Haus der Zukunft

Ab 2019 werden Netto-Null-Energie-Gebäude für alle Neubauten in der EU Pflicht sein. Daikin Europe N.V., Oostende Belgien, und die Zeller/Athoka GmbH wollen schon heute
wissen, wie bewährte Technologien und Materialien für Hülle und Haustechnik in einem gewerblichen Netto-Null-Energie-Haus wirtschaftlich und energieeffizient als Gesamtkonzept zusammenwirken. Dazu initiiert Daikin zusammen mit der Athoka GmbH und der Zeller Kälte- und Klimatechnik GmbH ein internationales Forschungsvorhaben in Herten. Der neue Firmensitz der Zeller/Athoka GmbH, der von Anfang an nach dem Netto-Null-Energie-Ansatz geplant wurde, wird dabei in den kommenden 12 Monaten als Live-Labor dienen, denn die Messungen werden während der normalen Betriebs- und Geschäftszeiten durchgeführt.

An dem Forschungsprojekt sind international renommierte Institute beteiligt: das französische Centre Technique des Industries Aérauliques et Thermiques (CETIAT), das Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) und die Fraunhofer UMSICHT, die TU Dortmund sowie The University of Manchester (UK). Unterschiedliche Aspekte sollen in 27 Arbeitspaketen untersucht werden. Es geht dabei nicht nur um die Hülle und Technik, sondern auch um die Wirkung des Gebäudes auf die Umwelt und die Energienetze. Über eine zentrale Messtechnik erhalten die Institute alle relevanten Betriebsparameter. Insgesamt werden mehr als 100 verschiedene Messwerte (z.B. Energieströme, Solarstrahlung, CO2-Konzentration, Anwesenheit von Personen, Wetterdaten, Fensteröffnung, Daikin Gerätebetriebsparameter) erfasst. Durch die einheitliche Datenbasis können auch interdisziplinäre Rückschlüsse gezogen werden. Nach der Datenerfassung geht das Projekt dann in die Optimierung über.

Die Vision der Zeller/Athoka GmbH Geschäftsführer Thorsten und Achim Zeller bei der Konzipierung des Objekts war die Errichtung eines modernen Bürohauses mit ambitionierter Energiebilanz, welches als Netto-Null-Energie-Gebäude die künftigen EU- Standards erfüllt. Der Hintergrund hierfür sind die ehrgeizigen 20-20-20-Ziele der EU für das Jahr 2020: 20-prozentiger Rückgang des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen sowie 20-prozentige Nutzung von erneuerbaren Energien. Derzeit nimmt der Energieverbrauch von Gebäuden ganze 40 Prozent des deutschen Gesamtverbrauchs ein, rund 85 Prozent davon entfallen allein auf Heizung und Warmwasser (Quelle: Bundesbauministerium). Umso wichtiger ist die Rolle von Heizungs- und Klimaunternehmen, Produkte zur weiteren Erhöhung der Energieeffizienz von Gebäuden auf den Markt zu bringen sowie systemübergreifende Planungsansätze zu entwickeln, die das Konzept der Netto-Null-Energie-Gebäude zu geringstmöglichen Investitionskosten umsetzen. Dabei wird sich die Wärmepumpentechnik zum Kernelement wirtschaftlicher Lösungen entwickeln und ihre Überlegenheit gegenüber anderen Heizsystemen ausspielen. Dies wird hinsichtlich Energieeffizienz, Teillastoptimierung und Energie-Last- Management sowie preiswerter Speicherung der erneuerbaren Energien im Live-Labor in Herten schon heute sichtbar gemacht.

Durch die Auswertung der Ergebnisse der Studie will Daikin einen wichtigen Beitrag zum Erreichen der EU-Klimaziele 2020 leisten, denn auch bestehende Bürobauten sollen in Zukunft von den Erkenntnissen profitieren. Im Fokus steht dabei neben dem wirtschaftlichen Aspekt auch die praktische Anwendbarkeit: Zum einen ist die gewählte Gebäudeart – eine Kombination aus Büro und Lagerhaus – ein häufig genutztes Konzept, zum anderen werden bei der energetischen Ausstattung des Komplexes nur bewährte Großserien-Technologien verwendet.

Verzahnte Technologie

Das insgesamt 1.335 m² große (800 m² gewerbliche Fläche, 535 m² Bürofläche) Netto-Null-Energie-Gebäude in Herten vereint bereits etablierte erneuerbare Energiesysteme wie Wärmepumpen und Solarzellen miteinander. Eine Kombination aus Daikin Altherma Luft/Wasser-Wärmepumpen für Fußbodenheizung und Warmwasser und einer flexibel reagierenden Daikin Luft/Luft-Wärmepumpe mit integrierter VRV-Technologie sorgt für eine optimale Raumklimatisierung und wird einen etwa gleich großen Beitrag an erneuerbarer Energie liefern wie die Photovoltaik-Anlage. Ebenso Teil des energetischen Konzeptes ist die energiesparende Systemergänzung Daikin VAM zur Lüftung und Wärmerückgewinnung. Da sich durch die abgestimmte Dimensionierung der Gebäudehülle und der gesamten haustechnischen Anlagen ein geringer spezifischer Endenergiebedarf ergibt, kann dieser auf Jahresbasis über die eigene Photovoltaik-Anlage gedeckt werden. Ein 100 m² großes Testfeld des Dachs wird zudem mit der besonders widerstandsfähigen ZIRC-Beschichtung von Daikin lackiert, die das Sonnenlicht reflektiert und verhindert, dass sich das Gebäude selbst an heißen Tagen
über das Dach aufheizt. Zusätzlich verbessert die reflektierte Sonne den Energiegewinn der Photovoltaik-Zellen.

Achim Zeller, Geschäftsführer der Athoka GmbH, erläutert: „Wir wollen am eigenen Objekt zeigen, dass sich nachhaltige (Gewerbe-)Bauten schon heute wirtschaftlich errichten
lassen. Hierzu ist es wichtig, Gebäude und Technik optimal aufeinander abzustimmen. Zudem waren wir darauf bedacht, die Technik-Sicherheit zu maximieren. Dazu wurden
ausschließlich verfügbare und bewährte Standardsysteme projektiert, die kreativ eingesetzt das Planungs- und Anwendungsrisiko minimieren.“ Neben dem Bürogebäude in Herten plant Daikin Europe N.V. 2011 bereits ähnliche Objekte sowohl für Mehrfamilienhäuser als auch Gewerbegebäude (Bestand- und Neubau) in Frankreich und im Jahr darauf in England und Italien. Darüber hinaus soll das Gebäude in das europaweite GreenBuilding Programm (GBP) aufgenommen werden.