Квартал Розенштайн в Штутгарте
Квартал Розенштайн в Штутгарте имеет впечатляющую, ориентированную на будущее концепцию отопления, охлаждения и энергоснабжения с акцентом на объединение секторов. Используемые технологии включают большой тепловой насос, когенерационную установку и фотоэлектрическую систему.
Современный жилой квартал с инновационной энергетической системой от Viessmann
Компания Siedlungswerk GmbH Wohnungs- und Stäädtebau осуществляет разработку и строительство 500 квартир в квартале Розенштайн в Штутгарте, которые будут снабжаться теплом, холодом и электричеством с помощью многорежимной энергетической системы от Viessmann.
Первый этап строительства на месте бывшей фармацевтической компании Haidle & Maier, известном как "Шмидтген-Ареал" в новом районе Штутгарта-Розенштайн, был завершен в 2017 году. Участок застройки на Nordbahnhofstraßße и Eckartstraßße занимает площадь около 8600 м². Здесь в соответствии со стандартом KfW Efficiency House 55 было построено 125 жилых домов общей жилой площадью около 11 400 м².
Район, находящийся в непосредственной близости от станции магистральной линии S21, расположен прямо рядом с парком Прагфридхоф, недалеко от нового Европейского квартала и "зоны развития Розенштайн", где ранее находились освобожденные участки железнодорожного полотна. Отсюда рукой подать до Шлоссгартена. Легковая железная дорога останавливается у комплекса и за считанные минуты доставляет жителей прямо на Шлоссплац, в самый центр столицы земли.
В архитектурном конкурсе, проведенном весной 2012 года для первой части проекта, победила компания Ackermann+Raff из Штутгарта и Тюбингена. Непосредственно к югу, на бывшей территории Staiger (на углу Nordbahnhofstraßße и Friedhofstraßße), располагался второй этап строительства Siedlungswerk. Он был реализован победителем второго архитектурного конкурса, компанией KBK Architekten GmbH Belz Lutz из Штутгарта, а строительство началось в 2018 году.
Идеально согласованная энергетическая концепция
Жилые здания квартала Розенштайн были построены по стандарту Efficiency House 55 (EnEV 2014) в соответствии с руководящими принципами финансирования банка KfW. Они рассчитаны на потребность в первичной энергии от 27,4 до 31,5 кВт-ч/м2 отапливаемой площади в год. Для достижения этих значений заказчик и специалисты по энергетическому планированию выбрали перспективную концепцию отопления, охлаждения и электроснабжения с идеально подобранными компонентами от Viessmann; концепцию, которая позволила совместить благоприятный энергетический баланс с сокращением использования ископаемого топлива и минимальными выбросами CO2.
В этом современном жилом квартале реализуется принцип объединения секторов: помимо ледяного энергонакопителя в качестве основного источника энергии для отопления и охлаждения, большой тепловой насос, газовый конденсационный котел, когенерационная установка и фотоэлектрическая система обеспечивают комплекс зданий теплом, охлаждением и электроэнергией. Городская жизнь без собственного автомобиля здесь вполне возможна, поскольку жители используют схему совместного использования автомобилей с электромобилями. Электроэнергия, необходимая для зарядки электромобилей, вырабатывается когенерационной установкой и фотоэлектрическими модулями непосредственно в самом жилом комплексе.
Высокоэффективное взаимодействие всех компонентов
Теплоцентраль расположена в подвале жилого комплекса, ее основу составляет когенерационная установка Vitobloc EM 50/81. Когенерационная установка работает по принципу когенерации: долговечный двигатель, работающий на природном газе, вырабатывает тепло и электроэнергию в соединенном процессе. При этом механическая энергия преобразуется в электричество, которое используется в качестве привода теплового насоса Vitocal 350-G для отопления и охлаждения. Тепловая энергия, с другой стороны, поглощается через теплообменник Vitotrans 200, соединенный с когенерационной установкой, и используется для отопления помещений или ГВС.
Во время пиковых нагрузок, например, в холодные зимние дни, система поддерживается современным газовым конденсационным котлом Vitocrossal 300 мощностью 605 кВт. Идеальное взаимодействие всех компонентов позволяет получать необходимую тепловую энергию и часть электрической энергии непосредственно в самом жилом комплексе. Это снижает как затраты на электроэнергию, так и зависимость от коммунальных служб энергоснабжения.
Инновационная система аккумулирования энергии льда
Накопитель энергии льда с технологией Viessmann был установлен в грунт на южном конце площадки первого этапа строительства жилого комплекса. Бетонный блок длиной около 17 метров, шириной 9 метров и глубиной 6 метров заполнен примерно 800 м³ воды и служит долгосрочным накопителем энергии для теплового насоса: во время отопительного сезона насос извлекает энергию из ледяного накопителя, пока вода внутри него не замерзнет. При этом используется энергия кристаллизации, которая выделяется при замерзании воды в лед. Этот процесс обеспечивает такое же количество энергии, которое необходимо для нагрева одного литра воды от 0 °C до 80 °C. Полученная таким образом энергия используется для подогрева полов в жилых домах во время отопительного сезона.
В режиме регенерации лед снова оттаивает. Это изменение физического состояния можно повторять так часто, как это необходимо, и технология практически не требует технического обслуживания. В конце отопительного сезона происходит селективное образование льда, который затем можно использовать в качестве источника охлаждения для поддержания прохлады в здании в жаркие дни. Летом более низкие ночные температуры наружного воздуха могут быть использованы для охлаждения воды в хранилище или самого здания с помощью солнечных поглотителей воздуха.
Системы аккумулирования энергии льда Viessmann не требуют разрешения и могут использоваться даже в водоохранных зонах. Использование энергии кристаллизации и сочетание трех источников энергии - окружающего воздуха, солнечного излучения и земли - являются гарантией высокой эффективности.
Интеллектуальное управление источниками энергии
Интеллектуальное управление источниками энергии обеспечивает надежное и эффективное взаимодействие накопителя энергии льда, солнечных абсорберов воздуха и теплового насоса. Это означает, что все соответствующие данные системы постоянно оцениваются. Результаты ложатся в основу системы отчетности, которая создается группой экспертов и передается оператору. Показатели производительности теплового насоса могут быть оптимизированы, например, с учетом индивидуальных требований. Результатом является минимально возможное потребление электроэнергии и соответственно привлекательный коэффициент сезонной производительности.
Применяя на практике рекомендуемые действия, можно полностью использовать потенциал системы, что позволит сэкономить на эксплуатационных расходах.
Бесплатная солнечная энергия благодаря солнечным тепловым системам и фотоэлектрическим установкам
Солнечные воздухопоглотители установлены на плоских крышах четырех из семи зданий с первого этапа строительства. Летом система площадью 351 квадратный метр подает полученную солнечную энергию в хранилище замороженного льда, чтобы разморозить его и регенерировать к отопительному сезону. Регенерация всегда происходит, когда абсорбер теплее, чем хранилище льда, поэтому она возможна даже в мягкий зимний день.
Солнечные абсорберы воздуха представляют собой открытые, незастекленные коллекторы. Они используют тепло окружающего воздуха, а также солнечный свет для регенерации ледохранилища и в качестве прямого источника тепла для теплового насоса. Неглазурованные солнечные поглотители воздуха особенно подходят для системы хранения энергии льда, поскольку они обеспечивают ее энергией даже при низкой температуре воздуха и отсутствии солнечного излучения. Поглотители постоянно используют свободную энергию окружающей среды - как из окружающего воздуха ночью, так и из солнечного излучения днем.
Еще два участка плоской крыши используются для выработки электроэнергии с помощью фотоэлектрической системы площадью 408 квадратных метров. Использование солнечной энергии таким образом позволяет экономить около 260 тонн CO2 в год. Это эквивалентно проезду двух миллионов километров на автомобиле за год.
Фотоэлектрическая система также обеспечивает электроэнергией систему вентиляции здания, лифты и освещение, а также бассейн для электромобилей.
Инновационная концепция мобильности
После жилья мобильность является еще одной базовой потребностью человека. Именно поэтому компания Siedlungswerk разработала индивидуальную концепцию мобильности для нового жилого квартала в рамках исследовательского партнерства "LivingLab BWe mobil" Electric Mobility Showcase Федеративной Республики Германия.
Наличие схемы совместного использования электромобилей непосредственно в месте проживания открывает новые возможности мобильности и является экологически ответственной альтернативой собственному автомобилю. Вырабатываемая в жилом комплексе электроэнергия сначала накапливается в аккумуляторной системе, а затем по мере необходимости подается бытовым потребителям или используется для зарядки электромобилей. Это положительно влияет как на энергетический баланс, так и на выбросы CO2. В конце концов, электромобили не только снижают уровень шума, но и уменьшают выбросы загрязняющих веществ.
Инновационная концепция мобильности как важнейший компонент городской жизни встретила неизменно положительный отклик и привлекла внимание по всей Германии. Это позволило создать новые механизмы сотрудничества и продемонстрировать, как электромобильность может стать значимым компонентом эффективной общей энергетической концепции.