Optimales Raumklima im Büro

Geothermie und Flächentemperierung gewährleisten eine nachhaltige und wirtschaftliche Lösung

Bürogebäude in Ulm mit Bauteilaktivierung und cuprotherm-Flächenheizung von Wieland

Die optimale Temperierung von Bürogebäuden ist aufgrund der speziellen Anforderungen an das Raumklima eine planerische Herausforderung. Ein Bauvorhaben in Ulm verdeutlicht, wie dieses Ziel durch einen ganzheitlichen Planungsansatz erreicht werden kann – und das nachhaltig und wirtschafttlich. Auf Grundlage einer Machbarkeitsstudie wurde im Ulmer Stadtteil Söflingen ein modernes, vierstöckiges Bürohaus errichtet, das die Sparkassen-Versicherung nutzt. Der Planungsansatz sah vor, auf regenerative Energieträger zu setzen und platzsparende Haustechnik-Komponenten einzusetzen, um die Betriebskosten sowie den Platzbedarf zu minimieren. Dies gelang durch die Kombination einer Grundwasser-Wärmepumpe mit einer Fußbodenheizung und -kühlung unter Einbeziehung der Decken durch Betonkernaktivierung. Eingesetzt wurde das cuprotherm-System der Ulmer Wieland-Werke AG zur Flächentemperierung und für die Betonkernaktivierung, basierend auf dem flexiblen, gewichtsreduzierten cuprotherm CTX-Kupferrohr mit der Abmessung 16 x 2 mm. Die Flächentemperierung im Fußboden- und Deckenbereich sorgt für eine ganzjährig optimale, sehr gleichmäßige Wärmeverteilung durch Strahlungswärme, die als besonders angenehm empfunden wird. Das Flächentemperierungssystem hat den Vorteil, dass es mit einer sehr geringen Vorlauftemperatur von unter 35 °C im Heizfall und mit einer relativ hohen Vorlautemperatur im Kühlfall arbeitet. Somit harmoniert das cuprotherm-System ideal mit dem der Niedrigtemperatur-System-Wärmepumpe – eine besonders energieeffiziente und umweltschonende Kombination. Zusätzlich zum Heiz- und Kühlsystem sorgt ein kontrolliertes Wohnraumlüftungssystem im Ulmer Bürohaus für ein ganzjährig behagliches Raumklima. Auf Grundlage des TGA-Konzeptes entwarf das Langenauer Architekturbüro Kauer Architekten in Zusammenarbeit mit Wieland und weiteren Partnern eine Lösung, welche auf eine herkömmliche, energieintensive Klimatisierung verzichtet sowie die Funktionen Heizung und Kühlung in einer Anlage zusammenfasst. Die Wärmeversorgung erfolgt über eine reversible Grundwasser-Wärmepumpe COP 5-6 mit einer Heizleistung von 40 kW, welche das Grundwasser im Sommer durch "natural cooling" zur Gebäudekühlung nutzt. Die Heiz- und Kühllasten werden im Haus einerseits über die Fußbodenheizung und -kühlung abgedeckt, andererseits durch die thermische Bauteilaktivierung im Deckenbereich. Der Fußbodenaufbau gründet auf einer 30 mm Polystyrol-Wärme- und -Trittdämmung, auf welche nach Verlegen einer Rasterfolie die 16 x 2 mm CTX-Kupferrohre installiert wurden (die Abmessungen 14 x 2 mm und 20 x 2 mm runden das aktuelle CTX-Sortiment nach unten und oben ab). Die Rohrinstallation ist von einer 60 bzw. 65-mm-Estrichschicht überdeckt. Der abschließende Bodenbelag besteht aus Stein bzw. Nadelfilz. Parallel zur Verlegung der flexiblen cuprotherm CTX-Kupferrohre im Fußbodenbereich wurden auf insgesamt 450 m² Fläche Rohre in die Betondecken installiert. Während die Räume über die Flächentemperierung im Winter mit 35 Grad warmem Wasser beheizt werden, erfolgt die Temperierung im Sommer über passive Kühlung. Die Nutzung der Baukernaktivierung im Winter zur Erwärmung der Speichermassen unterstützt die Fußbodenheizung, sorgt für eine langsame und gleichmäßige Wärmeabgabe und gewährleistet einen besonders energieeffizienten Heizbetrieb. Über die Wärmepumpe wird zusätzlich eine Wandheizung im Nebengebäude mit Wärmeenergie versorgt – zur Beheizung einer Lagerhalle.

Lüftungssystem mit Wärmerückgewinnung

Die Be- und Entlüftung der Büroflächen erfolgt etagenweise über kontrollierte Wohnraumlüftungssysteme. Die verbrauchte Luft wird abgesaugt und die Frischluft über einen Kreuzstromwärmetauscher in das Gebäude geführt. Somit wird im Winter mit der warmen Abluft die Frischluft aufgewärmt und im Sommer mit der kühlen Abluft die warme Frischluft abgekühlt. Das System ist mit einem Wärmerückgewinnungsgrad von 90 % besonders energieeffizient und dient in erster Linie dem hygienischen Luftwechsel.

Nachhaltig und langlebig: Der Werkstoff Kupfer

Die Aspekte der Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit haben beim Ulmer Bauvorhaben nicht nur in puncto Energieversorgung, sondern auch in Bezug auf die Qualität und Langlebigkeit des Baumaterials eine zentrale Rolle gespielt. So setzte das Langenauer Heizungsbauunternehmen Henseler & Co. GmbH bei der Fußbodenheizung und -kühlung bewusst auf den Werkstoff Kupfer und damit auf die cuprotherm CTX-Kupferrohre der Wieland-Werke. Die CTX-Rohre mit einer fest haftenden Ummantelung bieten alle Vorteile eines klassischen Kupferrohrs, sind aber durch den reduzierten Kupferanteil leichter und flexibler zu handhaben. Das Rohrprodukt CTX zeichnet sich darüber hinaus durch die vorteilhafte Kombination der Eigenschaften "flexibel" und "robust" aus. Angesichts der noch immer hohen Metallpreise sind CTX-Rohre zudem wirtschaftlich interessant, denn sie sind weniger abhängig von Metallpreisschwankungen. Zu den Argumenten der unbegrenzten Dauerfestigkeit und absoluter Sauerstoffdiffusionsdichtheit zählt für den Heizungsbauer Georg Henseler "die einfache Handhabbarkeit des CTX-Rohrs auf der Baustelle, der vereinfachte Transport und die bessere Biegbarkeit – das Rohr ist aber vor allem eine gute preisliche Alternative zu klassischen Rohrprodukten".

cuprotherm CTX ergänzt cuprotherm-Produktfamilie

Als Ergänzung zum klassischen cuprotherm-Flächenheizsystem für Trocken- und Nassbau sowie Gussasphalt bietet die Wieland-Werke AG mit cuprotherm CTX ein besonders flexibles Markenkupferrohr, das dem Anwender einen hohen Montagekomfort und wirtschaftliche Vorteile bietet. Ermöglicht wird dies durch ein leichtes, gewichtsreduziertes Kupferrohr, das mit einer fest haftenden Kunststoffummantelung versehen ist. Hervorragende Verlegeeigenschaften gewährleisten eine schnelle und komfortable Montage. Das neue cuprotherm CTX-Rohr ist eine Lösung für all diejenigen, welche die Qualität und Langlebigkeit des Materials Kupfer schätzen und zugleich ein sicher kalkulierbares, preisstabiles Produkt einsetzen möchten. Als Ergänzung der cuprotherm-Familie deckt cuprotherm CTX Wünsche nach längeren Ringlängen (z. B. 100 m) ab und ist zudem für einen sehr breiten Einsatzbereich vorgesehen. So kann cuprotherm CTX zur Flächenheizung und -kühlung, Heizkörperanbindung, Betonkernaktivierung und für Erdkollektoren eingesetzt werden. Die DVGW-Zulassung ermöglicht es, cuprotherm CTX-Rohre auch für die Trinkwasserinstallation zu verwenden.

Objekt: Büro- und Geschäftshaus, Magirus-Deutz-Straße 9, 89077 Ulm
Bauherr: Anja Guschlbauer, Magirus-Deutz-Straße 9, 89077 Ulm
Architektur: Kauer Architekten, Marktplatz 11, 89129 Langenau
TGA-Konzeptentwicklung: Weber Energie- und Umwelttechnik, 87787 Wolfertschwenden
Planung BKT und Flächentemperierung: Wieland-Werke AG, Graf-Arco-Straße 36, 89079 Ulm
Heizungsbau: Henseler & Co. GmbH, In den Lindeschen 20, 89129 Langenau