Optimales Arbeitsklima
In der Industrieproduktion ermöglichen Flächenheizungssysteme optimale Temperierung und ein gesundes Arbeitsumfeld. Ein Allgäuer Unternehmen nutzt das System in Verbindung mit einer Erdwärmesonden-Anlage und profitiert so das ganze Jahr über von hohem Komfort und geringen Energiekosten.
In der 2.200 Quadratmeter großen Produktionshalle wurden insgesamt rund 17.000 Rohrmeter verlegt. | Fotos: Wieland-Werke
Bei der Errichtung einer neuen Produktionshalle für die Siloanlagen Achberg GmbH im bayerischen Achberg (Allgäu) setzte das zuständige Planungsbüro Heinz Gäng auf eine regenerative Energieversorgung mit Erdsonden und Wärmepumpen. Sie entsprach dem Wunsch des Bauherrn nach größtmöglicher Energieautarkie und Ressourcenschonung. Am Ortsrand von Achberg wurde im Frühjahr 2010 eine neue Produktionshalle mit 2.200 Quadratmetern Nutzfläche errichtet – inklusive eines integrierten Bürotraktes mit zusätzlich 340 Quadratmetern Nutzfläche.
Nach guten Erfahrungen mit der Industrie-Fußbodenheizung und -kühlung im bestehenden Gebäude erhielt auch der Neubau eine Flächentemperierung mit dem cuprotherm-System der Wieland-Werke. Die 100 Prozent sauerstoffdiffusionsdichten, langlebigen und recyclebaren Kupferrohre des cuprotherm-Systems garantieren einen zuverlässigen, energieeffizienten und wartungsfreien Betrieb. Die Dimensionierung der hier eingesetzten flexiblen Kupferrohre ist auf großflächige Industriehallen ausgerichtet und bietet mit 18 Millimetern Durchmesser einen ausreichenden Querschnitt, um eine effiziente Versorgung zu gewährleisten. Gerade durch die niedrige Vorlauftemperatur ergänzt sich das energieeffiziente Flächentemperierungssystem cuprotherm der Wieland-Werke AG ideal mit der Wärmepumpen-Technologie.
Erdwärmesonden ermöglichen räumliche Expansion
Acht Sonden, die bis zu 200 Meter tief in die Erde eingebracht wurden, produzieren die benötigte Wärmeenergie, die von den Wärmepumpen auf ein nutzbares Temperaturniveau angehoben wird. Mit einer Gesamtleistung von 128 Kilowatt kann die Anlage die 2.200 Quadratmeter umfassende Produktionshalle und die 340 Quadratmeter Bürofläche mit Wärmeenergie versorgen. Im Sommer wird die reversible Wärmepumpen-Technologie durch das „natural cooling“-Verfahren zur Kühlung der Flächen genutzt: Die sommerliche Hitze wird den Räumen entzogen und über das in den Kupferrohren zirkulierende Wasser via Wärmetauscher in das Erdreich geleitet. Dadurch sorgt die Anlage auch für den notwendigen Temperaturausgleich im Boden.
Die Möglichkeit einer optionalen Erweiterung wurde vom beauftragten TGA-Planer Heinz Gäng aus Wangen von vornherein mit berücksichtigt. So liegen die Erdwärmesonden beim Bauvorhaben Achberg nicht wie üblich außerhalb der Halle. Sie wurden stattdessen in das Fundament integriert. „Dadurch lässt sich der Gebäudekomplex im Falle einer Expansion in alle Richtungen beliebig erweitern“, beschreibt Gäng den Vorteil des modularen Planungsansatzes. Daher könne auch die Flächentemperierung in Verbindung mit der regenerativen Erwärmeversorgung mit den Expansionsflächen ,mitwachsen’.
Komfort durch Strahlungswärme
Die Temperierung der großflächigen Produktionshalle wird über acht Verteiler realisiert, das Heizen und Kühlen der Büroräume erfolgt über zwei weitere Verteiler. Eine entsprechende Gebäudeleittechnik gewährleistet, dass die Temperierung der Räume optimal nach den in der Arbeitsstättenverordnung vorgesehenen Vorgaben umgesetzt wird. Diese sieht in der Produktionshalle und in den Büroräumen eine konstante Temperatur von ganzjährig minimal 19 Grad Celsius und maximal 26 Grad im Sommer vor.
Zur angemessenen Temperierung trägt nicht nur die Regeltechnik bei, sondern auch die spezifischen Vorteile der Flächenheizung und -kühlung. Im Vergleich zu konventionellen Luftheizungen wird die Strahlungswärme von Flächensystemen vom Menschen als besonders angenehm empfunden. Dabei weisen die bodennahen Zonen das höchste Temperaturniveau auf. Die Wärme entsteht also genau dort, wo sie erwünscht ist. Die Mitarbeiter werden gleichmäßig mit Strahlungswärme versorgt, die Ansammlung konvektiv erwärmter Luft im ungenutzten Deckenbereich wird dagegen minimiert. Ein weiterer spezifischer Vorzug von Flächenheizsystemen: Durch die Strahlungswärme wird im Raum – anders als bei Konvektoren – kaum Staub aufgewirbelt. Das ist gerade in der Industrieproduktion von Vorteil, nicht nur für Staub-Allergiker.
Rohrverlegung und Stahlbau erfolgten abschnittsweise nacheinander. Mit der cuprotherm-Verankerungstechnik wurden die flexiblen Kupferrohre direkt auf der Dämmung befestigt.
Betonkonstruktion mit integrierter Flächenheizung
Bei stark beanspruchten Industriefußböden sind besonders die statischen und dynamischen Lasten zu beachten, die auf die Konstruktion wirken. Beim Bauvorhaben Achberg wurden durch eine Sonderkonstruktion die Gewerke Heizungsbau und Stahl/Betonbau getrennt. Dadurch war die Positionierung der Rohrleitungen vollkommen frei wählbar – neben dem konstruktiven auch ein wirtschaftlicher Vorteil. Nach der Auslegung einer Polystyrol-Hartschaumdämmung und der cuprotherm-Rasterfolie wurden die Rohre verlegt und durch eine Aufständerung mit dreieckigen Stahlelementen ergänzt. Auf dieser Aufständerung befestigten die Stahlbauer klassische Baustahlmatten und konnten somit während der Installation dem Rohrverlege-Team nahtlos folgen – Abschnitt für Abschnitt. Im letzten Schritt erfolgte die Einbringung einer speziellen Betonestrichschicht.
Der große Vorteil dieser besonderen Vorgehensweise ist der Zeitgewinn bei der Installation. Und der war wegen des kompromisslos einzuhaltenden Abschlusstermins essentiell. „Die flexiblen Kupferrohre wurden direkt auf der Dämmung befestigt“, erklärt Thomas Eberle, der zuständige Außendienstmitarbeiter bei der Wieland-Werke AG. „Das Fixieren erfolgte mittels der bewährten cuprotherm-Verankerungstechnik. Mit den stabilen Tackerklammern aus Metall können Rohrleitungen auch auf sehr harten Dämmplatten sicher befestigt werden. Damit entfiel das bei Industrie-Flächenheizungen sonst übliche Fixieren auf der Baustahlmatte mit Hilfe von Drilldraht. So konnten wir sehr viel Zeit und Material sparen.“ Bei einer wie hier ausgeführten monolithischen Bauweise der Betonplatte haben Baustahlmatten keine statische Funktion, sondern dienen lediglich dazu, ein Auseinanderklaffen oder das Ausbilden eines Höhenversatzes zu vermeiden. Der so realisierte Aufbau der Betonplatte trug wesentlich dazu bei, den gesamten Bauablauf zu beschleunigen. Dadurch war es möglich, die Gewerke gezielt zu koordinieren.
Zügige Installation
Die Installation der Rohrleitungen folgte einem herausfordernden Zeitplan. Die flexiblen, gewichtsreduzierten CTX-Kupferrohre wurden von den Mitarbeitern der Wangener Heizungsbaufirma Hans Lanz von 100 Meter-Rollen abgerollt und mit der speziellen cuprotherm-Verankerungstechnik auf den Platten sicher fixiert. Nach der Verlegung der insgesamt rund 17.000 Rohrmeter wurden der Beton in der Produktionshalle und der Nassestrich in den Büroräumen eingebracht. Insgesamt war das Team des Heizungsbauers lediglich 4,5 Arbeitstage mit den Verlegearbeiten beschäftigt. Diese angesichts der Größe besonders kurze Verlegungsdauer wurde durch die einfache und zügige Verlegetechnik, den durchdachten Aufbau sowie die Trennung der Gewerke Heizungsbau und Stahlbau erreicht. „Vom Timing her ist unser Konzept voll aufgegangen“, zeigt sich der Heizungsbaumeister Jürgen Mücke von der Firma Hans Lanz zufrieden. „Die Rohrleitungen wurden verlegt, und nach der Freigabe des betreffenden Abschnitts rückten die Kollegen vom Stahlbau sofort nach – trotz engem Zeitplan lief alles problemlos.“
cuprotherm CTX: Einfachere Verlegung durch Gewichtsreduktion
Als Ergänzung zum klassischen cuprotherm-System bietet die Wieland-Werke AG mit cuprotherm CTX ein besonders flexibles Markenkupferrohr, das dem Anwender einen hohen Montagekomfort und darüber hinaus auch wirtschaftliche Vorteile bietet. Ermöglicht wird dies durch ein leichtes, gewichtsreduziertes Kupferrohr, das mit einer fest haftenden Kunststoffummantelung versehen ist. Hervorragende Verlegeeigenschaften gewährleisten eine schnelle und komfortable Montage. Das neue cuprotherm CTX-Rohr ist eine Lösung für all diejenigen, welche die Qualität und Langlebigkeit des Materials Kupfer schätzen und zugleich ein sicher kalkulierbares, preisstabiles Produkt einsetzen möchten. Als Ergänzung der seit über 25 Jahren bewährten cuprotherm-Familie deckt das neue Rohr Wünsche nach längeren Ringlängen (z. B. 100 Meter) ab und ist zudem für einen sehr breiten Einsatzbereich vorgesehen. So kann cuprotherm CTX zur Flächenheizung und -kühlung, Heizkörperanbindung, Betonkernaktivierung und für Erdkollektoren eingesetzt werden. Die DVGW-Zulassung ermöglicht es, cuprotherm CTX-Rohre auch für die Trinkwasserinstallation zu verwenden.
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