"Airconomy": Neues 4-Leiter-System bewährt sich im Dauerbetrieb

Nach zweijährigem Dauerbetrieb im Unternehmensneubau der Schütz GmbH & Co. KGaA belegen kontinuierliche Messreihen der Temperaturen positive Ergebnisse des neuartigen 4-Leiter-Systems: Das eigens entwickelte System versetzt den jeweiligen Büronutzer erstmals in die Lage, raumweise individuell nach Tagesbedarf oder Temperaturempfinden zu heizen oder zu kühlen.

Das Gebäude

Die Schütz GmbH & Co. KGaA entschied sich 2014 zum Neubau des Verwaltungsgebäudes in Selters mit dem Ziel, neben einer nachhaltigen Bauweise vor allem die Versorgung ressourcenschonend und energieeffizient zu gewährleisten.

Eine moderne Wärmepumpenanlage sowie die passive Kühlung einer Erdsondenanlage versorgt daher den modern gestalteten Bürokomplex. 52 Büroeinheiten über vier Etagen, drei Besprechungsräume sowie mehrere Küchen, Toiletten- und Abstellräume bieten der Belegschaft hier zeitgemäße Arbeitsbedingungen.

Dazu zählt ausdrücklich ein behagliches Raumklima, wobei es nicht nur gilt, eine Fläche von nahezu 3.000 qm mit frischer Luft zu versorgen, im Winter warm zu halten und im Sommer zu kühlen. Darüber hinaus erforderte die deutliche Nord-Süd-Ausrichtung des Gebäudes sowie die großzügigen Fensterflächen der modernen Architektur adäquate Antworten von der Haustechnik: Im Winter benötigen die Räume auf der Nordseite deutlich mehr Heizleistung als die Südseite, gerade wenn die Sonne durch die Scheiben strahlt. Im Sommer wünscht sich dem gegenüber mancher Mitarbeiter Kühlung im südwärts ausgerichteten Büro während die Nordseite noch fröstelt. Hinzu kommt noch das tageszeitenabhängige, individuelle Behaglichkeitsempfinden der Mitarbeiter.

Und natürlich sollte all dies zu attraktiven Betriebskosten realisiert werden. Nur ein neuartiger Ansatz war in der Lage, die unterschiedlichen Anforderungen zu erfüllen: Sämtliche Räume mussten hinsichtlich Beheizung, Lüftung und Kühlung individuell steuerbar sein!

Die Lösung: Das neue 4-Leiter-System "Airconomy"

Das unternehmenseigene Flächenheiz- und Lüftungssystem "Airconomy" erfüllt bereits einige dieser Anforderungen: Als Komplettsystem kombiniert es nicht nur die klassische Warmwasser-Fußbodenheizung mit kontrollierter Be- und Entlüftung und Wärmerückgewinnung, sondern bietet darüber hinaus die Möglichkeit zur bedarfsgerechten Kühlung.

Grundsätzlich heizt oder kühlt das 4-Leiter-System "Airconomy" den Raum über eine Flächenheizung, allerdings führt das System zusätzlich frische, gefilterte Luft kontrolliert unter den Heizrohren in das Gebäude.

Das "Airconomy"-Systemmodul dient dabei als Wärmetauscher und bringt die Frischluft genau auf die gewünschte Raumtemperatur. Die Geometrie des Systemmoduls sorgt darüber hinaus für eine sehr leistungsstarke Schalldämpfung und erfüllt darüber hinaus auch alle Anforderungen, die aufgrund steigender Sensibilität durch Allergien und Hygiene entstehen.

Energetisch interessant: Im Fall von "Airconomy" sorgen die integrierte Wärmerückgewinnung mit bis zu 97% Wirkungsgrad und niedrigere Vorlauftemperaturen als bei herkömmlichen Fußbodenheizungen für einen besonders geringen Primärenergiebedarf. Heizung, Lüftung und Kühlung benötigen weniger als 16 kWh/m²a, die hier von einer Wärmepumpe gedeckt werden. Demgegenüber wird zur Kühlung lediglich eine Erdsondenanlage benötigt.

Für die gebäudeweite individuelle Steuerung jedes Raumes genügte jedoch der etablierte Heizkreisverteiler des 4-Leiter-Systems "Airconomy" noch nicht – Schütz entschied sich daher für die Weiterentwicklung in einer entscheidenden Funktion.

Grundsätzlich lässt sich ein Gebäude auf drei unterschiedliche Arten beheizen oder kühlen: Die Komplettumschaltung – beispielsweise über eine reversible Wärmepumpe – würde das ganze System von Heizen auf Kühlen umstellen: Optionen zur etagenweisen oder gar raumindividuellen Steuerung wären also nicht vorhanden. Auch die zonenweise Umschaltung des Gebäudes – als zweite Option – kommt nicht Frage, da hier ganze Heiz- oder Kühlstränge umgeschaltet werden müssten und somit zwei getrennte Wärme- und Kältequellen notwendig wären.

Die Ingenieure von Schütz entwickelten daher für die Anforderung einer raumindividuellen Steuerung das neuartige "Airconomy" 4-Leiter-System. Dafür werden zwei Heizkreisverteiler zeitgleich für die Regulierung eines Heizkreises genutzt, an denen permanent warmes und kaltes Wasser anliegt. Elektrische Stellantriebe schalten entsprechend der Raumanforderung des individuellen Thermostats den Verteiler auf Heizen oder Kühlen. Y-Stücke, die beide Verteiler miteinander verbinden, führen dann wahlweise kaltes oder warmes Wasser in den betreffenden Heizkreis. Zusätzlich wird die Frischluft dadurch ebenfalls vorerwärmt oder gekühlt. Im Ergebnis ist die erzielte Kühl- bzw. Heizleistung höher als bei einer konventionellen Flächenheizung/Flächenkühlung.

Kontinuierliche Messungen seit Juni 2015 weisen nun die Leistungsfähigkeit des Systems nach, das selbst die hohen Erwartungen des Herstellers übertreffen konnte: Im heißen Sommer 2015 kam es zu Schwankungen der Außentemperatur zwischen +7°C bis zu +42°C an der Gebäudefassade. Die Raumtemperaturen in vier verschiedenen Büroräumen an unterschiedlichen Gebäudestellen blieben jedoch über den gesamten Beobachtungszeitraum äußerst ausgeglichen und lagen stets zwischen +22°C und +26°C. Selbst am heißesten Tag, dem 2. Juli mit einer Außentemperatur am Gebäude von +42°C am späten Nachmittag erreichte keine Messstelle mehr als +26°C.

Alexander Muster, Bereichsleiter Energy Systems: "Unseren Heizkreisverteiler produzieren wir ja schon seit einiger Zeit selbst. Auf dieser Basis konnten wir für das Thema raumweise Kühlung mit dem im Hause Schütz entwickelten 4-Leiter System kurzfristig reagieren."

Gerade bei vorhandenen großen Fensterflächen und starker Nord-Süd-Orientierung des Gebäudes lässt sich so eine angenehme Raumtemperatur erreichen, ohne gleichzeitig Nachteile in anderen Gebäudeabschnitten in Kauf nehmen zu müssen. Das eigene Bürogebäude von Schütz in Selters nutzte der Hersteller als Eigenreferenz und für den messbaren Nachweis, dass das neue "Airconomy" 4-Leiter System über entscheidende Vorteile in puncto Komfort aber auch Energieeffizienz verfügt.