Kosten- und Energieeffizienz bei Industrieflächenheizungen [Seite 2 von 2]

Diese Auflistung ist sicher nicht vollständig und die genauere Erläuterung der Effekte würde den Rahmen eines Fachartikels überschreiten, sie macht aber deutlich, welche Punkte bei der Planung einer Industrieflächenheizung in die Entscheidungsfindung miteinbezogen werden müssen. Durch die vielfältigen Anwendungs- und Ausführungsmöglichkeiten gibt es nicht derart gleichmäßige Rahmenbedingungen wie beim Wohnungsbau oder bei Bürogebäuden.

Wärmedämmung bei Ausführung berücksichtigen

Unabhängig von Walzbeton, mattenbewehrtem Stahlbeton oder Faserbeton: Die Positionierung und Befestigung der Rohre per Clips, Montageschiene oder per Kabelbinder auf einer unteren Bewehrung/Baustahlmatte ist immer möglich. Ausschlaggebend für die Ausführung sind vor allem statische Anforderungen. Zudem sollten eventuelle Befestigungen für Maschinen oder Hochregallager berücksichtigt werden: Es sollten zwischen der benötigten Einbohrtiefe und der Rohrlage 5 cm Sicherheitsabstand eingehalten werden.

Interessant ist auch die Frage, was unter der Betonplatte liegen soll: Muss ich vollflächig dämmen oder nicht? Was muss ich mindestens einplanen? Und was sagt der Gesetzgeber dazu? Ausgangspunkt dafür ist das Gebäudeenergiegesetz (GEG), welches in Anlage 2 (zu §18) für ein Referenzgebäude Nichtwohnbau einen U-Wert von 0,35 W/(m² · K) bei Bodenplatten fordert. Allerdings ist eine Befreiung nach §102 von diesen Anforderungen möglich, wenn eine „unbillige Härte“ vorliegt – die Dämmung also nicht wirtschaftlich wäre. Dies ist bei einer Dämmung unterhalb einer Industrieflächenheizung durch die Ausbildung einer Wärmelinse unterhalb der Bodenplatte regelmäßig der Fall. Wärmelinsen sind konvexe Wärmezonen, die sich unterhalb von Gebäuden bilden – vor allem bei großflächigen erdberührenden Bodenplatten. Sie beeinflussen den Wärmeabfluss aus dem Gebäude und haben einen wärmedämmenden Effekt.

In der Anlage zu §19 Baulicher Wärmeschutz heißt es: „Ein zu errichtendes Nichtwohngebäude ist so zu errichten, dass die Höchstwerte der mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten der wärmeübertragenden Umfassungsfläche der Anlage 3 nicht überschritten werden.“ Für die Wärmedämmung der Bodenplatte wird konkretisiert: „Bei der Berechnung des Mittelwerts, der an das Erdreich angrenzenden Bodenplatten, bleiben die Flächen unberücksichtigt, die mehr als 5 Meter vom äußeren Rand des Gebäudes entfernt sind.“ Kurz gesagt: Alles, was mehr als 5 m vom Gebäuderand entfernt ist, kann weggelassen werden, da es nicht berücksichtigt werden muss. Alternativ zu dieser 5 m breiten, waagrechten Dämmung kann gemäß Auslegung XIX-5 zur Anlage 2, Absatz 2.3 der EnEV 2013 eine 2 m hohe, senkrechte Dämmung mit demselben Wärmedurchlasswiderstand eingebaut werden.

Diese Regelung hat Uponor Schweden auch mittels einer Simulationsrechnung bestätigt: Es konnte deutlich eine Wärmelinse unterhalb der Industrieflächenheizung nachgewiesen werden, die bis in eine Tiefe von ca. 6m reicht. (Nur falls das Grundwasser höher steht, sollte über eine vollflächige Dämmung nachgedacht werden.) Eine weitere interessante Erkenntnis dieser Simulation über ein ganzes Jahr ist, dass die über den Winter im Erdreich gespeicherte Energie im Frühjahr dem Gebäude wieder zugutekommt – die Heizung kann früher abgeschaltet werden. Es entsteht somit fast kein Energieverlust. Der Verzicht auf die vollflächige Dämmung ist somit nicht nur aus wirtschaftlichen Erwägungen, sondern auch in Hinblick auf die Energieeinsparung zu rechtfertigen.

Verschiedene Möglichkeiten der Ausführung

Bei der Auslegung der Industrieflächenheizung gibt es drei Varianten. Jede erzielt die gleiche Leistung und bei allen müssen die Heizkreise mit den benötigten Fugen (s. Kasten „Fugen berücksichtigen) abgestimmt werden. Die drei Ausführungsvarianten unterscheiden sich jedoch darin, wie groß die anzuschließende Fläche pro Verteiler ist:

1. Einzelne Heizkreise

Einzelne Heizkreise aus 25er oder 20er Rohr (je nach Druckverlust und Hallengröße) werden direkt an einen Verteiler angeschlossen. Als Verlegeabstände können beispielsweise bei Uponor 15 cm (besonders wenn eine Kühlung eingeplant wird), 30 cm oder 45 cm (eher bei niedrigen Raumtemperaturen oder zur reinen Temperierung z. B. einer Lagerhalle) gewählt werden. Bei größeren Hallen (ab 2000 bis 4000 m², je nach Verlegeabstand) führt dies zu mehreren Verteilern, für die Positionierungen in der Halle bestimmt werden müssen und für die Anbindeleitungen benötigt werden.

2. Tichelmannsystem

Die Anzahl der benötigten Verteiler kann reduziert werden, wenn man mit einem Tichelmannsystem, bestehend aus einer 40er Tichelmannleitung und Heizkreisen aus einem 20er Rohr, plant. Die anschließbare Fläche pro Verteilerstandort kann so ca. verdoppelt werden – je nach Verteilerstandort und der Möglichkeit, die Tichelmannleitungen zu verlegen.

3. Quattro-System

Hier wird die Tichelmannleitung durch ein 25er Rohr ersetzt, welche sowohl von Vorlauf zu Vorlauf als auch von Rücklauf zu Rücklauf als „Ring“ verlegt wird. Diese Ringe werden dann durch die Heizkreise, ausgeführt im 20er Rohr, verbunden. Das bedingt zwar, dass an einem 20er Verteiler nur zehn Heizkreise („Ringe“) angeschlossen werden können, sich jedoch insgesamt die Fläche, die pro Verteiler angeschlossen werden kann, noch einmal vergrößert. Zusätzlich können die Ringe im gleichen Verlegeabstand wie die Heizkreise verlegt werden. Dann tragen sie – im Gegensatz zur 40er Tichelmannleitung – als eigener Heizkreis zur Abdeckung des Wärmebedarfes bei. Bei dieser Variante kann mit dem normalen Industrieheizungsverteiler für 25er Rohre gearbeitet werden.

Grün Bauen mit Industrieflächenheizungen

Insgesamt ist die Industrieflächenheizung ein System, das mit seinen vielfältigen Vorteilen und seiner Energieeffizienz hervorragend in einen Markt passt, der immer mehr durch den Nachhaltigkeitsgedanken und Energieeinsparungen geprägt ist. Damit dieses Potenzial optimal ausgenutzt werden kann, sollte schon früh in der Projektplanung die Entscheidung zum Heizungssystem gefällt werden. In den Nachhaltigkeitsgedanken passt das 20er „Comfort“-Rohr aus der Uponor-Reihe „Blue“: „PEX Pipes Blue“ sind die ersten biobasierten PEX-Rohre auf dem Markt (basierend auf einer ISCC-Zertifizierung. Mit einem bis zu 90 Prozent reduzierten CO₂-Fußabdruck im Vergleich zu PEX-Rohren aus fossilen Rohstoffen, basierend auf den EPD-Berechnungen gemäß EN15804+A1, CML/ISO21930.)

Autor: Sven Petersen, Referent Segment Commercial Marketing DACH, Uponor GmbH, Haßfurt

www.uponor.de

Fugen berücksichtigen

Bei der Ausführung sind die verschiedenen Fugenarten zu beachten. Man unterscheidet zwischen Raumfugen, Scheinfugen und Pressfugen. Pressfugen entstehen durch Betonierabschnittsgrenzen: Anbindeleitungen, die über diese Fugen laufen, sollten mit einem Überschubrohr geschützt werden. Das gilt auch für Raumfugen in Übergängen zwischen zwei Hallenbereichen. Die Art und Anordnung der Fugen ist von Statikern anzufertigen, da örtliche Verhältnisse (Stützen, Wände etc.), langfristige Lasten, Plattendicke und Betonart berücksichtigt werden müssen. Scheinfugen sind Einschnitte in die Oberfläche – sollte der Estrich brechen, bricht er hier gerade und an einer definierten Stelle.