Schlussbericht
(Deutsch)
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Im Lichte der starken Zunahme von Gebäudekühlungen für Büroanlagen und anderen kommerziellen Baukomplexen können folgende drei Methoden erwähnt werden um die Kosten für Energie und elektrischen Zusatzgeräten zu limitieren:
• Verbesserungen an der Gebäudehülle (Schutz vor Sonneneinstrahlung, Wärmedämmung und- isolation, etc. ) bzw. eine verbesserte Kontrolle des internen Stromverbrauches (Beleuchtung, etc.).
• Verwendung von Passivkühlung.
• Technisch gut funktionierende und entsprechend angepasste Systeme.
Folgende passive Kühlsysteme stehen heute zur Verfügung, die auf eine natürliche Kältequelle zurückgreifen:
• Kälte der Nacht.
• Defizit der natürlichen Infrarotbestrahlung.
• Abkühlung mittels adiabatischer Luftbefeuchtung.
• Verwendung von Fliessgewässern oder Seen.
• Verwendung des Untergrundes (Geocooling).
Gleichermassen ist es möglich, den Komfort auch ohne Kältequelle zu steigern, d.h. bloss durch Erhöhung der Luftströmgeschwindigkeit (natürliche Ventilation).
Die vorliegende Studie beschäftigt sich mit zwei Passivkühlsystemen, die beide den Untergrund als Kältequelle benutzen, und zusammen unter der Bezeichnung Geocooling gruppiert werden können:
• Geocooling mittels vertikalen Erdwärmesonden
• Geocooling mittels untief verlegten Horizontalsonden (vom Typ „puits canadiens“ oder ähnliches)
Ziel dieser Studie ist nicht völlig neue Kenntnisse zu schaffen sondern eine Synthese von bereits bestehendem Wissen zu bilden, und in Form eines kleinen Handbuches zusammenzustellen. Eine grössere Anzahle von Projekten wurde bereist von den beiden in dieser Studie involvierten Universitätsinstituten, unter Mitfinanzierung des Bundesamtes für Energie (BFE) realisiert, wie:
• Projet « Geoser », concernant le stockage de chaleur à court terme pour les serres horticoles, 1993 – 1996 ;
• Projet « Modèle tubes enterrés pour environnement TRNSYS », 1997-1999 ;
• Projet « COSTEAU », collecteur sous terrain à eau pour le chauffage et le rafraîchissement de l’immeuble de bureaux Perret, à Satigny (Ge), 1999-2002 ;
• Projet « COLLTEL’PREP », pour le refroidissement des relais de téléphonie mobiles grâce à des sondes géothermiques ou des collecteurs à eau, 2002-2003 ;
• Projet « SUVA », sondes géothermiques verticales pour le chauffage et le refroidissement du Centre D4 à Root (Lucerne), 1998-2000 ;
• Projet « WOLLERAU », sondes géothermiques verticales sous un bâtiment industriel pour le chauffage
et le refroidissement à Wollerau (Schwitz), 2000-2003 ;
• Projet « Fondazione Uomonatura », sondes géothermiques avec recharge partielle pour le chauffage d’une maison d’habitation à Lugano, 2001-2004 ;
• Projet « Dock Midfield », pieux énergétiques pour le chauffage et le refroidissement du nouveau terminal de l’aéroport de Zürich, 1998-1999.
Unter anderem befassten sich diese Studien mit wissenschaftlichen Auswertungen von innovativen Pilotanlagen, der Entwicklung von Simulationswerkzeugen und der Prüfung/Aktualisierung von vereinfachten Dimensionierungsregeln („Faustformeln“).
Das vorliegende Dokument besteht aus zwei Teilen:
• Eine Synthese von bisherigen Kenntnissen über Geocooling, inklusive einer Aufzählung von Wissenslücken, die es noch abzudecken gilt.
• Beschreibung von zehn in der Praxis realisierten Projekten.
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Einige wichtige Punkte werden nur am Rande erwähnt, wie zum Beispiel die thermische Ankupplung des Gebäudes selbst (hier fehlen noch genügend Kenntnisse) und reine Baukonstruktionsaspekte.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Pahud,Daniel
Pahud,Daniel
Lachal,Bernard
Hollmuller,Pierre
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Schlussbericht
(Französisch)
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Face à la croissance rapide du nombre d’installations de refroidissement des bureaux et des surfaces commerciales, trois grandes possibilités existent pour limiter les dépenses énergétiques et les appels de puissance électriques qui y sont liées :
• Actions sur l’enveloppe du bâtiment (protections solaires, inertie, isolation;.) et meilleur contrôle des gains internes (éclairage;.),
• Utilisation de systèmes de rafraîchissement passifs,
• Systèmes techniques performants et bien adaptés.
Les systèmes de rafraîchissements passifs sont basés sur une source de fraîcheur naturelle à disposition :
• La fraîcheur nocturne,
• Le déficit de rayonnement infrarouge céleste,
• Le refroidissement par humidification adiabatique de l’air,
• Un cours d’eau ou un lac,
• Le sous-sol (géocooling).
Il est également possible d’améliorer le confort sans source de fraîcheur, par exemple en augmentant la vitesse de l’air (ventilation naturelle). Cette étude se consacre aux deux types de systèmes de rafraîchissement passif qui utilisent le sous-sol comme source de fraîcheur, que nous regroupons sous le terme de géocooling :
• Géocooling avec sondes géothermiques verticales,
• Géocooling avec sondes horizontales peu profondes (de type « puits canadiens » ou apparentés).
Le projet n’a pas pour but de créer de nouvelles connaissances mais de synthétiser celles déjà disponibles. De nombreux projets ont été développés dans ce domaine par les deux institutions impliquées et ont été cofinancés par l’OFEN, comme :
• Projet « Geoser », concernant le stockage de chaleur à court terme pour les serres horticoles, 1993 – 1996 ;
• Projet « Modèle tubes enterrés pour environnement TRNSYS », 1997-1999 ;
• Projet « COSTEAU », collecteur sous terrain à eau pour le chauffage et le rafraîchissement de l’immeuble de bureaux Perret, à Satigny (Ge), 1999-2002 ;
• Projet « COLLTEL’PREP », pour le refroidissement des relais de téléphonie mobiles grâce à des sondes géothermiques ou des collecteurs à eau, 2002-2003 ;
• Projet « SUVA », sondes géothermiques verticales pour le chauffage et le refroidissement du Centre D4 à Root (Lucerne), 1998-2000 ;
• Projet « WOLLERAU », sondes géothermiques verticales sous un bâtiment industriel pour le chauffage et le refroidissement à Wollerau (Schwitz), 2000-2003 ;
• Projet « Fondazione Uomonatura », sondes géothermiques avec recharge partielle pour le chauffage d’une maison d’habitation à Lugano, 2001-2004 ;
• Projet « Dock Midfield », pieux énergétiques pour le chauffage et le refroidissement du nouveau terminal de l’aéroport de Zürich, 1998-1999.
Ces projets concernent aussi bien le suivi scientifique d’installations pilotes ou innovantes, le développement d’outils de simulation et la mise au point de règles de dimensionnement simplifiées (règles du pouce). Le document présent est composé de 2 parties :
• Une synthèse des connaissances concernant le géocooling, avec en conclusion une énumération des connaissances qui font défaut et qui doivent être comblées,
• Une série de 10 fiches d’exemples de réalisations.
Il n’aborde que de façon lacunaire certains points importants, comme le couplage au bâtiment (pour lequel les connaissances font encore défaut) ou les aspects purement constructifs.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Pahud,Daniel
Pahud,Daniel
Lachal,Bernard
Hollmuller,Pierre
Zugehörige Dokumente
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