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GHP Architekten - Energieerzeugungsanlage Bad Homburg

Energieerzeugungsanlage Bahnhof Bad Homburg v.d.H.

Energieerzeugungsanlage Hauptbahnhof Bad Homburg v.d.H.

Bauherr: Stadtwerk Bad Homburg v.d.H.
Planung: 2013 - 2014
Baubeginn: Oktober 2014
Fertigstellung: November 2015
Inbetriebnahme: Anfang 2016
BRI: gesamt 3.570 m³
BGF: gesamt 890 m²
NGF: gesamt 810 m²
Baukosten (netto): Gebäude 1.600.000 €, Technik 2.900.000 €, Netz 3.500.000 €

Am Bahnhof, südlich der Kernstadt von Bad Homburg gelegen, wurde 2015 von den Stadtwerken Bad Homburg eine Energieerzeugungsanlage neu errichtet. Der Neubau der Energiezentrale dient der bedarfsgerechten Nahwärme- und Nahkälteversorgung kommunaler, gewerblicher und privater Liegenschaften sowie der Stromerzeugung.

Städtebauliche Situation:
Das heterogene Bahnhofsquartier wurde nach den städtebaulichen Zielsetzungen als Kerngebiet festgeschrieben. Die zahlreich vorhandenen und noch entstehenden
Liegenschaften mit Geschäfts-, Büro- und Verwaltungsnutzungen sowie kulturellen und sozialen Nutzungen sind die Energieabnehmer im direkten Umfeld des Kraftwerks.
Das neu errichtete Kraftwerk befindet sich in enger Nachbarschaft zu einem ehemaligen Wasserturm und in unmittelbarer Nähe zum Bahnhofsgebäude von 1907, welches nach Sanierung und Erweiterung im August 2013 wiedereröffnet wurde. Im Süden wird das Grundstück im Eigentum der Stadt Bad Homburg durch die Gleisanlagen der Deutschen Bahn, im Süd-Osten steht ein Strommast der DB, der bei der Gründung gesonderte Herausforderungen bot. Im Norden öffnet sich das Gebäude hangabwärts zu einem Tiefhof, der an die Entwicklungsgrundstücke des Bahnhofsquartiers orientiert ist. In diesem Umfeld mit historisch wertvoller Bausubstanz einerseits und einer offenen Entwicklung in der nahen Zukunft andererseits wurde im Bebauungsplan die zweckgebundene Nutzung als Fläche für Versorgungsanlagen festgeschrieben.

Planung:
Von den Stadtwerken Bad Homburg gab es seit 2011 Überlegungen, im expandierenden Bahnhofsquartier Nahwärme, Nahkälte und Strom den Nutzern auf kurzem Wege gemäß den städtebaulichen Zielvorstellungen anbieten zu können. GHP Architekten hatten bereits in einem frühen Stadium der Überlegungen zahlreiche Varianten zur Machbarkeit entwickelt. Seit 2014 waren zudem die Fachplaner Taraske Consulting mit der Technischen Anlagenplanung betraut und haben das Genehmigungsverfahren gem. BundesImmissionsschutzgesetz beim Regierungspräsidium Darmstadt betrieben.
Planerisch wird das Kraftwerk als Baustein der technischen Infrastruktur interpretiert, welcher nicht mehr als nötig in Erscheinung treten soll. Dabei muss es gleichzeitig eine ansprechende, wertige, optisch robuste äußere Gestalt erhalten, die sich in die Umgebung einfügt und dort Bestand hat. Folglich wurden die technischen Funktionen so aufgegliedert, dass der größere Teil des Gebäudes unterirdisch, gewissermaßen in den Bahndamm gebaut wird. Dieses Sockelgeschoss tritt nur über die Natursteinmauer in Erscheinung, die Bezug auf die ortsübliche Materialität der Bahnanlage nimmt. Das aufragende Erd- und Dachgeschoss nehmen mit ihrer Baumasse noch Bezug auf das Vorgängergebäude, bilden sich jedoch über die klare Kubatur und Materialität eigenständig ab.

Nutzung:
Nach Art und Nutzung des Gebäudes handelt es sich gem. Hessischer Bauordnung um ein Gebäude der Gebäudeklasse 3 und hinsichtlich der Nutzung um einen Sonderbau. Im Gebäude gibt es keine Aufenthaltsräume oder Räume, die dem gelegentlichen Aufenthalt von Menschen dienen. Es handelt sich nicht um eine Arbeitsstätte. Nach Inbetriebnahme wird das Gebäude ausschließlich von eingewiesenem und ortskundigem Personal betreten, es muss jedoch für Wartungs- und Inspektionszwecke jederzeit zugänglich sein.
Das Gebäude integriert dabei z.B. über den von außen zugänglichen Traforaum auch Anlagen Dritter (in diesem Fall des Netzbetreibers Strom) in einheitlicher Erscheinung, um die Aufstellung der sonst üblichen separaten Einzelanlagen (Trafohäuser, Umspannstationen, …) zu vermeiden.

Erschließung:
Das neue Gebäude umfasst ein Sockelgeschoss, ein Erdgeschoss sowie ein allseitig
umschlossenes, nach oben größtenteils offenes Dachgeschoss. Das Sockelgeschoss wird über eine neu zu errichtende Rampe von Osten (=Bahnhofseite) her erschlossen, vor dem Gebäude entsteht ein ca. 4,50 m breiter, planebener Tiefhof, über den das Gebäude erschlossen wird. Der Tiefhof soll nur von Technik- und Wartungsfahrzeugen befahren werden und dient zusätzlich als Angriffsweg und Aufstellfläche für die Feuerwehr.
Im Sockelgeschoss sind folgende Räume über direkt nach außen öffnende Türen zugänglich: Der Traforaum, die Gasdruckregelstation sowie der Hauptraum derEnergieerzeugungsanlage, welcher zusätzlich auch über ein großes Tor als Einbringöffnung der großen Geräte begeh- und befahrbar ist. Im Hauptraum befinden sich auf dieser Ebene –als jeweils doppelte Anlagen: dieBlockheizkraftwerke, die Heißwasserkessel, Schalldämpfer Luft und Schalldämpfer Abgas, jeweils alle mit zugehöriger MSR-Technik in Schaltschränken. Der große Pufferspeicher Wärme mit ca. 6,90 m Höhe ragt bis in das Erdgeschoss.
Das Erdgeschoss wird intern vom Hauptraum aus über eine offene Stahltreppe erreicht. Hier finden neben dem bereits genannten Pufferspeicher Wärme ein Pufferspeicher Kälte und zwei Kältemaschinen Aufstellung. Der Raum erhält eine doppelflügelige Tür als Einbringöffnung und Fluchtweg, die Türen führen direkt ins Freie auf das Dach des Sockelgeschosses. Die Türen öffnen nach innen, außen müssen zwei nach außen öffnende Türflügel in der Metallfassade geöffnet werden.
Das Sockelgeschoss erhält in den eingeschossigen Bereichen ein extensives Gründach, ergänzt mit Gehwegplatten in den zugänglichen Bereichen. Das Höhenniveau entspricht im Mittel dem Projektnullpunkt +/-0,00 = 167,00müNN.
Die offene Stahltreppe führt schließlich weiter auf das Dachgeschoss, welches über eine Dachluke betreten werden kann. Hier finden die Rückkühler Aufstellung, die nicht über die im B-Plan festgelegte Gebäudehöhe von +173,50müNN hinausragen dürfen. Die Dachfläche wird vollflächig mit einem Plattenbelag ausgelegt und als harte Bedachung ausgeführt und entwässert über innenliegende Dacheinläufe. Das Dach ist nur über die Dachluke begehbar, ein Auswechseln der Geräte erfolgt von außen z.B. mittels Autokran.

Gestaltung:
Das Blockheizkraftwerk gliedert sich in ein flaches Sockelgeschoss und einen über eine Fuge abgesetzten Kubus mit Metallfassade, sowie den frei stehenden Kamin auf der Ostseite der Anlage. Die Gründung des Gebäudes erfolgt als Flachgründung in WU-Stahlbeton. Punktuell erhalten die Geräte nach Erfordernis niveaugleiche Maschinenfundamente. Der Kamin ist gem. Tragwerksplanung auf dem Boden des Sockelgeschosses gegründet und über StB-Decke und Bodenplatte gehalten.
Der Kamin enthält vier Züge, die von einem gemeinsamen Mantel umhüllt sind.
Die Farbgestaltung als Verlauf vom Grundton des Metallkubus zum Lichtgrau des Himmels verleiht der Vertikale eine gewisse Leichtigkeit. Das Sockelgeschoss ist dreiseitig in das Gelände eingegraben. Die StB-Wand am Tiefhof erhält zusammen mit den erforderlichen Stützwänden entlang der auf den Bahnhofsvorplatz mündenden Rampe und des Tiefhofs eine Natursteinverblendung aus Grauwacke in Kombination mit Sichtbeton, was sich an den Sockelverkleidungen der umliegenden Verkehrsbauwerke orientiert. Das Flachdach des Sockelgeschosses wird extensiv begrünt gem. Vorgabe des B-Plans.
Das Gelände oberhalb von Rampe und Tiefhof wird über eine Winkelstützwand aus Stahlbeton abgefangen, welche als Teil des Bahndamms mit Grauwacke verkleidet ist, ebenso wie die gesamte Nordseite des Gebäudes. Auf diese Weise wird der Eindruck einer eingegrabenen Bastion verstärkt und die erforderlichen Maßnahmen den zahlreichen Stützbauwerken entlang der Bahn angeglichen.
Neben dem Natursteinsockel ist das prägende Motiv des Projektes der metallische Kubus, welcher - über eine Fuge abgesetzt - das Erdgeschoss verhüllt und mit dem offenen Dachgeschoss zusammenfasst. Die frei auf dem Dachgeschoss stehenden Rückkühler werden auf diese Weise baulich gefasst und treten nach außen nicht in Erscheinung. Die Auskragung der Vorhangfassade sichert die Nachströmung der Frischluft von unten auch im ungünstigsten Fall. Die farbbeschichteten Aluminiumtafeln der Fassade sind 3dverformt und zusätzlich mit einer Lochstanzung versehen. Auf diese Weise bildet die auffällige Fassade ein bewegtes Spiel von halbtransparent bis geschlossen, das je nach Standort und Lichtsituation unterschiedlich auf den Betrachter wirkt.
Die Schattenfuge unter dem Kubus erhält eine Akzentbeleuchtung mit LED-Leuchten, die den Baukörper auch in den Nachtstunden dezent illuminieren. Die eingesetzten LEDStrahler sorgen bei Bedarf für die Betriebssicherheit im Tiefhof.

Technische Anlage:
Das Konzept basiert auf der Kombination von Kraft-Wärme-Kopplungsmaschinen (Blockheizkraftwerken) mit energiesparenden Gas-Heizkesseln. Dabei wird neben der Wärme auch Strom erzeugt. Dies senkt erheblich den CO2 und Feinstaub-Ausstoß und der Einsatz von Primärenergie wird verringert. Zusätzlich wird über effiziente Kompressionskältemaschinen Kälte erzeugt, so dass die in der Umgebung versorgten Gebäude im Sommer gekühlt werden können.
Insgesamt wurden zwei Kompressionskältemaschinen mit einer Leistung von 1,5 MW, zwei Heißwassererzeuger zur Spitzenlastabdeckung mit einer Leistung von 7,4 MW sowie zwei Blockheizkraftwerke (BHKW) mit einer elektrischen Leistung von 1,1 MW und einer thermischen Leistung von 1,6 MW errichtet.
Der von den Blockheizkraftwerken erzeugte Strom wird zunächst im Gebäude selbst verbraucht um die Kältemaschinen und Pumpen zu betreiben. Der überschüssige Strom wird in das öffentliche Netz eingespeist und versorgt die umliegenden Gebäude. Die erzeugte Wärme und Kälte wird über ein Nahwärme-/ Nahkältenetz mit einer Länge von ca. 2,5 km an die umliegenden Gebäude transportiert. Die niedrigeren Energiekosten kommen den ansässigen Firmen zugute. Auch die privaten Anlieger können sich über eine umweltfreundliche Energieversorgung freuen. Die Vorteile der Nahwärme-/Kälteversorgung sind vielfältig: Langfristig gibt es preisbeständige Energiekosten. Die Verbraucher vermeiden Investitionen in neue eigene Wärme-/Kälteanlagen, zudem wird die Schadstofferzeugung im Bahnhofsareal vermindert. Weiterhin bietet das Konzept eine hohe Energieeffizienz gepaart mit einer hohen Versorgungssicherheit.
Das Projekt zeichnet sich durch ein innovatives Zusammenspiel von Gestalt, Funktion, Nachhaltigkeit und Ökonomie aus, womit die gesellschaftliche Verantwortung und das ganzheitliche Denken des Bauherren, der Stadtwerke Bad Homburg v. d. Höhe zum Ausdruck kommen.

Bauablauf:
Herausforderungen waren die unmittelbare Lage an den Gleisanlagen der Deutschen Bahn und damit verbundene Sicherungsmaßnahmen.