Energieausweise für 'Nichtwohngebäude'

Gebäudeplaner in der Industrie und im kommerziellen Hochbau sehen sich seit Anfang dieses Jahres mit gestiegenen Anforderungen an die Energiebilanzen ihrer Bauten konfrontiert. Die vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Energieausweise basieren auf komplexen Berechnungsnormen. Viele Aspekte werden nun in die Energie-Bilanzierung einbezogen - inklusive der eingebauten Anlagen. Für die Firma Colt International sind die neuen Regelwerke kein Problem: Das Unternehmen hat sich den nachhaltigen Umgang mit den Ressourcen der Gegenwart längst auf die Fahnen geschrieben und hilft Fachplanern bei der verschärften Energie-Klassifizierung von Gebäuden.

Energie- und Raumklimamaganer

'Unsere Systeme sind Energie- und Raumklimamanager', bringt Guido Broda, Produktmanager bei Colt International, die Strategie seines Unternehmens auf den Punkt. Colt International ist ein anerkannter Global Player in den Bereichen Lüftung, Heizung und Klimatechnik, vorbeugender Brandschutz, Sonnenschutz, Tageslichttechnik und gebäudeintegrierte Photovoltaik. Seit 70 Jahren operiert das Unternehmen auf dem internationalen Markt. Um dem Gebot der 'Sustainability', also dem nachhaltigen Umgang mit Ressourcen, gerecht zu werden, arbeiten die Projektteams nach einem erprobten System: 'In der Produktentwicklung konzentrieren wir uns seit langem darauf, das Wohlbefinden von Menschen und die Rahmenbedingungen für Maschinen in Gebäuden zu optimieren und gleichzeitig dabei möglichst wenig Energie zu verbrauchen'. Herzstück jeder Projektplanung bei Colt International ist deshalb ein energetisches Gesamtkonzept. Das beinhaltet Aspekte des Sonnenschutzes, bezieht die vorhandenen Klimagegebenheiten ein und berücksichtigt die Voraussetzungen im Hinblick auf Luft, Temperatur, Licht und Raumklima. Diese Form der ganzheitlichen Planung kommt den neuen gesetzlichen Anforderungen an die Energieausweise für den so genannten Nichtwohnungsbau geradewegs entgegen.

Neue gesetzliche Anforderungen

Eine wesentliche neue Forderung der Energieeinsparverordnung, kurz EnEV 2007, ist die Einbeziehung von Klimaanlagen, Beleuchtung und Warmwasserbereitung in die energetische Bewertung sowie eine Zonierung des Gebäudes entsprechend der Nutzung. Die EnEV 2007 verweist für die praktische Umsetzung der Bewertung auf die DIN V 18599. Berechnet werden der Bedarf an Nutzenergie für Raumwärme, Raumkälte und Luftaufbereitung, sowie der Bedarf an Endenergie für Heizung, Kühlung, Raumlufttechnik, Lüftung und Trinkwassererwärmung.
Die neue Regelung verfolgt einen stärker integrativen Ansatz als die bisherigen Normen. Die Anlagentechnik wird wie bisher die monatlichen, internen und solaren Gewinne berücksichtigen. Die Wärmegewinne aus der Anlagentechnik werden aber vom Heizenergiebedarf abgezogen. Eine weitere Neuerung ist die Einbeziehung der Beleuchtung in die Energiebilanz. Hier ist der Kunstlichtbedarf, abhängig von den Arbeitsplatzanforderungen und der Tageslichtnutzung zu ermitteln.

Die Projektteams von Colt International sind aufgrund einer ganzheitlichen Anlagenplanung in der Lage, den Planern die notwendigen technischen Kennwerte zu liefern, die sie für die Energiebilanzierung eines Gebäudes benötigen. Diese ganzheitliche Planung für ein Raumklima- und Gebäudeenergiemanagement umfasst alle Bilanz-relevanten Bereiche:

• Sonnenschutz
• Tageslichttechnik
• Photovoltaik
• Klimatechnik
• Lüftungs- und Kühlungssysteme
• Steuerungstechnik

Planung und Berechnung

In einem ersten Schritt wird ermittelt, wie durch konstruktiven Sonnenschutz Wärme- und Kühllasten vermieden werden können. Längst hat die Erkenntnis in die Welt der Planer Einzug gehalten, dass selbst in moderatem Klima vor allem im kommerziellen Hochbau für die Kühlung im Sommer immer häufiger mehr Energie aufgewendet werden muss als für die Heizung im Winter. Allerdings ist der Sonnenschutz von Gebäuden eine planerisch sehr komplexe Aufgabenstellung. In jedem Einzelfall muss eine ganze Reihe von Einflussfaktoren berechnet werden, um einerseits Behaglichkeit und ein optimales Raumklima, andererseits energetisch wirksame Gesamtlösungen zu erzielen. Wesentliche Parameter sind hier die Kenntnis der momentanen Sonnenposition und ihre Projektion auf die zu betrachtende Fassade. Die Sonnenprojektion auf eine bestimmte Fassade führt zu einer geometrischen Größe, dem vertikalen Schattenwinkel VSA. An diesem Winkel orientieren sich dann die beweglichen Systeme wie Großlamellen oder Jalousien. Sie laufen automatisch den jahreszeitlichen Sonnenbahnen nach und nutzen auf diese Weise optimal die jeweilige Strahlungsintensität der Sonne.

 

Eindrucksvoll präsentieren sich Anlagen mit dieser Nachführung, wenn der Energie-unabhängige Antrieb die Lamellenfelder langsam und lautlos in Bewegung setzt. Nur als ruhig wechselnde Schattenverläufe wird der laufende Betrieb sichtbar, Gebäudenutzer und Betrachter der Fassade gleichermaßen erfahren eine Gebäudehülle in Bewegung.

Es hängt von der Architektur und von der Ästhetik, aber auch von der Funktionalität eines Gebäudes ab, ob man sich für ein innen liegende, im Scheibenzwischenraum liegende oder außen liegende Sonnenschutzsystem entscheidet. Gemeinsam ist allen Systemen der Nutzeffekt, wobei es stets um zweierlei geht: Im Sommer soll zu viel Sonneneinstrahlung verhindert und der Energieverbrauch für spezielle Kühlungen so gering wie möglich gehalten werden. Im Winter geht es darum, möglichst viel Energie aus der Sonneneinstrahlung zu ziehen, um den Energieverbrauch für Heizsysteme zu vermindern. Dreh- und Angelpunkt nachhaltiger Sonnenschutz- und Lichtlenksysteme sind deshalb intelligente Steuerungen, die alle maßgeblichen Parameter vereinbaren, und zwar nicht nur in punkto Sonnenschutz, sondern hinsichtlich aller in den Bereichen Lüftung, Wärme, Kälte und/oder Luftfeuchte eingesetzten Anlagen. Grundsätzlich gilt: Je sensibler und präziser auf den individuellen Bedarf in all diesen Bereichen reagiert wird, umso geringer die Energiekosten.

Einen weiteren wirkungsvollen Teilbereich nachhaltigen Gebäude-Energiemanagements bildet die Photovoltaik-Technik. Sie lässt die Energiequelle Sonnenlicht zum Einsatz kommen.

Gleichzeitig dient sie als Gestaltungselement und kommt dem allgemein wachsenden Wunsch nach mehr Transparenz von Gebäudefassaden und größerer formaler Gestaltungsmöglichkeit entgegen. Der Einsatz von Vorhängefassaden aus Glaslamellen beispielsweise sorgt für eine dynamische Gebäudehülle. Diese erfüllt den Wunsch nach mehr Umweltschutz, ohne dass dabei ästhetische Elemente auf der Strecke bleiben. Präzise Colt-Technik für optimalen Sonnenschutz lässt sich für unterschiedliche Lamellen-Produkte, Alu- oder Glaslamellen oder Photovoltaik-Anlagen mit Solarpaneelen einsetzen.

Energie und Klimamanagement

Neben Sonnenschutz, Photovoltaik und Steuerungstechnik gehört eine maßgeschneiderte Klimatechnik zu einem nachhaltigen Energie- und Klimamanagement für industrielle oder kommerzielle Gebäude. Die wichtigsten Klimagrößen werden hier in ein homogenes und an die individuellen Anforderungen angepasstes Gleichgewicht gebracht: Raumlufttemperatur, Luftfeuchte, Luftgeschwindigkeit, Sauerstoffgehalt der Luft und Wärmestrahlung durch Sonneneinwirkung oder Produktionsabläufe.

Eine weltweit Aufsehen erregende Entwicklung aus dem Hause Colt ist das Air-Conditioning-System Colt-Caloris. Das flache (247 mm Bauhöhe) und dank spezieller Schwingungsdämpfer sehr leise und kostengünstige Klimasystem ist eines der energiesparendsten auf dem Weltmarkt. Colt-Caloris basiert auf neuesten Erkenntnissen aus der Wärmepumpentechnologie und ist das Ergebnis intensiver Forschung. Das nach ISO 9001 gefertigte Klimasystem verbindet die altbewährten Merkmale eines 3-Leiter-VRF-Systems - gleichzeitiges Heizen und Kühlen durch sparsamste Wärmepumpentechnologie - mit den Vorteilen von Kalt-/Warmwasserkonvektoren zum kältemittelfreien Energietransport. Aufgrund speziell entwickelter Wärmetauscher und der kaskadenförmigen Zusammenschaltung von Außen- und Inneneinheiten erreicht das Caloris Klimasystem mit Wärmepumpe einen COP-Jahreswert von nachweislich über 4. Unter günstigen Bedingungen sind auch COP-Werte von bis zu 6 möglich. Kein anderes auf Kältemittelbasis arbeitendes Klimasystem benötigt eine geringere Kältemittelfüllung pro Einheit, wodurch eine potenzielle Umweltbelastung aufgrund der Wärmepumpentechnologie nachhaltig reduziert wird. Caloris ist daher im Gegensatz zu herkömmlichen VRF-Systemen nicht von der F-Gase-Verordnung betroffen.

Natürliche Lüftungs- und Kühlungssysteme

Weitere Bausteine für Verantwortungsbewusstsein und Energieeffizienz im Gebäudemanagement sind natürliche Lüftungs- und Kühlungssysteme. Im Bereich der passiven Lüftung hält Colt International die Markführerschaft durch natürliche Lüftungssysteme. Die Vorteile dieser Systeme, die allesamt nach dem einfachen Prinzip des thermischen Auftriebs funktionieren, sind vielfältig: Kontrollierte Be- und Entlüftung zum Nulltarif, automatischer Rauch- und Wärmeabzug im Brandfall, freundlich heller Tageslichteintritt, geräuschloser Lüfterbetrieb. Im Bereich der Kühlsysteme setzt Colt International auf das energiesparende Prinzip der Verdunstungskühlung. Mit dem Colt CoolStream gelang ein natürliches Kühlsystem, das sich hervorragend zur Integration in bestehende Lüftungsanlagen in großen Räumen und in Gebäuden eignet, in denen eine reine Lüftungsanlage kein komfortables Arbeitsklima sicherstellt.

Forschung zur Energiebilanz

Gemeinsam mit der Universität Stuttgart entwickelt Colt International derzeit ein Konzept für Gebäudesimulationen, mit denen verlässliche Aussagen über die Energiebilanz geplanter, aber auch bereits vorhandener Bauprojekte gemacht werden können. Neben der Funktionalität der Produkte und Anlagensysteme spielt übrigens auch deren Herstellung eine wichtige Rolle für die tatsächliche Energiebilanz eines Gebäudes. Für die Herstellung der Colt-Produkte wird größtenteils recyceltes Aluminium (Typ Colterra®) verwendet. Damit verbunden ist eine erhebliche Einsparung von Energie für den Produktionsprozess - und eine ebenso erhebliche Kostenersparnis.