Zukunftstechnologien im inHaus2 in Duisburg

So hat Wilo als Kooperationspartner des inHaus2 für den Bereich Pumpen in der Haustechnik unter anderem einen Teil der Heizungsanlage mit seinem neuen Dezentralen Pumpensystem „Wilo-Geniax“ ausgerüstet. Auch in weiteren Bereichen der Gebäudetechnik wie Heiz- und Kältezentrale und Abwassertechnik kommen Pumpen und Systeme des Herstellers zum Einsatz.

Das inHaus2 ist Teil des Fraunhofer-inHaus-Zentrums in Duisburg, einer europaweit einzigartigen „Innovationswerkstatt anwendungsorientierter und marktnaher Forschung für intelligente Raum- und Gebäudesysteme“. Sein Schwerpunkt liegt dabei auf Technologien, Produkten und Anwendungen in Nutzimmobilien. Durch die fachübergreifende Zusammenarbeit verschiedener Hersteller von unterschiedlichen Komponenten sollen einfach zu installierende und zu vernetzende Technologien entwickelt werden. Ziel sind zukunftsorientierte „Smart-Building“-Lösungen, die den Energieverbrauch und die Kosten reduzieren, die Sicherheit erhöhen und den Aufwand beim Facility Management senken. Im Mittelpunkt steht dabei im inHaus2 die Rationalisierung von Anwendungsprozessen z.B. in den Bereichen Health & Care, Hotel & Veranstaltung sowie Office.

Systeme für Pflegebereich, Hotels und Büroausstattung

Das inHaus-Geschäftsfeld „Health & Care“ bietet seinen Kunden beispielsweise eine F&E-Plattform, mit der gezielt an neuen Lösungen für den Gesundheitsbereich geforscht wird. Hier werden Gebäudeautomation, Sensortechnologien, Robotik sowie Informations- und Kommunikationstechnologien verknüpft, um das Gesundheits- und Sozialwesen effizienter und flexibler zu gestalten. Beispielhaft dafür ist das Projekt „inBath“: Mit Hilfe neuer Technologien werden Erinnerungshilfen für die Körperpflege von Senioren oder behinderten Menschen bereitgestellt. So unterstützt ein Spiegel im Bad aktiv bei der Hygiene und erinnert daran, sich zu rasieren oder seine Medikamente einzunehmen. Mit solchen Technologien kann die Eigenständigkeit pflegebedürftiger Menschen erhöht und ihnen ein längeres Leben in ihrer Umgebung ermöglicht werden.

Im Geschäftsfeld „Hotel & Veranstaltung“ stehen Komfort und Wirtschaftlichkeit im Mittelpunkt. Ein Schwerpunkt ist dabei das „FutureHotel“, ein Hotellabor zur Untersuchung neuer Konzepte und Produkte für die Hotellerie z.B. in Form einer innovativen Raum- und Gebäudegestaltung. Ein weiteres Projekt heißt „FlexibleLab“ und steht für ein Hotelzimmer, das sich „auf Knopfdruck“ für unterschiedliche Nutzungsszenarien umgestalten lässt. So können auf der selben Fläche z.B. unter der Woche zwei Zimmer an Businessgäste vergeben, bei Bedarf ein kleines Konferenzzimmer generiert oder am Wochenende eine Familiensuite angeboten werden.

Optimierungspotenziale in Bezug auf die Arbeitsinfrastruktur schließlich untersucht das inHaus-Geschäftsfeld „Office & Service“. Hierfür wurde eine vielseitige Forschungsplattform geschaffen, um zusammen mit Partnern leistungsfähigere Arbeitssysteme zu entwickeln.

Energieeffizienz in Nutzimmobilien

Ein weiteres Ziel des 5.200 qm großen Innovationszentrums für intelligente Raum- und Gebäudesysteme ist eine höhere Energieeffizienz von Nutzimmobilien. Daher kommen besonders innovative Technologien zur Kühlung, Heizung und Lüftung des Gebäudes zum Einsatz. Sie werden über optimierte Betriebsweisen und Regelstrategien aufeinander abgestimmt. Die Tests unter Praxisbedingungen erfolgen in den vorhandenen Nutzungsbereichen wie Büro- und Seminarräume, Konferenzbereiche sowie Labor- und Forschungsflächen.

Das Dezentrale Pumpensystem „Wilo-Geniax“, das in Kooperation mit dem Fraunhofer Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS entwickelt wurde, kommt im inHaus2 an Heizkörpern auf drei Etagen zum Einsatz. Es ist mit mehreren Miniaturpumpen an den Heizflächen bzw. Heizkreisen eine interessante Alternative zum klassischen Systemaufbau mit Thermostatventilen. Die herkömmliche „Angebotsheizung“ mit zentraler Heizungspumpe wird durch eine „Bedarfsheizung“ abgelöst – gepumpt wird nur, wenn Wärme benötigt wird. Eine zentrale Steuerungsintelligenz, der so genannte „Geniax-Server“ hält das Heizungssystem jederzeit im hydraulischen Optimum und macht es insgesamt präziser, schneller und energieeffizienter. Die Temperatursteuerung erfolgt für jeden Raum über Raumbediengeräte und ein intuitives, leicht erlernbares Bedienkonzept.

„Wilo-Geniax“ ermöglicht eine Senkung des Heizenergieverbrauchs um durchschnittlich 20 Prozent. Dies wurde nicht nur durch umfassende Simulationen der TU Dresden im Rahmen der Entwicklungs- und Pilotphase ermittelt, sondern konnte aktuell auch durch Vergleichsmessungen des Fraunhofer Instituts für Bauphysik IBP bestätigt werden. Die durch Fraunhofer-IBP nachgewiesenen Einsparpotenziale wurden Anfang März 2010 durch den TÜV Rheinland zertifiziert.

Entwicklung neuer Systemschnittstellen

In inHaus2 werden der Partnerport im Erdgeschoss sowie die Forschungsbereiche im 1. und 2. Obergeschoss auf diese Weise versorgt. Die Wärmeerzeugung erfolgt mit einer Erdwärmepumpe. Insgesamt beträgt die mit „Wilo-Geniax“ in der Wärmeverteilung beheizte Fläche des inHaus2 rund 900 qm. Auf jeder durch „Wilo-Geniax“ versorgten Ebene wurden ein eigener „Geniax“-Server und eine hydraulische Weiche installiert. Dadurch bestehen optimale Voraussetzungen, um Versuchsreihen in verschiedenen Gebäudebereichen und mit mehreren Partnern durchzuführen. Hierzu zählen z.B. Kieback & Peter (Schnittstellen zur Gebäudeautomation), Berker (Raumbediengeräte) und Kermi (hydraulische Betrachtung zur Optimierung von Heizflächen).

Dr.-Ing. Viktor Grinewitschus, Leiter des Fraunhofer-inHaus-Zentrums Technik und Innovation verspricht sich von „Wilo-Geniax“ Lösungsansätze für die Senkung des verhaltensabhängigen Energieverbrauchs in Gebäuden: „Zu den Arbeitsschwerpunkten des inHaus2 gehört die Systemintegration. Deshalb passt ’Wilo-Geniax’ hervorragend in unser Konzept. Neben einem Einsparpotenzial von bis zu 24% bei Büro-Neubauten erwarten wir ganz konkret eine verbesserte Raumtemperaturregelung.“

Wilo-Pumpen in allen Bereichen der Gebäudetechnik

Wilo entwickelt und testet gemeinsam mit anderen Komponentenpartnern auch für die anderen im inHaus2 installierten Pumpensysteme Schnittstellen bei Funktionalität, Steuerung und Bedienung. So wurde sowohl die Heizungs- als auch die Kältezentrale mit „Wilo-Stratos“-Hocheffizienzpumpen ausgestattet. Mit diesen lässt sich im Vergleich zu ungeregelten Umwälzpumpen bis zu 80 Prozent Strom einsparen. Die Pumpen sind dabei an die Gebäudeleittechnik angeschlossen, hier werden verschiedene Schnittstellen zur Gebäudeautomation getestet. Im Bereich der Gebäudeentwässerung kommen zudem Tauchmotorpumpen, eine innovative Abwasserhebeanlage und ein Regenwassernutzungssystem von Wilo zum Einsatz.