IEE Kassel

Neubau eines Institutsgebäudes für die Fraunhofer-Gesellschaft

Das IEE in Kassel ist eine Forschungseinrichtung und entwickelt Lösungen für wirtschaftliche und technische Problemstellungen bei der Transformation der Energieversorgungssysteme. Das IEE Kassel bietet Labor- und Entwicklungsunterstützung sowie Prognosesysteme und Studien für verschiedene Branchen an. In Kassel entstand ein neues Gebäude der Fraunhofer-Gesellschaft. Highlights der Planung waren eine Wärmepumpe mit Eisspeicheranlage (600 m³), Lüftungsanlagen mit adiabatischer Kühlung, Regenwassernutzung und dezentrale Lüftungsgeräte in den Bürobereichen. enco oblag die Planung, Vergabe und Objektüberwachung.

Das Fraunhofer IEE in Kassel beschäftigt sich mit den technischen Aufgabenstellungen der Energiewende, Windenergieanlagen, elektrochemische Speicher und vor allem der Integration und Regelung dezentraler Energiesysteme in das Europäische Verbundnetz. Mit dem Neubau am Hauptbahnhof in Kassel wurden mehrere Standorte zusammengefasst und können nun nach jahrelanger räumlicher Trennung die Forschungsarbeit an einem gemeinsamen Standort intensivieren. Das Energiekonzept der Liegenschaft sollte Vorbildcharakter für vergleichbare Nutzungen haben und einen Blick in die Zukunft weisen.

Herz der Liegenschaft ist ein Prozessrechenzentrum, in welchem ganztägig Simulationsrechnungen durchgeführt werden. In diesem Prozess fällt Niedrigtemperaturwärme an. Im Rahmen der Variantenuntersuchung hat sich die Errichtung eines Eisspeichers mit Wärmepumpe als ideale Möglichkeit herausgestellt, um diese Wärmegewinne über eine Wärmepumpe zu nutzen und mit der Möglichkeit der Phasenübergangsenergie eines Eisspeichers eine Vergleichsmäßigung des Wärmeentzugspotentials und die saisonale Nutzung zu erreichen.

Die Reduzierung der Energieeffizienz von Gebäuden unter 70 kWh/m²/a ist ohne eine mechanische Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung kaum möglich. Aufgrund von städtebaulichen Vorgaben und der besseren Regelbarkeit an eine sehr ungleichmäßige Nutzung des Gebäudes, ist die Wahl auf die Umsetzung der dezentralen Lüftungstechnik gefallen. Im Gegensatz zu einer zentralen Lüftungstechnik (30 % - 100 %) lässt sich die Luftmenge, die dem Gebäude zugeführt wird, im Bereich 0 % - 100 %) regeln. Die Raumtemperaturregelung erfolgt über eine DDC mit übergeordneter GLT. Bei warmen Tagen mit kalten Nächten erfolgt die Entwärmung des Gebäudes über die Nachtlüftungsfunktion der dezentralen Lüftungsgeräte. Zusätzlich wird über die Entladung des Eisspeichers ein Kälteregister in den dezentralen Lüftungsgeräten mit Kaltwasser versorgt, um einen Wärmeeintrag über Zuluft zu reduzieren. Bei Tropennächten (mittlere Nachttemperatur ≥ 20 °C) ist eine Entwärmung über die Nachtlüftung nicht mehr möglich.

Die Entwärmung des Gebäudes erfolgt dann über eine Betonkerntemperierung, die ebenfalls aus dem Eisspeicher gespeist wird. Während der Kühlperiode wird der Eisspeicher somit regeneriert, das Gebäude wird dadurch vollständig passiv gekühlt. Zu Beginn der Heizperiode hat der Eisspeicher hohe Systemtemperaturen damit die Wärmeerzeugung mit der Wärmepumpe in einem guten Wirkungsgradbereich erfolgen kann.