21
Mai

Energieeffiziente Gebäudehülle

Um bei der Umstrukturierung von fossilen auf regenerative Energien ein dauerhaft stabiles Netz zu gewährleisten, muss auch in effiziente Speicher investiert werden. Das Bauwerk von eins und THEE in Chemnitz gilt daher als bedeutender Baustein für die Energiewende. Foto: Simon Wegener

Fassade

 

Damit erneuerbare Energien genutzt werden können und die Energiewende nachhaltig gelingt, werden flexible Speichersysteme benötigt. Denn Photovoltaik- und Windkraftanlagen erzeugen fluktuierend Strom. In Chemnitz ist daher ein Batteriespeicher errichtet worden, der Schwankungen mit Hilfe von Regelenergie ausgleicht und so für ein stabiles Verteilnetz sorgt. Sachsen größter Speicher dieser Art ist in einem Gebäude untergebracht, das in seiner Architektur und Bauweise den nachhaltigen Gedanken nach außen trägt. So wurde auf energieeffiziente Baustoffe und materialien besonders Wert gelegt. Für einen niedrigen Wärmedurchlasswert der Gebäudehülle sorgt das AWP Wandpaneel der Kingspan GmbH.

Regenerative Energien decken heute mehr als 33 Prozent des deutschen Strombedarfs ab. Bis 2020 soll dieser Anteil auf mindestens 35 Prozent steigen. Um dabei ein dauerhaft stabiles Netz zu gewährleisten, muss in geeignete Speicher investiert werden. Denn die Versorgung mit Solar- und Windkraft schwankt in Abhängigkeit der Wetterlage. Diesen Fluktuationen wirkt Regelenergie entgegen: Wird Strom erzeugt, der keine direkte Verwendung findet, kann dieser beispielsweise durch Batteriezellen mit Lithium-Ionen-Technik gespeichert werden. Entstehen Schwankungen, wird die Energie sekundenschnell wieder ins Verteilernetz eingespeist, sodass dieses dauerhaft stabil bleibt. Abnahme und Abgabe der Regelenergie werden dabei vollautomatisch über die Frequenzmessung gesteuert. Auf diese Weise funktioniert auch der Batteriespeicher in Chemnitz. Mit 4.008 Modulen ausgestattet, ist seine Kapazität mit der von rund 18.000 Autostarterbatterien vergleichbar. Damit trägt der Speicher maßgeblich zur Generierung erneuerbarer Energien bei. Die Inbetriebnahme durch den sächsischen Versorger eins energie in sachsen (eins) spart zudem jährlich rund 46.000 Tonnen Kohlendioxid ein, die ansonsten in konventionellen Kraftwerken produziert werden würden. So hält die Nutzung des Batteriespeichers nicht nur eine zuverlässige Stromversorgung aufrecht, sondern fördert zugleich auch einen nachhaltigen Umgang mit wertvollen Ressourcen.

Mit einer Gesamtkapazität von 15,9 Megawattstunden ausgestattet, ist die Kapazität des Energiespeichers mit der von rund 18.000 Autostarterbatterien vergleichbar. Die dafür notwendigen 4.008 Batteriemodule werden in fünf Hochregalen gelagert. Foto: Simon Wegener
Mit einer Gesamtkapazität von 15,9 Megawattstunden ausgestattet, ist die Kapazität des Energiespeichers mit der von rund 18.000 Autostarterbatterien vergleichbar. Die dafür notwendigen 4.008 Batteriemodule werden in fünf Hochregalen gelagert. Foto: Simon Wegener

Moderner Funktionsbau

Dieser Gedanke spiegelt sich im Bauwerk wider, das sich auf einer ehemaligen Industriebrache befindet. Es wurde von der Adobe Architekten + Ingenieure GmbH aus Erfurt konzipiert und beherbergt Batteriemodule mit einer Gesamtkapazität von 15,9 Megawattstunden. Diese sind in der Halle aus einer freitragenden Holzkonstruktion mit eingespannten Stützen und darüber laufenden Brettschichtbindern in fünf Hochregalen gestapelt. Der zwischen den Regalen liegende Gang kann problemlos von Hubfahrzeugen befahren werden. Denn bei der Umsetzung stand unter anderem die Austauschbarkeit der Module, die eine Lebenszeit von circa 20 Jahren aufweisen, im Vordergrund. „Da es bisher nur wenige Referenzen für einen solchen Gebäudetypus gibt, waren Planung und Gestaltung besonders anspruchsvoll. Zudem mussten hohe klimatische und brandschutztechnische Auflagen erfüllt werden“, erklärt Matthias Schodlok, Architekt der Adobe Architekten + Ingenieure GmbH und Entwurfsverfasser des Batteriespeichers. Daher wurden Wände und Decken, die die Transformatoren umschließen, in Stahlbeton ausgebildet. Für eine besondere Optik sind alle Fassadenteile sowie das Dach geneigt. In Kombination mit der Oberfläche aus aluminiumgrauen Kingspan-Paneelen erhält das Bauwerk ein modernes, kristallines Erscheinungsbild, welches es als Baustein der Energiewende kenntlich macht: „Das Gebäude weicht mit seinen Außenkanten von einem Quader ab, sodass interessante Fluchten und Faltkanten entstehen. Letztere wiederum geben ihm seinen besonderen, technikimmanenten Charakter“, so der Architekt.

Da das Gebäude Demonstrationszwecken dienen soll, gibt es einen repräsentativen Besprechungsraum für verschiedene Veranstaltungen mit zugehörigen Sanitärbereichen. Dieser wurde aus Brandschutzgründen massiv errichtet. „Damit der Speicher in Chemnitz zum Gelingen der bundesweiten Energiewende beitragen kann, ist es wichtig, ihn für Fachleute und Interessierte zugänglich zu machen“, gibt Schodlok zu verstehen.

Bei der Realisierung setzte die Adobe Architekten + Ingenieure GmbH ausschließlich auf umweltfreundliche und nachhaltig konzipierte Bauprodukte. So strebte man beispielsweise mit den AWP Wandpaneelen der Kingspan GmbH einen möglichst niedrigen Wärmedurchlasswert an. Foto: Simon Wegener
Bei der Realisierung setzte die Adobe Architekten + Ingenieure GmbH ausschließlich auf umweltfreundliche und nachhaltig konzipierte Bauprodukte. So strebte man beispielsweise mit den AWP Wandpaneelen der Kingspan GmbH einen möglichst niedrigen Wärmedurchlasswert an. Foto: Simon Wegener

Nachhaltiges Bauen als Ziel

Auf dieser Grundlage stand bei der Realisierung des Bauwerks – neben der verbesserten Nutzung erneuerbarer Energien – auch ein insgesamt umweltfreundlicher Bau im Fokus: Die Adobe Architekten + Ingenieure GmbH verwendete deshalb bei der Planung und Umsetzung ausschließlich energetisch wertvolle sowie nachhaltig gestaltete Baustoffe und -produkte. So ist die gesamte Fassade des 27 Meter breiten wie langen und acht Meter hohen Gebäudes beispielsweise mit 850 Quadratmetern AWP Wandpaneelen inklusive QuadCore-Dämmkern der Kingspan GmbH aus Wesel verkleidet. Letztere leisten nicht nur in der Verwendung einen großen Beitrag zum Umweltschutz, sondern werden auch bei der Herstellung einem hohen nachhaltigen Anspruch gerecht: So wird bei der Produktion des integrierten Schaumsystems ausschließlich mit Treibmitteln gearbeitet, die für die Ozonschicht unbedenklich sind. Zugleich wird gezielt einer Zero-Waste-Strategie verfolgt und sämtliche Komponenten der Sandwichpaneele können problemlos recycelt werden.

Die aluminiumgrau gestaltete Oberfläche akzentuiert die außergewöhnlichen Fluchten und Faltkanten des Gebäudes und spiegelt so dessen technikimmanenten Charakter wider. Foto: Simon Wegener
Die aluminiumgrau gestaltete Oberfläche akzentuiert die außergewöhnlichen Fluchten und Faltkanten des Gebäudes und spiegelt so dessen technikimmanenten Charakter wider. Foto: Simon Wegener

Geringer Aufbau mit erhöhter Wirksamkeit

Die Kingspan-Paneele weisen eine deutlich verbesserte Wärmedämmleistung im Vergleich zu anderen Systemen auf. So erreichen sie dank des integrierten QuadCore-Kerns bei einer Stärke von 100 Millimetern in der Gebäudehülle des Batteriespeichers einen U-Wert von 0,18 Watt pro Quadratmeter und Kelvin (W/m²K). Ein Dämmelement aus Mineralwolle müsste dagegen bei gleicher Leistung mindestens doppelt so dick sein. Schodlok erklärt: „Wir haben uns bei der Realisierung für die Paneele von Kingspan entschieden, weil sie ein freies Überspannen großer Stützweiten ermöglichen und ihr geringes Gewicht zugleich auch die Montage erleichterte“.

Dank einer verbesserten Dämmleistung und der umweltschonenden Produktionseigenschaften tragen die Kingspan-Paneele dazu bei, auch die Speicherung erneuerbarer Energien noch nachhaltiger zu gestalten. Foto: Simon Wegener
Dank einer verbesserten Dämmleistung und der umweltschonenden Produktionseigenschaften tragen die Kingspan-Paneele dazu bei, auch die Speicherung erneuerbarer Energien noch nachhaltiger zu gestalten. Foto: Simon Wegener

Sicherheit als Merkmal

Zertifiziert vom amerikanischen FM Global, zeichnet sich der QuadCore allerdings nicht nur durch seine effektive Dämmfunktion, sondern auch durch sein Brandverhalten aus. So ist er nach DIN 4102-1 als schwer entflammbar eingestuft und weist zugleich nach DIN EN 13501-1 eine sehr geringe Rauchentwicklung auf. „Diese Eigenschaften waren für uns bei der Produktwahl für die Gestaltung des Bauwerks von großer Bedeutung“, erläutert Schodlok.

Damit trägt das System bei der Realisierung des Batteriespeichers in Chemnitz zur Energieeffizienz und zugleich maßgeblich zum Gebäudeerhalt bei. „Die Paneele von Kingspan ermöglichten es uns, das Prinzip der Speicherung erneuerbarer Energien noch nachhaltiger und sicherer zu gestalten“, so Schodlok.

Kingspan GmbH, www.kingspan.de


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