Gebäudetechnik 21.09.2007, 19:30 Uhr

Ganzheitliche Planung nützt dem Klima und dem Geldbeutel  

VDI nachrichten, Düsseldorf, 21. 9. 07, rok – Um ein Gebäude funktionsmäßig, klimatechnisch und gestalterisch zu optimieren, gehören bei Planungsbeginn Architekten, Bauingenieure und Ingenieure der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA) an einen Tisch. Das geschieht nicht immer, aber immer öfter. Zu integraler Planung kommt es am ehesten, wenn bei Klimatisierung des Gebäudes regenerative Energiequellen eine Rolle spielen.

Derzeitige Diskussionen um CO2-Minderung machen auch vor klimatechnischen Konzepten am Bau nicht halt, da in den Industriestaaten der Gebäudebereich einen Großteil der schädlichen Treibhausgase emittiert. Entsprechend gilt es, Heizungs- und Klimatechnik zu optimieren, was im Idealfall Architekten, Bauingenieure und TGA-Planer an einen Tisch bringt.

Das war nicht immer so, doch es gibt Beispiele ganzheitlicher Planung, so bei dem Gebäude der Berliner Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) und beim Hugo-Boss-Bau in Düsseldorf, wo unterschiedliche Klimasysteme in ein architektonisches Konzept integriert wurden. Bauherren, die vornehmlich Energie einsparen wollen, bevorzugen Konzepte, bei denen zur Raumklimatisierung auf die mechanische Kälteerzeugung verzichtet werden kann. Eine der Lösungen: Nutzung der freien Nachtkühlung oder Erdwärme unter Einsatz der in Wänden, Decken und Böden versteckten Flächenheizung.

Lüftungstechnische Anlagen bleiben im Gebäude optisch erkennbar, müssen aber nicht hässlich sein. Sie werden deshalb neben ihrer zu erfüllenden Funktionalität zunehmend auch unter ästhetischen Gesichtspunkten betrachtet. So haben sich aus dem Blickwinkel der Gestaltung flächenorientierte Raumkühlsysteme durchgesetzt, die das Nützliche mit dem Ansprechenden verbinden. Zu diesen Systemen zählen Kühldecken, Decken- und Wandkonvektoren, Deckensegel sowie die direkt mit dem Rohbau verbundene Betonkernaktivierung. Umgekehrt übernimmt die Fassade neben ihrer gestalterischen Funktion immer häufiger technische Aufgaben, was ebenfalls den Architekten fordert, um zur Klimatisierung von Büro- und Besprechungsräumen Fassadenlüftungsgeräte oder Deckensegel optisch ansprechend zu integrieren.

Je nach Ausführung erfüllen lüftungstechnische Systeme die thermodynamischen Funktionen Kühlen, Lüften und Heizen. Die Anlage übernimmt die notwendige Versorgung des Gebäudes mit gefilterter Außenluft und kann durch eine natürliche Vorkühlung der Luft – so durch das Erdreich – oder durch Spülung des Gebäudes mit kalter Nachtluft den Energiebedarf des Gesamtsystems deutlich reduzieren. Energieberater betonen in diesem Zusammenhang: Verwende man bei den Flächensystemen Wasser als Energieträger, verringere sich im Vergleich zu rein luftgeführten Systemen der Aufwand für den Energietransport um mehr als eine Größenordnung.

Hinsichtlich der Nutzung des Gebäudes ließen sich die Systeme flexibel anpassen, versichert die Industrie und offeriert vollflächige, teilflächige und punktförmige Anordnungen. Die vollflächigen Systeme – so spezielle Kühldeckenformen – gestatten einen hohen Strahlungsanteil und schaffen somit die Voraussetzungen für eine hohe thermische Behaglichkeit. Teilflächige Systeme, wie die von etlichen Herstellern angebotenen Deckensegel, zeichneten sich durch relativ hohe Kühlleistungsdichten aus.

Anbieter dieser Deckensegel betonen, mit ihren Produkten den ästhetischen Ansprüchen der Innenarchitekten in besonderem Maße entgegenzukommen. Die Stilelemente vereinen Heiz-, Kühl- und Lüftungsfunktionen miteinander und erweisen sich – etwa mit Lichtbändern ausgestattet – als reizvolles Gestaltungselement im Raum. Die Anbringung ließe sich flexibel gestalten und richte sich in erster Linie nach den Aufenthaltsbereichen im Gebäude, so die Hersteller.

Müssten im Gewerbebereich jedoch hohe Kühllasten abgeführt werden, empfiehlt die Industrie punktförmige Systeme, so etwa Deckenkonvektoren. Für die Raumkühlung wurden überdies einige Flächensysteme dahingehend weiterentwickelt, dass sie auch nicht-thermodynamische Funktionen übernehmen. So bietet der Markt Deckenelemente, die neben der Kühlung und Lüftung auch die Sprinklereinrichtung, Rauchmelder, Lautsprecher und die Beleuchtung integrieren.

In etlichen Objektbauten müssen jedoch ganz unterschiedliche Systeme der flächenorientierten Raumkühlung zum Einsatz kommen. Hier ist dann besonders die integrale Planung gefragt, so bei dem Gebäude der Berliner Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW). Je nach Bedarf wurden in den Büros und Besprechungsräumen Strahlungs-Kühldeckenelemente oder Deckenkühlkonvektoren angeordnet. Da in diesem Gebäude beide Systemvarianten sowohl Heiz- als auch Kühlfunktion übernehmen, wurde eine Innenraumgestaltung gefunden, bei der beide Einrichtungen optisch harmonisch miteinander korrespondieren.

Ein ähnliches Beispiel von Zusammenarbeit von Architekten und TGA-Planern gab es in Düsseldorf. Bei dem Gebäude der Firma Hugo Boss sorgt ein 1250 m2 großes, vollflächiges Kühldeckensystem für thermische Behaglichkeit. Dort, wo es nötig ist, unterstützen wasserdurchströmte Kühlbalken die Kühlfunktion. Beides wurde schon vor Baubeginn funktionsmäßig und gestalterisch aufeinander abgestimmt.

Am häufigsten gelingt die Zusammenarbeit von Architekten und Ingenieuren der Gebäudetechnik, wenn für klima- und lüftungstechnische Lösungen alternative Energieformen zum Zuge kommen.

Ein Beispiel hierfür bietet das kombinierte Wohn- und Geschäftshaus der Wohnungsgenossenschaft Duisburg. In den Wohnungen sind Fußbodenheizungen installiert, während für die Heiz- und Kühlfunktionen in den Büros fugenlose Deckensysteme sorgen. So sorgt der Verzicht auf Heizkörper für ein harmonisches Bild. Die Energiebereitstellung erfolgt geothermisch über 16 Energiepfähle. Sie entziehen dem Erdreich Wärme, die dann eine elektrische Wärmepumpe emissionsfrei und mit geringem Energieaufwand auf das notwendige Temperaturniveau hebt. Da mit einem solchen System im Sommer auch gekühlt wird, bleibt zur Temperierung der Räume die aufwendige Kälteerzeugung vielfach verzichtbar. Doch der Einsatz einer geothermischen Anlage erfordert gegenüber konventionellen Lösungen höhere Investitionskosten, was den einen oder anderen Bauherren von dem Vorhaben abhalten könnte.

Deshalb bieten Spezialfirmen wie die Kölner Wefers GmbH und der private Energieversorger MVE Eurokom in Frechen – Contracting-Lösungen an. Lasse ein Bauherr nach dieser Finanzierungsmethode eine Wärmepumpenanlage einbauen, amortisierten sich die Mehrinvestition im Laufe der Lebensdauer der Anlage über die Einsparung an Primärenergie, versichern die Anbieter. Der Bauherr müsse beim Contracting-Modell nicht selbst in die Technik investieren, betont André Wefers, Sprecher des Kölner Unternehmens. Alle Kosten, auch die für Wartung, Instandhaltung und Primärenergie seien im vereinbarten Wärmepreis enthalten. ELMAR WALLERANG

Von Elmar Wallerang

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