Erd­son­den als si­che­re Ener­gie­quel­le für das Uni­ver­si­täts­s­pi­tal Zü­rich

Ener­gie aus der Erde: Alles Gute kommt von unten

Mit­ten im Hoch­schul­ge­biet Zü­rich Zen­trum ent­steht ein Spi­tal für hoch spe­zi­a­li­sier­te Me­di­zin: Mit den ge­plan­ten Neu­bau­ten MIT­TE1 und MIT­TE2 ga­ran­tiert das Uni­ver­si­täts­s­pi­tal Zü­rich, kurz USZ, auch zu­künf­tig Spit­zen­me­di­zin mit­ten in Zü­rich. Beim nach­hal­ti­gen Neu­bau­pro­jekt kom­men dank ihrer hohen Ener­gie­ef­fi­zi­enz auch Erd­son­den zum Ein­satz.

Was genau sind ei­gent­lich Erd­son­den?

Kurz gesagt sind Erdsonden sogenannte Wärmetauscher, die die Erdwärme von einer Tiefe von wenigen Metern bis zu mehreren Hundert Metern aufnehmen und an eine Wärmepumpe abgeben. Dies ermöglicht im Winter einen effektiven und umweltfreundlichen Heizbetrieb und im Sommer einen Kühlbetrieb ohne Kältemaschine.

Kommt alles Gute wirk­lich von unten? Wann emp­fiehlt sich eine Erd­son­de und warum set­zen wir in die­sem Neu­bau­pro­jekt auf die­sen Ener­gie­trä­ger?

Eine Nutzung empfiehlt sich vor allem bei Flächenheizsystemen mit niedrigen Vorlauftemperaturen im Winter, welche im Sommer dann auch zum Kühlen genutzt werden können. In diesem Projekt speichern die Erdsonden die Abwärme aus dem Kühlbedarf des Spitals im Sommer ein und im Winter werden die Erdsonden wieder entladen. Hierdurch kann im Sommer der Strombedarf aus der maschinellen Kälteproduktion gesenkt und im Winter die Wärme aus den Erdsonden zum Heizen genutzt werden. Im Unispital MITTE1|2 gibt es sehr hohe Abwärmemengen aus der Raumkühlung und der Kühlung von technischen Anlagen. Über die Erdsonden kann die Abwärme saisonal gespeichert und später, wenn es dann Wärmebedarf gibt, effizient genutzt werden.

Wie ef­fi­zi­ent sind Erd­son­den als Ener­gie­quel­le?

In Verbindung mit Wärmepumpen sind Erdsonden sehr effiziente Wärmetauscher. Die ganzjährig konstante Erdwärme reduziert Effizienzverluste der Wärmeproduktion im Winter. Durch die saisonale Verschiebung der Abwärme in den Winter kann die Erdsondentemperatur bis auf 27°C erhöht werden und dann im Winter über eine Wärmepumpe auf eine Temperatur von 36°C angehoben werden. Durch eine Auskühlung der Erdsonden im Winter kann dann im Sommer die Erdsonde wieder als Freecooling genutzt werden, wodurch der Kältemaschineneinsatz reduziert werden kann.

Viele Vor­tei­le, aber wo lie­gen die Her­aus­for­de­run­gen?

Die Herausforderung liegt in einer detaillierten Auslegung des gesamten Erdsondenfelds. Speziell beim USZ liegt die Herausforderung darin, dass die Erdsonden ohne den Einsatz von Frostschutz auskommen. Hierfür benötigt es eine genaue Auslegung damit die Erdsonden nicht gefrieren können. Weitere Herausforderungen liegen in einer knappen Bauzeit und einer engen Baulogistik, weshalb die Planung bereits sehr früh im gesamten Planungsteam abgestimmt werden muss.

Zum Projekt: USZ Neu­bau Cam­pus MIT­TE1|2
Mitten im Hochschulgebiet Zürich Zentrum entsteht ein Spital für hoch spezialisierte Medizin: Mit den ge­plan­ten Neu­bau­ten MIT­TE1 und MIT­TE2 ga­ran­tiert das Uni­ver­si­täts­s­pi­tal Zü­rich, kurz USZ, auch zu­künf­tig Spit­zen­me­di­zin mit­ten in Zü­rich. Ein Neu­bau­pro­jekt bei dem wir mit ausgeklügelter Ener­gie- und Ge­bäu­de­tech­nik unterstützen und dabei hohe Nachhaltigkeitsanforderungen erfüllen. Neben der Planung von Heizungs-, Lüftungs-, Klima- und Kälteanlagen gestalten wir auch die räumliche Koordination. Zudem leiten wir das komplette Gebäudetechnikteam und stellen so die hohen organisatorischen Anforderungen, Schnittstellen und Bedürfnisse innerhalb des Planungsteams sicher.

In der mehrteiligen Serie «USZ Neubau Campus MITTE1|2» zeigen wir auf, wie eine nachhaltige Gebäudetechnik zu planen ist und welche Elemente dabei wichtig sind, um auf künftige technologische Entwicklungen im Spitalbetrieb wie auch bei anderweitiger Verwendung jederzeit reagieren zu können.