Neubau eines energieeffizienten Gewerbegebäudes mit Erdwärmepumpe
Die RAMPA GmbH & Co. KG aus Büchen bei Hamburg ist ein mittelständisches Unternehmen im Bereich der Metallverarbeitung. Seit fünf Jahren engangiert sich das Unternehmen für eine gesteigerte Nachhaltigkeit. Im Jahr 2021 wurde der unternehmenseigene CO2-Fußabdruck ermittelt. Die eigenen CO2-Emissionen werden seitdem kompensiert. Für einen Neubau, an welchem zwei Standorte vereinigt wurden, sollten die besten energetischen Standards und Erkenntnissen umgesetzt werden.
Methode: | Niedrigenergiegebäude, Erdwärmepumpen |
Branchentyp: | Metallverarbeitung |
Standort: | Büchen |
Unternehmen: | Rampa GmbH & Co. KG |
Verfahren: | Heizungstechnik |
Ausgangszustand
Die RAMPA GmbH & Co. KG ist ein mittelständisches Unternehmen und im Bereich der Metallverarbeitung tätig. Das Unternehmen hat seinen Sitz in Büchen in der Nähe von Hamburg und produziert Gewindeeinsätze aus verschiedenen Werkstoffen (Stahl, Edelstahl, Messing). Rampa engagiert sich seit fünf Jahren für eine gesteigerte Nachhaltigkeit, 2021 wurde der CO2-Fußabdruck ermittelt, die eigenen CO2-Emissionen werden seitdem kompensiert.
Im Altbestand, eine ursprüngliche Fertigungshalle und ein Verwaltungsgebäude, wurden die Räume und Hallen durch zwei Gasheizungen erwärmt. Die Wärmeverteilung erfolgte in den Büros über Heizkörper und in den Hallen entweder über große Heizkörper sowie eine Heißluftanlage. Da es sich um einen Altbau handelte, der energetisch nicht auf dem neusten Stand war, aber die Maschinen sowie Materialien für eine optimale Bearbeitung konstante Temperaturen benötigen, mussten die Hallen zusätzlich beheizt werden. Es war ein Wunsch der Inhaberfamilie, die beiden vorhandenen Standorte zusammenzuführen, wofür nur ein Neubau in Frage kam.
Angaben zum Projekt | ||
Energieeffizienz | Senkung des Energieverbrauchs | 288 MWh/a Gas 97 MWh/a Strom |
Prozentuale Energieeinsparung | 19 % bezogen auf den Prozess Wärmeversorgung | |
Klimaschutz | CO2-Einsparung | ca. 52 Tonnen CO2e / Jahr Im ersten Jahr nach Neubaubezug |
Wirtschaftlichkeit | Investitionen*) | unbekannt |
Amortisationszeit (mit Förderung) | unbekannt | |
Förderung | KfW-Effizienzhausstandard 40 |
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Maßnahmen
Bei der Entscheidung für den Neubau war es oberste Prämisse, diesen Bau nach besten energetischen Standards und Erkenntnissen umzusetzen. Anfang 2023 wurde das Gebäude final bezogen und der Betrieb aufgenommen.
Es handelt sich um eines der wenigen KFW-40-Gewerbegebäude der Region. Das Effizienzhaus 40 beschreibt einen besonders energiesparenden Bau- und Sanierungsstandard. Damit das Gebäude kaum Wärme verliert und den geringen Bedarf höchst effizient decken kann wurden mehrere Maßnahmen kombiniert: Errichtung einer energieeffizienten Gebäudehülle, kontrolliertes Belüftungssystem, eine elektrifizierte Wärmeerzeugung durch Einsatz von Erdwärmepumpen, Pufferspeicher, Nutzung der Maschinenabwärme sowie ergänzende Dunkelstrahler in der Produktion.
Das Gebäude wurde mit einem effizienten Wärmeschutz ausgestattet: Die Wände aus Kalksandsteinmauerwerk bzw. Beton wurden mit 20 cm Mineralwolle-Fassadendämmplatten (Wärmeleitstufe 032) isoliert. Zusätzlich wurde eine Edelstahlunterkonstruktion für die Fassade gewählt, um die Dämmwirkung weiter zu optimieren. Das Dach wurde mit 24 cm Mineralwolle gedämmt. Für die Bürofenster wurden passivhaustaugliche Profile verwendet. Diese sind und mit einer Dreifachverglasung (Ug = 0,6 W/(m² K)) ausgestattet. Der spezifische Transmissionswärmeverlust HT‘ für den Büro- und Sozialbereich beträgt = 0,31 W/(m² K). Das Gebäude verfügt über eine hohe Luftdichtigkeit von q50 = 1,3 m³/h.
Die Wärmeerzeugung für die Gebäudeheizung und die zentrale Warmwasserbereitung erfolgt mittels einer Erdwärmepumpe mit einer elektrischen Leistung von 24,5 kW. Dabei handelt es sich um eine Sole-Wasser-Wärmepumpe, die über vertikal verlegte Rohrleitungen Wärmeenergie aus dem Erdreich gewinnt. In den Rohrleitungen zirkuliert die sogenannte Sole – ein Mix aus Wasser und Frostschutzmittel. Als Wärmequelle dienen 23 Erdbohrungen von je 75 m Tiefe (83,8 MWh/a Wärmeleistung). Die erforderlichen Bohrungen wurden mit der Errichtung des Gebäudes durchgeführt. Der Vorteil der Erdwärmenutzung besteht in der hohen Effizienz durch auch im Winter gleichbleibende Temperatur im tieferliegenden Erdreich (7 – 10 °C). Um die Vorlauftemperaturen gering zu halten und die Effizienz der Wärmepumpe zu optimieren wurden sämtliche Büroflächen mit Fußbodenheizungen ausgestattet.
Ein Großteil der erforderlichen Heizenergie im Produktionsbereich wird bereits durch die Abwärme der Maschinen (spanabhebende und kaltumformende Bearbeitungsverfahren) bereitgestellt. Hierzu wurden Absauganlagen und spezielle Luftfilter installiert. Um die erforderliche Flexibilität bei der Raumnutzung und Maschinenaufstellung zu gewährleisten, konnte in diesem Bereich keine Fußbodenheizung eingesetzt werden. Für Spitzenlast- und Reserveenergie wurden erdgasbasierte Dunkelstrahler installiert. Der Erdgasverbrauch bleibt dabei gering, da die Zusatzheizung nur bei sehr tiefen Außentemperaturen erforderlich wird.
Zur Belüftung und zusätzlichen Nachtkühlung während den Sommermonaten wird ein Kaminsogprinzip genutzt. Dafür wurden in der Fensterfassade der Räume Lüftungsgitter und den zwei Treppenhäusern Lichtkuppeln eingebracht. Durch Öffnen der Lüftungsgitter und Lichtkuppeln zum Feierabend entsteht ein Unterdruck im Gebäude und die warme Luft wird automatisch herausgesogen. Die kühlere Nachtluft ist dann im Gebäude und ermöglicht ein angenehmes Arbeitsklima in den Sommermonaten. Zusätzlich unterstützt wird die Kühlung durch die Fußbodenkühlung.
Durch ein zusätzliches Modul in der Wärmepumpeneinheit können in den Sommermonaten die Leitungen der Fußbodenheizung zur Kühlung genutzt werden. Dabei wird durch das Leitungssystem, das durch Erdwärme abgekühlte Wasser gefördert. Die Leitungen geben die Kälte über den Fußboden in den Raum ab.
Eine Photovoltaik-Anlage mit 94,5 kWp auf dem Gebäudedach sorgt für eine klimaschonende Eigenstromerzeugung. Der verbleibende Strombedarf wird über einen Grünstrom-Bezug auf Herkunftsnachweisbasis gedeckt. Das Gebäude erfüllt als eines der ersten Gewerbeimmobilien in Norddeutschland die Anforderungen der Bundesförderung für effiziente Gebäude in Nichtwohnungsgebäudebereichen.