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Kühldecken einfach planen und montieren
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Steigende Temperaturen erhöhen die sommerliche Wärmebelastung in Gebäuden – das macht eine effektive Raumkühlung nötig, allen voran in gewerblich genutzten Gebäuden. Eine Lösung sind effiziente Kühldecken. Wir zeigen, was Planer bei deren Auslegung berücksichtigen sollten und wie einfach die Installation ist.

Anforderung:

Gebäudeplanung nach gesetzlich vorgeschriebenem Sommerlichen Wärmeschutz

Lösung:

Kühlflächen mit leicht montierbaren Heiz- und Kühlelementen an der Decke, hydraulisch verschaltet


Sven Petersen, Referent Uponor Academy D-A-CH, Uponor GmbH, Haßfurt | be

Großflächige Verglasung, aber auch Personen, Beleuchtung und elektrische Geräte erhöhen die externe und interne Kühllasten von Gebäuden. Ihr Wärmeeintrag lässt die Temperatur im Gebäude ansteigen. Selbst externe Beschattung kann nicht verhindern, dass die Zimmertemperatur in mitteleuropäischen Klimazonen häufig über die Behaglichkeitsgrenze, nämlich einer Raumtemperatur von 26°C, ansteigt.

Dazu kommt, dass immer besser gedämmte Gebäudehüllen Wärmeaustritt verhindern. Das sorgt innen für Wohlempfinden im Winter, aber eben auch für hohe Temperaturen im Sommer. Außer Bau- und Nutzungsart von Gebäuden beeinflusst vor allem das Klima die Raumtemperatur. Die Auswirkungen des Klimawandels zeigen, worauf sich Europa zukünftig in den Sommermonaten einstellen muss. Wir müssen lernen, mit den Auswirkungen besser zurechtzukommen. Deshalb gewinnt das Thema Kühlung zunehmend an Bedeutung.

Gesetzgeber gibt sommerlichen Wärmeschutz vor

Mit dem neuen Gesetz zur Vereinheitlichung des Energieeinsparrechts für Gebäude (GEG = Gebäudeenergiegesetz), das am 1. November 2020 in Kraft trat, führt der Gesetzgeber die bisherigen Regelungen (Energieeinsparungsgesetz, Energieeinsparverordnung und Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz) ohne wesentliche inhaltliche Änderungen in Bezug auf den sommerlichen Wärmeschutz zusammen.

Die bereits aus der EnEV bekannten Forderungen bleiben somit auch zukünftig erhalten: Neubauten müssen einen sommerlichen Wärmeschutz besitzen. Dieser muss nach DIN 4108–2: 2013–02 Abschnitt 8 mit dem Sonneneintragskennwertverfahren oder einer thermischen Gebäudesimulation nachgewiesen werden, die zeigt, dass die Anzahl der Übertemperatur-Gradstunden bei Wohngebäuden nicht über 1 200 und bei Nichtwohngebäuden nicht über 500 liegt.

Wohlfühlklima dank Kühldecke

Strahlungskühldecken schaffen dank relativ hoher Vorlauftemperaturen auf energieeffiziente Art eine passive, stille Kühlung und halten die Temperatur – zugluftfrei – im Behaglichkeitsbereich. Die fugenlose, modulare Kühldecke Thermatop M von Uponor zeichnet sich darüber hinaus durch vielfältige Gestaltungs- und Anwendungsmöglichkeiten aus: Die Bauform des wasserbasierten Systems ist flexibel, passt sich schwierigen Raumgeometrien an und bietet Freiheit bei der Raumgestaltung. Die klar definierte Gewerketrennung, der hohe aktive Flächenanteil, die abgestimmten Regelungskomponenten und die Möglichkeit, die einzelnen Module schnell in eine herkömmliche Trockenbau-Unterkonstruktion zu montieren, machen Planung und Installation von Thermatop M zudem besonders einfach.

Auch an künftige Nutzungen denken

Soll ein Gebäude mit Kühldecken ausgestattet werden, ist es wichtig, sich von Beginn an nicht nur mit dem Bauwerk, sondern auch mit der Nutzung auseinanderzusetzen. Denn Konstruktion, Zweck und Nutzungsart eines Gebäudes haben einen entscheidenden Einfluss auf die erforderliche Kühlleistung und die Ausführung einer Heiz-/Kühldecke.

Je nach Nutzung muss der Planer z. B. Deckeneinbauten wie Beleuchtungskörper, Luftauslässe oder Sprinkler vorsehen. Und umso mehr Einbauten es gibt, desto mehr Gewerke sind auch an der Planung und Ausführung beteiligt. Für einen reibungslosen Bauablauf ist es wichtig, dass sich die Verantwortlichen der einzelnen Gewerke früh absprechen, um Schnittstellen und Verantwortlichkeiten zu koordinieren. Nützliche und praxisgerechte Informationen für eine fachgerechte Planung und Dimensionierung von Raumkühlflächen unterschiedlicher Bauarten unter Berücksichtigung der beteiligten Gewerke enthält die VDI Richtlinie 6034.

Bedacht werden sollte dabei, dass sich im Laufe eines Gebäudelebens die anfangs festgelegte Rahmenbedingungen, wie die Raumaufteilung oder die Raumnutzung, ändern können. Vorausschauende Planung heißt also, spätere Änderungsmöglichkeiten – wenn möglich – von Beginn an mitzudenken. Sinnvolle Regelzonen und eine möglichst flexible Aufteilung der Heiz-/Kühlkreise bieten beispielsweise später die notwendige Flexibilität.

Generell ist für die Planung der Heiz-/Kühldecke ein Deckenspiegel nötig. Den Deckenspiegel erstellen Architekt und Fachplaner gemeinsam. Dabei berücksichtigen sie neben der Geometrie des Raums die Anordnung und Abmessung von Deckeneinbauten sowie erforderliche Revisionsöffnungen für die Heiz-/Kühldeckeninstallation und für Fremdgewerke.

Bei Kühlleistung genau hinschauen

Die Kühlleistung gibt an, wie viel Wärmeenergie pro Zeiteinheit abgeführt wird. Für Raumkühlflächen wird die Kühlleistung gemäß der VDI-Richtlinie 6034 deklariert. Demnach wird die Kühlleistung für eine Untertemperatur von 8 K angegeben und differenziert zwischen verschiedenen Bezugsflächen: Die VDI 6034 unterscheidet zwischen aktiver Fläche, Plattenfläche, Installationsfläche und der Raumfläche.

Fachplaner müssen genau hinschauen – sonst vergleichen sie schnell Kühlleistungen, die sich auf unterschiedliche Flächen beziehen. Entscheidend bei der Auswahl sollte also nicht sein, welches System unter bestimmten Bedingungen wie viel Watt mehr Leistung bringt. Vielmehr sollte im Fokus der Entscheidung stehen, welche Gesamtkühlleistung bei gegebenen Deckenspiegel bezogen auf den gesamten Raum möglich ist. Schwierigkeiten bei der Umrechnung der Nennwerte betreffen hauptsächlich die Kühlung über Metallkassettendecken – die Querleitfähigkeit der Metalldecke ist hier zu berücksichtigen.

Das Beispiel nach der VDI 6034 macht dies deutlich: Wenn die Nenn-Kühlleistung nach EN 14240 mit ∆Θ= 8K mit 500 W angegeben wird und die aktive Fläche 8 m2 beträgt, würde die Nenn-Kühlleistung 62,5 W/m2 betragen. Durch den Aufbau des Systems ergäbe sich eine Plattenflächen von z. B. 10,5 m2. Damit müssen für die Dimensionierung des Systems dann 62,5*8/10,5 = 47,6 W/m2 angesetzt werden. Und die tatsächliche Kühlleistung ist geringer als die angegebene Nenn-Kühlleistung zunächst vermuten lässt. Bei Raumkühlflächen aus Gipskarton kann die nach VDI 6034 ermittelte Nenn-Kühlleistung direkt verwendet werden – so auch bei Thermatop M.

Projekt schnell und einfach umsetzen

Das Heiz- und Kühlsystem Thermatop M ist besonders einfach in der Montage. Ein großer Vorteil besteht zudem in der klaren Gewerketrennung zum Trocken- und Akustikbau. Der Installateur befestigt die Heiz- und Kühlelemente an herkömmlichen Unterkonstruktionen, wie aus dem Trockenbau bekannt. Die einzelnen Elemente bestehen aus vorgefertigten Mäandern aus Alu-Verbundrohr, die mit Befestigungsschienen fixiert sind. An 100 Befestigungsschienen befinden sich Federbügel, die eine schnelle und werkzeugfreie Montage an den CD-Profilen der Unterkonstruktion ermöglichen, ohne dabei die bauseitige Unterkonstruktion verschieben zu müssen – der Installateur hängt die Elemente einfach zwischen die CD-Profile. Anschließend verkleidet der Trockenbauer die Decke genau wie bei Decken, die ohne Kühlung konstruiert sind.

Da die gewählten Gipskartonplatten Akustik und Raumklima beeinflussen, sollten sich alle Beteiligten vorher über die Anforderungen abstimmen: Lochplatten absorbieren Schall und Thermoplatten beeinflussen die Kühlleistung. Die Lochplatten von Knauf sind mit Thermatop M kompatibel und zeigen durch das jeweilige Lochmuster ein unterschiedliches Schallabsorptionsverhalten: Die höchsten Schallabsorptionsgrade erzielen Platten mit einem 110 Lochanteil zwischen 10 und 20 %.

Hydraulisch verschaltete Kühldecken

Da ein Kühldecken-Kühlkreis aus mehreren Modulen besteht, muss der Installateur die Module untereinander verrohren. Er schaltet die einzelnen Elemente so zusammen, dass – bei zuvor durchgeführtem hydraulischen Abgleich – die Kälte- oder Wärmeleistung über die thermisch aktive Deckenfläche sicher und gleichmäßig erreicht wird.


Im kostenlosen Planungsleitfaden zeigt Uponor eine Musterprojektierung mit allen wesentlichen Projektschritten: von der Ermittlung der Kühl/-Heizleistung über Deckenbelegung und -konstruktion, der Hydraulik der Kühldeckenfläche sowie den Möglichkeiten der Deckenverkleidung und Schallabsorption bis hin zu regelungstechnischen Aspekten wie Raumtemperatur- und Feuchteregelung sowie hydraulischer Abgleich der Kreise.


Lesen Sie mehr:

  • GEG Gebäude-Energie-Gesetz

www.hier.pro/enev-online


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