Kein Energieverschwendung mehr – Im Gebäude des Energieinstituts

Die Böden, Wände, Decken und das Dach des Energieinstituts Hrvoje Požar (EIHP) in Zagreb sind mit neuen Technologien durchzogen. Intelligente Beleuchtung, Heizungs-, Kühl- und Klimaanlagen werden aktiviert, während die Mitarbeiter im Büro sind, und werden sofort abgeschaltet, sobald sie das Büro verlassen, während Photovoltaikmodule auf dem Dach Strom für die Bedürfnisse des Instituts erzeugen. Als wir den großen Saal im Erdgeschoss betraten, zeigte das Thermostat 17 Grad Celsius an. Während unseres Aufenthalts und des Gesprächs mit der Architektin Margaret Zidar, der Hauptdesignerin der Renovierung des EIHP-Gebäudes und der leitenden Forscherin im EIHP-Fachbereich Energieeffizienz, begann die Temperatur zu steigen, als die Sensoren auf die Anwesenheit von Personen im Raum reagierten – die Temperatur steigt auf die eingestellten 21 Grad.

Finanzierung der Transformation

Das Gebäude in der Savska-Straße in Zagreb, das 1975 erbaut wurde, wurde vollständig von Grund auf energetisch renoviert, gemäß dem nZEB-Standard (nahezu nullenergie Gebäude). Dies ist ein Pilotprojekt, das im Rahmen des Programms ‚Energie und Klimawandel‘ des Ministeriums für regionale Entwicklung und EU-Fonds durchgeführt wurde, mit Unterstützung der Geberländer Island, Liechtenstein und des Königreichs Norwegen im Rahmen des Finanzmechanismus des Europäischen Wirtschaftsraums (EWR) 2014 – 2021. Ziel des Projekts war es, das Wissen der an der Gebäuderenovierung Beteiligten über die Anwendung innovativer technischer Lösungen zur Erreichung des nZEB-Standards zu verbessern, ein nationales Ausbildungszentrum für nZEB einzurichten und das EIHP-Gebäude hinsichtlich Energie- und Erdbebensicherheit umfassend zu renovieren.

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Photovoltaikanlage auf dem Dach des Energieinstituts Hrvoje Požar (EIHP)

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Der Projektleiter war das EIHP, und Projektpartner war die Fakultät für Bauingenieurwesen der Universität Zagreb. Der Projektwert oder die Subvention betrug 1,6 Millionen Euro, von denen 1,2 Millionen Euro in die Pilotrenovierungsmaßnahme investiert wurden, und das EIHP investierte zusätzlich 700.000 Euro aus eigenen Mitteln für die Instandhaltung, was den Gesamtinvestitionswert auf 1,9 Millionen Euro brachte. Es ist wichtig zu wissen, dass das nZEB-Projekt kein Gebäude, sondern eine Bildungsplattform ist, und die Pilotrenovierungsmaßnahme des EIHP-Gebäudes ist eine Forschung darüber, welche Technologien diesen Standard erreichen können und wie ein Projekt für die Gebäuderenovierung vorbereitet werden kann. Das nZEB-Projekt dauerte von Mai 2021 bis April 2024, als die erste Phase der Renovierung des EIHP abgeschlossen wurde, die ein Jahr dauerte. Zwei weitere Phasen sind geplant, aber deren Umsetzung wird von Genehmigungen abhängen, deren Erteilung durch ein langwieriges Verwaltungsverfahren verzögert wird, das die Dauer des Projekts überschreitet. Das EIHP-Gebäude besteht aus einem Bürobereich auf vier Etagen und einem Schulungsraum im Erdgeschoss, der eine Fläche von zweitausend Quadratmetern umfasst. Neben der energetischen Renovierung wurden Büros eingerichtet, in denen jetzt 87 Mitarbeiter arbeiten, zuvor konnten weniger Platz finden – sechzehn neue Arbeitsplätze wurden geschaffen.

Zu den strukturellen Elementen

Bevor die Renovierung begann, zogen im September 2023 alle in einen vorübergehenden Raum, der zehnmal kleiner war, weshalb viele Mitarbeiter von zu Hause aus arbeiteten. Als die Renovierung begann, wurden zunächst alle Installationen, die älter als fünfundzwanzig Jahre waren, entfernt, sodass nur die strukturellen Elemente des Gebäudes übrig blieben, und dann wurden neue Heizungs- und Kühlsysteme, neue Beleuchtung und Klimaanlage sowie ein Automatisierungs- und Managementsystem installiert. Eine mechanische Belüftung mit einem Wärmerückgewinnungssystem aus Feuchtigkeit und Luft wurde im Erdgeschoss installiert, deren Betrieb sich an die Anzahl der Personen im Raum anpasst. Je mehr Personen sich im Raum befinden, desto höher ist die Konzentration von Kohlendioxid, die im Raum gemessen wird, sodass das System die entsprechende Menge frischer Luft zuführt.

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Batterie für Solarenergie

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Eine solche Klimaanlage wurde nur im Erdgeschoss installiert, da es zu teuer wäre, sie im gesamten Gebäude zu installieren, und außerdem sitzen in den Büros zwei Mitarbeiter, die bei Bedarf die Fenster öffnen können, um die Luftqualität im Raum zu regulieren. Während der Renovierung erweiterte das EIHP den Raum, in dem sich früher die PBZ-Filiale befand, die an diese Bank vermietet war, und richtete im Erdgeschoss einen Raum für Schulungen und Besuche ein, sodass alles auf einer Ebene ist. Die Mitarbeiter kehrten im September 2024 in das neue/alte Gebäude zurück, als die Renovierung abgeschlossen war.

– Die Planung des Renovierungsprojekts begann mit der Definition von Zielen. Wir wollten die Energieeffizienz der technischen Systeme des Gebäudes verbessern und durch die Nutzung erneuerbarer Energiequellen vor Ort Energieautarkie erreichen. Der nächste Schritt bei der Vorbereitung des Projekts war die Sicherstellung einer Finanzierungsquelle für den geschätzten Investitionsbetrag – sagt Zidar.

Digitalisierung der technischen Systeme

Die endgültige Projektaufgabe für die energetische Renovierung wurde gemäß der energetischen Überprüfung des Gebäudes, der optimalen Kostenanalyse von Kombinationen von Energieeffizienzmaßnahmen und der Analyse nach mehreren Kriterien zur Auswahl der technischen Lösung vorbereitet. Typischerweise basiert die Auswahl der Maßnahmen zur energetischen Renovierung ausschließlich auf der energetischen Überprüfung des Gebäudes, aber dies erreicht nicht das volle Potenzial einer tiefen Renovierung auf den nahezu nullenergie Standard.

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Frischluftversorgungssystem mit Energieerzeugung, gesteuert durch CO2-Konzentration – für optimalen Komfort im Raum

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– Ein zusätzliches Ziel ist die Digitalisierung der technischen Systeme, die die Automatisierung und das Management ihres Betriebs gemäß den von jedem Benutzer festgelegten Parametern und in Kombination mit den Sensorablesungen im Raum ermöglicht. In unserem Gebäude können wir bestimmen, in welchem Zeitraum der Raum beheizt wird und wann nicht. Das intelligente System ist nicht von sich aus intelligent; es hängt davon ab, was als Arbeitsparameter eingegeben wird, und stellt sicher, dass dieser Arbeitsparameter erreicht wird und nicht überwacht werden muss, wenn die Bedingungen, die es haben sollte, festgelegt sind. Zum Beispiel wird eine Raumtemperatur von 22 Grad Celsius definiert, aber jeder kann sie um ein Grad senken oder erhöhen. Wenn das Büro nicht genutzt wird, schaltet sich das System aus und wechselt zu minimalen Bedingungen bei einer Temperatur von 18 Grad. Ein Präsenzsensor erkennt, ob sich jemand im Raum befindet und ob Beleuchtung, Heizung oder Kühlung benötigt werden – sagt Zidar.

Sie fügt hinzu, dass die Schulungsräume mit einem Mikrofon- und Lautsprechersystem ausgestattet sind, das es allen Teilnehmern ermöglicht, an Besprechungen aus der Ferne teilzunehmen. Ein weiterer interessanter Aspekt betrifft den Internetzugang, der innovative Datenübertragungstechnologie über Licht nutzt, die einen bidirektionalen Datenaustausch in einem drahtlosen Netzwerk mit größerer Sicherheit über einen Infrarotsensor und USB ermöglicht. Die erste Phase der Renovierung umfasste den Austausch von Geräten in den Heizungs-, Kühl-, Klimaanlagen- und Beleuchtungssystemen sowie die Wärmedämmung im Erdgeschoss und im Dachgeschoss des Gebäudes und neue Glaswände im Erdgeschoss. Wärmeenergie wird weiterhin aus dem städtischen Heizwerk geliefert, Kühlenergie aus dem bestehenden Kompressionskühler, und mehr als 50 Prozent des benötigten Stroms werden von der eigenen Photovoltaikanlage erzeugt. Aber das ist nur ein Teil dessen, was das EIHP erreichen möchte.

– Wir haben die energetische Renovierung viel umfassender geplant, aber aufgrund von Einschränkungen, die durch die räumlichen Planungsbedingungen des Standorts und des Grundstücks bedingt sind, mussten wir sie in mehrere Phasen unterteilen. Das Projekt dauerte drei Jahre, und nicht alles konnte in diesem Zeitraum vorbereitet werden, da die Verwaltungsverfahren zur Erlangung von Genehmigungen viel länger dauern. Die Arbeiten, die wir geplant haben und die für das gesamte Projekt wesentlich sind – Elemente des nahezu emissionsfreien Gebäudes, das einen etwas strengeren Standard der Energieeffizienz darstellt, werden fortgesetzt – erklärt Zidar.

Untersuchte Grundwasser

Laut ihr folgt die zweite Phase – die Erlangung von Standort- und Baugenehmigungen für den Eingriff in das Grundwasser und die Nutzung einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe, für die bereits Erkundungsarbeiten zur Nutzung von Grundwasser am Standort durchgeführt wurden. Der Eingriff liegt außerhalb der Grenzen des EIHP-Grundstücks, und das Verwaltungsverfahren zur Erlangung dieser Genehmigungen dauert viel länger als das Pilotprojekt.

– Wir haben auch eine dritte Phase geplant, die Installation einer Ladestation für Elektrofahrzeuge, aber wir können all dies auf dem Grundstück neben dem EIHP-Gebäude realisieren, das der Stadt Zagreb gehört, und mit der Einbeziehung der zuständigen Stadtämter in die Verwaltungsverfahren zur Änderung der Nutzung des Raums in einen Parkplatz und zur Erlangung von Dienstbarkeiten für die Grundstücksnutzung – sagt Zidar.

Sie weist darauf hin, dass sie im Rahmen des Projekts auch ein Elektrofahrzeug für die Bedürfnisse des Instituts erworben haben.

– Wir haben eine Renovierungslösung für das Gebäude gewählt, die nach der Umsetzung aller Phasen energieautark werden wird. Wir produzieren bereits 30 Prozent unserer Energie aus erneuerbaren Quellen durch die Photovoltaikanlage auf dem Dach des Gebäudes. Nach der ersten Phase der Arbeiten erwarten wir Energieeinsparungen von 65 Prozent, was in Bezug auf die Kosten nicht viel ist, da wir vor der Renovierung jährlich 34.000 Euro für Heizung und Kühlung ausgegeben haben, und die Amortisationszeit länger ist als die Lebensdauer der Geräte und des Gebäudes. Wir haben berechnet, dass wir die gesamte benötigte Energie durch eine Kombination aus Photovoltaik und Wärmepumpen erzeugen könnten, was unser ultimatives Ziel ist. Mit dem Strom, der durch die Photovoltaikanlage gewonnen wird, könnten wir auch Elektrofahrzeuge aufladen. Wir können nicht vollständig energieunabhängig sein, da wir nicht jederzeit nur unsere Energie produzieren und konsumieren können. Aber wir könnten überschüssige Energie, die wir zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht verbrauchen, in Batteriespeichern speichern oder in Zukunft mit dem Netz austauschen, da unsere technischen intelligenten Systeme bereits für den Energieaustausch mit dem Netz angepasst sind – bemerkt Zidar und fügt hinzu, dass während der Durchführung dieses anspruchsvollen Projekts der herausforderndste Teil die Schulung der Handwerker war, da nicht jeder bereit für neue Technologien ist.

Laufende Bildung

Dies, betont Zidar, ist ein Projekt, in dem sie die langfristige Nachhaltigkeit nachweisen mussten, weshalb der Schwerpunkt auf Bildung liegt.

– Es gibt Interesse an der Plattform, weil wir die Erfahrung gemacht haben, den Prozess der Projektvorbereitung und -umsetzung klargestellt haben. Jetzt können wir die entscheidenden Schritte für Projekte zur energetischen Renovierung den Ingenieuren im Bauwesen in unserer Ausbildung klarer präsentieren, aber auch den Entscheidungsträgern, Managern und Führungskräften in Institutionen. Unser Gebäude dient als Labor für Forschung; wir werden die Auswirkungen der energetischen Renovierung und die Nutzung intelligenter Systeme untersuchen und dies in der Ausbildung kommunizieren – sagt Zidar.

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2. Ehemaliger Saal, jetzt Wohnzimmer nach der Renovierung

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Der erste Ausbildungszyklus wurde während 2023 und 2024 durchgeführt. Er umfasste acht Module und präsentierte Informationen über den aktuellen Stand der Energieeffizienz im nationalen Gebäudebestand, neue Erkenntnisse für die Rekonstruktion und den Bau neuer Gebäude aus technischer, wirtschaftlicher und rechtlicher Perspektive. Es gibt großes Interesse an der Ausbildung über die EIHP nZEB-Plattform. Bisher haben Experten aus Bosnien und Herzegowina, dem Kosovo und Nordmazedonien teilgenommen, und es fanden auch Diskussionen über nZEB mit ukrainischen Journalisten und Experten im Bereich Renovierung statt, die EIHP während ihrer Studienreise besuchten. Diese Plattform erweitert sich; neben kroatischen Experten, die durch Studienbesuche in Norwegen und Island neues Wissen erlangt haben, wurden auch Vorträge von Personen aus dem Ausland, Deutschland und den USA gehalten, und sie hat eine Zukunft, da sie nicht nur Bildung für nZEB bleiben wird, sondern auch zur Förderung praktischer Erfahrungen von durchgeführten energetischen Renovierungen durch verschiedene andere Medienkanäle.