Kompakt zusammengefasst
■ Auf den zentralen Kühlwasserleitungen in einem Krankenhaus kam es zu Tauwasserbildung und Schäden durch einen untauglichen Korrosionsschutz.
■ Zur Sanierung wurde ein Konzept ohne provisorische Bypass-Leitungen entwickelt:
■ Die Dämmung und die sich ablösende Zinkstaubbeschichtung wurden entfernt und die Luft in den Installationsbereichen so konditioniert, dass die Taupunkttemperatur unter der Oberflächentemperatur der Kühlwasserleitungen lag.
■ Die Leitungen und die Schellen wurden anschließend mehrlagig mit einer Korrosionsschutzmasse und einer Dampfsperre beschichtet. Darauf wurde die raucharme Isolierung ArmaFlex Ultima vollflächig verklebt.
Krankenhäuser gehören zu komplexesten Gebäudetypen und ein zuverlässiger Betrieb der technischen Anlagen ist von zentraler Bedeutung. Anders als in Betriebsgebäuden, in denen Stillstandzeiten zur Wartung von Maschinen genutzt werden können, laufen die gebäudetechnischen Anlagen hier rund um die Uhr.
In Krankenhäusern sorgt die Kältetechnik nicht nur für ein angenehmes Raumklima auf den Stationen, auch zahlreiche medizinische Geräte, beispielsweise Beatmungsgeräte, benötigen für ihren störungsfreien Betrieb Kühlung. Die Kälteversorgung gewährleistet auch die in Operationssälen und pathologischen Kühlräumen notwendigen Temperaturen.
Kühlung ist zudem für den Betrieb zahlreicher medizinisch-technischer Anlagen und für die Lagerung temperaturempfindlicher Arzneien erforderlich. Hinzu kommt der Kühlbedarf in IT-Bereichen, wo Rechneranlagen eine große Wärmeentwicklung verursachen.
Ob direkt oder indirekt über die Raumkühlung, der überwiegende Teil des Kältebedarfs wird in Krankenhäusern über zentrale Anlagen bereitgestellt. Eine kontinuierliche Verfügbarkeit muss deshalb sichergestellt sein.
Korrosion unter der Dämmung
In einem großen Schweizer Krankenhaus wird der Kältebedarf in einer zentralen Anlage mit Kaltwasser mit einer Vorlauftemperatur von 6 °C und einem geplanten Rücklauf von 12 °C erzeugt. Von der Kältezentrale werden alle medizinische Anlagen, Serverräume und Krankenzimmer mit Kälte versorgt. Die Kälteleistung soll in den kommenden Jahren von 4,5 auf 6 MW ausgebaut werden.
Nach mehrjähriger Betriebszeit war es jedoch auf bestehenden Kühlwasserleitungen zu Tauwasserbildung gekommen und nach dem Entfernen der Dämmung wurden Schäden am Korrosionsschutz entdeckt. Das DN-400-Stahlrohr zeigte bereits erhebliche Schichtablösungen und lokale Rostbildung (Bilder 2 und 3).
Armacell
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Wie die folgende Untersuchung ergab, war der Korrosionsschutz nicht sachgemäß ausgeführt worden. Anstelle eines mehrlagigen Korrosionsschutzes waren die Leitungen mit einer einlagigen Zinkstaubgrundierung versehen worden, die als temporärer Korrosionsschutz, nicht aber als Langzeitschutz genügt.
Zudem war offensichtlich Luftfeuchtigkeit an die kalte Rohroberfläche gelangt und Kondenswasser entstanden. Die Kälteschellen waren nicht dämmtechnisch überbaut worden, sodass hier möglicherweise Feuchtigkeit über die Feuchtigkeit der umgebenden Raumluft eingedrungen war. Da keine Abschottungsverklebungen vorhanden waren, konnte sich die Feuchtigkeit in der Dämmung ausbreiten und an die Rohroberfläche gelangen. Die zur Tauwasservermeidung erforderliche Rohrisolierung war also nicht mehr gegeben.
Konzept zur Sanierung bei laufendem Betrieb der Kaltwasserleitungen
Die Schäden konnten nur im Rahmen einer umfassenden Sanierung behoben werden. Der Umstand, dass der Betrieb des Kühlsystems während der Maßnahme aufrechterhalten werden musste, kam einer Operation am offenen Herzen gleich. Die fast 1 km langen Leitungen verlaufen in Korridoren im Untergeschoss des Gebäudes (Bild 4).
Armacell
Gemeinsam mit dem verantwortlichen Anlagenbauer entwickelte Armacell ein Sanierungskonzept, das es trotz der schwierigen Rahmenbedingungen erlaubte, auf die Installation einer provisorischen Bypass-Leitung zu verzichten, die bauliche Veränderungen, z. B. Mauerdurchbrüche und Kernbohrungen, erfordert hätte.
Dabei sollte der Taupunkt durch das Absenken der Raumtemperatur und / oder der Verringerung der relativen Luftfeuchte soweit verschoben werden, dass auf der Rohroberfläche kein Tauwasser ausfällt.
Können beispielsweise die Raumlufttemperatur auf 15 °C und die relative Feuchte der Raumluft auf 40 % relative Feuchte abgesenkt werden, liegt der Taupunkt bei 1,5 °C, was eine Beschichtung von Rohren mit einer Oberflächentemperatur von ca. 5 °C erlaubt. Bei einer Raumtemperatur von 20 °C muss die relative Luftfeuchte bereits auf 30 % gesenkt werden, um eine Kondensation auf den Oberflächen sicher zu vermeiden und einen Korrosionsschutz aufbringen zu können.
Energiebedarf im Krankenhaus
Krankenhäuser sind sehr komplexe Gebäude und sehr energieintensiv. Der durchschnittliche Energieverbrauch in deutschen Krankenhäusern beträgt rund 6000 kWh Strom und 29 000 kWh Wärme – pro Bett und Jahr. Damit ist der Energiebedarf pro Krankenhausbett größer als der eines Einfamilienhauses. Rund 70 % des Gesamtenergieeinsatzes deutscher Krankenhäusern entfallen auf die Wärmeerzeugung, 30 % gehen zu Lasten von elektrischer Energie. Da Strom relativ betrachtet jedoch bis zu viermal teurer als Gas ist, fallen die absoluten Kosten zu 65 % für Elektrizität – und ein großes Krankenhaus verbraucht etwa so viel Strom wie eine Kleinstadt. Spitzenreiter beim Energieverbrauch sind Klima- und Lüftungsanlagen: Sie benötigen bis zu 40 % des Strombedarfs. Aufgrund der weitläufigen Infrastruktur ist eine professionelle Dämmung der technischen Anlagen eine der einfachsten und kostengünstigsten Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz in Krankenhäusern.
Mehrschichtiger Aufbau
Armacell empfahl einen mehrschichtigen Korrosionsschutz- und Dämmaufbau, der nach einer erfolgreichen Testinstallation und Rücksprache aller Beteiligten umgesetzt wurde. Dafür wurde die Leitung nach dem Entfernen der Dämmung zunächst gründlich gereinigt, die sich ablösende Zinkstaubbeschichtung wurde abgebürstet.
Um die Taupunkttemperatur unter die Oberflächentemperatur zu bringen und das Entstehen von Tauwasser auf der Oberfläche zu vermeiden, sorgten Ventilatoren für zusätzliche Konvektion und bei hoher Luftfeuchtigkeit wurden zudem Luftentfeuchter eingesetzt. Nach der Reinigung und Trocknung der Rohrleitung wurde eine Korrosionsschutzmasse auf Basis von Petrolatum auf der Leitung aufgebracht, die speziell für die Beschichtung kalter Rohrleitungen geeignet ist.
Vervollständigt wurde der Korrosionsschutz dann mit einer Fettbandage, einem Korrosionsschutz-Band auf Basis von Petrolatumen, das überlappend in zwei Lagen aufgebracht wurde. Die Rohrschellen wurden ebenfalls mit der Fettbandage umwickelt. Vor und hinter den Kälteschellen wurde ein besonders belastbares coextrudiertes Dreischichtband überlappend unter Zug aufgebracht. Als Untergrund für die nachfolgende Dämmung wurde anschließend eine Dampfsperre aus Aluminum-Folie installiert (Bild 5).
Armacell
Keine Kompromisse beim Brandschutz
Bei der Wahl des Dämmstoffs war das Brandverhalten des Materials entscheidend. Bei Ausbruch eines Brandes ist die Gefährdung von Leben und Gesundheit in einem Krankenhaus deutlich höher als in anderen öffentlichen Gebäuden.
Nirgendwo ist die Räumung des Gebäudes so problematisch wie in Pflegeeinrichtungen. Zum hohen Publikumsverkehr kommen hilfsbedürftige Patienten mit eingeschränkter Mobilität, die evakuiert werden müssen. Zudem verursachen Schäden an medizinischen Geräten schnell Kosten in Millionenhöhe. Ganze Stationen können über Monate ausfallen. Im schlimmsten Fall kann die komplette Funktionsfähigkeit auf dem Spiel stehen und die medizinische Versorgung des Einzugsbereichs gefährdet werden.
Nach der FM-Schadensstatistik ist Feuer die größte Gefahr im Krankenhaus: Etwa 34 % aller Schäden werden durch Brände verursacht. Die Projektleitung entschied sich deshalb für den Einsatz von ArmaFlex Ultima, dem weltweit ersten elastomeren Dämmstoff mit der Brandklasse BL-s1, d0 – der besten Brandklasse für organische Baustoffe.
Geringe Rauchdichte ist entscheidend
Während Baustoffe in der Vergangenheit vorrangig nach ihrer Flammwidrigkeit klassifiziert wurden, berücksichtigt die europäische Brandklassifizierung heute auch die Rauchentwicklung und das brennende Abtropfen und erlaubt so eine realistischere Beurteilung des Brandverhaltens technischer Dämmstoffe. Vom Rauch geht ein ungleich höheres Gefahrenpotenzial als vom Feuer selbst aus und beim Ausbruch eines Feuers in einem Krankenhaus kann eine geringe Rauchdichte Leben retten.
Mit ArmaFlex Ultima hat Armacell einen neuen Sicherheitsstandard in der technischen Isolierung geschaffen. Die auf der patentierten Armaprene-Technologie basierende Schaumqualität bietet mit der Brandklasse BL-s1, d0 eine hohe Sicherheit im Brandfall: Im Vergleich zu einem Standard-Elastomerprodukt weist das flexible Schaummaterial eine 10-mal geringere Rauchentwicklung auf. Indem es im Brandfall die Rauchdichte erheblich mindert, verbessert es im Brandfall die Sichtbarkeit und verlängert so die Zeit, ein Gebäude sicher zu evakuieren.
Erfolgreiche Umsetzung
Armacell
Da der ausführende Isolierbetrieb ArmaFlex Ultima bei diesem anspruchsvollen Projekt zum ersten Mal einsetzte, wurden die Isolierer vor der Installation von einem Armacell-Anwendungstechniker geschult – und waren von den Verarbeitungsqualitäten des Dämmstoffs und der Unterstützung durch die Armacell-Anwendungstechnik begeistert.
Neben der rund 900 m langen Leitung (DN 400) mussten 16 Schwingungsdämpfer, 12 Klappen, 40 Armaturen, 50 Bögen und rund 300 Rohrschellen gedämmt werden (Bild 6). Insgesamt installierten die Isolierer rund 1500 m2 ArmaFlex Ultima Platten mit 25 mm Dämmschichtdicke. Daneben kamen Platten in geringeren Dämmschichtdicken und ca. 250 m ArmaFlex Ultima Schläuche mit einer Isolierstärke von 19 mm zum Einsatz. Die ArmaFlex Ultima Platten wurden vollflächig verklebt und die Nähte zusätzlich mit dem selbstklebenden ArmaFlex Ultima Band gesichert.
Wenige Monate nach dem Start der Sanierungsmaßnahme konnte das Projekt zur Zufriedenheit aller Beteiligten erfolgreich abgeschlossen werden.
CUI: Korrosionsrisiko unter der Dämmung
„Rust never sleeps“ (Rost schläft nie) – rund 40 % der Weltstahlproduktion dienen dazu, durch Korrosion zerstörte Teile zu ersetzen. Besonders tückisch im Rohrleitungs- und Anlagenbau ist die Korrosion unter der Dämmung (CUI), da sie häufig erst bemerkt wird, wenn bereits umfangreiche Schäden aufgetreten sind. Wie gut ein Dämmstoff Anlagenteile vor Korrosion schützen kann, ist also ganz entscheidend bei der Materialauswahl, CUI: Korrosionsrisiko unter der Dämmung
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