IBA DOCK: A casa bioclimática flutuante

Informação para a imprensa especializada / Base de imagens
No meio da metrópole de Hamburgo existe um cenário singular da criatividade, das oportunidades, dos contrastes e tensões. As ilhas do rio Elba Wilhelmsburg e Veddel bem como o porto fluvial de Harburgo serão o cenário e objecto da Exposição Internacional de Construção em Hamburgo (IBA). A par dos temas principais “zonas metropolitanas“ (desenvolvimento das suburbanizações internas) e “cosmopolis“ (desenvolvimento da sociedade urbana internacional), a IBA aderiu à causa a “cidade em alterações climatéricas“, com o objectivo de um desenvolvimento urbano neutro em CO2. Perante este contexto, devem ser aqui realizados projectos nos quais as energias renováveis encontram uma ampla área de aplicação. Não só o carácter simbólico deverá expressar a importância deste tema, mas também a transmissibilidade das tecnologias aplicadas em outros projectos. Também o centro de informações em construção em 2009 da IBA, a IBA_Dock, foi planeado segundo este mote, o qual indica que a climatização sem as fontes de energia convencionais como o petróleo e o gás é possível.

A IBA_Dock é uma construção em aço edificada sobre um pontão flutuante. Sob o ponto de vista da estática e dos requisitos de peso, as estruturas foram concluídas numa construção modular e montadas no local sobre o pontão. Este facto também exerce influência sobre a escolha do sistema exotérmico. Dado que nem as placas nem as paredes revestidas foram montadas no edifício, também não foi utilizado qualquer aquecimento de paredes e pavimentos convencional. A utilização de elementos de coberturas de aquecimento e refrigeração pré-fabricados que são instalados nos edifícios em geral é, neste caso, a melhor opção.
O corpo estrutural reúne duas funções importantes da IBA_Hamburg GmbH.  Por um lado, acomoda o escritório da sociedade IBA incl. as salas de conferências e apresentações na IBA_Dock. Por outro lado, a outra metade do edifício acolhe a exibição para a exposição de construção. Repartido por três andares, os quais estão intimamente ligados através de espaços aéreos desalinhados, existe aqui espaço suficiente para um centro de visitas crescente com informações relativas a todos os projectos da IBA, exposições itinerantes e eventos especiais.
Dado a IBA_Dock tratar-se de um edifício flutuante, o tipo de fornecimento de energia foi um desafio para os engenheiros, geólogos e as autoridades competentes. Juntamente com a empresa IMMOSOLAR, foram estudadas outras possibilidades para o fornecimento de energia da IBA_Dock a partir das temperaturas da água do rio Elba combinadas com a energia térmica solar. Estas incluem as necessidades térmicas do edifício, incluindo a produção de água quente, e as necessidades de refrigeração para a climatização dos espaços. A fonte de energia é um permutador de calor incorporado no pontão sob a forma de tubagens colocadas em meandros.  Estas tubagens são introduzidas na fundação do pontão e colocadas ao longo de toda a superfície.   A escolha da fonte de calor resulta da qualidade da água e das condições biológicas do rio Elba. Deste modo, no caso de uma bomba de calor água-água, por exemplo, poderia ocorrer a sedimentação de ferro do filtro e o aumento de incrustações de algas e moluscos nas tubagens de admissão, o que mais uma vez levaria a intervalos de manutenção demasiado elevados. Também as temperaturas baixas do rio Elba no Inverno poderiam influenciar negativamente o coeficiente de desempenho anual da bomba de calor.


Através dos colectores solares colocados no telhado, é realizada a utilização da energia térmica solar para o aquecimento de água de consumo industrial e o apoio ao aquecimento.   Para o ângulo da posição dos 16 colectores da IMMOSOLAR, foi seleccionado o ângulo de 50° com um alinhamento para sul.
Através de uma posição abrupta, a produção solar é maximizada nos meses de transição e, desse modo, a taxa de utilização de toda a instalação aumenta. A área bruta do colector compreende aprox. 34 m2. Para a energia solar existem 3 níveis de descarga que são controlados e regulados hidraulicamente consoante as prioridades.  A produção de água de consumo industrial possui o requisito de temperatura mais elevado e, como tal, a primeira prioridade. Como segundo nível, é controlado um acumulador de reserva de aquecimento que funciona num nível de temperatura intermédio.
As temperaturas inferiores a 30°C, que não podem ser utilizadas para água quente nem aquecimento, são fornecidas e acumuladas intermediariamente no terceiro nível de descarga do sistema de salmoura fechado. Um outro acumulador de reserva, que é instalado no pontão entre a bomba de calor e o permutador de calor, armazena a energia solar. A energia acumulada é elevada no período de aquecimento através da bomba de calor a um nível de temperatura utilizável para fins de aquecimento e fornecida às áreas de aquecimento ou produção de água quente. Este facto maximiza claramente a produção solar bem como o coeficiente de desempenho anual da bomba de calor e, consequentemente, a eficácia de todo o sistema.
Os níveis de descarga solar fazem parte do EMS da IMMOSOLAR, o qual apresenta os componentes hidráulicos e técnicos de regulação do EMS da IMMOSOLAR. Este constitui a interface para o acoplamento dos colectores solares e da bomba de calor, bem como para a integração do sistema dos componentes do acumulador. O EMS da IMMOSOLAR assegura que todos os fluxos energéticos são utilizados em função da temperatura e da necessidade. A energia solar é directamente conduzida para o consumidor consoante a necessidade ou acumulada intermediariamente para uso futuro.
Como bomba de calor é utilizada uma bomba de calor salmoura-água de 44 kW da IMMOSOLAR que aquece mas também refrigera de forma activa o edifício. Através das coberturas de aquecimento e refrigeração instaladas, é fornecido calor aos bordos ou, no caso da refrigeração, é retirado. As temperaturas de fornecimento são limitadas nos 35°C, no caso do aquecimento, e nos 16°C no caso da refrigeração. Isto assegura uma climatização de espaços ideal nos meses frios como também nos meses quentes.
Tendo em conta que a IBA_Dock foi concebida como centro de informações para o acesso público activo e exposições, os requisitos em termos de higiene para a qualidade do ar são indicados. A renovação de ar de todo o edifício é assegurada através de um aparelho de ventilação com recuperação de calor. De modo a garantir uma neutralização de CO2, é utilizado um sistema fotovoltaico cuja dimensão é determinada através do consumo de energia eléctrica do sistema de bombas de calor incluindo os respectivos aparelhos auxiliares. A utilização de energia verde para todos os consumidores de energia eléctrica sublinha firmemente o objectivo traçado.
O sistema fotovoltaico é alinhado ao nível do terraço do telhado com um ângulo de posição de 30° para sul. Os módulos Solon de 63 células solares policristalinas necessitam de uma superfície de aprox. 103 m2 e atingem uma potência de ligação de 14,8 kWp. Para que o visitante interessado possa efectuar claramente o fornecimento de energia, a sala da tecnologia é disponibilizada e integrada na exposição de construção.  Por detrás de uma parede plexiglas, os componentes individuais são visualmente apresentados e explicados com base em quadros informativos. Num monitor, os visitantes são informados sobre a produção solar, as utilizações, as temperaturas e o estado do sistema.  A monitorização é lida à distância e, por isso, pode ser individualmente adaptada e reajustada consoante a necessidade.


Detalhes técnicos para o fornecimento de energia

1. EMS e bomba de calor

  • EMS 40kW incl. regulação
    1 unidade central de comando e regulação com grupos hidráulicos integrados para a conjugação de colectores solares e acumuladores de reserva como fonte de energia para a bomba de calor.
  • Bomba de calor IS-EMS 44, com refrigeração activa incl. a regulação da bomba de calor
    1 bomba de calor-compressor totalmente hermética para o aquecimento e refrigeração totalmente automáticos.


2. Colectores de energia térmica solar

  • 16 colectores de elevado desempenho com revestimento TINOX altamente seleccionado para uma montagem plana ao telhado.


3. Componentes do acumulador

  • Acumulador combinado IMMOSOLAR IKW-1 650l
    1 acumulador de reserva com 2 permutadores de calor de tubo liso e produção de água quente no princípio de fluxo contínuo através de permutadores de calor de tubo canelado de grande superfície. Como tal, a medida mais elevada na higiene e minimização da formação de legionela.
  • Acumulador de reserva IMMOSOLAR IPSX-GWT 1500l
    2 acumuladores de reserva com um permutador de calor de tubo liso de grande superfície para um máximo rendimento solar.
  • Acumulador de refrigerante 500l
    1 acumulador de refrigerante para a provisão e o armazenamento de água fria na refrigeração da bomba de calor.


4. Lindner - Sistema de superfície de coberturas de aquecimento e refrigeração

  • Painel de coberturas de aquecimento e refrigeração em placas individuais de áreas amplas em metal e perfil de orla. As coberturas de aquecimento e refrigeração possibilitam um elevado conforto e uma perda energética mínima.


5. Pontão em betão reforçado, activação térmica com 16 círculos individuais com 160m cada

  • O registo de tubos e salmoura em polietileno endurecido (PE-Xa) activa-se termicamente e funciona como permutador de calor para o fornecimento de aquecimento e refrigeração do edifício.


6. Sistemas fotovoltaicos Solon 14,8 kWp

  • 63 células solares de elevada qualidade policristalinas com vidro especialmente translúcido. Os bordos para o módulo consistem em alumínio extrudido e anodizado.


Local
Müggenburger Zollhafen / Hamburgo

Conclusão
Finais de 2009

Construtor
Exposição Internacional de Construção (IBA) Hamburgo GmbH

Arquitectura

  • Esboço
    Prof. Han Slawik, Hannover
  • Execução
    bof architekten, Hamburgo


Conceito energético e Engineering
Immosolar GmbH

Gráficos e Renderings
Urbanista, Hamburgo
Bloomimages, Hamburgo