Innovation in eigener Sache
Laser brauchen Kühlung, Menschen brauchen Wärme: Mit dem Ziel höchster Nachhaltigkeit errichtete PRIMES 2012 seinen Erweiterungsbau und setzte dafür mit Zisternen, Solaranlage und Betonkernaktivierung die neuesten Technologien in Sachen Energieeffizienz ein. Es entstand ein rundum gut durchdachtes Energiekonzept, das unter anderem die Abwärme der Laser für Heizzwecke nutzt und Kaltwasser in einer Zisterne bevorratet. Ein Gebäude mit 1.000 Quadratmeter Nutzfläche, das (fast) keine Heizung und keine Klimaanlage benötigt, ist das Ergebnis. Eine Meisterleistung von Ingenieuren. Umweltschonend und effizient.
Kälteerzeugung für die Laser
Für den stark variierenden Kältebedarf der PRIMES Laser wurden zwei Zisternen außerhalb des Gebäudes in die Erde eingelassen. Jede Zisterne speichert 25 Kubikmeter Kaltwasser.
Wird Wärme für die Beheizung des Gebäudes benötigt, entnimmt die Wärmepumpe der Zisterne die Wärme und stellt sie dem Heizkreis zur Verfügung. Die Wärmepumpe selbst hat nur eine Heizleistung von 14 kW. Durch die lange Laufzeit während der Heizperiode wird aber genügend Kaltwasser erzeugt, so dass für kurze Zeiten Kühlleistungen bis weit über 100 kW verfügbar sind. Im Sommer gibt die Wärmepumpe ihre Wärme über Rückkühler an die Außenluft ab.
Heizung und Kühlung des Gebäudes
Die gesamte Heizung und Kühlung erfolgt über eine Betonkernaktivierung der Decken. Diese auch Betonkerntemperierung genannte Methode nutzt die Fähigkeit der Decken und/oder Wände in einem Gebäude, thermische Energie zu speichern und damit Räume zu heizen oder zu kühlen.
In den Decken wurden mit einem Abstand von ca. 15 cm Wasserleitungen in den Beton eingelassen, die den Beton über das durchfließende Wasser heizen oder kühlen können. Im Winter wird das zirkulierende Wasser mit der Wärmepumpe auf 23 °C aufgeheizt. Eine raumbezogene Heizungsregelung ist damit nicht notwendig. Sollte die Zisterne bei niedrigen Außentemperaturen nicht ausreichend Wärme zur Verfügung stellen können, wird mit der Gasheizung zugeheizt. Im Schnitt können so pro Heizsaison 20.000 kWh Abwärme zurückgewonnen werden.
Im Sommer wird das Wasser der Betonkernaktivierung über das Zisternenwasser zurückgekühlt. So werden auch ohne eine teure und viel Energie verbrauchende Klimaanlage angenehme Raumtemperaturen erreicht.
Die Kraft der Sonne
Mit der Südausrichtung des Daches und dem Einbau eines Sheddaches konnte eine Solaranlage mit 51 kWp installiert werden. Von den erzeugten 50.000 kWh benötigt PRIMES ca. 35.000 kWh für den Eigenbedarf.
Beeindruckendes Ergebnis
Durch die Kombination von Heizen und Kühlen in Verbindung mit der Wärmerückgewinnung über einen großen Pufferspeicher wird der Energieverbrauch enorm reduziert. Schöner Nebeneffekt: Auch die Investitionen in die Kälteanlage konnten deutlich reduziert werden. So sind anstatt 100 kW Kälteleistung für den Betrieb aller Laser nur 12 kW Kälteleistung installiert worden.