|
architekt mag. arch. oskar pankratz |
|
bauphysik - simulationen - feuchte - wärme - trocknung |
|
|
|
|
|
Industriebau in Passivhausqualität Beitrag Pankratz:
Der Fabriksneubau der Xolar-Gruppe in Eberstalzell
Abbildung 1: Westansicht des neuen Gebäudes
Übersiedlung von Kirchdorf nach Eberstalzell Die Unternehmen der Xolar-Gruppe, einem Komplettanbieter von Solaranlagen, übersiedelten im Oktober 2008 vom bisherigen Standort Kirchdorf/Krems nach Eberstalzell im Bezirk Wels-Land. In ummittelbarer Nähe zum Voralpenkreuz entstand in einem Jahr Bauzeit ein Industrie- und Bürogebäude, das energietechnisch neue Maßstäbe setzt – und zwar weltweit. Zielsetzung beim Neubau Diese Vorgaben wurden an die Planer gestellt: Die Entwicklung eines Industriegebäudes, das den Standards von Passivhäusern entspricht. Alle Arbeitsplätze in dem Gebäude müssen sonnig und frei von Zugluft sein. Eine optimale Organisation für die Anlieferung, Warenströme, Wegenetze und Fluchtwege muss gewährleistet sein. Die Vorgaben konnten zur Gänze erfüllt werden. In der Endausbaustufe werden dort 1,5 Millionen Quadratmeter Kollektoren pro Jahr produziert. Diese Fläche liefert eine Maximalleistung von 1000 MW. 100.000 Einfamilienhäuser könnten pro Jahr mit einer Solaranlage ausgerüstet werden. Das entspricht einer Einsparung von 75.000 Tonnen Öl und einer Vermeidung von 250.000 Tonnen C0 2-Ausstoß.
Nutzung des Erdreichs als Speicher und Dämmung
Abbildung 2: Schematische Darstellung des Passivhausprinzips. Mit direkter und indirekter Sonnennutzung und Nachtkühlung Das Erdreich unter der Halle wird als Speichermasse und Wärmedämmung gleichermaßen genutzt. Die große Fläche der Halle erlaubt es, den Boden nicht dämmen zu müssen. Das Erdreich unter dem Boden der Halle nimmt langfristig die Temperatur der Halle – etwa 19 bis 20 Grad Celsius – an. Dazu wird von Sonnenkollektoren aufgeheiztes Wasser in Rohrleitungen in den Hallenboden geleitet. Dieser riesige Erdwärmespeicher wird nun von oben nach unten beladen. Es wird damit gerechnet, dass dieser Aufwärmvorgang sieben bis zehn Jahre dauern wird. Danach werden die Energieverluste bei der Einspeisung von Wärme in das Erdreich bei lediglich 0,02 W/m 2 liegen. Die Temperaturentwicklung desErdreichs unter der Halle wird mit mehreren Sonden überwacht. Bei Bedarf kann über die Industrieflächenheizung verstärkt Sonnenenergie in die Erde abgegeben werden. Gleichzeitig sorgt die Speichermasse an heißen Tagen für die Kühlung.
Abbildung 3: Schematische Darstellung der Temperaturverteilung unter der Halle in zehn Jahren. Die Ausbildung einer „Blase“ ist deutlich zu erkennen.
Sommer und Nachtkühlung Während der Nacht werden die Lüftungsflügel der Brandrauchentlüftung automatisch geöffnet. Das ermöglicht eine hoch wirksame Querlüftung, die vor allem im Sommer für hohe thermische Stabilität sorgt (siehe Abbildung 4). Sonnige Tage im Winter zeichnen sich durch enorm hohen Energieeintrag aus (Abbildung 5).
Abbildung 4: Beispiel für den Energiefluss im Sommer: Darstellung von Innentemperatur (rote Linie), Außentemperatur (blaue Linie), Interne Gewinne (grüne Fläche), Solargewinne (rote Fläche), Abtransportierte Wärme (blaue Fläche). Die Daten beziehen sich auf Augustwerte 2008.
Abbildung 5: Beispiel für den Energiefluss im Winter: Darstellung von Innentemperatur (rote Linie), Außentemperatur (blaue Linie), Interne Gewinne (grüne Fläche), Solargewinne (rote Fläche), Abtransportierte Wärme (blaue Fläche). Die Daten beziehen sich auf Jännerwerte 2008.
Shedverglasung Die Ausrichtung der Shedverglasung sorgt im Winterhalbjahr für eine direkte Sonnenheizung. Die Sonnenkollektoren sind so montiert, dass sie im Winter die Sonneneinstrahlung nicht behindern, im Sommer aber für Schatten sorgen. Aktive und hybride Maßnahmen Die Produktionshalle und die Büros werden im Wesentlichen durch 1.100 Quadratmeter Sonnenkollektorfläche beheizt. Die Abwärme der Laserschneidmaschinen wird in die Bodenplatte gespeichert. Die Halle, und bei Bedarf der Veranstaltungsraum, können bei steigenden Temperaturen mit einer solar gespeisten Absorptionskältemaschine gekühlt werden. Deren Abwärme wird in einem Puffer mit 80 Kubikmeter Wasser gespeichert und bei Bedarf wieder ins Heizsystem abgegeben. Die Wärme- und Kälteverteilung erfolgt über eine Industrieflächen- und Fußbodenheizung. Eine Heizung mit Pelletskessel ist nur in den ersten zwei bis drei Jahren im Winter nötig. Danach ist das Erdreich unter der Halle ausreichend erwärmt. Anders als bei Gebäuden, die große Mengen an Strom für Heizung und Kühlung verwenden, wird hier nur eine ganz kleine Menge an Strom für die energiesparenden Umwälzpumpen benötigt; alles andere macht die Sonne direkt.
Abbildung 6: Südfassade des Industriegebäudes mit Shedverglasung und Sonnenkollektoren
Dichtheit der Gebäudehülle Die Energieeinsparung bei einem Passivhaus basiert neben der guten Dämmung auf einer dichten Gebäudehülle. Die Dichtheit wurde mit dem “Blower Door” Test der BuildDesk Österreich GmbH gemessen. Im Industriegebäude wurde mit dem Wert der Luftwechselrate von 0,08/h ein sensationelles Ergebnis erreicht. Das ist ein Siebtel des durchschnittlichen Werts von Passivhäusern. Beim Bürogebäude beträgt der Wert mit 0,32/h die Hälfte des herkömmlichen Werts bei Passivhäusern. Bauweise Die Fertigungshalle wurde in Holzbauweise mit Stahlbetonsäulen gebaut. Das Bürogebäude ist in Holzriegelbau mit Betongerüst ausgeführt. Aus ökologischen Gründen wurde darauf geachtet, wenig Beton zu verwenden. Das Regenwasser wird für den WC Bereich genützt. Partner für Planung und Bau DI Stefan Dietrich (Projektleitung, Xolar-Gruppe) DI Leopold Hörndler-Bauplanung (Planung) Mag. Arch. Oskar Pankratz (Bauphysik und Simulation) Leyrer & Graf (Baumeister) Glöckel Holzbau GmbH (Holzbau) Oberndorfer (Betonfertigteile) Gebrüder Haider (Erdbau) Xolar Altmüller (Haustechnik) Paffender (Elektrotechnik)
Technische Daten Industriegebäude Heizenergiebedarf 1 bis 9 kWh/m²a* Luftwechsel bei 50 Pascal Druckdifferenz 0,08 Bruttogeschoßfläche 17.000 m² Volumen 165.000 m³ Oberfläche A/V Werte U-Werte Wand + Dach 0,18 W/(m²K) Glas_mitte 1,0 W/(m²K) Boden 1,2 W/(m²K) effektiver U-Wert Boden 0,02 W/(m²K) Bürogebäude Heizenergiebedarf bezogen auf die Nutzfläche 10 kWh/m²a Bruttogeschoßfläche 4.838 m² Volumen 15.119 m³ Oberfläche 4.678 m² A/V Wert 0,31 U-Werte Wand 0,15 W/(m²K) Dach 0,11 W/(m²K) Fenster 0,87 W/(m²K) Boden 0,18 W/(m²K)
Die Xolar-Gruppe Die Xolar-Gruppe wurde 1991 von Herbert Huemer in Kirchdorf/Krems gegründet. Die Unternehmensgruppe, zu der neben Xolar auch die Firma Sunmaster zählt, ist ein Komplettanbieter von Solaranlagen für Privathaushalte und das Gewerbe. Derzeit beschäftigt das Unternehmen 150 Personen. 2008 wird ein Umsatz von 25 Millionen Euro erwartet. Stand: 04. November 2008 |
