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Leitung Green Building

Prof. Dr. Michaela Lambertz

Prof. Dr. Michaela Lambertz

Anlagen, Energie- und Maschinensysteme
Institut für Technische Gebäudeausrüstung (TGA)

Green Building

Prof. Dr. Klaus Sommer

Prof. Dr. Klaus Sommer

Anlagen, Energie- und Maschinensysteme
Institut für Technische Gebäudeausrüstung (TGA)

Gebäude – neu gedacht

Ein Architekt entwirft einen Neubau oder den Sanierungsplan für einen Altbau. Danach wendet er sich an Heizungs- oder Klimatechniker, um geeignete Möglichkeiten zur Wärme- und Stromversorgung des Hauses zu erkunden. Dieses bislang übliche Vorgehen hält Dr. Klaus Sommer, Professor für Heizungstechnik und Gebäude- und Anlagensimulation, für nicht zeitgemäß.

Wenn man möglichst energieeffizient und nachhaltig bauen will, dann sollte man die Frage nach der Strom- und Wärmeversorgung an den Anfang stellen und die Gebäudeplanung daran ausrichten.

Sommer ist beteiligt am Forschungsschwerpunkt "Green Building". Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wollen Technologien entwickeln, mit denen besonders umweltfreundliche, energieeffiziente und gesundheitsfördernde Gebäude verwirklicht werden können. "Diese hohen Ansprüche soll das Gebäude während seiner gesamten Nutzungsdauer erfüllen, also viele Jahrzehnte lang", präzisiert Sommer. Womit das Attribut "green" auch zum Sinnbild für Nachhaltigkeit wird.

Prof. Dr.-Ing. Klaus Sommer, Masterstudenten Giacomo Favari und Dipl.-Ing. Jens FiedlerUntersuchung der Einsatzmöglichkeiten eines effizienten Minikraftwerks (Bild: Hacky Hagemeyer)

Damit in einem Gebäude zu keiner Zeit Ressourcen vergeudet werden, muss das Angebot von Strom und Wärme stets mit der Nachfrage synchronisiert werden. Gelingen kann das, indem Messfühler im Gebäude zahlreiche Informationen etwa zu Temperaturen und Stromverbrauch sammeln. Die Daten werden an einen zentralen Rechner geleitet, der dann automatisch an verschiedenen Stellschrauben der Heizung oder der Gebäudetechnik dreht. Solche Energiemanagementsysteme, die informationstechnisch unter anderem mit Sicherheitsanlagen zum Schutz vor Einbruch oder Brand vernetzt werden, machen das Gebäude intelligent: Es wird zum "smart building". Doch der Fokus ist längst nicht mehr nur auf das Energiemanagement im einzelnen Gebäude gerichtet; die Forscherinnen und Forscher erkunden nun zum Beispiel das Zusammenspiel von Gebäuden mit der umgebenden Infrastruktur oder mit der Umwelt.

Im Mittelpunkt eines Forschungsprojektes von Klaus Sommer stehen besonders energieeffiziente, waschmaschinengroße Mikrokraftwerke für Einfamilienhäuser und andere Wohngebäude. Sie wandeln Erd- oder Biogas mit Hilfe von Brennstoffzellen in Strom und Wärme um, bei einem elektrischen Wirkungsgrad von rund 60 Prozent und einem Gesamtwirkungsgrad von rund 80 Prozent. Energieversorgungsunternehmen interessieren sich dafür, weil diese Mikrokraftwerke künftig zu sogenannten virtuellen Kraftwerken zusammengeschaltet werden könnten, die dann bedarfsgerecht vor Ort Strom für Wohnviertel produzieren. Sommer hat im Labor praxisnah ermittelt, wie man diese Mikrokraftwerke in Gebäude einbauen und wie man sie betreiben sollte, damit die Brennstoffzellen während des Langzeitbetriebes möglichst wenig Leistung verlieren und damit die erzeugten Strom- und Wärmemengen optimal genutzt werden können. Außerdem hat er mit Hilfe von Computersimulationen die perfekten Gebäude für die Mikrokraftwerke ermittelt, entsprechend seinem Credo: "Erst die Energieversorgung, dann das Gebäude planen".

Text: Dr. Frank Frick

Wassertropfen (Bild: Amir Kaljikovic - Fotolia.com)

Wasser – Energie – Umwelt

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an der TH Köln entwickeln zum Forschungskomplex Wasser – Energie – Umwelt Problemlösungen, die uns dem Ziel der Nachhaltigkeit Schritt für Schritt näher bringen.

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