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En-Sol – Solare Lüftung für Schulen

Lüftung und Klimatisierung werden in Zukunft immer wichtiger. Zum einen bringt der Klimawandel heißere Sommer und größere Temperaturschwankungen, zum anderen macht konventionelles Lüften in modernen Niedrig- und Passivenergiehäuser bis zur Hälfte der Wärmeverluste aus. Schulen, wo Schüler tagsüber dichtgedrängt lernen, die nachts aber leer stehen, stellen Architekten vor eine besondere Herausforderung. Im Jahr 2008 förderte der Innovationsfonds bereits ein Projekt in Offenburg mit dem Ziel, Schulen ohne herkömmliche Klimaanlagen zu klimatisieren. Ein weiteres Projekt der Hochschule Offenburg erforschte 2010 die klimafreundliche Lüftung von sanierten Gebäuden.

Diese Ergebnisse fließen nun ein in neues Projekt, das ein solares, dezentrales Lüftungssystem an der Offenburger Waldbachschule einsetzt. Während der anstehenden energetischen Sanierung wird dort ein innovatives solares Lüftungssystem mit Wärmetauschern und CO2-Sensoren eingebaut. Diese Kombination kommt vereinzelt schon in Wohngebäuden zum Einsatz; in Schulen ist sie noch unerprobt. In einem an der Fassade angebrachten Luftkollektor erwärmen Sonne und Gebäudewand hierfür die Außenluft; ein Ventilator steuert, wie viel warme oder kalte Frischluft ins Gebäude gelangt. Die Frischluft durchfließt anschließend das Gebäude in einem genau durchdachten Muster. Dezentrale Lüftungssysteme haben wesentliche Vorteile. Sie sind langfristig günstiger und wartungsarmer als herkömmliche Anlagen, verbrauchen kaum Energie und sparen so CO2 ein. Außerdem benötigen sie keine Lüftungskanäle und lassen sich platzsparend nachträglich in die Fassade einbauen, beispielsweise während einer Sanierung.

Ziel des Projektes ist es, Steuerungssoftware und Messtechnik zu entwickeln, die Temperatur, Feuchtigkeit und CO2-Konzentration an verschiedenen Stellen im Gebäude misst und auf die Bedürfnisse einer Schule anpasst. Aus diesen Daten erstellen die Projektmitarbeiter in Zusammenarbeit mit der Firma Enersearch Solar und Wärmetechnik Stuttgart einen Steuerungsalgorhythmus. Messdaten und Ergebnisse stehen später der Öffentlichkeit zur Verfügung und machen die Waldbachschule so zum Modell für andere Schulen. Außerdem informiert ein Workshop interessierte Fachleute, und auch die Schule selbst macht das neue System zum Thema im Unterricht und in Veranstaltungen.

Projektdaten

Projektnummer 2016-10
Projektart Bau und Anwendung
Projektträger Stadt Offenburg
Laufzeit Januar 2016 bis Dezember 2019
Zuschuss 125.000

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Aquaponisches Solares Gewächshaus
Neuenburg

Innovatives Gewächshaussystem mit Fischzucht und Solarstrom

In Neuenburg erprobte die Firma EBF GmbH ein innovatives Gewächshaussystem, in dem durch eine multifunktionelle Photovoltaikanlage Pflanzen- und Fischzucht ganzjährig möglich sind. Das sogenannte Aquaponic System – abgeleitet von Aquakultur für Fisch- und Hydroponik für Pflanzenzucht – kommt dabei weitgehend ohne externe Energiequellen aus. Anders als im herkömmlichen Pflanzenbau, wachsen bei der Hydroponik Pflanzen nicht im Erdreich, sondern in einem speziellen, wasserreichen Substrat, das auf die Bedürfnisse der Pflanzen abgestimmt ist. Das Wasser für die Pflanzenzucht kommt aus den Fischbecken, ist dadurch bereits mit Nährstoffen angereichert und benötigt keine weiteren Dünger. So entsteht ein Wasser sparender, geschlossener Kreislauf mit nur geringer CO2-Emission. Das Gewächshaus ist mit einer ETFE-Folie überzogen, die besonders stabil und selbstreinigend ist und die für das Pflanzenwachstum notwendigen UV-Strahlen durchlässt. Durch die flexiblen Komponenten eignet sich das System für alle Klimastufen und Jahreszeiten. Wird das Gewächshaus zu heiß, verschatten besondere, mit Photovoltaikelementen ausgestattete Lamellen die Pflanzen. Gleichzeitig gewinnen die Lamellen Solarstrom, der das Gewächshaus mit Energie versorgt und es so weitgehend unabhängig von externem Stromquellen macht. Eine Sulphur-Plasma-Lampe fördert das Wachstum im Winter, während ein Wärmeschutzrollo das Gewächshaus bei Bedarf isoliert. Eine spezielle Lichtfolie wandelt zudem grünes Licht, welches Pflanzen nicht für die Photosynthese nutzen können, in rotes, nutzbares Licht um. Je nach Standort – z. B. in heißen Gebieten mit viel Sonnenschein – können einzelne Komponenten ganz wegfallen. Im hessischen Heppenheim betrieb EBF schon eine 50 qm große Pilotanlage, das 350 m³ große Gewächshaus in Neuenburg erprobte das Konzept nun im größeren Stil und machte es einem größeren Publikum bekannt. Die Gewächshäuser eignen sich für Privatleute oder den kommerziellen Anbau und zeigen neue Wege auf, um Lebensmittel autark und nachhaltig zu produzieren. Hat das Projekt Ihr Interesse geweckt? Im Abschlussbericht können Sie nähere Informationen zur Umsetzung und den einzelnen Komponenten erhalten.

Solare Straßen-/Wegebeleuchtung mit intelligenter Lade-/Licht-/Betriebssteuerung
Gundelfingen

Intelligente LED-Leuchten für Radwege

Zwar legen auch in ländlichen Gegenden viele Menschen kurze Wege gerne mit dem Rad zurück, dort sind aber viele Wege, insbesondere zwischen Ortschaften, schlecht oder gar nicht ausgeleuchtet. Diese ans öffentliche Stromnetz anzuschließen lohnt sich meist nicht. Deswegen statteten die Gemeinden Gundelfingen und Vörstetten einen vielbefahrenen Radweg zwischen den beiden Ortschaften mit einem Netz von solarbetriebenen LED-Leuchten aus. Die Leuchten in diesem autarken System sind mit intelligenten und vernetzten Lade- und Lichtsteuerungen ausgestattet. Das erlaubt es, Leuchtdauer und Intensität flexibel zu bestimmen und die Sonnenenergie in den lichtarmen Wintermonaten optimal zu nutzen. Das geschieht auch bedarfsorientiert. Wenn die Bewegungsmelder erkennen, dass sich ein Radfahrer oder Fußgänger nähert, wird die Beleuchtungsintensität erhöht und die benachbarten Leuchten ebenfalls aktiviert. An speziellen Standorten, z. B. bei einer Bushaltestelle, kann die Beleuchtung an den Fahrplan angepasst werden. Zwar sind die Investitionskosten noch höher als bei konventionellen Leuchtsystemen, da aber Anschluss- und laufende Stromkosten wegfallen und die LED-Leuchten sehr wartungsarm sind, könnte sich die solarbetriebene Version langfristig lohnen. Mit dem Projekt zeigen die beiden Gemeinden eine elegante Lösung, um die Sicherheit von Radfahrern und Fußgängern mit einem autarken und nachhaltigen Beleuchtungssystem zu erhöhen. Fahren Sie doch mal vorbei und überzeugen sich selbst vom Mehrwert und Charme der innovativen Beleuchtung. Details rund um das abgeschlossen Vorheben können Sie dem detailierten Abschlussbericht entnehmen. Drei wesentliche Projekterkenntnisse: Reine kombinierte Geh-/Radwege, ohne Wirtschaftsweg, weit ab von Verkehrsstraßen des öffentlichen Straßenverkehrs können technisch optional/funktional besser und kostengünstiger mit einer solaren Wegebeleuchtung ausgeleuchtet werden. Vorrangig einer sicheren und zuverlässigen Ausleuchtung zu den stark frequentierten Zeiten (früh morgens und in den Abendstunden) ist ein Verzicht auf eine aufwendige Leuchten Steuerung (Schwarmsteuerung) und einer durchgängigen Beleuchtung in den Nachstunden, angebracht. Frühzeitige Einbindung aller von der Maßnahme betroffenen Personen, Angrenzer, Landwirte, Radwegnutzer, Gemeinden und Behörden, ersparen aufwendige Änderungen in der Planung und informieren rechtzeitig über die Planung der solaren Straßen-/Wegebeleuchtung.

Neubau Institut für Umweltmedizin und Krankenhaushygiene
Freiburg

Forschungsbau im Passivhausstandard

Gebäude nach ökologischen Kriterien zu errichten, setzt sich immer mehr durch. Meistens handelt es sich dabei jedoch bisher um Wohn- oder Firmengebäude. Weil sie besonders strenge technische oder hygienische Normen einhalten müssen, ist es bei Forschungsinstituten und Universitäten dagegen schwieriger, energieeffizient zu bauen. Der Neubau des Instituts für Umweltmedizin und Krankenhaushygiene, zuvor in verschiedenen Gebäuden der Universitätsklinik Freiburg untergebracht, ist ein fortschrittliches Beispiel auf diesem Gebiet. Im Passivhausstandard erbaut, weist es mehrere innovative Ansätze auf, darunter eine Lüftungsanlage, die dank moderner Technik die Luft nur halb so oft wechselt wie in der Norm vorgeschrieben und dennoch die strengen Kriterien für den Umgang mit gefährlichen Stoffen erfüllt. Weil der Neubau natürliche Ressourcen geschickt nutzt, kommt das neue Institut auch beim Kühlen und Wärmen mit weniger Energie aus als üblich: Hinter seiner Glassfassade befindet sich eine Brettstapelwand, hinter der die Sonne die Luft erwärmt. Im Winter leitete das System die so erwärmte Luft in die Räume. Im Sommer durchläuft die Zuluft Erdregister, deren Wärmetauscher sie abkühlen. In den Betondecken eingebaute Rohrschlangen kühlen oder wärmen und halten das Gebäude auf einer nahezu konstanten Temperatur. Als Vorbild für andere Universitätsgebäude zeigt der Neubau, dass es auch mit den weit reichenden Sicherheitsvorschriften im Forschungsbereich möglich ist, klimafreundlich zu bauen.