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40-geschossiges Modellgebäude
In der Studie wurden die Aspekte Behaglichkeit, Ökonomie und Ökologie durch ein Expertengremium der Hochschule Luzern sowie der Büros Reuss Engineering AG aus Winterthur und Ebert-Ingenieure in München bewertet. Um praxisrelevante Aussagen zu erhalten, wurden nachvollziehbare Rahmenbedingungen in ein Modellgebäude projiziert und die vier genannten Klimasysteme in einer Vergleichsstudie gegenübergestellt. Als Vergleichsobjekt wurde ein 40-geschossiges Gebäude mit typischem Grundriss eines Verwaltungsgebäudes am Standort Frankfurt mit repräsentativen Wetterdaten und Nutzerverhalten definiert.
Neue Bewertung der Systeme
„Uns war es wichtig endlich in einer direkten Gegenüberstellung wissenschaftlich fundierte Referenzwerte zu erhalten“, sagt Marco Billeter, CEO der MWH Barcol-Air AG. „Gerade in der Diskussion mit Bauherren und Planungspartnern können wir nun die detaillierte Datenbasis für eine neue Argumentationskette nutzen. Schließlich gewinnt das Thema Lebenszykluskosten stetig an Bedeutung.“ Aufgrund unterschiedlicher Interessenslagen von Beteiligten an der Erstellung, dem Betrieb und Nutzen von Gebäuden kommen bisher meist Systeme zur Anwendung, die je nach Präferenz nur Einzelkriterien entsprechen.
„Wir haben zur Bewertung der Nachhaltigkeit die Einhaltung der Behaglichkeitsanforderungen, den Energiebedarf und die Lebenszykluskosten als Bewertungskriterien herangezogen“, erklärt Dr. Uwe W. Schulz von der Hochschule Luzern die wissenschaftliche Vorgehensweise. „Dabei basieren unsere Wirtschaftlichkeitsberechnungen auf VDI 2067, Teil 1. Deshalb erfolgt eine Annuitätsrechnung sowohl für die Investitionen als auch für die Instandhaltung und die Stromkosten, die zu einer neuen Bewertung der Systeme führt.“
Thermisch-hydraulisches Simulationsmodell
„Dass wir mit unserem komplexen Simulationsmodell sehr realitätsnah sind, zeigt die große Übereinstimmung des dynamischen Temperaturverhaltens zwischen Labormessungen und Simulationsdaten der Hybridkühldecke“, erklärt Andreas Pfeiffer von der Reuss Engineering AG. Um den Strombedarf durch die Kältebereitstellung und Kälteverteilung zu bestimmen, wurden zusätzlich in einem thermisch-hydraulischen Simulationsmodell alle relevanten Pumpen, Rückkühlwerke und Kältemaschinen in den Betrachtungen berücksichtigt.
„Als Ergebnis in der Dimension Ökologie erhalten wir eine Reduzierung des Energiebedarfes und der CO 2 -Emissionen durch die Raumklimasysteme Betonkernaktivierung und Hybrid-Kühldecke in der Größenordnung von 30 bis 40 % gegenüber Ventilatorkonvektoren und 15 bis 25 % gegenüber Wasser-Kühldecken“, erklärt Matthias Domke von Ebert-Ingenieure eine der signifikanten Ergebnisse der Studie. Diese große Reduktion ergibt sich primär aus der Nutzung der Speichereigenschaft von Beton und zeigt sehr deutlich, welche ungenutzten Potenziale sich heute in den Gebäuden befinden und welche wesentliche Rolle der Wahl des Klimasystems alleine unter diesem Aspekt zukommt.
Hybridkühldecken belegen Platz 1
Bei Betrachtung der Lebenszykluskosten kommt nicht mehr alleine der Anschaffungspreis zu tragen, sondern es werden die Faktoren Nutzungsdauer, Instandhaltung und Energiekosten berücksichtigt. Die Systeme Betonkernaktivierung und Hybrid-Kühldecke schneiden hier deutlich besser ab als die Klimakonvektoren, welche durch niedrigere Anschaffungskosten punkten. Berücksichtigt man in einer Gesamtbetrachtung zusätzlich das Kriterium Behaglichkeit, belegt das System der Hybridkühldecke schließlich Platz 1. ■
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