Mit dem DockYard entsteht zurzeit am Osthafen in Berlin ein hochmodernes, energieeffizientes Bürogebäude. Dabei werden verschiedene klimaschonende Technologien clever miteinander kombiniert. Ein riesiger Eisspeicher, PV-T-Module, drei große Wärmepumpen mit natürlichem Kältemittel (Ammoniak) und ein KI-optimiertes Energiemanagementsystem sorgen für ein ganzjährig optimales Innenklima.
Im Dockyard Bürogebäude kommt Wärmepumpentechnik in Kombination mit innovativen Energiekonzepten zum Einsatz und ermöglicht es, ganzjährig große Energiemengen effizient zu nutzen und zu speichern. Gleichzeitig dient das Projekt als Leuchtturmprojekt. Es beweist, dass man auch in dicht besiedelten Metropolen wie Berlin mit kreativen und innovativen Lösungen etwas zur nachhaltigen Wärmeversorgung beitragen kann. Das meint auch Prof. Taco Holthuizen von der Berliner Hochschule für Technik (BHT) und sagt „die Wärmeversorgung dieser Stadt (Berlin) für Büros und Wohnen benötigt ungefähr so viel Energie wie das Land Brandenburg an erneuerbaren Energien liefern kann“. Insofern sollten auch die erneuerbaren Energien aus der Stadt effizient genutzt werden. Das am besten so effizient wie möglich.
Einer von Europas größten Eisspeichern entsteht
Das Herzstück des Energieversorgungskonzepts ist ein 1.500 Kubikmeter großer Wasserspeicher für Wärme und Kälte. Dieser wurde in einem ehemaligen unterirdischen Schienenschacht eingerichtet. Im Winter wird der Wasserspeicher sukzessive zu einem der größten Eisblöcke Europas gefroren. Das Phasenwechsel-Prinzip der Latentwärme (von Wasser zu Eis) ermöglicht eine besonders effiziente Wärmenutzung.
Im Februar entstehen auf den Wärmetauschplatten des Eisspeichers erste Eispartikel. Der Eisblock wird im Sommer teilweise zur passiven Kühlung genutzt und die überschüssige Wärme des Gebäudes wird in das Wasser eingebracht und „eingelagert“. Insgesamt hat der Tank für den Eisspeicher „14 Plattenwärmetauscher Module auf einer Länge von 120 Metern mit einer gesamt Absorber Fläche von 1619 Quadratmetern“ erklärt Danilo Thater von der Thater Kunststofftechnik GmbH. Über ein mehrere hundert Meter langes Rohrsystem fließt ein Glukose-Wassergemisch, die sogenannte Sole in die Plattenwärmetauscher. Die Sole liegt teilweise im Grundwasser aufgrund der Nähe zur Spree. Deswegen müssen hier laut Thater besondere Schutzmaßnahmen getroffen werden. Das bedeutet, es darf nicht zu sehr abgekühlt werden und nicht über 20 Grad Celsius aufgewärmt werden.
Zusätzlich sorgen auf dem Dach des Bürogebäudes PV und PV-T-Module für den Betrieb der Gebäudeanlagen und die Versorgung des Gebäudes mit Strom und Warmwasser. Zudem wird die Umweltenergie aus der Umgebungsluft genutzt, um eine gewisse Flexibilität im Energiemanagement zu gewährleisten. Die gewonnene Wärme bzw. Kälte aus dem Wasserspeicher und vom Dach wird über Deckenstrahlplatten und weitere Wärmetauscher in die Büros eingespeist. Insgesamt können bis zu 65 Grad Wärme bereitgestellt werden.
Außerdem sind die Stabilisierungspfähle des Gebäudefundaments thermisch aktiviert. So kann auch das Erdreich als Kurz- oder Langzeitspeicher dienen. Im Sommer nimmt das Erdreich überschüssige Wärme auf und kann so zusätzliche Wärmeenergie im Winter liefern.
Drei große Wärmepumpen
Drei Großwärmepumpen mit Ammoniak (Treibhauspotenzial GWP=0) als natürlichem Kältemittel leisten über 1 MW Heiz- und Kühlleistung und nutzen die Wärme aus dem Wasserspeicher sowie aus EDV-Abwärme und den PV-T-Modulen. Mit jeder Kilowattstunde Strom, die die Wärmepumpen verbrauchen, können sie rund viereinhalb Kilowattstunden Wärme oder siebeneinhalb Kilowattstunden Kälte erzeugen.
Ganzheitliches Energiemanagement
Um ganzjährige die höchste Effizienz zu erreichen, wird ein KI-basiertes Energiemanagementsystem genutzt. Das System steuert sämtliche Komponenten des Gebäudes an und wählt abhängig von Saison, Bedarf und Temperatur stets die optimale Wärmequelle. So kann sich das Gebäude bei schwankenden Bedürfnissen durch unterschiedliche Nutzungen oder Wetterbedingungen intelligent anpassen. Dabei verzichtet das vollständig strombasierte Energiekonzept auf fossile Brennstoffe und deckt laut Simulationen rund 90 Prozent des gesamten Energiebedarfs des Gebäudes ab.
Das Leuchtturmprojekt am Osthafen in Berlin zeigt eindrucksvoll wie erneuerbare Energien auch jetzt schon in der Stadt genutzt werden können und so erheblich zu einem umweltfreundlichen Wandel im Baubereich beitragen.
