläuche,
auch deren exakte Anschlüsse geplant. Bei der
Sonderelementdecke wurde eine trapezförmige
Untersicht geplant, um einerseits die Betonoberf äche zu erhöhen und andererseits die Möglichkeit zu bieten, an den Tiefpunkten Befestigungen
von Lampen, Einrichtungen etc. durchführen zu
können. Nebenbei wirkte sich die Prof lierung der
Untersicht positiv auf die Raumakustik aus.
DN100 miteingeplant, um zusätzliche Geschossverbindungen für Leitungsführungen zu ermöglichen.
Produktion der Fertigteile zum Heizen
und Kühlen
Die Sandwichwand mit einem Aufbau von 8 cm
Vorsatzschale, 16 cm Dämmung und 14 cm Tragschale wurde grundlegend wie eine übliche Sandwichplatte produziert. Es wurden lediglich auf den
Bewehrungskorb der Tragschale die Schläuche
für den Transport der Heiz- und Kühlenergie
gebunden (Abb. 5). Auf die richtige Führung der
Schläuche sowie deren Anschluss beim Fertigteil
wurde besonders Wert gelegt.
In die Fertigteilsäulen (40 cm x 40 cm) mit einer
Länge von ca. 16,0 m wurde ein Kunststoffrohr
Abb. 5: Bewehrungskorb mit aufgebundenen Schläuchen
Abb. 3: Systemschnitt
Sandwichwand
Für die Prof lierung der Sonderelementdecke wurden Trapezteile aus Holz in die Schalung eingelegt.
Ansonsten wurden ähnlich wie bei der Sandwichwand die Schläuche auf die Bewehrung gebunden,
in die Schalung verlegt und miteinbetoniert.
Bauphase
Abb. 4: Systemschnitt Sonderelementdecke
Baubeginn war Juli 07. Wie meistens bei hausinternen Baustellen, werden diese bei guter Auftragslage hintangestellt. So war fast den ganzen
Sommer Stillstand und erst im Oktober 07 wurde
wieder weitergearbeitet. Aufgrund der hohen An-
Expertenforum Beton
Des Weiteren wurde die Oberf äche der Vorsatzschale 2-mal gesäuert und hydrophobiert,
wodurch diese vor Verschmutzung und Regen
geschützt wird. Die Farbe (Anthrazit) erzielten wir
durch Beigabe von Eisenoxyd-Schwarz.
35
zahl an Fertigteilen und der damit witterungsunabhängigen Montage, konnte aber trotzdem eine
Komplettbauzeit (BM + Professionisten) von
11 Monaten realisiert werden.
Im Vergleich zu Standard-Fertigteilen stellt das
Versetzen von Bauteilen, die mit Rohrleitungen
bestückt sind (Abb. 6) keinen zusätzlichen Aufwand dar. Die Schläuche bei den Sonderelementdecken wurden vor dem Betonieren des Aufbetons nach „oben“ gebunden (Abb. 7).
Im Endausbau erfolgte dann der Anschluss der
einzelnen Kreise (Decke und Parapetwand) an
das Gesamtsystem, die dann unter dem Doppelboden verschwanden (Abb. 8 -10). Der Doppelboden ermöglicht es, nachträglich zu den einzelnen
Kupplungsstellen der Heizkreis- bzw. Kühlkreisläufe zu gelangen.
Abb. 8:
Kupplungsstelle Decke
Abb. 9:
Kupplungsstelle
Parapetwand
Expertenforum Beton
Abb. 6: Montage Sandwichwand
36
Abb. 7: Sonderelementdecke mit oben verlegter Bewehrung
Abb. 10:
Doppelboden
Bürozeit
Am 8. 8. dieses Jahres erfolgte der Umzug
(Abb. 11). In den ersten Tagen hatten wir im
Vergleich zur sommerlichen Außentemperatur
(+30° C) sehr kühle Innentemperaturen. Mittlerweile ist durch diverse kurzfristige Maßnahmen
eine angenehme Raum- und Arbeitstemperatur
entstanden. Die Anlagen und das ganze System
werden wahrscheinlich 1 Jahr brauchen, um sich
„einzuspielen“.
Abb. 11: Umzug 8.8.2008
Abb. 13: Neues Bürogebäude Tag
In Anbetracht der schnellen Gesamtbauzeit
und der einfachen Einbindung von innovativen
Technologien wie die Nutzung der Betonfertigteile
als Energiespeicher hat sich gezeigt, dass das
„Produkt“ Beton und im Speziellen Fertigteilbeton
zeitgemäß und wirtschaftlich ist und durchaus
architektonische Highlights setzen kann.
Daten & Fakten
Das neue Bürogebäude (Abb. 12 + 13) soll aber
nicht nur alleine dem Selbstzweck als innovatives
und repräsentatives Gebäude dienen, sondern
als Raum und Arbeitsplatz für die Mitarbeiter der
Firma Trepka.
EKZ: 20 kWh/m²a
Bauherr: Fam. Wieder
Architektur: Winfried Schmelz
Haustechnikplanung: BPS Engineering
Nutzf äche: 1.680 m²
Sandwichfassade: U-Wert 0,24 W/m²K
Betontemperierung: ca. 11.900 m Schläuche
Bauzeit: Juli 2007-Juli 2008
Expertenforum Beton
Abb. 12: Neues Bürogebäude Nacht
37
Nutzung speicherwirksamer Massen zum Heizen von Billa-Filialen
Ing. Markus KNAR, BSc.
ERNST Haustechnik GesmbH. & Co KG, Olbendorf
Grundgedanke
Expertenforum Beton
Mit rund 16.300 Mitarbeitern ist BILLA der größte
Nahversorger Österreichs. Mit über 1.000 Standorten zählt BILLA auch zu einem großen Abnehmer von Energie für Raumheizung, und es
entsteht ein sehr großes Potenzial bei der Einsparung von Energie. Da REWE auch für Innovation
und Umweltschutz steht, ist auch der schonende Umgang mit Ressourcen ein Anliegen des
Konzerns. Um die Kosten für den Filialbetrieb auf
einem angemessenen Level zu halten, werden
Energiemarktpreisentwicklungen genauestens beobachtet. Aufgrund der steigenden Energiepreise
in den letzten Jahren ist es nötig, eine Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern zu erreichen
und die benötigte Energie eff zienter zu nutzen.
38
Es wird versucht, bei Filialneubauten die Beheizung nicht mittels Öl- oder Erdgasheizungen
durchzuführen. Auch bei der Sanierung von
bestehenden Filialen wird versucht, eine Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu erreichen.
Bei bestehenden Gebäuden ist dies nur mit einem
erhöhten Aufwand möglich, wodurch eine wirtschaftliche Betrachtung der Umbausituation nicht
außen vor gelassen werden darf. Bei vorhandener Fernwärmeinfrastruktur wird diese zuerst
für die Energieversorgung der Filiale genutzt.
Durch die Errichtung von Biomassefernheizanlagen auch außerhalb von Ballungsräumen ist ein
Anschluss an dieses System auch im ländlichen
Raum möglich.
Jedoch stehen diese Szenarien nicht bei jeder
Filialerrichtung zur Verfügung. Daher war es
erforderlich, die auftretenden Energieströme in
den Filialen genauer zu untersuchen. Dadurch
sollten Ressourcen, welche in den meisten Filialen bereits vorhanden sind, ausreichend genutzt
werden. Bei der Untersuchung hat sich deutlich
herauskristallisiert, dass aufgrund des Einsatzes
von Kühlenergie im Bereich der Kühlmöbel und
Kühlräume Potenzial in der Abwärmenutzung
dieser Anlagen besteht. In den vorhergegangenen
Jahren wurde dieses Potenzial zur Erzeugung
von Warmwasser mittels eines Wärmerückgewinnungsboilers genutzt. Für Reinigungszwecke und
aufgrund der vorhandenen Fleischverarbeitung in
den Filialen vor Ort wird ein großer Teil der Energie auch für die Warmwasserbereitung benötigt.
Durch die ständig steigenden Energiepreise wurde
dieses System weiterentwickelt und wird nun auch
für die Beheizung von BILLA-Filialen eingesetzt.
Bei bestehenden Filialen erfolgt die Wärmeabgabe
mittels Torluftschleier, Deckenstrahlerplatten und
Lufterhitzer. Hier kann mit geringem Investitionsaufwand die Abwärme der Kälteanlage genutzt
werden. Bei Neubauten kann das System noch
besser ausgenutzt werden, indem die Wärmeabgabe mittels Betonkernaktivierung erfolgen kann, da
bei der Errichtung der Filiale auf das Heizsystem
Rücksicht genommen werden kann. In nachstehenden Punkten soll auf das eingesetzte System
und dessen Anwendung mittels Betonkernaktivierung eingegangen werden.
Anwendungsvorgang
Grundvoraussetzung für den Einsatz der Betonkerntemperierung ist die bauphysikalische Eigenschaft des Gebäudes. Hier ist darauf zu achten,
dass sich die Wärmedurchgangswerte (U-Werte)
aller Bauteile an den maximalen Werten der OIBRichtlinie 6 bzw. den geltenden Wärmeschutzbestimmungen des jeweiligen Bundeslandes
orientieren. Nur dann kann nach der Wärmebedarfsberechnung eine vollkommene Abdeckung
des Wärmebedarfs über die Betonkerntemperierung erfolgen. Würden diese Mindestanforderungen nicht eingehalten werden, wären zusätzliche
Einbauten zur Wärmeabgabe erforderlich, welche
für die Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlage negative Auswirkungen hätten.
Die Rohrabstände von 7 cm und 14 cm ergeben
eine gleichmäßige Oberf ächentemperatur. Um
den Erfordernissen (automatische Tür im Eingangsbereich, gewünschte höhere Temperatur
im Kassenbereich) bestmöglich zu begegnen,
Verlegung Registermatten
Polyfusionsschweißung
werden im Eingangs- und Kassenbereich Heizregister mit geringerem Rohrabstand verlegt sowie
kleinere Heizkreise def niert. Als Ergebnis dieser
Maßnahme schwankt am kältesten Tag die Lufttemperatur im Kassenbereich nur um 2° C (ohne
Torluftschleier) und an der Fußbodenoberf äche
nur um 0,4° C.
Durch die hydraulischen Vorteile des ECONICsystems (gleichmäßige, laminare Durchströmung, spannungsfreies System, sehr geringer
Druckverlust) ergibt sich die Möglichkeit, das zur
Verfügung stehende niedrige Temperaturniveau
bestmöglich zu nutzen: Puffertemperatur VL ca.
40° C – Oberf ächentemperatur ca. 22,5° C –
Lufttemperatur ca. 20° C. Die konstante Grundtemperierung des Objektes stellt die Basis eines
optimalen Behaglichkeitsempf ndens dar, zum
Vorteil für Kunden und Mitarbeiter.
Die Wärmebereitstellung für die Filialen erfolgt
durch die Kältef rma. Für die Systementwicklung der Kälteanlage in den Filialen zeichnet die
Fa. ARNEG verantwortlich. Die Abdeckung des
Wärmebedarfs erfolgt über die Kälteanlage und
eine Wärmepumpe. Die beiden Systeme speisen
die Wärme in einem Puffer, der zusätzlich noch
mit Heizstäben ausgestattet werden kann. In den
bereits errichteten Filialen, in welchen die Wärmebereitstellung durch die Kälteanlage erfolgt,
hat sich gezeigt, dass die Nachheizung mittels
Heizstäben nicht erforderlich ist. Diese werden
trotzdem in das System integriert, um bei eventuellen Wartungsarbeiten die kurzfristig fehlende
Leistung in das System zu speisen bzw. um als
Backup-System zu fungieren. Tageszeitliche
Schwankungen (Kundenfrequenz) und jahreszeitliche Schwankungen (Sonneneinstrahlungen)
im Wärmerückgewinnungssystem können durch
die Betonkerntemperierung ausgeglichen bzw.
abgeschwächt werden. Durch Fernablesung der
aufgezeichneten Werte können Optimierungen im
System durchgeführt werden. Da das Kältesystem
für die Filiale regelmäßig gewartet werden muss,
fallen keine zusätzlichen Serviceintervalle für die
Anlage an, wenn diese für Wärmebereitstellung
ausgelegt wird.
An den durch die Kältef rma gespeisten Puffer
wird ein Heizungsverteiler angebunden. Dieser
verfügt über einen Abgang für den Torluftschleier
Expertenforum Beton
Bei den Filialen kommt das patentierte PE-RT-Register von der Fa. ECONICsystems zum Einsatz.
Die Verlegung der Registermatten erfolgt direkt
im Unterbeton – dadurch ergibt sich eine extrem
große Speichermasse und Fläche für die Wärmeabgabe. Über den Betonkern kommt es zu einem
großen Energieeintrag, welcher das Ausgleichen
von Lastspitzen ermöglicht. Durch die diagonale
Durchströmung mittels Tichelmannsystem kommt
es zu geringen Druckverlusten in den einzelnen
Registern. Durch die Vorfertigung der Heizregister
sind kurze Montagezeiten und hohe Verlegeleistungen möglich. Die Register werden mittels
Polyfusionsschweißung miteinander vor Ort
verbunden.
39
Grundschema WRG- Anlage
im Eingangsbereich sowie über einen Abgang für
die Betonkernaktivierung. Das System kann alleine durch die Betonkernaktivierung die benötigte
Wärme in die Filiale einbringen. Ein zusätzlicher
Torluftschleier wird nur bei Filialen ohne Windfang
ausgeführt, wodurch die Behaglichkeit im Kassenbereich erhöht wird. Der Heizkreis für die Betonkerntemperierung wird zu drei Verteilerkästen
(Kassenbereich, Verkaufsbereich, Nebenräume)
geführt.
Expertenforum Beton
Die Anforderung an die Haustechnik ist die exakte
Berechnung des Wärmebedarfs unter Berücksichtigung aller möglichen Einf ussfaktoren. Diese
Berechnung dient zur gesamten Auslegung des
Heizungssystems.
40
Es ist auch darauf zu achten, dass im Bereich von
Kühlmöbeln und Ziehschächten keine Heizregister im Beton verlegt werden – es wird daher für
jedes Objekt ein individueller Verlegeplan angefertigt.
Das System kann nur funktionieren, wenn die geforderten Wassermengen in den einzelnen Heizkreisen eingehalten werden. Nur durch genaue
Einregulierung der Heizkreise kann eine Zuteilung
der Wassermengen gewährleistet werden. Sollten
die geforderten Wassermengen nicht eingehalten
werden, so kann die Wärmeabgabe des Systems
nicht die mögliche und nötige Leistung abgeben.
Einregulierungsprotokolle werden hier zwingend
von den ausführenden Firmen eingefordert, um
eventuelle Fehler vor Inbetriebnahme beheben zu
können.
Zum Beispiel wurden bisher folgende BILLAFilialen in der Steiermark mit diesem System der
Betonkerntemperierung in Kombination mit dem
Wärmerückgewinnungssystem ausgestattet:
– Graz, Wiesenauergasse
– Wartberg im Mürztal
– Eibiswald
– Schwanberg
– Sinabelkirchen
– Knittelfeld
Resümee
Die Betonkerntemperierung hat sich in den bereits
umgesetzten BILLA-Filialen bestens bewährt.
Durch die Nutzung der Abwärme, welche durch
die Kühlung der Vitrinen und Kühlräume anfällt,
kann eine optimale Kombination mit einer Betonkernaktivierung erfolgen. Die durch die Abwärme
bedingten niederen Temperaturen können hier
bestmöglich eingesetzt werden. Die Abwärme
wird nicht nur für die Warmwasserbereitung genutzt, sondern kann auch für Heizzwecke einge-
setzt werden. Eine schnelle und sichere Verlegung des Systems lässt eine rasche Umsetzung
des Bauvorhabens zu. Durch die Betonkernaktivierung können die Kollisionspunkte mit anderen
Gewerken verringert werden, da die benötigte
Heizungsverteilung in der Bodenplatte erfolgen
kann. Tages- und jahreszeitliche Schwankungen
des Wärmerückgewinnungssystems können
durch die Betonkernaktivierung ausgeglichen
werden.
Expertenforum Beton
Aufgrund der steigenden Energiepreise amortisieren sich die Investitionskosten in relativ kurzer
Zeit. Die Filialen können unabhängig von fossilen
Brennstoffen betrieben werden. Im Gegensatz zu
einer erdgasbefeuerten BILLA-Filiale, können bei
der Beheizung durch die Wärmerückgewinnungsanlage zirka 13 Tonnen CO2 pro Jahr eingespart
werden. Bei einer Befeuerung mittels Heizöl
extraleicht kann der CO2 Ausstoß sogar um
zirka 17 Tonnen CO2 reduziert werden, wenn die
Wärmerückgewinnungsanlage ausgeführt wird.
Jede einzelne Filiale trägt zur CO2- Reduktion bei
und liefert somit ihren Beitrag zu den geforderten
Zielen des Kyoto-Protokolls. Das System zeigt
auf, dass durch eine ausgeklügelte Kombination
von Systemen eine Ausnutzung der vorhandenen
Ressourcen in einem optimalen Bereich liegen
kann.
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Visionen werden wahr: ENERGYbase – eine sonnige Bürozukunft
DI Tim SELKE
arsenal research, Wien
Einleitung
Während im Wohnbau die Passivbauweise schon
seit vielen Jahren bewährt ist, werden in der Sparte Büro- und Gewerbeimmobilien größere Projekte noch seltener ausgeführt. Etwa 40 Prozent
des gesamten Endenergieverbrauchs in Europa
entfallen auf die Energieversorgung von Gebäuden. Insbesondere Bürogebäude liegen mit einem
durchschnittlichen spezif schen Wärmebedarf von
140 kWh/m².a [1] um etwa Faktor 10 über dem
eines Einfamilienhauses im Passivhausstandard.
ENERGYbase zeigt, welche Energieeff zienz-Potenziale in einer modernen Büroimmobilie durch
heute vorhandene Technologien bereits genutzt
werden können.
Sunny Research - Konzept
Expertenforum Beton
Das Gebäudekonzept von ENERGYbase, (Abbildung 1), baut auf den Ergebnissen des von
42
Abbildung 1: ENERGYbase, Außenansicht – Südfassade
arsenal research und dem Architektenbüro „pos
architekten“ durchgeführten Haus der ZukunftForschungsprojekts „Sunny Research“ auf.
Wesentliches Ziel war die konzeptionelle Entwicklung einer neuen Büroimmobilie unter dem Aspekt
hoher Energieeff zienz unter Einsatz von erneuerbaren Energieträgern sowie höchstmöglichem
Nutzerkomfort. ENERGYbase ist die praktische
Umsetzung dieses Forschungsprojekts.
ENERGYbase – Immobilie
Der Wiener Wirtschaftsförderungsfonds, Bauträger von ENERGYbase, stellt mit dem Projekt
auf insgesamt fünf Ebenen 5.200 m² für Unternehmen, 1.000 m² für Forschungs- & Entwicklungs- sowie 1.300 m² für Bildungseinrichtungen
an modernster Infrastruktur zur Verfügung. Die
Baukosten betragen 12,5 Mio. EUR. Diese liegen
um 2 Mio. Euro über den Kosten eines herkömm-
Abbildung 3: ENERGYbase,
Ansicht der Fotovoltaikanlage
lichen modernen Büroobjektes. Rechnerisch
reduzieren sich die anfallenden Energiekosten
auf 20 Prozent und es werden im Vergleich zur
Standardimmobilie rund 180 Tonnen weniger Kohlendioxid pro Jahr emittiert.
eingearbeitete Kunststoffrohre, die im Winter mit
warmem und im Sommer mit kühlem Wasser
durchströmt werden. ENERGYbase verzichtet
dadurch auf herkömmliche Heizkörper. Durch die
großen Übertragungsf ächen kann die Heiz- und
Kühlleistung mit niedrigen Vorlauftemperaturen
in den Betonkern erreicht werden. Dies wirkt sich
positiv auf die Energieeff zienz der Wärmebereitstellungssysteme aus. Die sommerliche Betonkernkühlung erfolgt über die Nutzung von örtlich
verfügbarem Grundwasser und die Bereitstellung
der notwendigen Heizenergie erfolgt vorrangig
über eine Grundwasser gekoppelte Wärmepumpenanlage, die durch die Solarkollektoranlage unterstützt wird. Eine architektonische Besonderheit
stellt die gefaltete Südfassade des Bürogebäudes
dar, (Abbildung 3). Die spezielle Faltung der
Südfassade ermöglicht einerseits hohe Energieerträge der solar aktiven Komponenten und
Im Sommer wird die Zuluft durch eine so genannte solarthermisch angetriebene sorptionsgestützte
Klimatisierung konditioniert, die zur Regeneration
des Trocknungsrades erforderliche Antriebswärme wird durch eine 300 m² große Solarkollektoranlage generiert. Im Winter dient die thermische
Solaranlage zur Heizungsunterstützung. Eine
besondere Innovation in diesem Bauprojekt sind
die sich über alle Geschossebenen erstreckenden
Pf anzenpuffer, (Abbildung 2). In den vier Pf anzenpuffern wird im Winter die Zuluft biologisch
befeuchtet. Die ganzjährige Temperierung der
Büroräume erfolgt über eine Betonkernaktivierung. Darunter versteht man in die Betondecke
Expertenforum Beton
Abbildung 2: ENERGYbase,
Ansicht der Pflanzenpuffer
43
andererseits wird baulich ein effektiver Sonnenschutz für die dahinter liegenden Bürobereiche
geschaffen und vermeidet somit die sommerliche
Überwärmung durch direkt einfallende Solarstrahlung. Diese Glasfassade ist mit 400 m² Fotovoltaikmodulen bestückt, die mit einem Jahresertrag
von rund 42.000 kWh einen Teil des Strombedarfs
decken.
Expertenforum Beton
Im Rahmen der wissenschaftlichen Begleitung
wurden während der Planung in Zusammenarbeit
mit dem Bauträger, Architekten und dem Haustechnikplaner Detailfragen zur Optimierung der
Betonkernaktivierung, Kühl- und Heizlastprof le,
Komfortparametern in den Büroräumen, Einstrahlung durch die Südfassade usw. mit umfangreichen Simulationen untersucht und bewertet. Seit
der Inbetriebnahmen des Gebäudes im August
2008 werden durch wissenschaftliche Langzeitmessungen Erkenntnisse über das gesamte
Energieverhaltens dokumentiert und analysiert.
Das Datenmaterial wird unter anderem Aufschluss
44
über den Energiebedarf für Heizen und Kühlen,
den Betrieb der Haustechnikanlagen und deren
Regelung geben, um daraus neue Strategien für
eine optimierte Betriebsführung zu entwickeln.
Weiters wird das umfassende Monitoring des
Gebäudes wichtige Erfahrungen und Empfehlung
für zukünftige Projekte bereitstellen, in denen
analoge Ziele hinsichtlich Energieeff zienz,
Nutzung von Erneuerbaren Energien bei hohem
Wohlfühlcharakter in der modernen Büroimmobilie
gesetzt werden.
Literatur
[1] K. Voss, G. Löhnert, S. Herkel, A. Wagner, M.
Wambsganß; „Bürogebäude mit Zukunft“ Solarpraxis AG, 2. Überarbeitete Auf age 2006,
ISBN: 978-3-934595-59-0
[2] BMWA, 2003. Energiebericht 2003, BMWA,
S. 9
Sehr geehrte Damen und Herren!
Foto: Fischer
Energie, in all ihren Facetten und Ursprungsformen,
bestimmt zurzeit unsere Gespräche am Stammtisch,
die nationale und internationale Medienlandschaft und
natürlich auch uns, die politischen Entscheidungsträger.
Als Bürgermeister der Landeshauptstadt Graz sehe
ich die Auseinandersetzung mit diesem gesellschaftspolitischen Thema als Chance, alle vorhandenen
Ressourcen zu bündeln, um gemeinsam ein Energieeff zienzzentrum in Graz zu entwickeln und über die
Stadtgrenzen hinaus effektiv zu nutzen.
In Graz können wir eine Energiewende herbeiführen, davon bin ich überzeugt. Mit konkreten nachhaltigen Projekten wie etwa einer optimalen Wärmedämmung, Solarenergie und
Photovoltaik, Wind, Wasserkraft und Erdwärme. Graz hat 2.000 Sonnenstunden im Jahr,
so könnte die Stadt energiepolitisch unabhängiger werden. Rund 10 Millionen Quadratmeter Dachf äche gibt es in der Murmetropole. Wenn wir nur 30 Prozent dieser Fläche für
Solarenergie- und Photovoltaik-Projekte nutzen würden, hätte dies die Dimension eines
Kraftwerks in der Größenordnung von Voitsberg.
Als Bürgermeister ist es meine Aufgabe vorauszudenken und gesellschaftspolitische
Anstöße zu geben. Wir können eine Wende schaffen, ich bin überzeugt in den nächsten
Jahren mit alternativen Ideen zum Themenkomplex Energie zu punkten.
Mag. Siegfried Nagl
Bürgermeister der Landeshauptstadt Graz
Expertenforum Beton
Heizen + Kühlen
mit Beton
Klimawandel fordert
Baukonzepte
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