Eine Alternative zur thermoaktiven Decke - Optimiertes Heiz- und Kühlsystem mit Dampfsperre reduziert Kühlleistung
Unternehmen entscheiden sich vermehrt für die Klimatisierung von Büroräumen. Das ist zum einen dem Klimawandel mit langfristig immer heißeren Sommern geschuldet – zum anderen erhöht der Einsatz von immer leistungsfähigeren Druck- und Kopiergeräten die thermische Belastung beträchtlich. Dabei wirkt die aktive Kühlung von Büroarbeitsplätzen im Sommer nachweislich leistungserhaltend für den menschlichen Organismus. Deshalb setzen Unternehmen bei Neubauten zunehmend auf Bauteilaktivierung und Flächenkühlsysteme.
Temperaturauszug der heißesten Augusttage im Sommer 2011: Die blaue Linie gibt den Verlauf der Raumtemperatur im 5. OG West-/Südwestseite an (Behr-System), die braune Linie zeigt den Temperaturverlauf im 4. OG West-/Südwestseite (Deckenkühlung). Die gestrichelte Linie markiert die Außentemperatur von bis zu 34°C.
Anschluss an die Hauptleitung...
...und Verlegung der Rohre.
Eine der neuesten Entwicklungen in diesem Bereich ist die patentierte Flächentemperierung des Stuttgarter Klimaexperten Peter Behr. Mithilfe eines neuartigen Fußbodenaufbaus mit Dampfsperre sowie optimal wärmeleitfähigen Kupferrohren ermöglicht das Behr-System Kühlleistungen, die in der Regel deutlich höher liegen als bei herkömmlichen Flächenkühlsystemen. Mit einem modifizierten Berechnungsprogramm zur Darstellung der passiven Wärmespeicher in den Räumen wird die mögliche Reduktion von Spitzenleistungen nachweisbar. Damit ist eine hocheffiziente Kühlung von Büroräumen über aktive Fußbodenflächen in bisher nicht gekanntem Ausmaß möglich.
Den praktischen Nachweis liefert ein Pilotprojekt im Rahmen eines Bauvorhabens in Stuttgart, dem Bau des Bürokomplexes „Step 8.2“. Hier kam das Behr-System zur Anwendung und hat sich bereits in der ersten Betriebsphase im Sommer 2011 bewährt. Der direkte Vergleich zu einer konventionellen Deckenkühlung, die im gleichen Gebäude installiert wurde, ermöglicht eine benutzerorientierte Bewertung der Leistungsfähigkeit des innovativen Behr-Systems.
Vollwertige Doppelfunktion Heizen/Kühlen
Die Konstruktion des TGA-Planers Peter Behr erhöht den Diffusionswiderstand der gekühlten Schichten und verlagert die Auslegungsgrenztemperatur damit an die Estrichoberfläche. Im Ergebnis können dadurch wesentlich niedrigere Kühlwassertemperaturen von minimal 12°C erreicht werden (bei einer herkömmlichen Fußbodenkühlung sind es etwa 17°C). Genau wie konventionelle Fußbodenkühlungen bezieht auch das Behr-System dabei die Deckenbereiche der Räume als Passivspeicher mit ein, wodurch die Gebäudephysik optimal ausgenutzt wird. Diese Speicherfähigkeit in Verbindung mit dem innovativen Fußbodenaufbau und der Regeltechnik ermöglicht die Verstetigung der Kühlleistung und die Minimierung der Spitzenleistung.
Damit arbeitet das Behr-System sogar noch effektiver als ein konventionelles Deckenkühlsystem – nachgewiesen in einer Langzeitstudie am Beispiel des Bauvorhabens „Step 8.2“. In diesem Bürokomplex wurde das Behr-System im obersten, dem fünften Obergeschoss installiert. In den anderen vier Geschossen versieht ein Deckenkühlsystem zuverlässig seinen Dienst. Beim Behr-System lagen die in den heißen Sommerwochen 2011 durch Messung ermittelten maximalen Raumtemperaturen stets klar unter denen der Deckenkühlung. Zudem überschritt das Behr-System zu keinem Zeitpunkt die 26-Grad-Grenze der Arbeitsstätten-Richtlinie – und das bei Außentemperaturen von bis zu 34°C. Auch in Bezug auf die Leistungswerte zeigte das Behr-System einen zusätzlichen Vorteil: Es benötigte zum Erreichen der (niedrigeren) Raumtemperaturen eine circa 15% geringere maximale Kälteleistung.
Die thermisch aktive Fußbodenfläche ermöglicht neben der Kühlung im Sommer auch ein sehr angenehmes Beheizen der Räume in der kalten Jahreszeit. Für eine sehr gute Temperaturleitfähigkeit sorgen dabei die „CTX“-Markenkupferrohre der Wieland-Werke. Dank der herausragenden Materialeigenschaften des Werkstoffes Kupfer in Bezug auf Wärmeleitung erfolgt die Temperierung im Heiz- und Kühlmodus mit vergleichsweise geringem Energieaufwand. Zudem mussten für diese Anwendung die eingesetzten Rohrleitungen nicht nur absolut sauerstoffdiffusionsdicht, sondern auch dauerhaft impermeabel gegenüber Wasserdampf sein. Auch aus diesem Grund fiel die Wahl auf ein nahtlos gezogenes Metallrohr, also ohne Schweißnaht. Der alterungsbeständige Werkstoff bietet darüber hinaus eine unbegrenzte Zeitstandsfestigkeit und damit eine unter praktischen Belangen unbegrenzte Lebensdauer des Temperierungssystems.
Bilder: Wieland-Werke
KONTAKT:
Wieland-Werke AG, 9079 Ulm, Tel. 0731 9440, Fax 0731 9442772, info@wieland.de,
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Peter Behr Ingenieurberatung, 70567 Stuttgart, Tel. 0711 7288727, Fax 0711 7289846, p.b.behr@arcor.de
