Blauhaus in Mönchengladbach

Entwurfsaufgabe

Das NEW Blauhaus entstand als Kooperation des ortsansässigen Energie- und Wasserversorgers NEW und der Hochschule Niederrhein mit dem Ziel, die Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Energiewirtschaft zu fördern und den Wissenschaftsstandort Mönchengladbach zu stärken.

Auch der Neubau sollte diesen Anspruch widerspiegeln und die Möglichkeit bieten, zukunftsweisende Energietechnologien öffentlich zu erleben und interessierte Laien unkompliziert zu informieren. Mit dem Entwurf eines Solitärs dessen Fassade aus gegeneinander geneigten, blau schimmernden Photovoltaik- und Glasmodulen schon aus der Ferne auf die Thematik verweist, entschied kadawittfeldarchitektur den Architekturwettbewerb für sich.

Doch nicht nur die Fassade zeugt von der energieeffizienten Ausrichtung des Neubaus. Herzstück des im Passivhausstandard errichteten NEW Blauhaus ist die von Außen einsehbare und wie ein Showroom gestaltete Energiezentrale. Passanten können durch ein Fenster ins Sockelgeschoss schauen und die Komponenten des Energiekonzepts aus Eisspeichersystem und Sole/Wasser-Wärmepumpe von Viessmann betrachten.

Energiekonzept

Das NEW Blauhaus wurde im Passivhausstandard nach PHPP geplant und errichtet, der passivhauskonforme Jahresheizwärmebedarf des Gebäudes liegt bei nur 15kWh/m²a (nach PHPP). Die Deckung des geringen Jahresheizwärmebedarfs erfolgt über ein Eisspeichersystem von Viessmann in Kombination mit einer Sole/Wasser-Wärmepumpe, welches zur Regeneration die im Gebäude anfallende Wärme effizient nutzt. Bei Bedarf sind zudem ein Blockheizkraftwerk und ein Gas-Brennwertkessel zuschaltbar.

Durch die großflächige Photovoltaikanlage auf dem Dach und in der Fassade ist es möglich, dass NEW Blauhaus CO₂-neutral zu betreiben. Mit dem durch Sonnenenergie gewonnenen Strom werden nicht nur die haustechnischen Komponenten mit Strom versorgt, auch der Energieaufwand für Beleuchtung, Computer und sonstige Geräte wird abgedeckt. Auf diese Weise lassen sich pro Jahr circa 110 Tonnen an klimaschädlichen Kohlendioxid-Emissionen einsparen.

Wärmeversorgung und Kühlung

Die Wärmeversorgung des fünfgeschossigen NEW Blauhaus übernimmt ein Eisspeichersystem von Viessmann in Kombination mit einer Sole/Wasser-Wärmepumpe des Typs Vitocal 300-G Pro. Durch ein druckfestes Fenster können die Besucher von der Energiezentrale ins Innere des Eisspeichers schauen. Der verbaute Eisspeicher mit einem Fassungsvermögen von 175 Kubikmetern kann Wärme verlustfrei auf niedrigem Temperaturniveau speichern, was besonders wirtschaftlich ist. In den Sommermonaten wird durch ein rund 20 Kilometer langes Rohrsystem in den Betondecken des NEW Blauhaus den Räumen die überschüssige Wärme entzogen und dem Eisspeicher zugeführt. Durch den Entzug der Wärme in den Sommermonaten trägt das Eisspeichersystem auch zum Kühlen der Räumlichkeiten des NEW Blauhaus bei. Die so gewonnene Wärme wird über Kunststoffspindeln im Inneren des Eisspeichers an das Speichermedium Wasser abgegeben. In den großvolumigen Wassermengen kann so die sommerliche Wärme auf niedrigem Temperaturniveau für den winterlichen Heizbetrieb zwischengespeichert werden.

Mit Beginn der kalten Jahreszeit und der Heizperiode entzieht die Sole/Wasser-Wärmepumpe Vitocal 300-G Pro dem Eisspeicher die gespeicherte Wärmeenergie und führt sie dem Heizsystem zu. Die Großwärmepumpe von Viessmann verfügt über eine Leistung von 89 kW. Sie entzieht dem Wasser die Wärme. Dies geschieht bis zur kontrollierten Vereisung bei null Grad Celsius. Bei diesem Wechsel des Aggregatzustandes wird achtzigmal mehr Kristallisationsenergie freigesetzt als bei einer Abkühlung von Wasser um ein Grad Celsius. Daraus resultiert die enorme Energiespeicherkapazität des Eisspeichers. Wenn in besonders kalten oder langen Wintern die Heizleistung des Eisspeichersystems nicht ausreichen sollte, kann ein Blockheizkraftwerk (BHKW) und ein Gas-Brennwertkessel zur Wärmeversorgung zugeschaltet werden. Das BHKW Vitobloc 200 EM-6/15 von Viessmann erzeugt sowohl Wärme als auch Strom. Der laufruhige 3-Zylinder-Gasmotor verbraucht Erdgas und erreicht eine Leistung von 6 kWel und 15 kWth. Der leistungsstarke Gas-Brennwertkessel Vitodens 200-W ist besonders effizient, da der Inox-Radial-Wärmetauscher aus Edelstahl zusätzlich die Wärme der Abgase nutzt. Mit einem Wirkungsgrad von 98 Prozent liefert er eine Leistung von 60 kW.

Zudem wurde in der Energiezentrale eine Absorptionskältemaschine installiert. Diese wird mit Wärme gespeist und erzielt eine Leistung von 7 kW.

Stromversorgung

Für den Betrieb der haustechnischen Komponenten wie beispielsweise der Wärmepumpe und zur Deckung des Energiebedarfs für Beleuchtung, Computer und sonstige Geräte wurde in der Fassade und auf dem Dach des NEW Blauhaus eine großflächige Photovoltaikanlage installiert. Mit über 77 Modulen in der Fassade und nochmals 230 Photovoltaikmodulen auf dem Dach erzeugt die Anlage rechnerisch eine Leistung von circa 81.000 kWh pro Jahr. Je nach Himmelsrichtung ist der Ausstellwinkel der Photovoltaikmodule in der Fassade unterschiedlich. In der Nordfassade beträgt der Neigungswinkel sechs Grad, im Osten und Westen liegt er bei vier Grad. Da sich die Elemente gegenseitig verschatten würden, liegen die Module in der Südfassade plan an. Durch die Photovoltaikanlage ist die Stromversorgung autark und der Betrieb des NEW Blauhaus somit CO₂-neutral.

Autor: Katharina Ricklefs