TGA: Weniger Emissionen durch dezentrale mobile Einheiten?

Haben stationäre Anlagen bald ausgedient? Die TH Köln arbeitet an der Entwicklung mobiler Lösungen für die Raumkonditionierung.

Foto: panthermedia.net/AndreyPopov

Wie können die Treibhausgasemissionen im Gebäudesektor maßgeblich gesenkt werden? Wenngleich die CO₂-Vorgaben nach Willen der Bundesregierung zukünftig nicht mehr nach Wirtschaftssektoren unterschieden werden sollen, bleibt die generelle Herausforderung bestehen: Die Emissionen – auch im Gebäudesektor – müssen zum Erreichen der für 2030 anvisierten Klimaschutzziele maßgeblich reduziert werden. Dafür müsse die Technische Gebäudeausrüstung innovativ verändert werden, fordert ein Forschungsteam der TH Köln. „Um klimaneutrale Gebäude zu erreichen, werden die technischen Anlagen immer komplexer und beeinflussen zunehmend die Architektur. Im Spannungsfeld zwischen der Optimierung der Technischen Gebäudeausrüstung und gestalterischen Aspekten wollen wir eine neue Lösung entwickeln: Eine dezentrale und mobile Einheit, die sich in die gerade genutzten Räume bewegen kann und dort die Raumkonditionierung übernimmt, also die Bedingungen so gestaltet, dass ein als behaglich empfundenes Raumklima entsteht“, erläutert Projektleiterin Professor Eva-Maria Pape von der Fakultät für Architektur der TH Köln.

Darüber hinaus ist auch die Fakultät für Anlagen, Energie- und Maschinensysteme involviert. Das Projekt „Building Conditioning on Demand“ (BuildON) wird von der Bundesregierung für drei Jahre gefördert. Kooperationspartnerin ist die RheinEnergie AG. Ziel ist die Entwicklung eines virtuellen Prototyps. Nach der Ermittlung der technischen, architektonischen und soziotechnischen Grundvoraussetzungen und der Übertragung in einen Kriterienkatalog soll ein BuildON-System auf theoretischer Ebene entstehen. Anschließend werden die raumkomforttechnischen, energetischen, ökologischen und wirtschaftlichen Aspekte des Systems mittels Simulation, Bilanzierung und Lebenszyklusanalyse untersucht.

So könnte eine mobile Einheit aussehen. Grafik: TH Köln

Mobile Einheit ermöglicht Raumkonditionierung nach Bedarf

„Wir werden uns zunächst auf den Aspekt des Heizens konzentrieren und später Kühlung und Luftfiltration mit einbeziehen“, so Pape. Basis des Systems wird eine Wärmepumpe mit Photovoltaikunterstützung sein, die mit einer Wärme- beziehungsweise Kälteübergabestelle verbunden ist. Die mobile Einheit fährt dorthin und lädt sich auf. Anschließend fährt sie diejenigen Räume an, die gerade genutzt werden und heizt diese beispielsweise auf.

Zunächst sind aber noch zahlreiche offene Fragen zu klären, etwa wie Türen überwunden werden können. „Denkbar sind Schiebetüren oder Klappen, die unsere mobile Einheit öffnen kann. Oder sie wirkt über spezielle Übergabestationen durch die Wand und muss das betroffene Zimmer gar nicht befahren. Unklar ist auch noch, ob unser Prototyp am Ende auf Rollen, an Schienen an der Decke oder mit einem ganz anderen System fährt“, berichtet Pape.

Nutzungsverhalten bestimmt Einsatz der TGA

Durch den neuen Ansatz rücken individuelle Nutzungsstrukturen stärker in den Fokus, da keine dauerhafte Raumkonditionierung mehr vorgesehen wird. So könnten die Nutzenden beispielsweise festlegen, welche Räume ab welcher Uhrzeit zu welchem Grad beheizt werden sollen. Die mobile Einheit kann den gewünschten Zustand anschließend eigenständig herstellen. „Neben den architektonischen und bauphysikalischen Gegebenheiten spielt daher auch das individuelle Komfortempfinden eine Rolle und wird in unsere Überlegungen mit einfließen“, so Pape.