Schweizer Forschungsanstalt testet unter realen Bedingungen

Energieeffizienz im Fitnessstudio

Modern im Entwurf und zukunftsfähig im Energieverbrauch ist das Forschungslabor NEST. © Empa

Den Energieverbrauch von Wellness-Anlagen massiv senken und die verbleibende Energie selber produzieren: Wie das geht, erforscht die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) an ihrem Standort in Dübendorf bei Zürich. Dafür hat sie eine neue Gebäudeeinheit, die modulare Forschungs- und Innovationsplattform NEST, auf das oberste Stockwerk ihres Gebäudes gesetzt.

Zwei acht Meter hohe Glasfassaden sind der Blickfang von außen. Der architektonische Entwurf des Architekten Peter Dransfeld beherbergt im Inneren einen durchgängig offenen Raum, in dem drei Ellipsoiden von der Decke schweben. Sie beherbergen zwei Saunen und ein Dampfbad. Unter diesen Modulen stehen Fitness-Geräte zum Trainieren. Schon bald werden diese von den Mitarbeitenden der Empa und der Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz (Eawag) genutzt.

Im NEST (Next Evolution in Sustainable Building Technologies) arbeiten Forschung, Wirtschaft und öffentliche Hand zusammen, um neue Technologien, Materialien und Systeme im Bau- und Energiebereich unter realen Bedingungen zu testen. NEST ist als lebendes Labor konzipiert – mit tatsächlich genutzten Wohnungen und Büroräumen, die gleichzeitig Versuchsumgebungen für Neues sind. Auch im Fall "Solare Fitness & Wellness" ist die Nutzung Mittel zum Zweck: "Unser Ziel ist es, ein energieintensives Bedürfnis wie Wellness komplett mit erneuerbarer Energie abdecken zu können", erklärt Peter Richner, Verantwortlicher von NEST.

Erst der Praxistest wird zeigen, ob die gesteckten Energieziele erreicht werden können. Und die Ziele sind ambitioniert: "Wir wollen die Anlage mit einem Sechstel der Energie betreiben, die sie bei herkömmlichem Betrieb bräuchte", sagt Mark Zimmermann, Innovation Manager NEST. Konkret: Die 120.000 Kilowattstunden Strom, die die finnische Sauna, die Bio-Sauna und das Dampfbad normalerweise jährlich verschlingen würden, sollen auf rund 20.000 Kilowattstunden sinken.

Die Basis für diese massive Reduktion legt eine Hochtemperatur-CO2-Wärmepumpe der Firma Scheco, die Temperaturen von bis zu 130 Grad erzeugen kann. Für einen effizienten Betrieb muss die erzeugte Wärme über einen möglichst grossen Temperaturbereich genutzt werden. Dazu ist der jeweilige Bedarf der unterschiedlichen Wellness-Module als Kaskade aufeinander abgestimmt. Die Wärme wird in einem grossen Tank geschichtet gespeichert und für die einzelnen Nutzungen bereit gestellt: 120 Grad für die finnische Sauna, 90 Grad für den Dampferzeuger im Dampfbad, 70 Grad für die Biosauna und schließlich 50 Grad und 30 Grad für die Duschen und die Heizung.

Das zugrunde liegende Energiekonzept haben Forschende der Empa zusammen mit der NTB Interstaatlichen Hochschule für Technik Buchs und der Hochschule Luzern erarbeitet.

Durch die Wärmeerzeugung mit der CO2-Wärmepumpe wird der Stromverbrauch bereits um rund zwei Drittel reduziert. Mit zusätzlicher Wärme- und Feuchterückgewinnung aus Sauna und Dampfbad lassen sich zudem die Lüftungsverluste mindestens halbieren. "Dazu kommt ein Steuerungssystem, das auf die konkreten Buchungen der Wellness-Module reagiert und diese nur dann aufheizt, wenn es nötig ist", erklärt Zimmermann. Eine gute Wärmedämmung sorgt für minimale Transmissionswärmeverluste.

Um auch die Nordfassade optimal zu nutzen, wird eine acht Meter hohe Vierfach-Verglasung der Firma Glas Troesch eingesetzt. Mit einem U-Wert von 0,3 erreicht die Fassade im Winterhalbjahr eine günstigere Wärmebilanz als eine fünfmal dickere hochisolierte Wand bei gleichzeitig hohem Komfort und Tageslichtanteil.

An der Fassade sowie auf dem Dach sorgen drei Photovoltaikanlagen dafür, dass die verbleibenden rund 20.000 Kilowattstunden Strom im Jahresdurchschnitt solar erzeugt werden. Die eingesetzten bifacialen Glas-Glas-Module der Firma Meyer Burger wandeln das Sonnenlicht dabei sowohl auf der Vorder- wie auf der Rückseite in elektrische Energie um.

Ergänzt werden die Photovoltaikanlagen durch eine thermische Solaranlage für das Warmwasser. Und zu guter Letzt tragen auch die Fitness-Benutzer zur Energieproduktion bei: mit Fitness-Geräten, die Strom erzeugen. Quelle: Empa / sue

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