Energiesparendes Bürogebäude

Im Rahmen der 2003 in Aachen Laurensberg errichteten Solarsiedlung wurde auch das Passivhaus-Büro- und -Verwaltungsgebäude der VIKA Ingenieurgesellschaft in der Schurzelter Straße errichtet. Das Gebäude wurde von Anfang an als Gebäude mit einer optimierten Energieversorgung bezüglich Heizung, Kühlung und Beleuchtung geplant. Die verwendete Technik wird als "Balanced Office Building" bezeichnet.

Zunächst wurde eine sehr kompakte Bauform, d.h. eine möglichst "würfelähnliche" Form gewählt, um die Energie abgebenden Außenflächen relativ zum umbauten Raum klein zu halten. Die Nutzfläche des Komplexes beträgt 2100 m². Das Gebäude ist bezüglich der Fenster und Wandflächen sehr gut gedämmt, auch wenn das Foto auf der Nordseite des Gebäudes ein vollflächig verglastes (nicht beheiztes) Treppenhaus zeigt.

Die Wärme- und Klimakälteversorgung erfolgt über eine Erdwärmesondenanlage. Für das Gebäude mussten insgesamt 28 Bohrungen mit einer Tiefe von jeweils 43 m abgeteuft werden. In jede Bohrung fließt über ein etwa 5 cm starkes Rohr Wasser, welches dann auf 7 – 14° erwärmt (im Sommer abgekühlt) wieder nach oben kommt. Über dem Sondenfeld befindet sich heute der Parkplatz des Gebäudes. Dem Wasser wird von einer elektrischen Wärmepumpe Wärme entzogen und in den Heizkreislauf überführt, der dann Temperaturen von etwa 26° erhält. Die Wärmeverteilung im Gebäude erfolgt über Betonkerntemperierung, d.h. Decken und Fußböden sind von Rohren durchzogen, durch die das Heizwasser fließt. Da diese "Heizkörper" eine sehr große Fläche haben, reicht die niedrige Heiztemperatur von 26° aus. In einem Bürogebäude muss vor allem wegen der durch die elektrischen Geräte (Computer, Monitore) und die Sonne anfallende Wärme im Sommer auch gekühlt werden. Dazu wird dem Wasser in Decken und Fußböden über die Erdsonden Wärme entzogen, auf ein elektrisches Kühlaggregat kann deshalb verzichtet werden. Die abgeführte Wärme wird dabei teilweise im Erdboden gespeichert und kann im Winter genutzt werden. Große Volumina an Erdboden (hier etwa 40m x 50m x 50m) können tatsächlich auch ohne Wärmeisolierung in begrenztem Maße als Speicher verwendet werden, da hier die äußere Begrenzungsfläche, über die die Wärme verloren geht, relativ klein ist im Verhältnis zu dem Volumen, welches die Wärme speichert. Die Erdsonden liefern deshalb am Anfang des Winters Temperaturen von etwa 14°, am Ende des Winters nur noch 7°. Da die Kühlung bis auf den Pumpenstrom "umsonst" ist, konnten die Südfenster größer als üblich gewählt werden, was wiederum wegen der Aufheizung an Sonnentagen Heizenergie spart. Im Winter führt diese Sonneneinstrahlung in den Südräumen über den Fußboden zu einer Erwärmung des Heizwassers, das dann in den Nordräumen zum Aufheizen verwendet wird und so eine weitere Heizung bei Sonnenschein vollständig erspart.

Auch der Antrieb der Umwälzpumpen für die Heizung wurde optimiert. Wegen der großen beheizten Massen und Flächen reicht ein Heizen von 2 Stunden pro Tag im Allgemeinen aus, die restliche Zeit können die Pumpen abgestellt werden.

In die Lüftung des Gebäudes ist ein Wärmetauscher zur Wärmerückgewinnung integriert, eine weitere Aufheizung der Zuluft ist nicht erforderlich.

Das Gebäude braucht an Heizwärme nach WSVO95 etwa 40 kWh/m²a, der tatsächliche Verbrauch lag zwischen 26 und 36 kWh/m²a, da in einem Bürogebäude neben den anwesenden Personen auch die elektrischen Geräte nicht unwesentlich zur Erwärmung beitragen. Die Wärmepumpe der Heizung benötigt zwischen 6,6 und 8,8 kWh/m²a. Das Verhältnis zwischen aufzuwendender elektrischer Energie für die Wärmepumpe und der hiermit bereit gestellten Wärmeenergie beträgt etwa 4:1. Dies ist für den Energiespareffekt sehr wichtig, denn für die Herstellung von 6,6 kWh elektrischer Energie werden je nach Art der Stromerzeugung etwa 18 bis 25 kW Primärenergie benötigt, so dass eine Primärenergieersparnis von etwa 30% gegeben ist. Zusätzlich ist noch die Energie für die Pumpen, die Lüftung und die Beleuchtung aufzuwenden.

Wegen des Wegfalls der elektrischen Kälteerzeugung kann das Kühlsystem mit einer Jahresarbeitszahl von 20 betrieben werden, d. h. mit 1 kW des eingesetzten Strom werden 20 kW Kühlbedarf erzeugt.

Zum Zeitpunkt seiner Fertigstellung Mitte 2002 gehörte der Bau zu den 25 umweltfreundlichsten Bürogebäuden Deutschlands. Als Ergebnis lagen die Energiekosten 2002 bei 37 Cent/m² und Monat.

Weiteres unter Forschung für energieoptimierendes Bauen