Fachplanung - Tragwerksplanung Fassade Wärmespeicher

Die 4. Teilbaumaßnahme der Erschließungsmaßnahme umfasst neben dem Neubau der Energie- und Logistikzentrale (gesonderte Maßnahme), den hier behandelten Neubau eines saisonalen Großwärmespeichers inkl. Fassadenplanung. Hierbei ergeben sich erforderliche Leistungen der Tragwerksplanung für die geplante Fassadenausbil-dung.

Im Zuge von liegenschaftsübergreifenden Machbarkeitsstudien (LEKs) wurden die zukünftige Energieversorgung der UTN untersucht, die nun geplant und umgesetzt werden soll. Anhand der Erstellung der LEKs wurde u.a. ein zukunftsträchtiges, innovatives und nachhaltiges Konzept zur Bereitstellung von Wärme und Kälte für den gesamten Campus entwickelt. Im Osten des Geländes entsteht dazu eine Energiezentrale. Mit Hilfe von zentralen bivalenten Wärmepumpen werden unter Verwendung von möglichst selbsterzeugtem (Photovoltaik-)Strom und einem saisonalen Großwärmespeicher, Wärme und Kälte erzeugt (Power-to-Heat). Dabei wird die Abwärme der Wärmepumpen in Betrieb zur Kälteerzeugung in der Kühlperiode im Wärmespeicher zwischengespeichert und zur Deckung des Wärmebedarfs in der Heizperiode verwendet.

Für den Endausbau der Universität wurde ein Speichervolumen von rund 45.000 m³ ermittelt, für die erste und zweite Entwicklungsstufe sind rund 25.000 m³ notwendig. Nach Abwägung möglicher zukünftiger Entwicklungen im Sektor der Energiegewinnung wurde entschieden, das Speichervolumen auf zwei Tanks mit je 25.000 m³ aufzuteilen, wovon im Umfang der Maßnahme EM1 TBM 4 nur der Erste gebaut wird. Um die Energieverluste über die Hülle zu minimieren, wurde ein optimales A-V-Verhältnis bei einem Durchmesser sowie einer Höhe von jeweils 32m vorgeschlagen. Eine weitere Unterteilung, z.B. je Entwicklungsstufe hätte dagegen keine weiteren Vorteile bei höheren Investitionskosten und Energieverlusten.

Das hohe Gewicht des Speichers – bis zu 30.000 Tonnen je Speicher – macht eine aufwändige Gründung notwendig. Um eine sichere Fundamentsohle zu schaffen, wird der Boden bis auf eine sehr stabile und tragfähige Fels-Bodenschicht ausgehoben, die nach Voruntersuchungen in rund 5-6m Tiefe beginnt. Die Gesamthöhe des Speichers über GOK verringert sich entsprechend unter Berücksichtigung der notwendigen Bodenplatte.

Mit diesem Verfahren soll nur für die Tragwerkplanung der geplanten Fassadengestaltung des Wärmespeichers ein Tragwerksplaner für die LPH 3 – -8 beauftragt werden. Als Umfang des Lösungsvorschlags wird die Bemessung der Fassadenkonstruktion und die Ausarbeitung erforderlicher Anschluss- und Detailpunkte für die vom Fassadenplaner erstellte plangrafische Darstellung einer vorgehängten Fassadegefordert.

Da der Speicher im öffentlichen Stadtraum gut sichtbar sein wird, erhält er auch die Qualität einer Landmarke der UTN (Nachhaltigkeit, Forschung, Vernetzung). Der Wärmespeicher inkl. Fassade ist nicht öffentlich zugänglich. Ein Aufenthaltsort auf dem Dach oder an der Fassade um den Speicher herum ist ausgeschlossen. Lediglich eine Wartungstreppe für den Betrieb einzelner Anlagen auf dem Dach sowie der Messtechnik in der Hülle ist vorgesehen. Die Treppe wird so angeordnet, dass damit beide Speicher angedient werden können. Die Wartungstreppe wird vom Technischen Planer des Ingenieurbauwerks geplant und soll vom Fassadenplaner und Tragwerksplaner der Fassade bei der Gestaltung berücksichtigt werden. Für die vorgesetzte Fassade wird eine aktive städtebauliche und architektonische Gestaltung umgesetzt, die die ökologische Haltung und den Nachhaltigkeitsanspruch der UTN und den Modellcharakter des Energiekonzeptes anschaulich darstellt. Mögliche Schlagworte sind hier insbesondere Nachhaltigkeit, Klimaneutralität, Schwammstadt, Grün an Fassaden und Dächern, Nutzung solarer Energien. Aufgrund des beengten Baufelds werden die beiden Speicher mit Treppe(n) nicht mehr als die 64 m Breite des Baufelds einnehmen. Vorgesehen ist zur Planung der Fassade ein Tragwerksplaner zur statischen Ausarbeitung der vom Fassadenplaner geplanten Fassadenkonstruktion inkl. erforderlicher Detail-ausarbeitung der Anschlusspunkte. Das Bauwerk des Wärmespeichers inkl. Technik soll im späteren Verlauf dagegen mit einer Funktionalen Leistungsbeschreibung durch einen Totalunternehmer abgewickelt werden.

Die Leistung des erforderlichen Tragwerksplaners umfasst nur die Fassade des Wärmespeicher, die Fassaden der anderen Gebäude, wie z.B. Logistikzentrum, etc. liegen in der Hand des beauftragten Objekt- und Tragwerkplaners.