Bürogebäude von leitec®



Daten und Fakten

Standort:
Josef-Rodenstock-Str. 11
37308 Heilbad Heiligenstadt

Bauherr: leitec® Gebäudetechnik GmbH
Architekt: Architekturbüro Stadermann, 37327 Hausen

Fertigstellung: 09/2011

Nutzfläche: 1.360 m²
BGF: 1.540 m²
BRI: 6.400 m³

Gebäudeheizlast: 63,7 kW
Heizenergie: 105.000 kWh/a
Energiestandard: Plusenergiegebäude
Energieträger: Sonne, Luft, Erdwärme, Wasser, Eis

Architekten

Architekturbüro Stadermann - Architekten BDA
Winkelstr. 12a
37327 Hausen
Tel.: 03605-56190
Fax: 03605-513187
info@aos-online.de
www.aos-online.de

Geschäftsleitung: Dipl.-Ing. Ottmar Stadermann Architekt BDA

Bürophilosophie:
Das Leistungsspektrum unseres Büros umfasst alle Arbeitsgebiete der Projektentwicklung, Planung und des Baumanagements für Verwaltungs-, Kultur- und Wohngebäude, Schul-, Sport- und Freizeitbauten, Bauwerke für das Gesundheitswesen sowie Gewerbegebäude.

Die Entwicklung einer zukunftsfähigen Architektur erfordert den Einsatz intelligenter Technologien, innovativer Bauweisen, ökologisch verträglicher Baustoffe und umweltbezogener Energiebewirtschaftung. Unser Ziel ist es, in städtischen Strukturen ebenso wie in Entwurf und Ausführung einen werterhaltenden, ressourcenschonenden Umgang mit Materialien zu erreichen.

Dabei ist das Maß von Ottmar Stadermanns Architektur der Mensch. Es ist dabei nicht allein die Beanspruchung des Schönen und die Beherrschung der Proportionen, sondern vor allem die Belebung. Architektur ist persönlich. Diese Architektur ist auf eine direkte Weise kommunikativ, spricht die Sinne an, interagiert mit den Menschen und ruft ein Befinden hervor.

Fachplaner

Haustechnik & Elektroplanung
leitec® Gebäudetechnik GmbH
Josef-Rodenstock-Str. 11
37308 Heilbad Heiligenstadt
Tel.: 03606-66900
Fax: 03606-6690099
info@leitec.de
www.leitec.de

Bauphysik & Tragwerksplanung
GU Goldbeck Ost GmbH
Thöreyer Str. 1
99334 Ichtershausen
Tel.: 036202-7070

Genehmigungsplanung Statik
Ingenieurbüro Bell
Obertor 11
37327 Leinefelde-Worbis
Tel.: 03605-55960
Fax: 03605-559614

Freiraumplanung
Architekturbüro Stadermann - Architekten BDA
Winkelstr. 12a
37327 Hausen
Tel.: 03605-56190
Fax: 03605-513187
info@aos-online.de
www.aos-online.de


Entwurfsaufgabe

Als Fachunternehmen für Energie- und Gebäudetechnik war für den Bauherren leitec® Gebäudetechnik GmbH von Beginn an klar, dass das neue Unternehmensgebäude der Firmenphilosophie „Mit Energie in die Zukunft“ entsprechen sollte. Zudem sollte das Gebäude zukünftig als Referenz für das Unternehmen dienen und seinen Kunden praktische Einblicke ermöglichen.

Der neue Firmensitz nördlich von Heilbad Heiligenstadt nach Plänen des Architekturbüros Stadermann setzt diese Vision sowohl architektonisch mit dem weithin gut sichtbaren schrägen Photovoltaikdach als auch mit einem innovativen Energiekonzept um. Heizung und Kühlung übernimmt ein Eisspeicher-System, dass fünf regenerative Energiequellen miteinander kombiniert und konsequent in die Gebäudeprozesse integriert. Die großflächige Photovoltaikanlage deckt dabei den Eigenbedarf an Strom des Betriebsgebäudes und produziert sogar einen Überschuss, der in das öffentliche Netz eingespeist wird.



Projektbeschreibung

Die Kreisstadt Heilbad Heiligenstadt im Landkreis Eichsfeld in Thüringen ist einer der geographischen Mittelpunkte der Bundesrepublik. Hier im Drei-Länder-Eck Thüringen/Hessen/Niedersachsen ist das Unternehmen leitec® Gebäudetechnik GmbH ansässig. Für das neue Betriebsgebäude wählte das Unternehmen als Standort ein in den letzten Jahren neu  erschlossenes Gewerbegebiet nördlich des Stadtkerns von Heilbad Heiligenstadt mit Anschluss an die Autobahn A38.

Das Baugrundstück liegt am östlichen Rand des Gewerbegebiets und wird von der in Nord-Süd-Richtung verlaufenden Landstraße flankiert, die Heilbad Heiligenstadt mit der Autobahn verbindet sowie im weiteren Verlauf nach Göttingen führt. Eine sehr starke Südhanglage kennzeichnet das Grundstück, im Süden grenzt das Areal zudem an einen Grünzug mit eingebettetem Regenwasserrückhaltebecken. Im Bebauungsplan war ein Grünstreifen mit Bäumen unmittelbar auf der Südseite vor dem neu zu errichtenden Gebäude vorgeschrieben sowie ein Abstand zu der flankierenden Landstraße von 20 Metern. Das beauftragte Architekturbüro Stadermann aus Hausen setzte sich mit seinem Entwurf über die Festlegung des vorgegebenen Abstandes der Bebauung zum öffentlichen Verkehrsraum hinweg und stellte zudem den geplanten Grünstreifen in Frage. Das Gebäude- und Gestaltungskonzept für den signifikanten Baukörper war allerdings derart überzeugend, dass der Abweichung vom Bebauungsplan zugestimmt wurde.

Von Beginn an stand für den Bauherren und die Architekten fest, dass die neue Firmenzentrale die Firmenphilosophie widerspiegeln sollte. Weithin sichtbar zeigt dies schon das großflächige Segel aus Photovoltaikelementen. Der Entwurf des Architekturbüros Stadermann greift die Südhanglage sowie den topographischen Höhenunterschied auf und nutzt für das Segel die natürlich gegebene Hangsituation mit einer Neigung von 34 Grad. Unterhalb der 25 mal 48 Meter großen Photovoltaikanlage ist der zweigeschossige Bürotrakt angeordnet, dessen Erdgeschoss jeweils auf der West- und Ostseite über die Breite des Photovoltaiksegels herausragt. Auf der Ostseite kragt das Erdgeschoss zudem über die topographische Kante zur flankierenden Landstraße aus. Auf der Westseite stößt ein zweigeschossiger Baukörper, in dem sich die moderne Werkstatt für Steuerungs- und Verteilungstechnik sowie Lagerflächen befinden, quer an den Bürotrakt und bildet den Abschluss zum Gewerbegebiet.

Der Haupteingang des neuen Unternehmensgebäudes befindet sich auf der Nordseite. Das langgestreckte Bürogebäude ist zweihüftig organisiert und wird über einen zentralen Flur in der Gebäudemitte erschlossen. Die Büro- und Funktionsräume sind beidseitig an den Flur angelagert. Auf der Ostseite mündet der Flur in den Besprechungsbereich mit dem angrenzenden Büro der Geschäftsleitung. Das Obergeschoss beherbergt weitere Büros, einen Aufenthalts- und Ausstellungsbereich und einen Technikraum. Innerhalb des Photovoltaiksegels ist ein Band aus Öffnungen eingearbeitet. Ein teilweise überdachter Außenbereich ist vom Erdgeschoss zugänglich und bildet eine universell nutzbare Fläche für die Mitarbeiter.

Die Gestaltung der Außenanlagen stimmten die Architekten strikt auf die Linien der Fassaden ab. Steinflächen und Bepflanzungen sind in geometrischen Formen eingefasst und werden durch die integrierten Beleuchtungselemente wirkungsvoll in Szene gesetzt.


Baukonstruktion

Tragwerk

Der neue Firmensitz der leitec® Gebäudetechnik GmbH entstand auf einem Baugrundstück mit Südhanglage. Das komplette Gebäude ist in Skelettbauweise errichtet und wurde nach der EnEV 2009 geplant, wobei für den Bereich Fenster, Wände und Fußböden Produkte mit höheren Isolationswerten gewählt wurden.

Fassade

Der Bürotrakt erhielt eine Fassade aus vorgehängten Stahlbetonfertigteilen und einem auf das Energiekonzept des Gebäudes abgestimmten Wärmedämmverbundsystem. In der Nordfassade des Bürotrakts sind die Fenster in einem regelmäßigen Raster angeordnet. Der über die Hangkante auskragende Bereich ist mit einer Pfosten-Riegel-Konstruktion und raumhoher Verglasung ausgeführt. Das Photovoltaiksegel mit den Maßen 25 mal 48 Metern passt sich mit einer Neigung von 34 Grad der natürlich gegebenen Hangsituation an.


Interview

mit dem Bauherren und Fachplaner Bernd Apitz, Geschäftsführer der leitec® Gebäudetechnik GmbH


Worauf kam es Ihnen bei Ihrem neuen Firmengebäude an?

Wir hatten die Vision, ein modernes, architektonisch interessantes und zukunftsorientiertes Gebäude zu errichten, welches ohne fossile Brennstoffe auskommt und mit moderner Energie- und Gebäudetechnik reichlich Energieüberschuss erzeugt und dabei die Umwelt schont. Mit dem Gebäude möchten wir unseren Kunden unsere Innovationen, Lösungen und Dienstleistungen präsentieren. Der geplante Kostenrahmen sollte passen und wir wollten zukünftig keine Zusatzkosten für den Verbrauch von Energie mehr haben, sondern mit der eigens gewonnenen Energie und dem Energieüberschuss Geld verdienen. Die energetischen Werte, die Technik und Technologie sowie das Gebäude selbst sollten nachhaltig sein.

Inwiefern ist der Neubau repräsentativ für Ihr Unternehmen?
Das Unternehmen mit dem Firmensitz in Heiligenstadt, im AREAL 38, am Autobahnzubringer an der A38, hat einen optimalen Standort, an einem Südhang gelegen, mit Blick über die Stadt Heilbad Heiligenstadt. Des Weiteren liegt Heiligenstadt selbst in einer sehr zentralen Lage, in der Mitte Deutschlands und ist durch die A 38 von überall gut erreichbar. Die Energie- und Gebäudetechnik unseres Gebäudes ist einmalig in Deutschland und hat für großes öffentliches Interesse gesorgt. Es kommen sehr viele Technik-Interessierte, Planer und Architekten, die sich das Gebäude anschauen möchten. Ebenso führen wir interessante Veranstaltungen mit Wirtschaftsforen, Planer- und Architektenrunden durch.

Weiterhin haben wir auch in den letzten zwei Jahren sehr viele Auszeichnungen, wie beispielsweise den „Innovationspreis für Energie-Effizienz in Thüringen“, den „Umweltpreis Thüringen“, den „ELMAR-Markenpreis“ sowie den „QuerdenkerAward“ in München erhalten. Anlässlich der light & building 2014 wurden wir am 31. März 2014 mit dem „Deutschen Unternehmerpreis des Elektrohandwerks“ ausgezeichnet.

Aus welchen Gründen haben Sie sich für ein Eisspeicher-System entschieden
In der Planungsphase des Gebäudes haben wir von Anfang an den Einsatz von Wärmepumpen vorgesehen. Zu Beginn waren von unserer Seite 16 Erdbohrungen in je 100 Metern Tiefe mit einem Kostenvolumen von 70.000 Euro geplant. Da sich das Grundstück in einem Wasserschutzgebiet befindet, konnten wir die geplanten Bohrungen in der vorgesehenen Form aber nicht ausführen – es wären erhebliche Zusatzmaßnahmen erforderlich gewesen. So hätten die Bohrungen mit speziellen Sonden nur bis zu einer Tiefe von 50 Metern erfolgen dürfen und die Kosten hätten sich auf 150.000 Euro erhöht. Auf der Messe ISH in Frankfurt sind wir sind wir auf die Eisspeicher-Technologie von Viessmann aufmerksam geworden  und fanden diese sehr interessant. Nach der anschließenden Besichtigung von Bauprojekten, welche die Eisspeicher- Technologie bereits einsetzen, war der Entschluss gefasst, dieses System für unseren Firmenneubau einzusetzen. Die für uns wichtigen Aspekte bei der Entscheidung für dieses System waren unter anderem, dass mit dem Eisspeicher-System sowohl geheizt als auch gekühlt werden kann. Außerdem ist es wartungsarm und erweiterbar.

Welche Erfahrungen haben Sie mit dem Eisspeicher-System seit Inbetriebnahme gemacht?
Die Investitionskosten konnten wie geplant eingehalten werden. Die Energiewerte begeistern uns, da wir mit unserem Energiekonzept (Photovoltaikanlage mit Absorberanlage, Eisspeicher und Wärmepumpe) einen jährlichen Überschuss von rund 19.500 Euro erwirtschaften. Sehr interessant und beeindruckend war für uns, dass im Jahr 2013, in dem wir einen sehr kalten Winter hatten, das Gebäude komfortabel geheizt und an den sehr heißen Tagen im Sommer 2013 gut passiv gekühlt werden konnte. Das hat uns von dem System nochmals sehr überzeugt.

Wie planen Sie zukünftig das Energiekonzept noch zu erweitern?
Wir haben das System bereits schon erweitert und zusätzlich zu dem großen Eisspeicher mit einem Fassungsvermögen von 400.000 Litern eine zweiten Eisspeicher mit einem Volumen von 12.000 Litern installiert. Mit diesem zweiten Speicher und der Absorberanlage auf dem Dach haben wir die Möglichkeit, die Anlage auf dem Dach im Winter mit Wärme (etwa 6 bis 8 Grad Celsius) zu versorgen, um sie schneller von Schnee oder Eis zu befreien. Genau so können wir die Anlage im Sommer auf Temperaturen von circa 7 bis 8 Grad Celsius herunterkühlen um so eine höhere Leistung der Photovoltaik-Anlage zu erreichen. Das System ist aus unserer Sicht weiterhin ausbaufähig. Wir sehen auch sehr gute Chancen, den Eisspeicher zum Beispiel bei entstehender Prozessabwärme in der Industrie einzusetzen oder auch bei der Nutzung von Abwasserwärme wie sie beispielsweise bei Hallenbädern, Hotels oder anderen großen Anlagen entsteht, einzusetzen. Auch hier sehen wir viele Möglichkeiten, das Konzept einzusetzen, innovativ zu erweitern, Energie zu sparen und dadurch die Umwelt zu schonen.
 


Presseschau

Web:

„Firmengebäude Leitec in Heilbad Heiligenstadt“, Objektartikel Gebäudetechnik im www.baunetzwissen.de

Fachzeitschriften:

„Effizientes Energiekonzept mit flexibler Automation“, ep Elektro Praktiker. Handwerk. Planung. Industrie., Ausgabe 102013

Preise:

Preisträger „Thüringer Umweltpreis 2013“, Thüringer Ministerium für Landwirtschaft Forsten, Umwelt und Naturschutz
Preisträger „Thüringer EnergieEffizienzpreis 2013“, Thüringer Energie- und GreenTech-Agentur (ThEGA)
Finalist „Querdenker-Award 2013“ im Bereich Innovation, QUERDENKER-Club München

Energiekonzept

Von Beginn an stand für den Bauherren und die Fachplaner der leitec® Gebäudetechnik GmbH fest, dass die neue Firmenzentrale ohne die Nutzung fossiler Brennstoffe auskommen und mit moderner Energie- und Gebäudetechnik sogar einen reichlichen Energieüberschuss erzeugen sollte. Das Gebäude soll den Kunden von leitec® zudem die Innovationen, Lösungen und Dienstleistungen des Fachplanungsunternehmens zeigen.

Als regenerative Energiequelle prüften die Fachplaner während der Planungsphase zunächst die Möglichkeit einer geothermischen Anlage mit 16 Erdwärmesonden á 100 Metern. Allerdings befindet sich das Baugrundstück in einem Wasserschutzgebiet, so dass die geplanten Tiefenbohrungen nur mit speziellen Sonden bis maximal 50 Meter erfolgen dürfen, was eine Verdopplung der Kosten zur Folge gehabt hätte.

Stattdessen entschieden sich die Planer der leitec® Gebäudetechnik GmbH daraufhin für ein Energiekonzept, das fünf regenerative Energiequellen nutzt: Sonne, Luft, Erdwärme, Wasser und Eis. Das installierte Eisspeicher-System produziert nun nicht nur die benötigte Heizenergie von 105.000 kW/a, sondern kühlt in den Sommermonaten das gesamte Gebäude. Durch die großflächige Photovoltaikanlage ist das Unternehmen unabhängig von der Stromversorgung.

In Zusammenarbeit mit der Fachhochschule Nordhausen dokumentiert die leitec® GmbH die Ergebnisse des Energiekonzepts in den nächsten Jahren und wertet diese kontinuierlich aus, um die technischen Möglichkeiten auszuloten.

Photovoltaik

Weithin sichtbar und architektonisch prägend für das Erscheinungsbild des Bürogebäudes ist die großflächige Photovoltaikanlage. Diese besteht aus 906 Dünnschichtmodulen mit einer Leistung von jeweils 117 kWp. Der Gesamtertrag der 1.200 Quadratmeter großen Anlage liegt bei rund 110.000 kWh pro Jahr. Davon werden etwa 50 Prozent als Eigenverbrauch durch die leitec® Gebäudetechnik GmbH genutzt. Der überschüssige Stromertrag wird ins öffentliche Stromnetz eingespeist und vergütet.

Heizung und Kühlung

Die Temperierung des neuen Firmensitzes der leitec® Gebäudetechnik GmbH erfolgt über ein Eisspeicher-System von Viessmann. Als Herzstück fungiert ein im Erdreich installierter Eisspeicher. Der Eisspeicher mit einem Durchmesser von zehn und einer Höhe von sechs Metern hat ein Fassungsvermögen von 400.000 Litern. Das umgebende Erdreich unterstützt die Speicherung der Energie über längere Zeit ohne aufwendige Isolierung und gibt zudem Erdwärme an den Speicher ab, so dass auf diese Weise jährlich zusätzlich circa 18.000 kWh an geothermischer Energie gewonnen werden.

In dem Eisspeicher sind zwei Wärmetauscher angeordnet: Über den ersten Wärmetauscher wird dem Speicher die durch die Luft-Absorberanlage gewonnene Wärme zugeführt. Der zweite Wärmetauscher entzieht dem Wasser die Wärmeenergie durch die Wärmepumpen. Im Winter entziehen die Wärmepumpen dem Wasser im Speicher die Wärme und es wird zu Eis. In den Sommermonaten nutzt das System dieses Eis zur Kühlung des Gebäudes. Ist das Eis aufgebraucht und besteht noch Kühlbedarf können die Wärmepumpen auch aktiv kühlen. Das Eisspeicher-System nutzt die unterschiedlichen Aggregatszustände des Wassers und die freiwerdende Energie beim Phasenübergang. Die Wärmepumpen sind in der Heizzentrale des Gebäudes aufgestellt. Es handelt sich dabei um zwei Sole/Wasser- Wärmepumpen des Typs Vitocal 300-G von Viessmann, die nach dem Master/Slave-Prinzip als zweistufige Kombination miteinander verbunden sind. Auf diese Weise erreichen die Wärmepumpen zusammen eine Gesamtleistung von 64 kW. Der modulare Aufbau mit den separaten Verdichterkreisen sorgt zudem für eine besonders hohe Effizienz im Teillastbetrieb.In jeder der zwei Wärmepumpen sorgt ein  leistungsstarker, schalloptimierter Compliant-Scroll-Verdichter für hohe Zuverlässigkeit und leisen Betrieb. Gleichzeitig garantiert der Verdichter höchste Arbeitszahlen von 4,67 und 4,85. Der zum Betrieb der Wärmepumpen benötigte Strom von 31.000 kWh/a wird komplett von der Photovoltaikanlage erzeugt.

Unterhalb der Photovoltaikanlage ist die Anlage mit Solar/Luft-Absorbern installiert. Insgesamt 20 Absorberkreisläufe, jeweils ein Hydraulikkreislauf von 100 Metern Länge, bilden zusammen die Absorberanlage mit einer Gesamtlänge von 2.000 Metern. Bei Außentemperaturen ab drei Grad Celsius nimmt die Absorberanlage Wärme aus der Umgebungsluft auf und führt diese Energie zunächst als Primärenergie den Wärmepumpen sowie dem Eisspeicher zur Regeneration zu. Aktuell erzeugt die Absorberanlage 50.000 kWh/a, von denen allerdings aktuell nur 25.900 kWh/a zur Deckung der Heizenergie benötigt werden.

Die Temperierung innerhalb des Gebäudes erfolgt über einen Heizungsverteiler der mit Effizienz-Umwälzpumpen und elektronischen Mischverteilern ausgestattet ist. Je nach Funktion herrscht in den Räumen grundsätzlich eine Raumtemperatur von 19 bis 20 Grad Celsius. Ein Präsenzmelder regelt die Temperatur bei Anwesenheit innerhalb kürzester Zeit auf die individuell eingestellte Wohlfühltemperatur der Mitarbeiter. Aktive Niedertemperatur-Heizkörper mit integriertem Lüftersystem heizen um ein vielfaches schneller und tragen im Sommer sehr gut zur passiven Kühlung des Gebäudes bei.

> Produktinfos Sole/Wasser-Wärmepumpe Vitocal 300-G
 





Lüftung

Eine zentrale Lüftungsanlage mit effizienter Wärmerückgewinnung reduziert die benötigte Heizenergie um 40 bis 50 Prozent, da die internen Wärmegewinne durch Wärmerückgewinnung rund 24.000 kWh/a betragen. Zudem fallen  42.500 kWh/a an Kühlung und Server-Abwärme an, die wiederum innerhalb des Energiekonzepts intelligent genutzt werden. Die Räume werden kontrolliert mit Kohlendioxid-Reglern be- und entlüftet.

Warmwasser

Die Firmenzentrale der leitec® Gebäudetechnik GmbH ist ein reines Bürogebäude. Aus diesem Grund ist der Bedarf an Warmwasser gering. Daher sind zur Warmwassererzeugung in den Sanitärbereichen und den Teeküchen Elektro- Durchlauferhitzer sowie Elektro-Kleinspeicher mit fünf Litern Inhalt installiert.

Gebäudeautomation

Über einen Home-Server sind alle Komponenten des Energiekonzepts innerhalb der Gebäudeautomationstechnik durch eine KNX/EIB-Installation miteinander verknüpft. Die Sicherheits-BUS-Technik fragt alle Fenster- und Türkontakte ab, um diese in die Heizung und die Lüftungssteuerung effizient mit einzubinden. Über ein Interface als Bedienoberfläche des Servers kann das System per Touchscreen gesteuert werden. Von mobilen Endgeräten wie Smartphone und Tablet-PC lassen sich alle Funktionen und Energieverläufe der Gebäudesteuerung ebenfalls anzeigen, ablesen und fernsteuern.