Düşük işletme maliyetleri için iyi düşünülmüş planlama
Altdorf'taki Lebenshilfe Wohnwelten'de küçük yatırımlar büyük tasarruf potansiyeli yaratıyor
Sadece düşük inşaat maliyetleri değil, aynı zamanda düşük işletme maliyetleri de nesne planlamasının odak noktası olduğunda, mimarlar ve planlamacılar becerilerini ortaya koymalıdır. Bu, Avrupa Birliği'nin "Kapsayıcı Konut Dünyaları "nın hedefiydi. Nürnberg Bölgesinde Yaşam yerine getirmek için.
Özelleştirilmiş planlama ve "kullanıma hazır" teknoloji ile ısı tedariki ve şirket içi enerji üretimi burada optimize edilebilir - kombine ısı ve enerji santralinin ve ısı depolamanın temel bileşenleri mükemmel bir şekilde birlikte çalışır.
Şekil 1: Kapsayıcı yaşam ortamlarındaki iç ortak alanlar (resim), fuaye, koridorlar veya toplantı odaları gibi bazı alanlar merkezi olmayan havalandırma sistemleri ile beslenmektedir.
Lebenshilfe im Nürnberger Land e. V., gelişimsel gecikmeleri veya engelleri olan kişilerin bir ev bulabileceği ve bakım alabileceği 20'den fazla mülk işletmektedir. Ev sakinleri genellikle daimi Lebenshilfe çalışanları tarafından desteklenmektedir. Ancak Altdorf'taki yeni "kapsayıcı yaşam ortamlarında" yeni bir yaklaşım benimseniyor. İlk kez 2016 baharında hizmete giren Lebenshilfe mülkü, engelli ve engelsiz insanlar için yaşam alanları sunuyor. Engelli bireyler, örneğin yemek pişirerek ya da çalışan engelli bireyler için boş zaman etkinlikleri düzenleyerek bakıma katkıda bulunabiliyor ve bunun için gönüllü ödeneği alarak kira maliyetlerini düşürebiliyor. Kapsayıcı yaşam konsepti için Lebenshilfe, engelli insanlar için 26 daire ve engelsiz kiracılar için beş daire daha içeren bir bina inşa etti. Bina, her biri yaklaşık 2500 m² brüt taban alanına sahip üç kattan oluşmaktadır.
Zemin katta bir salon ve bir konferans odası, kendi büyük mutfağı olan bir kafe ve çeşitli yardımcı ve teknik odalar bulunmaktadır. Birinci ve ikinci katlarda, her biri kendi banyosuna ve antresine sahip olan sakinlerin dairelerinin yanı sıra iki ortak mutfak ve her katta geniş ortak alanlar bulunmaktadır. Ayrıca bir bakım banyosu ve örneğin çekirdek alanda hizmet odaları bulunmaktadır.
"Planlama ve inşaatta sağduyu hakim oldu"
Şekil 2: Ekserji açısından optimize edilmiş bir tatlı su istasyonları dizisi, tüm sistemin sıcaklık yayılımını ve dolayısıyla termal verimliliğini en üst düzeye çıkarmada rol oynar.
"Kapsayıcı Yaşam Dünyaları "nın inşası için yaklaşık 6 milyon Avro yatırım yapılmıştır. Bunun üçte ikisi hibelerle finanse edilmiş, geri kalanına ise Lebenshilfe katkıda bulunmuştur. Altdorf konut dünyaları kamu ve öz kaynaklarla finanse edildiğinden ve kiraların konut sakinleri için karşılanabilir olması gerektiğinden, mülk Prof. Dipl.-Ing. Hans Peter Haid (Haid+Partner GmbH Architekten+Ingenieure, Nürnberg Genel Müdürü) tarafından "yüksek verimlilik" elde etmek amacıyla planlandı. Sağlık ve sosyal binalar konusunda uzman olan mimar, tasarımları hazırlamadan önce muhtemel sakinlerle konuşmuş ve onların istek ve fikirlerini konsepte dahil etmiştir. Sonuç olarak, yüksek yalıtımlı bir dış kabuğa ve iyi bir kat planına sahip, büyük cam cepheleri olmayan ve böylece düşük ısıtma maliyetleri sağlayan bir bina ortaya çıktı. Tesisin görevleri ve sakinleri, teknik bina ekipmanlarının planlanmasının merkezinde yer aldı. Altdorf'tan uzman planlamacı Roland Goetz projenin gerekliliklerinden birini açıklarken "İyi düşünülmüş ve kullanımı kolay ekipmanlar sakinlerin hayatını kolaylaştırıyor" diyor.
Şekil 3: Uzman planlamacı Roland Goetz çok değerli dağıtıcıların önünde. Yüksek sıcaklıktaki bir ısı devresinin dönüş akışını düşük sıcaklıktaki bir devrenin akışı için kullanırlar. Bu, sıcaklık yayılımını ve dolayısıyla termal verimliliği en üst düzeye çıkarır.
Örneğin, engelsiz banyolara ilave tutunma rayları eklenebiliyor ve evdeki tüm lavabolara tekerlekli sandalye ile erişilebiliyor. Her yere monte edilen haşlanma korumalı mikserler gibi hemen göze çarpmayan özellikler bile şirketin işin kolayına kaçmadığını, bunun yerine yatırım yaparken güvenlik ve dayanıklılığa öncelik verdiğini ortaya koyuyor.
Dairelerde klasik ısıtma ve havalandırma
Daireleri ısıtmak için pencerelerin altına monte edilmiş termostatik vanalı geleneksel radyatörler kullanılmaktadır. Bayat veya nemli hava dairelerin banyolarından dışarı atılır. Ortaya çıkan emme etkisi, pencerelerin altındaki radyatörlerin arkasına monte edilen dış hava menfezleri aracılığıyla sürekli bir dış hava beslemesi sağlar. Gerektiğinde tüm pencereler de açılabilir.
Sadece ortak alanlar ve odalar tamamen mekanik olarak havalandırılmaktadır. Isı geri kazanımlı (plakalı ısı eşanjörleri aracılığıyla) havalandırma üniteleri mutfak duvar ünitelerine veya duvar dolaplarına monte edilmiştir. Üniteler ilgili havalandırma bölgelerini kısa kanal yolları üzerinden besler, böylece basınç kayıpları en aza indirilir. Düşük fan hızları ve dikkatli marangozluk işleri, havalandırma teknolojisinin sadece görsel olarak değil, aynı zamanda akustik olarak da göze batmamasını sağlar.
CHP temel ısı gereksinimlerini karşılar
Uzman planlamacı Goetz, gizli, merkezi olmayan havalandırma ünitelerinin yanı sıra diğer tüm teknik altyapıyı da tasarladı. Isı üretimi için Viessmann'dan 6 kW elektrik ve 15 kW termal çıkışlı küçük bir doğal gaz yakıtlı CHP (birleşik ısı ve güç ünitesi) seçti. Bu ünite 80 kW'lık bir pik yük yoğuşmalı kazan ile destekleniyor. Her ikisi de ısıyı yaklaşık 3 m³ su kapasiteli bir Varmeco tampon depolama tankına sağlıyor. Goetz, "Evdeki tüm ısı tüketicileri depolama tankından besleniyor" diye açıklıyor. "CHP ünitesi toplam ısı ihtiyacının yarısından fazlasını karşılayacak kadar büyük, böylece Yenilenebilir Enerjiler Isı Yasası'nın gereklilikleri karşılanıyor. Öte yandan, çıkış, baz yük işletimini çalıştıracak kadar küçüktür - başka bir deyişle, depolama sisteminin kullanılmasıyla mümkün olan az sayıda başlatma ve durdurma ile uzun çalışma süreleri" diyor Goetz.
CHP ünitesinin çalışması sıcaklık kontrollüdür. Depolama tankının üst kısmındaki sensör 65 °C'nin altında bir sıcaklık bildirirse, CHP kontrol ünitesi motoru çalıştırır. Isıtma için CHP sistemine pompalanan depolama tankının alt kısmındaki suyun sıcaklığı, çalışması için önemli değildir: hız kontrollü bir şarj pompası, CHP sisteminin her zaman sabit bir sıcaklıkta çalışmasını sağlar. Eğer su soğuksa, pompa sevk hızını o kadar düşürür ki bekleme süresi suyu 80 °C'nin üzerine ısıtmaya yeter. "Bu, CHP ünitesinin çıkışını kullanan yoğuşma işlemini uygulamanın tek yoludur. Tüm CHP ünitelerinin egzoz gazı ısısını yoğuşma teknolojisiyle kullanmak için uygun olmadığı unutulmamalıdır," diye ekliyor planlamacı, "ancak kurulan sistem egzoz gazının önemli ölçüde soğutulmasını sağlıyor ve ayrıca bu tesis için mükemmel boyutta." 75 kW'a varan ısı çıkışının çoğu dış odalardaki radyatörler için kullanılabilir. Başka bir ısıtma devresi, 70/50 °C gidiş/dönüş sıcaklığında maksimum 3,5 kW çıkışla katların merkezi alanlarındaki bakım banyolarının ısıtma gereksinimlerini karşılıyor. Havalandırma sistemlerinin ısı eşanjörleri için 40/25 °C'de 13,4 kW'a kadar kullanılabilir. Endüstriyel çamaşır kurutma makinesi 10 kW daha çekebilir: Endüstriyel çamaşır makinesi de genellikle elektrikli ısıtma enerjisi olmadan idare eder, çünkü bina hizmetleri bunun için 60 °C sıcaklıkta 16 l/dak'ya kadar yağmur suyu sağlar. Sıcak içme suyu sadece çamaşırların son durulaması için kullanılır. Daha yüksek yıkama sıcaklıkları (kaynar çamaşır) için, çamaşır makinesinin 18 kW'lık elektrikli ısıtıcısı suyu hızlı bir şekilde sıcaklığa getirir.
Optimum sıcaklık yayılımı için üç odacıklı manifold
Şekil 4: Endüstriyel çamaşır makinesi (ön) ve çamaşır kurutma makinesi. Her ikisi de CHP ünitesinden gelen ısı ile çalışmaktadır; çamaşır makinesi sadece kaynar yıkama programı sırasında elektrikle ısınmaktadır.
Goetz, "Üç odacıklı dağıtıcılar, ısı depolama tankındaki sıcaklık yayılımının mümkün olduğunca geniş olması için termal optimizasyon sağlar" diye açıklıyor. "Bu sistemlerle, örneğin 40 °C'lik düşük sıcaklıklı bir sistemin (bu projede havalandırma sistemleri) akışı için örneğin 50 °C'lik bir devrenin yüksek dönüş sıcaklığını kullanmak mümkündür" diyor. "Genel olarak, bu hidrolik optimizasyon silindirde daha düşük dönüş sıcaklıklarına yol açıyor ve böylece sistemin genel verimliliğini artırıyor. "Sıcak su beslemesi de dönüş sıcaklıklarını en aza indirecek şekilde tasarlanmıştır. Sıcak su, taze su ısıtıcıları olarak adlandırılan Varmeco anlık su ısıtıcıları tarafından sağlanmaktadır. Bu, tüm evdeki sıcak suyun sadece ihtiyaç duyulduğunda anlık su ısıtma prensibi kullanılarak ısıtıldığı anlamına geliyor. Goetz, "Bu, lejyonella çoğalması riskini en aza indiriyor ve böylece maksimum hijyen sağlıyor" diye vurguluyor. Akışta maksimum 75 °C sıcaklıkta 5 m³/saate kadar su sağlayan, ekserji optimizasyonlu çift kademeli bir sistemdir.
Şekil 5: Çamaşır makinesinin arka kısmı komşu odaya doğru çıkıntı yapmaktadır. Burası temiz çamaşırların çamaşır makinesinden çıkarıldığı ve çamaşır kurutma makinesine yüklendiği yerdir.
Kaskad aynı zamanda termal enerjisini varmeco depolama tankından alır ve bu sayede ısı, hız kontrollü bir pompa yardımıyla gerektiği gibi sağlanır.
Sıcak su hazırlama için düşük dönüş sıcaklığı
Ekserji optimizasyonlu devrede ısıtma görevleri birbirinden ayrılmıştır: "İkili kaskad, sadece kullanım suyu ısıtması için bir taze su ısıtıcısı ve pik talebi karşılayan ve sirkülasyon suyunun sıcaklığını düzenleyen ikinci bir ısıtıcı içerir." Bu sistemdeki ayrı boru tesisatı düşük bir dönüş sıcaklığına neden olur; bu durumda su ideal olarak 35 °C'de silindire geri akar. Binadaki sık çalışan çamaşır makinesi ve çamaşır kurutma makinesi gibi hava koşullarından bağımsız ısı yükleri nedeniyle, CHP ünitesi tüm yıl boyunca iyi bir şekilde kullanılıyor. Yılda yaklaşık 6500 saat çalışmaktadır. Yaz aylarında, sadece duş, çamaşır ve bulaşık yıkama için sıcak suya veya çamaşır odası için ısıya ihtiyaç duyulduğunda, günde yaklaşık sekiz saat çalışıyor. Planlamacı, "Isı depolama tankının geniş hacmi ve geniş sıcaklık dağılımı sayesinde CHP verimli ve düşük çevrimle çalışıyor" diyor. Yılda yaklaşık 200 çalıştırma, aşınma ve yıpranmayı en aza indiriyor.
Şekil 6: Engelsiz banyolar, Altdorf'taki "Kapsayıcı Yaşam Dünyaları "ndaki tüm dairelerin standart bir özelliğidir.
Uzaktan erişimli merkezi ısı kontrolü
Isı yönetimi, işletim verilerinin cihaz üzerinde veya güvenli, şifre korumalı bir internet bağlantısı aracılığıyla uzaktan parametrelendirilmesini ve görüntülenmesini sağlayan merkezi Varmeco kontrol ünitesi "VarCon 380 Pro" tarafından gerçekleştirilir. Örneğin, CHP ünitesinin çıkışı ısı talebini karşılamak için yeterli değilse, kontrol sistemi kazanın çalışmasını talep eder. Bu nedenle CHP'ye her zaman öncelik verilir. Kontrol sistemi aynı zamanda tüm pompalar dahil olmak üzere ısıtma devrelerini ve sıcak su hazırlığını da yönetir. Pompa tahrikleri hız kontrollü olabildiğinden, talep odaklı ve enerji tasarruflu çalışma sağlarlar.
Şekil 7: Varmeco kontrol sisteminde ısı kaynaklarına öncelik verilebilmektedir. Bu, CHP ünitesine yoğuşmalı kazana göre öncelik verir ve yılda yaklaşık 6000 saat çalışır.
CHP elektrik ihtiyacının yarısını karşılıyor
Şekil 9: Bir Viessmann CHP ünitesi (ön) ve 3 m³ varmeco ısı depolama tankı (arka sol) "Inclusive Living Worlds "e ısı sağlamaktadır. Sistem 80 kW'lık bir pik yük yoğuşmalı kazan ile desteklenmektedir.
Isı sağlama ve elektrik üretiminin küçük CHP sisteminde bu kadar iyi uyum göstermesi, en azından hassas boyutlandırmadan kaynaklanmaktadır. Yazın baz yükü ve geçiş mevsimlerindeki ısıtma ihtiyacı sadece CHP ünitesi tarafından karşılanabilir; yoğuşmalı kazan sadece nispeten soğuk günlerde gereklidir. "Toplam CHP çıktısının yaklaşık 30 %'sini oluşturan eşzamanlı elektrik üretimi, yemek pişirme, buzdolapları ve dondurucular, havalandırma sistemleri veya çamaşır makinesi için yardımcı ısıtma için elektrik enerjisi sağlamak için idealdir. Bu, CHP gücünün yalnızca onda birinin şebekeye beslenmesi gerektiği ve 90 %'nin hemen evde kullanıldığı anlamına gelir. Bu da toplam elektrik ihtiyacının yaklaşık yarısını karşılıyor" diye özetliyor Goetz.
Elektrik satın alma fiyatına kıyasla CHP elektriği için düşük ücret göz önüne alındığında, elektrik enerjisinin eşzamanlı üretimi ve tüketimi ek tasarruf anlamına gelir. Bu, en azından ısı üretimi ve tüketiminin 3 m³'lük depolama tankı tarafından ayrıştırılması sayesinde mümkündür.
Teknik makaleyi PDF olarak indirin
