Text von GLODSCHEI Architekten u. Stadtplaner

Der Name „Energy Tower“ leitet sich von den beiden zentralen Funktionen des Turms ab – und beide hängen unmittelbar mit Energie zusammen.

Die erste Funktion befindet sich im inneren des Turms: ein vollständig natürlich arbeitendes Rückkühlwerk mit einer Leistung von 2,4 MW. „Natürlich arbeitend“ bedeutet, dass für den Betrieb keinerlei zusätzliche Energie benötigt wird. Die Anlage nutzt ausschließlich die Verdunstungskälte von Luft und Wasser als unerschöpfliche, natürliche Ressource zur Kälteerzeugung. Die zweite Funktion ist außen an der Fassade zu finden. Dort wurde eine Photovoltaikanlage installiert, die rund 33.000 kWh Strom pro Jahr erzeugt — etwa so viel wie zehn Drei-Personen-Haushalte jährlich verbrauchen.

Für unseren Herstellungsprozess des Extrusionsblasformens verwenden wir Druckluft, um die Kunststoffmasse in das formgebende Werkzeug zu blasen, sowie Wasser zur Kühlung dieses Werkzeugs.

Die für das Aufblasen der Kunststoffteile benötigte Druckluft wird von Kompressoren erzeugt. Beim Verdichten der Luft entsteht Wärme — ein Effekt, den man beispielsweise von einer Fahrradpumpe kennt. In unserem Fall erhitzen sich dabei die Luft, das Kompressorenöl und der Kompressorblock stark. Da wir für die Produktion möglichst kühle Blasluft benötigen, das Öl nicht überhitzen darf, um seine Schmierfähigkeit zu behalten, und auch der Kompressorblock geschützt werden muss, wird diese Wärme gezielt abgeführt. Dazu wird Wasser durch den Kompressor geleitet, welches die Wärme über einen Wärmetauscher aufnimmt. Dieser Wasserkreislauf erreicht Temperaturen von etwa 70°C.

Auch der eigentliche Kunststoffverarbeitungsprozess erzeugt Wärme. Der Kunststoff wird zunächst auf über 1800C erhitzt und plastifiziert. Anschließend sorgt die Werkzeugkühlung für die finale Formgebung. Dafür wird Wasser mit ca. 12-14°C durch das Werkzeug gepumpt, das die Wärme des Kunststoffs aufnimmt und anschließend in einer Kühlanlage wieder abgekühlt wird. Dieser zweite Wasserkreislauf zum Kühlen der Kühlanlage transportiert Wasser mit einer Temperatur von rund 40°C.

Der Energy Tower besteht aus einem 38 m hohen Turm mit einer Grundfläche von etwa 6,7 x 16,5 m. Er spielt vor allem in den warmen Monaten eine zentrale Rolle bei der Wärmeabfuhr, da wir in den kalten Monaten die in der Produktion entstehende Abwärme zum Heizen unseres Standorts wiederverwenden.

Für die Erklärung des Funktionsprinzips dieses wegweisenden Konzepts betrachten wir deshalb eine Situation bei einer Außentemperatur von 32°C.

Am Fuß des Turms befinden sich adiabatische Kühleinrichtungen, sogenannte Coolstreams. Darüber sind Wärmetauscher angeordnet — sie bilden den „Motor“ für den thermischen Auftrieb. Die Wärmetauscher werden mit dem rund 55°C warmen Wasser aus der Kompressoren- und Anlagenkühlung gespeist. Die Wärme des Wassers wird an die Innenluft des Turms abgegeben. Die erwärmte, leichter gewordene Luft steigt aufgrund ihrer geringeren Dichte nach oben und entweicht durch die Turmöffnung. Dieses physikalische Prinzip kennen wir auch vom Heißluftballon.

Durch den Auftrieb entsteht im unteren Turmbereich ein Unterdruck, der kontinuierlich Außenluft nachströmen lässt. Diese Zuluft wird im Coolstream großflächig über ein Desorptionsmaterial mit Wasser in Kontakt gebracht. Das Wasser verdunstet dabei. Für den Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand wird Energie in Form latenter Wärme benötigt, die der vorbeiströmenden Luft entzogen wird. Dadurch kühlt sich die Luft um etwa 7 bis 12°C ab. In unserem Beispiel sinkt die Temperatur der angesaugten 32°C warmen Außenluft durch die adiabatische Kühlung auf 21 bis 23°C. Dieses Prinzip der Verdunstungskühlung kennen wir auch vom Verdunsten des Wassers auf der Haut nach dem Duschen.

Die so gekühlte Luft reduziert nun die Wassertemperatur in den Wärmetauschern, sodass das Rücklaufwasser mit etwa 300C in die Prozesskühlung zurückgeführt wird.

Fazit:

Dank der natürlichen Rückkühlung im Energy Tower muss die Prozesskühlung das Wasser nicht mehr von 55°C auf 25°C, sondern lediglich von etwa 300C auf 250C herunterkühlen. Der Energy Tower in Kombination mit der adiabatischen Kühlung arbeitet besonders in den Sommermonaten hoch effizient — genau dann, wenn die Kältemaschine den höchsten Energiebedarf hat. Durch die entstehende Entlastung erreichen wir eine deutliche Energieeinsparung. Genaue Werte können jedoch erst nach einem Jahr Betriebsdauer bestimmt werden.

Der Aufwindschacht am Hochregallager zeigt auf beispielhafte Weise, wie aus eigener Initiative heraus ein Beitrag zur Nachhaltigkeit und zur Energiewende gelingen kann.

Das Turmbauwerk, in erster Linie ein funktionales Industrieelement, wird durch seine Inszenierung zum weithin sichtbaren Symbol für die Anwendung einfacher physikalischer Grundprinzipien und den Einsatz erneuerbarer Energien.

Im Kern steht die Idee, Energie nicht nur einzusparen, sondern vorhandene Ressourcen so zu nutzen, dass fertigungstechnische Prozesse spürbar verbessert werden. Mit minimalem Mitteleinsatz entsteht maximale Wirkung – eine Kühlung, die kaum Energie benötigt, die industrielle Verarbeitung erheblich entlastet und gleichzeitig den gesamten Anlagenbetrieb effizienter macht.

Kombiniert wird das Kühlsystem mit einer vertikal organisierten Photovoltaikfläche, die den Turm zu einem echten Energieerzeuger macht. Die doppelte Wirksamkeit – Kühlen und Strom produzieren – wird bewusst inszeniert. Der Turm zeigt: Nachhaltigkeit darf und soll sichtbar sein. Dies wird besonders nachts erlebbar, wenn sich die transluzente Fassade in einen leuchtenden Fokuspunkt auf dem Werksgelände verwandelt.

Seine Qualität erhält der Energy Tower aus der engen Verbindung von funktionalem Design und filigranem Stahlbau. Der Turm ist in seiner Erscheinung zunächst ein sehr sachlich – technisches Bauwerk – aber gleichzeitig ein Statement für Nachhaltigkeit. Die filigrane Leichtigkeit im Stahlbau, die Vorfertigung der einzelnen Elemente und die Fügetechnik der feuerverzinkten Bauteile über Schraubverbindungen sind in dieser Form nur im Material Stahl möglich. Rückbaubarkeit und Wiederverwendung der eingesetzten Werkstoffe werden bereits in Planung und Bau mitgedacht. Die modular eingesetzten Bestandteile Profilglas und Photovoltaikpaneele unterstreichen diesen Ansatz.

Ebenso überzeugend ist die rationale Bauweise des Turms. Die aus vorgefertigten Segmenten zusammengesetzten, räumlichen Montagemodule werden vor Ort am Boden vormontiert, vorgespannt und danach geschossweise aufeinandergesetzt.

Das Vorgehen zeigt, wie die serielle Vorplanung im Material Stahl zu hoher Qualität, kürzeren Bauzeiten und geringerem Ressourceneinsatz führt.

Weniger Material, klar strukturierte Abläufe, eine weitgehend rückbaubare Konstruktion – nachhaltiger Stahlbau im besten Sinne.

Das Projekt Aufwindschacht bringt beispielhaft zusammen, was Architektur, Ingenieurwesen und Bauen heute brauchen: den Willen zur technischen Innovation, energetische Vernunft und eine Gestaltung, die diesen Fortschritt sichtbar macht, ohne zu überhöhen. Das Bauwerk ist in erster Linie ein Werkzeug der Produktion, wird dadurch jedoch zugleich zu einem sichtbaren Zeichen ihrer Zukunftsfähigkeit.

Es zeigt, dass die Energiewende die Summe vieler einzelner, innovativer Beiträge von Unternehmen und Planenden ist.

Im Energy Tower wird diese Haltung als gebautes Bekenntnis zum nachhaltigen Industriestandort Deutschland sichtbar.