Forschungshalle

Als zukunftsweisendes Modellprojekt im Rahmen des bundesweiten Förderprogramms für Energieeffizienzhaus Plus-Bildungsbauten ist vor knapp drei Jahren die innovative und klimagerechte Forschungshalle am Campus Feuchtwangen entstanden. Mit seiner hochtechnisierten Ausstattung und seiner nachhaltigen Energieversorgung steht das Feuchtwanger Studien- und Technologiezentrum seitdem beispielhaft für eine gelungene Kombination aus Klimaschutz und Bauen.

Plusenergiegebäude

Die Gesamtenergiebilanz des Gebäudes ist positiv, d.h. es wird durch die Photovoltaikanlage mehr elektrische Energie gewonnen als insgesamt elektrische und Wärmeenergie benötigt werden. Überschüssige Energie kann so beispielsweise zum Laden des Hochschuleigenen Elektroautos genutzt werden. Das Gebäude ist mit Sensoren und Aktoren sowie Bus-Systemen und einer Gebäudeleittechnik ausgestattet, an der Einstellungen vorgenommen oder angepasst und Zählerstände abgelesen werden. Alle Daten werden zusätzlich in einer Datenbank gespeichert. Die historischen Daten können somit jederzeit für Bilanzen und Vergleiche herangezogen werden um für eine effizientere Nutzung der Energien im Gebäude zu dienen.

Holzbau

Die Forschungshalle besteht aus einem tragenden Skelet aus Leimholzbindern auf einem Betonsockel. Die Zwischenräume sind mit Holzrahmenbauelementen ausgefacht welche auch zur Aussteifung des Gebäudes dienen. Im Vergleich zu Gebäuden aus Stahlbeton oder Mauerwerk tragen Gebäude aus Holz aufgrund ihrer geringeren „Grauen Energie“ sowie dem gebundenen Kohlendioxid, welches der Baum beim Wachsen der Luft entnommen hat, aktiv zum Klimaschutz bei. Die hinter lüftete Holzfassade besteht aus unbehandeltem heimischen Douglasien Holz und dient neben dem Erscheinungsbild auch der Vermeidung von direkter Sonneneinstrahlung auf die Außenwand und zusätzlich der Verringerung des Wärmeverlusts durch Windeinfluss.

Photovoltaik

Nahezu die gesamte Dachfläche ist mit Photovoltaik belegt. Die unterschiedliche Ausrichtung der Paneele sorgt dafür, dass über den gesamten Tagesverlauf elektrische Energie gewonnen werden kann. Vorrangig wird die gewonnene elektrische Energie direkt für den Betrieb der Büros und Seminarräume sowie die Gebäudetechnik verwendet. Die überschüssige elektrische Energie wird ins Stromnetz eingespeist. Der Ertrag der Photovoltaik trägt maßgeblich zu der positiven Gesamtenergiebilanz der Forschungshalle bei.

Energiezaun

Der Energiezaun ist ein Solar-Luft-Absorber aus Kunststoffrohren und sammelt Wärme sowohl aus der Umgebungsluft als auch durch die Einstrahlung der Sonne. Die Größe und Ausrichtung sind so gewählt, dass Außenluft und Sonnenenergie möglichst effizient genutzt werden können. Die gesammelte Energie aus der Umwelt kann so direkt als Quelle für die Wärmepumpe dienen oder dem Eisspeicher zur Regeneration zugeführt werden. Stellt der Energiezaun nicht genügend Energie bereit, so entzieht die Wärmepumpe dem Wasser im Eisspeicher die benötigte Energie.

Eisspeicher

Der Eisspeicher besteht aus einem großen Wasserbehälter. Die Bauweise gleicht der einer großen Zisterne, welche spiralförmig angeordneten Kunststoffrohren durchzogen ist, die als Wärmetauscher dienen. Der Eisspeicher dient der Wärmepumpe als Energiequelle. Er nimmt Wärme sowohl aus der Erde als auch über den Energiezaun von Luft und Sonne auf. Im Winter nutzt man den Phasenübergang von Wasser zu Eis für die Wärmeerzeugung: bei der Kristallisation wird dieselbe Energiemenge frei, die nötig ist um Wasser von 0°C auf 80°C zu erhitzen. Durch die Regeneration mit Hilfe des Energiezauns lässt sich der Gefrierprozess auch mehrmals wiederholen. Und zum Sommer sorgt das Eis für eine passiven Kühlung des Gebäudes.

Wärmemanagement

Die intelligente Steuerung der Gebäudetechnikanlagen entscheidet unter Berücksichtigung der Wetterdaten, Vorhersagen und Jahreszeit sowie Nutzerverhalten wie die Wärme bestmöglich aus den vorhandenen Quellen gewonnen und effizient im Gebäude verteilt wird. Dabei werden unter Einbezug aller Sensoren auch Erfahrungswerte der Hersteller berücksichtigt, um vorausschauend ausreichend Wärme/Kälte bereitzustellen. Vorrangig wird dazu die elektrische Energie der installierten Photovoltaikanlage verwendet.