„Stille Kühlung“ für ein Bürogebäude

„Deutschland ist gebaut“!

Mit dieser plakativen Aussage trifft man in Deutschland auf eine Situation, die die Lage auf dem Immobilienmarkt treffend beschreibt. Neubauten werden zukünftig seltener, da in den Innenstadtbereichen meist nur durch Abriss Flächen frei werden. Die städtischen Randlagen bieten gelegentlich Möglichkeiten für Neubauvorhaben. Das wird zukünftig jedoch nicht der Schwerpunkt der Bautätigkeiten sein, da aufgrund der demografischen Prognosen kein Zuwachs an Büroflächen zu erwarten ist.

Prinzipiell geht es zukünftig in großem Stil um Sanierungen bestehender Büro – und Verwaltungsgebäude, die in die Jahre gekommen sind. Meist zu Schade und zu Aufwändig für den Totalabriss, aber architektonisch und gebäudetechnisch nicht mehr zukunftstauglich. Viele dieser Büroflächen sind aus heutiger Sicht „Energiefresser“ und „Umweltsünder“ in einem.

Was also tun?

Der Gesetzgeber gibt durch die EnEV 2009 klare Ziele vor, die auch bei Gebäudesanierungen anzuwenden sind. Dabei darf bei einem energetisch sanierten Bestandsgebäude max. 40 % mehr Primärenergie aufgewendet werden, bezogen auf ein Neubauvorhaben nach der aktuellen Verordnung. In Baden-Württemberg gilt zusätzlich das EEWärmeG mit der Forderung, dass mindestens 10 % regenerative Energie bei Sanierungen eingesetzt werden muss.

Nicht nur der Gesetzgeber zwingt die Eigentümer in diese Richtung, vielmehr kommen noch weitere Zwänge hinzu, die die gesetzlichen Forderungen teilweise übertreffen.

Auch das Gebäude zukünftig für Mieter attraktiv bleiben, sind die Immobilienbesitzer an einer energiesparenden Technik äußerst interessiert.

Zusätzlich sind in den letzten Jahren die Anforderungen an ein vernünftiges Arbeitsplatzklima gestiegen. Wo in früheren Jahren nur an den Heizfall gedacht wurde, haben sich inzwischen die meisten Büros auch für den sommerlichen Kühlfall gewappnet. Das macht auch Sinn, da die jährlichen Kosten eines Büros hauptsächlich Personalkosten sind, wie die Bilder 1 und 2 zeigen.

Wenn nun diese hochbezahlten, geistig arbeitende Personen im Sommer einen „schlechten Wirkungsgrad“ haben, weil es zu hohe Raumtemperaturen gibt, ist ein gute Arbeitsplatzausstattung mit geeigneter Technik nur rentabel.

Dass dies auch mit vergleichsweise moderaten Kosten geschehen kann, zeigt ein Beispiel aus Aschheim bei München.

Das ursprünglich 1998 erstellte Gebäude mit zwei Unter- und vier Obergeschossen wurde seit der Erstellung kontinuierlich als typisches Bürogebäude genutzt. Die übliche Gebäudeausrüstung bestand hier, wie bei fast allen Gewerbeimmobilien dieser Zeit und älter, aus Heizkörpern zur Wärmeübertragung, einem außen liegenden Blend- und Wärmeschutz, sowie einer abgehängten, akustisch wirksamen Decke mit integrierter Beleuchtung. Dieser Standard reicht bei einer Neuvermietung heutzutage i.d.R. nicht mehr aus.

Zusätzliche Komfort-Anforderungen an das Gebäude

Nach Einzug eines neuen Nutzers aus der IT-Branche, der gleich mehrere Stockwerke des Gebäudes anmietete, klagten seine Mitarbeiter in den Sommermonaten über Raumtemperaturen von deutlich höher 26 °C. Man geht davon aus, dass bereits ein Temperaturanstieg auf 28 °C die geistige Leistungsfähigkeit der im Raum arbeitenden Personen um 25 % mindert. Die Entscheidung, Arbeitsbereiche „irgendwie“ zu klimatisieren war zwingend vom Mieter vorgegeben, jedoch das „wie“ wurde kontrovers bei allen Beteiligten diskutiert.

Eine Nachrüstung mit zentralen, luftgestützten Systemen schied aus Platzgründen aus. Ferner wäre hier der Eingriff in das Gebäude im laufenden Arbeitsbetrieb zu groß gewesen. Gegen dezentrale Einzellösungen bestanden Bedenken hinsichtlich Raumhygiene, Behaglichkeit (Zugluft) und den Unterhaltskosten.

Die Lösung

Die perfekt an den Gebäudebestand adaptierbare Lösung wurde im Einsatz einer Kühldecke mit „stiller Kühlung“ gefunden. Dazu passend konnte die Kälteenergie vom Grundwasser entnommen werden.

Vorhandene Ressourcen nutzen

Ein wesentlicher Entscheidungsgrund war hier die bereits vorhandene abgehängte Metall-Bandrasterdecke, die sich hervorragend zur Nachrüstung mit Kühlregistern eignet. Die aufgelegten Deckenfelder sind sehr leicht zu demontieren, die Bandrastertrageprofile können bei der abschnittsweisen Nachrüstung an Ort und Stelle verbleiben, müssen aber, dem zukünftigen Deckengewicht entsprechend, mit zusätzlichen Abhängern versorgt werden. Das notwendige hydraulische Versorgungsnetz konnte aufgrund der vergleichsweise geringen Rohrdimensionen ohne Probleme in den vorhandenen Steigschächten platziert werden.

Kälteerzeugung über Grundwasser

Auch beim Entscheid über die Kaltwasserversorgung der Kühldecke wurde besonders auf die jährlichen Unterhaltskosten geachtet und die Standortvorteile des Gebäudes ausgenutzt. Große Grundwasserströme die oberflächennah zur Verfügung standen, konnten über nachträglich auf den Freiflächen gegrabene Schluck- und Entnahmebrunnen erschlossen werden (Bilder 3 und 4). Ideale Voraussetzungen also, dass Gebäudeflächensystem im besonders effizienten Natural-Cooling-Verfahren zu versorgen.

In Gegenüberstellung zu einer herkömmlichen Kältemaschine (Bild 5) ergibt sich eine Modellrechnung gemäß Tabelle 1.

Verwendung der vorhandenen Decke

Nach detaillierter Überplanung mit Einteilung der Regelzonen erfolgte die Festlegung der Sanierungsabschnitte und -abfolgen. Somit war gewährleistet, dass ca. 80 bis 90 % der verbleibenden Büroflächen auch während der Sanierung ohne große Einschränkungen nutzbar gehalten wurden. In den betreffenden Bereichen öffnete man zunächst die abgehängten Decken durch Abnehmen der Metalldeckenplatten (Bild 6). Unmittelbar darauf wurde das notwendige Hydrauliknetz mit Vor- und Rücklauf verlegt, sowie große Verteilerbalken zur Versorgung der Deckenflächen über ein Steckleitungssystem montiert (Bild 7). Die dabei anfallenden, lärmintensiven Arbeiten beschränkten sich im Wesentlichen auf das Bohren der Abhängedübel, was dann außerhalb der üblichen Bürozeiten geschah.

Nach gründlichem Aussaugen der Deckenplattenrückseite kann diese direkt auf der Baustelle mit den Kühlregistern bestückt werden. Die Wärmetauscherflächen bestehen aus parallel liegenden Aluminiumstrangpressprofilen in denen mäandrierende Kupferrohre eingepresst werden. Die Registergröße wird dabei individuell an die vorhandenen Metall-Langfeldplatten angepasst (Bild 8). Um den dauerhaften Kontakt zwischen Metallkassette und Kühlregister zu gewährleisten, sind in den Aluminiumprofilen zusätzlich Streifen aus Hochleistungs-Dauermagneten eingeschoben. Letztere sind für einen optimalen Wärmeaustausch zwischen Plattenoberfläche und Wärmeleitprofil des Kühlregisters unverzichtbar. Die ebenfalls marktüblichen, eingeklebten Kühlregister, welche unter Werkstattbedingungen mit der Metalldeckenplatte untrennbar verbunden werden, haben im Sanierungsfall deutliche Nachteile. Zum einen müssen die Deckenplatten unter hohem logistischem Aufwand (mit entsprechenden Kosten) zum Einpressen ins Werk und wieder zurück transportiert werden. Zum anderen wirken die im Akustikvlies verbleibenden Staubreste (trotz vorherigem Aussaugen) der Klebekraft entgegen. Es kann zwar auch mit mobilen Pressen vor Ort verklebt werden, jedoch sind diese Pressen nicht geheizt und der Klebefilm erreicht nicht die unter Werkstattbedingungen erstellten Festigkeiten.

Während der Wiedermontage der Deckenplatten (Bild 9) erfolgte die interne Verrohrung von Register zu Register mittels ebenfalls flexiblen Panzer-Steckschlächen. Die Deckenfläche war nun wieder geschlossen und stand für den letzten Teil der Überarbeitung bereit.

Reinigung der Deckenplatten

Ein besonderes Anliegen war dem Bauherrn ein einwandfreier Zustand der Deckenfläche nach allen Arbeiten. Die schon vor der Sanierung vorhandene Verschmutzung/Vergilbung sollte möglichst beseitigt werden, ebenso die nach dem Bestücken der Deckenplatten zahlreichen Fingerabdrücke. Aufgrund der gelochten Plattenoberfläche mit rückseitig eingeklebtem Akustikvlies kam eine Behandlung mit üblichen Reinigungsmitteln und Wasser nicht in Frage, da hier die Gefahr einer Vliesablösung bestand. Normale Haushaltsreiniger sind i.d.R. nicht kraftvoll genug, um diese Verschmutzungen zu beseitigen. Sie hinterlassen zudem geringe Rückstände, welche sich als „Wischstreifen“ auf den Langfeldplatten, besonderes im Gegenlicht, abzeichnen. Diese Anforderungen konnten über eine Reinigung mit einer Aktivsauerstofflösung erfüllt werden. Diese wird vollflächig mit einem Drucksprühgerät auf die bereits fertig gestellte Decke aufgesprüht und nach kurzer Einwirkzeit mittels Microfaserwischern wieder aufgenommen. Je nach Verschmutzungsgrad muss über die Fläche zwei- bis dreimal nachgewischt werden. Die verbleibende Restfeuchtigkeit trocknet absolut rückstandfrei ab. Durch diese Methode können sogar hartnäckige Nikotinverfärbungen fast vollständig beseitigt werden. Das eingeklebte Akustikvlies nimmt dabei keinen Schaden.

Fazit

Durch die Überarbeitung eines einzelnen, in sich geschlossenen Bauteils unter Berücksichtigung von vorhandenen Komponenten, musste der Auftraggeber ca. 40 % weniger investieren, als bei einer kompletten Neuausstattung der Deckenflächen. Der höhere Erstinvest bei der Kälteerzeugung über eine Brunnenanlage hat sich aufgrund der außerordentlichen geringen Betriebskosten binnen weniger Jahre bezahlt gemacht. Gleichzeitig hat der Eigentümer noch die Option, nach einer späteren, energetischen Sanierung der Außenhülle und kleiner Ergänzungen in der Technikzentrale, das Niedertemperatur-Flächensystem „Kühldecke“ auch als Heizdecke zu verwenden. Als Energieerzeuger könnten dann Heizsysteme mit Brennwerttechnik oder, noch besser, entsprechende dimensionierte Groß-Wärmepumpen installiert werden. Ein weiterer Punkt, der noch mal maßgeblich zur Senkung des Energieeinsatzes, der Unterhaltskosten und CO₂-Emisionen beiträgt. Als durchweg positiv wurde von allen Beteiligten die schnelle Durchführung der Gesamtmaßnahme beurteilt. In den Mietbereichen konnte der tägliche Bürobetrieb weitgehend fortgeführt werden, Lärm- und Staubemissionen aus dem Baustellenbetrieb gab es nur in Einzelfällen. Das Erscheinungsbild der Deckenfläche wurde freundlicher und heller, die Lichtreflexion über die Decke wieder auf das ursprüngliche Niveau gebracht.