Ausgangslage

• Der Minergie-A-Standard verlangt, dass ein Gebäude den gesamten Strom für Heizung, Warmwasser, Lüftung, Kühlung und Hilfsenergien selbst erzeugt.
• Bis 2014 galt dieser Standard in der Schweiz nur für Wohnbauten, seit 2014 lassen sich auch Verwaltungsgebäude zertifizieren.
• Hybrid-Kollektoren, die im gleichen Modul Strom und Wärme erzeugen, sind in der Schweiz noch wenig verbreitet.
• Die Hersteller versprechen durch die Abfuhr der Wärme eine Steigerung des Stromertrags von bis zu 40 Prozent.

Projektbeschrieb

Bauherrin des Neubaus an der Neuwiesenstrasse 8 in Uster ist die Überseeische Missionsgemeinschaft, das Messprojekt leitete das Ingenieur- und Planungsbüro hässig sustech gmbh zusammen mit der Fachhochschule OST. Das Gebäude umfasst rund 20 Büroarbeitsplätze und sieben Wohnungen auf einer Energiebezugsfläche von 1'205 m². Auf der grösseren Dachfläche ist eine Photovoltaikanlage mit 24 kWp und 128 m² montiert, auf der kleineren eine Anlage mit 7.1 m² Hybrid-Kollektoren zur Vorwärmung des Warmwassers. Die Wärme liefert eine Wärmepumpe über elf Erdwärmesonden von je 80 m Tiefe, die im Sommer über die Fussbodenheizung auch zur passiven Kühlung dienen. Es handelt sich um eine Erfolgskontrolle: Über ein Betriebsjahr wurden Erträge, Verbräuche und Komfortwerte gemessen und anschliessend optimiert.

Projektziele

• Vergleich von Strom- und Wärmeertrag der Hybrid-Kollektoren mit getrennten Anlagen gleicher Fläche
• Nachweis der Ertragssteigerung durch Wärmeabfuhr (Messung von Kollektortemperatur, Wirkungsgrad, Einstrahlung)
• Bestimmung von Eigenverbrauchs- und Eigendeckungsrate bei Büronutzung über verschiedene Bilanzierungsintervalle
• Ermittlung der Kennzahlen Jahresarbeitszahl, Wärmenutzungsgrad, Systemnutzungsgrad und Minergie-Kennzahl Wärme über ein Betriebsjahr

Erkenntnisse

Die Minergie-Kennzahl Wärme lag im ersten Betriebsjahr bei -9.7 kWh/m² und unterschritt damit sowohl den Grenzwert als auch den Planungswert von -7.3 kWh/m². Die Wärmeabfuhr senkte die Kollektortemperatur um bis zu 20 Kelvin und steigerte den Stromertrag, die vom Hersteller versprochene Steigerung von 40 Prozent liess sich jedoch nicht bestätigen. Die Eigenverbrauchs- und die Eigendeckungsrate erreichten bei Büronutzung rund 40 Prozent, während Wohnbauten in der Regel unter 30 Prozent bleiben. Die Rohrbegleitheizung verbrauchte rund einen Drittel der Energie der Gebäudetechnik, mit einer Zeit- und Temperatursteuerung liess sich dieser Verbrauch um etwa 60 Prozent oder 4'500 kWh pro Jahr senken.

Ausblick

Eine Folgearbeit soll die Eigenverbrauchsrate weiter erhöhen, indem auch die Wohnungen ihren Strom aus der Photovoltaikanlage beziehen. Hybrid-Kollektoren werden erst dann breiter interessant, wenn sie günstiger werden und die Niedertemperaturwärme vollumfänglich genutzt werden kann.

Projektpartner

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