SMART BAUEN - Jost Energy AG

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SMART BAUEN - Jost Energy AG
AUM HÜLLE HAUS STADT LAND MENSCH RAUM HÜLLE HAUS STADT LAND MENSCH RAUM HÜLLE HAUS STADT LAND MENSCH RAU

                                                                                                      Mike de Saldanha
              SMART BAUEN
              Architektonische und technische Strategien für energieoptimierte Gebäude,
              Quartiere und Städte

              Smart zu bauen bedeutet, ein ganzheitliches Konzept zu entwickeln, das für die jewei-
              lige Bauaufgabe, Situation und Nutzung sowohl eine Optimierung des Energie- und
              Materialverbrauchs als auch der Behaglichkeit und Gestaltung zum Ziel hat.

              Das Buch stellt eine Vielzahl von Strategien vor, die smartes Bauen ermöglichen - vom
              einzelnen Raum über die Hülle und das Haus bis hin zur ganzen Stadt. Die Themen
              »Raumklima, Konstruktionsprinzipien, Materialien, Fassadenplanung, Energiekonzepte,
              digitale Strategien und Quartiersentwicklung« werden jeweils unter dem Aspekt einer
              intelligenten und energieoptimierten Bauweise betrachtet und anhand von Praxisbei-
              spielen anschaulich vermittelt. Zahlreiche Architekten, Ingenieure, Experten und Ak-
              teure kommen dabei zu Wort und teilen ihre Erfahrungen. Dadurch wird ein wertvoller
              Praxisbezug hergestellt.

              Durch den interdisziplinären und themenübergreifenden Ansatz wendet sich das Buch
              gleichermaßen an Architekten, Ingenieure und Bauherren wie an alle, die sich für
              ganzheitlich betrachtete Architektur und energieeffiziente Technik interessieren.

                                                                                                      SMART BAUEN
              Prof. Dr. Mike de Saldanha
              Architekturstudium; Studium Energie und Umwelt; langjährige Tätigkeit im Ingenieur-
              büro Hausladen; seit 2002 Inhaber von atelier.ClimaDesign mit den Arbeitsgebieten
              Energie- und Raumklimakonzepte, Simulation und Architekturberatung; 2006 Promoti-
              on an der TU München; seit 2010 Professur für Gebäudetechnologie + Energietechnik,
              Hochschule Darmstadt, FB Architektur und Innenarchitektur; Mitglied der Handelsblatt
              Energy Academy; Gründungsmitglied des »Open District Hub«; Autor mehrerer Fach-
              bücher und zahlreicher Veröffentlichungen.

                                                                                                                                               Mike de Saldanha

                                                                                                                         SMART BAUEN
BAUEN                                                                                                                      SMART
                                                                                                                                                      Prof. Dr. Mike de Saldanh
                 ISBN 978-3-7388-0277-1

               9 783738 802771
                                                                                                                              Architektonische und technische Strategien für
                                                                                                                           energieoptimierte Gebäude, Quartiere und Städte
SMART BAUEN - Jost Energy AG
EINBLICK
    Seit Anbeginn des energiesparenden Bau-           Planung werden diskutiert. Ein Exkurs führt      Land Sowohl die ökonomischen als auch öko-        Entsprechend der Vielschichtigkeit des Themas
    ens haben sich verschiedene Strategien und        in die Themengebiete »BIM« und »Energie im       logischen Potenziale im Kontext der Energie-      wurde das Buch im Dialog entwickelt. Für die
    Strömungen herausgebildet – angefangen bei        Architekturwettbewerb« ein.                      wende werden aufgezeigt. Ein Überblick über       fachliche Detaillierung haben zahlreiche Ex-
    einem auf aktive und passive Sonnenenergie                                                         aktuelle Gesetze sowie regulatorische Rah-        perten ihr Wissen einfließen lassen und viele
    gestützten Ansatz in den 1970er- und 1980er-      Raum Die Zusammenhänge zwischen Lüftung          menbedingungen vervollständigt das Werk.          Planer und Akteure ihre Praxiserfahrungen ge-
    Jahren, gefolgt von einer auf absolutes Ein-      und Raumkonditionierung werden beschrieben                                                         teilt. Für den kreativen Input sei allen Beteilig-
    sparen basierten Strategie beim Passivhaus.       und diesbezügliche technische Systeme und        Ausblick Der Autor wagt einen Blick in die        ten gedankt. Meiner Lektorin, Sigune Meister
    Eine weitere Bandbreite ergibt sich aktuell im    Konzepte sowie ihre jeweiligen Einsatzberei-     Zukunft des energieoptimierten Bauens auf die     vom Fraunhofer IRB Verlag, gilt mein beson-
    Technisierungsgrad, von absoluten Lowtech-        che aufgezeigt. Darüber hinaus werden die        Jahre 2030, 2040 und 2050.                        derer Dank dafür, die Thematik »Smart bauen«
    Gebäuden bis hin zu Hightech-Strategien, die      künstliche Beleuchtung und Tageslichtnutzung                                                       zur richtigen Zeit angestoßen und das Thema
    auf die Potenziale der Digitalisierung und der    sowie die digitale Steuerung von technischen     Um die komplexen Themen anschaulich und           durch kritischen Dialog geschärft zu haben.
    künstlichen Intelligenz setzen.                   Systemen im Raum thematisiert.                   praxisnah zu vermitteln, werden in allen Kapi-    Sabine Uhland danke ich für die innovative
                                                                                                       teln Projektbeispiele vorgestellt und durch ein   Konzeption des Buches, die frische grafische
    Der Autor favorisiert keinen dieser Ansätze       Hülle Einer Zusammenstellung physikalischer      Statement des jeweiligen Planers ergänzt. Da-     Umsetzung und die inspirierende, kreative Zu-
    als alleiniges Allheilmittel, vielmehr gilt es,   Vorgänge an Fassaden folgen verschiedene         mit wird ein direkter Praxisbezug hergestellt.    sammenarbeit über drei Jahre hinweg.
    für die jeweilige Bauaufgabe und örtliche Si-     Strategien für Dämmung und Sonnenschutz          Die Betrachtung der ökonomischen Aspekte
    tuation aus den gegebenen Möglichkeiten ein       sowie mögliche Fassadenkonzepte. Es werden       und Kosten sowie konkrete Planungsstrategien      Gewidmet ist dieses Werk Gerhard Hausladen,
    ganzheitliches Konzept zu entwickeln, das den     aktuelle Konstruktionsprinzipien im Detail ge-   runden die unterschiedlichen Themenbereiche       mit dem mich ein jahrzehntelanger gemeinsa-
    Nutzeranforderungen weitreichend entspricht.      zeigt und innovative Materialien vorgestellt.    jeweils ab.                                       mer Weg beim innovativen Bauen verbindet
    Deshalb besteht der Ansatz des vorliegenden                                                                                                          und der mir ermöglicht hat, auf diesem Gebiet
    Buches darin, eine Vielzahl von architektoni-     Haus Neben verschiedenen Energieerzeu-           Das Buch wendet sich an Architekten, für die      zu arbeiten und zu forschen. Ich verdanke die-
    schen, technischen, energetischen und raum-       gungskonzepten für Gebäude werden raumkli-       Behaglichkeit und niedriger Energieverbrauch      ser Inspiration meine berufliche Laufbahn und
    klimatischen Strategien im Kontext mit ihren      matische Strategien für Wohn-, Verwaltungs-,     wichtige Ziele ihrer Arbeit sind, und an Inge-    viele wertvolle Erfahrungen und Erkenntnisse,
    jeweiligen Protagonisten vorzustellen. Um die     Unterrichts- und Versammlungsgebäude auf-        nieure, die eine Optimierung der Gebäude-         die in das vorliegende Buch eingeflossen sind.
    vielschichtige Thematik in der Linearität eines   gezeigt. Planungshinweise für die jeweiligen     struktur und Fassade erreichen möchten. Für
    Buches abbilden zu können, wurde dieses in        Nutzungen ergänzen die Erläuterungen.            Studierende führt es die Disziplinen »Entwurf«,   Ich wünsche allen Leserinnen und Lesern viel
    die Hauptkapitel »Mensch«, »Raum«, »Hülle«,                                                        »Konstruktion«, »Bauphysik« und »Gebäude-         Spaß und interessante Entdeckungen bei der
    »Haus«, »Stadt« und »Land« untergliedert.         Stadt In diesem Kapitel wird auf den aktuel-     technik« ganzheitlich zusammen, sodass ein        Reise durch die Welt der Sinne, der Physik, der
                                                      len Trend der energetischen Betrachtung über     interdisziplinärer Blickwinkel bereits in der     Architektur, der Technik und des Designs – der
    Mensch Die Aspekte der Behaglichkeit wer-         das einzelne Gebäude hinaus, hin zu einem        Ausbildung gegeben ist. Bauherren, Investoren     Welt des smarten Bauens.
    den, gegliedert nach den Sinnen, thematisiert     übergeordneten Konzeptansatz, der mehrere        und allen am Bauen Interessierten vermittelt es
    und dabei die wichtigsten planungsrelevanten      Gebäude, ein Quartier oder ganze Stadttei-       die Wissensgrundlage, um Konzepte, Entwürfe       München, Darmstadt, Port Adriano
    Parameter zusammengestellt und erläutert.         le einbezieht, eingegangen. Ein besonderer       und Gebäude im Kontext der Energiewende           im April 2021
    Die Herausforderungen und mögliche Strate-        Schwerpunkt liegt dabei auf der Sektoren-        kompetent beurteilen zu können und damit
    gien einer kreativen Konzeptentwicklung und       kopplung.                                        bessere Entscheidungen zu treffen.                Mike de Saldanha

6                                                                                                                                                                                                             7
SMART BAUEN - Jost Energy AG
INHALT
    EINBLICK                                  7    l Kunstlicht                       66       HAUS                                 143    LAND                                217
                                                   l Ökonomie der Raumkonditionierung 68
                                                   l Totenstube, Vrin                 70       l Standortfaktoren                    144   l Energiewende im Baubereich       218
                                                                                               l Wärme- und                                l Digitalisierung                  222
    INHALT                                    9                                                  Kälteerzeugungssysteme              146   l 50 Jahre Energiegesetze in
    l Zeitreise – Konzepte von früher bis          HÜLLE                                 73    l Energiekonzepte für Gebäude         150     Deutschland                      224
      heute                                   10   l   Fassade als Schnittstelle          74   l Technikflächen                      154   l Energieeinsparverordnung (EnEV)
                                                   l   Fassadenkonzepte                   78   l Wohngebäude                         156     2016                             226
                                                                                               l Gemischtgenutzte Gebäude            158   l EnEV-Nachweis Wohngebäude        228
    MENSCH                                  13     l   Bauphysik der Hülle                84
                                                                                               l Bürogebäude                         160   l EnEV-Nachweis Nichtwohngebäude 230
                                                   l   Wärmeschutz                        86
    l   Ganzheitliche Behaglichkeit           14   l   Anwendung von Dämmstoffen          90   l Unterrichtsgebäude                  162   l Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz 233
    l   Visuelle Behaglichkeit                16   l   Glas                               92   l Versammlungsgebäude                 164   l Mieterstrommodell                234
    l   Akustische Behaglichkeit              18   l   Sonnenschutz                       94   l Ökonomie der Energietechnik         166   l Kundenanlage                     236
    l   Thermische Behaglichkeit              20   l   Fassadenkonstruktionen             98   l Wohn- und Bürohaus, Darmstadt       172   l Gebäudeenergiegesetz (GEG)       239
    l   Olfaktorische Behaglichkeit           22   l   Mehrschichtige Fassaden           100
    l   Kreativität und Planung               24
    l   Building Information Modeling (BIM)   30
                                                   l   Monolithische Fassaden            102   STADT                                175    AUSBLICK                            241
                                                   l   Holzkonstruktionen                104
    l   Energie im Wettbewerb                 34   l   Holzbau                           106   l Potenziale von Quartieren           176   l 2020–2030 Die digitale Dekade  242
    l   Naturhotel Tannerhof, Bayrischzell    36   l   Lehmbau                           114   l Mobilität                           182   l 2030–2040 Die Green-Tech-Phase 244
                                                   l   Strohballenbau                    118   l Sortimo Innovationspark,                  l 2040–2050 Das interplanetare
                                                                                                 Zusmarshausen                       186     Zeitalter                      248
    RAUM                                    39     l   Bauen mit Bambus                  120
                                                                                               l Energiekonzepte für das Quartier    188
                                                   l   Begrünte Fassade                  122
    l Raumkonditionierung                     40                                               l Energiespeicherung                  192
    l Natürliche Lüftung                      48
                                                   l   Gebäudeintegrierte Photovoltaik   124
                                                                                               l Wasserstoff-Research-Center,
                                                                                                                                           ANHANG                              251
                                                   l   Hybride Energiefassade            132
    l Mechanische Lüftung                     50   l   Ökonomie der Gebäudehülle         136     Vonovia AG                          200   l   Lebenswege und Stationen         252
    l Raumkonditionierungssysteme             54   l   »Haus 2226« in Lustenau,                l Sektorgekoppelte Quartiere          202   l   Literatur, Normen und Gesetze    254
    l Gebäudesteuerung und Smart Home         56       Österreich                        140   l Musterquartiere                     206   l   Fotografen und Bildnachweis      284
    l »The Living« – Microenergie-                                                             l Ökonomie von Quartieren             210   l   Stichwortverzeichnis             290
      apartment                               61                                               l Brucklyn – »place to be«                  l   Impulse und Unterstützung        296
    l Speichermasse                           62                                                 in Erlangen                         212   l   Impressum                        297
    l Technikintegration                      63
    l Tageslicht                              64

8                                                                                                                                                                                     9
SMART BAUEN - Jost Energy AG
Stadt

                             BRUCKLYN – »PLACE TO BE« IN ERLANGEN
Im Quartier »Brucklyn«                                                                                                                     Modulare Energiezentrale                                                                                       Energetische Maßnahmen
in Erlangen sind alle
                                                                                                                                                                                                    gieversorgungskonzepts, ergeben. Um sich der
Gebäude über ein Nah-                                                                                                                      Bei der Quartiersenergieversorgung besteht               Entwicklung im Quartier und den sich ändern-          Hocheffiziente Gebäude:
wärmenetz und eine lokale                                                                                                                  die Herausforderung darin, dass Quartiere                den Rahmenbedingungen anpassen zu kön-                KfW-40-Standard,
Stromleitung energetisch                                                                                                                                                                                                                                  Betonkernaktivierung,
und digital verbunden.
                                                                                                                                           zehn und mehr Jahre Projektierungs-, Pla-                nen, wurde die Energiezentrale in »Brucklyn«          Lüftung mit WRG
Das Quartier wird aus                                                                           Photovoltaikanlage                         nungs- und Realisierungszeit aufweisen und               modular konzipiert. Im Endausbau sind vier
der Energiezentrale im              Photovoltaikanlage                                                                                     die Gebäude Zug um Zug errichtet werden.                 Blockheizkraftwerke mit je 50 kW elektrischer         Energieerzeugung:
Keller der denkmal-                                                                                                        Wärmepumpe                                                                                                                     PV auf allen Dächern,
geschützten Scheinwerfer-                                                                                                  Geothermie
                                                                                                                                           In diesen Zeiträumen ergeben sich in der Re-             Leistung vorgesehen. Diese BHKW werden Zug            Geothermie zum Heizen,
halle mit Wärme und                                                                                                                        gel Veränderungen im Konzept, der Nutzung                um Zug mit dem Baufortschritt und dem damit           passive Kühlung,
Strom versorgt. Teilweise                                                                                                                  sowie der Funktion der einzelnen Gebäude.                steigenden Energiebedarf realisiert. Sie decken       Kraft-Wärme-Kopplung,
wird Wärme aus den                                                                                                                                                                                                                                        Nahwärmenetz,
BHKW mit Absorptions-                                                                                                                      Dadurch ändern sich die erforderlichen Ener-             einen Großteil des Heizwärmebedarfs und den           digitale Steuerung
kältemaschinen in der                                                                                                                      giemengen für Wärme, Kälte und Strom sowie               gesamten Wärmebedarf für Warmwasser ab.
Energiezentrale und in                                                                                                                     die diesbezüglichen Lastprofile. Ein weiterer            Im Sommer wandeln Absorptionskältemaschi-             Innovative Speicherung:
den einzelnen Gebäuden                                                                                                                                                                                                                                    Wärme- und Kältespeicher,
in Kälte umgewandelt.                                                                                                                      Aspekt besteht darin, dass der technologische            nen Wärme in Kälte um und erhöhen somit               Speicherung in BKT,
Ein digitales Netzwerk                                                                                                                     Fortschritt während der Projektentwicklungs-             die Laufzeiten der BHKW, wodurch sich eine            Batterien,
mit einer KI-basierten                                                                                                                     zeit fortschreitet, insbesondere im digitalen            maximale Wirtschaftlichkeit ergibt. Zwei Spit-        LOHC-Langzeitspeicher
Steuerung optimiert alle
energetischen Prozesse.                                                                                                                    Bereich. Dadurch ergeben sich Software- und              zenlast-Brennwertkessel mit je 400 kW decken          Digitale Vernetzung:
Durch das selbstlernende                                                                                                                   Schnittstellenprobleme. Auch die Verfügbar-              die Leistungsspitzen beim Wärmebedarf im              Smart-Home-Steuerung,
System werden zusätzliche                                                                                                                                                                                                                                 Vernetzung aller Erzeuger,
Energieeinsparungen von                                                                                                  Hydrogenious
                                                                                                                                           keit am Markt und die fallenden Investitions-            Quartier ab, ihr Anteil an der erzeugten Wär-         Nutzer- und Klimadaten
                                            Carsharing
20 % generiert.                                                               Nahwärmeleitung                            Energie aus H 2   kosten für innovative Technologien erfordern             me ist mit ca. 20 % jedoch relativ gering. In
                                                                              Stromversorgung
                             Photovoltaikanlage
                                                                                                       Energiezentrale
                                                                                                                                           eine Flexibilität im Konzept. Zudem können               dem modularen Konzept wurde die Integration           Einbindung Mobilität:
                             Fassade                     Absorptionskühlung                                                                                                                                                                               Online-Fahrzeugbuchung,
                                                                                                                                           sich ändernde juristische und regulatorische             künftig verfügbarer Technologien, wie z. B.           digitale Ladeprozesse,
                                                                                                                                           Rahmenbedingungen, z. B. Einspeisevergütun-              Brennstoffzellen oder Wasserstoffspeicher,            Fahrzeuge als Speicher
                                                                                                                                           gen, EEG-Umlage, eine Anpassung des Ener-                bereits berücksichtigt.

                             Im Quartier »Brucklyn« in Erlangen-Bruck wird         Nahwärmenetz und ein quartiereigenes Nie-
                             ein Ensemble aus sechs Gebäuden verschie-             derspannungsnetz verteilt. Zentrale Wärme-,
                             dener Nutzung errichtet. Das Quartier hat als         Kälte- und Stromspeicher ergänzen die Ener-                           Wärmehauptverteiler                                  4 × Blockheizkraftwerk
                             Hauptzielgruppe »digitale Nomaden«, technik-          gieerzeuger und optimieren die Laufzeiten. Auf                                                                             elektr.Leistung = 50 kW
                             affine, mobile Menschen, die flexible Lebens-         allen Dächern und an den besonnten Fassaden                                                                                therm.Leistung = 77 kW
                                                                                                                                                                                     Nahwärmeleitung
                             entwürfe haben, denen der »Sharing-Gedan-             wird Strom über PV-Anlagen erzeugt und in
                             ke« vertraut ist und die Leben und Arbeiten           die quartiereigene Kundenanlage eingespeist.            Pufferspeicher Wärme                                                                         Brennwertkessel
                                                                                                                                           4 × 2 000 Liter                                                                              2 × 400 kW
Jürgen Jost,                 zu einem ganzheitlichen Lebensentwurf ver-            Ziel ist es, einen hohen Anteil des erzeugten
Jost Energy AG, Grünwald:    binden. Die Gebäude weisen je nach Nutzung            Stroms im Quartier selbst zu verbrauchen. Ein
»Der Erfolg unserer Im-      unterschiedliche Anforderungen an den Heiz-           Erdsondenfeld stellt über eine Wärmepumpe
mobilienprojekte liegt in    wärme-, den Kühlkälte- und den Strombedarf            Wärme und regenerative Kälte zur Verfügung.
der Verknüpfung von hoher
                             sowie unterschiedliche erforderliche Leistun-         Dadurch wird auch die Speicherwirkung des
Lebensqualität mit weit-
reichender Nachhaltigkeit.   gen für Wärme, Kälte und Strom auf. Vor die-          Erdreichs genutzt und die Eigenstromnutzung
Dabei versuchen wir stets,   sem Hintergrund kann durch ein quartierüber-          erhöht. Darüber hinaus erhöht auch die Ein-
innovative Technologien
einzubinden und so der
                             greifendes, sektorgekoppeltes Energiekonzept          bindung der Elektromobilität den Anteil des
Zeit voraus zu sein.«        ein großes Einsparpotenzial erreicht werden.          selbstgenutzten Stroms. Das sektorgekoppel-
                                                                                                                                                                                                                                                          Prinzipschema der Energie-
                             Die optimierten Niedrigst-Energiegebäude und          te Energiekonzept des Quartiers »Brucklyn«                                                                                                                             zentrale in »Brucklyn«,
                             die sparsamen Verbraucher sind energetisch            hat im Jahr 2017 den »Handelsblatt Energy                                                                                                                              Erlangen:
                                                                                                                                           Pufferspeicher Kälte                                                                         Brennstoffzelle
Projektentwicklung:          und digital verknüpft. Wärme, Strom und Kälte         Award« in der Kategorie »smart infrastructu-                                                                                                                           Die Energiezentrale ist
Jost Unternehmensgruppe,                                                                                                                   4 × 2 000 Liter                                                                                                modular aufgebaut, sodass
Jürgen Jost                  werden zentral über vier Blockheizkraftwer-           re« gewonnen. »Brucklyn« ist Musterquartier                                                                                                                            sie mit dem Quartier mit-
                             ke, zwei Gas-Brennwert-Spitzenlastkessel und          im »Open District Hub«, einem Konsortium aus                                                LOHC-Wasserstoffspeicher
                                                                                                                                                                                                                     Batterie                             wachsen kann und inno-
Energiekonzept:              eine Absorptionskältemaschine in einer mo-            Firmen und Forschungseinrichtungen unter Fe-                                                                                                                           vative neue Technologien
atelier.ClimaDesign                                                                                                                                                                                                                                       später auf einfache Weise
Prof. Dr. Mike de Saldanha   dularen Energiezentrale erzeugt und über ein          derführung der Fraunhofer-Gesellschaft.                                                                                                                                integriert werden können.

212                                                                                                                                                                                                                                                                            213
SMART BAUEN - Jost Energy AG
Stadt

                              Stromnetz mit Mittelspannungsanbindung              Synergien. Durch die Verfügbarkeit von Nut-                                                                                                             Ansicht Quartier »Bru-
                                                                                                                                                                                                                                          cklyn« in Erlangen-Bruck:
                              Das Quartier verfügt über ein eigenes Nieder-       zungs- und Buchungsdaten sowie die Kennt-                                                                                                               Energetisch hochwertige
                              spannungsnetz als Kundenanlage, das über            nis der Ladezustände der Fahrzeuge können                                                                                                               Neubauten gruppieren sich
                              zwei quartiereigene Transformatoren mit je          Energieerzeugung und Fahrzeugladung opti-                                                                                                               um die denkmalgeschützte,
                                                                                                                                                                                                                                          sanierte Scheinwerferhalle.
                              1 000 kVA auf der Mittelspannungsebene an           mal aufeinander abgestimmt werden. Die Be-                                                                                                              Das Quartier weist eine
                              das öffentliche Stromnetz angeschlossen ist.        ladung der Fahrzeuge erfolgt je nach Nutzer-                                                                                                            BGF von 22 000 m2 auf. Es
                              Dadurch ergibt sich ein wirtschaftlicher Vorteil,   anforderung, Buchungsstatus, Verfügbarkeit,                                                                                                             besteht ein Nutzungsmix
                                                                                                                                                                                                                                          aus Wohnen, Gewerbe,
Vinzenz Singer,               da Netzentgelte für die Niederspannungsebe-         erforderlicher Reichweite, möglicher Ladezeit                                                                                                           Handel und Innovations-
Singer Ingenieur Consult      ne und die Umspannung nicht anfallen. Der           und dem aktuellem Status des Energiesystems.                                                                                                            zentrum. Dadurch ergeben
GmbH, Bayreuth:                                                                                                                                                                                                                           sich Potenziale für eine
                              Leistungspreis für die einzelnen Verbraucher        Mit einer intelligenten Ladestrategie können
                                                                                                                                                                                                                                          sektorgekoppelte Energie-
»Die Kompetenz vieler         sinkt, da die Gesamtanschlussleistung des           Elektrofahrzeuge Lastverläufe optimieren und                                                                                                            versorgung.
Spezialisten ist der Garant   Quartiers wesentlich niedriger ist als die Sum-     so die Eigenstromnutzung im Quartier erhö-
für die Zuverlässigkeit des
Ganzen.«                      me der Einzelleistungen aller Verbraucher. Zu-      hen. Perspektivisch können Fahrzeuge durch         jeweils Wärmeenergie beteiligt, sodass sich         optimiert betrieben und Speicher optimal be-
                              dem kann die erforderliche Anschlussleistung        bidirektionales Laden auch als Stromspeicher       eine Anwendung im Quartierskontext anbie-           und entladen. Durch die künstliche Intelligenz
                              durch einen optimierten Betrieb quartierinter-      wirken und so die Energieversorgung verbes-        tet, da diese Prozesswärme dann im Quartier         ist das System selbstlernend, wodurch sich die
                              ner Erzeuger und Speicher sowie durch eine          sern.                                              zur Wärmeversorgung beiträgt. Zudem kann            Betriebsstrategien auf Basis vorangegangener
                              optimierte Steuerung regelbarer Lasten weiter                                                          der ausgespeicherte Wasserstoff in dem BHKW         Daten kontinuierlich optimieren und Erzeuger,
                              reduziert werden. Durch diese Konzeption wird       LOHC-Wasserstoff-Langzeitspeicher                  direkt vor Ort genutzt werden. Die Wärme des        Verbraucher, Speicher und Netzeinspeisung
                              der Eigenverbrauch von im Quartier erzeugter        Erstmalig wird in »Brucklyn« ein LOHC-Was-         BHKW wiederum wird für die Speicherprozesse         bzw. Netzbezug effektiv zusammenwirken.
                              Energie maximiert. Dies reduziert die Leitungs-     serstoff-Langzeitspeicher im Quartierskontext      genutzt. Alternativ zu einem BHKW können
                              und Umspannverluste, spart Netzentgelte und         eingesetzt werden. Dabei wird Wasserstoff an       dabei auch Brennstoffzellen eingesetzt werden       Quartier als virtueller Speicher
                              ermöglicht auf diese Weise attraktive Strom-        eine ungiftige, nicht brennbare Trägerflüssig-     wodurch die elektrische Effizienz steigt.           Das Quartier mit seinen flexiblen Erzeugern,
                              preise für die Nutzer im Quartier. Insgesamt er-    keit LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carriers),                                                          Verbrauchern und Speichern kann durch das
                              geben sich durch dieses Konzept beim Strom-         in der Praxis meist Dibenzyltoluol – ein han-      KI-basiertes Energiemanagementsystem                intelligente Energiemanagementsystem wie
                              preis Kostenvorteile in der Größenordnung von       delsübliches Wärmeträgeröl, angelagert. In         Alle Systeme sind quartierübergreifend digital      ein großer virtueller Energiespeicher wirken,
                              40 %. Zudem werden das öffentliche Strom-           dem beladenen LOHC kann Energie in Form            verknüpft und werden über ein selbstlernendes       der elektrische Energie in großem Umfang in
                              netz und die diesbezüglichen Erzeugungsan-          von chemisch gebundenem Wasserstoff lang-          Energiemanagementsystem auf Basis künst-            das öffentliche Stromnetz einspeisen und ab-
                              lagen entlastet, wodurch ein grundlegender          fristig, verlustfrei und ohne Risiko gespeichert   licher Intelligenz gesteuert. Dabei gibt eine       nehmen kann. Dieses Potenzial kann zur Be-
                              Beitrag zur Energiewende und zur Thematik           werden. Das beladene LOHC kann ähnlich wie         cloudbasierte KI-Software, in der das Quar-         reitstellung von Regelenergie genutzt werden,
                              des Netzausbaus geleistet wird.                     Dieselöl gelagert und transportiert werden. Es     tier als »digitaler Zwilling« abgebildet ist, Re-   wodurch sich die Wirtschaftlichkeit erhöht und
                                                                                  ergibt sich eine, im Vergleich zu gasförmigem      gel- und Steuerbefehle an die konventionelle        ein Beitrag zur Energiewende geleistet wird.
                              Einbindung der Mobilität                            komprimierten Wasserstoff, sechsfach höhere        Gebäudeleittechnik in den einzelnen Gebäu-
                              Die elektrische und datentechnische Einbin-         Energiedichte, wodurch auch ein Transport von      den und der Energiezentrale. Auf diese Weise
Gebäudetechnik:               dung von Elektrofahrzeugen in das Multi-            gespeicherter Energie einfach und gefahrlos        werden in Abhängigkeit der Nutzerprofile, der
Singer IC GmbH,
Jürgen Schuster               sektorensystem des Quartiers schafft weitere        möglich ist. Beim Ein- und Ausspeichern ist        Wetter- und der Energiemarktdaten Erzeuger

Wärmeerzeugung mit bis                                                                                                                                                                                                                    Übergabepunkt von der
zu vier BHKW-Modulen mit                                                                                                                                                                                                                  Energiezentrale zum Nah-
je 50 kWel. und zwei Brenn-                                                                                                                                                                                                               wärmenetz
wert-Spitzenlastkesseln mit
jeweils 400 kW Wärme-
leistung

                                                                                                                                                                                                                                          Versuchscontainer mit dem
                                                                                                                                                                                                                                          LOHC-Wasserstoffspeicher
                                                                                                                                                                                                                                          des Fraunhofer-Instituts
                                                                                                                                                                                                                                          IISB:
Absorptionskältemaschine                                                                                                                                                                                                                  Mit dem LOHC-Speicher
zur Kälteerzeugung aus der                                                                                                                                                                                                                kann Energie unbegrenzt
Wärme des BHKW:                                                                                                                                                                                                                           mit hoher Speicherdichte
Kälteleistung = 54 kW                                                                                                                                                                                                                     gespeichert werden.

214                                                                                                                                                                                                                                                            215
SMART BAUEN - Jost Energy AG
A nhang

      LEBENSWEGE UND STATIONEN
      l Prof. Dr. Mike de Saldanha                   Initiierung und Konzeption des Zentrums für       Einführung in die Bauklimatik_2003 Ernst &     l Sabine Uhland
                                                     Umweltbewusstes Bauen_1998, Kassel                Sohn, Berlin
      Lebensweg                                      Begleitforschung im Programm Solaropti-                                                          Lebensweg
                                                                                                       Bauklimatik und Energietechnik für hohe
      geboren in München_05.04.1966                  miertes Bauen, Zentrum für Umweltbewuss-                                                         geboren in Fulda_16.04.1989
                                                                                                       Häuser_2003 Beitrag in Betonkalender 2003
      aufgewachsen in Goa (Indien), Lissabon und     tes Bauen_1999–2002, Kassel                                                                      aufgewachsen in Fulda_1989–2010
                                                                                                       Ernst & Sohn, Berlin
      München_1966–1978                                                                                                                               Wohnort Darmstadt_seit 2010
                                                                                                       ClimaDesign – Lösungen für Gebäude, die
      verheiratet_ 2010 mit Christiane de Saldanha   Technische Universität München TUM                                                               verheiratet_2020 mit Johanna Uhland
                                                                                                       mit weniger Technik mehr können_2005
      zwei Kinder_2001 Fabio, 2005 Emilio            Wissenschaftlicher Assistent am Lehrstuhl         Callwey, München
                                                     Bauklimatik und Haustechnik, Prof. Dr.-Ing.                                                      Ausbildung
                                                                                                       ClimaSkin – Konzepte für Gebäudehüllen,
      Ausbildung                                     Dr. h. c. Gerhard Hausladen_2002–2007                                                            Fachabitur_2007, Fachoberschule Fulda
                                                                                                       die mit weniger Energie mehr leisten_2006
      Lehre zum Energieanlagenelektroni-             Fachbereich Architektur, TU München                                                              Lehre zur Tischlerin_2007–2010, Fulda
                                                                                                       Callwey, München
      ker_1982–1985 Siemens AG München,              Initiierung der Gruppe Climadesign_2003,                                                         Studium Architektur_2010–2017 Hochschule
                                                                                                       Beitrag in Umweltbewusstes Bauen, Fest-
      Abschluss mit bayrischem Staatspreis           München                                                                                          Darmstadt
                                                                                                       schrift zum 60. Geburtstag von Gerd Hau-
      eigene Firma für Fotografie_1986, München      Konzeption der Ausstellung Climadesign auf                                                       Master of Arts Architektur_2017 Hochschule
                                                                                                       ser_2008 Fraunhofer IRB, Stuttgart
      Fachabitur_1987 Fachoberschule, München        der BAU_2003, 2005, 2007, München                                                                Darmstadt
                                                                                                       Bauphysikkalender (Beiträge)_2004 und
      Studium Architektur_1987–1992 Fachhoch-        Promotion am Lehrstuhl Bauklimatik und            2007 Ernst & Sohn, Berlin
      schule, München und Würzburg                   Haustechnik_2006, Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c.                                                        Hochschule Darmstadt h_da
                                                                                                       Klimagerecht Bauen – Ein Handbuch_2012
      Studium Philosophie_1993–1994 Universität      Gerhard Hausladen/Prof. Dr.-Ing. Gerd Hau-                                                        Mitarbeit am Fachbereich Architektur –
                                                                                                       Birkhäuser, Basel
      Würzburg                                       ser: Interaktion von Hülle, Struktur und Raum                                                    ­Modellbau_2011–2016, Darmstadt
      Studium Energie und Umwelt_1994–1996                                                                                                             Mitwirkung am Projekt ClimaDesign 2.0,
                                                                                                       Fachliche Aktivitäten
      Universität Gesamthochschule Kassel            atelier.ClimaDesign                                                                               FG Gebäudetechnologie + Energietech-
                                                                                                       Beirat des Studiengangs Klimaengeneering
      Studium Architektur_1995–1996 Universität      Alleingesellschafter des Ateliers für ganzheit-                                                   nik_2016, Darmstadt
                                                                                                       an der Donau Universität Krems_2002–2010
      Gesamthochschule Kassel                        liche Architekturentwicklung, Energiekonzep-      Gründungsmitglied Climadesign e.V._2007
      Diplom Architektur_1996 am FG Technische       te, Technologieberatung und Simulation_seit                                                      Uhland GmbH
                                                                                                       Mitglied des Aufsichtsrat Jost Energy AG_
      Gebäudeausrüstung, Prof. Dr.-Ing. G. Hausla-   2002, München                                                                                    Mitwirkung in den Bereichen Entwurf, Ferti-
                                                                                                       seit 2016, München
      den: Dynamische Gebäudesimulation                                                                                                               gung, Firmenpräsenz_seit 2013, Darmstadt
                                                                                                       Handelsblatt Energy Award 2017_Gewinner
                                                     Hochschule Darmstadt h_da                         in der Kategorie »Smart Infrastructure« mit
      Solarmobilexpedition                           Professur für Gebäudetechnologie + Energie-                                                      Lamott.Lamott Architekten
                                                                                                       dem Quartiersenergiekonzept »Brucklyn«
      Entwicklung und Konstruktion eines Lang-       technik am Fachbereich Architektur und                                                           Mitwirkung an diversen Architekturwettbe-
                                                                                                       Mitglied der Handelsblatt Energy Acade-
      streckensolarmobils_1994, Kassel               Innenarchitektur_seit 2010                                                                       werben, europaweit_2014, Stuttgart
                                                                                                       my_seit 2018, Berlin
      Solarexpedition nach Nordafrika_1995,          Etablierung ClimaDesignlabor_2011                 Gründungsmitglied des Open District Hub
      Kassel, Marseille, Tunis, Djerba               Initiierung eines Dialogprojekts mit dem                                                         herzig | architekten
                                                                                                       der Fraunhofer-Gesellschaft und Sprecher der
      Mitwirkung in der Arbeitsgemeinschaft          Goetheinstitut in Shanghai_2011                                                                  Mitarbeit bei herzig | architekten, Architek-
                                                                                                       »Arbeitsgruppe Quartiere«_2018, München
      Solartechnik_1994–1997, Kassel                 Hochschulkooperation mit China_2012,                                                             ten Ingenieure GmbH_seit 2016, Darmstadt
                                                                                                       Aufsichtsratsmitglied Ampeers Energy_2019
                                                     Shenyang Jianzhu University, Liaoning
      Ingenieurbüro Hausladen                        Beauftragter für Internationalisierung und
      Mitwirkung bei der nachhaltigen Konzeption     Forschung_seit 2013                                                                                                                              Prof Dr. Mike de Saldanha:
      von großen Bauprojekten und klimatisch-        Hochschulkooperation mit Dubai_2015,                                                                                                             »Wer sich beim Planen nur
      technische Beratung bei renommierten,          Ajman University, UAE                                                                                                                            nach Normen und Richt-
      internationalen Architekturwettbewer-          Mitglied des Zentrums für Forschung und                                                                                                          linien richtet, baut Ge-
                                                                                                                                                                                                      bäude, die effizient, aber
      ben_1996–2010, Kirchheim bei München           Entwicklung_seit 2016                                                                                                                            nicht nachhaltig sind!«

      Universität Gesamthochschule Kassel            Publikationen                                                                                                                                    Sabine Uhland:
      Wissenschaftlicher Mitarbeiter am FG Tech-
                                                                                                                                                                                                      »Nachhaltiges, smartes
      nische Gebäudeausrüstung, Prof. Dr.-Ing.       über 40 Veröffentlichungen in wissenschaft-                                                                                                      Bauen erfordert ein Um-
      Gerhard Hausladen_1998–2001 Fachbereich        lichen Fachzeitschriften                                                                                                                         denken, Weiterdenken und
      Architektur, Gesamthochschule Kassel                                                                                                                                                            oft auch ein Zurückdenken
                                                                                                                                                                                                      in der Gesellschaft.«

252                                                                                                                                                                                                                        253
SMART BAUEN - Jost Energy AG SMART BAUEN - Jost Energy AG SMART BAUEN - Jost Energy AG
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