Forschung für Energieoptimiertes Bauen: Projekt: Passivbürogebäude Energon

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Passivbürogebäude Energon

Das neue Energon Gebäude in der Gesamtansicht. Im Vordergrund sind die Ansaugtürme für die Lüftungsanlage zu sehen.

Mit einem selbstbewussten "Willkommen in der Zukunft" werden Besucher der gebäudeeigenen Website begrüßt. Die Software AG Stiftung sieht sich als Initiator eines echten Avantgarde-Projekts. Mit 8.000 m² ist das "Energon" eines der größten, nach Passivhausstandard geplante Bürogebäude. Es setzt auf ein ausgeklügeltes Lüftungskonzept und wird mit regenerativ erzeugter Kälte und Wärme aus dem Erdreich und einer weitgehend auf Biomasse basierten Fernwärme versorgt. Das Gebäude kann den Anspruch des Investors einlösen und bietet neben hohem Nutzerkomfort auch eine viel beachtete Architektur.

Gebäudesteckbrief

Projektstatus	Evaluiert
Standort	Lise-Meitner-Straße 14, Ulm, Baden-Württemberg
Baufertigstellung	10/2002
Bauherr	Software AG Stiftung (+ Investor)
Bruttogrundfläche	8.000 m²
Beheizte Nettogrundfläche	6.911 m²
Bruttorauminhalt	32.223 m³
Nutzfläche (nach EnEV)	5.658 m²
Hauptnutzfläche	5.412 m²
A/V	0,22 m²/m³
Schwerpunkte	Wärmeschutz, Fassadensysteme, Verglasung + Fenster, Atrium, Tageslichtplanung, Lüftung + WRG, Regenerative + passive Kühlung, Photovoltaik

Projektbeschreibung

Das Gebäude in Ulm bildet den Kopf einer Gebäudezeile im „Science Park II“. Die Software AG Stiftung als Investor des neuen Bürogebäudes formulierte auch ökologische Ziele für die Immobilie. In einem beschränkt ausgelobten Wettbewerb für Planungsteams wurde für das Bürogebäude der Passivhaus-Standard gefordert. Hoher Komfort und ein gehobenes Ambiente bei wirtschaftlicher Bauweise waren weitere Vorgaben. Mit dem wurde Bauvorhaben das bislang größte Bürogebäude nach Passivhauskonzept errichtet.

Gebäudekonzept

Der symmetrische, kompakte Baukörper mit fünf Geschossen hat eine räumlich gekrümmte Fassade. Ein großzügiges, glasüberdachtes Atrium bildet das Zentrum des Gebäudes. Stege und Treppen sowie zum Atrium orientierte, offene Bereiche in den einzelnen Etagen lassen es zum kommunikativen Mittelpunkt werden. Außerdem dient es zur Belüftung und Tageslichtnutzung. Durch eine gezielte Abstimmung des Brandschutz- und Klimakonzepts war keine Abschottung der Büroräume zum Atrium hin notwendig.

Das Gebäude ist eine Stahlbetonskelett-Konstruktion mit Fassaden aus vorgefertigten Holzelementen mit weitgehend gleichen Abmessungen. 20 cm Dämmstärke unter der Bodenplatte, 35 cm in der Fassade, bis zu 50 cm im Dach sowie eine Dreifach-Wärmeschutzverglasung in wärmegedämmten Rahmen tragen zu einer sehr guten Dämmung bei. Ein Glasflächenanteil von 44% der Gebäudehülle hält solare Lasten gering und garantiert dennoch eine gute Tageslichtnutzung.

Energiekonzept

Das Gebäude nutzt in erster Linie Betonkerntemperierung zur Kühlung und Heizung. Für die Betonkerntemperierung sind Kunststoff-Rohrregister mit einer Fläche von rund 5.000 m² in 10 cm Abstand von den Deckenunterseiten verlegt. Zur Temperierung ragen die 40 Erdwärmesonden etwa 100 m tief in die Erde. Wasser strömt darin in einem geschlossenen Kreislauf von Erdwärmesonden und Registerrohren. Das Erdreich wirkt so als Wärme- bzw. Kältespeicher, die bivalente Nutzung unterstützt die thermische Regeneration.

Aufgrund der großflächigen Aktivierung reichen bereits sehr kleine Über- bzw. Untertemperaturen aus, um das sehr gut gedämmte und energetisch optimierte Gebäude zu heizen oder zu kühlen. Im Winter genügen häufig die internen Gewinne des Gebäudes, um den thermischen Komfort sicherzustellen. Muss das Wasser für die Betonkerntemperierung nachgeheizt werden, so erfolgt dies vorrangig über Abwärme der Kompressionskälteanlagen für Server- und Lebensmittelkühlräume. Den übrigen Heizenergiebedarf deckt Fernwärme.

Die thermische Trägheit des Betonkerns verlangt ein differenziertes Regelungskonzept. Unter Einbezug von Raum-, Decken- und Wassertemperatur wird die notwendige Pumpenlaufzeit ermittelt, um den Betonkern optimal zu laden. Eine Einzelraumregelung ist nicht möglich. Ergänzt wird die Betonkerntemperierung durch ein ausgeklügeltes Lüftungskonzept: Außenluft wird in einem 28 m langen Erdkanal zur Zuluftzentrale geleitet und dort je nach Bedarf aus den Erdwärmesonden weiter gekühlt oder erwärmt. Im Heizfall wird die aus der Abluft zurück gewonnene Wärme genutzt. Bei sehr kalten Außentemperaturen kann die Luft mit Fernwärme weiter nachgeheizt werden. Eine Sprühbefeuchtung hält die relative Feuchte der Zuluft auch in Kälteperioden über 30%.

Die konditionierte Zuluft wird zunächst ins Atrium geleitet. Von dort strömt sie durch schallgedämmte Überströmöffnungen in den Atriumfassaden bzw. durch Luftkanäle in den Betondecken zu den außen liegenden Büros. Bei Bedarf kann das Atrium über Rauch-Wärme-Abzugsklappen natürlich gelüftet werden; alle Büro- und Aufenthaltsräume haben Fenster, die man öffnen kann. Die Abluft wird in den Büroräumen aktiv abgesaugt und zur Abluftzentrale auf dem Dach geleitet.

Performance

Bauherr und Nutzer sind mit dem Gebäude und dem Arbeitsplatzkomfort sehr zufrieden. Selbst während der Inbetriebnahmephase, in der die Lüftung noch nicht voll funktionsfähig war und die Heizung von Hand geregelt wurde, kam es für die Mieter kaum zu Nutzungseinschränkungen.

Der Endenergieverbrauch für Heizung/Lüftung/Kälte/Licht war 2005 mit 47,2 kWh/m²a inklusive Gebäudekühlung und Casino (ohne Kühlaggregate) sehr niedrig und unterschreitet die Vorgaben des Förderprogramms erheblich. Allerdings liegt der Heizwärmeverbrauch mit 34,6 kWh/m²a noch über dem errechneten Bedarf von 12 kWh/m²a.

Der Primärenergieverbrauch lag 2005 bei 81 kWh/m²a. Bezieht man die Einspeisung der gebäudeeigenen PV-Anlage, reduziert er sich um weitere 5 kWh/m²a.

Optimierungsmaßnahmen und –möglichkeiten

Die energetische Gebäudeperformance wird sich ohne weitere Maßnahmen verbessern, sobald das Gebäude voll vermietet ist. Denn aufgrund leer stehender Räume fehlten in der Energiebilanz hier zunächst die internen Wärmegewinne. Weil die nicht genutzten Räume andauernd verschattet waren fehlten hier auch die solare Gewinne. Weiterhin ist zu klären, wie es im Beobachtungszeitraum 2005 zu der um fast 3 Kelvin erhöhten Raumtemperatur kommt.

Baukosten und Wirtschaftlichkeit

Ausstattungsqualität und thermischer Komfort dienen dem Investor als Vermietungsargument. Im Mietvertrag wird eine Obergrenze für Nebenkosten zu Heizung, Kühlung und Belüftung von 0,75 €/m² garantiert. Mit 12 €/m² liegen die Mietkosten für örtliche Verhältnisse allerdings relativ hoch. Bei Fertigstellung des Gebäudes Ende 2002 standen in Ulm viele Büroimmobilien leer; entsprechend schwierig gestaltete sich die Vermietung. 2004 stieg der Anteil vermieteter Fläche von anfangs 31% auf 60% am Jahresende. 2006 liegt er bei 80%.

Energiekennzahlen

Gemessene Energiekennwerte (in kWh/m²a)
Heizwärmeverbrauch (in 2005, bezogen auf NGF)	34,60
Primärenergie gesamt (in 2005, bezogen auf NGF)	81,00