Effiziente Lösungen im Praxisbeispiel: Klimaanlage im Büro in Münster

Ein modernes Bürogebäude in Münster energieeffizient zu klimatisieren ist in Zeiten steigender Temperaturen, verschärfter Klimaziele und hoher Energiekosten sowohl Herausforderung als auch Chance. Das vorgestellte Projekt zeigt anhand eines fiktiven, aber praxisnahen Beispiels, wie durch eine Kombination aus innovativer Technik, intelligenter Steuerung und nachhaltiger Planung ein ganzheitliches Klimatechnikkonzept entstehen kann.

Ausgangslage: Das Gebäude in Münster

Das betrachtete Objekt ist ein fünfstöckiges Multi-Tenant-Bürogebäude mit rund 4.500 m² Nutzfläche in zentraler Lage Münsters. Die Architektur zeichnet sich durch hohe Transparenz und einen großzügigen Glasanteil aus, was Tageslichtnutzung und modernes Design miteinander verbindet. Gleichzeitig birgt der hohe Glasanteil die Herausforderung sommerlicher Überhitzung, der bereits in der Entwurfsphase durch außenliegenden Sonnenschutz, hochwertige Wärmedämmung und dreifachverglaste Fenster begegnet wurde. Eine groß dimensionierte Photovoltaikanlage auf dem Dach liefert erneuerbaren Strom und unterstützt die ambitionierten Energieziele des Projekts. Ziel war es, ein Gebäude zu realisieren, das die Anforderungen des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) nicht nur erfüllt, sondern deutlich unterschreitet und gleichzeitig höchsten Komfort bietet.

Anforderungen an die Klimatisierung

Moderne Bürogebäude weisen hohe interne Wärmelasten auf. Diese entstehen durch eine Vielzahl an EDV-Geräten, Beleuchtungssystemen und die gleichzeitige Anwesenheit zahlreicher Personen. Diese Lasten führen dazu, dass selbst in Übergangszeiten und im Winter Kühlbedarf entsteht. Ein effizientes Klimasystem muss diese Herausforderungen bewältigen, ohne den Energieverbrauch ausufern zu lassen. Es sollte daher in der Lage sein, sowohl Wärme als auch Kälte effizient bereitzustellen, sich flexibel an unterschiedliche Nutzungen anzupassen und dabei wartungsarm und langlebig zu bleiben. Zudem muss das System in einer Multi-Tenant-Struktur unterschiedliche Nutzerbedarfe zoniert und individuell erfüllen können. Eine einheitliche Lösung für Heizen und Kühlen mit intelligentem Zusammenspiel passiver und aktiver Komponenten war gefragt.

Technische Umsetzung: Eingesetzte Systeme im Detail

Reversible Wärmepumpen

Zwei modulierende Luft/Wasser-Wärmepumpen mit einer Gesamtleistung von 60 kW im Heiz- und 50 kW im Kühlbetrieb bilden das Rückgrat der Anlage. Sie wurden in Kaskade auf dem Dach installiert und erlauben einen stufenlosen Betrieb je nach Lastanforderung. Durch die Nutzung moderner Kältemittel mit niedrigem GWP (Global Warming Potential) und die Kombination mit PV-Strom ist der Betrieb nahezu klimaneutral. Die Wärmepumpen versorgen das System mit Heizwasser von rund 35 °C sowie mit Kaltwasser um 18 °C und arbeiten dadurch besonders effizient im Bereich von Flächentemperierungen.

Thermische Bauteilaktivierung (TBA)

Die Bauteilaktivierung nutzt die thermische Speichermasse der Betonkerndecken. Rohrregister wurden in die Rohbaudecken eingebettet, durch die je nach Bedarf warmes oder kühles Wasser zirkuliert. Im Winter speichern die Decken die Heizwärme und geben sie über Strahlung langsam an den Raum ab – zugluftfrei und gleichmäßig. Im Sommer nimmt die gekühlte Masse Wärme auf, die später an die Umgebung abgegeben wird. Die TBA sorgt damit für eine energetisch besonders günstige Grundlastabdeckung und verbessert durch ihre Trägheit auch die Regelstabilität. Temperaturspitzen, wie sie durch Sonneneinstrahlung entstehen, werden geglättet. Ein zusätzlicher Nebeneffekt: Die Wärmepumpen können länger im optimalen Betriebsbereich laufen, was ihre Lebensdauer erhöht.

Natürliche Nachtauskühlung

In den Sommermonaten wird die Gebäudemasse gezielt über Nacht heruntergekühlt. Dazu öffnen sich automatisch gesteuerte Oberlichter und Fensterklappen, sobald die Außentemperaturen deutlich unter den Innenraumtemperaturen liegen. Diese „freie Kühlung“ nutzt den natürlichen Luftwechsel, um die Wärme aus den Büros zu verdrängen. Die Betonkerne der Decken nehmen dabei die Kühle der Nachtluft auf und wirken am Tag als Puffer. Der Kühlbedarf tagsüber wird dadurch signifikant reduziert, wodurch die Wärmepumpen deutlich weniger häufig anspringen müssen.

Kontrollierte Lüftung mit Wärmerückgewinnung

Die zentrale Lüftungsanlage ist mit einem Gegenstrom-Wärmetauscher ausgestattet, der im Winter bis zu 85 % der Wärme aus der Abluft auf die Zuluft überträgt. So muss weniger Heizenergie aufgewendet werden. Im Sommer wird die heiße Außenluft vor Eintritt in das Gebäude über die kühle Abluft temperiert. CO₂-Sensoren in den Büroräumen steuern die Luftmengen bedarfsgerecht, was einerseits den Komfort erhöht und andererseits Energie spart. Bei Spitzenlasten – etwa an heißen Nachmittagen – unterstützt ein Kaltwasserregister die Kühlung der Frischluft.

Intelligente MSR-Technik

Das gesamte System wird von einer Gebäudeleittechnik koordiniert, die Wetterdaten, Belegungsszenarien, Raumtemperaturen und Strompreise einbezieht. Durch die vorausschauende Regelung kann beispielsweise bereits in den frühen Morgenstunden mit dem Kühlen der Decken begonnen werden, wenn der Strom besonders günstig oder PV-Strom im Überfluss vorhanden ist. Die Regelalgorithmen optimieren zudem den Betrieb einzelner Komponenten, vermeiden unnötiges Takten und ermöglichen eine bedarfsgerechte Zonenregelung. Über eine grafische Benutzeroberfläche lassen sich Komfortszenarien, z. B. für Konferenzräume, abrufen und individuelle Raumtemperaturen einstellen.

Vorteile im Überblick

• Energieeffizienz: Der Strombedarf für Heizung, Kühlung und Lüftung ist gegenüber herkömmlichen Lösungen um rund 30 % gesenkt.
• Komfort: Gleichmäßige Temperaturen, geringe Luftbewegung, präzise Regelung der Raumluftqualität.
• Nachhaltigkeit: Der Betrieb erfolgt ohne fossile Energieträger, PV-Strom unterstützt die Eigenversorgung.
• Wirtschaftlichkeit: Betriebskosten sinken messbar, staatliche Förderungen verbessern die Investitionsrechnung.
• Anpassungsfähigkeit: Zonierbarkeit erlaubt flexible Nutzung, ideal für wechselnde Mieterstrukturen.
• Zertifizierbarkeit: Das Gebäude erfüllt die Voraussetzungen für gängige Nachhaltigkeitszertifikate.

Fazit: Büros in Münster effizient und nachhaltig kühlen

Das Beispielprojekt macht deutlich, wie sich ein modernes Bürogebäude in Münster mit zeitgemäßer Klimatechnik energieeffizient und zukunftsfähig betreiben lässt. Die Kombination aus passiven und aktiven Maßnahmen, intelligenter Regelung und moderner SHK-Technik ermöglicht nicht nur niedrige Betriebskosten, sondern auch ein hohes Maß an thermischem Komfort. Damit wird die Klimaanlage nicht nur zu einem funktionalen Bestandteil des Gebäudes, sondern zu einem zentralen Baustein nachhaltiger Architektur.

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