Interview mit Herrn Christian Gmünder von der Firma Simultec AG

Welches sind die Hauptgeschäftsfelder der Simultec AG?
Wie der Name sagt, sind Simulationen unser Spezialgebiet. Thematisch befassen sich die meisten unserer Simulationen mit der Grundwasserströmung. Wir simulieren jedoch auch die Schadstoffausbreitung in der Luft oder Wärmeeinträge in Gewässern. Daneben beraten wir unsere Kunden bei Fragen im Zusammenhang mit Altlasten und anderen Umweltrisiken.

Für wen machen Simulationen Sinn?
Simulationen helfen immer dann, wenn eine Entscheidung gefällt werden muss und der Entscheidungsgegenstand nicht real untersucht werden kann. Dies betrifft einerseits versteckte Prozesse wie zum Beispiel die Grundwasserströmung, andererseits seltene Ereignisse wie Störfälle oder Hochwasserkatastrophen. Mit Hilfe von Simulationen können auch zukünftige Zustände prognostiziert werden. Dies hilft den Entscheidungsträgern, geplante Projekte im Voraus zu beurteilen und allenfalls zu optimieren.

Welche Simulationen bieten Sie im Energiebereich an?
Aktuell sind besonders Simulationen von Grundwasserwärmenutzungen gefragt. Grundwasser kann nachhaltig für die Heizung oder Kühlung von Gebäuden eingesetzt werden. Mit Hilfe von Brunnen wird Grundwasser aus dem Untergrund entnommen, über Wärmepumpen wird ihm Wärme entzogen, anschliessend wird es wieder in den Untergrund geleitet. Mit dem Grundwasserstrom gelangt immer wieder neues Wasser zum Entnahmebrunnen. Mit Hilfe von Simulationen können wir die Machbarkeit von Grundwasserwärmenutzungen ermitteln und aufzeigen, ob die gesetzlichen Rahmenbedingungen eingehalten werden. Für die Erlangung der benötigten Konzession sind in vielen Kantonen Simulationen erforderlich.

Oft kommen bei der Altlastensanierung grosse Kosten auf die Eigentümer und Bauleute zu. Wie können Sie hier zur Seite stehen?
Im Bereich «Altlasten» bieten wir von günstigen historischen Erkundungen bis zur Planung von Sanierungen ein breites Spektrum an Dienstleistungen an. Nicht jede Belastung ist auch eine Altlast. Vielfach geht von belasteten Ablagerungen keine Gefahr für das Grundwasser aus und sie dürfen im Boden belassen werden. Bei Bauvorhaben geht es dann vielfach darum, nach einer Erkundung Lösungen zu suchen, bei der möglichst wenig belastetes Material in Deponien abgeführt werden muss. Simulationen kommen dann ins Spiel, wenn es sich um Altlasten handelt, das heisst, wenn von der Belastung eine Gefahr für das Grundwasser ausgeht. Da Sanierungsprojekte sehr kostspielig sind, lohnt sich eine Optimierung über Grundwassersimulationen.

Im Bereich «Informatik» verknüpfen Sie Ihr Know-how aus Hydrologie, Geotechnik, Altlastenbearbeitung, Umweltmanagement oder Strömungsdynamik. Wie können Sie hier dem Kunden einen Mehrwert generieren?
Informatik ist heute Bestandteil vieler Projekte. In den meisten müssen grosse Datenmengen verarbeitet werden und es sind mehrere Firmen daran beteiligt. Deshalb lohnt es sich häufig, für die Datenverwaltung Datenbanken einzusetzen und den Datenaustausch unter den Projektbeteiligten durch Internet-Projekträume zu ermöglichen. Reine Informatikprojekte bearbeiten wir selten, meistens stehen diese im Zusammenhang mit einem Fachgebiet, von dem wir viel verstehen. Dadurch können wir Fehlentwicklungen vermeiden und eine auf den Kunden zugeschnittene Software realisieren.

An welchen Projekten arbeiten Sie nun?
Im Moment arbeiten wir bei verschiedenen Hochwasserschutzprojekten mit, zum Beispiel am Alpenrhein und bei verschiedenen Rückhalteprojekten entlang der Donau.

Haben Sie ein spezielles Projekt, welches Sie an dieser Stelle gerne vorstellen möchten?
Wir haben für den Kanton Zürich ein Grundwasser-Wärmetransportmodell für das ganze Limmattal aufgebaut. Das Modell wird bei der Bewilligung von Konzessionsgesuchen für Grundwasserwärmenutzungen eingesetzt. Die zuständige Sachbearbeiterin des AWEL kann in ihrem Internetbrowser die geplanten Nutzungen auf einer Karte eintragen. Auf dem Server, der bei uns im Büro steht, wird danach automatisch der Wärmetransport in der Umgebung des Projekts berechnet und überprüft, ob die gesetzlichen Anforderungen erfüllt sind. Das Projekt ist ein gutes Beispiel für die Verknüpfung von Hydrogeologie, Simulationen und Informatik. Inzwischen steht das Instrument auch für das Thurtal und den Grundwasserleiter von Gossau zur Verfügung.

Wir bedanken uns für das Interview.
Nadja Leemann

Das Simultec-Team

SIMULTEC AG
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Mit Sonne, Erde und ausgeklügelter Technik

Die Wohnüberbauung Sentmatt im Obfelden im Zürcher Säuliamt kommt praktisch ohne zugekaufte Energie aus. Allerneuste Haustechnik machts möglich.

Von aussen sieht man der Sentmatt nicht an, dass sie eine Pionierin ist. Die drei Mehrfamilienhäuser mit ihren 119 Wohnungen halten sich in Form und Farbe zurück. Um zu wissen, was an der Siedlung innovativ ist, muss man in den Keller steigen. In der Technikzentrale fällt eine riesige Ammoniak-Wärmepumpe ins Auge. Das Gerät braucht weniger Strom als herkömmliche Wärmepumpen und Ammoniak ist erst noch ein natürliches, umweltverträgliches Kältemittel. 24 Sonden, die 270 Meter in die Erde reichen ,bringen die Energie zur Wärmepumpe. Damit der Untergrund nicht auskühlt, wird ihm Wärme zurückgegeben. Sie stammt vom sommerlichen Warmwasserüberschuss, den Hybridkollektoren auf dem Dach produzieren. Eine zweite Wärmequelle sind die Wohnungen. In deren Decken sind Rohrschlangen mit einer doppelten Mission verlegt: heizen, wenn’s kalt ist, kühlen, wenn’s heiss ist. Das aufgewärmte Kühlwasser macht dann ebenfalls die Tour in die Tiefe und gibt seine Energie dem Erdreich ab.

ZKBPionierüberbauung-Sentmatt-in-Obfelden

Dieses sogenannte 2SOL-Prinzip wurde bisher noch nie in einer so grossen Siedlung eingesetzt. Aber das System funktioniert und seine Energiebilanz darf sich sehen lassen. Roger Ricklin, der die Entstehung der Sentmatt als Projektleiter der Halter AG von A bis Z begleitet hat, geht davon aus, dass die Gebäude unter dem Strich Nullenergiehäuser sind. Im Frühling 2019 wird ein Teil der Siedlung noch einen Zacken innovativer. Es werden zwei zusätzliche Sonden 450 Meter tief in die Erde versenkt. Weil es da unten etwas wärmer ist und die neuartigen Sonden die Energie mit weniger Verlust zur Pumpe führen, muss das Wasser für den Gebrauch im Haus weniger erhitzt werden. Im Fachjargon spricht man von einem kleinen «Temperaturhub». Um diesen zu bewältigen, kommen zwei spezielle Niederhub-Wärmepumpen zum Einsatz. «Ein solches Projekt passt zu uns», sagt Patrick Bühlmann, Mitglied der Direktion der Zürcher Kantonalbank. Mit dem ZKB Umweltdarlehen unterstützt die Bank energieeffizientes Bauen und Renovieren mit einem Vorzugszinssatz. Anrecht auf eine Zinsvergünstigung haben Label wie Minergie, 2000-Watt-Areal und bestimmte GEAK-Klassen.

«Besonders klimafreundliche und innovative Pionierprojekte wie die Sentmatt fördern wir aber auch ohne Label.»

Er hofft, dass das Beispiel andere Bauherren dazu inspiriert, ebenfalls neue Ansätze zu verfolgen. Zinsvergünstigungen sind ein Vorteil hoher Energieeffizienz. Ein zweiter: Es lassen sich damit Nebenkosten senken. Roger Ricklin vermutet, dass dies mit einer der Gründe dafür ist, weshalb sich die Wohnungen so gut vermieten lassen. Seit Anfang 2019 haben die Mieter zudem ein Mittel zur Hand, mit dem sie ihren Energiekonsum individuell weiter drosseln können. Die «Sentmatt-App» zeigt ihnen detailliert an, wie viel Wasser und Strom in einer Wohnung verbraucht werden.

Und sie kann noch mehr: Die Bewohner können auf wichtige Dokumente wie Betriebsanleitungen oder die Hausordnung zugreifen. Die App informiert über anstehende Reinigungs-oder Unterhaltsarbeiten, kennt den Fahrplan und weiss, was im Kino läuft. Man kann damit eine Familienagenda führen oder mit den Nachbarn chatten. Internet-Fernsehen, Filme und Musik gibt’s auch über die App. Via Stromnetz steuert sie ausserdem das Licht und die Storen. Möglich wäre noch viel mehr: Wer möchte, kann mit der App seine Wohnung zum veritablen Smarthome machen.

ZKBV.-l.-Patrick-Bühlmann-Key-Account-Manager-Zürcher-Kantonalbank-und-Roger-Ricklin-Projektleiter

Ihre Partnerin für nachhaltiges Bauen
Beim umweltfreundlichen Bauen und Renovieren erhalten Sie mit dem ZKB Umweltdarlehen eine attraktive Zinsvergünstigung von bis zu 0,8% p.a. während maximal 5 Jahren. Neu kann das ZKB Umweltdarlehen mit Laufzeiten bis zu 15 Jahren abgeschlossen werden. Energetische Bauten sind nicht nur energetisch sinnvoll: Sie sparen dadurch Energiekosten, können den Werterhalt Ihrer Immobilie sichern und allenfalls von Förderbeiträgen profitieren. Die Zürcher Kantonalbank blickt auf eine lange Tradition der Nachhaltigkeit zurück, die strategisch in ihrem Leistungsauftrag verankert ist: Das ZKB Umweltdarlehen ist seit über 25 Jahren im Angebot.

Weitere Informationen finden Sie unter zkb.ch/umweltdarlehen




Zürcher Kantonalbank
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Wohnhaus für die nächste Generation: Sonnenpark PLUS in Wetzikon ZH

Im Juni ist in Wetzikon ZH ein Mehrfamilienhaus bezogen worden, welches mit seiner Energieeffizienz und seinem Wohnklima neue Massstäbe setzt. Die Solarstromanlage (PV) auf dem Dach, in der Fassade und an den Balkongeländern produziert innerhalb eines Jahres mehr Energie, als im Alltag gebraucht wird. Doch auch die verbauten Rohstoffe sind einzigartig.

Architektur und Sonne
Das Mehrfamilienhaus bildet einen massiven Körper, südseitig mit Photovoltaikelementen, gegen Norden mit einer vorvergrauten Holzschalung. Grosse Fensteröffnungen schaffen die Verbindung zwischen Innenraum und Balkonen. Diese erstrecken sich über die gesamte Länge des Hauses. Sie beschatten im Sommer, wenn die Sonne steil steht, die grossen Fenster und schützen das Haus so vor Überhitzung. Bei flachem Sonnenstand im Herbst und im Winter kann deren Energie nicht nur technisch, sondern auch ganz direkt genutzt werden. Insgesamt gibt es drei unterschiedliche Ausrichtungen, die mit einer angebauten (Flachdach Ost-West) und einer integrierten (West- und Südfassade und Balkongeländer Süd) Photovoltaikanlage ausgestattet wurden. Bei Neubauten ist es naheliegend, die Solarstrommodule in die Gebäudehülle zu integrieren. Dies ist nicht nur eine ästhetisch ansprechende Lösung, sondern auch eine finanziell tragfähige Alternative zu anderen Fassadensystemen.

FelixZusammenschluss zum Eigenverbrauch (ZEV)
Neu können Mehrfamilienhäuser oder ganze Areale mit mehreren Häusern über unser Energiemanagement-System (EMS) optimiert werden. Sie können beliebig viele Produzenten und Verbraucher wie PV-Anlagen, Wärmepumpen, Boiler, Haushaltgeräte, Elektromobile-Ladestationen oder stationäre Akkus einbinden. Mit den intelligenten Regelalgorithmen können mehrere hundert Verbraucher über ein ganzes Areal auf diese Weise steuern, sodass der Eigenverbrauch optimiert wird und die Lasten gleichmässig verteilt werden. Zudem ist ein vollständiges Monitoring aller Energieströme sowie die Abrechnung der einzelnen Wohnungen über geeichte Zähler möglich. Über das System (EMS) wird das komplette Stromnetz eines ganzen Areals geregelt. Gegenüber dem Elektrizitätswerk existiert nur noch ein bidirektionaler Zähler. Alle internen Energieströme werden durch das System (EMS) gesteuert, gemessen und abgerechnet. Das System eignet sich dank der flexiblen Erweiterbarkeit für beliebig komplexe und gros se Überbauungen. Selbstverständlich können auch einzelne Mehrfamilienhäuser separat geregelt werden.

Eigenstrom anstatt gekauften Strom
Durch einen Eigenverbrauchsmanager (EMS) können die Wärmepumpe, das Warmwasser, die Lüftung, die Waschmaschine oder auch der Tumbler dann betrieben werden, wenn genügend Sonnenenergie zur Verfügung steht. Die Energie kann so besonders effizient und spar sam eingesetzt werden. Wird über den Tag mehr Energie produziert als benötigt, kann diese dank einer Batterie-Farm (60 kWh) gespeichert und in der Nacht oder bei anhaltend schlechtem Wetter, anstelle von externem Strom, wieder bezogen werden. Bisher (seit Juni 2018) konnte auf diese Weise ganz auf gekauften Strom verzichtet werden. Das Plusenergiehaus erzeugt nach Modellrechnungen rund 68 000 Kilowattstunden Strom pro Jahr, während bei einem Durchschnittsverbrauch von den Bewohnern etwa 65 000 Kilowattstunden benötigt werden.

FelixRegenwasseranlage und Recyclingbaustoffe
für gesundes Raumklima Neben dem Energiemanagement ist auch die Regenwasseranlage zukunftsweisend. Zur Spülung der WCs und für alle Aussenwasseranschlüsse wird Regenwasser verwendet, so dass wertvolles Frischwasser eingespart werden kann. Die ausgewählten Baustoffe sorgen zusätzlich für ein gesundes Wohnklima. Auf den inneren Seiten der Gebäudehülle, welche hauptsächlich aus den Recyclingdämmstoffen bestehen, wurden mehr als 24 Tonnen Lehm verbaut. Dank der Verwendung dieser Baustoffe kann der Feuchtigkeitshaushalt optimal reguliert werden, was insbesondere während der eher trockenen Wintermonate im Zusammenspiel mit der CO2-gesteuerten Komfortlüftung den Wohnkomfort deutlich verbessert.

Fossilfreie Mobilität dank eines Elektroautos
Zu den weiteren Vorzügen für die Bewohner zählt ein E-Golf von VW, welcher von der arento AG zur Verfügung gestellt und ebenfalls mit dem produzierten Solarstrom aufgeladen wird. Das Elektroauto kann bequem über eine App gebucht werden und eignet sich besonders für Kurzfahrten in die nähere Umgebung. Auch eine möglichst fossilfreie Mobilität gehört zur Philosophie der arento AG.


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Wärme des Grundwassers nutzen

Zur Reduzierung des CO2-Ausstosses werden heute zum Heizen vermehrt alternative Energiequellen genutzt. Eine dieser Quellen ist die Wärme, die im Grundwasser steckt. Mittels Wärmepumpen kann diese Energie genutzt werden. Das entnommene Grundwasser wird dabei abgekühlt und wieder in den Grundwasserleiter eingespiesen. Im Limmattal sind heute bereits über 50 solcher Anlagen in Betrieb. Bei der Planung neuer Anlagen muss deshalb abgeklärt werden, ob sich bestehende und geplante Anlagen nicht gegenseitig beeinflussen. Hier kommt als Instrument die Simulation zum Einsatz. Mittels Computersimulationen werden der unsichtbare Grundwasserstrom und die bestehenden Anlagen nachgebildet. Anhand von Messungen bei Pegelbohrungen wird überprüft, ob die Simulation die Wirklichkeit auch wirklich abbildet. Erst dann wird die neu geplante Anlage in die Simulation eingebaut und die Auswirkungen der Anlage werden prognostiziert. Mit einer Simulation kann überprüft werden, ob die neue Anlage den gesetzlichen Vorschriften entspricht. Zudem können die Brunnenstandorte und die ausnützbare Temperaturdifferenz optimiert werden, was zu einer wirtschaftlicheren Anlage führt.

Simulierte Kältefahne im Grundwasser am Ende der Heizperiode
Die Simultec AG führt im Auftrag von Bauherren, Geologiebüros, Energieplanern und Behörden Simulationen des Wärmetransports im Grundwasser durch. Nach Aussagen von Dr. Spring, Geschäftsführer der Simultec AG, werden die Auswirkungen der Anlagen auf das Grundwasser häufig unterschätzt. Insbesondere bei Anlagen, welche das Grundwasser im Sommer auch noch für die Kühlung nutzen, stösst man oft an Grenzen. Da das Grundwasser im städtischen Raum häufig bereits auf 13 Grad erwärmt ist, steht für die Nutzung nur noch etwa ein Grad zur Verfügung.


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Mit Energie in die Zukunft, neuer Ausbildungsstart September 2018

Die weltweiten Trends der Energiewende lauten Dekarbonisierung, Dezentralisierung und Digitalisierung. Der technologische und gesellschaftliche Wandel verändert sowohl unsere Versorgung wie auch unseren Umgang mit Energie.

Mit dem Wandel der Energieversorgung, wie einer Veränderung von zentral zu dezentral und einer Veränderung des Energiemixes, verändern sich auch die Aufgaben und benötigten Kompetenzen im Energiebereich. Es entstehen neue Aufgaben, u. a. geprägt durch Informatik (Internet of Things IoT und Industrie 4.0). Die klassische Energietechnik wird erweitert durch eine «System»-Sicht. Es entstehen neue Berufsbilder und neue Unternehmen. Die Weiterbildung soll auf diese Veränderungen vorbreiten.

NTBDer im September 2018 startendende neue Zertifikatskurs CAS «Energie digital» der NTB Interstaatlichen Hochschule in Buchs nimmt sich dieser Thematik an. Mit der Aktualisierung des seit 2007 erfolgreichen Master-Programms «MAS Energiesysteme» bietet die NTB eine zukunftsorientierte Ausbildung, basierend auf der langjährigen Tradition einer fundierten Ingenieurausbildung. Mit einem starken Praxisteil wird die Lücke zwischen Energieforschung und dem umsetzenden Handwerk geschlossen. Der Kurs CAS «Erneuerbare Energien» gibt einen Überblick über erneuerbare Energieproduktion und deren effiziente Nutzung. Der CAS «Elektrische Energiesysteme » fokussiert auf PV, elektrischen Netzen, Speichern und E-Mobilität. Es wird auf aktuelle Fragestellung der dezentralen Versorgung wie Eigenverbrauchsoptimierung eingegangen. Im CAS «Energie und Wirtschaft» werden Instrumente aus der Management Lehre für den aktiven Ingenieur vermittelt. Dies ermöglicht den Teilnehmern eine erfolgreiche Umsetzung und Beratung von Energieprojekten. In der NTB ist auch der Sitz des führenden Prüfzentrums für Wärmepumpen WPZ. Der CAS «Wärmepumpen / Kältetechnik» gehört zum festen Bestandteil des «MAS Energiesysteme », da diese Technologie auch in Zukunft einen wesentlichen Beitrag zur Wärmebereitstellung durch Steigerung der Energieeffizienz liefern wird. Durch Absolvieren von vier der fünf angebotenen Kurse und einer Master Thesis kann der Master- Abschluss erlangt werden. Typische Studierende des Masterprogramms besitzen eine mehrjährige Berufserfahrung und sind in führenden Positionen tätig. Ihre Motivation ist einerseits eine berufliche Neuorientierung Richtung Energie oder andererseits einer fachliche Weiterbildung auf dem Gebiet Energie.


NTB Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs
Werdenbergstrasse 4
9471 Buchs
Tel 081 755 33 11
info@ntb.ch
www.ntb.ch/energiemaster