Štvrť Rosenstein v Stuttgarte

Moderná obytná štvrť s inovatívnym energetickým systémom od spoločnosti Viessmann

Spoločnosť Siedlungswerk GmbH Wohnungs- und Städtebau realizuje projekt a výstavbu 500 bytov v štvrti Rosenstein v Stuttgarte, ktoré budú zásobované teplom, chladom a elektrickou energiou prostredníctvom viacrežimového energetického systému od spoločnosti Viessmann.

Prvá fáza výstavby v areáli bývalej farmaceutickej spoločnosti Haidle & Maier, známej ako "Schmidtgen-Areal" v novej štvrti Stuttgart-Rosenstein, bola dokončená v roku 2017. Stavebný pozemok na uliciach Nordbahnhofstraße a Eckartstraße má rozlohu približne 8600 m². Bolo tu postavených 125 bytových jednotiek s celkovou obytnou plochou približne 11 400 m² podľa štandardu KfW Efektívny dom 55.

Oblasť, ktorá sa nachádza v bezprostrednej blízkosti hlavnej železničnej stanice S21, sa nachádza priamo pri parkovo upravenom námestí Pragfriedhof a v blízkosti novej európskej štvrte a "rozvojovej oblasti Rosenstein", ktorá sa predtým nachádzala na mieste dnes už uvoľnených plôch železničnej trate. Odtiaľ je to už len kúsok k zámku Schlossgarten. Ľahká železnica zastavuje pri komplexe a za niekoľko minút dopraví obyvateľov priamo na námestie Schlossplatz, priamo v mestskom centre hlavného mesta spolkovej krajiny.

Architektonickú súťaž na prvú časť výstavby, ktorá sa konala na jar 2012, vyhrala spoločnosť Ackermann+Raff zo Stuttgartu a Tübingenu. Priamo na juhu, v susedstve bývalého areálu Staiger (na rohu ulíc Nordbahnhofstraße a Friedhofstraße), sa nachádzala druhá etapa výstavby Siedlungswerk. Tú realizoval víťaz druhej architektonickej súťaže, spoločnosť KBK Architekten GmbH Belz Lutz zo Stuttgartu, pričom výstavba sa začala v roku 2018.

Dokonale koordinovaný energetický koncept

Obytné budovy štvrte Rosenstein boli postavené podľa štandardu Efektívny dom 55 (EnEV 2014) v súlade so smernicami financovania KfW Bank. Sú navrhnuté na potrebu primárnej energie v rozmedzí 27,4 až 31,5 kWh/m2 vykurovanej plochy za rok. Na dosiahnutie týchto hodnôt sa klient a energetici rozhodli pre perspektívnu koncepciu vykurovania, chladenia a elektrickej energie s dokonale zladenými komponentmi od spoločnosti Viessmann; koncepciu, ktorá dokázala spojiť priaznivú energetickú bilanciu so zníženou spotrebou fosílnych palív a minimálnymi emisiami CO2.

V tejto modernej obytnej štvrti sa sleduje princíp sektorového prepojenia: okrem zásobníka ľadovej energie ako primárneho zdroja energie na vykurovanie a chladenie zásobuje komplex budov teplom, chladením a elektrickou energiou veľké tepelné čerpadlo, plynový kondenzačný kotol, kogeneračná jednotka a fotovoltický systém. Mestský život bez vlastníctva auta je tu úplne možný, obyvatelia využívajú systém zdieľania áut s elektrickými vozidlami. Elektrickú energiu potrebnú na nabíjanie elektromobilov vyrába kogeneračná jednotka a fotovoltické moduly priamo v samotnom obytnom komplexe.

Vysoko efektívna súhra všetkých komponentov

Vykurovacie centrum sa nachádza v suteréne obytného komplexu a jeho jadrom je kogeneračná jednotka Vitobloc EM 50/81. Kogeneračná jednotka funguje na princípe kogenerácie: motor na zemný plyn s dlhou životnosťou vyrába teplo a elektrickú energiu v spojenom procese. Ide o premenu mechanickej energie na elektrickú energiu, ktorá sa použije ako pohonná energia pre tepelné čerpadlo Vitocal 350-G na vykurovanie a chladenie. Tepelná energia sa na druhej strane absorbuje prostredníctvom výmenníka tepla Vitotrans 200 spojeného s kogeneračnou jednotkou a využíva sa na vykurovanie priestorov alebo ohrev TÚV.

Počas špičkového zaťaženia, napríklad počas chladných zimných dní, systém podporuje moderný plynový kondenzačný kotol Vitocrossal 300 s výkonom 605 kW. Dokonalá súhra všetkých komponentov umožňuje, aby sa požadovaná vykurovacia energia a časť elektrickej energie získavala priamo v samotnom obytnom komplexe. Tým sa znižujú náklady na energiu aj závislosť od verejných energetických rozvodov.

Inovatívny systém uskladňovania energie v ľadovej vode

Na južnom konci staveniska prvej fázy výstavby obytného komplexu bol do zeme inštalovaný zásobník ľadovej energie s technológiou Viessmann. Betónový blok s dĺžkou približne 17 metrov, šírkou 9 metrov a hĺbkou 6 metrov je naplnený približne 800 m³ vody a slúži ako dlhodobý zásobník energie pre tepelné čerpadlo: počas vykurovacej sezóny čerpadlo odoberá energiu z ľadového zásobníka, kým voda vo vnútri väčšinou nezamrzne. Využíva kryštalizačnú energiu, ktorá sa uvoľňuje pri zamŕzaní vody na ľad. Tento proces poskytuje rovnaké množstvo energie, aké je potrebné na ohrev jedného litra vody z 0 °C na 80 °C. Takto získaná energia sa počas vykurovacej sezóny dodáva do podlahového vykurovania obytných budov.

V režime regenerácie sa ľad opäť rozmrazuje. Táto zmena fyzikálneho stavu sa môže opakovať tak často, ako je potrebné, a technológia je prakticky bezúdržbová. Na konci vykurovacej sezóny sa selektívne vytvorí ľad, ktorý je potom k dispozícii ako zdroj chladu na udržiavanie chladu v budove počas horúcich dní. V lete sa nižšie vonkajšie teploty v noci môžu využiť na chladenie vody v sklade alebo samotnej budovy prostredníctvom solárnych absorbérov vzduchu.

Systémy zásobníkov ľadovej energie Viessmann si nevyžadujú povolenie a môžu sa používať aj v oblastiach s ochranou vody. Využitie kryštalizačnej energie a kombinácia troch zdrojov energie okolitého vzduchu, slnečného žiarenia a zeme sú zárukou vysokej účinnosti.

Inteligentné riadenie zdrojov energie

Inteligentné riadenie zdrojov energie zabezpečuje spoľahlivú a efektívnu súčinnosť zásobníka ľadovej energie, solárnych vzduchových absorbérov a tepelného čerpadla. To znamená, že všetky relevantné údaje o systéme sa priebežne vyhodnocujú. Výsledky tvoria základ systému hlásení, ktorý vytvára tím odborníkov a odovzdáva ho prevádzkovateľovi. Údaje o výkone tepelného čerpadla možno optimalizovať napríklad zohľadnením individuálnych požiadaviek. Výsledkom je čo najnižšia spotreba elektrickej energie a zodpovedajúco atraktívny sezónny výkonový faktor.

Zavedením odporúčaných opatrení do praxe možno naplno využiť potenciál systému, čo umožňuje dosiahnuť úspory prevádzkových nákladov.

Bezplatná slnečná energia prostredníctvom solárnych tepelných systémov a fotovoltaiky

Solárne vzduchové absorbéry sú nainštalované na plochých strechách štyroch zo siedmich budov z prvej fázy výstavby. V lete systém s rozlohou 351 štvorcových metrov dodáva získanú slnečnú energiu do zásobníka zmrazeného ľadu, aby ho rozmrazil a pripravil na vykurovaciu sezónu. Regenerácia prebieha vždy, keď je absorbér teplejší ako zásobník ľadu, takže je možná aj počas mierneho zimného dňa.

Solárne vzduchové absorbéry sú otvorené, nezasklené kolektory. Využívajú teplo z okolitého vzduchu, ako aj slnečné svetlo na regeneráciu zásobníka ľadu a ako priamy zdroj tepla pre tepelné čerpadlo. Nezasklené solárne vzduchové absorbéry sú obzvlášť vhodné pre systém zásobníka ľadovej energie, pretože mu dodávajú energiu aj vtedy, keď je teplota vzduchu nízka a nie je žiadne slnečné žiarenie. Absorbéry nepretržite využívajú voľnú energiu z prostredia - z okolitého vzduchu v noci, ako aj zo slnečného žiarenia cez deň.

Ďalšie dve plochy plochej strechy sa využívajú na výrobu elektrickej energie pomocou fotovoltického systému s rozlohou 408 metrov štvorcových. Využívanie slnečnej energie týmto spôsobom môže ušetriť približne 260 ton CO2 ročne. To zodpovedá prejdeniu dvoch miliónov kilometrov autom za rok.

Fotovoltaický systém dodáva elektrickú energiu aj pre ventilačný systém budovy, výťahy a osvetlenie, ako aj pre elektrický autobazár.

Inovatívny koncept mobility

Mobilita je po bývaní ďalšou základnou ľudskou potrebou. Preto spoločnosť Siedlungswerk vyvinula individuálny koncept mobility pre novú obytnú štvrť v rámci výskumného partnerstva "LivingLab BWe mobil" Electric Mobility Showcase Spolkovej republiky Nemecko.

Dostupnosť systému zdieľania elektromobilov priamo v mieste bydliska otvára nové možnosti mobility a predstavuje ekologicky zodpovednú alternatívu k vlastnému automobilu. Elektrická energia vyrobená v obytnom komplexe sa najprv ukladá do batériového systému a potom sa podľa potreby dodáva spotrebiteľom v domácnosti alebo sa používa na nabíjanie elektrických vozidiel. To má pozitívny vplyv na energetickú bilanciu aj na emisie CO2. Elektromobily totiž nielenže znižujú hladinu hluku, ale aj emisie škodlivín.

Inovatívny koncept mobility ako základná súčasť mestského života sa stretol s konštantne pozitívnym ohlasom a vzbudil pozornosť v celom Nemecku. To umožnilo vytvoriť nové dohody o spolupráci a demonštrovať, ako môže byť elektromobilita zmysluplnou súčasťou celkovej efektívnej energetickej koncepcie.