Polizeigebäude in Baunatal: Wärmepumpen sorgen für Energie

Das Land Hessen zeigt mithilfe der Polizei, wie energieeffizientes Bauen geht: Das Verwaltungsgebäude im nordhessischen Baunatal trägt deutlich dazu bei, den Energieverbrauch der Hessischen Landesbauten zu reduzieren und fördert damit den Klimaschutz. Das ist eines der zahlreichen Ergebnisse eines Monitorings, mit dem das Hessische Wirtschaftsministerium das Passivhaus Instituts beauftragte. Weitere staatliche Bauten in Hessen profitieren von diesen Erkenntnissen und können in Zukunft noch besser und wirtschaftlicher geplant werden.

Das gab das Passivhaus Institut zusammen mit dem Hessischen Wirtschaftsministerium bekannt. Als Beitrag zum Klimaschutz soll die Hessische Landesverwaltung bis zum Jahr 2030 CO2-neutral arbeiten. Um dieses Ziel zu erreichen, hat Hessen neue energetische Baustandards für Landesbauten festgeschrieben. Das Gebäude in Baunatal, das die Polizei Ende 2014 in Betrieb nahm, leistet durch seinen geringen Energieverbrauch und die damit verbundene Einsparung von Kohlendioxid (CO2) einen deutlichen Beitrag zum Klimaschutz. Es galt schon bei seinem Bau als landesweites Pilotprojekt für den Passivhaus-Standard.

Das dreigeschossige Verwaltungsgebäude in Baunatal mit seinen 80 Metern Länge und rund 4.000 Quadratmetern Nutzfläche ist eine Dienststelle des Polizeipräsidiums Nordhessen in Kassel. Im Auftrag des Landes Hessen begleitete das Passivhaus Institut das gesamte Bauprojekt beratend und führte nach dem Bau das Monitoring durch. Die Vorbereitungen des Passivhaus Instituts für die spätere wissenschaftliche Untersuchung begannen schon in der Planungsphase des Verwaltungsgebäudes.

Die Mitarbeiter des Darmstädter Instituts montierten anschließend im Rohbau Kabel und zahlreiche Sensoren für die Messungen und kalibrierten diese. Nach Bezug des Gebäudes durch die Polizei analysierten die Wissenschaftler die Daten über einen Zeitraum von mehr als zwei Jahren, von Jahresbeginn 2015 bis April 2017. „Für ein wissenschaftliches Monitoring wird bereits in der Planungsphase festgelegt, was später während der Nutzung gemessen werden soll und mit welcher Technik.

Dementsprechend werden schon in der Bauzeit die Vorbereitungen dafür getroffen“, erläutert Søren Peper vom Passivhaus Institut. Der Wissenschaftler leitete das Monitoring in Baunatal von den ersten Vorbereitungen bis zur Auswertung der Daten. Eines der zahlreichen Ergebnisse des Monitorings: Der gemessene Heizwärmeverbrauch des Gebäudes liegt bei nur 19,2 kWh/(m²a) und damit deutlich unter dem Verbrauchswert üblicher Bürogebäude. Zudem liegt dieser Wert sehr nah an den Berechnungen von 18,3 kWh/(m²a), den die Planer des Passivhauses zuvor mit dem Planungstool PHPP für die vorherrschenden Rand-bedingungen ermittelt hatten. Das Gebäude bietet seinen Nutzern zusätzlich eine hohe thermische Behaglichkeit, die ebenfalls detailliert untersucht und nachgewiesen wurde. Søren Peper: „Mit dem Online-Zugriff auf alle Messdaten des Gebäudes können wir zeitnah Veränderungen in der Regelung untersuchen. Wir sehen dann auch direkt die Auswirkungen auf die Betriebsweise, die wiederum Auswirkungen auf die Behaglichkeit haben kann. Mit dem Monitoring erkennen wir, wo Potential für Verbesserungen besteht.“

Das Monitoring zeigte, dass die Kühlenergie in diesem Projekt eine große Rolle spielt: Zur Kühlung der fünf Serverräume wurde, entgegen dem Planungsansatz, das ganze Jahr über Energie eingesetzt. Das Passivhaus Institut identifizierte eine Erhöhung der Temperatur in den Serverräumen sowie eine bessere Einstellung der Gebäudeleittechnik (GLT) als wesentliche Potentiale für die Reduktion des Kühlbedarfs. Zudem wurde in den Büros an warmen Tagen die Möglichkeit der passiven Kühlung durch Sonnenschutz nicht vollständig ausgenutzt, dann jedoch durch aktive Kühlung ersetzt. Dennoch hat das Passivhaus Institut mit 10,9 kWh/(m²a) einen sehr niedrigen Stromverbrauch der Wärmepumpe gemessen. Søren Peper: „Die Wärmepumpe im Gebäude ist so effizient, dass mit knapp 11 kWh/(m²a) die gesamte Kühl- und Heizenergie erzeugt wurde. Das ist wirkungsvolle Haustechnik, die den Passivhaus-Standard ideal ergänzt.“ Insgesamt zwei Wärmepumpen mit angeschlossenem Erdsondenfeld und Kühlturm versorgen das Passivhaus in Baunatal zum Heizen und Kühlen.

Die Wärmepumpen bedienen dabei vier Kälte- bzw. Wärmespeicher mit unterschiedlichen Temperaturniveaus von 12°C für Umluftkühler und RLT-Kühlung, 18°C für die Raum-Kühlung, 28°C für die Raumheizung sowie 50°C für die Warmwasserversorgung. Die Verteilung der Wärme und Kälte erfolgt über Betonkerntemperierung (BKT). Soeren Peper: „Der Betrieb der Wärmepumpe ist auf jeden Fall als erfolgreich zu bewerten. Die ausschließlich elektrische Versorgung des Gebäudes passt zudem sehr gut in das nachhaltige Versorgungssystem der Zukunft, das auf vollständig regenerativ erzeugtem Strom basiert.“ Auch mit der Leistung des hocheffizienten Lüftungsgerätes mit Wärmerückgewinnung sind die Wissenschaftler des Darmstädter Passivhaus Instituts äußerst zufrieden. Rund 20 Millionen Euro hat das Land Hessen in den der Bau des Verwaltungsgebäudes investiert. Mit Blick auf die Kosten erklärt Søren Peper vom Passivhaus Institut: „Schon vor dem Bau konnte gezeigt werden, dass sich die etwas höheren Investitionskosten für energieeffizientere Maßnahmen durch die deutlich geringeren Nutzungskosten rückfinanzieren. Zudem ist der Komfort im Gebäude erhöht.

Darüber hinaus ist in dem Passivhaus mit seinem geringen Bedarf an Heizenergie das Kostenrisiko durch steigende Energiepreise wesentlich geringer.“ Im Bereich des energieeffizienten Bauens erfüllt Hessen schon heute die Vorgaben der Europäischen Gebäuderichtlinie für 2019. Und auch der im Mai 2016 offiziell eröffnete Erweiterungsbau des Finanzministeriums in Wiesbaden wurde aufgrund der guten Erfahrungen mit dem Pilotprojekt in Baunatal im Passivhaus-Standard erbaut. „Energieeffizienz in Gebäuden bedeutet mehr Komfort mit weniger Energieverbrauch. Auch große Gebäude mit speziellen Nutzungsanforderungen lassen sich auf Passivhaus-Standard bringen. Um dies zu zeigen, hat das Land Hessen die wissenschaftliche Begleitung und das Monitoring des Projekts gefördert. Die Ergebnisse sind für viele weitere Gebäude hilfreich“, erklärt Hessens Wirtschaftsminister Tarek Al-Wazir.