Effizient erzeugte Wärme und Kälte sicher gedämmt

Fischer Kälte-Klima 2021

Wenn Sicherheit, Energieeffizienz und ein gesundes Raumklima höchste Priorität bei Bauprojekten besitzen, führt kein Weg an einer langfristig sicheren technischen Dämmung der Anlagenteile vorbei. So stand für den verantwortlichen TGA-Planer Matthias Klauser außer Frage, im Neubau der Firmenzentrale von Fischer Kälte-Klima in Kernen den neuen Sicherheitsstandard in der Isoliertechnik, ArmaFlex Ultima von Armacell, einzusetzen.

Der Artikel kompakt zusammengefasst
■ Beim Neubau des Firmensitzes von Fischer Kälte-Klima hat der Experte in der Kälte- und Klimatechnik bei der Haustechnik weit über das gewöhnliche Maß hinaus investiert.
■ Kernelement für die Beheizung und Klimatisierung der Büro- und Fertigungsgebäude ist eine NH₃-Wärmepumpe mit einem ausgeklügelten Hydrauliksystem, mit dem Wärmequellen auch als Wärmenutzer fungieren können.
■ Gedämmt wurden die Anlagenteile in der Technikzentrale mit flexiblen Elastomerschäumen von Armacell. Dabei kam überwiegend der raucharme Elastomerdämmstoff ArmaFlex Ultima zum Einsatz.
 

Nach über dreißig Jahren am Standort Stuttgart-Untertürkheim hat der Fachgroßhändler und Anbieter für kälte- und klimatechnische Systemlösungen Fischer Kälte-Klima seinen Firmensitz in das nahgelegene Kernen im Remstal verlegt. Mit einem Investitionsvolumen von rund 30 Mio. Euro ist hier im Ortsteil Rommelshausen auf einer Gesamtfläche von 25 000 m² ein moderner Gebäudekomplex (Bild 1) aus Bürogebäude (4000 m²), Werkhalle (7500 m², Bild 2) und weitläufigen Außenanlagen entstanden. Das neue Domizil beheimatet neben modernen Büroflächen für die Verwaltung auch den Geschäftsbereich Systemtechnik, in dem Fischer kundenindividuelle Verbundkälteanlagen plant und fertigt.

Fischer Kälte-Klima 2021

Nachhaltige Lösungen für ein gesundes Raumklima

Zentral bei der Planung und Umsetzung des Projekts waren die hohen Ansprüche des Unternehmens an Energieeffizienz, Nachhaltigkeit, Sicherheit und Qualität des Raumklimas im Gebäude. Als Experte in der Kälte- und Klimatechnik hat es sich das Unternehmen nicht nehmen lassen, bei der Umsetzung der Haustechnik weit über das gewöhnliche Maß hinaus zu investieren. Dabei wurden selbstverständlich auch viele Ideen aus dem eigenen Haus realisiert.

In enger Zusammenarbeit mit den Systemtechnik-Experten von Fischer und dem ortsansässigen Haustechnikspezialisten Wilhelm Schetter entstand eine integrierte Gesamtlösung. Kernelement ist eine NH₃-Wärmepumpe (Bild 3) mit einem ausgeklügelten Hydrauliksystem von Fischer Systemtechnik zur kontinuierlichen Heizung und Klimatisierung der Büro- und Fertigungsgebäude.

Das gewählte Kältemittel NH₃ (Ammoniak, R717) ist eines der wenigen Kältemittel, das sich klimaneutral verhält, da es weder die Ozonschicht schädigt (ODP = 0) noch zum Treibhauseffekt beiträgt (GWP = 0). Zudem können mit NH₃ sehr gute Leistungszahlen erzielt werden.

NH₃-Wärmepumpe

Fischer Kälte-Klima 2021

Die NH₃-Wärmepumpe versorgt die Hauptkreisläufe der Kühl- und Heizkreise der Gebäude kontinuierlich mit Kalt- und Warmwasser, denn die Betriebsmodi Heizen und Kühlen müssen – insbesondere im Frühjahr und Herbst – jederzeit und gleichzeitig abrufbar sein. Um auch kleine Teillasten von ca. 6 % der Maximalleistung (Heizleistung 500 kW, Kühlleistung 400 kW) bei optimalen Leistungszahlen realisieren zu können, wurden mehrere Bitzer-Kolbenverdichter in Verbundschaltung installiert. Die Leistungsregelung der Wärmepumpe erfolgt durch Zu- und Abschalten der NH₃-Verdichter und ihren Leistungsstufen. Im Heizbetrieb schaltet die NH₃-Wärmepumpe bei tiefen Außentemperaturen in den zweistufigen Betriebsmodus um (Boosterbetrieb).

Da das Kältemittel NH₃ im Vergleich zu anderen Kältemitteln eine relativ hohe Druckgastemperatur generiert, konnte dieser vermeintlich negative Effekt im Projekt optimal zur Trinkwassererwärmung und zur Ladung des Abtauspeichers sowie zur Regenerierung des Erdsondenfelds genutzt werden.

Betonkernaktivierung

Abhängig von der Jahreszeit und dem Betriebsmodus wird während der Nachtstunden die Betonkernaktivierung (Beheizung oder Kühlung der Betondecken) zum Heizen oder Kühlen des Bürogebäudes genutzt. Die Energie für die Betonkernaktivierung stellt ein Erdsondenfeld bereit. Die Wärmepumpe bringt den Wärmeträger lediglich auf die vorausberechnete Heiz- bzw. Kühltemperatur. Der Wärmestrom kann je nach Betriebsmodus (Heizen oder Kühlen) aus dem Sondenfeld via Wärmepumpe Richtung Bürogebäude, aber auch umgekehrt in Richtung Erdsondenfeld erfolgen.

Als Wärmeträger kommt innerhalb der Gebäude (äußerer Wärmeträgerkreis) Wasser zum Einsatz. Der innere Kreis der Wärmepumpe arbeitet mit einem Wärmeträger auf Basis von Mono-Ethylenglykol. Die Systemtrennung zwischen dem inneren und äußeren Wärmeträgerkreis erfolgt über Platten-Wärmeübertrager.

Energiemanagement

Das Wärmepumpensystem im Kälte-Fischer-Neubau sorgt durch intelligente Steuerung und durch die Kombination verschiedener Energiequellen und -verbraucher für eine maximale Systemeffizienz. Das System erlaubt es, dass Wärmequellen je nach Betriebsmodus auch als Wärmenutzer fungieren können.

Da die Speichermöglichkeiten durch das Aufladen (Regenerieren) des Erdsondenfelds begrenzt sind, steht zur Klimatisierung in den Sommermonaten zusätzlich ein luftgekühlter Verflüssiger zur Verfügung. Neben der Betonkernaktivierung, die ausschließlich nachts betrieben wird, werden die Büroräume tagsüber von energieeffizienten Klimatruhen beheizt bzw. gekühlt und zusätzlich mit gefilterter, klimatechnisch aufbereiteter Frischluft versorgt. Die erforderliche Energie stellt die NH₃-Wärmepumpe in Form von Warm- und Kaltwasser bereit.

Tauwasserschutz

Armacell

Gedämmt wurden die Anlagenteile in der Technikzentrale mit flexiblen Elastomerschäumen von Armacell. Das geschlossenzellige Material verhindert die Entstehung von Tauwasser auf den Anlageteilen und minimiert die Energieverluste: Eine Studie des Fraunhofer Instituts für Bauphysik hat bestätigt, dass flexible elastomere Dämmstoffe sehr gut vor Durchfeuchtung geschützt sind. Wenn sich Feuchtigkeit auf der Oberfläche von Leitungen bildet oder Wasserdampf ungehindert von außen in die Dämmung dringt, hat das Dämmsystem versagt.

Das Tückische am Feuchteeintrag ist, dass die Prozesse nicht sichtbar verlaufen. Das Tauwasser fällt unter der Dämmung auf der Rohroberfläche aus. Erkannt wird das Versagen der Dämmung oft erst, wenn das Material so feucht ist, dass es von der abgehängten Decke tropft oder sich Eis auf der Leitung bildet.

Wenn Feuchtigkeit in die Dämmung dringt, steigen die Energieverluste und die Feuchtigkeit kann zu Korrosion unter der Dämmung (CUI), Schimmelbildung und letztendlich hohen Reparatur- und Folgekosten führen. Die Dämmwirkung nimmt rapide ab und auf lange Sicht gesehen verliert der Dämmstoff seine Funktion.

„Die zentrale Frage bei der Auswahl von Dämmstoffen ist, wie gut das Material vor Feuchteaufnahme geschützt ist“, erläutert TGA-Planer Matthias Klauser. Während die Dampfbremse bei herkömmlichen Dämmstoffen auf eine dünne, leicht zu beschädigende Folie konzentriert ist, besitzen Elastomerdämmstoffe eine „eingebaute Dampfbremse“. Der Wasserdampfdiffusionswiderstand baut sich über die gesamte Dämmschichtdicke – Zelle für Zelle – auf. Mit ArmaFlex-Dämmstoffen sind kältetechnische Anlagen auch langfristig vor Tauwasser und Energieverlusten geschützt.

Raucharmer Elastomerdämmstoff

Armacell

Da Sicherheit im Kälte-Fischer-Neubau höchste Priorität besitzt, wurde ein Brandschutzexperte bei der Planung einbezogen, der den Einsatz eines raucharmen Elastomerdämmstoffs (ArmaFlex Ultima) empfahl. Es ist die weltweit erste Elastomerdämmung mit der Brandklasse B_L-s1,d0. ArmaFlex Ultima (Bild 4) setzt im Brandfall 10-mal weniger Rauch als herkömmliche Elastomerdämmstoffe frei und trägt so zu einer höheren Sicherheit im Gebäude bei. Klauser: „Eine geringe Rauchdichte gewährt Gebäudenutzern im Brandfall mehr Zeit zum Verlassen des Gebäudes und Rettungskräften freien Zutritt zur Evakuierung.“

Die komplette NH₃-Wärmepumpe einschließlich Hydraulikteil (Bild 5) wurde von Fischer-Systemtechnik mit ArmaFlex Ultima isoliert. Die NH₃-Heißgas-Leitungen (Bild 3) wurden vom Fischer-Team mit dem Hochtemperaturdämmstoff HT/ArmaFlex gedämmt. Mit der Isolierung der Haustechnik-Leitungen wurde das Isolierunternehmen Brandschutz-Isolierungen Zschopau beauftragt.

Wie alle Elastomerdämmstoffe von Armacell sind ArmaFlex Ultima und HT/ArmaFlex hochflexibel und lassen sich sicher, sauber und schnell verarbeiten (Bild 6). „Wir verwenden ArmaFlex seit Jahrzehnten mit großem Erfolg. Das staub- und faserfreie Material kann auch in engen Einbausituationen einfach und schnell installiert werden. Der Kleber ist perfekt auf den Dämmstoff abgestimmt und so lassen sich auch komplexe Formteile mühelos auf der Baustelle herstellen“, beschreibt Qemajl Kollari von Brandschutz-Isolierungen Zschopau seine Erfahrung mit ArmaFlex-Dämmstoffen.

Mit dem hochmodernen und energieeffizienten Neubau, zu dem auch eine 750-kWp-Photovoltaik-Anlage (Bild 1) gehört, ist Fischer Kälte-Klima bestens für die Zukunft gerüstet. Das neue Domizil fungiert zugleich als Showroom innovativer Gebäudetechnik und integrierter Energielösungen.

 
Fischer Kälte-Klima
71394 Kernen im Remstal
Telefon (07 11) 3 05 02 11 10
fischer@kaeltefischer.de
www.kaeltefischer.de

Kontakt
Armacell
48153 Münster
Telefon (02 51) 7 60 30
info.de@armacell.com
www.armacell.de

Fischer Kälte-Klima 2021