Für Höchstleistungen optimal klimatisiert

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• Bei dem Umbau eines Fakultäts-Gebäudes der Bergischen Universität Wuppertal zum Hörsaalgebäude kam ein Heiz- und Kühldecken-System zum Einsatz.
• Das verwendete Heiz- und Kühldecken-System Zehnder Carboline basiert auf Leichtbauplatten aus expandiertem Naturgraphit mit formschlüssig eingebetteten Kupferrohren. Diese Konstruk­tion bietet eine besonders günstige und homogene Oberflächentemperatur und eine sehr hohe Reak­tionsgeschwindigkeit.
• Jedes zweite Carboline-Segel wurde zur Schallabsorption mit perforierter Oberfläche ausgestattet.

„Mit 16800 Studenten und sieben Fachbereichen kamen unsere räumlichen Kapazitäten vor fünf Jahren an ihre Grenzen. Der größte Hörsaal bot Platz für maximal 400 Studenten – doch mindestens doppelt so viele Plätze waren notwendig, um dem Betrieb an unserer Hochschule weiterhin gerecht zu werden“, berichtet Monika Brandes, Projektverantwortliche „Planen und Bauen“ beim Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW, Bauherr der Bergischen Universität in Wuppertal.

„Die steigenden Studentenzahlen veranlassten uns dazu, ein Gebäude, in dem ursprünglich die Fakultät Maschinenbau beherbergt war, komplett umzubauen.“ Ende 2007 zogen die Maschinenbauer aus ihren Räumlichkeiten und von 2008 bis 2009 wurde das 5900 m² große Gebäude aus den 1960er-Jahren zunächst einer Schadstoffsanierung unterzogen und dabei bis auf die tragende Konstruktion komplett zurückgebaut. Auch das Dach wurde entfernt.

Im Januar 2010 begann der Umbau zum modernen Hörsaalgebäude nach den Plänen des Architektur-Kontors Müller-Schlüter in Wuppertal. In dem 120 m langen und ca. 35 m breiten Zweckbau Abb. 1 wurden zwei Hörsäle (mit 800 Abb. 2 und 270 Plätzen Abb. 3 ), 13 Seminarräume, ein großzügiges Foyer und eine kleine Cafeteria untergebracht.

Hoher Anspruch an die TGA

Die Architektur spricht eine klare, moderne und offene Sprache. Als herausragende optische Elemente setzen die Architekten auf „Farbe und Licht“. Beide Gestaltungsmerkmale verleihen dem Gebäude heute seinen besonderen Charakter. Brandes: „Sie geben ihm eine Ausstrahlung, die einerseits motiviert und fasziniert, die aber andererseits auch einen hohen Anspruch an die technische Ausstattung des Gebäudes stellt. Für uns war außerdem klar, dass eine gelungene Architektur nur dann ihren Glanz entfalten kann, wenn auch ihr Klima stimmt.“ Aus diesem Grund holte sich der Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW das Ingenieurbüro Morhenne und Partner als „Profis für Gebäudetechnik und Bauphysik“ ins Boot.

Für die Klimatisierung der Hörsäle, des Foyers und der Cafeteria sollten neben „optischen Argumenten“ vor allem Leistungsmerkmale wie Energieeffizienz, Kosten und Zuverlässigkeit zum Tragen kommen. Dipl.-Ing. Beate Langensiepen von Morhenne und Partner entschied sich aufgrund dieser Vorgaben für das Heiz- und Kühldecken-System Zehnder Carboline. „Vor allem für den großen Hörsaal war diese Lösung ideal“, erläutert Langensiepen. „Die Fenster an der Rückseite des Hörsaales machen die besondere Atmosphäre des Raumes aus – bieten aber keine Fläche zur Installation von Heizkörpern. So haben wir uns ganz pragmatisch auf die Decke konzentriert und genau das gefunden, was wir suchten: Ein Heiz- und Kühl-System, das in den großen Funktionsräumen mit insgesamt 1418 m² Deckenfläche installiert werden konnte und diesen Bereich mit angenehmer Strahlungswärme von oben beheizt.“

Das Heiz- und Kühldecken-System Zehnder Carboline wurde in dem neuen Unigebäude über Ketten in einem Schienensystem als Segelausführung direkt an der Decke befestigt. Die Deckensegel integrieren sich so optimal in die moderne Raumarchitektur. Jedes zweite Carboline-Segel wurde dabei mit einer Schallabsorption, sprich perforierten Oberfläche, ausgestattet. Durch die Perforation werden die Schallwellen im rückseitigen Vlies und der eingelegten Dämmung absorbiert. Gerade im Einsatzfeld von universitären Hörsälen ist die deutliche Verringerung des Schallpegels bzw. die Verringerung der Nachhallzeit von besonderer Relevanz (siehe auch: http://www.zehnder-akustikrechner.de ). Im Foyer wurden als zusätzliche gestalterische Elemente große Deckenleuchten von den Segeln abgehängt Abb. 4 .

Kupferrohre in einer Graphitschicht

Die herausragende Leistungsfähigkeit in punkto Wärmeübergabe und Regelung verdankt Zehnder Carboline dem Material expandierter Naturgraphit, welches für das Deckenstrahlsystem zu Leichtbauplatten weiterverarbeitet wird. Dabei werden Kupferrohre formschlüssig in die Graphitschicht eingebettet. Dieses thermische Hochleistungselement in der Strahlplatte gewährleistet eine gleichmäßige Temperaturverteilung. Aufgrund der hohen und homogenen Oberflächentemperatur liegt der Strahlungsanteil deutlich höher als bei vergleichbaren Deckenstrahlsystemen. Ein weiterer Vorteil des expandierten Naturgraphits ist, dass durch seine sehr geringe Masse eine sehr hohe Reaktionsgeschwindigkeit bei wechselnden Heiz- und Kühllasten erreicht wird. Lastbedingungen, die im Unialltag zur Tagesordnung gehören.

Brandes zur Klimatisierung im Sommer. „Bei 800 Studenten in einem Raum würde es im Sommer richtig heiß werden. Laufen aber die Deckensegel auf ‚Kühlbetrieb‘, sind unsere beiden neuen Hörsäle optimal klimatisiert – prädestiniert für ‚studentische Höchstleistungen‘ sozusagen.“ Ergänzt wurde das Heiz- und Kühldecken-System durch eine Lüftungsanlage für den erforderlichen Außenluftwechsel.

Ein weiteres Plus des Heiz- und Kühldecken-Systems sieht der Bauherr in der Flexibilität bei der Auswahl des Energieerzeugers. So kann die Heiz- und Kühldecke mit allen Energie­erzeugern kombiniert werden. Aktuell ist dies die Fernwärmeversorgung der Stadt Wupper­tal. Seit Juni 2011 ist das neue Hörsaalgebäude der Uni Wuppertal einsatzbereit – und damit auch das Zehnder Carboline Heiz- und Kühldecken-System. Die Resonanz ist seitdem sehr positiv – das Leistungsziel in puncto Energiekomfort wurde an der Universität ­Wuppertal voll erfüllt. DR

Objekt

Hörsaalgebäude der Bergischen Universität Wuppertal

Bauherr

Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW, Düsseldorf, http://www.blb.nrw.de

Betreiber

Bergische Universität Wuppertal, Wuppertal, (Facility Management) https://www.uni-wuppertal.de/

Architektur / Planung

Architektur-Kontor Müller-Schlüter, Wuppertal, http://www.acms-architekten.de Ing.-Büro Morhenne + Partner, Wuppertal, http://www.ib-morhenne.de

Ausführung der Heiz- und Kühldecke

Henke Heizungsbau, Anröchte, http://www.henkegmbh.de

Heiz- und Kühldecken-System

Zehnder, Lahr, https://www.zehnder-systems.de/de

Insgesamt wurden 262 Elemente des Heiz- und Kühldecken-Systems „Carboline“ mit einer Gesamtfläche von 380 m² installiert, in den Hörsälen schräg aufgehängt. Die Heizleistung beträgt 59,6 kW, die Kühlleistung 31,9 kW. Die Systemtemperaturen wurden individuell ausgelegt. Beispielsweise im großen Hörsaal mit 48/44/20 °C bzw. 16/18/26 °C und im kleinen Hörsaal mit 33/31/20 °C bzw. 16/18/26 °C.