Fußbodenheizung aus Kupfer für ein Hochregallager

Wohltemperiert gelagert

Die Warmwasser-Flächenheizung wird zunehmend auch im industriellen Bereich eingesetzt. Ein wichtiges Kriterium bei dieser Entscheidung ist ihre günstige Wärmeverteilung: Die wärmsten Zonen befinden sich in Bodennähe, während die Temperatur zur Decke hin allmählich abnimmt. Beheizt werden demzufolge vornehmlich die Bereiche, in denen sich die Mitarbeiter aufhalten. Da die Wärme von einer großen Fläche gleichmäßig abstrahlt, empfinden sie die umgebende Luft wärmer als sie tatsächlich ist. Die positive Folge hieraus: Die durchschnittliche Raumtemperatur kann um ein bis zwei Grad Celsius abgesenkt werden.

Allgemeines

Diese wärmetechnischen Zusammenhänge spielten mit hinein in die Planung eines Hochregallagers für ein Unternehmen in Bramsche (Bild 1). In der 17 m hohen Halle wird sehr temperatur- und feuchtigkeitsempfindliche Ware aus Zellstoff gelagert. Das Lagergut, in der Hauptsache Servietten, Platzdecken und ähnlicher Tischschmuck, benötigt ein bestimmtes Temperaturniveau, bei dem die Temperatur an der Hallendecke noch 15°C betragen sollte. Architekt und Auftraggeber entschieden sich aufgrund der eingangs geschilderten Vorteile für den Einbau einer Flächenheizung. Neben dem günstigen Temperaturprofil sprach auch die vergleichsweise gute Wirtschaftlichkeit für dieses Heizsystem. Ihre bedarfsangepaßte Temperaturverteilung und der Niedertemperaturbetrieb mit Vorlauftemperaturen zwischen 40 und 50°C wirken sich positiv auf den Energiebedarf aus. Ebenfalls wichtig war den Verantwortlichen, die Heizung in den Baukörper, eine Halle mit einer Grundfläche von 15.300 m², integrieren zu können. So ließ sich die Montage in den Bauablauf einbeziehen. Und die in einer Lagerhalle sonst eventuell störenden Einrichtungen wie Luftheizgeräte und Luftkanäle konnten bei der Flächenheizung ganz entfallen.

Bild 1: Das Hochregallager in Bramsche.

Bei einer Flächenheizung werden die Heizungsrohre Bestandteil des Baukörpers. Deshalb war die Auswahl eines betriebssicheren Systems wichtig. Da Kupfer wegen seiner Diffusionsdichte als zuverlässiger Werkstoff gilt, entschieden sich die Planer für die Kupferrohr-Fußbodenheizung System cuprotherm. Damit besteht ein dauerhafter Schutz vor Korrosion und Verschlammung, und die Lebensdauer ist praktisch unbegrenzt. Sollte es einmal zu einem unkontrollierten Anstieg der Heizwassertemperatur kommen, was bei einem industriellen Objekt sicherlich später bemerkt würde als bei einem Wohnhaus, ist Kupfer so temperaturbeständig, daß daraus kein Schaden entsteht.

Planung und Ausführung

Zu Beginn der Heizungsplanung wurde eine Wärmebedarfsberechnung durchgeführt. Das gesamte Raumvolumen der Halle beträgt 260 100 m³, als mittlere Raumtemperatur wurden die für die Zellstoffe günstige Temperatur von 15°C festgelegt. Daraus errechnete sich ein Gesamtwärmebedarf von ca. 385 kW. Auf die Gebäudegrundfläche von 15.300 m² bezogen resultiert hieraus ein spezifischer Wärmebedarf von rd. 25 W/m².

Schon bei der Planung des Hallenbodens war berücksichtigt worden, daß die Stahlbetonkonstruktion der Belastung durch das zu erwartende hohe Gewicht der Regale standhielt und sie gleichzeitig die Tragschicht für die Fußbodenheizung bildete. Da die Bodenplatte in der im Rohbau fertiggestellten Halle bereits gegossen war, wurden die Heizungsrohre auf den Flächen verlegt, die für die Betonfundamente der Regalsysteme vorgesehen waren (Bild 1). Sie wurden mit dem ohnehin noch einzubringenden Estrich abgedeckt. Bauablauf und Einbau der Heizung ließen sich so gut aufeinander abstimmen. Die als Heizfläche zur Verfügung stehende Grundfläche reduzierte sich allerdings auf etwa ein Fünftel der ursprünglichen Fläche. Dadurch erhöhte sich der spezifische Wärmebedarf auf 123 W/m².

Bild 2: Die Heizkreisverteiler wurden jeweils in der Mitte einer Regalzeile plaziert. Der Vorteil: Alle Heizkreise haben die gleiche Rohrlänge und damit auch die gleichen Druckverluste, was das Einregulieren jedes einzelnen Heizkreises erspart.

Die Flächenheizung besteht aus insgesamt 30 Heizkreisen. Jede der 95 m langen Regalzeilen - mit Ausnahme eines Feldes an der Hallenseite - wird über zwei Heizkreise beheizt. Der Wärmeerzeuger ist in einem Nebengebäude untergebracht. Von dort wird die Wärme über ein unterhalb der Hallendecke liegendes Rohrleitungssystem weitergeführt. Ein senkrechter Rohrstrang versorgt je zwei Heizkreisverteiler, die immer in der Mitte der Regalzeile angeordnet sind. Durch diese Anordnung konnte die Einteilung der Heizkreise optimiert werden. Denn wegen der einheitlichen Rohrlänge herrschen überall gleiche Druckverhältnisse. Das ersparte das Einregeln jedes einzelnen Heizkreises. Insgesamt wurden 15 Verteiler mit je 10 Anschlüssen installiert (Bild 2).

Die Rohre wurden in einem Abstand von 25 cm verlegt. Als Unterlage für die Rohre diente eine Baustahlgewebematte Q 131, die auf Abstandhaltern dem Rohbeton aufliegt. Auf dieser Gewebematte wurden die cuprotherm-Rohre mit speziellen Kunststoffbändern spannungsfrei befestigt. Indem mußte gewährleistet sein, daß keine unkontrollierten thermisch bedingten Spannungen im Rohrnetz auftreten und auf den Baukörper wirken. Dehnpolster in den Umlenkungen der Rohrregister verhindern das. Einen weiteren Schutz vor unerwünschter Längenausdehnung bildet die werkseitige Ummantelung der cuprotherm-Rohre. Sie schützt das Kernrohr außerdem vor äußeren Einflüssen. Seien es mechanische, die aus dem Bauablauf rühren, oder chemisch bedingte, beispielsweise durch Zusatzstoffe im Estrich.

Fazit

Bei einem komplexen Bauvorhaben wie beispielsweise dem Bau des Hochregallagers in Bramsche ist es empfehlenswert, von Anfang an Fachplaner, Architekt und Statiker in das Projekt einzubeziehen. So können Bauablauf und Installation der Flächenheizung gut aufeinander abgestimmt werden. Sorgfältige Planung und die Wahl eines zuverlässigen Systems sind unabläßliche Bedingungen, die Vorteile dieses Heizsystems voll zur Geltung zu bringen. Schließlich ist und bleibt die Flächenheizung während der gesamten Lebensdauer fester Bestandteil des Baukörpers.

B i l d e r : cuprotherm (Wieland Werke AG und KM Europa Metal AG)

[Zurück] [Übersicht] [www.ikz.de]