Monovalent und mit Bauteilaktivierung

„Indem wir die Gewerke Heizen/Kühlen und Betonbau verbunden haben, ergab sich für uns der große Vorteil minimierter Schnittstellen. Durch eine detaillierte Planung und Abstimmung zwischen den Herstellern konnten wir die klassische Bauteilaktivierung genau für unsere Bedürfnisse weiterentwickeln. Zudem war so für einen zügigen Baufortschritt vor Ort gesorgt“, erklärt dazu Dipl.-Ing. Andreas Muster vom Planungsbüro Muster aus Karbach/Rheinland-Pfalz, verantwortlich für die haustechnische Planung und Architektur des neuen Verwaltungsgebäudes. Dem Wunsch des Bauherrn, eine monovalente Heiz- und Kühllösung mit einer Bauteilaktivierung umzusetzen, entsprach Uponor mit dem Einsatz seines Systems „Contec On“ für die oberflächennahe Bauteilaktivierung. „Contec On“ ist in diesem Projekt als vorgefertigtes Modul zum Heizen und Kühlen in den von Abi gelieferten Beton-Elementdecken bereits werkseitig installiert. Zusammen mit einem modular erstellten Energiekonzept erfüllt die hier umgesetzte haustechnische und energetische Planung die Ansprüche nach zeitgemäßen Lösungen, die zukünftig durch den Einsatz regenerativer Energie sogar noch ausgebaut werden können.

Hohe Leistung – schnelle Reaktion

Die hier eingesetzte Bauteilaktivierung erreicht im Vergleich zu einer konventionellen Bauteilaktivierung dank ihres schnellen Reaktionsvermögens zügig die gewünschte Wohlfühltemperatur und ist daher für den monovalenten Einsatz geeignet. Diese Eigenschaft der zeitlich kürzeren Leistungsanpassung gewährleistet bei „Contec On“ die oberflächennah im vorgefertigten Deckenelement eingesetzten, robusten und hochdruckvernetzten PE-X-Rohre zur Verteilung von Heiz- und Kühlwasser. „Aufgrund der präzisen und garantierten Höhenlage der Heiz- und Kühlrohre in den Abi-Elementdecken können die gewünschten, raumnahen Betriebstemperaturen zur Heizung von geplanten 20°C und zur Kühlung von 26°C erreicht werden“, sagt Planer Andreas Muster. Aufgrund des oberflächennahen Einbaus, lediglich wenige Millimeter über der Deckenunterseite, reduziert „Contec On“ bei einem Vorlauf von 16 °C und einem Rücklauf von 19 °C an heißen Sommertagen die Raumtemperatur um bis zu 9 K. Eine Heizleistung von rund 70 W/m² macht in diesem Projekt den Einsatz weiterer Heizsysteme,  z. B. konvektioneller Heizkörper, überflüssig. Die angenehme Strahlungswärme aus der Decke schafft im Winter mit einer Vorlauftemperatur von sparsamen 32 °C und einem Rücklauf von 28 °C behagliche Wärme und verhindert im Sommer die Entstehung von „heißen“ Büros durch eine sanfte und geräuschlose Kühlung. Das Fazit: Ein ganzjährig angenehmes Raumklima im gesamten Gebäude – raumindividuell geregelt.

Komplexes Energiekonzept – präzise Regelung

„Bei der Konzeption des Energiekonzepts war es der Wunsch des Bauherrn, das neue Gebäude energieeffizient und sparsam mit einem ganzjährigen Wohlfühlklima zu versorgen. Dazu wurde das Konzept modular angelegt, so dass in Zukunft der weitere Einsatz regenerativer Energie, z. B. zur Heizung, möglich ist“, informiert Andreas Muster. In der ersten Phase wird die Bereitstellung der benötigten Energie durch zwei Niedrigtemperatur-Gasbrennwertgeräte übernommen. Die Brennwertgeräte haben eine Leistung von je 50 kW.

Mittelfristig soll eine Versorgung über regenerative Energieerzeuger erfolgen, und die vorhandene Niedrigtemperatur-Brennwertanlage lediglich als Notheizung dienen. Für die Kühlung ist bereits jetzt die Nutzung der Kühlleistung aus den Kälteanlagen der Weinkellerei geplant. „Es war naheliegend, dass wir zur Kühlung die bereits vorhandenen Möglichkeiten der Kellereianlagen mit in das energetische Gesamtkonzept des Verwaltungsneubaus einbeziehen. Die Leistung von 175 kW, die wir zur Kühlung der Büroräume benötigen, werden so ökologisch und ökonomisch sinnvoll zur Verfügung gestellt“, sagt Andreas Muster zu dem umgesetzten Energiekonzept. Dazu wird das Wasser für die Kältenutzung rund 80 m weit bis ins Gebäude geführt.

Weiter in das energetische Konzept mit eingeschlossen ist eine nach Etagen und Räumen individuell und nutzerorientierte Temperaturregelung. Steuerungstechnisch voll automatisch von einem Bus-System geregelt, sind die an das „Contec On“-System angeschlossenen Verteiler von Uponor so einstellbar, dass eine individuelle Regelung der Temperaturen in den Einzelbüros einfach möglich ist. Die speziell isolierten PE-X-Rohre des zentralen Verteilerschachts im Gebäude in den Dimensionen 18 mm und 20 mm verteilen das Heiz- bzw. Kühlmedium gleichmäßig und nutzerspezifisch. Die Anbindung an die einzelnen „Contec On“-Elemente wurde dabei so ausgeführt, dass eine leistungsgerechte Verteilung des Mediums zum Heizen und Kühlen gewährleistet ist. Auf dieser Basis ist es möglich, dass z. B. in den Räumen auf der warmen Südseite des Gebäudes eine Kühlung erfolgt, während Räumlichkeiten auf der kühleren Nordseite bedarfsgerecht und nach den Wünschen der Nutzer optional geheizt werden können. Diese individuelle und präzise ausgelegte Temperaturregelung der Bauteilaktivierung nach Etagen und Gebäudebereichen wird durch den unterseitennahen Einbau von zwei einzelnen PE-X-Rohrsträngen in die Filigrandecken – jeweils zum Heizen und zum Kühlen – erreicht. So kommt zusätzlich zur flexiblen und zügigen Leistungsanpassung an die gewünschte Raumtemperatur die Möglichkeit einer individuellen Regelung hinzu. Dies sind die Voraussetzungen, um die Anforderungen des Bauherrn nach einer energieeffizienten und ganzjährigen Wohlfühltemperatur im neuen ZGM-Verwaltungsgebäude in allen Bereichen zu erfüllen.

Fertige Systemlösung – wirtschaftliche Montage

Im Vergleich zu Betondecken in konventioneller Ortbetonbauweise punktete die hier eingesetzte Variante der bereits werkseitig komplett gelieferten Systemlösung der Abi-Elementdecke mit integriertem „Contec On“ damit, dass organisatorische Schnittstellen auf der Baustelle reduziert werden konnten – ein Ergebnis der präzise umgesetzten Vorfertigung der Decken-Elemente in Fertigbauweise. „Von unserer Seite musste schon in der frühen Konzeptionsphase zusammen mit der Statik eine nutzungsgerechte und vorausschauende Planung in Abstimmung mit dem Bauherrn vorliegen“, erläutert Andreas Muster die Vorgehensweise zu fertigen Systemlösungen in den passend gelieferten Deckenmodulen. Dank der guten Zusammenarbeit in der gemeinsamen Planung konnten in diesem Projekt die sonst auf rund 50 cm ausgelegten Randabstände der eingebrachten PE-X-Rohrleitungen auf lediglich 20 cm reduziert werden. „Damit haben wir einen wesentlich verbesserten Wirkungsgrad der eingebauten Bauteilaktivierung On in den bis zu 30 m² großen Büroräumen erreicht“, fügt der Planer hinzu. Um diesen Vorteil zu nutzen, war es vorab notwendig, die vollständige Verrohrung der Decke zu konzipieren und festzulegen. In der frühen Planungsphase kam es daher insbesondere auf die vertrauensvolle und verlässliche Zusammenarbeit der beteiligten Gewerke an. Die hier,  u.a. mit Uponor, durchgeführte Planung der zu fertigenden „Contec On“-Module wurde anschließend an das Abi Betonwerk geliefert. Dort konnte dann mit der projektbezogenen Produktion der Module für die Elementdecken gestartet werden. Dabei wurden die notwendigen Anschlussleitungen der Heiz- und Kühlkreise nach oben herausgeführt, so dass die komplette Verrohrung mit der Einbringung des Werkbetons vollzogen wurde. So konnten anschlussfertigen Module auf der Baustelle angeliefert werden. Dort wurden die Rohrenden der „Contec On“-Module mit der passenden und unlösbaren Uponor Presstechnik individuell an die Versorgungsverteilung des Heiz- und Kühlmediums angeschlossen. Heizungsbauer Joachim Heinzelmann vom gleichnamigen Unternehmen in Bad Bertrich bestätigt: „Durch die als Halbfertigteil produzierten Deckenmodule wurde ein zügiger und reibungsloser Bauablauf mit nur geringem Koordinationsbedarf zwischen den Gewerken umgesetzt in der Praxis umgesetzt. So wurde unsere Arbeit vor Ort zur Einhaltung des gewünschten Baufortschritts  unterstützt.“

Dazu gehören ebenfalls wirtschaftliche Aspekte, wie die Ersparnis der Schalung, sowie die Sicherheit, dass durch die bereits eingebaute Bewehrung eventuelle Fehler in der späteren Montage vor Ort ausgeschlossen werden konnten. So ist im Vergleich zum Bauverlauf mit konventionellen Elementdecken die Verwendung der in diesem Projekt thermisch aktiven Elementdecken zügiger, da aufwendige Arbeitsschritte von der Baustelle effizient in den Produktionsprozess der Filigrandeckenmodule vorverlegt wurden. Eine präzise und genaue Planung, bedarfsgerecht auf die Anforderungen der Haustechnik und Statik umgesetzt, gewährleistet eine hohe Qualität und Präzision der von Uponor und Abi gelieferten Lösung.