Četrt Rosenstein v Stuttgartu

Sodobna stanovanjska četrt z inovativnim energetskim sistemom Viessmann

Podjetje Siedlungswerk GmbH Wohnungs- und Stäädtebau izvaja razvoj in gradnjo 500 stanovanj v četrti Rosenstein v Stuttgartu, ki jih bo z ogrevanjem, hlajenjem in električno energijo oskrboval večnamenski energetski sistem podjetja Viessmann.

Prva faza gradnje na lokaciji nekdanjega farmacevtskega podjetja Haidle & Maier, znane kot "Schmidtgen-Areal" v novi četrti Stuttgart-Rosenstein, je bila zaključena leta 2017. Gradbeno zemljišče na cestah Nordbahnhofstraßße in Eckartstraßße obsega približno 8600 m² površine. Tu je bilo po standardu KfW Efficiency House 55 zgrajenih 125 stanovanjskih enot s skupno bivalno površino približno 11.400 m².

Območje, ki je v neposredni bližini postaje glavne proge S21, se nahaja neposredno ob parkovno urejenem Pragfriedhofu ter v bližini nove evropske četrti in "razvojnega območja Rosenstein", na katerem so se prej nahajala zdaj izpraznjena območja železniške proge. Od tam je le kratek sprehod do gradu Schlossgarten. Lahka železnica se ustavi pri kompleksu in prebivalce v nekaj minutah pripelje neposredno do trga Schlossplatz, ki se nahaja v samem mestnem središču glavnega mesta zvezne dežele.

Na arhitekturnem natečaju, ki je potekal spomladi 2012 za prvi del razvoja, je zmagalo podjetje Ackermann+Raff iz Stuttgarta in Tüübingena. Neposredno ob južni strani, na nekdanjem zemljišču podjetja Staiger (na vogalu Nordbahnhofstraßße in Friedhofstraßße), je bila lokacija za drugo fazo gradnje Siedlungswerk. Izvedel jo je zmagovalec drugega arhitekturnega natečaja, KBK Architekten GmbH Belz Lutz iz Stuttgarta, gradnja pa se je začela leta 2018.

Popolnoma usklajen energetski koncept

Stanovanjske stavbe v četrti Rosenstein so bile zgrajene po standardu Efficiency House 55 (EnEV 2014) v skladu s smernicami financiranja banke KfW. Zasnovane so za potrebe po primarni energiji med 27,4 in 31,5 kWh/m2 ogrevane površine na leto. Da bi dosegli te vrednosti, so se naročnik in energetski načrtovalci odločili za v prihodnost usmerjen koncept ogrevanja, hlajenja in električne energije s popolnoma usklajenimi komponentami podjetja Viessmann; koncept, ki je lahko združil ugodno energetsko bilanco z manjšo porabo fosilnih goriv in minimalnimi emisijami CO2.

V tej sodobni stanovanjski četrti se zasleduje načelo sektorskega spajanja: poleg zalogovnika ledene energije kot primarnega vira energije za ogrevanje in hlajenje stavbni kompleks z ogrevanjem, hlajenjem in električno energijo oskrbujejo velika toplotna črpalka, plinski kondenzacijski kotel, kogeneracijska enota in fotovoltaični sistem. Urbano življenje brez lastništva avtomobila je tu povsem mogoče, saj prebivalci uporabljajo sistem souporabe avtomobilov z električnimi vozili. Električno energijo, ki je potrebna za polnjenje električnih avtomobilov, proizvajata kogeneracijska enota in fotovoltaični moduli neposredno v stanovanjskem kompleksu.

Zelo učinkovito medsebojno delovanje vseh sestavnih delov

Ogrevalni center se nahaja v kleti stanovanjskega kompleksa, njegovo jedro pa predstavlja kogeneracijska enota Vitobloc EM 50/81. Kogeneracijska enota deluje po načelu soproizvodnje: motor na zemeljski plin z dolgo življenjsko dobo v povezanem procesu proizvaja toploto in električno energijo. Pri tem se mehanska energija pretvarja v električno energijo, ki se uporablja kot pogonska energija za toplotno črpalko Vitocal 350-G za ogrevanje in hlajenje. Po drugi strani se toplotna energija absorbira prek toplotnega izmenjevalnika Vitotrans 200, povezanega z enoto za soproizvodnjo toplote in električne energije, in se uporablja za ogrevanje prostorov ali pripravo tople vode.

Med največjimi obremenitvami, na primer v hladnih zimskih dneh, sistem podpira sodoben plinski kondenzacijski kotel Vitocrossal 300 z močjo 605 kW. Popolno medsebojno delovanje vseh komponent omogoča, da se potrebna ogrevalna energija in del električne energije pridobivata neposredno iz samega stanovanjskega kompleksa. S tem se zmanjšajo stroški energije in odvisnost od javnih služb za oskrbo z električno energijo.

Inovativni sistem za shranjevanje energije v ledu

Na južnem koncu gradbišča prve faze gradnje stanovanjskega kompleksa je bilo v tla vgrajeno skladišče ledene energije s tehnologijo Viessmann. Betonski blok, dolg približno 17 metrov, širok 9 metrov in globok 6 metrov, je napolnjen s približno 800 m³ vode in služi kot dolgoročni zalogovnik energije za toplotno črpalko: med ogrevalno sezono črpalka črpa energijo iz zalogovnika ledu, dokler voda v njem večinoma ne zamrzne. Pri tem se uporablja kristalizacijska energija, ki se sprosti, ko voda zamrzne v led. Ta proces zagotavlja enako količino energije, kot je potrebna za segrevanje enega litra vode z 0 °C na 80 °C. Tako pridobljena energija se med ogrevalno sezono uporablja za talno ogrevanje stanovanjskih stavb.

V načinu regeneracije se led ponovno odtaja. To spremembo fizikalnega stanja je mogoče ponavljati tako pogosto, kot je potrebno, tehnologija pa je praktično brez vzdrževanja. Ob koncu ogrevalne sezone se selektivno tvori led, ki je nato na voljo kot vir hlajenja za ohranjanje hladu v stavbi v vročih dneh. Poleti se lahko nižje zunanje temperature ponoči uporabijo za hlajenje vode v skladišču ali same stavbe prek solarnih absorberjev zraka.

Viessmannovi sistemi za shranjevanje energije ledu ne potrebujejo dovoljenja in se lahko uporabljajo tudi na vodovarstvenih območjih. Uporaba kristalizacijske energije in kombinacija treh virov energije - zunanjega zraka, sončnega sevanja in zemlje - sta zagotovilo za visoko učinkovitost.

Inteligentno upravljanje virov energije

Inteligentno upravljanje virov energije zagotavlja zanesljivo in učinkovito delovanje zalogovnika ledene energije, solarnih zračnih absorberjev in toplotne črpalke. To pomeni, da se vsi pomembni podatki o sistemu nenehno ocenjujejo. Rezultati so osnova za sistem poročanja, ki ga oblikuje skupina strokovnjakov in se posreduje upravljavcu. Podatke o učinkovitosti toplotne črpalke je mogoče optimizirati z upoštevanjem individualnih zahtev, na primer. Rezultat je najnižja možna poraba električne energije in ustrezno privlačen sezonski faktor učinkovitosti.

Z izvajanjem priporočenih ukrepov v praksi je mogoče v celoti izkoristiti potencial sistema, kar omogoča prihranke pri obratovalnih stroških.

Brezplačna sončna energija s pomočjo solarnih toplotnih sistemov in fotovoltaike

Solarni zračni absorberji so nameščeni na ravnih strehah štirih od sedmih stavb iz prve faze gradnje. Poleti sistem, ki meri 351 kvadratnih metrov, pridobljeno sončno energijo dovaja v skladišče zamrznjenega ledu, da ga odmrzne in tako regenerira ter pripravi na ogrevalno sezono. Regeneracija vedno poteka, ko je absorber toplejši od zalogovnika ledu, zato je mogoča tudi na blag zimski dan.

Absorberji sončnega zraka so odprti, nezastekljeni kolektorji. Za regeneracijo zalogovnika ledu in kot neposredni vir toplote za toplotno črpalko uporabljajo toploto iz zunanjega zraka in sončno svetlobo. Nezastekljeni absorberji sončnega zraka so še posebej primerni za sistem zalogovnika energije ledu, saj mu zagotavljajo energijo tudi takrat, ko je temperatura zraka nizka in ni sončnega sevanja. Absorberji neprekinjeno uporabljajo brezplačno energijo iz okolja - tako iz zunanjega zraka ponoči kot tudi iz sončnega sevanja podnevi.

Dve dodatni površini ravne strehe se uporabljata za pridobivanje električne energije s pomočjo 408 kvadratnih metrov velikega fotovoltaičnega sistema. S takšno uporabo sončne energije lahko prihranimo približno 260 ton CO2 na leto. To je enakovredno dvema milijonoma kilometrov, ki jih v enem letu prevozimo z avtomobilom.

Fotonapetostni sistem oskrbuje z električno energijo tudi prezračevalni sistem stavbe, dvigala in razsvetljavo ter skladišče električnih avtomobilov.

Inovativen koncept mobilnosti

Mobilnost je po stanovanju druga osnovna človekova potreba. Zato je podjetje Siedlungswerk v okviru raziskovalnega partnerstva "LivingLab BWe mobil" Electric Mobility Showcase Zvezne republike Nemčije razvilo individualni koncept mobilnosti za novo stanovanjsko četrt.

Dostopnost sheme souporabe električnih vozil neposredno v kraju bivanja odpira nove možnosti mobilnosti in je okoljsko odgovorna alternativa lastništvu avtomobila. Električna energija, proizvedena v stanovanjskem kompleksu, se najprej shrani v baterijskem sistemu, nato pa se po potrebi dobavlja gospodinjskim porabnikom ali pa se uporablja za polnjenje električnih vozil. To pozitivno vpliva na energetsko bilanco in emisije CO2. Navsezadnje električna vozila ne zmanjšujejo le ravni hrupa, temveč tudi emisije onesnaževal.

Inovativni koncept mobilnosti kot bistvena sestavina mestnega življenja je naletel na stalen pozitiven odziv in pritegnil pozornost po vsej Nemčiji. To je omogočilo oblikovanje novih dogovorov o sodelovanju in pokazalo, kako je lahko elektromobilnost pomemben sestavni del učinkovitega celovitega energetskega koncepta.