Die Bundesbauten im Spreebogen – ein

DAS SOLARE REGIERUNGSVIERTEL BERLIN
Die Bundesbauten im Spreebogen –
ein technischer Überblick
Bernhard Lützke
Der Deutsche Bundestag und die Bundesregierung hatten für die Gebäude
des Bundes im Berliner Spreebogen
weitreichende ökologieorientierte
Ziele gesetzt und hierbei die Erwartung geäußert, dass wenigstens 15 %
des Energiebedarfs der zu versorgenden Bauten aus regenerativen Quellen
gedeckt werden. Die Bundesbaugesellschaft und die von ihr beauftragten
Planer haben daher für die Gesamtheit
der Regierungs- und Parlamentsbauten
im Spreebogen ein umweltfreundliches, zukunftweisendes Energieversorgungskonzept entwickelt, demzufolge
alle Gebäude in einem Strom-, Wärmeund Kälteverbund mit Nutzenergie versorgt werden.
Bild 1: Kanzleramt
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ENERGIEVERSORGUNGSKONZEPT
ENERGIEBEDARF
ie planerischen Prognosen für
den Nutzenergiebedarf lassen
erkennen, dass die Gebäude in
energetischer Hinsicht vor allem ein
Strom-"Problem" darstellen; d.h., der
Jahresenergiebedarf an Strom ist größer
als an den Nutzenergien Wärme oder
Kälte. Das ist besonders für Verwaltungsgebäude typisch und unterscheidet
sie von Wohngebäuden. Anders sind die
Verhältnisse bei der jeweils benötigten
Maximalleistung, die bei der Installation der benötigten Maschinen und
Systeme berücksichtigt werden muss.
So wird an sehr kalten Wintertagen der
Wärmeleistungsbedarf den Stromleistungsbedarf deutlich übersteigen.
D
Im Mittelpunkt eines ökologisch und
wirtschaftlich orientierten Energieversorgungskonzepts für Verwaltungsgebäude muss die Erzeugung des benötigten Stroms stehen, zumal die Stromversorgung sowohl beim Primärenergieaufwand als auch bei der Maschinentechnik und der Versorgungszuverlässigkeit die höchsten Anforderungen
stellt. Das Energieversorgungskonzept
umfasst daher im wesentlichen folgende
Komponenten:
– dezentrale
Blockheizkraftwerke
(BHKWs) zur gekoppelten Produktion von Strom und Wärme für die
Grundlast sowie für einen möglichen
autarken Betrieb,
Bild 2: Dachintegrierte PV-Anlage im Paul-Löbe-Haus
DAS SOLARE REGIERUNGSVIERTEL BERLIN
Bild 3: Bundespresseamt
– Pflanzenöl in Form von Pflanzenölmethylester (PME, allgemein als
"Biodiesel" bekannt) als Treibstoff
für die BHKWs (Der BiodieselEinsatz ermöglicht einen Anteil von
ca. 80 % an regenerativer Energie),
– Strombezug aus dem öffentlichen
Netz
1. für die Spitzenlast und zur Erhöhung der Netzstabilität,
2. für die Ersatzstromversorgung
durch Anschlüsse an zwei unabhängige Hochspannungssysteme,
– Energieverbund (Strom, Wärme,
Kühlung) der Gebäude des Deutschen Bundestages,
– Anbindung des Kanzleramts an den
Wärmeverbund / Wärmespeicher,
– Einbeziehung zweier voneinander
unabhängiger, saisonaler AquiferEnergiespeicher innerhalb des Energieverbundes zur
1. Speicherung momentan überschüssiger BHKW-Abwärme (Wärmespeicher),
2. Speicherung von Umweltkälte des
Winters zur Verwendung für die
Kühlung der Gebäude im Sommer
(Kältespeicher),
3. Abführung und Speicherung von
Kältemaschinenabwärme zur Nutzung als Wärmequelle für Wärmepumpen in den Wintermonaten
Bild 4: Lehrter Bahnhof
(Kältespeicher),
– Absorptionskältemaschinen/-wärmepumpen, Kühlungsanlagen zur
Raumluft-behandlung - jeweils mit
BHKW-Abwärme
angetrieben,
– Photovoltaik in erheblichem Umfang, um diese Zukunftstechnologie
zu fördern.
Die Bestandteile dieses Energiekonzepts wirken zusammen und bauen
funktionell und v. a. hinsichtlich der Dimensionierung aufeinander auf. Bei der
Energieversorgung kann damit ein
Höchstmaß an Primärenergieausnutzung und ökologischer Qualität realisiert werden.
ENERGIEVERBUND
Zum Ausgleich der unterschiedlichen
Bedarfsverläufe der einzelnen Gebäude
sowie zur besseren Auslastung der
Energieerzeugungsmaschinen und der
Wärme-Kältespeicher ist ein energetischer Verbund zwischen den Gebäuden
des Deutschen Bundestages im Spreebogen vorgesehen. Dieser Verbund ist
ein entscheidender Bestandteil der gesamten Energieversorgung. Im Zusammenwirken mit den anderen Bestandteilen ermöglicht er
– weitgehende Ausschöpfung des vorhandenen Potenzials für die Verwendung der Abwärme der Stromproduktion in Kraft-Wärme-Kopplung,
– maximale Auslastung, d.h. wirtschaftliches Optimum bei größerer
BHKW-Gesamtkapazität,
– Beherrschung von Störfällen in der
Energieversorgung, weil die Gesamtleistung von verschiedenen Erzeugern erbracht wird.
WÄRME- UND KÄLTESPEICHER
AUF DER GRUNDLAGE VON
WASSERLEITERN (AQUIFERE)
Eine Besonderheit des Konzeptes ist die
Einbindung je eines saisonalen Wärmeund Kältespeichers, die beide nach dem
selben Grundprinzip, aber technisch
voneinander völlig getrennt wirken: Im
Untergrund vorhandene, natürliche
Wasserleiter (Aquifere) werden genutzt,
um Wärme bzw. Kälte zu speichern. Die
wasserführende Schicht wird durch zwei
ausreichend voneinander entfernte Bohrungen erschlossen, so dass insgesamt
ein Kreislaufsystem entsteht, durch das
das Wasser des Aquifers zirkuliert.
Der Wärmespeicher bildet eine nutzbare
Schicht aus porösem Sandstein in ca.
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natürliche Temperatur abgekühlt - anschließend über die erste Bohrung in die
tiefgelegene Erdschicht verpresst, von
wo aus es im Sommer wieder entnommen werden kann.
Für den Kältespeicher wird das "normale" Grundwasser in einer Tiefe von ca.
60 m genutzt. Hier sind zur Erhöhung
der förderbaren Wassermenge zwei Bohrungsgalerien mit je 5 Bohrungen angelegt. Die Funktion ist die gleiche wie
beim Wärmespeicher, nur dass es hier
auf die Nutzung des Kaltwasserreservoirs ankommt: Während winterlicher
Frostperioden wird Grundwasser an der
kalten Außenluft mittels spezieller
Trockenkühler auf ca. 5° abgekühlt und
wieder in den Untergrund eingeleitet.
Dieses Kältereservoir wird im Sommer
zur Kühlung der Gebäude benutzt. Bei
beiden Speichern bleibt die eingelagerte
Energie weitgehend ortsstabil, da die
Aquifere im Spreebogen keiner nennenswerten Abdrift unterliegen.
PHOTOVOLTAIK
Bild 5: Wärme- und Kältespeicher auf der Grundlage von Wasserleitern (Aquifere)
280 bis 320 m Tiefe, die salzhaltiges
Wasser (Sole) enthält. Zur Wärmespeicherung wird die Sole mit einer natürlichen Temperatur von ca. 20° C durch
einen Brunnen und ein Rohrleitungssystem (erste Bohrung) nach oben gefördert und in Wärmetauschern durch die
Abwärme des Heizkraftwerks erwärmt.
Durch einen zweiten Brunnen wird das
aufgeheizte Speichermedium wieder in
den Untergrund eingeleitet, wodurch
sich der Sole-Kreislauf schließt. Im
Umfeld dieser zweiten Bohrung entsteht
10 Solarzeitalter 3/2002
Entsprechend dem Willen des Deutschen
Bundestages und der Bundesregierung,
einen erheblichen Anteil regenerativer
Energien zu verwirklichen und dem Einsatz entsprechender Techniken beispielhaft Vorschub zu leisten, werden bei den
Gebäuden architektonisch möglichst
günstig integrierte Solarzellen zur
Stromerzeugung vorgesehen. Der photovoltaisch erzeugte Strom wird in das allgemeine Elektroenergiesystem der
Gebäude eingespeist.
im Aquifer durch die Zufuhr der erwärmten Sole in die Erdschicht ein allmählich größer werdender Bereich mit
erhöhter Temperatur (bis zu 65° C).
Die in Tabelle 1 aufgeführten Anlagen
sind vorgesehen und bereits fertiggestellt bzw. in Produktion.
Zur Wärmeausspeicherung im Winter
wird die Strömungsrichtung innerhalb
dieses Kreislaufs umgekehrt, das heißt,
das warme Wasser wird aus der zweiten
Bohrung wieder nach oben gefördert. Es
gibt seine Wärme über einen Wärmetauscher an die haustechnischen Systeme ab und wird - jetzt wieder fast auf die
MARIE-ELISABETH-LÜDERS-HAUS
Durch die Einbindung in das übergeordnete Technikverbundsystem der Parlamentsbauten ist auch im Marie-Elisabeth-Lüders-Haus für eine Minimierung der Umweltbelastung gesorgt: Eine
effiziente Wärmedämmung und der Ein-
DAS SOLARE REGIERUNGSVIERTEL BERLIN
satz regenerativer Energiequellen sollen
eine nachhaltige Senkung des Energieverbrauchs bewirken. Thermoaktive
Decken werden eine gezielte Wärmelastabfuhr ermöglichen und dadurch die
Lüftungsanlage entlasten. Das zentrale
Blockheizkraftwerk mit Standorten im
Reichstagsgebäude und im Paul-LöbeHaus gewährleistet durch Ausnutzung
von Primärenergie neben ökologiegerechter Wärme- und Kälteerzeugung
zugleich die Erzeugung von Eigenstrom
zur Entlastung des öffentlichen Netzes.
JAKOB-KAISER-HAUS
Ebenso wie in den anderen Parlamentsund Regierungsbauten werden auch
beim Jakob-Kaiser-Haus zukunftsweisende ökologische Konzepte umgesetzt.
Hierbei steht die Versorgung auf der Ba-
Tabelle 1: Photovoltaikanlagen auf den Regierungsbauten.
Reichstagsgebäude
Dorotheenblöcke
Paul-Löbe-Haus
Bundeskanzleramt
Summe Spreebogen
Modulfläche
max. Leistung
m2
kWpeak
321
419
3.302
1.392
5.434
38
46
123
164
370
sis von Blockheizkraftwerken im Vordergrund und die Minimierung des
Heizenergiebedarfs durch erhöhte Wärmedämmung. Die Senkung des Strombedarfs soll u.a. durch energieeffiziente
Beleuchtung, Energieverteilsysteme
und Tageslichtumlenksysteme erzielt
werden.
Jahres-StromErzeugung
kWel/a
30.600
32.200
65.000
135.000
262.800
Dipl.-Ing. Bernhard Lützke, Leiter Energieversorgung und Haustechnik, Bundesbaugesellschaft Berlin mbH
Weitere Informationen unter
www. bundesbaugesellschaft.de
KONFERENZBÄNDE
ÜBER SOLARENERGIE IN ARCHITEKTUR
UND STADTPLANUNG
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SOLARZEITALTER, Internationales Architektur-Symposium 2002 (E.T. November 2002)
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Name, Vorname
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PLZ, Ort, Straße
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Datum, Unterschrift ____________________________________________________________________________
Bitte senden oder faxen an: EUROSOLAR e.V., Kaiser-Friedrich-Str. 11, 53113 Bonn, Fax: 0228-361279
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