Rosensteinova čtvrť ve Stuttgartu

Moderní obytná čtvrť s inovativním energetickým systémem od společnosti Viessmann

Společnost Siedlungswerk GmbH Wohnungs- und Stäädtebau realizuje výstavbu 500 bytů ve stuttgartské čtvrti Rosenstein, které budou zásobovány teplem, chladem a elektřinou pomocí vícerežimového energetického systému od společnosti Viessmann.

První etapa výstavby v areálu bývalé farmaceutické firmy Haidle & Maier, známém jako "Schmidtgen-Areal" v nové čtvrti Stuttgart-Rosenstein, byla dokončena v roce 2017. Stavební pozemek na ulicích Nordbahnhofstraßße a Eckartstraßße má rozlohu přibližně 8600 m². Bylo zde postaveno 125 bytových jednotek s celkovou obytnou plochou cca 11 400 m² podle standardu KfW Efficiency House 55.

Oblast, která se nachází v bezprostřední blízkosti hlavního nádraží S21, se nachází přímo u parkově upraveného Pragfriedhofu a v blízkosti nové Evropské čtvrti a "rozvojové oblasti Rosenstein", kde se dříve nacházely dnes již uvolněné plochy železniční trati. Odtud je to jen kousek k zámecké zahradě. U komplexu zastavuje rychlodráha, která během několika minut dopraví obyvatele přímo na náměstí Schlossplatz, přímo v městském centru hlavního města spolkové země.

Architektonickou soutěž na první část zástavby, která se konala na jaře 2012, vyhrála společnost Ackermann+Raff ze Stuttgartu a Tüübingenu. Přímo na jihu, na bývalém pozemku firmy Staiger (na rohu ulic Nordbahnhofstraßße a Friedhofstraßße), se nacházela druhá fáze výstavby Siedlungswerku. Tu realizoval vítěz druhé architektonické soutěže, společnost KBK Architekten GmbH Belz Lutz ze Stuttgartu, a stavba byla zahájena v roce 2018.

Dokonale sladěný energetický koncept

Obytné budovy v Rosensteinově čtvrti byly postaveny podle standardu Efficiency House 55 (EnEV 2014) v souladu s pokyny pro financování od KfW Bank. Jsou navrženy pro potřebu primární energie mezi 27,4 a 31,5 kWh/m2 vytápěné plochy za rok. Pro dosažení těchto hodnot se klient a energetičtí projektanti rozhodli pro perspektivní koncepci vytápění, chlazení a elektrické energie s dokonale sladěnými komponenty od společnosti Viessmann; koncepci, která dokázala spojit příznivou energetickou bilanci se sníženou spotřebou fosilních paliv a minimálními emisemi CO₂.

V této moderní obytné čtvrti se uplatňuje princip sektorového propojení: kromě zásobníku ledové energie jako primárního zdroje energie pro vytápění a chlazení zásobuje komplex budov teplem, chladem a elektřinou velké tepelné čerpadlo, plynový kondenzační kotel, kogenerační jednotka a fotovoltaický systém. Městské bydlení bez vlastního automobilu je zde zcela možné, obyvatelé využívají systém sdílení automobilů s elektromobily. Elektřinu potřebnou k nabíjení elektromobilů vyrábí kogenerační jednotka a fotovoltaické moduly přímo v samotném obytném komplexu.

Vysoce efektivní souhra všech komponent

Teplárenské centrum se nachází v suterénu obytného komplexu a jeho jádrem je kogenerační jednotka Vitobloc EM 50/81. V tomto centru je umístěn i zdroj tepla. Kogenerační jednotka pracuje na principu kogenerace: motor na zemní plyn s dlouhou životností vyrábí teplo a elektřinu ve spojeném procesu. Jedná se o přeměnu mechanické energie na elektrickou energii, která se používá jako pohonná energie pro tepelné čerpadlo Vitocal 350-G pro vytápění a chlazení. Tepelná energie je naproti tomu absorbována prostřednictvím výměníku tepla Vitotrans 200 spojeného s kogenerační jednotkou a využívá se pro vytápění prostor nebo ohřev TV.

Během špičkového zatížení, například v chladných zimních dnech, je systém podporován moderním plynovým kondenzačním kotlem Vitocrossal 300 o výkonu 605 kW. Dokonalá souhra všech komponent umožňuje, aby se požadovaná tepelná energie a část elektrické energie získávala přímo v samotném obytném komplexu. Tím se snižují náklady na energii i závislost na veřejných energetických službách.

Inovativní systém ukládání energie do ledové nádrže

Na jižním konci staveniště první fáze výstavby obytného komplexu byl do země instalován zásobník ledové energie s technologií Viessmann. Betonový blok o délce přibližně 17 m, šířce 9 m a hloubce 6 m je naplněn přibližně 800 m³ vody a slouží jako dlouhodobý zásobník energie pro tepelné čerpadlo: během topné sezóny odebírá čerpadlo energii z ledového zásobníku, dokud voda uvnitř z větší části nezamrzne. Využívá krystalizační energii, která se uvolňuje při zmrznutí vody na led. Tento proces poskytuje stejné množství energie, jaké je potřeba k ohřátí jednoho litru vody z 0 °C na 80 °C. Takto získaná energie se během topné sezóny přivádí do podlahového vytápění obytných budov.

V režimu regenerace se led opět rozmrazuje. Tuto změnu fyzikálního stavu lze opakovat tak často, jak je potřeba, a technologie je prakticky bezúdržbová. Na konci topné sezóny se selektivně vytvoří led, který je pak k dispozici jako zdroj chladu pro udržení chladu v budově v horkých dnech. V létě lze nižší venkovní teploty v noci využít k ochlazení vody ve skladu nebo samotné budovy prostřednictvím solárních absorbérů vzduchu.

Systémy zásobníků ledové energie Viessmann nevyžadují povolení a lze je používat i v oblastech s ochranou vodních zdrojů. Využití krystalizační energie a kombinace tří zdrojů energie – okolního vzduchu, slunečního záření a země – jsou zárukou vysoké účinnosti.

Inteligentní správa zdrojů energie

Inteligentní řízení zdrojů energie zajišťuje spolehlivou a účinnou součinnost zásobníku energie ledu, solárních vzduchových absorbérů a tepelného čerpadla. To znamená, že všechna relevantní data systému jsou průběžně vyhodnocována. Výsledky tvoří základ systému hlášení, který vytváří tým odborníků a předává jej provozovateli. Údaje o výkonu tepelného čerpadla lze optimalizovat s ohledem na individuální požadavky, např. Výsledkem je co nejnižší spotřeba elektrické energie a odpovídající atraktivní sezónní výkonový faktor.

Zavedením doporučených opatření do praxe lze plně využít potenciál systému a dosáhnout úspory provozních nákladů.

Bezplatná solární energie prostřednictvím solárních termických systémů a fotovoltaiky

Solární vzduchové absorbéry jsou instalovány na plochých střechách čtyř ze sedmi budov z první fáze výstavby. V létě systém o rozloze 351 m2 přivádí získanou solární energii do zásobníku zmrzlého ledu, aby jej rozmrazil a připravil na topnou sezónu. Regenerace probíhá vždy, když je absorbér teplejší než zásobník ledu, takže je možná i za mírného zimního dne.

Solární vzduchové absorbéry jsou otevřené, nezasklené kolektory. Využívají teplo z okolního vzduchu i sluneční záření k regeneraci zásobníku ledu a jako přímý zdroj tepla pro tepelné čerpadlo. Nezasklené solární vzduchové absorbéry jsou pro systém zásobníku energie ledu obzvláště vhodné, protože mu dodávají energii i při nízké teplotě vzduchu a bez slunečního záření. Absorbéry využívají nepřetržitě volnou energii prostředí - jak z okolního vzduchu v noci, tak ze slunečního záření ve dne.

Další dvě plochy na ploché střeše slouží k výrobě elektrické energie pomocí fotovoltaického systému o ploše 408 m2. Využitím solární energie tímto způsobem lze ušetřit přibližně 260 tun CO₂ ročně. To odpovídá ujetí dvou milionů kilometrů autem za rok.

Fotovoltaický systém také dodává elektřinu pro ventilační systém budovy, výtahy a osvětlení a také pro elektromobilní pool.

Inovativní koncept mobility

Mobilita je po bydlení další základní lidskou potřebou. Proto společnost Siedlungswerk vyvinula v rámci výzkumného partnerství "LivingLab BWe mobil" Electric Mobility Showcase Spolkové republiky Německo individuální koncept mobility pro novou obytnou čtvrť.

Dostupnost systému sdílení elektromobilů přímo v místě bydliště otevírá nové možnosti mobility a představuje ekologicky odpovědnou alternativu k vlastnictví automobilu. Elektrická energie vyrobená v obytném komplexu se nejprve ukládá do bateriového systému a poté se podle potřeby dodává spotřebitelům v domácnosti nebo se využívá k nabíjení elektromobilů. To má pozitivní vliv na energetickou bilanci i emise CO2. Elektromobily koneckonců nejen snižují hladinu hluku, ale také emise znečišťujících látek.

Inovativní koncepce mobility jako základní součásti městského života se setkává s trvale pozitivním ohlasem a přitahuje pozornost v celém Německu. To umožnilo vytvořit nové dohody o spolupráci a ukázat, jak může být elektromobilita smysluplnou součástí efektivní celkové energetické koncepce.