Жилищен комплекс Розенщайн в Щутгарт

Модерен жилищен комплекс с иновативна енергийна система от Viessmann

Компанията Siedlungswerk GmbH Wohnungs- und Städtebau осъществява проектирането и изграждането на 500 жилища в така наречения Rosensteinviertel в Щутгарт, които ще бъдат снабдявани с отопление, охлаждане и електричество от мултивалентна енергийна система на Viessmann.

Първият етап на строителството е реализиран на мястото на бившата фармацевтична компания Haidle & Maier, така наречения "Schmidtgen-Areal", в новия квартал Щутгарт-Розенщайн през 2017 г. Строителният парцел на Nordbahnhof- и Eckartstraße  обхваща приблизително 8600 m². Тук са построени 125 жилища с обща жилищна площ от около 11 400 m² като  ефективни домове по пакета „Подготвени за цел 55“.

Районът в непосредствена близост до железопътната гара се намира точно до Пражкото гробище, наподобяващо парк, и е в близост до новия Европейски квартал и така наречената „зона за развитие на Розенщайн“ — местата където са били  железопътните релси. Оттук с кратка разходка може да се стигне до двореца  Schlossgarten. Трамваят спира съмсем близо и за няколко минути отвежда жителите директно до Schlossplatz, точно в центъра на федералната  столица.

Архитектурният конкурс за първата част от разработката, който се проведе през пролетта на 2012 г., беше спечелен от Ackermann+Raff от Щутгарт и Тюбинген. Върху бившия терен на Staiger (ъгъла на Nordbahnhofstraße и Friedhofstraße), който пряко граничи с обекта от юг, Siedlungswerk планира втора фаза на строителство, която е реализирана от KBK Architekten GmbH Belz Lutz от Щутгарт като победител във втори архитектурен конкурс със старт на строителството през 2018 г.

Перфектно координирана енергийна концепция

Жилищните сгради на Rosensteinquartier са построени като  ефективни домове по пакета „Подготвени за цел 55“ в съответствие с насоките за финансиране на банката KfW и са проектирани за потребление на първична енергия между 27,4 и 31,5  kWh/m² отопляема площ годишно. За постигането на тези стойности клиентът и проектантите на енергийни проекти заложиха на перспективна концепция за отопление, охлаждане и електричество с перфектно съчетани компоненти от Viessmann, която върви ръка за ръка с положителен  енергиен баланс и намалено използване на изкопаеми горива с минимални емисии на CO₂.

Съвременният жилищен комплекс се основава на принципа на секторното свързване: към резервоара за съхранение на енергия от лед, основен енергоносител за отопление и охлаждане, се добавят голяма термопомпа, газов кондензен  котел, когенерационна инсталация и фотоволтаична система, които снабдяват комплекса от сгради с парно, климатицазия и електричество. Животът в градска среда без собствен автомобил тук е напълно възможен, тъй като жителите се възползват от система за споделено пътуване с електромобили.  Електричеството, необходимо за зареждане на електромобилите, се произвежда от когенератора и фотоволтаичните модули направо в самия комплекс.

Високоефективно взаимодействие на всички компоненти

Отоплителната централа е разположена в сутерена на жилищния комплекс, като в основата  ѝ стои когенерационен блок Vitobloc EM 50/81. Когенераторът работи на принципа на комбинираното електропроизводство:  двигател на природен газ с дълъг живот генерира топлина и електричество в рамките на комбиниран процес. При този процес механичната енергия се преобразува в електричество и се използва  за захранване на термопомпата Vitocal 350-G за отопление и охлаждане. Топлинната енергия, от друга страна, се абсорбира чрез топлообменник Vitotrans 200, свързан с когенератора, и се използва за отопление на помещения или за БГВ.

По време на пиковите натоварвания, например в студените зимни дни, системата се поддържа от модерен газов кондензен котел Vitocrossal 300 с мощност 605 kW. Перфектното взаимодействие на всички компоненти позволява отоплението и част от необходимата електрическа енергия да се генерират директно в самия комплекс. Това намалява разходите и прави сградата по-малко зависима от обществените доставчици на енергия.

Иновативна система за съхранение на енергия от лед

В южния край на първото крило на жилищния комплекс в земята е инсталирана система за съхранение на енергия от лед с технология на Viessmann. Бетонният блок, който е дълъг около 17 м, широк 9 м и дълбок 6 м, е запълнен с около 800 м³ вода и служи като дългосрочен енергиен склад за термопомпата: през отоплителния период помпата извлича енергия от ледения склад, докато водата в него почти замръзне. При това тя използва т.нар. кристализационна енергия, която се освобождава при превръщането  на водата в лед. Този процес осигурява  толкова енергия, колкото е необходима за загряването на един литър вода от 0 °C до 80 °C.  Получената по този начин енергия се използва през отоплителния сезон в подовото отопление на жилищата.

В режим на регенерация ледът се размразява отново. Тази промяна на агрегатното състояние може да се повтаря толкова, колкото е необходимо, а технологията почти не изисква поддръжка. В края на отоплителния период целенасочено се образува лед, който през горещите дни служи за охлаждане. През лятото  по-ниските температури на открито през нощта могат да се използват за охлаждане на водата в резервоара за съхранение или на самата сграда чрез т.нар. слънчеви въздушни абсорбери.

Системите за съхранение на енергия от лед на Viessmann не изискват разрешение и могат да се прилагат дори в зони за защита на водите. Използването на енергия от кристализация и комбинацията от трите енергийни източника — въздух, слънчева радиация и земя  — гарантират висока ефективност.

Интелигентно управление на енергийните източници

Интелигентното управление на източниците на енергия осигурява надеждно и ефективно взаимодействие на резервоара за лед, слънчевите въздушни абсорбери и термопомпата. Това означава, че всички съществени системни данни се обработват непрекъснато. Резултатите са в основата на  отчетната система, която се изготвя от екип експерти и се предава на системния оператор. Като се вземат предвид индивидуалните изисквания, се оптимизират показателите за ефективност на термопомпата например. Резултатът е възможно най-ниското потребление на електричество и съответно привлекателен годишен коефициент на полезно действие.

С помощта на  препоръчителни действи потенциалът на системата може да се използва оптимално и по този начин да се спестят експлоатационни разходи.

Безплатна слънчева енергия от слънчеви топлинни и фотоволтаични системи

На плоските покриви на четири от седемте сгради в първото крило са монтирани така наречените слънчеви въздушни абсорбери. Системата, която обхваща общо 351 квадратни метра, подава получената слънчева енергия в ледения резервоар през лятото и след това го размразява отново, за да се регенерира за отоплителния сезон. Регенерацията се извършва винаги, когато абсорберът е по-топъл от ледения резервоар, т.е. дори в мек зимен ден.

Слънчевите въздушни абсорбери са открити, неостъклени колектори. Те използват топлината от въздуха и слънчевата радиация, която   служи за регенериране на ледения склад и за пряк източник на топлина за термопомпата. Неостъклените слънчеви въздушни абсорбери са особено подходящи за системата за съхранение на енергия от лед, тъй като осигуряват необходимата ѝ мощност дори когато температурата на въздуха е ниска и няма слънчева радиация. По този начин те непрекъснато използват безплатната топлина на околната среда — през нощта от въздуха, а през деня допълнително от слънчевата радиация.

Още две плоски покривни повърхности се използват за генериране на електрическа енергия с помощта на фотоволтаична система с площ 408 кв. м. Така чрез слънчева енергия на година могат да се спестят около 260 тона CO2.  Това се равнява на около два милиона километра автомобилен пробег годишно.

Фотоволтаичната система също така осигурява и електричество за вентилацията на сградата, асансьорите и осветлението, както и за пулта за електромобили.

Иновативна концепция за мобилност

Мобилността е друга основна човешка потребност след жилището. Ето защо като част от изследователска мрежа, Siedlungswerk разработи индивидуална концепция за мобилност за новия жилищен комплекс.

Предложението за споделяне на електромобили точно там, където живеем, предоставя нови възможности за мобилност и е екологична алтернатива на собствения автомобил.  За тази цел произведената в жилищния комплекс електроенергия първо се съхранява в системата от батерии, а след това се доставя на потребителите в домакинствата при необходимост или се използва за зареждане на електромобилите, което има положителен ефект върху енергийния баланс и емисиите на CO2. Това е така, защото електрическите превозни средства не само намаляват нивата на шума, но и понижават емисиите на замърсители.

Иновативната концепция за мобилност като съществен компонент на градския жилищен комплекс се радва на неизменно положителен отзвук и привлича вниманието на цялата страна. Бяха създадени нови сътрудничества и бе показано как електрическата мобилност може да бъде разумен компонент на една ефективна цялостна енергийна концепция.