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Vorprojekt Neubau LGT Vaduz abgeschlossen

André Mathys | Geschäftsleiter | eicher+pauli

10.02.2021

André Math­ys Geschäft­sleit­er e+p Bern

10.02.2021

Dario Appert Projektingenieur

Copy paste oder Hirnschmalz?

Wollen wir uns mit Genies wie Pawlowitsch Koroljow messen? Nein. Jedoch steht es der Branche gut, sich diese Tugenden ab und zu ins Bewusstsein zu rücken.

«Je ein­fach­er eine Kon­struk­tion ist, desto genialer ist sie. Kom­pliziert bauen kann jed­er.»
(Sergei Pawlow­itsch Koroljow, rus­sis­ch­er Chefkon­struk­teur während dem Zweit­en Weltkrieg und geistiger Vater der ersten Interkon­ti­nen­tal­rakete der Welt)

Das Inge­nieur­we­sen beschäftigt sich per se mit der Entwick­lung, Kon­struk­tion und Real­isierung tech­nis­ch­er Ein­rich­tun­gen. Adap­tiert man diese Anforderun­gen auf die Gebäude- und Energi­etech­nik, so ste­hen wir Inge­nieure in der Pflicht, unserem Kun­den und der Gesellschaft hoch effiziente, wirtschaftliche und ökol­o­gis­che Anla­gen und Konzepte zur Ver­fü­gung zu stellen. Wie viel Engi­neer­ing braucht es heute, um die Kun­denbedürfnisse abzudeck­en? Und wer übern­immt diese Ver­ant­wor­tung? Wir sind von fol­gen­dem überzeugt: die best­möglichen Lösun­gen wer­den gener­iert, wenn Hirn­schmalz und inter­diszi­plinäre Zusam­me­nar­beit zusammenfliessen.

Effizienz als ober­stes Ziel

Die Basis um diese Prämisse für das Vor­pro­jekt «Neubau LGT Vaduz» zu erfüllen, legte das Architek­tur­büro Fis­ch­er Architek­ten mit ihrem prämierten Entwurf. Das über­ge­ord­nete Ziel ist hier eine hochef­fiziente Kälte- sowie Wärmeerzeu­gung zu real­isieren. Diese soll opti­mal in das neue Erd­son­den­feld einge­bun­den wer­den. Die Bewäl­ti­gung der Pro­jek­tziele ist nur mit ein­er inter­diszi­plinären, geschäftsstel­lenüber­greifend­en Zusam­me­nar­beit zwis­chen den Gew­erken Heizung, Käl­tetech­nik und Gebäudeau­toma­tion sicherzustellen. Die berech­nete Käl­teleis­tung ist 830 kW und die benötigte Hei­zleis­tung bezieht sich auf 750 kW. 

Käl­tean­lage bringt Kosteneinsparungen

Für die Kälte- sowie Wärmeerzeu­gung wird eine Käl­tean­lage mit dem natür­lichen Käl­temit­tel Ammo­ni­ak (NH3) einge­set­zt. Die Käl­tean­lage weist drei umschalt­bare Verdichter auf, die vier unter­schiedliche Tem­per­atur­niveaus bewirtschaften kön­nen. Hier zeigt sich ein gross­er Unter­schied zu üblichen Standardanlagen.

Die Kälte- respek­tive Wärmeerzeu­gung ist im Jahr auf drei Betrieb­sweisen aus­gelegt. Im Kühlbe­trieb wird die Käl­tean­lage käl­tege­führt betrieben. Das Erd­son­den­feld wird als Wärme­senke beziehungsweise als Geospe­ich­er genutzt. Dieser spe­ichert die Abwärme aus dem Kühlbe­trieb saison­al und wird für den Wärme­be­trieb im Win­ter wieder genutzt. Durch die Aufteilung der drei unter­schiedlichen Betrieb­sweisen ist im Kühlbe­trieb mit einem Ener­gy Effi­cien­cy Ratio (EER) von 9.3 zu rech­nen. Dieser über­durch­schnit­tlich hohe EER wirkt sich pos­i­tiv auf die jährlichen Energiekosten aus. Bei genü­gend tiefer Erd­son­den­tem­per­atur ist zusät­zlich ein Freecool­ing vorge­se­hen, welch­es eine kosten­lose Käl­teerzeu­gung mit sich bringt.

Wirkungs­grad trifft auf Energieeffizienz

Die Sich­er­stel­lung der Tem­per­atursta­bil­ität über das Jahr im Geospe­ich­er wird mit dem Über­gangs­be­trieb gewährleis­tet. Es wird nur so viel Abwärme ins Erdre­ich einge­tra­gen, wie als Wärme­quelle für die Wärme-erzeu­gung im Heiz­be­trieb benötigt wird. Um dies zu garantieren, wird das Erd­son­den­feld überwacht. Bei zu stark­er Erwär­mung wird die Rück­küh­lung der Käl­teerzeu­gung über die Erd­son­den in der Über­gangszeit deak­tiviert. Und zwar bis die Bilanz von Wärmeein- und Aus­trag wieder aus­bal­anciert ist. So kann eine lange Nutzungszeit und ein opti­maler Wirkungs­grad, also eine hohe Energieef­fizienz erwirkt werden.

Im Heiz­be­trieb dient das Erd­son­den­feld als Wärme­quelle. Die opti­male Anzahl sowie die Länge der Erd­son­den beziehen sich auf Erd­son­den­sim­u­la­tio­nen. Die Sim­u­la­tion zeigt, dass mit den Pro­jek­t­perime­ter 61 Erd­son­den mit ein­er Länge von 250 Metern einzuset­zen sind. Im wärmege­führten Heiz­be­trieb muss im Alt­bau eine Wassertem­per­atur von 52 °C gewährleis­tet wer­den. Mit dieser Voraus­set­zung weist die Wärmeerzeu­gung einen durch­schnit­tlichen Coef­fi­cient of Per­for­mance (COP) von 4.8 auf.

Die ver­schiede­nen Betrieb­szustände sind opti­mal aufeinan­der abges­timmt und die unter­schiedlichen Tem­per­atur­niveaus lassen sich ein­fach bewirtschaften. Dies ist nur dank ein­er auf das Pro­jekt zugeschnit­te­nen Kälte- und Wärmeerzeu­gung möglich. Die Erzeu­gung ist ein in sich geschlossenes Sys­tem, das keine aufwendi­ge hydraulis­che Ein­bindung und Reg­ulierung benötigt. Sie wird nicht in einzelne Anla­gen unterteilt, son­dern funk­tion­iert als eine Ein­heit. Somit ent­fall­en hohe Betriebs- und Unter­halt­skosten und die Wartung min­imiert sich zusätzlich.

Auf den Spuren von Koroljow

In der von aussen betra­chteter Ein­fach­heit dieses zukun­ft­sori­en­tierten Pro­jek­tes, ver­steckt sich sehr viel Know-how und eine gute Zusam­me­nar­beit ver­schieden­er Spezial­is­ten. Unser Bestreben ist stets, ein ein­fach­es Konzept mit dem Hauch Genial­ität zu entwick­eln. Dann erre­ichen wir tiefe Kap­i­tal- und Betrieb­skosten, eine hohe Ver­füg­barkeit und Betrieb­ssicher­heit sowie ein nach­haltiges Invest­ment in eine zu 100 % CO2-neu­trale Energieerzeugung.

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