Was das Dockyard Berlin zum energetischen Vorzeigeobjekt macht

Das siebenstöckigen 
Büro- und Gewerbegebäudes am Berliner Spreeufer benötigt rund zwei Megawatt Wärme und Kälte. Dafür ist mit 1.500 Kubikmeter Inhalt einer der größten Eisspeicher Europas unter der Parkfläche zuständig. Den mussten die Bauleute nicht buddeln. Es reichte, einen Materialtrog im ehemaligen Eisenbahntunnel im Untergrund entsprechend herzurichten und mit Wasser zu füllen. Der arbeitet den drei Grundlast-Großwärmepumpen im Kellergeschoss zu.

Die größte mit 500 kW lebt energetisch vom Eisspeicher, die mittlere mit 400 kW bildet mit der PVT-Anlage eine Allianz, die kleinere mit 300 kW ist mit der Rückgewinnung der Abwärme aus dem Gebäude betraut. Dem Eisspeicher wird im Winter kontinuierlich Wärme entzogen, sodass das schließlich gefrorene Wasser zur sommerlichen Kühlung bereitsteht. Das Phasenwechsel-Prinzip der La­tentwärme (von Wasser zu Eis und zurück) ermöglicht eine besonders effiziente Wärmenutzung.

Dockyard mit größtem Eisspeicher Europas

„Ab Februar entstehen auf den Wärmetauschplatten des Eisspeichers erste Eispartikel. Die dienen im Sommer teilweise zur passiven Kühlung, überschüssige Wärme des Gebäudes geht so ab Oktober für die Heizsaison in das Wasser“, erklärt Planer Michael Viernickel vom Planungsbüro erQ Analytics (ehemals eZeit Analytics), das vom Projektentwickler und Bauherr Pecan Development mit der Aufgabe betraut war, unter anderem den Eisspeicher zu konzipieren. Die Architektur zeichnete das Architekturbüro Tchoban Voss Architekten.

Mit einem Energiekonzept, das auf einem der größten Eisspeicher Deutschlands und der Nutzung regenerativer Energiequellen wie Geothermie, Sonne und Umgebungsluft basiert, ist Dockyard im Betrieb klimaneutral (nach Siegel LEED Zero Carbon). Das Bürohaus nutzt kein Spreewasser für seine Großwärmepumpen, stattdessen ein saisonales und dezentrales Kreislaufsystem. Damit umging man einerseits komplexe behördliche Auflagen (Wasserentnahmegenehmigungen aus dem Fluss) und andererseits schützt der realisierte geschlossene Kreislauf die Wärmetauscher vor Verschmutzung durch Treibgut, Sedimente oder ­Algen.

Mit bis 16 °C in die Wärmepumpen

Michael Viernickel beschreibt bei einem Besuch der Presse, zu dem der Bundesverband Wärmepumpe im Rahmen des Deutschen Großwärmepumpen-Kongresses 2026 in der historischen Berliner Großbäckerei des Heeres eingeladen hatte, den Aufbau. „Insgesamt hat der Tank 14 Plattenwärmetauscher-Module auf einer Länge von 120 Metern mit einer Gesamt-Absorber-Fläche von 1.619 Quadratmetern. Über ein mehrere hundert Meter langes Rohrsystem fließt ein Glukose-Wassergemisch, die Sole, in die Plattenwärmetauscher. Die Rohre liegen teilweise im Grundwasser aufgrund der Nähe zur Spree. Deswegen müssen besondere Schutzmaßnahmen getroffen werden. Das bedeutet, die Sole darf nicht zu sehr abgekühlt werden und nicht über 20 Grad Celsius aufgewärmt werden.“ Sie beaufschlagt die Wärmepumpen mit etwa 14 °C bis 16 °C.

Zusätzlich sorgen auf dem Dach des Bürogebäudes PV und PV-T-Module für den Betrieb der Gebäudeanlagen und die Versorgung des Gebäudes mit Strom und Warmwasser. Zudem gewährleistet die Umweltenergie der Umgebungsluft über 16 Luftwärmepumpen auf dem Dock­yard-Dach eine gewisse Flexibilität im Energiemanagement. Die gewonnene Wärme beziehungsweise Kälte aus dem Wasserspeicher und vom Dach wird über Deckenstrahlplatten und weitere Wärmetauscher in die Büros eingespeist. Insgesamt können bis 65 Grad Wärme bereitgestellt werden.

Wärmegewinn auch nachts

Eine rein photovoltaische Nutzung würde nur 20 bis 25 % der Solarenergie erschließen und keine Möglichkeit bieten, Wärme zu gewinnen oder abzuführen. Neben der Stromerzeugung durch PV entschied für die Kombination mit PVT also auch die Bereitstellung von Wärme für die Wärmepumpen. Um den begrenzten Platz optimal zu nutzen, kommen kombinierte PVT-Kollektoren zum Einsatz, die dank ihrer lamellierten Bauform auch bei diffuser Strahlung oder nachts einen Wärmeübergang zur Luft ermöglichen.

Außerdem machen Soleleitungen in den 87 Stabilisierungspfählen sowie im Gebäudefundament sozusagen die Statik thermisch aktiviert. Das Erdreich nahe den Elementen fungiert so als Kurz- oder Langzeitpuffer additiv zum Eisspeicher, indem es im Sommer überschüssige Wärme aufnimmt und zusätzliche Wärmeenergie im Winter liefert. Wärme­einbringung durch Fußbodenheizung, Kühlung durch individuelle Deckensegel. Kühlbedarf: 14 kWh/m²a (bei einem Heizbedarf von 31 kWh/m²a).

KI-basiertes ­Energiemanagementsystem

Die drei Großwärmepumpen mit Ammoniak (Treibhauspotenzial GWP = 0) als natürlichem Kältemittel leisten etwa total 1,2 MW Heiz- und Kühlleistung. Sie bedienen sich wie beschrieben mit der Wärmeenergie aus dem Wasserspeicher, aus EDV- und Raumabwärme sowie den PVT-Modulen. Der COP Wärme beträgt laut erQ Analytics etwa 4,5, der Kältegewinn passiv und aktiv 7,5.

Ein KI-basiertes Energiemanagementsystem strebt ganzjährig höchste Energieeffizienz an. Das System wählt abhängig von Saison, Bedarf und Temperatur, auch vorausschauend zum nächsten Tag, stets die optimale Wärmequelle. So kann sich das Gebäude bei schwankenden Bedürfnissen durch unterschiedliche Nutzungen oder Wetterbedingungen intelligent anpassen. Dabei verzichtet das vollständig strombasierte Energiekonzept auf fossile Brennstoffe und deckt laut Simulationen rund 90 % des gesamten Energiebedarfs des Gebäudes ab. Das Energiekonzept und Energiemanagement entwarfen gemeinsam die damalige eZeit Analytics in Zusammenarbeit mit dem Projektentwickler Pecan Development. „Es muss selbstständig die richtigen Einstellungen lernen“, geht der Projektplaner Viernickel auf die Fähigkeiten der Lösung ein. Für die Umsetzung und das integrierte Energie- und Wärmeliefer-Contracting zeichnet die empact GmbH verantwortlich.

Flexibilität durch 
Klein­wärmepumpen

Die 16 Kleinwärmepumpen auf dem Dock­yard-Dach bilden eine effiziente Kaskade, um die durch Vorschriften begrenzte Bauhöhe (maximal 1,90 Meter) einzuhalten und gleichzeitig den Energiebedarf für Heizung und Kühlung flexibel zu decken: Die Aufteilung auf mehrere Geräte erhöht ferner die Ausfallsicherheit und ermöglicht modulierenden Betrieb (bessere Anpassung an den tatsächlichen Bedarf). Die Aggregate verwenden ebenfalls das umweltfreundliche Kältemittel Propan (R290). Die PVT-Anlage auf dem Gebäude am Berliner Osthafen umfasst rund 1.300 Quadratmeter Kollektorfläche, bestehend aus 520 Solink-Modulen, mit einer elektrischen Leistung von 323 kWp. Die kurzfristige thermische Leistung zur Regeneration der Geothermie liegt bei rund 260 kW. Zusätzlich verlegten die Solarteure auf dem Dach noch 330 Quadratmeter klassische Photovoltaik.

Üblicherweise bewegt sich das Verhältnis zwischen elektrischer und thermischer Leistung bei PVT-Kollektoren zwischen 3:4 und 4:4 zugunsten der Thermie. Das Verhältnis zur elektrischen Leistung ist im Fall Dockyard so niedrig, weil der thermische Gewinn ausschließlich als Energiequelle für den Verdampfer der Wärmepumpe ausgelegt ist und zur Kühlung der PV-Zellen dienen soll.

Vorteil multipler Technik

Michael Viernickel hebt den Vorteil der multiplen Technik hervor: „Das rein strombasierte Energieversorgungskonzept kommt komplett ohne fossile Energieträger aus und durch das Zusammenspiel von diversen Umweltquellen und -senken als Saisonal- oder Kurzzeitspeicher ist das Versorgungskonzept auch gegenüber starken Abweichungen der Wärme- und Kältebedarfe aufgrund von Nutzerverhalten oder Wetterbedingungen robust. Die simulative Ermittlung der Ein- und Ausschaltbedingungen der einzelnen Wärmeerzeuger ermöglicht stets hohe Gesamteffizienzen.“ Dabei wird unter Berücksichtigung des übergeordneten Ziels einer Durchfrierung des Eisspeichers bis zum Beginn der Kühlperiode stets die Wärmequelle mit dem höchsten Temperaturniveau ausgewählt, um maximale Effizienzen der Wärmepumpen zu erreichen.

Der Berliner Osthafen mit seinem Zusammenspiel von historischen Speicher- und Lagerhäusern sowie modernen Büro- und Wohngebäuden hat sich zu einer der attraktivsten Büroadressen in Berlin entwickelt. Hier entsteht in einzigartiger Wasserlage, direkt am Spreeufer im Bezirk Friedrichshain-Kreuzberg, der Dockyard-Bau aus nachhaltigem klima- und ressourcenschonendem grünen Stahl plus Holzhybridbauweise, mit Fokus auf Work-Life-Balance und Wellbeing. „Dock­yard versteht sich als inspirierender Wirkungsraum für Menschen mit einem 
ökologisch verantwortungsbewussten Lebensstil und richtet sich an Unternehmen, die ein Statement in Richtung Nachhaltigkeit setzen möchten. Ergänzt um ein flexibles Nutzungskonzept schafft Dockyard ideale Voraussetzungen für einen zukunftsgerichteten Arbeitskosmos“, erklärt der Bauherr sein Konzeptziel.