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Uponor Kongress 2011Uponor Central EuropeUponor GmbHPostfach 164197433 HaßfurtGermany
T +49 (0)9521 690-0F +49 (0)9521 690-105W www.uponor.deE [email protected]
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33. Internationaler
Uponor Kongress 2011Für alle Beteiligten und Freunde unseres Hauses
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33. Internationaler Uponor Kongress
in A-6580 St. Christoph/Tirol
27. März – 01. April 2011
Veranstalteruponor Central Europeuponor GmbHPostfach 1641
97433 Haßfurt
Germany
T +49 (0)9521 690-0
F +49 (0)9521 690-710
W www.uponor.de
Gesamtherstellung
concept-design Künnemann GmbH + Co. KG, Steinfurt
www.conceptdesign.info
Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit schriftlicher Genehmigung des
Herausgebers bzw. Verfassers des Beitrags.
Der Inhalt der einzelnen Beiträge entspricht nicht unbedingt der technischen
Auffassung des Kongress-Veranstalters.
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Inhalt
Vorwort ........................................................................................................................................................................................ 9
Univ. Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch
Gebäude als Kraftwerk ............................................................................................................................................................ 13
Dr. Michael Günther
Systemwahl nur nach DIn V 18599?
(Vergleich von Industriehallenheizsystemen) .................................................................................................................... 23
Prof. Dipl.-Ing. M. Sc. Econ.
Manfred Hegger, Architekt BDA
Welche internationalen Entwicklungen werden
den Markt von morgen bestimmen? ...................................................................................................................................... 55
Prof. Dipl.-Ing. Klaus Rudat
neue Entwicklungen in der Bemessung von
Trinkwasser-Installationen .................................................................................................................................................... 63
Prof. Dr. h. c. Lothar Späth
Deutschland im Globalisierungsprozess –
Konzepte für Wirtschaft und Wachstum ...............................................................................................................................69
Dipl.-Ing. Dietmar Walberg
Energieeffiziente highend-Gebäude:
Wirklichkeit und Grenznutzung ............................................................................................................................................. 73
Index der bisherigen referenten ........................................................................................................................................... 79
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Thema „Netzwerke leben ..."
33. Internationaler
Uponor Kongress 2011netzwerke leben von Ihren Verbindungen
XING, ICQ, Facebook und viele weitere Communities beglei-
ten uns vermehrt. An Stelle von Brief, Anruf oder Besuch ist
zunehmend der Versand von Bilddaten, Texten, Filmen und
anderen Dateien in der Geschwindigkeit eines Wimpern-
schlags getreten.
Digitale und persönliche netzwerke ergänzen sich
hervorragend.
Kommunikation hat sich im Laufe der Jahre immer wieder
verändert. Die Erfindung des Telegrafen oder des
Mobiltelefons waren zu ihrer Zeit ebenso revolutionär wie
die neue digitale Art der Beziehungspflege. Aber dies ist nur
die halbe Wahrheit, denn es gibt Teile in unserer
Kommunikation, die sich durch technische Hilfsmittel nicht
substituieren lassen: Der persönliche Kontakt zwischen
Menschen ist und bleibt das Maß aller Dinge bezüglich
Intensität und Vielfalt. Nutzen und Notwendigkeiten bilden
die Sachebene dieser Zusammenkünfte. Der persönliche
Kontakt lebt aber im Besonderen von seinen
zwischenmenschlichen Aspekten, wie zum Beispiel
Sympathie, Verständnis oder einem lebendigen, emotionalen
Erfahrungsaustausch. Auch Vertrauen entsteht durch
persönlichen Kontakt. Diese Übertragung von
Eigenverantwortung auf andere Menschen ist eine starke
Verbindung und führt zu einer wechselseitigen Steigerung
von Sicherheit und Erfolg.
Vor diesem Hintergrund befasst sich der Uponor Kongress
2011 neben vielen interessanten Sachthemen für Planer,
Architekten, Fachhandwerker und Führungskräfte der
Wohnungswirtschaft auch mit seiner ureigenen Funktion:
Der Uponor Kongress ist eine europaweit unvergleichliche
persönliche Plattform für branchengleichen und
interdisziplinären Erfahrungsaustausch. Hier erfahren die
Teilnehmer Topaktuelles, Interessantes und Visionäres
von ausgewählten Referenten und kommen mit
Meinungsbildnern sowie prominenten Rednern ins Gespräch.
So ist auch der 33. Uponor Kongress dazu angetan neben
dem Wissenstransfer die Bande zwischen allen Beteiligten zu
festigen. Denn in einem starken Netzwerk profitieren alle
voneinander.
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Seit 33 Jahren wird auf dem Kongress am Arlberg eines mit
besonderem Erfolg praktiziert: Das Bilden von Netzwerken.
Dieses Jahr haben wir uns deshalb dazu entschlossen, nicht
ein fachliches Thema als Leitmotiv zu nehmen, sondern
diesen wichtigen und über alle Jahre kontinuierlichen Aspekt
des Kongresses in den Vordergrund zu stellen.
Rückblickend auf die Woche, war das die absolut richtige
Entscheidung. Denn auch in diesem Jahr wurden durch
Bekanntschaften und Fachgespräche, die sich außerhalb des
Hörsaals ergeben haben, wieder viele Netzwerke gebildet,
gestärkt oder aufgefrischt, von denen wir alle in Summe nur
profitieren können. Nutzen Sie diese Netzwerke gemeinsam
mit uns auch nach dem Kongress aktiv! Einige Anregungen
dazu haben Ihnen sicherlich unsere Workshops zum Thema
Netzwerkpflege und -nutzen aufgezeigt. Und auch Uponor
wird Sie dabei unterstützen, als Teil des Netzwerks noch
erfolgreicher zu sein.
Natürlich kam, wie in jedem Jahr, auch das Fachliche nicht
zu kurz. Bei den Vorträgen stand die Frage nach der zukünf-
tigen Ausrichtung der TGA Branche im Fokus. Wie werden
unsere Gebäude in Zukunft aussehen, wenn der Wärmebe-
darf immer weiter zurückgeht? Können wir die Gebäude
als Kraftwerke nutzen? Wie passen diese Zukunftsvisionen
zur heutigen Realität in der Bauausführung? Diese Fragen
wurden in den Referaten aufgegriffen und die verschiedenen
Aspekte erstmalig auf einer großen Podiumsdiskussion
intensiv erläutert. Ebenso waren die Industrieflächenheizung
und die neuen Entwicklungen im Bereich der Trinkwasser-
installation ein Thema.
Mit dieser Kombination aus zukunftsweisendem Fachwis-
sen und Netzwerkbildung haben wir es hoffentlich auch in
diesem Jahr erreicht, dass ein Spruch, den wir häufig auf
dem Arlberg gehört haben, wahr wird: „Wir sind keine 200
Kongressteilnehmer, sondern 200 Freunde, die ein intensives
Netzwerk pflegen.“
Uponor bedankt sich bei den Referenten und Teilnehmern
für engagierte Beiträge und lebhafte Diskussionen in Vorträ-
gen und Workshops und beim Arlberg-Hospiz für den wieder
perfekten Rahmen auch im 33. Jahr des Kongresses.
Vorwort
Georg Goldbach
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Referenten
univ. prof. Dr.-Ing. M. norbert Fisch
Institut für Gebäude- und Solartechnik (IGS) TU Braunschweig,
Fakultät Architekt, Bauen und Umwelt/EGSplan-Stuttgart
Dr. Michael Günther
Uponor GmbH
prof. Dipl.-Ing. M. Sc. Econ.
Manfred Hegger, Architekt BDA
Fachbereich Architektur, Fachgebiet Entwerfen und Energieeffizientes
Bauen, Technische Universität Darmstadt
prof. Dipl.-Ing. Klaus rudat
VDI, DVGW, Professor an der Beuth Hochschule für Technik, Berlin
Fachbereich Architektur und Gebäudetechnik
Obmann des Normenausschusses DIN 1988-300
prof. Dr. h. c. Lothar Späth
Ministerpräsident a. D. , Ex-Vorstandsvorsitzender der Jenoptik AG
Dipl.-Ing. Dietmar Walberg
Architekt, Geschäftsführer der Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes
Bauen e.V.
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Univ. Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch – Gebäude als Kraftwerk
Univ. Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch,
EGSplan Ingenieurgesellschaft, Stuttgart
IGS- Institut für Gebäude- und Solartechnik, TU Brauschweig
Das Gebäude als Kraftwerk – Netto-Plusenergie-gebäude mit E-Mobilität
Politische Rahmenbedingungen, steigende Energiekosten und die
Verknappung der Primärenergieträger machen Entwicklungen im
Bereich des energieeffizienten Bauens unausweichlich. Dementspre-
chend müssen neue Energiekonzepte entwickelt werden, die die
Thematik „Energiebewusstes Bauen“ neu definieren. Eine anspruchs-
volle Architektur muss entstehen, die die zukünftigen ENEV-Anforde-
rungen, komfortgerechtes Wohnen und zukunftsfähige Mobilität erfül-
len kann. Mittelfristig werden die Sphären von Haus und Auto
zusammenwachsen.
Mit der Errichtung des Netto-Plusenergiegebäudes mit Stromlast-
Management und Elektromobilität wurden diesbezüglich neue
Maßstäbe für die Zukunft gesetzt. Durch die Verbindung von
anspruchsvoller Architektur mit einem visionären Energiekonzept und
dem dazugehörigen Monitoring wurden folgende Kernziele des
Projektes erreicht:
Die jährliche Energielieferung durch Solaranlagen (Photovoltaik und
Solarthermie) ist größer als der Gesamtenergiebedarf (Raumheizung,
Warmwasser, Beleuchtung, Lüftung, Haushaltsstrom etc.) des
Gebäudes.
Durch ein intelligentes Stromlast-Management und des Einsatzes des
Stromüberschuss für die private Elektromobilität wird ein hoher
Eigenstrom-Nutzungsanteil erreicht.
Die EnEV 2009 Anforderungen werden um mindestens 50 %
(KfW-Effizienzhaus-55-Standard) unterschritten.
Architektur
Das zweigeschossige Wohngebäude befindet sich in Leonberg-Warm-
bronn, in der Nähe von Stuttgart, in direkter Nachbarschaft zu dem
Wohnhaus und dem Atelier des deutschen Architekten Frei Otto. Auf
einem 877 m² großen Südhanggrundstück fügt sich das Bauwerk in die
bestehende Bebauungsstruktur ein.
Die Architekten Berschneider und Berschneider schufen in enger
Zusammenarbeit mit dem Bauherrn Univ. Prof. Dr.-Ing. M. Norbert
Fisch ein kompaktes Einfamilienhaus mit einer Wohnfläche von 225 m².
Über eine im Hang integrierte Steintreppe wird das Gebäude von der
tiefer liegenden Straße erschlossen. Der gut strukturierte Baukörper,
welcher zum Teil in den Hang eingegraben ist, öffnet sich südlich zum
Tal mit einer großflächigen Fensterfläche. Nach Norden, Osten und
Westen verschließt er sich hingegen. Den oberen Gebäudeabschluss
bildet das ebenso zum Tal geneigte Pultdach und bietet somit optimale
Fläche zur aktiven Solarenergienutzung. Die Überhitzung in den
Sommermonaten wird sowohl durch einen außenliegenden Sonnen-
Südansicht
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Univ. Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch – Gebäude als Kraftwerk
schutz mit horizontalen Lamellen und der Möglichkeit zur Licht-
lenkung, als auch durch die exzellente Gebäudehülle reduziert.
Räumlich wurde das Gebäude folgendermaßen gegliedert: Im
Erd geschoss befinden sich auf der Südseite die raumhoch verglasten
Kinder- und Gästezimmer mit direktem Zugang zum Garten. Schutz vor
der sommerlich hochstehenden Sonne bietet das auskragende
Obergeschoss. In diesem befinden sich mit einem südorientierten
Panoramafenster der großzügige Wohn-, Ess-, und Küchenbereich mit
einer nach Südwesten ausgerichteten Terrasse. Das Panoramafenster
bildet einen fließenden Übergang zwischen Innen- und Außenraum
und setzt damit das großzügige Konzept, welches auch bei der
Grundrissgestaltung seine Anwendung findet, fort. Das Dachgeschoss
ist als offener Arbeits- und Bürobereich ausgestaltet. Nutzräume wie
die Badezimmer, das Elternschlafzimmer, der Wirtschaftsraum und
auch der Haustechnikraum befinden sich auf der Nordseite des
Baukörpers. Durch die Verwendung weniger ausgewählter Materialien
(hauptsächlich Glas, Stahl und Holz) und die reduzierte Formsprache
wirkt der Innenraum des Gebäudes geordnet und harmonisch.
Dank der konsequenten Ausrichtung der Wohnzonen nach Süden und
der exzellenten Gebäudehülle wird schon allein durch die Architektur
ein großer Schritt in Richtung Netto-Plusenergie Gebäudes gesetzt.
Innovatives Energiedesign
Um das energetische Ziel einer positiven Jahresbilanz von benötigter
und erzeugter Primärenergie zu erreichen, ist ein integrales Gebäude-
konzept, d. h. ein Zusammenspiel von architektonischen Überlegungen
(Ausrichtung, Gebäudeform), Gebäudehülle (U-Werte, Luftdichtigkeit)
und Haustechnik (Heizungsart, Stromversorgung) notwendig.
Eine optimierte Tageslichtnutzung und eine innovative sowie effiziente
Gebäudetechnik verringern den Strombedarf des Bauwerks. Darüber
hinaus steht eine hohe solare Eigenstromnutzung im Mittelpunkt des
Projekts. Erreicht wird dies durch eine entsprechend abgestimmte
Gebäudetechnik, einen Batteriepuffer und ein intelligentes Stromlast-
Management. Dadurch wird möglichst viel Energie direkt im Gebäude
sowie für ein Auto und einen Motorroller mit Elektromotor genutzt
und möglichst wenig in das öffentliche Netz eingespeist oder aus dem
Netz bezogen.
Gebäudehülle
Die Transmissionswärmeverluste werden durch die geringen U-Werte
der Gebäudehülle sowie eine wärmebrückenreduzierte Konstruktion
minimiert. So besitzt die Außenwand (Kombination aus Beton und
KS-Mauern) mit einer 22 cm starken Wärmedämmung (WLG 032) einen
U-Wert ≤ 0,15 W/(m² K). Das Dach wird mit 22 cm Glasfaserdämmung
und 5 cm extrudiertem Polystyrol-Hartschaum gedämmt und hat einen
U-Wert ≤ 0,12 W/(m² K). Die U-Werte der Fenster liegen bei U-Werten
≤ 0,9 W/(m² K). Die Dreischeiben-Verglasungen besitzen Ug-Werte
zwischen 0,6 und 0,7 W/(m² K).
Auf der Südseite wurden die Gesamtenergie-Durchlassgrade in
Kombination mit den beweglichen außen liegenden Sonnenschutz-
Lamellen angepasst (0,35 bis 0,5) um die externen Wärmelasten
außerhalb der Heizperiode zu reduzieren.
Nicht nur die exzellent gedämmte Gebäudehülle, sondern auch die
Gebäudedichtheit (n 50
≤ 0,75) sowie die Gebäudetechnik, tragen dazu
bei, die Anforderungen der EnEV 2009 um mehr als 50 % zu unter-
schreiten und somit den KfW-Effizienzhaus-55-Standard zu erreichen.
Grundrisse (EG, links 1. oG, rechts)
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Univ. Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch – Gebäude als Kraftwerk
Gebäudetechnik
Zur Solarenergienutzung ist das Dach des Gebäudes flächendeckend
mit einer Photovoltaik (15 kWp)- sowie einer solarthermischen Anlage
mit einer Kollektorfläche von ca. 7 m2 hocheffizienten Flachkollektoren
ausgestattet.
Betriebs- und Stromlastmanagement
Ziel ist es, durch ein intelligentes Stromlastmanagement einen
Eigenstrom-Nutzungsanteil von mindestens 50 % für die gebäudein-
ternen Stromverbraucher zu erreichen. Die Grundidee dahinter ist, den
von der PV-Anlage gelieferte Strom möglichst direkt – also zu dem
Zeitpunkt, zu dem er anfällt – zu nutzen. Um dieses zu erreichen
Energiekonzept
Solartechnik – 15 kWp-pV-Anlage und 7 m2 Kollektor
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Univ. Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch – Gebäude als Kraftwerk
Die dann noch verfügbaren PV-Strom-Überschüsse werden zum
Laden der Batterien von Elektro-Roller und Elektro-PkW genutzt
Gebäudeleittechnik
Die Gebäudetechnik ist über eine LAN-Schnittstelle an das hauseigene
Ethernet-Netzwerk angeschlossen. Hierdurch ist es möglich einige der
in der Gebäudeautomation hinterlegten Funktionen über einen PC,
einen Touch Panel oder mit Hilfe eines WLAN Netzes über einen Hand-
held anzurufen und zu verändern (z. B. Raumtemperatursollwerte,
Schaltzustände, usw.)
werden verschiedene Maßnahmen in folgender Reihenfolge
umgesetzt:
Wärmepumpe wird nur in absoluten Ausnahmefällen mit Strom aus
dem Netz betrieben (möglich aufgrund der exzellenten Gebäudehülle
und der inneren Wärmespeichermassen)
Einige Haushaltsgeräte wie Waschmaschine, Trockner,
Spülmaschine,… werden vorzugsweise nur tagsüber betrieben
Gefrierschrank und Kühlschrank werden nachts einige Stunden
(Überwachung über Innenraumtemperatur) ausgeschaltet
Durch ein Backup-System (Batterie, ca. 6 bis 8 kWh, Wechselrich-
ter,…) sollen elektrische Kleinverbraucher wie die Beleuchtung, IT,
Telefon, versorgt werden die tageszeitunabhängig verfügbar sein
müssen.
Energiekonzept nacht
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Univ. Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch – Gebäude als Kraftwerk
Klima/Lüftungstechnik
Das Heiz- und Kühlsystem des Netto-Plusenergiegebäudes besteht aus
einer elektrischen Wärmepumpe mit drei vertikalen Erdsonden mit je
100 m Länge, einem Heizwasser-Pufferspeicher mit Trinkwasser-
Durchflussstation sowie Heizungs-Kühlwasserkreisen, Regelkreisen für
Fußbodenheizung und Handtuchheizkörper sowie einem zusätzlichen
Trinkwasserspeicher. In den einzelnen Etagen finden sich hydraulisch
nachgeschaltet die Zonenventile der Fußbodenheizung. Die Wärme-
pumpe und die Verbraucherkreise (Regelkreis Fußbodenheizung sowie
Regelkreis Handtuchheizkörper) werden vom MSR-Schaltschrank in der
Technikzentrale im Kellergeschoss gesteuert und geregelt. Die Wärme-
pumpe wird autark über die systemeigene Regelung betrieben.
Die übergeordnete Regelungsebene (Temperatur- und Energieleit-
management) hat Schalteinflüsse auf den Betrieb der Wärmepumpe.
Die Steuerung und Regelung erfolgt außentemperaturgesteuert über
eine DDC (Direct Digital Control) und deren Ein- und Ausgangsmodu-
len. Sämtliche Funktionen, die von der DDC erfasst oder ausgelöst
werden, werden durch die Gebäudeleittechnik (GLT) visualisiert.
Wärmepumpe
Die Wärmepumpe ist mit einer autarken Steuerung ausgerüstet. Diese
steuert die Wärmepumpe/Verdichter/Umschaltventil Sole sowie die
Ansteuerung der Solarkomponenten und regelt die Trinkwassertempe-
ratur im Kombipufferspeicher eigenständig. Die Einstellung des
jeweiligen Mediumsollwertes für den Heiz- oder Kühlfall erfolgt in der
Wärmepumpenregelung. Die Freigabe der Wärmepumpe erfolgt mit
einem virtuellen GLT-Steuerschalter.
Heizwasser-pufferspeicher
Der Pufferspeicher ist in zwei Bereiche aufgeteilt. Der obere Bereich
dient indirekt der Trinkwassererwärmung über einen externen
Plattenwärmetauscher (Durchfluss-Prinzip). Der untere Bereich dient
der Heiz- oder Kaltwasserbevorratung für den Regelkreis der
Fußbodenheizung und dem Regelkreis der Handtuchheizkörper.
Im oberen Speicherteil sind zwei Temperaturfühler vorhanden. Ein
Temperaturfühler dient als Regelgröße für die Wärmepumpe zur
Trinkwasserbereitung, der andere misst die obere Pufferspeichertem-
peratur, welche der MSR-Technik als Information dient und auf der GLT
angezeigt wird.
Im unteren Teil des Kombipufferspeichers sind drei Temperaturfühler
installiert. Einer hiervon (Einbauort in der Mitte) dient als Regelgröße.
Der obere und untere Temperaturfühler dienen der Mess- und
Regelungstechnik zur Freigabe an die Wärmepumpe.
Der Pufferspeicher wird von der Wärmepumpe oder/und der thermi-
schen Solaranlage beladen. Im Pufferspeicher ist weiterhin ein
elektrischer Heizstab integriert welcher als Zusatzheizung im Falle des
Nichterreichens der notwendigen Heizmitteltemperatur das Medium
nachheizt. Die Ansteuerung erfolgt nur im Ausnahmefall durch die
Regelungstechnik.
Elektrische Wärmepumpe und Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung
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Univ. Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch – Gebäude als Kraftwerk
Trinkwarmwasser-Speicher
Der Trinkwarmwasserspeicher dient als alternatives System zur
Trinkwarmwassererwärmung sofern das Durchflussprinzip nicht
zuverlässig arbeitet. Dieser kann von der Wärmepumpe und/oder der
Solaranlage beladen werden. Die Umschaltung der Trinkwarmwasser-
bereitung zwischen den beiden Betriebsarten erfolgt manuell.
Im Trinkwarmwasserspeicher sind drei Temperaturfühler integriert.
Zwei dienen der Regelung als Regelgröße (der obere für die Nachla-
dung über die Wärmepumpe, der untere für den Betrieb der Solaranla-
ge), der dritte dient der MSR-Technik zur Information und wird auf
dem Monitor der GLT angezeigt.
Anlagenschema Heizung und Warmwasser
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Univ. Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch – Gebäude als Kraftwerk
Anlagenschema Lüftung
Zirkulationspumpe Trinkwasser
Die Zirkulationspumpe sorgt dafür, dass an allen Trinkwasserzapfstel-
len Warmwasser mit einer Temperatur von ≥ 60 °C versorgt werden. Zur
Energieeinsparung wird diese nur dann in Betrieb geschaltet, wenn
tatsächlich Warmwasser vom Nutzer benötigt wird. Dieses wird durch
einen Bedarfstaster an den Zapfstellen realisiert. Durch Betätigen
dieser Bedarfstaster wird die Pumpe für eine festgelegte Zeit in
Betrieb gesetzt. Nach Ablauf der Zeit ist die Pumpe abgeschaltet und
kann durch erneutes betätigen wieder eingeschaltet werden. Eine
Unterschreitung von 55 °C des Zirkulationsrücklaufwassers soll stets
aus hygienischen Gründen vermieden werden.
Bei längeren Stillstandzeiten der Pumpe wird eine Pumpenblockier-
schutzschaltung ausgelöst(kurzer Anlauf der Pumpe), um ein
festsitzen der Pumpe zu verhindern.
pumpe Solarkollektor-Kreis
Die Umwälzpumpe transportiert die in den Kollektoren erwärmte
Flüssigkeit entweder zum Pufferspeicher oder zum Trinkwarmwasser-
speicher. Die Entscheidung welches System aktuell gefahren werden
soll, wird durch Betätigung von Handumschaltventilen erzielt. Dort
wird die Wärme über den Wärmetauscher an den Speicher übertragen.
Die Drehzahl dieser Pumpe wird variabel in Abhängigkeit der
Kollektoraustrittstemperatur gesteuert.
Lüften
Das kompakte Lüftungsgerät besteht aus einem Zu- und Abluftventi-
lator, einem Kreuzstromwärmetauscher sowie Filtereinheiten für die
Außen- und Fortluft. Frische und kühle Außenluft wird angesaugt,
durch einen Luftfilter gereinigt und in die Wohn- und Schlafräume
geführt. Gleichzeitig wird die Abluft aus der Küche, dem Bad und dem
WC abgesaugt, gefiltert und ins Freie befördert. Über den Platten-
wärmetauscher des Entlüftungsgerätes wird die Energie aus der Abluft
an die Außenluft abgegeben ohne, dass sich die Luftströme berühren.
Ein vorgeschalteter Erdwärmetauscher (Luftkollektor) wärmt die
Außenluft im Winter auf ca. 3 °C vor bzw. kühlt die Außenluft im
Sommer auf eine niedrigere ab.
2 0 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Univ. Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch – Gebäude als Kraftwerk
Die Drehzahlen der beiden Ventilatoren können mit Hilfe der autarken
Steuereinheit jeweils per Potentiometer von Hand voreingestellt
werden. Eine exakte Einstellung der Luftbilanzen ist dadurch möglich.
Diese voreingestellten Luftmengen werden über drei extern anzufah-
rende Stufen über die Gebäudeautomation angefordert. Die Freigabe
des RLT-Gerätes erfolgt mit einem virtuellen GLT-Steuerschalter über
die DDC-Module.
Folgende Messwerte sind auf die DDC-Module geschaltet und werden
von der GLT erfasst und angezeigt:
Rel. Feuchte und Temperatur im Außenluftansaugturm
Rel. Feuchte und Temperatur in Außenluft
Volumenstrommessung Außenluft
Temperatur in Fortluft
Temperatur in Zuluft
Rel. Feuchte und Temperatur in Abluft
Volumenstrommessung Abluft
Rel. Feuchte und Temperatur in Abluft Küche
regenwassernutzung
Die Lage des Grundstückes und die Geländeneigung lassen eine
Versickerung von Dachflächenwasser ohne nachteilige Veränderungen
des Untergrundes nicht zu. Aus diesem Grund und im Sinne der
Ressourcenschonung wurde ein 5.000 Liter Regenwassertank in den
Erdboden integriert, in welchem das Regenwasser zentral gesammelt
wird und über eine Pumpe in das Wohnhaus befördert wird. Dort steht
es etwa für die Toilettenspülung zur Verfügung. Obendrein wird das
Wasser für die Gartenbewässerung verwendet.
Zukunftsfähigkeit
Eine besondere Herausforderung bei zukunftsfähigen Konzepten ist
die Schnittstelle zwischen Gebäude und dem öffentlichen Stromnetz.
Derzeit sind die Stromnetze nicht für Lastspitzen, die mit der
Stromeinspeisung aus regenerativen Energien einhergehen, ausgelegt.
Auf diese Thematik wurde beim Netto-Plusenergie-Gebäude ein
regenwasser-nutzung
besonderes Augenmerk gelegt. Durch intelligentes Stromlastmanage-
ment soll der Eigenstromnutzungsanteil im Gebäude maximiert
werden, so dass lediglich ein geringer Anteil des durch die Photovol-
taikanlage produzierten Stroms eingespeist wird und somit die Netze
entlastet werden. Vor allem die E-Mobilität kann hier eine Pufferfunk-
tion übernehmen. Ein hoher Eigenstromnutzungsanteil der regenerativ
erzeugten Energie wird den langfristigen Erfordernissen einer sicheren
und wirtschaftlichen Stromversorgung gerecht. Desweiteren sollen das
Netto-Plusenergiegebäude und vor allem die E-Mobilität auf lange
Sicht als Komponenten eines ‚Smart Grid‘ funktionieren, in dem
Gebäude, Auto und auch eine Batterie, die das Gebäude dann versorgt,
wenn kein Solarstrom anfällt, als Speicherkapazität genutzt werden.
Diese Synergieeffekte können beim Netto-Plusenergie-Gebäude durch
eingebaute Messtechnik sowie die GLT, die die energetische Perfor-
mance des Gebäudes abbildet, erforscht und bewertet werden. Die
Betreuung des Monitorings erfolgt durch die Technische Universität
Braunschweig.
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 2 1
Univ. Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch – Gebäude als Kraftwerk
Für die Bewohner ist es anhand der GLT (Touchpanel im Wohnraum,
Abfrage über den Computer oder Handheld per WLAN) jederzeit
möglich den Energiebedarf ihres Wohnhauses unkompliziert abzufra-
gen. Im Zusammenhang mit den Energiesparmaßnahmen, die im
Stromlastmanagement hinterlegt sind (beispielsweise Betrieb von
Waschmaschine, Geschirrspüler etc. ausschließlich tagsüber, wenn die
PV Anlage Strom produziert) wird das Bewusstsein für energiesparen-
plusenergie-Wohnhaus mit Elektro-pKW und Elektro-roller
des Wohnen, Leben und Arbeiten geschärft.
Ein Eingriff in die Steuerung der Gebäudefunktionen ist jederzeit
manuell möglich falls dies aus Komfortgründen gewünscht wird. Die
Abstimmung zwischen Mensch und Technik ist ein wichtiger Punkt,
den es zu untersuchen gilt und der im Netto-Plusenergie-Gebäude
bereits erprobt wird.
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Univ. Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch – Gebäude als Kraftwerk
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 2 3
Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
Herrn Joachim Plate gewidmet
(BVF Bundesverband Flächenheizung).
Dr. Michael Günther
Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheiz-systemen)uponor Anwendungstechnik
1. Einleitung
erreichte Stand der Heizsystemtechnik wurde ebenso wenig abgebildet
wie der intermittierende Betrieb. Den Strahlungsheizungssystemen
wurden a priori energetische Vorteile gegenüber den konvektiven
Heizsystemen unterstellt. Einige Zahlenwerte der Verordnung bzw. mit
geltenden Normen waren nicht der Physik geschuldet, sondern einfach
politische Kompromisse im Sinne des Erhaltens der Wettbewerbsfähig-
keit, oder weil man es einfach nicht besser wusste.
In Vorbereitung der EnEV 2012 wurde zu diesem Thema eine
Forschungsarbeit initiiert und fast fertiggestellt, die seitens der TU
Dresden und des ITG Dresden unter Mitwirkung des Fraunhofer
Instituts (ZUB Kassel) sowie der FIGAWA bearbeitet wurde. Das
Ergebnis der GAEEH-Studie /1/ hat auf der Grundlage komplexer
thermischer Simulationen und akribischer Auswertungen viele
wesentliche Vermutungen bestätigt. Erwartungsgemäß schnitten die
Hellstrahler unter Berücksichtigung hoher Strahlungsfaktoren und
eines effizienten intermittierenden Betriebs positiv ab. Auch die
dezentralen Warmluftheizungen mit Wärmerückführung erreichten
ähnlich gute Bewertungen. Jedoch fast ebenso gut ordnen sich die
Deckenstrahlplatten und die Fußbodenheizungen ein, wenn gewisse
Voraussetzungen wie baulicher Wärmeschutz und heizsystemange-
passte Betriebsführung eingehalten werden. Die Ergebnisse werden
also in gewisser Form die DIN V 18599, die EnEV 2012 und die
Heizsystemwahl beeinflussen.
Wird sich daraufhin jedoch die Heizsystemwahl für Industrie- und
Sporthallen grundlegend ändern? Wohl kaum. Kriterien wie thermische
Behaglichkeit, Nutzung erneuerbarer Energien nach EEWärmeG, das
Erschließen des technologisch variablen Potenzials der Abwärme,
Aufwendungen für Montage, Wartung, Instandhaltung, Austausch und
vieles andere werden über das geeignete Heizsystem Bauvorhaben
bezogen entscheiden. Und nicht zuletzt wird eine Wirtschaftlichkeits-
berechnung unter Analyse sämtlicher Kosten zur optimalen Variante
führen. Das dabei die Chancen für die Fußbodenheizung in Hallen-
bauten nach wie vor sehr positiv stehen, soll der folgende Beitrag
verdeutlichen.
Jedes Ding hat drei Seiten:
Eine, die du siehst, eine, die ich sehe
und eine, die wir beide nicht sehen.
Chinesische Weisheit
Bisher gab es kaum aussagefähige sowie verallgemeinerungsfähige
Publikationen zum Energiebedarf und -verbrauch von Industrie- und
Sporthallen. Die außerordentliche Vielfalt der Gebäudehülle, des
baulichen Wärmeschutzes, der TGA und der Nutzungen ließen die
Vergleichbarkeit kaum zu. Technologie und Lüftungsgewohnheiten
sind besonders stark nutzerabhängig. Folglich schwank(t)en in diesem
Zusammenhang die Aussagen zum Heizenergiebedarf und -verbrauch
von Hallenbauten durchaus zwischen 50 kWh/(m² · a) und 400 kWh/
(m² · a). Erschwerend kommt hinzu, dass veröffentlichte Messergeb-
nisse zum realen Heizenergieverbrauch kaum mit dem Nachweis des
Einhaltens thermischer Behaglichkeitskriterien verbunden waren.
Innerhalb der EnEV 2009 und der zugehörigen DIN V 18599 wurden
die Hallenheizsysteme relativ undifferenziert abgehandelt. Der
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Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
2. Industriehallenheizsysteme
2.1. Industriehallen
Typen – nutzerprofil – Anforderungen
Bild 1 verdeutlicht zunächst den Hallenneubau seit 1983, der in den
90er Jahren einen Aufschwung erfuhr. Dargestellt sind ebenfalls nach
dem Jahr 2002 die unterschiedlichen Nichtwohngebäudetypen unter
Berücksichtigung der Industriehallen. Tab. 1 lässt für 2010 einen
Aufschwung der Baugenehmigungen für Nichtwohngebäude erkennen,
der sich 2011 fortsetzen sollte.
Tab. 2 zeigt typische Hallenarten und deren Nutzung sowie die
Planungsanforderungen /2/. Über die Einordnung der Planungsbe-
standteile nach den Kriterien wie „wichtig“ und „sehr wichtig“ ist zu
streiten. Unstrittig ist jedoch, dass sich die entwurfsbestimmenden
Faktoren gegenseitig beeinflussen. Für einen schnellen Baufortschritt
sind beispielsweise immer Montagevorteile eines Hallenheizsystems
von Vorteil. Die Dachkonstruktion kann vereinfacht werden, wenn in
diesem Bereich störende Installationen vermieden werden. In beiden
Fällen wäre die Industrieflächenheizung vorteilhaft, die weder
Rüstarbeiten noch spezielle statische Betrachtungen und Berech-
nungen im Dachbereich erfordert. Das Integrieren der Rohre in die
Sohlplatte führt dagegen kaum zu veränderten Konstruktionen.
Hinsichtlich der Nutzung der Hallen enthält DIN V 18955-10 relevante
Nutzungsrandbedingungen, die den zu erwartenden Energiebedarf
und -verbrauch maßgeblich beeinflussen. Tab. 3 zeigt beispielhaft die
im Rahmen dieser Ausarbeitung herangezogenen Nutzerprofile.
Bild 1: neugebaute beheizte nichtwohngebäude /1/
Tab. 1: Baugenehmigungen für nichtwohngebäude (www.destatis.de)
umbauter raum bei genehmigten neubauten von nichtwohngebäuden nach Gebäudearten und Bauherren
Gebäudeart umbauter raum (1 000 m3 rauminhalt)
Januar – September Veränderunggegenüber
Vorjahreszeitraum
2010 2009 absolut in %
nichtwohngebäude 142 161
140 210
1 951 1,4
davon:
Anstaltsgebäude 4 357 5 165 – 808 – 15,6
Büro- und Verwaltungsgebäude 7 453 11 906 – 4 453 – 37,4
Landwirtschaftliche Betriebs-gebäude
33 333 27 577 5 756 20,9
nichtlandwirtschaftliche Betriebsgebäude
83 292 83 486 – 194 – 0,2
darunter:
Fabrik- und Werkstattgebäude 24 695 29 085 – 4 390 – 15,1
Handels- und Lagergebäude 50 986 46 070 4 916 10,7
Hotels und Gaststätten 1 661 1 866 – 205 – 11,0
Sonstige nichtwohngebäude 13 725 12 076 1 649 13,7
davon:
Öffentliche Bauherren 17 305 15 681 1 624 10,4
nichtöffentliche Bauherren 124 855 124 528 327 0,3
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Lüftung – Luftwechsel – Lüftungsheizlast – Heizlast
Die natürliche oder/und mechanische Lüftung von Hallen beeinflusst
die Heizlast und den Heizenergiebedarf maßgeblich. Leider beinhalten
die Annahmen im Rahmen der Energieberatung und TGA-Fachplanung
oftmals zahlreiche Unsicherheiten oder Fehler und weichen damit von
der Realität ab, was sich am Beispiel empfohlener Luftwechselzahlen
(Tab. 4) und der resultierenden Lüftungsheizlast zeigt.
Die Annahme von Luftwechselzahlen korrespondiert nur selten mit der
Hallengröße, der Technologie, der Personenanzahl und den raumklima-
tischen Anforderungen und führt oftmals zu Lüftungsheizlasten, die
sich während der Nutzung der Hallen nicht nachweisen lassen.
Annahmen zum Luftwechsel in Industriehallen liegen im Bereich von
0,05 h-1 (dichte Halle, außerhalb der Nutzung), 0,1 h-1 (dichte Halle,
während der Nutzung), bisherigen Richtwerten von 0,5 bis 2 h-1 und
(leider) Werten nach Tab. 3, die zu einer unrealistischen Heizlastbe-
rechnung führen. Die Lüftungsheizlast sollte deshalb präziser unter
Berücksichtigung folgender Randbedingungen berechnet werden:
Tab. 2: Hallen-Typologie /2/ und entwurfsbestimmende Faktoren
Tab. 3: Hallentypen und nutzerprofile nach DIn V 18599-10 (GAEEH /1/)
Tab. 4: Luftwechselzahlen als (für die Heizlastberechnung fragwürdige) richtwerte für Hallen unterschiedlicher nutzung
DIN V 18599 mit Vorgaben zur Gebäudedichtheit
(n50
- bzw. q50
-Werte)
Bauvorhaben bezogene Technologie einschließlich von Anforde-
rungen an natürliche Lüftung, RLT-Anlagen bzw. Abgasführung
logistische Anforderungen wie Toröffnungen, Torschließtechnologien
und Luftschleieranlagen
Personenanzahl und konkrete raumklimatische Anforderungen nach
ASR/ASV bzw. begleitender Normen zur thermischen Behaglichkeit.
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In Vorbereitung der EnEV 2012 werden q50
-Werte von 0,5 m3/(h · m2)
für Gebäude mit hohen Dichtheitsanforderungen und 2,0 m3/(h · m2)
erwartet, sofern eine Dichtheitsprüfung vorgenommen werden soll.
Die EnEV fordert außerdem, dass die wärmeübertragende Umfas-
sungsfläche einschließlich der Fugen dauerhaft luftundurchlässig
abgedichtet ist. Ein Grenzwert für die Bauteilanschlussfugen ist in
DIN 4108-2 hinterlegt.
Logistisch bedingte Toröffnungen sollten nicht zu thermisch unbehag-
lichen Verhältnissen und erhöhten Lüftungsheizlasten führen. Das
kann durch folgende Einbauten und deren Betrieb verhindert werden:
Schnelllauftore (Öffnen 2,5 m/Sekunde; Schließen 0,5 m/Sekunde)
Tore mit PUR-Wärmedämmpaneel
Schleusen bzw. Einzeltoröffnung
Energieeffiziente Luftschleieranlagen.
Neben den hygienisch oder technologisch bedingten Luftwechselvor-
gaben sind seit 2002 die Anforderungen an die Dichtheit der Gebäude-
hülle erhöht worden. ROLFSMEIER/SIMONS /3/ zeigen anhand
eigener Messungen, dass auch bei Industriehallen passivhausgerechte
Luftdichtheitsanforderungen erfüllt werden können (Tab. 5).
Grenzwerte für die Luftwechselrate im Rahmen von Blower-Door-Tests
(DIN EN 13829) sind dementsprechend in der Energieeinsparverord-
nung (EnEV 2009) und DIN 4108-7 wie folgt festgelegt:
n50
≤ 3,0 h–1 für Gebäude ohne raumlufttechnische Anlagen
und
n50
≤ 1,5 h–1 für Gebäude mit raumlufttechnischen Anlagen.
Für große Gebäude (insbesondere auch Nichtwohngebäude) gilt nach
DIN 4108-7 der Kennwert q50
mit der Einheit (m3/(h · m2)). Dieser
beschreibt, welcher Luftvolumenstrom pro Stunde (m3/h) bei einer
Druckdifferenz von 50 Pa pro m2 Gebäudehüllfläche einströmen darf:
q50
≤ 3,0 m3/(h · m2) oder q50
≤ 1,5 m³/(h · m²)
Die Passivhausbauweise verlangt Luftwechselraten von < 0,6 h–1.
In den Bereichen des Brandschutzes mit Brandvermeidungsanlagen
(Inertisierung) in großen Lagerhallen und in der Reinraumtechnik wird
mit Luftwechselraten teilweise weit unter 0,1 h–1 gearbeitet.
Tab. 5: Luftdichtheit von nichtwohngebäuden (roLFSMEIEr/SIMonS /3/)
Bild 2: primärenergie-bedarf Q
p
(kWh/(m²·a)) von Logistikhallen
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Heizlast – Heizenergiebedarf – Heizenergiebedarf
und -verbrauch
Hinsichtlich der Hallentypen führt die Vielfalt der Nutzung zu sehr
unterschiedlichen Angaben des Heizenergiebedarfs und -verbrauchs,
die für Neubau und Bestand mit einer Bandbreite von ca. 40 kWh/
(m²·a) bis 500 kWh/(m²·a) angegeben werdenkönnen. Bekannt ist
auch, dass zwischen dem Bedarf und dem Verbrauch größere
Unterschiede bestehen. Das erschwert das Abbilden der Hallenhei-
zungen in die EnEV, so dass sich bisher Zielwerte zur zahlenmäßigen
Minderung des Primärenergiebedarfs kaum wie bei anderen Nicht-
wohngebäuden formulieren ließen.
Erneuerbare Energien und Abwärmenutzung
Das Erneuerbare-Energien-Wärme-Gesetz EEWärmeG schreibt für den
Neubau von Wohn- und Nichtwohngebäuden einen Mindestanteil
erneuerbarer Energien zur Kompensation des Wärmeenergiebedarfes
vor und beschreibt gleichzeitig die Anforderungen an die Effizienz der
Maßnahmen. Allerdings sind für den Fall der Nichtanwendbarkeit
dieser Maßnahmen auch Ersatzmaßnahmen zulässig. In diesem
Zusammenhang ist der nach EnEV ermittelte Primärenergiebedarf um
15 % zu unterschreiten, was hohe Anforderungen an den baulichen
Wärmeschutz des Gebäudes und/oder die Energieeffizienz der TGA
Bild 3: Energiefluss und Energieeinsparpotenziale in Industriehallen /4/
Abwärmequelle Temperaturniveau Randbedingung
Abgase von Heiz-/Heißwasser-/ Dampf- und Thermoölkesseln
40 °C … 280 °C – brennerabhängig– nachrüstbar
Druckluftkompressoren 30 °C … 70 °C – ganzjährige Nutzung– nachts reduziert
Kältemaschinen 20 °C … 50 °C (Kon-dens.)50 °C … 80 °C (Ent-hitzer)
– technische Kälte-erzeugung
– Klimakälte und Heizbetrieb
Schwaden-/Heiss-/Warmluft aus Prozessen
30 °C … 250 °C – Kondensation bei niedrigen Rücklauf-temperaturen
Abwasser aus Prozessen, Waschma-schinen, Sanitärbereich
20 °C … 50 °C – Reinigung vorsehen– nicht immer zentral
Tab. 6: Typische industrielle Abwärmequellen
erfordert. Alternativ sind als Ersatzmaßnahme die Kraft-Wärme-Kopp-
lung oder die Abwärmenutzung (z. B. mit Wärmepumpen oder
Wärmerückgewinnung bei RLT-Anlagen) möglich.
Bild 3 und Tab. 6 verdeutlichen für Industriebetriebe das große
Potenzial der Abwärmenutzung. Diese kann dabei oftmals vorteilhaft
über Wärmepumpenanlagen erfolgen. Für deren Energieeffizienz
(Jahresarbeitszahl) ist es wiederum wichtig, dass sowohl die Wärme-
quellen- als auch die Wärmesenkentemperatur möglichst nahe im
Bereich der Raumtemperaturen liegen. Das spricht in jedem Falle für
die Industrieflächenheizung, die oftmals unter der Voraussetzung eines
EnEV-gerechten Wärmeschutzes der Industriehalle mit Vorlauftempe-
raturen von max. 35 °C betrieben werden kann.
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Bild 4 und Bild 5 zeigt am Beispiel einer Industriehalle in Artern die
Abwärmenutzung bei Verdichtern unter Einbeziehung der Industrie-
flächenheizung. Hierin liegt einer der größten Vorteile des Niedertem-
peratur-Heizsystems, da erneuerbare Energien und Abwärme in den
Energiekonzepten berücksichtigt werden können.
2.2. Industriehallenheizsysteme im Wandel?
2.2.1. Industrieflächenheizung
Wesentlich Grundlagen sowohl zur Industrieflächenheizung als auch
zur Sportbodenheizung finden sich bei GÜNTHER /5/ und TROGISCH/
GÜNTHER /6/. Neuentwicklungen widmeten sich dem Heizregister-
anschluss unter weitgehendem Verzicht auf die Anschlussverrohrung
und großformatiger Verteiler/Sammler oberhalb der Sohl- bzw.
Bodenplatte (Bild 6 und Tab. 7), so dass der Vorteil der Nutzung des
gesamten Raumvolumens im Vergleich zu Heizsysteminstallationen
in der Halle noch weiter ausgebaut werden konnte. Der weitgehende
Verzicht auf Verteiler- und Sammlerbalken reduziert darüber hinaus
auch Verletzungsgefahren oder die Beschädigung dieser ansonsten
sichtbaren Einrichtungen.
Die Fußbodenkonstruktion ist unter Betrachtung des Untergrundes
und der statischen und dynamischen Belastungen zu planen, wobei
dem Berücksichtigen des Fahrverkehrs eine besondere Bedeutung
zukommt.
Fußbodenintegrierte Kunststoffrohre bis zu einem Außendurchmesser
von 25 mm beeinflussen die statischen Berechnungen kaum, wobei die
niedrigen Systemtemperaturen ebenfalls keine Auswirkungen haben.
Bild 6: uponor Industriefußbodenheizung mit Fußboden integrierten Anschlussrohr-leitungen (links) bzw. Anschluss unterhalb der Heizebene
Bild 4: Abwärmenut-zung eines Verdichters
Bild 5: Anschluss einer Industrie-fußbodenheizung
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Größere Rohrdurchmesser oder sich kreuzende Rohrleitungen sind
jedoch bei der Planung der Fußbodenkonstruktion zu berücksichtigen,
was zu einer größeren Dicke der Betonplatte führen kann.
Wärmetechnische Zusammenhänge werden für alle Flächenheizungen
in DIN EN 1264 und DIN EN 15377 dargestellt. Damit ist eine hohe
Planungssicherheit sowohl für Industriefußbodenheizung als auch
-kühlung gegeben.
Im Zusammenhang mit dem energetischen Bewerten des Heizsystems
sind die Rohranordnung im Beton und der Wärmeschutz von Bedeutung.
Die Rohrlage in der Sohl- oder Bodenplatte nimmt Einfluss auf das
dynamische resp. regelungstechnische Verhalten und damit den
Endenergiebedarf. Die Anordnung der Rohre ist meist baukonstruktiv
oder technologisch begründet (Maschinenfundamente etc.) und wird
wie folgt unterschieden:
oberflächennah
– im Verbundestrich (Verschleißschicht)
– auf der oberen Bewehrung
mittig in der Sohlplatte
– Aufzugsträgerelementenmethode
im unteren Drittel der Bodenplatte
– auf der unteren Bewehrung
– auf der Abdeckung im unteren Betonplattenbereich
– bei Stahlfaser- oder Walzbeton (Bild 9).
Bild 9: uponor Industrie-flächenheizung im Walzbeton
Tab. 7: Betonböden – Bestimmen der Betonplattendicke in Abhängigkeit der maximalen Belastung (Zement - Merkblatt Tiefbau)
Bild 7: Fahrverkehr in Industriehallen und radlasten (BetonMarketing ost)
Bild 8: Kontaktpressungen bei Industrieböden (BetonMarketing ost)
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Eine gute Regelbarkeit der Industrieflächenheizung wird sich bei
oberflächennaher Rohrlage ergeben. Diese ist beim Fehlen von
Stahlbeton-Bewehrungen durch Verbundestrich- bzw. Aufbeton-
konstruktionen (Bild 10) oder das Einfräsen von Spuren in
Estrichen oder Betonen (Bild 11) zu erreichen.
Die Wärmeverluste der beheizten Fußbodenkonstruktion gegen
Erdreich werden für Industriehallen mit Raumtemperaturen größer
als 19 °C in praxi wie folgt reduziert:
thermische Entkopplung durch eine vollflächig verlegte
Wärmedämmung (Ū = 0,35 W/(m²·K))
Wärmedämmung eines Randstreifens der Breite bis max. 5 m
(Ū = 0,35 W/(m²·K))
Mindestwärmeschutz nach EnEV 2009/DIN V 4108-6 eines
Randstreifens der Breite bis max. 5 m (Ū = 0,70 W/(m²·K) unter
Berücksichtigung des Temperaturfaktors von 2 nach DIN V 4108-6)
Wirkung des Erdreichs als „Wärmelinse“ nach DIN EN 13370
insbesondere für Hallen mit annähernd quadratischen Sohlplatten.
Die EnEV 2009 enthält Anforderungen an den Wärmeschutz von opaken
Bauteilen (Tab. 8), die dazu führen, dass Sohlplatten zunehmend
heizsystemunabhängig wärmegedämmt werden. So wird innerhalb der
EnEV 2009 auch das Referenz-Nichtwohngebäude mit einer Wärme-
dämmung erdberührter Bauteile (Ū = 0,35 W/(m²·K)) abgebildet.
Es ist zu erwarten, dass Verschärfungen diesbezüglicher Anforde-
rungen in den künftigen Energieeinsparverordnungen dazu führen
werden, möglichst ein annähernd gleiches Wärmedämmniveau aller
opaken Bauteile zu erreichen.
Prinzipiell sollte eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung durchgeführt
werden, um die optimale Wärmedämmvariante (Tab. 9) Bauvorhaben
bezogen bestimmen zu können.
Die Industrieflächenheizung kann auch zur Raumkühlung herangezo-
gen werden. Bild 12 zeigt beispielhaft die Kühlleistungsdichten für
verschiedene Industrieböden in Abhängigkeit der Rohrüberdeckung.
Bild 10: Variable rohrlage in Industriebodenkon-struktionen ohne Bewehrung
Bild 11: Fräsen, rohreinlegen und Verfüllen der Hohlräume im Fußboden (MEro uponor)
Tab. 8: Wärmedämmanforderung an opake Außenbauteile von nichtwohngebäuden nach EnEV 2009
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2.2.2. Warmluftheizung
Diese Systeme werden in Warmlufterzeuger (direkte Heizung ohne
Zwischenträger) und Lufterhitzer (indirekte Heizung mit Zwischenwär-
meträger) unterteilt. Weiterhin wird zwischen zentralen (mit Wärme-
rückgewinnung und Luftbehandlung) und dezentralen Geräten
unterschieden, wobei in der Industrie vorwiegend dezentrale Geräte
(Bild 13) eingesetzt werden. Außerdem werden wand- oder decken-
hängende Geräten eingesetzt. Das ist in beiden Fällen mit dem Verlust
nutzbaren Raumvolumens verbunden und erfordert das Durchdringen
der Gebäudehülle.
Neue Entwicklungen führten zu Geräten mit niedrigen Zuluft-
temperaturen bei Verzicht auf Warmluftrückführung. Einerseits soll der
Brennwerteffekt genutzt werden. Andererseits wird ein vergleichs-
weise niedriger Raumlufttemperaturgradient von ca. 0,4 K/m erwartet.
Inwiefern Wurfweite, Luftführung und thermische Behaglichkeit im
vollen Umfang der notwendigen Leistungsanpassung stabil bleiben,
kann nicht beurteilt werden. Hierzu liegen keine aussagekräftigen
Publikationen vor.
Lufterhitzer werden meist mit einem großen Raumlufttemperatur-
gradienten in Verbindung gebracht, der insbesondere bei Hallenhöhen
von mehr als 4m sowohl die Heizlast als auch die Betriebskosten
gegenüber den Strahlungsheizsystemen deutlich erhöht.
Die dabei oftmals angegebenen Raumlufttemperaturgradienten von
Tab. 9: Wärmedämmstoffe für erdberührte Bauteile (FpX /7/)
Bild 12: Kühlleistungsdichte von Industrieböden in Abhängigkeit des rohrabstandes Va und der Betonüberdeckung SÜ
Bild 13: Wandhängende Lufterhitzer in einer Industriehalle (EnEV-referenz)
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1 K/m gelten jedoch nur für Geräte ohne Warmluftrückführung, die
auch als Rezirkulation bezeichnet wird. Dieser Raumlufttemperaturgra-
dient kann entweder durch Innenjalousien mit Sekundärluftansaugung
(Induktionsjalousie) oder besser durch Deckenventilatoren auf ca. 0,2
bis 0,5 K/m verringert werden. Dazu werden dann auch regelungstech-
nische Komponenten benötigt.
Diese setzen beispielsweise die Deckenventilatoren in Betrieb, wenn
ein Raumlufttemperaturgradient von 4 K zwischen Aufenthaltsbereich
und Dachunterseite überschritten wird. Verringert sich der Gradient
auf 2 K, werden die Ventilatoren abgeschaltet. Die Strategie der
Warmluftrückführung unterstützt auch den Anheizbetrieb nach
Heizunterbrechung in Verbindung mit einer üblichen Überdimensionie-
rung der Geräte.
Auch wenn Industriehallen raumakustisch nicht an Opernhäusern
gemessen werden sollten, spielen Geräusche der Heizsysteme eine
Rolle. Die Lufterhitzer erzeugen Geräusche, so dass der Schalldruckpe-
gel bewertet werden sollte. Dieser bezieht sich häufig nach Werksan-
gaben auf den vollen Luftstrom in einem Abstand von 5 m Hohe und
4.5 m seitlich des Geräts, in einem Raum ohne Reflexion nach DIN EN
23741 und 23742. Die meist angegebenen Werte sind Näherungswerte
für freie Luftumwälzungen, welche aber durch die Eigenschaften einer
bestimmten Montage, dem Überlagern mehrerer Schallquellen, der
baukonstruktiv bedingten Schallreflexion und den Aufheizvorgang des
Raumes (hoher Luftvolumenstrom) beeinflusst werden können.
Konzeptionell und planungsseitig ist folgendes zu bedenken:
Wurfweite und Komfort von Leistung, Volumenstrom und Zuluft-
temperatur abhängig (hohe Leistung bedingt hohe Zulufttemperatur,
folglich verringerte Wurfweite und stärkere Geräusche)
Wurfweiten-Angaben in Herstellerunterlagen gelten nur als
Richtwerte
Düsenauswahl und resultierende Luftführung objektbezogen
vornehmen
Schallleistungspegel zwischen ca. 43 und 75 dB(A) bewertet
Beeinflussung der Luftführung durch Luftwechsel 3..4…8 h-1
(Ventilatorleistungsstufen) und Lamelleneinstellwinkel
Bild 14: Montageempfehlungen für Deckenventilatoren (Fa. Fenne)
Bild 15: Diagramm zum Ermitteln der Deckenventilatorenanzahl (Fa. Fenne)
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Einhalten definierter Montageabstände zu Menschen
und Einrichtungen
Zu- und Abluftschalldämpfer in Sporthallen
Anwendungseinschränkungen beachten
(Luftheizer nicht in Feuchträumen oder in Räumen mit explosiver
Atmosphäre einsetzen; keine Förderung staubhaltiger Luft)
Befestigung am Betonträger oder Stahlträger (Gewicht je Gerät
zwischen 100 kg und 200 kg; bei Dachgeräten bis 500 kg)
umfangeiche sachkundige Elektroarbeiten
Regenhaube und Dach- bzw. Wanddurchführung
bei Außenluft-Ansaugung (raumluftunabhängige Geräte)
Kondensatablauf (ggfs. Tropfenabscheider) und
Wärmedämmung bei Raumkühlung
Überdimensionierung gegenüber Heizlast von ca. 20 % empfohlen
(vgl. DIN EN 12831 mit Anhang; auch als Aufheizreserve zu
verstehen)
jährliche Wartung (Axialventilator, Filtereinsätze, Wärmetauscher,
Brenner, Abgasanlage, Prüfung Nennwärmebelastung, Funktions-
bauteile).
Als mögliches Zubehör gilt folgendes:
Deckenventilator oder Ausblaskonus oder Induktionsjalousie
(für Anpassung der Wurfweite; insbesondere für die Nachrüstung)
Ansaugkanal (für gezieltes Ansaugen kalter Luft aus dem
Bodenbereich)
Stufenschalter (für Veränderung der Drehzahl und damit des
umgewälzten Volumens) oder komplette Warmluftrückführungs-
regelung
Bild 14 und Bild 15 verdeutlichen hierzu abschließend die typische
Anordnung der Deckenventilatoren und das Ermitteln der Anzahl der
Deckenventilatoren für die Warmluftrückführung.
Die Warmluftrückführung bei Lufterhitzern verringert den Endenergie-
bedarf, was zunächst ein Vorteil ist. Allerdings nehmen die investiti-
onsgebundenen Kosten und die betriebsgebundenen Kosten zu, so
dass sich nicht mehr äußerst niedrige Investitionskosten ergeben. Im
Sinne von Energieeffizienz und Umweltschutz ist die Warmluftrückfüh-
rung natürlich zu bevorzugen, sofern dass die Technologie und die
Dachkonstruktion der Hallen zulassen.
Wichtig ist in jedem Fall, die Luftverteilung und Luftführung objektbe-
zogen auf die Technologie und die Einbauten der Halle abzustimmen.
Bild 16 zeigt qualitativ die Zusammenhänge, die auf grundlegenden
Arbeiten von BATURIN, GRIMITLIN und SHEPELEV beruhen. Die
Theorien zum Frei- und Wandstrahl einschließlich der Anwendungen in
Nichtwohngebäuden wurden bereits in den 50er Jahren auf hohem
Niveau ausgearbeitet und später in Simulationen (CFD) überführt.
Sofern die Rechenmodelle das zulassen, sollten CFD-Simulationen in
Verbindung mit thermischen Simulationen bei der TGA-Fachplanung
für kombiniertes Heizen und Lüften bzw. Kühlen und Lüften einge-
setzt werden. Das ist auch hinsichtlich der zulässigen Luftgeschwindig-
keiten von Bedeutung, damit spätere Klagen vermieden werden.
Automatisch zu verstellende oder von Hand verstellbare Drallluftver-
teiler sorgen im Betrieb für eine lastangepasste Luftverteilung, wobei
prinzipiell zwischen den Betriebsarten Heizen, Isotherme Fahrweise
und Kühlen unterschieden wird. Damit unterscheiden sich diese
Systeme funktionell und kostenseitig von den leider oftmals bevor-
zugten billigen Geräten.
Bild 16:.Hochregallager, Luftverteilung und zu bevorzugender Luftdurchlass (Werkbild Hoval)
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2.2.3. Deckenstrahlplatten
Die Leistung von Deckenstrahlplatten wird nach DIN EN 14037
bestimmt und bezieht sich auf eine Normübertemperatur von 55 K.
Deckenstrahlplatten werden allgemein mit einem Strahlungsanteil
zwischen ca. 70 und 77 % ausgewiesen. Neuere Entwicklungen werden
mit bis zu 81 % angegeben (Bild 17), wobei dafür Bleche zum
Verringern der Konvektion (sog. Strahlkanten) und eine oberseitige
zusätzliche Wärmedämmung sorgen sollen.
Abweichend von der geraden Anordnung beträgt der Strahlungsanteil
bei Schrägstellung nur ca. 60 %. Einerseits nimmt durch den größeren
konvektiven Anteil die Gesamtleitsung der Deckenstrahlplatte zu,
andererseits verringert sich die Wirkung der Strahlung.
Der Konvektionsanteil an der Wärmeabgabe ist außerdem von der
Plattengröße, -geometrie und -anordnung abhängig (Strahlplatten-
band oder Einzelplatte). Die Energieeffizienz, abgeleitet aus den
resultierenden Wärmeverlusten z. B. über einen erhöhten Transmissi-
onswärmestrom über das Dach (in DIN V 18599-5 mit dem Teilnut-
zungsgrad ηB abgebildet) sind damit vom System (Konvektionsblech,
Kante, gewölbte Platte), der Plattenanordnung (längs oder quer) und
Außenwandabstand sowie (in geringem Maße) der Dachkonstruktion
(Flach- oder Sheddach) abhängig.
Bei der Planung der Deckenstrahlplatten ist folgendes zu
berücksichtigen:
Planen der Deckenstrahlplatten(bänder) anhand der Verteilung
der Raumtemperatur für eine Toleranz von max. 0,5 K
Festlegen des Wandabstandes und Berechnen des zusätzlichen
energetischen Aufwandes bei außenwandnaher Anordnung
zusätzliche Belastung der Deckenkonstruktion
bei Schrägstellung erhöhter konvektiver Anteil, der auch die
Transmissionsheizlast (Dach) vergrößert
für niedrige Systemtemperaturen hohe Investitionskosten infolge
hoher Belegungsdichte
Einschränkungen in der Anwendung durch Einbauten wie z. B.
Krananlagen, Regale, etc.
relativ gleichbleibend hoher Verrohrungsaufwand auch bei
Deckenstrahlplatten in Niedrigstenergiegebäuden
thermisch bedingte Ausdehnung und geeignete Kompensation
gelegentliches Durchbiegen der Plattenbänder bei großen
Temperaturspreizungen (alternative Heizwasserführung und
Plattentypen prüfen)
Entlüftung über Hauptleitung oberhalb der Deckenstrahlplatten
Sporthallen mit abgehängter Deckenstrahlplatte und BallabweishaubeBild 17: Deckenstrahlplatte mit hohem Strahlungsanteil (Fa. Frenger)
Tab. 10: Kühlleistungsdichte einer Deckenstrahlplatte (Herstellerangabe)
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Im Gegensatz zu den Gasstrahlern kann die Deckenstrahlplatte auch
zur Raumkühlung herangezogen werden. DIN EN 14037-4 beinhaltet
die Prüfverfahren für die Kühlleistung von Deckenstrahlplatten, die
frei an der Decke abgehängt sind. Tab. 10 enthält hierzu beispielhaft
Angaben eines Herstellers zu den Kühlleistungsdichten von Bändern.
Es ist zu beachten, dass die Heiz- und Kühlleistungen von der
Wärmedämmung auf der Oberseite beeinflusst werden. So wird eine
höhere Kühlleistung erzielt, wenn diese auf der Oberseite fehlt.
Allerdings verringert sich dann die Energieeffizienz der Deckenstrahl-
platte im Heizbetrieb deutlich.
2.2.4. Gasinfrarotstrahler
Gasinfrarotstrahler /8/ werden bekanntermaßen in Dunkelstrahler und
Hellstrahler unterteilt und eignen sich für Raumhöhen von mehr als
4 m (Mindestaufhängehöhe).
Dunkelstrahler sind geschlossene Geräte und arbeiten mit einer
Rohroberflächentemperatur von 300 °C bis 650 °C je nach Leistung
und Ausführung. Abhängig von der Bauart und Brennertechnologie
liegen die sog. Strahlungsfaktoren aufgrund der gegenüber Hellstrah-
lern niedrigen Temperaturen zwischen 45 % und 55 %, wobei
moderne, gut wärmegedämmte Geräte max. 77 % erreichen können.
Für Kombistrahler werden bis zu 80 % angegeben. Moderne neuartige
Wärmedämmungen (der Begriff der Isolierung ist hierbei immer noch
falsch) basieren auf einem Keramikfaser-Verbund. Zudem sollen tiefer
gezogene Seitenteile den Wirkungsgrad der Strahlung steigern.
Das Einhalten gesetzlich vorgeschriebener Abgaswerte setzt den
Weiterentwicklungen von Dunkelstrahlern allerdings Grenzen.
Für Hellstrahler (Bild 18, Oberflächentemperatur 750 °C bis 950 °C)
wird der Strahlungsfaktor mit 65 % bis 77 % angegeben. Die Spitze
dieses Feldes markiert ein Hellstrahler mit sog. Delta - Mischkammer,
der einen Strahlungsfaktor von ca. 80 % erreichen soll. DIN EN 419-1
2006 stellt die Gerätenorm für Hellstrahler dar. In DIN EN 419-2 sind
die Messverfahren zur Bestimmung der Strahlungsfaktoren (nähe-
rungsweise Wirkungsgrad) beschrieben. Weitere relevante Normen sind
in diesem Zusammenhang DIN EN 416 für Dunkelstrahler (Einzelabgas-
anlage) und DIN EN 777 (Sammelabgasanlage). Planung, Erstellung,
Instandhaltung und Betrieb von Dunkelstrahleranlagen sind im DVGW
Arbeitsblatt G 638-2, für Hellstrahler im DVGW Arbeitsblatt G 638-1
beschrieben. Für die Abnahme gilt das Arbeitsblatt Nr. 904 „Abnah-
men an Feuerungsanlagen“ des ZIV.
Bild 18: Gasstrahler-Anordnung (ASuE, links) und Hellstrahler
3 6 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
Aufgrund der Wirkweise der Gasstrahler (vgl. sog. Bedford-Faktor)
wird die nach DIN EN 12831 ermittelte heizsystemunabhängige
Heizlast gemäß DVGW Arbeitsblatt G 638-2 reduziert. Die zu
installierende Heizleistung der Gasstrahler wird meist mit 85 % der
Heizlast angegeben. Allerdings ist begrifflich und in Zahlen zwischen
dem sog. Strahlerwärmebedarf (Strahlerheizleistung) und der
Strahlerwärmebelastung zu unterscheiden. In die letztgenannte Größe
gehen die Systembesonderheiten wie z. B. Abgasabführung ein.
Eine Besonderheit der Gasstrahler im Vergleich zu wassergeführten
Strahlungsheizungen stellt das Bereitstellen der Verbrennungsluft und
die Abgasabführung dar. Hellstrahler gelten beispielsweise als
Gasgeräte A1 (Verbrennungsluft aus dem Raum; ohne Abgasschorn-
stein; ohne Ventilator). Es ist zu beachten, dass 10 m³ Raumluft-
volumen je 1 kW installierter Nennwärmebelastung vorzusehen ist.
Die Belüftung der Aufstellungsräume kann laut DIN EN 13410 wie
folgt realisiert werden:
Abführung der Abgas-/Luftmischung durch thermische Entlüftung;
Abführung der Abgas-/Luftmischung durch mechanische Entlüftung;
Abführung der Abgas-/Luftmischung durch natürlichen Luftwechsel.
Für die Heranführung des Verbrennungsluftvolumens sind Belüftungs-
öffnungen erforderlich, die unterhalb der Aufhängehöhe der Strahler
anzuordnen sind. Die Summe der freien Querschnitte aller Belüftungs-
öffnungen darf nicht kleiner sein als die Summe der freien Quer-
schnitte aller Entlüftungsöffnungen.
Sind die Belüftungsöffnungen verschließbar, darf die Gaszufuhr zu den
Strahlern nur freigegeben werden, wenn die Belüftungsöffnungen
offen sind.
Für die indirekte Abführung der Abgase wurde früher ein spezifischer
Abluftvolumenstrom von 30 m³/kW als notwendig angesehen.
DIN EN 13410 enthält 3 Methoden der Abgasführung mit einem
verringerten Abluftvolumenstrom:
thermische Entlüftung (10 m³/h/kW)
mechanische Entlüftung (10 m³/h/kW)
Entlüftung durch natürlichen Luftwechsel (Luftwechsel > 1,5 h-1 oder
weniger als 5 W/m³ Heizlastdichte).
Die Belüftung über Dach- oder Wandventilatoren kann erforderlich
sein und verursacht dann Zusatzkosten. So werden z. B. für eine
Sporthalle (Bodenfläche 44 m x 22 m) 2 Wandventilatoren erforderlich,
wobei 1 Gerät einen Volumenstrom von 4 200 m³/h fördert.
Allerdings darf bei der mechanischen Abführung der Abgase bei
Hellstrahlern nicht übersehen werden, dass nach Abschnitt 3.5 des
DVGW-Arbeitsblattes G 638-1 als Belüftungsöffnungen für die
Heranführung des Luftvolumens auch die vorhandenen Spalten und
Fugen verwendet werden können, soweit ihre Querschnitte nicht
veränderlich sind. Das ist bei seriösen Kostenvergleichen von Gebäude-
hülle und unterschiedlichen Heizsystemtechniken zu berücksichtigen.
Inwiefern Abluftventilatoren die Lüftungsheizlast beeinflussen, ist im
Zusammenhang mit der natürlichen Lüftung (Gebäudedichtheit,
technologisch bedingte Türöffnungen) und dem benötigten Abluftvo-
lumenstrom zu betrachten.
Dunkelstrahler verursachen infolge der Abgassammelleitung oder
mehrerer Dachdurchdringungen für die Abgasabführung zusätzliche
Investitionskosten, die berücksichtigt werden müssen.
Während wassergeführte Strahlungsheizsysteme mit zentraler
Wärmeversorgung durch die Variation der Vorlauftemperatur stufenlos
an jeden Teillastfall angepasst werden können, gibt es bei den
Dunkel- und Hellstrahlern in der Regel nur die 3 Betriebszustände
„Teillast“, „Volllast“ und „Abgeschaltet“.
Folgende Regelungsstrategien werden bei Gasstrahlern realisiert:
0 %, 50 % oder 100 %
modulierend zwischen 50 % und 100 %
Gruppenabschaltung
Schalten verschiedener Temperaturzonen
(modularer Aufbaus der Systeme).
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 3 7
Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
zusätzliche Erwärmung von Maschinen und Einbauten durch
Bestrahlung
aufwendige jährlich durchzuführende Wartungsarbeiten
(Gerüst, Hebebühne) nach DVGW Arbeitsblatt 676
zusätzlicher Heizkessel für Nebenräume nötig
Gefahr der Schwitzwasserbildung bei Hellstrahlern
Dunkelstrahler unterliegen der Mess- und Überprüfungspflicht
nach 1. BImschV (für Hellstrahler nicht zutreffend)
Dunkelstrahler mit Geräuschentwicklung
keine Möglichkeit der Raumkühlung
Die jährlich durchzuführenden Wartungsarbeiten (Gerüst, Hebebühne)
z. B. für Dunkelstrahler nach DVGW Arbeitsblatt 676 beinhalten
folgende Arbeiten (in Anlehnung an Herstellerunterlagen):
Reinigung der Strahlrohre
Dichtheitsprüfung der gasführenden Strahleranschlüsse
Funktionsprüfung der Zündeinrichtung, Flammenüberwachung und
Drucküberwachungseinrichtung
Die Modulation ist hinsichtlich des Verbrennungsvorganges energe-
tisch vorteilhaft, kann aber zu Raumtemperaturschwankungen führen.
Auch empfehlen sich aus regelungstechnischen Gründen mehrere
kleinere Geräte.
Werden Ventilatoren eingesetzt, enthält die Regelung eine Ventila-
toransteuerung. Zur Regelungstechnik können außerdem Sensoren
zum Erfassen von Strahlungseinflüssen und inneren Wärmequellen
gehören.
Hinsichtlich der Planung gelten folgende Randbedingungen,
Restriktionen und Besonderheiten:
Abstandsregeln von Gasstrahlern zu brennbaren Bauteilen
und gelagerten brennbaren Stoffen
(resp. Verlust an Hallenvolumen Bild 19)
Abstandsregeln der Abgasanlage zu brennbaren Bauteilen
und Stoffen
Mindestaufhängehöhen in Abhängigkeit der Nennwärmebelastung
des Strahlers
Bild 19: Mindestabstand von Gasstrahlern zu brennbaren Stoffen (Herstellerangabe)
3 8 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
Funktionsprüfung der Regel- und Steuereinrichtungen,
Schal- und Anzeigegeräte
Kontrolle des Anschluss- und Düsendruckes
Funktionsprüfung der Abgasanlage und Luftzuführung
Überprüfung der einzuhaltenden Sicherheitsabstände
zu brennbaren Bauteilen und Stoffen.
Zwischen den später aufgezeigten theoretischen Werten der Energie-
effizienz und den Praxiswerten können deutliche Unterschiede
auftreten, die auch mit der allgemeinen Planungspraxis im Zusammen-
hang stehen. So erlauben einerseits höhere Hallen zwar größere
Geräteleistungen und damit niedrigere Gesamtkosten pro kW
installierter Leistung bei geringerem Installationsaufwand. Anderer-
seits wird die Regelfähigkeit im Teillastbereich beeinträchtigt, wenn
nur wenige Strahler mit hoher Leistung installiert sind. Ein sinnvoller
Kompromiss lässt sich mit Hilfe der Intensitätsverteilungsdiagramme
finden, die die Geräteanbieter zur Verfügung stellen. Bild 20 zeigt
hierzu den planerischen Nachweis auf der Grundlage der Strahlungs-
intensitätsverteilung (Herstellerangaben) und der Abbildung
verschiedener Temperaturen in der Halle (Luft-, Strahlungs- und
operative Temperatur in unterschiedlichen Ebenen).
Bild 21 verdeutlicht die energetische Effizienz von Hellstrahlern,
abgeleitet aus den Ergebnissen der GAEEH-Studie /1/. Hierbei wurden
die Betrachtungen zur Beurteilung der Geräte anhand DIN EN 416/419
mit den Ergebnissen der thermischen Simulation verglichen.
Deutlich ist zu erkennen, dass Geräte mit einem hohen Strahlungsfaktor
(ca. 75 %) zu besseren Ergebnissen führen als die gegenwärtig häufig
eingesetzten Geräte mit Strahlungsfaktoren zwischen 50 % und 60 %.
Es wird aber auch deutlich, dass energetische Vorteile der Hellstrahler
gegenüber alternativen Heizsystemen bei reduzierter spezifischer
Heizlast kaum eintreten oder zumindest Geräte mit einem hohen
Strahlungsfaktor erfordern, die mit höheren Investitionskosten
verbunden sind. Die geringere Energieeffizienz zeigt sich auch in
Hallen niedriger Höhe. Allerdings gibt es für
Niedrigstenergie(nichtwohn)gebäude noch Untersuchungsbedarf,
in welchem Umfang der konvektive Anteil an der Leistungsabgabe die
Transmissionswärmeverluste über Dach und ggfs. Außenwand
vergrößert. Auch ist bei geringer Strahlungsintensität nur eine geringe
Absenkung der Raumlufttemperatur gegeben, so dass sich die
Unterschiede zwischen sämtlichen Hallenheizsystemen einschl. der
Gasstrahler verringern.
Bild 20:Strahlungsintensität mehrerer Strahler (links) und Temperaturverteilung In einer Halle (JAHnKE /9/) als planungskriterien
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 3 9
Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
Nicht ganz unproblematisch gestaltet sich für Gasstrahlersysteme der
Nachweis, die Anforderungen des EEWärmeG hinsichtlich eines
Mindestdeckungsanteils regenerativer Energien am Wärmeenergie-
bedarf (§5) zu erfüllen. Hierzu werden folgende Möglichkeiten
angegeben, die Energieberater und TGA-Fachplaner Bauvorhaben
bezogen kontrollieren müssen:
Wahrnehmung von zulässigen Ersatzmaßnahmen (EEWärmeG §7)
Nachweis einer deutlich höheren Energieeffizienz gegenüber der
Referenz freie Heizfläche bzw. Lufterhitzer für Nichtwohngebäude
(EnEV 2009)
Nachweis eines deutlich höheren (feuerungstechnischen) Wirkungs-
grades gegenüber konventioneller Feuerung
Eine neuere Entwicklung auf dem Gebiet der Infrarottechnologie
ist das Heizsystem H.Y.B.R.I.D. eines namhaften Herstellers.
Ein zusätzliches Wärmetauschersystem dient dazu, die im Abgas von
Dunkelstrahlern enthaltene Energie zu nutzen, welche bisher
weitestgehend an die Umgebung verloren ging. Die Restwärme wird in
dem Wärmetauscher einem Wasserkreislauf zur Verfügung gestellt und
in einen Pufferspeicher geleitet. Das Wärmetauschersystem kann auch
bedarfsgerecht in bereits bestehende Anlagen integriert werden.
Bild 21: Kenngröße f
rADIAnT in DIn V 18599
(Vorschlag von oSCHATZ /1/) für Hellstrahler in Abhängigkeit des Strahlungsfaktors r (parameter: Hallenhöhe und Heizlastdichte)
4 0 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
3. Energieeffizienz – Bewertung des Endenergiebedarfes für
raumheizung
3.1. Ausgangslage nach DIn V 18599 (2007-02)
DIN V 18599-5 enthält die Ansätze zum Berechnen der Verluste der
Wärmeübergabe von Heizsystemen und ist natürlich auch für
Hallenheizsysteme eine Bewertungsgrundlage. Glg. 3.1.-1 verdeutlich
die Einflussfaktoren auf die zusätzlichen Verluste der Wärmeübergabe.
Nach Glg. 3.1.-2 beeinflusst das heizsystemabhängige vertikale
Lufttemperaturprofil die Transmissionswärmeverluste der Hallen.
Hiervon sind beispielsweise die Dächer betroffen, wenn dort Decken-
strahlplatten mit höherem Konvektionsanteil an der Wärmeabgabe
montiert sind.
Auch die unterschiedlichen Verluste der Außenbauteile werden durch
die Heizsysteme beeinflusst, was z. B. erdberührte Bauteile mit
Fußbodenheizungen betrifft (Tab. 11).
DIN V 18599-5 wird gegenwärtig hinsichtlich des Bewertens von
Hallenheizsystemen auf der Grundlage einer umfassenden Studie /1/
mit folgender Zielstellung überarbeitet:
Aufstellen praxisgerechterer Nutzungsprofile
bessere Erfassung bauphysikalischer Zusammenhänge (z. B.
Speichereffekte)
präzisere Bewertung der Energieeffizienz auf der Grundlage von
thermischen Simulationen
stärkeres Berücksichtigen und Differenzieren der Heizsystemspezifik
(z. B. Unterschiede zwischen konvektiven und Strahlungsheizsyste-
men)
Berücksichtigen verbesserter Systemtechnik (z. B. Luftheizsysteme
mit Warmluftrückführung, Brennwerttechnik bei dezentralen
Heizsystemlösungen).
Im Rahmen der EnEV 2009 (Anlage 2 Tabelle 1) gelten für Nichtwohn-
gebäude folgende Hallenheizsysteme als Referenz:
3.3 Heizung (Raumhöhen < 4 m) – Wärmeübergabe
bei statischer Heizung:
freie Heizflächen an der Außenwand mit Glasfläche mit
Strahlungsschutz, P-Regler (1 K), keine Hilfsenergie
bei Umluftheizung (dezentrale Nachheizung in RLT-Anlage):
Regelgröße Raumtemperatur, hohe Regelgüte.
3.4 Heizung (Raumhöhen > 4 m)
Heizsystem: Warmluftheizung mit normalem Induktionsverhält-
nis. Luftauslass seitlich, P-Regler (1 K) (nach DIN V 18599-5:
2007-02)
Der Strahlungsfaktor fRadiant
als Bestandteil der Glg. 3.1.-1 soll die
energetischen Vorteile sämtlicher Strahlungsheizsysteme (fRadiant
=
0,85) gegenüber der Luftheizung (fRadiant
= 1,00) verdeutlichen. Hierbei
war zu vermuten, dass dabei die Strahlungsheizsysteme zu undifferen-
ziert und die Luftheizung mit Warmluftrückführung zu schlecht
abgebildet werden.
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 4 1
Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
3. Heizunterbrechung
Heizsysteme Raumhöhe < 4 m: Absenkbetreib mit Dauer gemäß
den Nutzungsrandbedingungen in Tabelle 4
der DIN V 18599-10: 2007-02
Heizsysteme Raumhöhe > 4 m: Abschaltbetrieb mit Dauer
gemäß den Nutzungsrandbedingungen in Tabelle 4 der DIN V
18599-10: 2007-02
3.2. Endenergetische Betrachtung (GAEEH Studie /1/)
Die Arbeiten an einer Studie Gesamtanalyse Energieeffizienz von
Hallengebäuden (GAEEH /1/), gefördert mit Mitteln der Forschungsi-
nitiative Zukunft Bau des Bundesinstitutes für Bau-, Stadt- und
Raumforschung und deshalb nach Beendigung zu veröffentlichen,
stehen vor dem Abschluss. Nach einer Analyse der Ergebnisse auf der
Grundlage von DIN V 18559 in Verbindung mit verschiedenen
Software-Lösungen erfolgte am ITG Dresden detaillierte Simulationen,
deren Ergebnisse in die Überarbeitung der Norm in Vorbereitung der
EnEV 2012 einfließen sollen.
Folgende Hallentypen und Nutzungsvarianten wurden untersucht:
Neubau und Bestandshallen mit verschiedenem baulichen Wärmeschutz
(Neubau nach Stand 2010, Bestandsgebäude nach 1980) und Heizlast
Varianten mit unterschiedlicher Fensterfläche und Wärmedämmung
der Gebäudehülle (insbesondere auch der Sohlplatte)
Berücksichtigung der Wärmespeicherfähigkeit des Baukörpers und
technologischer Einrichtungen
Hallen verschiedener Abmessungen (z. B. Hallenhöhe 7 m und 16 m)
Analyse von Werkstatt, Fertigungsbetrieb, Logistikhalle, Baumarkt,
Lebensmittelmarkt und Sporthalle
unterschiedlicher Luftwechsel mit Luftwechselzahlen
zwischen 0,05 h-1 und 2 h-1
Hallen mit unterschiedlichen Nutzungen und internen Wärmegewin-
nen (Wärmebelastungsdichte 15 W/m² und 35 W/m²)
Nutzungsprofile 22.1 bis 22.3 mit differenzierten Nutzungszeiten
einschl. intermittierendem Betrieb
Tab. 11: DIn V 18599 (2007-02): Bewertung von Hallenheizsystemen anhand von Teilnutzungsgraden
4 2 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
Trinkwarmwasserbereitung nicht berücksichtigt.
Die Hallenheizsysteme und deren Betriebsführung wurden wie folgt
unterschieden:
dezentrale Warmlufterzeuger (70 °C/50 °C)
– Luftheizung mit decken- und wandmontierten Geräten
– Luftheizung ohne und mit Warmluftrückführung
Hellstrahler mit differenziertem Strahlungsfaktor (Dunkelstrahler
wurden wegen zu komplizierter Modellbildung nicht bewertet)
Deckenstrahlplatten (70 °C/50 °C)
mit veränderlichem Strahlungsanteil
Fußbodenheizung (45 °C/35 °C) im Neubau
mit unterschiedlichen Wärmedämmvarianten
Absenk- und Abschaltbetrieb.
Exemplarisch enthält Tab. 12 ausgewählte Ergebnisse für unterschied-
liche Heizsysteme und verschiedene Hallentypen mit differenzierter
Nutzung und technologischer Wärme (interne Wärmebelastungsdichte
35 W/m² bzw. 15 W/m²).
Hierzu zusammenfassend lässt sich feststellen, dass es Unterschiede
zwischen der bisherigen Bewertung nach DIN V 18599-5 (2007-02),
der Simulation im Rahmen der GAEEH-Studie und den bereits vorab
eingereichten Vorschlägen zur Veränderung der DIN V 18599 in
Vorbereitung der EnEV 2012 gibt.
Hellstrahler und Luftheizer mit Warmluftrückführung erreichen hohe
Nutzungsgrade. Werden die Wärmeverluste bei Deckenstrahlplatten
und Fußbodenheizungen durch geeignete Maßnahmen reduziert,
rücken die Systeme energetisch betrachtet zusammen.
Alle beschriebenen Systeme liegen deutlich unter dem Wert der
Warmluftheizung mit seitlichem Auslass ohne Warmluftrückführung.
Diese Variante ist die Referenzanlage nach EnEV 2009 in Hallen mit
einer Höhe von mehr als 8m und wird im Rahmen der GAEEH-Studie
mit Werten zwischen 1,31 und 1,65 ausgewiesen.
Die Ergebnisse der Simulation gründen sich allerdings auf weitgehend
ideale Annahmen insbesondere für die Hellstrahler und die Luft-
heizung, bei der die Warmluftrückführung in praxi selten realisiert
wird. Außerdem ist zu beachten, dass die Fußbodenheizung zu einer
deutlich besseren thermischen Behaglichkeit führt als alle anderen
Systeme. Beide Aspekte werden in den folgenden Abschnitten noch
einmal kurz aufgezeigt.
Abkürzungen: HS = Hellstrahler • LH = Lufterhitzer • LH mit WLR = Lufterhitzer mit Warmluftrückführung DSP = Deckenstrahlplatte • FBH = Fußbodenheizung • BW = Brennwerttechnik
*) FBH thermisch entkoppelt; sonst Wärmedämmung (Streifen) mit U = 0,35 W/(m².K)
Tab. 12: Endenergiebedarf Wärme (heizwertbezogen, normiert auf Hellstrahler mit indirekter Abgasführung) in GAEEH /1/
HS LH mit WLr
DSp FBH
große Halle (H = 16 m) ohne technologi-sche Wärme
• referenz LH mit 1,65
• Simulation WÜ Raum 1 1,05 1,07 1,08*
• DIN V 18599 neu (BW) 1 1,12 1,16 1,10*
große Halle (H = 16 m) mit technologischer Wärme
• referenz LH mit 1,34
• Simulation WÜ Raum 1 0,98 1,03 1,12
• DIN V 18599 neu (BW) 1 1,11 1,1 1,13
kleine Halle (H = 7 m) mit technologischer Wärme
• referenz LH mit 1,31
• Simulation WÜ Raum 1 0,97 0,99 1,19
• DIN V 18599 neu (BW) 1 1,05 1,05 1,13
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 4 3
Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
3.3. unsicherheiten in der Bewertung von Hallenheizsystemen
nach DIn V 18599
Tab. 13 zeigt einen Auszug aus dem Entwurf der künftigen DIN V
18599-5 für Hallenbauten mit einer Höhe von mehr als 4 m. Gegenüber
der derzeit gültigen Norm wurde ein Vorschlag zur Überarbeitung der
Kenngrößen fRADIANT
unterbreitet.
Die Größe fRADIANT
wurde im Zuge der DIN V 18599 eingeführt, um die
energetischen Vorteile von Strahlungsheizungen gegenüber konvekti-
ven Heizsystemen abzubilden. Da das allem Anschein nach für
Lufterhitzer mit Warmluftrückführung nicht mehr zutrifft, hat auch
diese Kenngröße im eigentlichen Sinne keine Berechtigung mehr. Auch
sollten die energetischen Auswirkungen der Betriebsführung
(intermittierender Betrieb) besser der Kenngröße fint
zugeordnet
werden, die die Auswirkungen von Heizunterbrechungen abbildet.
Nach wie vor bestehen außerdem Unklarheiten im Bestimmen der sog.
Strahlungsfaktoren für Gasstrahler und Deckenstrahlplatten. Inwiefern
die für Gasstrahler relevanten DIN EN 416/419 mit dem sog. Strah-
lungsfaktor für andere Systeme überhaupt eine Basis des Bewertens
bilden kann, bleibt auch im Ergebnis der GAEEH-Studie unklar.
Tab. 14 zeigt den Entwurf des überarbeiteten Abschnitts, der die
Teilnutzungsgrade ηB sowie. ηL auf der Grundlage des Lufttemperatur-
gradienten Θ’L abbildet. Die Industrieflächenheizung führt im Vergleich
zu den alternativen Heizsystemen bekanntermaßen zum geringsten
Lufttemperaturgradienten. Wird ein sehr guter baulicher Wärmeschutz
in Abhängigkeit der Bodenplattenabmessungen (DIN EN 13370 und
die Kenngröße eines charakteristischen Bodenplattenmaßes B‘), der
Erdreichkonsistenz und des Grundwasserstandes vorgesehen, bleiben
auch die Wärmeverluste dieses erdberührten beheizten Bauteils gering.
Tab. 15 enthält hierzu abschließend den Hilfsenergieaufwand für
Lufterhitzer und Gasstrahler.
Während die Fußbodenheizung innerhalb DIN V 18599-5 mit mehrfa-
chen Detailunterschieden wie Rohrüberdeckung und Umfang des
Wärmeschutzes versehen ist, wird das bei den anderen Systemen etwas
vermisst. Weder Schrägstellung noch Tandemanordnung bei Gasstrah-
lern noch weitgehend analoge Montagen bei Deckenstrahlplatten (vgl.
Tab. 13: DIn V 18599-5 (E.2011) und die überarbeitete Kenngröße frADIAnT
Tab. 14: DIn V 18599-5 (für den Entwurf 2011): Vertikale Lufttemperaturanstiege und Teilnutzungsgrade der spezifischen Außenbauteilverluste
Für Hell- und Dunkelstrahler ist der Faktor für den Strahlungseinfluss nach folgender Gleichung zu berechnen:
4 4 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
Herstellerunterlagen) werden bewertet. Das oftmals bemühte
Marketingargument der Hersteller, dass infolge des Strahlungswärme-
austausches mit Fußboden und Wand thermisch behaglichere Zustände
eintreten, spiegelt sich nicht in energetischen Mehraufwendungen
wider. Oder das Argument ist falsch (was z. B. durch das Abbilden sehr
niedriger Fußbodenoberflächentemperaturen bei Hellstrahlern im
Rahmen der GAEEH-Studie eher wahrscheinlich ist).
Für die thermisch entkoppelte Fußbodenheizung ergibt sich in der
Simulation im Vergleich zur Deckenstrahlplatte derselbe endenerge-
tische Wert, der bei geplanten unterschiedlichen Werten für fRADIANT
in
der DIN V 18599 (FBH mit 1,0 zu DSP mit 0,97) nicht abgebildet wird.
Momentane Imponderabilien wie die tatsächliche Effizienz der
Warmluftrückführung unter Einhaltung der Behaglichkeitskriterien
sowie die Wärmeverluste erdberührter Bauteile in Abhängigkeit der
Bodenplattengeometrie lassen endgültige Aussagen zu Detailphäno-
menen mit energetischer Relevanz nicht zu. Hierzu müssen sich
detaillierte Untersuchungen der Raumluftströmung (CFD-Methode)
und der Wärmeverluste erdberührter Bauteile nach DIN EN 13370
anschließen. Für Gasstrahler fehlen verlässliche Aussagen zu den
energetischen Unterschieden von Hell- und Dunkelstrahlern sowie
zur Energieeffizienz in Niedrigstenergiegebäuden.
Und noch ein wichtiger Hinweis für die TGA-Fachplaner. Zunächst ist
es nicht Aufgabe der DIN V18599 dazu Stellung zu nehmen, wie die
Systemvoraussetzungen zum Erreichen der thermischen Behaglichkeit
gestaltet werden müssen. Dennoch sollten die Zahlen nach
DIN V 18599 immer im Zusammenhang damit gesehen werden, welche
Geräteanzahl, Gerätegröße und Anordnung zum Erreichen der
Randbedingungen resp. thermischen Behaglichkeit notwendig sind.
Es kann nicht sein, dass einerseits aus Gründen niedrigster Investiti-
onskosten gerade dabei in der Praxis (Ausführungsplanung) gespart
wird, um sich vorab für eine hohe Energieeffizienz (pauschal nach
DIN V 18599) loben zu lassen.
In diesem Zusammenhang geht es in der Planungspraxis z. B. um die zu
installierende Leistung, die gegenüber der Heizlast nach DIN EN 12831
bei Gasstrahlern um 15 % bis 30 % (!) ungeachtet des „Bedford-Faktors“
bzw. des DVGW W 628, bei Deckenstrahlplatten beliebig unter- oder
überschritten und bei Lufterhitzern um 20 % (für die Aufheizung nach
Heizunterbrechung notwendig) überschritten wird. Für die Industrieflä-
chenheizung ist der Zusammenhang zwischen Rohranordnung im Beton,
Rohrabstand (Bandbreite 15 cm bis 80 cm (!)) und Systemtemperatur
(35 °C/28 °C oder 55 °C/45 °C) zu berücksichtigen.
Alles in allem sollten Varianten für alle Systeme stringent bewertet und
auch ausführungsreif geplant werden, die mit den Randbedingungen
und Ergebnissen der energetischen Bewertung nach DIN V 18599
korrespondieren.
Tab. 15: DIn V 18599-5 (für den Entwurf 2011): Hilfsenergiefaktoren dezentraler Hallenheizsysteme
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Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
3.4. Thermische Behaglichkeit
Im Ergebnis der GAEEH-Studie /1/ wurde hervorgehoben, dass unter
Berücksichtigung der Randbedingungen der Untersuchungen die
Fußbodenheizung die höchste thermische Behaglichkeit (vgl. hierzu
die niedrige Summenhäufigkeit der Unterschreitung der Soll-Raum-
temperatur in Bild 22) erreicht. Da außerdem sowohl besonders bei
Gasstrahlern als auch bei Deckenstrahlplatten die oft versprochenen
Erhöhungen der Fußbodenoberflächentemperaturen in Theorie
(GAEEH-Studie) und Praxis (z. B. durch Verschattungen) nicht
nachgewiesen werden konnten (Bild 23), bleibt es beim Vorteil des
hohen Fußkomforts infolge einer Fußbodenheizung.
Die hohe thermische Behaglichkeit der Fußbodenheizung ist jedoch
mit einem zeitweiligen Überheizen verbunden (Bild 24). Hierbei spielt
die Betriebsführung mit Inbetriebnahme und Abschalten gerade bei
Systemen mit großer Rohrüberdeckung eine wichtige Rolle.
Vorteilhaft für den Aufheizvorgang sind die oberflächennahe Rohrlage
und die Temperaturerhöhung bis zur zulässigen Grenztemperatur des
Fußbodens beim Aufheizen (Schnellaufheizung). Das seit den 90er
Jahren erfolgreiche praktizierte velta Schnellaufheizprinzip erfordert
Bild 22: raumtemperatur-Sollwertabweichung einer Fußbodenheizung in einer großen Halle (Höhe 16 m; GAEEH-Studie /1/)
Bild 23: Fußbodenoberflächentemperatur bei Hellstrahler-Anwendung
Bild 24: raumtemperatur-Sollwertabweichung einer Fußbodenheizung in einer großen Halle (Höhe 16 m; GAEEH-Studie /1/)
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Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
lediglich eine zusätzlichen Temperaturfühler im Rücklauf und einen
geeigneten Zentralregler (Bild 25). Mehr als kritikwürdig ist es, dass
das einfache Verfahren nicht zum Standard für Fußbodenheizungen
geworden ist bzw. bei neuentwickelten Reglern nicht implementiert
wurde.
Die in eine ca. 20 cm dicke Betonplatte integrierte Industrieflächenhei-
zung sollte ca. 3 Stunden vor Schichtbeginn in Betrieb genommen
werden, damit eine gute thermische Behaglichkeit erreicht wird. Zum
Vermeiden des Überheizens ist es sinnvoll, die Industrieflächenheizung
dann auch ca. 3 Stunden vor Schichtende abzuschalten.
Es wird auch deutlich, dass Heizunterbrechungen bei Betonböden
von mehr als 20 cm und unterer Rohrlage kaum Energieeinsparungen
erwarten lassen.
Hinsichtlich einer geringen Rohrüberdeckung können die Rohre
oberhalb des Betons in einen Verbundestrich platziert werden, dessen
Oberfläche als Verschleißschicht ausgebildet werden kann. Bild 26
zeigt diese Konstruktion und das Aufheizverhalten in Abhängigkeit
der Vorlauftemperatur.
Bild 26: Industrieflächenheizung – Heizwärmestromdichte nach 3 Stunden (Mitte 50 °C/40 °C/20 °C und 66 W/m²; 60 °C/50 °C/20 °C und 103 W/m²)
Bild 25: Fußbodenheizung mit Schnellaufheizung (velta Doppelfühlerprinzip)
Für die Weiterentwicklung der Fußbodenheizung heißt das aber auch,
noch regelfähigere Systeme mit einer betonintegrierten Wärmedäm-
mung zu entwickeln, die hochbelastbar ist. Und es spricht auch
durchaus einiges für hybride Anlagen, die die Vorteile der Fußboden-
heizung mit denen arbeitsplatzbezogener, sehr gut regelbarer
Teilsysteme verbinden.
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Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
In DIN EN ISO 7730 und DIN EN 15251 gibt es Komfortklassen
(Bild 27), die je nach Anforderung Abweichungen in beiden Rich-
tungen von den Sollwerten um 0,5 K, 1,0 K und 1,5 K zulassen. Diese
zulässigen Toleranzen der Raumtemperatur dürften mit einiger
Sicherheit für Industriehallen noch zu gering sein. Wird ein Raumtem-
peraturband zugelassen, verringern sich die energetischen Unter-
schiede der Hallenheizsysteme.
Arbeitsschwere Mindest-raumtemp.
ASr 6/3
Behaglichkeitsbereiche
Trockentemp. (°C)
Feuchttemp. (°C)
rel. Luftfeuch-te (%)
Luftgeschw. (m/s)
normaleffektivtemp. (°C) Mittelwert
geistige Tätigkeit im Sitzen 20 20…24 12,5…20
40…70
0,1
19
Tätigkeit im Sitzen, leichte körperliche Arbeit
19 19…24 11,5…24 18
Tätigkeit im Stehen, leichte körperliche Arbeit
19 17…22 10…18,5 0,2 15,5
Tätigkeit im Stehen, mittlere körperliche Arbeit
17 15…21 7,5…17,5
30…70
0,4 14,5
schwere körperliche Arbeit 12 12…20 5…16,5 0,5 13,5
Tab. 16: Mindesttemperatur- und Behaglichkeitsbereiche in Abhängigkeit von der Schwere der Arbeit /10/
Bild 27: Komfortklassen (raumtemperatur) und richtwerte für Energieeffizienzbe-wertungen nach DIn En ISo 7730 bzw. DIn En ISo 15251
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Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
4. Wirtschaftlichkeit von Hallenheizsystemen
4.1. Vollkostenvergleich nach VDI 2067
randbedingungen des Vergleichs
JAHNKE bestimmt in /9/ die Gesamtkosten von Hallenheizsystemen
(VDI 2067, Annuitätenverfahren) unter folgenden (ausgewählten)
Annahmen:
Bewertung der Systeme nach EnEV 2009 bzw. DIN V 18599 (2007)
2 Industriehallen mit den Nutzflächen
– AFB,N,H1 = 1749 m² (53 m x 33 m)
– AFB,N,H2 = 462 m² (42 m x 11 m)
1 Sporthalle (DIN 18032-Typologie für 11 Hallen; verwendet wird die
Zweifachhalle mit den Abmessungen 44 m x 22 m x 7 m)
Nutzerprofil 22.1 für Industriehallen und 31 für Sporthallen
differenzierte Flächenbelegungsvorgaben (Verkehrs-, Abstellfläche,
Regale, Maschinen, etc.)
baulicher Wärmeschutz und Heizlast typisch für Neubau und Bestand
Raumtemperaturen 17 °C bzw. 20 °C
zentrale Wärmeerzeugung Erdgas - Brennwerttechnik
Luftwechselzahl 0,14 h-1 (Sporthalle) und 0,24 h-1 (Industriehalle)
Heizlasten nach Tab. 17.
Grund- und Arbeitspreise (Stand 08.2010)
Für das Berechnen der verbrauchsgebundenen Kosten wurden
folgende Annahmen getroffen:
Heizung: Grundpreis 14,88 €/Monat; Arbeitspreis 5,77 Cent/Monat
Elektro: Grundpreis 14,13 €/Monat; Arbeitspreis 21,24 Cent/Monat
Hell- und Dunkelstrahler
Für die vorliegende Arbeit soll eine gleichmäßige Temperaturvertei-
lung der Halle zugrunde gelegt werden, um an allen Stellen die
annähernd gleichen Behaglichkeitskriterien zu erhalten. Das bedeutet,
dass eine hohe Geräteanzahl angestrebt wird, damit ein möglichst
homogenes, horizontales Temperaturprofil entsteht.
Luftheizung
Die Auslegung der Luftheizung erfolgt gemäß Aufgabenstellung für
die beiden Industriehallen. Dabei wird ein einheitlicher Gerätetyp für
die Wandmontage verwendet. Es werden keine Ventilatoren zur
Warmluftrückführung eingesetzt, so dass dieses System der EnEV-
Referenz für Nichtwohngebäude (Hallenhöhe > 8 m) entspricht.
Die Geräteanzahl richtet sich nach den empfohlenen Abständen der
Hersteller zu Wänden (3 m bis 7 m) und Nachbargeräten (7 m bis 15 m).
Deckenstrahlplatten
Die Auswahl von Deckenstrahlplatten richtet sich in der Regel nach der
Art der Wärmeerzeugung (Systemtemperaturen). Daraus ergibt sich
eine Belegungsdichte, die entweder lange, schmale Platten oder kurze,
breite Platten vorsieht. Die Auswahl ist stets unter Betrachtung der
Gegebenheiten des jeweiligen Objektes zu treffen.
Fußbodenheizung
Die Planung der Industrieflächenheizung entspricht der Planungspra-
xis, wobei keine besonderen Anforderungen an die Wärmedämmung
der Sohlplatte gestellt werden. Als Varianten wurden Verteiler/
Sammler-Systeme und solche mit bodenintegrierten Abschlussrohrlei-
tungen nach dem Tichelmann-Prinzip verglichen.
Bei den Sporthallen wurden sowohl flächen- als auch mischelastische
Sportböden und zugehörige Fußbodenheizsysteme berücksichtigt.Tab. 17: Heizlast der Beispielgebäude (JAHnKE /9/)
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 4 9
Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
Bild 28: Anordnung von Deckenstrahlplatten unter der Decke
Bild 29: resultierende Temperaturen (beispielhaft für x = 1,5 m, l = 18 m, u = 3 m, y = 2 m, b = 1,05 m und v = 4,9 m)
Besonderer Wert legte JAHNKE /9/ beim Planen der Hallenheiz-
systeme auf das Erreichen vergleichbarer thermischer Behaglichkeit.
Das erforderte Berechnungen zur Verteilung der Strahlungstemperatur
bzw. der operativen Temperatur. Bild 28 und Bild 29 zeigen hierfür
beispielhaft die Planungsmethodik.
Tab. 18: Betriebsgebundene Kostenanteile (Wartung und Instandhaltung)
Wartungs- und Instandhaltungsaufwendungen
Die Wartungs- und Instandhaltungsaufwendungen wurden nach VDI
2067 (Tab. 18) berücksichtigt.
5 0 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
Ergebnisse des Vergleichs
Tab. 19 bis 22 zeigen ausgewählte Ergebnisse zu den Kostenanteilen
der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung. In Sporthallen werden unter-
schiedliche Bauarten beheizter Sportböden berücksichtigt. Sämtliche
Preisangaben stammen sowohl aus Herstellerunterlagen als auch aus
konkreten Angeboten von Heizungsfachfirmen.
Der Endenergiebedarf der Hallenheizsysteme wurde anhand praxisüb-
licher Software zur DIN V 18599 (FIGAWA tool) bestimmt. Korrekturen
dieser Norm in Vorbereitung zur EnEV 2012 waren zum Zeitpunkt der
Anfertigung der Arbeit noch nicht vorhanden und konnten deshalb
nicht berücksichtigt werden. Es ist jedoch zu erwarten, dass die
energetischen Vorteile einiger weiterentwickelter Systeme im Betrieb
durch höhere Investitionen weitgehend kompensiert werden.
Die Industrieflächenheizung schneidet insbesondere aufgrund des
relativ geringen Montageaufwandes durchaus vorteilhaft ab. Auch ist
zu bedenken, dass die Lebensdauer dieses Systems im Gegensatz zu
allen anderen Heizsystemvarianten die betrachteten 15 Jahre weit
übersteigen wird.
Tab. 19: Investitionskosten der betrachteten Hallenheizsysteme
Tab. 21: Endenergiebedarf der Hallenheizsysteme
Tab. 20: Spezifische Montagekosten der betrachteten Hallenheizsysteme
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 5 1
Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
Tab. 22: Gesamtannuität der Hallenheizsysteme 4.2. Einflussfaktoren
Hierzu zusammenfassend lässt sich sagen, dass zunächst sämtliche
Systeme entsprechend des gewählten technischen Niveaus über eine
bestimmte Bandbreite in den Investitionskosten verfügen. Investi-
tions- und verbrauchsgebundene Kosten stehen im unmittelbaren
Zusammenhang.
Möglichkeiten der Heizsystemverbesserung lassen sich wie folgt kurz
darstellen:
Gasstrahler benötigen einen hohen Strahlungsfaktor (75 % und
mehr).
Deckenstrahlplatten zeichnen eine geringe Konvektion aus und sind
auf der Oberseite zu dämmen. Über niedrige Systemtemperaturen ist
zu befinden.
Lufterhitzer müssen üb er eine Warmluftrückführung verfügen.
Industrieflächenheizungen bedürfen eines Bauvorhaben zu
planenden Wärmeschutzes (DIN EN 13370).
Diese Anforderungen an den energieeffizienten Betrieb sind dienlich,
erhöhen jedoch die Investitionskosten (Tab. 23).
Nochmals soll hervorgehoben werden, dass die Komponenten der
Hallenheizsysteme durchaus über eine unterschiedliche Lebensdauer
verfügen. So kann bei der Industrieflächenheizung sowohl für den
Beton als auch für die PEX-Rohre von einer Standzeit von mehr als
50 Jahren ausgegangen werden, was für die alternativen Heizsysteme
nicht zutrifft (Tab. 24).
Bei Deckenstrahlplatten sind relativ hohe Montagekosten zu
berücksichtigen. Für niedrigere Heizsystemtemperaturen erhöhen sich
die Investitionskosten für die Deckenstrahlplattenfläche deutlich.
Dunkelstrahler unterliegen im Besonderen der Wartung, was sich in
den betriebsgebundenen Kosten deutlich widerspiegelt.
Lufterhitzer ohne Warmluftrückführung weisen im Betrieb energe-
tische Nachteile auf, so dass der Endenergiebedarf im Vergleich zu den
anderen Hallenheizsystemen zunimmt.
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Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
Tab. 23: Modifikation der Hallenheizsysteme und resultierende Mehrkosten
Modifikation (Verbesserung) Mehraufwand (ca.)
Hellstrahler
Strahlungsfaktor 75 % zu 50 % 15 €/m²
Verbrennungsluft (RLT)objektabhängig zu ermitteln
Abgasführung
DunkelstrahlerRezirkulationsbrenner 15 % gegenüber DStr Standard
Steuerungssystem 300 €/Reglerset
LufterhitzerWarmluftrückführung 250 €/Ventilator
Regelung (PI; Arbeitsplatz) 300 €/Reglerset
DeckenstrahlplatteWärmedämmung doppelt 10 % gegenüber DSP Standard
Strahlblech-Variante
Industrieflächen-heizung
thermisch entkoppelt (Foamglas) 20 €/m²
Fußbodenkühlung (Rohrabstand)
12 €/m²
Tab. 24: Lebenserwartung von Bauteilen des Gebäudes und der TGA /11/
Zusammenfassung
Industrieflächenheizungen haben in den vergangenen Jahren eine
breite Anwendung erfahren, was sich am Beispiel der AIRBUS-Hallen in
Hamburg (Bild 30) und der Messehalle 11 in Frankfurt/M. (Bild 31)
zeigt. Auch die anzuerkennenden Weiterentwicklungen bei den
alternativen Hallenheizsystemen werden das Anwendungspotenzial
bauteilintegrierter Heiz- und Kühlsysteme nur wenig beeinträchtigen.
Der geringe Montage- und Wartungsaufwand, das Nutzen erneuer-
barer Energien und Abwärme, der Zusatznutzen der Fußbodenkühlung
ohne große Mehraufwendungen sind nur einige Argumente, die nach
wie vor für dieses Niedertemperaturheizsystem sprechen.
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Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
Bild 31: Messehalle 11 in Frankfurt/Main (Ausführung: Lausser Heizungsbau und Sanitär GmbH.)
Bild 30: Industrieflächenheizung in den AIrBuS-Hallen in Hamburg
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Dr. Michael Günther – Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von Industriehallenheizsystemen)
Literaturverzeichnis Grundlegende (zeitlose) Fachliteratur
Herstellerunterlagen (Auswahl)
/1/ - Gesamtanalyse Energieeffizienz von Hallengebäuden (Entwurf - Änderungsvorschläge DIN V 18599). Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden. Universität Kassel Fachgebiet Bauphysik. 2011.
/2/ - Industriebau mit Stahl. Handbuch für Architekten, Tragwerksplaner & Bauherren. TU Dortmund. 2008.
/3/ ROLFSMEIER, S. Erfahrungen aus der Luftdichtheitsmessung großer SIMONS, P. Gebäude. Special 1 | 2009 Messtechnik im Bauwesen. S. 71-76.
/4/ - Leitfaden für energieeffiziente Nutzung in Industrie und Gewerbe. Bayerisches Landesamt für Umwelt. 2009.
/5/ GÜNTHER, M. Industrieflächenheizung mit Walzbeton am Beispiel BV BMW Dynamic Center Dingolfing. 26. Internationaler Uponor-Velta-Kongress 2004.
/6/ TROGISCH, A./ Planungshilfen bauteilintegrierte Heizung und Kühlung GÜNTHER, M. VDE Verlag. 2008.
/7/ - Merkblatt für den Wärmeschutz erdberührter Bauteile. FPX Fachvereinigung Polystyrol Extruderschaumstoff. Rossdorf bei Darmstadt. 2005.
/8/ - Strahlungsheizung. Erdgas-Infrarotstrahlungssysteme. BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e. V. 2010.
/9/ JAHNKE, S. Industriehallenheizung – Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit. HTW Dresden. Fak. Maschinenbau/Versorgungstechnik. 2010.
/10/ - Mensch und Arbeitsplatz. BGI 523 Information. Köln 2007.
/11/ - Lebensdauer von Bauteilen und Bauteilschichten. Info-Blatt Nr. 4.2. BVBS und IEMB. Berlin/Bonn. 2006.
GLÜCK. B. Strahlungsheizung – Theorie und Praxis Berlin: VEB Verlag für Bauwesen 1981 und Karlsruhe: Verlag C. F. Müller 1982. www.berndglueck.de
GRIMITLIN, M.I. Distribution of air indoors. – St.-Petersburg, 1994
SHEPELEV, I.A. Aerodynamics of air streams indoors. – Moscow: Stroyizdat. 1978.
Gasstrahler Schwank, GoGas, Kübler, Gewea, etapart, Vacurant
Warmluftsysteme Wolf, Hoval, Kampmann, Gea Happel, Jaga, LK Metallwaren, Reznor, Fenne,
Deckenstrahlplatten Zehnder, Frenger, Kampmann, Best Bredemann
Fußbodenheizung Uponor, Kreilac, MERO, Rehau, Roth, Kermi.
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Prof. Dipl.-Ing. M. Sc. Econ. Manfred Hegger, Architekt BDA – Welche internationalen Entwicklungen werden den Markt von morgen bestimmen?
Prof. Dipl.-Ing. M. Sc. Econ. Manfred Hegger, Architekt BDA
Welche internationalen Entwicklungen werden den Markt von morgen bestimmen?
Nachhaltigkeit ist in aller Munde. Einer Befragung des Bundesumwelt-
amts zufolge finden mehr als 90 Prozent der Bevölkerung in Deutschland
Nachhaltigkeit gut. Doch nur etwas mehr als 10 Prozent kann auch nur
annäherungsweise sagen, was denn damit gemeint sein könnte. Am
Ergebnis dieser ca. fünf Jahre alten Befragung dürfte sich auch heute
noch nicht viel geändert haben.
Ursprünglich stammt der Begriff aus der Forstwirtschaft und wurde 1713
von dem sächsischen Oberberghauptmann Hans Carl von Carlowitz
geprägt. Nachhaltigkeit bedeutete damals, dass dem Wald nicht mehr
Holz entnommen werden darf, als nachwächst. Die Brundtland-Kommis-
sion definiert Nachhaltigkeit als eine „Entwicklung, die den Bedürfnissen
der heutigen Generation entspricht, ohne die Möglichkeiten künftiger
Generationen zu gefährden, ihre eigenen Bedürfnisse zu befriedigen und
ihren Lebensstil zu wählen.“
Die angeführte Befragung lässt offen, ob sich das Wissen von im
Bauwesen Tätigen vom Durchschnitt der gesamten Bevölkerung
unterscheidet. Auffallend ist jedenfalls, dass der Begriff „Nachhaltigkeit“
seit einiger Zeit auch im Planen und Bauen extrem häufig zu hören ist,
oft eingesetzt als Ersatz für Begriffe wie Umweltfreundlichkeit, Ökologie,
Energieeffizienz, Dauerhaftigkeit oder Wirtschaftlichkeit.
Tatsächlich geht das Modell der nachhaltigen Entwicklung von einem
umfassenden Qualitätsanspruch im Bauen aus, der die genannten
Kriterien beinhaltet, jedoch viel breiter angelegt ist. Nachhaltige
Entwicklung kann demnach nur durch das gleichzeitige und gleichberech-
tigte Umsetzen von umweltbezogenen, sozialen und wirtschaftlichen
Zielen erreicht werden. Sie gründet wiederum auf dem Brundtland-
Bericht an die UN im Jahre 1987, nach dem Nachhaltigkeit eine
Entwicklung ist, in der die Bedürfnisse der gegenwärtigen Generation
befriedigt werden, ohne dabei künftigen Generationen die Möglichkeit
zur Befriedigung ihrer eigenen Bedürfnisse zu nehmen. 1992 haben die
Staats- und Regierungschefs von ca. 180 Ländern dieses Leitbild zur
Maxime politischen Handelns erhoben.
Der Beitrag des Bauens
Es ist nur nahe liegend, dieses Leitbild auf Architektur und Bauen zu
übertragen. Denn dieser Sektor spielt in der Erreichung von Nachhaltig-
keit eine entscheidende Rolle, betrachtet man seine Inanspruchnahme
von Ressourcen einmal näher:
In unserem Lande werden – trotz rückläufiger Bevölkerungszahl– täg-
lich noch mehr als 100 Hektar Freiflächen in Siedlungs- und Verkehrs-
flächen umgewandelt,
Das Bauwesen verbraucht ca. 50 Prozent aller der Erde entnommenen
Rohstoffe,
Der Bausektor produziert mehr als 50 Prozent des anfallenden Abfalls
und ist von einer Kreislaufwirtschaft noch weit entfernt,
Bau und Bewirtschaftung von Gebäuden erfordern ca. 50 Prozent des
gesamten Energieeinsatzes,
Viele Gebäude erweisen sich als kurzlebig, weil sie kaum anpassungs-
fähig oder nicht werthaltig errichtet sind.
Ziele für Architekten
Bauen schafft Werte. Bauen soll im Ergebnis gut nutzbare, effiziente und
ressourcenschonende Gebäude erzeugen, die langfristig ihren hohen
Wert erhalten: für die Nutzer bezahlbar, behaglich und gesund, für ihre
Eigentümer und Investoren wirtschaftlich und lange Zeit rentabel, für alle
ein sozialer und kultureller Gewinn, eine Bereicherung des Lebens
allgemein und – hoffentlich – auch der ästhetischen Erfahrung.
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Prof. Dipl.-Ing. M. Sc. Econ. Manfred Hegger, Architekt BDA – Welche internationalen Entwicklungen werden den Markt von morgen bestimmen?
Heute getroffene Planungsentscheidungen wirken in eine Zukunft mit
knapper werdenden natürlichen Ressourcen und einer zunehmenden
Bedrohung unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Bei heute üblichen
Gebäude-Lebensdauern wird der Betrieb eines heute erstellten Gebäudes
mit einiger Sicherheit das Ende des fossilen Öl- und Gaszeitalters und
eine deutliche Verknappung anderer Ressourcen erleben. Das gleiche
Gebäude sollte in größerem Umfang auf extreme Wetterbedingungen
ausgerichtet sein und – noch schwieriger in die Planungsüberlegungen
einzubeziehen – ein Leben unter deutlich veränderten klimatischen
Bedingungen ermöglichen.
Dies alles verdeutlicht, wie wichtig die Diskussion um nachhaltiges
Handeln im Bereich des Planens und Bauens ist. Es veranschaulicht auch
die wesentlichen Handlungsfelder: Standort und Grundstück, Programme
und Anpassungsfähigkeit, Baustoffe und Konstruktion, Energie und
Kosten, technische Qualität und Prozessqualität. So ist es kaum
verwunderlich, dass heutige Bauprogramme und Wettbewerbsauslo-
bungen nachhaltiges Bauen thematisieren. Doch viele heute übliche,
routinierte Floskeln gehen über letztlich vage Absichtserklärungen kaum
hinaus.
Solche an die Planenden gerichteten Appelle reichen nicht. Wenn
nachhaltiges Bauen einen ganzheitlichen und vielschichtigen Anspruch
von Standort-, Prozess- und Bauqualität aufstellt, kann dieser nur erfüllt
werden, wenn frühzeitig konkret nachweisbare Kriterien benannt sind.
Nur diese sind geeignet, konzeptionellen Überlegungen der Architekten
und Ingenieure zugrunde gelegt zu werden und am Ende auch nachweis-
bar zu sein.
Nachhaltiges Planen und Bauen verfolgt insbesondere folgende Ziele:
den Energie- und Ressourcenbedarf für die Gebäudeherstellung
und -nutzung zu minimieren,
Gebäude wirtschaftlich zu bauen, zu betreiben und zu unterhalten und
dabei optimierte Lebenszykluskosten zu erzielen,
Bausubstanz am Ende seines Lebenszyklus möglichst umfassend
wieder in den Stoffkreislauf zurückführen zu können,
Robuste Technik, natürliche Systeme und regenerierbare Ressourcen
intelligent zu nutzen,
Menge und Konzentration von Luft- und Wasserverunreinigungen,
Abwärme, Abfällen, Abwässern und versiegelten Flächen möglichst
gering zu halten,
die Artenvielfalt der Tier- und Pflanzenwelt am Standort zu erhalten
oder zu erhöhen,
die Bauwerke schonend ins Landschafts- und Stadtbild einzufügen
und damit attraktives und gesundes Wohnen und Arbeiten zu
ermöglichen.
Diese Anforderungen sind in interdisziplinären und Grenzen überschrei-
tenden Dialogen erreichbar. Bei ihrer Umsetzung geht es nicht um
marginale Kurskorrekturen, sondern um die Besinnung auf bewährte wie
um das Ausloten völlig neuer Ansätze des Planens und Bauens. Dies
erfordert den gezielten Einsatz der kreativen Intelligenz von Bauherrn
und allen am Baugeschehen Beteiligten. Gerade uns Architekten kommt
hierbei als ganzheitlich denkende Generalisten, die den Anspruch
erheben, Dirigenten des Planens und Bauens zu sein, eine zentrale
Aufgabe zu.
Die Architektur bietet die größten Handlungspotentiale für eine
nachhaltige Entwicklung und Gestaltung unserer Umwelt. Durch kluge
Entwurfs- und Planungsentscheidungen setzen wir Ressourcen deutlich
sparsamer ein, verbessern die Dauerhaftigkeit von Gebäuden und
reduzieren Umweltwirkungen.
Bauherrn, Architekten und Ingenieure schaffen und erhalten gemeinsam
dauerhafte Werte und tragen damit wesentlich zur nachhaltigen
Entwicklung unserer Gesellschaft bei. Indem wir Antworten zu den
drängenden Fragen nachhaltigen Bauens finden, steigert sich unsere
Sichtbarkeit, unsere gesellschaftliche Bedeutung und Anerkennung.
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Prof. Dipl.-Ing. M. Sc. Econ. Manfred Hegger, Architekt BDA – Welche internationalen Entwicklungen werden den Markt von morgen bestimmen?
Doch es ist nicht einfach, die Antworten über das Medium Architektur zu
vermitteln. Wir wissen: Architektur ist eine äußerst komplexe Aufgaben-
stellung. Die Forderungen nach Nachhaltigkeit machen das nicht
einfacher – im Gegenteil: die Ansprüche erhöhen sich. Dies zeigt sich
beispielsweise an den Kriterien der Nachhaltigkeit, wie sie am Beispiel des
Diagnosesystems Nachhaltige Gebäudequalität im folgenden aufgeführt
sind (vgl. Energieatlas Nachhaltige Architektur).
Seit den 1980er Jahren gibt es eine beispielhafte Entwicklung im Bereich
des nachhaltigen Bauens, die die vielen Dimensionen von Nachhaltigkeit
und ihre sukzessiv umfassendere Berücksichtigung verdeutlicht. Diese
Entwicklung lässt sich durch die folgenden Beispiele aus der Arbeit
unseres Büros illustrieren:
Ökosiedlung Kassel (1986)
In der frühen Phase des nachhaltigen Bauens, zu dieser Zeit noch
ökologisches Bauen genannt, standen ökologische und wirtschaftliche
Aspekte des Objekts im Vordergrund der Bearbeitung. Demgegenüber
standen Aspekte von Standort und Prozess weniger im Fokus der
Betrachtung, wobei der hohe persönliche Einsatz und das Engagement
aller Beteiligten und die Unbefangenheit der Suche nach neuen Wegen
bemerkenswert sind. Der Energiestandard dieses Objekts entspricht dem
der Gesetzgebung von 2002.
Ökozentrum Hamm (1995)
Die nächste Phase der Entwicklung orientierte sich deutlich an der
Verbesserung der technischen Qualitäten des Bauens und dem Einsatz
früher Nachweissysteme zur Ökobilanz und dynamischer Klima- und
Energiesimulationen. Die Prozessqualität stieg mit stärker vernetzten
Planungsprozessen von Architekten, Ingenieuren und weiteren Experten.
Materialersparnis und Baustoffrecycling spielten eine wichtige Rolle aus
der Erkenntnis heraus, das nicht nur Energie-, sondern auch Rohstoffres-
sourcen endlich und entsprechend sparsam einzusetzen sind.
Akademie Mont Cenis (2000)
Forschungsvorlauf, ausreichende Planungszeit, Einbeziehung in eine
Bauausstellung (IBA Emscher Park) und weiterentwickelte Planungs-
strukturen ermöglichten eine weitgehend vollständige Behandlung der
Kriterien, die wir heute unter dem Begriff „Nachhaltige Architektur“
subsumieren. Wie bei den zuvor dargestellten Objekten war auch hier
keine vorgefasste Form Ausgangspunkt des Entwerfens, sondern die
unbefangene Suche nach einer Lösung im Team unter nicht nur
gestaltgebender Führung der Architekten.
2015 prototype Home (2007)
Dieser Beitrag zum US-amerikanischen „Solar Decathlon 2007“, einem
internationalen Solarhaus- Wettbewerb für umweltverträgliches Bauen,
ist ein energieautarkes „Prototype Home 2015“. Zusammen mit
Studierenden der TU Darmstadt wurde eine Architektur entwickelt, die
trotz hoher Anforderungen den Einsatz technischer Systeme stark
begrenzt und damit einen Weg hin zu robusten Lösungen für nachhaltige
Architektur einschlägt. Auch hier gelang dank intensiver Planung und
hohem Einsatz aller Beteiligten eine weitgehend vollständige Umsetzung
der Nachhaltigkeitskriterien
Energieangebot
Grundversorgung / nutzungsmischung
Integration / Durchmischung
Solidarität / Gerechtigkeit
nutzung
Mobilität
Lärm / Erschütterungen
Strahlung
nachhaltiges Bauen
Bautradition
partizipation
integrale planung
Analysen
Monitoring
Facility Management
Erschließung / KommunikationVerkehr + soziale KontakteZugänglichkeit und nutzbarkeit
GrundstückGrundstücksfläche + Freiflächen
GestaltungBaukultur + personalisierung
Wohlbefinden / GesundheitSicherheit + Schall + Licht + raumluft+ raumklima
GebäudesubstanzBausubstanz + Gebäudestruktur / Ausbau
BaukostenInvestitionskosten + Finanzierung
Betriebs- und unterhaltskostenBetrieb und Instandhaltung + Instandsetzung
Baustoffe rohstoffe / Verfügbarkeit + umweltbelastung+ Schadstoffe + rückbau
Betriebsenergie Gebäudeheizung + Gebäudekühlung+ Warmwasserbereitung + Luftförderung+ Beleuchtung + sonstige elektrische Verbraucher+ Energiebedarfsdeckung
Infrastruktur Abfälle aus Betrieb und nutzung + Wasser
Standortqualität
objektqualität
prozessqualität
DnQ
04 Definition „nachhaltiges Bauen“Diagnosesystem Nachhaltige Gebäudequalität Kriterienkatalog
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Erste Erfahrungen in dieser Richtung in Deutschland konnten in Hamburg
im Jahre 2008 mit dem mustergültig ausgeschriebenen, zweistufigen
Realisierungswettbewerb „Bildungszentrum Tor zur Welt“, einem Projekt
im Rahmen der Internationalen Bauausstellung Hamburg, gemacht
werden. Die Leistungen umfassten u. a. ein differenziertes Energiekon-
zept, Kenndaten zur Bauökologie, zur Haustechnik und zum Energiekon-
zept, den Nachweis nach EnEV und des sommerlichen Wärmeschutzes,
Betriebs- und Bewirtschaftungskosten, Kenndaten zur Tageslichtnut-
zung, zur Nutzung regenerativer Energiequellen – nicht zuletzt auch eine
Darstellung zur Einbeziehung der Schüler in die nachhaltige Nutzung der
Schule und ihres Umfeldes.
Die rolle des Wettbewerbswesens
Ein Schlüssel zur nachhaltigen Architektur ist, wie dargestellt, intensive
Planung. Richtig ausgeschrieben und juriert, können Architekturwettbe-
werbe ein idealer Ausgangspunkt sein. Deshalb bedienen sich Wettbe-
werbsauslobungen in der Schweiz bereits seit vielen Jahren eines
einfachen Nachhaltigkeits-Kriterien- und Bewertungssystems, des sog.
SNARC des Schweizer Ingenieur- und Architektenverbandes. In Städten,
die sich (wie Basel, Lausanne und Zürich) dem Ziel der 2000- Watt-
Gesellschaft stellen, sind umfassendere Anforderungen und Bewertungen
üblich.
prototyp Home
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Prof. Dipl.-Ing. M. Sc. Econ. Manfred Hegger, Architekt BDA – Welche internationalen Entwicklungen werden den Markt von morgen bestimmen?
Neue Wettbewerbe und Planungen sehen ähnliche Anforderungsprofile
vor. Diese orientieren sich zumeist an den Nachhaltigkeitskriterien des
gemeinsam von der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen
(DGNB) und dem Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwick-
lung (BMVBS) entwickelten Deutschen Gütesiegels Nachhaltiges Bauen,
das die Ziele für Gebäudeeigenschaften klar definiert.
Sie provozieren Kritik und Widerstand gegen eine Entwicklung, die vom
Grundsatz her notwendig und zu begrüßen ist.
Erfahrenen Entwerfern und Preisrichtern sind Nachhaltigkeitskriterien
ohnehin nicht fremd. Sie fließen implizit in ihr Entwerfen bzw. in ihre
Beurteilungen ein. Will man jedoch möglichst hohe Qualitätsanforde-
rungen erfüllen, können Kriterien und Benchmarks die Arbeit wesentlich
unterstützen und schließlich zu verbesserten Ergebnissen führen. Sie
beeinflussen und bereichern die entwurfliche Tätigkeit.
Gütesiegel
Wünscht ein Bauherr ein Deutsches Gütesiegel Nachhaltiges Bauen,
beauftragt er einen hierfür ausgebildeten Auditor, in der Regel einen
Architekten oder Planer. Von der Zielvorstellung des Bauherrn ausgehend
werden mit Gold, Silber oder Bronze bezeichnete Qualitätsstufen
erreichbar. Entspricht die Planung den entsprechenden Anforderungen
des Gütesiegels, erhält der Bauherr zunächst ein Vorzertifikat für sein in
Planung befindliches Gebäude, mit dessen Hilfe er sein Objekt in der
Planungsphase optimieren und mit belegbaren Aussagen zur Nachhaltig-
keit frühzeitig öffentlich präsentieren kann.
Ein Pflichtenheft unterstützt die weitere Planung auf dem Weg zu einer
erfolgreichen Zertifizierung des fertig gestellten Objekts. Sind am Ende
die Kriterien des Pflichtenheftes erfüllt, wird das Vorzertifikat über ein
Audit bestätigt und dem Bauherrn eine Urkunde sowie eine Plakette
ausgehändigt. Das Zertifikat gibt Auskunft darüber, inwieweit das
Gebäude während seiner Lebensdauer Anforderungen an Wirtschaftlich-
keit, Umweltfreundlichkeit, sozialen und kulturellen Ansprüchen des
Bauens gerecht werden kann.
Das deutsche Bewertungssystem
Nachhaltigkeits-Säulen – Deutscher Ansatz
Schutzgüter: natürl. Umwelt und Ressourcen, Gesundheit, ökonomische Werte, soziale und kulturelle Werte
Schutz der UmweltSchonung der
natürlichen Ressourcen
ÖkologischeQualität
22,5 %
Technische Qualität
Prozessqualität
Standortqualität
ÖkonomischeQualität
22,5 %
Sozialkulturelle und funktionale Qualität
22,5 %
22,5 %
10 %
Senkung der Lebenszyklus-
kosten
Sicherung von Gesundheit / Behaglichkeit
Menschengerechtes Umfeld
Schutzziele:
Bewetung:
Diese Anforderungen richten sich auf eine spätere Zertifizierung des
fertig gestellten Gebäudes. Als Grundlage der Wettbewerbsausschrei-
bung stellen sie die verbindliche Absichtserklärung des Bauherrn in Bezug
auf die Leistungsziele des Objekts dar. Dabei muss sich die Nachhaltig-
keitsbewertung von Wettbewerben auf eine sorgfältig gewählte Auswahl
solcher Kriterien beschränken, die die Grundkonzeption des Entwurfs
beeinflussen, ablesbar sind und sie auch beeinflussen. Bei Hochbau-
Wettbewerben sind dies u. a. sicherlich die effiziente Konstruktion und
die Materialwahl, der Heizwärme- und Kühlbedarf und seine intelligente
Deckung. Fragen nach einem sparsamen Umgang mit der Ressource
Trinkwasser sind jedoch mehr als überflüssig, sie werden erst in späteren
Planungsphasen sichtbar und entschieden. Mit anderen Worten:
umfassende Anforderungen machen in dieser Phase keinen Sinn.
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Prof. Dipl.-Ing. M. Sc. Econ. Manfred Hegger, Architekt BDA – Welche internationalen Entwicklungen werden den Markt von morgen bestimmen?
Seit Anfang 2009 wird das Deutsche Gütesiegel Nachhaltiges Bauen
verliehen; zunächst für Bürogebäude, bald auch für andere Bauaufgaben.
Es kommt damit ein Jahrzehnt später als viele andere Nachhaltigkeitszer-
tifikate wie etwa LEED (USA), BREEAM (GB), CASBEE (Japan) oder
Green Star (Australien). Während die bestehenden Systeme auch
subjektiv zu bewertende Kriterien und Bewertungslücken aufweisen, ist
das neue deutsche System, vielleicht typisch deutsch, gründlicher.
Die Ansprüche und Standards sind höher als bei vergleichbaren Systemen
aus dem Ausland. Grundlage des Systems sind europäische und deutsche
Normen und technische Standards. Struktur und Kriterien spiegeln die
gesamte Wertschöpfungskette des Bauens wider. Es setzt auf messbare
und damit objektivierbare Kriterien. Das neue Gütesiegel wird auch
deshalb schon jetzt international als das erste Zertifizierungssystem der
zweiten Generation wahrgenommen und gelobt. Die gestalterische
Freiheit wird durch das Gütesiegel nicht beeinflusst. Der Weg ist offen,
über den man Ziele wie z. B. gute Raumluftqualität, minimierten
Energiebedarf oder, über den Lebenszyklusgedanken, niedrige
Gesamtkosten erreicht. Andererseits bewertet das Gütesiegel derzeit
auch nicht gute Gestaltqualität, sondern lediglich wenige Vorausset-
zungen dafür, wie die Durchführung eines Architekturwettbewerbs als
Ausgangspunkt oder die Einbeziehung von Kunst am Bau als mögliche
Bereicherung der Nutzung. Die Einbeziehung weiterer, qualitativ
erfassbarer ästhetischer Bewertungskriterien ist jedoch Gegenstand
intensiver Diskussionen.
Das Deutsche Gütesiegel Nachhaltiges Bauen soll die hohe Qualität eines
Gebäudes für seine Benutzer und Eigentümer sichtbar machen. Wie
ausländische Erfahrungen eindrucksvoll bestätigen, erhöht es den Wert
und die Chancen bei Verkauf und Vermietung deutlich. Das Gütesiegel
dient damit als Kommunikationsmittel für Investoren und Eigentümer
ebenso wie für Architekten und Ingenieure, deren Arbeit damit eine
höhere Wertschätzung erfährt
Aufgaben und Chancen für die Architektur
Architekten, Ingenieure und ihre Auftraggeber haben mächtige
Instrumente in der Hand, die Bausteine einer nachhaltigen, besseren
Zukunft zu entwickeln.
Ein wichtiger Schritt in Richtung zur Verständigung unter den Partnern,
die eine nachhaltige Architektur entwickeln können, ist das zu Beginn
dieses Jahres veröffentlichte Manifest „Vernunft für die Welt“. Als kreativ
Tätige haben insbesondere wir Architekten die Möglichkeit, aus der
Kooperation mit leistungsfähigen Ingenieurteams heraus zu neuen und
zukunftsfähigen Lösungen für die anstehenden Probleme zu kommen.
Die Lösungen liegen auf der Hand: denn die Mittel der Architektur sind,
intelligent eingesetzt, zugleich auch die Mittel nachhaltigen Bauens, wie
etwa Nutzung der Eigenheiten des Ortes, sensible Materialwahl,
ausgewogene Verhältnisse von Transparenz und Masse, Herstellung
hohen Wohlbefindens mit geringem Aufwand. Über das Massenmedium
Architektur kann der Weg in eine nachhaltige Zukunft bildmächtig
visualisiert und in den großen, globalen Zusammenhang gestellt werden.
Denn die Aufgabe ist keine geringere, als die materielle Grundlage
unserer Zivilisation umzugestalten.
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 6 1
Prof. Dipl.-Ing. M. Sc. Econ. Manfred Hegger, Architekt BDA – Welche internationalen Entwicklungen werden den Markt von morgen bestimmen?
Manifest „Vernunft für die Welt“ (Auszug)
präambel
… Mit diesem Manifest bekennen wir uns als Architekten,
Ingenieure und Stadtplaner ausdrücklich zur besonderen Verantwor-
tung unserer Profession: Mit nachhaltiger Architektur und
Ingenieurbaukunst können und wollen wir einen entscheidenden
Baustein zum notwendigen Wandel in der Nutzung unserer
natürlichen Ressourcen liefern.
Wir müssen...
mit der Planung und Gestaltung unserer Städte und Bauwerke eine
ökologische Wende erreichen.
Wir wollen...
die zukunftsfähige Stadt.
Wir wollen...
eine ressourcenschonende Architektur und Ingenieurbaukunst.
Wir wollen...
ein geschärftes Bewusstsein für nachhaltige Entwicklung.
Wir werden...
unser Engagement durch unseren persönlichen Einsatz glaubhaft
darstellen.
6 2 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Prof. Dipl.-Ing. M. Sc. Econ. Manfred Hegger, Architekt BDA – Welche internationalen Entwicklungen werden den Markt von morgen bestimmen?
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Prof. Dipl.-Ing. Klaus Rudat – Neue Entwicklungen in der Bemessung von Trinkwasser-Installationen
Prof. Dipl.-Ing. Klaus Rudat
Neue Entwicklungen in der Bemessung von Trink-wasser-Installationen
Einführung
Seit 1988 werden in Deutschland die Rohrdurchmesser der Trinkwasser-
Installation nach DIN 1988-31 für Trinkwasser kalt und warm und seit
1998 nach dem DVGW-Arbeitsblatt W 5532 für Trinkwasser Zirkulation
ermittelt. Im Zuge der Entwicklung europäischer Normen ist der Versuch
unternommen worden, die verschiedenen Rechenansätze zu einem
Algorithmus zusammen zu führen. Das ist nicht gelungen, dafür wurde
ein Kompromiss in Form eines vereinfachten Rechenverfahrens für sog.
(Trinkwasser-) Normal-Installationen gefunden und dieses mit der DIN
EN 806-33 im Jahre 2006 als Technische Regel eingeführt. Das ging
nur, weil über den informativen Anhang C die Tür geöffnet wurde, auch
alternative Berechnungsverfahren zur europäischen Norm zu verwen-
den. Damit war der Weg frei, die in Deutschland in der Praxis bewährten
Rechenverfahren nach DIN 1988-3 und DVGW W 553 zu überarbeiten
und das Ergebnis als Entwurf wahrscheinlich im Herbst 2011 als DIN
1988-300 vorzustellen. Nachfolgend wird aufgezeigt, warum dieser
Schritt notwendig war und was neu sein wird in den derzeit diskutierten
Rechenansätzen.
probleme mit der DIn En 806-3
Kurz und auf das Wesentliche begrenzt lassen sich die Probleme mit
dieser Norm in den folgenden 6 Punkten zusammenfassen:
1. Beschränkung auf „Normal-Installationen“ unverständlich
2. Renaissance der Belastungswerte überflüssig
3. Durchflüsse der Entnahmearmaturen zweifelhaft
4. Kurven für den Spitzendurchfluss unzureichend
5. Ohne Druck läuft (strömt) es nicht!
6. Hinweise zur Berechnung der Durchmesser der Zirkulationsleitungen
fehlen.
Im Einzelnen:
1. Die „Normal-Installation“ ist in DIN EN 806-3 nicht definiert und da-
mit bleibt offen, welche Nutzungen im Gebäude mit den angegebenen
Kurven für den Spitzendurchfluss erfasst werden4. Damit fehlt dem
Planer der Hinweis, ob er diese Werte besipielsweise auch für ein Hotel
verwenden kann.
2. Die Einführung von Belastungswerten ist überflüssig, es sei denn, man
wolle das sanitäre Mittelalter zurück. In der Gebäudetechnik verwen-
den wir keine Heat-Units (1 HU = 100 W) oder Air-Units (1 AU = 10
m3/h), daher sind Load-Units (1 DU = 0,1 l/s) obsolet!
3. Die Berechnungsdurchflüsse für die Entnahmearmaturen sind vielfach
zu hoch. Im Labor gemessene Werte von Knoblauch5 sind nach wie
vor gültig, die zum Teil deutlich überhöhten Werte der DIN EN 806-3
sind nicht nachvollziehbar und auch in keiner dem Verfasser bekannten
Publikation begründet worden.
4. Die Kurven für den Spitzendurchfluss basieren nachweislich auf
Wasserverbrauchswerten, die in den 1980er Jahren in der Schweiz
gemessen wurden6. Die seinerzeitigen Tagesverbräuche von 150 bis
230 l/(E d) sind inzwischen in Deutschland auf 120 l/(E d) mit noch
abnehmender Tendenz gesunken. Das hat direkte Auswirkungen auf
den zu kalkulierenden Spitzenbedarf.
Weiterhin muss überlegt werden, ob bei sehr großen Gebäuden die
aufgrund einer angenommenen Poisson-Verteilung des Bedarfs (siehe
Kummer7) gewonnenen Spitzenvolumenströme vertretbar sind.
6 4 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Prof. Dipl.-Ing. Klaus Rudat – Neue Entwicklungen in der Bemessung von Trinkwasser-Installationen
5. Die geodätischen Druckdifferenzen in der Installation dürfen nicht ver-
nachlässigt werden, zudem müssen die Druckverluste in den Apparaten
differenziert ermittelt werden, weil im Einzelfall die Abweichungen zu
pauschalen Annahmen in der Größenordnung der gesamten ver-
fügbaren Druckdifferenz für die Reibung liegen können. Außerdem
bestimmt die Höhe des Mindest-Versorgungsdruckes in der Straßen-
leitung am Anschluss zum Gebäude maßgeblich die Nennweiten der
Rohrleitungen im Gebäude und auf dem Grundstück.
Maßgebend für die Wahl der Rohrdurchmesser ist das verfügbare
Druckgefälle für die Rohrreibung. Je größer dieser Wert, desto kleiner
können die Nennweiten ausfallen. In Bild 1 ist das mittlere verfüg-
bare Druckgefälle Rv für die Rohrreibung über der Länge L bis zur
ungünstigsten Entnahmestelle aufgetragen. Als weiterer Parameter
wird deren geodätische Höhe über der Versorgungsleitung variiert,
beginnend bei 4 m für einen Bungalow und weiter bis zu 16 m für
einen fünfgeschossigen Wohnungsneubau. Die Druckbedarfe für die
Bild 1: Mittleres Druckgefälle als Funktion der Länge der rohrleitung und der geodä-tischen Höhenlage der hydraulischen am ungünstigsten gelegenen Entnahmearmatur
Apparate (Zähler, Filter), die Entnahmestellen und den Mindest-Ver-
sorgungsdruck werden in allen Fällen als konstant angenommen. Man
erkennt deutlich den Einfluss der Gebäudehöhe und der Ausdehnung
der Anlage auf das Druckgefälle Rv und damit auf die Rohrdurchmes-
ser.
Warum muss die DIn 1988-300 erarbeitet werden?
Die Hauptmotive für eine Neubearbeitung der Bemessungsnorm für
Trinkwasserleitungen in Deutschland sind folgende (nach den Kategorien
Durchflüsse und Druck unterschieden):
Durchflüsse
1. Unzulänglichkeiten in der DIN EN 806-3 (s.o.).
2. Der Spargedanke führte bei Wasch- und Geschirrspülmaschinen zu
geringeren Berechnungsdurchflüssen.
3. Die einwohnerbezogenen Tagesmittelwerte für den Trinkwasserver-
brauch sind in den letzten 20 Jahren um ca. 30% gesunken.
4. Forderungen der Hygiene, z.B. in VDI 60238 „Überdimensionierung ist
zu vermeiden“, machen es notwendig, die Auslegungsbedarfe gründ-
lich zu überprüfen.
Druck
1. Versorgungsdruck und relevante Druckdifferenzen im System für die
Apparate, die Höhenunterschiede und die Entnahmearmaturen müssen
erfasst werden.
2. Installationstechniken im Stockwerksbereich (z.B. Ringleitungen), der
Wunsch nach Optimierung der Nennweiten aufgrund hygienischer
Anforderungen und die Möglichkeiten, mit geeigneter Software die
Systeme zu berechnen, führen zu der Auffassung, vereinfachte Be-
rechnungsverfahren als überflüssig anzusehen.
3. Die Vielfalt der Verbindungstechniken führt dazu, dass die Wider-
standszahlen z produktabhängig zu ermitteln und bei der Berechnung
differenziert zu berücksichtigen sind.
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 6 5
Prof. Dipl.-Ing. Klaus Rudat – Neue Entwicklungen in der Bemessung von Trinkwasser-Installationen
6 Messwerte von Kawan und Himmler (Kurve DIN B/A ist die Hüllkurve
dieser Messwerte), Stand 1965
7 AK-Vorschlag (DIN-Arbeitskreis NA 119-04-07-02 AK)
Überlegungen zur Plausibilität der einzelnen Kurven haben dazu geführt,
die Kurve 7 (siehe Bild 2) vorzuschlagen. Das scheint angesichts des
etwa 30%-gen Rückgangs des Wasserverbrauchs (Basis: 1983) gerecht-
fertigt und erste Rechnungen an ausgewählten Gebäuden zeigen, dass es
nur geringfügige Änderungen in den Rohrquerschnitten insbesondere im
Bereich der Verteilungsleitungen geben wird. Dies führt sicherlich nicht
zu Druckproblemen an den Entnahmestellen.
In analoger Weise werden die Spitzenvolumenströme weiterer Gebäude
(Hotels, Krankenhäuser, Schulen, Büro- und Verwaltungsgebäude, Kauf-
häuser) überprüft und Vorschläge für die Kurvenanpassungen gemacht.
Was ändert sich in den Berechnungsansätzen für die Durchflüsse?
Einer der Ausgangspunkte jeder Rohrnetzberechnung ist die Festle-
gung der Berechnungsdurchflüsse der Entnahmearmaturen. In der DIN
1988-3 gibt es eine Tabelle mit Richtwerten, die in der Praxis – vorsichtig
ausgedrückt - im Regelfall uneingeschränkt angewendet wird. In der
Neufassung der Norm wird es einen klaren Hinweis darauf geben, die
Herstellerwerte zu berücksichtigen. Trotzdem wird wieder eine Tabelle
Werte für die Berechnungsdurchflüsse und auch Mindestfließdrücke
angeben, die aber nur unter den dort beschriebenen Voraussetzungen
verwendet werden dürfen.
Die Bestimmung des Spitzendurchflusses in allen Abschnitten des Rohr-
systems ist mit Abstand das schwierigste Unternehmen bei der Neufas-
sung der DIN 1988-3.
Um das Problem zu lösen, wurden die bereits publizierten und zum Teil in
Normen verwendeten Kurven für den Spitzendurchfluss einer kritischen
Prüfung unterzogen. Ziel war, zu prüfen, ob und wie die Spitzenströme
für die Auslegung gegenüber den bisherigen Ansätzen abgesenkt werden
können. Beispielhaft soll für das Wohngebäude das Vorgehen kurz erläu-
tert werden.
In Bild 2 sind die im Arbeitskreis 1988-300 derzeit diskutierten Kurven
zusammengestellt und außerdem die Messwerte aus dem DVGW-
Forschungsprogramm (1983)9 und den Messungen von Kawan und
Himmler10,11 eingetragen worden:
1 DIN B/A: Kurven aus der DIN 1988-3 für Ausstattung mit Spülkasten
2 EN 806 – 2 LU: Kurve aus der EN 806-3, wenn der Durchfluss der
größten Entnahmearmatur in der Installation ≤ 0,2 l/s
3 Kurve des DVGW für die mittlere Regression um die doppelte Stan-
dardabweichung (+2s) nach oben verschoben, um damit nach den Ge-
setzen der Statistik etwa 97,5 % der Messwerte (siehe 5) zu erfassen
4 Kurve des DVGW für die mittlere Regression um die einfache Stan-
dardabweichung (+1s) nach oben verschoben, um damit etwa 84 % der
Messwerte zu erfassen
5 Messwerte des DVGW für Wohngebäude, Stand 1983
Bild 2: Ansätze für den Spitzenvolumenstrom von Wohngebäuden und Messwerte
Was wird sich bei der Druckverlustberechnung ändern?
Vereinfachter rechengang
In DIN 1988-3 gibt es einen sog. Vereinfachten Rechengang, der es er-
möglicht, relativ schnell und auch zuverlässig „von Hand“ die Rohrdurch-
messer auch größerer Systeme zu bestimmen. Die Installationstechniken
6 6 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Prof. Dipl.-Ing. Klaus Rudat – Neue Entwicklungen in der Bemessung von Trinkwasser-Installationen
Wie zu erwarten, sind in dem rechts dargestellten Formstück deut-
lich gestörtere Strömungsfelder auszumachen mit der Folge, dass die
Widerstandszahl größer sein wird. Die Größe der Differenz zum Wert des
linken Formstücks lässt es nach Einschätzung der Fachkollegen aus der
Schweiz (SVGW) nicht mehr zu, mit einem z-Wert für einen Winkel/Bo-
gen zu rechnen. Deshalb werden dort die Widerstandszahlen nach einem
einheitlichen Messverfahren ermittelt12 und diese können dann für die
differenzierte Berechnung der Rohrweiten herangezogen werden.
In Deutschland wird der gleiche Weg beschritten: Im AK 1988-300 sind
die Grundlagen für ein Messverfahren erarbeitet worden, dass vom DVGW
weiter bearbeitet wird mit dem Ziel, ein DVGW-Arbeitsblatt zur Messung
der Widerstandszahlen zu entwickeln. Etwas Ähnliches gibt es bereits für
Einzeldruckverluste in Gasinstallationen: das DVGW-Arbeitsblatt
G 61613, welches ein einheitliches Messverfahren für die Ermittlung von
Widerstandszahlen für Einzeldruckverluste von Bauteilen der Gasinstalla-
tion festlegt.
Um Missverständnissen in der Fachöffentlichkeit entgegen zu treten, ist
Folgendes deutlich zu sagen: Bauteile mit hohen Widerstandszahlen in
der Trinkwasser-Installation führen nicht zu Durchflussmängeln, wenn die
mit dem Messverfahren nach dem DVGW-Arbeitsblatt ermittelten z-Wer-
te bei der Rohrnetzberechnung berücksichtigt werden. Da beabsichtigt
ist, genau diese Werte in den Berechnungsprogrammen der Software-
oder Rohrhersteller zu hinterlegen, ist gewährleistet, dass Druckver-
luste korrekt berücksichtigt und damit die rechnerisch angenommenen
Spitzendurchflüsse im System sicher gestellt werden.
Ändert sich etwas bei der Berechnung von Zirkulationssystemen?
Die Auslegung dieser Systeme war bereits in DIN 1988-3 geregelt, muss-
te aber überarbeitet2 und auch wegen der Bedingungen, die sich aus der
Hygiene ergeben (max. 5 Kelvin im Umlauf), neu gefasst werden. Das Er-
gebnis war das DVGW-Arbeitsblatt W 553 und jetzt sollen die dort ange-
gebenen Bemessungsalgorithmen wieder in die Restnorm aufgenommen
werden. Dabei wird aktuell die Diskussion darüber geführt, welchen Ein-
fluss der Einsatz von thermostatischen Zirkulations-Regulierventilen auf
haben aber sich in der Zwischenzeit in einer Weise geändert, dass ohne
Korrektur der Grundlagen für die Vereinfachungen dieser Rechenweg
nicht mehr mit der gebotenen Genauigkeit anwendbar wäre. Da inzwi-
schen qualifizierte Programme für die Rohrnetzberechnung genutzt wer-
den, ist es nicht mehr notwendig, ein modifiziertes Handrechenverfahren
zu entwickeln. Deshalb ist beabsichtigt, normativ keinen Vereinfachten
Rechengang mehr aufzunehmen und falls doch jemand für Plausibilitäts-
rechnungen schnell einen Überschlag machen möchte, kann er sich der
Fachliteratur bedienen.
Sämtliche Widerstände im System werden nur noch differenziert – so
wie in der DIN 1988-3 bereits ausgeführt - berechnet. Das gilt auch für
Ringleitungssysteme, die besonders gut geeignet sind, die Hygiene in
Trinkwassersystemen zu verbessern.
Einzelwiderstände
Jede Berechnung eines Trinkwassersystems sollte - soweit möglich -
auf der Grundlage gesicherter Eingangsdaten erfolgen. Hier hat sich
hinsichtlich der Einzelwiderstände die Datenlage in den letzten 20 Jahren
geändert. Als die DIN 1988-3 erschien, waren die durch die Konstruktion
z relativ gering, so dass man bei der sog. differenzierten Berechnung
der Rohrleitungen mit einem Richtwert für ein bestimmtes Formstück
auskam. Inzwischen wird die Situation anders eingeschätzt, da die Vielfalt
der Verbindungstechniken zu voneinander abweichenden Strömungsver-
hältnissen in bestimmten Formstückkonfigurationen geführt hat. In Bild 3
werden beispielhaft für zwei willkürlich konfigurierte 90°-Umlenkungen
die Geschwindigkeitsverteilungen angegeben, wie sie sich aus einer
Strömungssimulation ergeben.
Bild 3: Strömungsverhältnisse im Bogen und Winkel (rechts: Farbskala mit Angabe der Strömungsgeschwindigkeiten in m/s)
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 6 7
Prof. Dipl.-Ing. Klaus Rudat – Neue Entwicklungen in der Bemessung von Trinkwasser-Installationen
Es bietet sich an, das Berechnungsverfahren nach W 553 zu modifizie-
ren14. Damit wären die Auslegungsdaten für Anlagen mit statischen und
thermostatischen Regulierventilen „abgeglichen“ und zudem führt der
neue Ansatz zu Verbesserungen der Hygiene und Wirtschaftlichkeit.
Ausblick
Wenn alles gut geht (!), wird die DIN 1988-300 als gelbdruck im Herbst
2011 erscheinen und der Fachöffentlichkeit zur Diskussion vorgelegt.
Spätestens im ersten Halbjahr 2012 muss sie fertig sein, weil dann alle
Teile der DIN EN 806 fertig sein werden und damit die DIN 1988 kom-
plett zurück zu ziehen ist (und damit auch der Teil 3!).
die Auslegung des Systems hat. Das einfach deshalb, weil die bisherigen
Rechenansätze nach W 553 von konstanten Strangkopftemperaturen
ausgegangen sind. Die sind aber mit Thermostatventilen nicht erreichbar,
wie das Bild 4 am Beispiel eines Wohngebäudes mit 12 Strängen aus-
weist. In Bild 5 sind die erreichbaren Volumenströme zusammengestellt
und die Abweichungen zu den Auslegungswerten erkennbar.
Bild 4: Strangkopf- und Ventiltemperaturen bei Zirkulationssystemen mit thermosta-tischen regulierventilen
Bild 5: Sich einstellende Strangvolumenströme in l/h bei einem 12-Strang-Zirkulations-system, manuell oder thermostatisch einreguliert
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Prof. Dipl.-Ing. Klaus Rudat – Neue Entwicklungen in der Bemessung von Trinkwasser-Installationen
Literaturverzeichnis
/1/ DIN 1988 Teil 3: Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen (TRWI); Ermittlung der Rohrdurchmesser; Technische Regel des DVGW. Berlin: Beuth, 1988
/2/ DVGW W 553: Bemessung von Zirkulationssystemen in zentralen Trinkwas-sererwärmungsanlagen. Bonn: DVGW, 1998
/3/ DIN EN 806-3: Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen – Teil 3: Berechnung der Rohrinnendurchmesser. Berlin: Beuth, 2006
/4/ Rudat, K.: Diskussionsstand DIN 1988-300 – Zukünftige Regeln für die Bemessung von Trinkwasser-Installationen. TGA-Fachplaner 2010, H. 1, S. 42-49
/5/ Knoblauch, H.-J.: Der Mindestfließdruck von Wasserentnahmearmaturen. Haustechnische Rundschau 1978, H. 3, S. 3-8, H. 4, S. 9-16
/6/ Pitsch, T.: Festlegung des Spitzenwasserbedarfs von Wohngebäuden. DVGW-Schriftenreihe Wasser Nr. 44, 1984
/7/ Kummer, W.: Sur l’application du calcul des probabilities dans les projets de l’ingénieur. Bulletin technique de la Suisse romande, Vol. 59, 1933
/8/ VDI 6023 Blatt 1: Hygiene in Trinkwasser-Installationen - Anforderungen an Pla-nung, Ausführung, Betrieb und Instandhaltung. Berlin: Beuth, 2006
/9/ DVGW- Forschungsbericht: Ermittlung des Wasserbedarfs als Planungsgrundlage zur
Bemessung von Wasserversorgungsanlagen. Eschborn: DVGW, 1983 – 1988
/10/ Kawan, H.: Messungen im Wasserrohrnetz und Belastungsmessungen an Anschlußleitungen. Sanitär- und Heizungstechnik 1965, H. 5, S. 355-359, H. 6, S. 433-439
/11/ Himmler, F.: Bemessung von Wasserzählern nach Kenndaten der Verbrauchs-anlagen auf Grund von Versuchen der Münchener Wasserwerke. DVGW, 1967
/12/ DVGW-Mitteilung vom 31.03.2009: Neue Berechnungsgrundlagen für die Trinkwasser-Installation.
http://www.dvgw.de/presse/pressemitteilungen/dvgw-presse-mitteilung/meldung/8051/link//2af3ca877b/.
/13/ DVGW-W 616: Ermittlung von Zeta-Werten für Form- und Verbindungsstücke in Rohrleitungen und Lambda-Werten von Wellrohrleitungen der Gas-Inneninstallation. Bonn: DVGW, 2008
/14/ Fraaß, M: Zirkulationsauslegung nach dem Beimischprinzip. HLH Bd. 61 (2010) Nr. 5, S. 53-56
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 6 9
Prof. Dr. h.c. Lothar Späth – Deutschland im Globalisierungsprozess – Konzepte für Wirtschaft und Wachstum
Prof. Dr. h.c. Lothar Späth
Deutschland im Globalisierungsprozess – Konzepte für Wirtschaft und Wachstum
Die Finanzkrise mit allen ihren Erscheinungen war und ist zweifellos ein
Kind der Globalisierung.
Nachdem die internationalen Institutionen und die Industriestaaten
relativ schnell gemeinsame Maßnahmen getroffen haben (wobei die
Europäer durchaus auf ihren eigenständigen Beitrag verweisen dürfen)
machte sich die Politik mit Hilfe der Wissenschaft angestrengt auf
die Suche nach einer neuen Weltordnung für die Kapital- und
Finanz märkte. Inzwischen hat sich gezeigt, welche umfassenden
und komplexen Fragestellungen gelöst werden müssen, um mit
Regulierungskonzepten Fehlentwicklungen einzufangen.
Interessant ist, dass sich im Gegensatz zu diesen komplexen Fragen,
die Realwirtschaft erstaunlich schnell erholt hat. Vor allem die mittel-
ständischen Unternehmen haben sich schnell und erfolgreich den
neuen Herausforderungen gestellt und die sich daraus ergebenden
unternehmerischen Möglichkeiten entdeckt und weiter entwickelt.
Die große langfristige Perspektive muss sein, wie es Paul Achleitner,
der Finanzchef der Allianz kürzlich im Handelsblatt ausdrückte, „eine
systematische Entschuldung auf allen Ebenen und damit zusammen-
hängend den Rückbau der Finanzmärkte im Verhältnis zur Realwirt-
schaft“ zu erreichen. Dieser Prozess wird langfristig und schmerzhaft
und natürlich heißt das im Konkreten weniger Kredite und in der
Folge weniger Wachstum.
Aber die deutsche Wirtschaft, und vor allem der deutsche Mittelstand,
sind gut aufgestellt. Da gibt es eine Betrachtung, der wir uns zunächst
zuwenden sollten: 93 % der fast 3 Millionen Unternehmen in Deutsch-
land gehören zur Gruppe der Familienunternehmen, die Hälfte davon
mit weniger als 20 Mitarbeitern. Und in der Phase der Rationalisierung
und des Arbeitsplatzabbaus in den letzten Jahren haben diese
Mittelständler, die zusammen 75 % der Arbeitnehmer in Deutschland
beschäftigen, auf den Kostendruck ganz anders reagiert als die
Konzerne.
Während die Konzerne mit düsteren Prognosen für schwächelndes
Wachstum und rasch wachsende Arbeitslosigkeit die Schlagzeilen
bestimmten, suchten die überwiegend Eigentümer geführten
Unternehmen das Gespräch mit ihren Mitarbeitern, den Betriebsräten
und den Vertrauensleuten. Sie haben Ihnen erläutert, dass auch sie,
als kleine Mittelständler, große Probleme im Hinblick auf die
Wettbewerbsfähigkeit hätten und gerade Zulieferer und viele kleine
Spezialunternehmen mussten dem Druck der Einkaufsmanager aus den
großen Unternehmen nachgeben.
So machte sie ihren Mitarbeitern klar, dass wenn Sie auf Entlassungen
verzichten wollten, andere Formen der Entlastung von Lohn- und
Lohnnebenkosten gefunden werden müssten.
Während die Gewerkschaften in den neuen Bundesländern noch
versuchten mit Streikunterstützung Arbeitszeitverkürzungen zu
erreichen, haben die Mittelstandsbetriebe sich mit ihren Mitarbeitern
geeinigt, die 40 Stunden Woche ohne Lohnausgleich wieder einzufüh-
ren und auch den Samstag als Arbeitstag zu akzeptieren, um mit
größerer Flexibilität rasch auf die Entwicklungen der Märkte und deren
Nachfrage zu reagieren. Für diese Zugeständnisse gab es aber
wiederum Zusagen der Arbeitgeber auf Arbeitsplatzgarantien und im
Erfolgsfall auch Leistungsprämien.
7 0 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Prof. Dr. h.c. Lothar Späth – Deutschland im Globalisierungsprozess – Konzepte für Wirtschaft und Wachstum
Und nun zeigte sich, dass auf der Basis der neuen Kostenkalkulation
die Wettbewerbsfähigkeit wuchs. Und wenn anfangs die Kurzarbeit
bei fehlender Auslastung Hilfe durch die Arbeitsverwaltung notwendig
machte, wurde die Auftragslage vor allem im Exportbereich rasch
besser. Trotzdem gab es immer noch sehr unterschiedliche Auslastun-
gen in den Industriebranchen. Und nach den guten Erfahrungen mit
der Kurzarbeit haben sich Regierung, Tarifpartner und Arbeitsverwal-
tung auf ein Konzept geeinigt, dass diese Überbrückungsmaßnahmen,
die große Chancen für die Mittelständer beinhalten, flexibel eingesetzt
werden konnten.
Die Früchte dieser gemeinsam mit den Tarifpartnern umgesetzten
Maßnahmen, nutzten die Unternehmer um ihre Eigenkapitaldecke zu
stärken. Dabei verzichteten sie auch auf Gewinnausschüttungen, um
ihre Wettbewerbskraft weiter zu stärken.
Inzwischen konnte man beobachten, dass nicht nur die Kurzarbeit
rasch abnahm und viele, vor allem junge Facharbeiter, direkt von der
Kurzarbeit auf Überstunden wechselten. Der Alptraum einer schlech-
ten Auftragslage ist verflogen und das größte Problem ist inzwischen
die Beschaffung der Fachkräfte.
Bezweifelten vor einem Jahr noch viele Unternehmer die Nachhaltig-
keit der wachsenden Aufträge aus dem In- und Ausland, so wird immer
klarer, dass die Arbeitslosigkeit als Problemkreis abgelöst wird durch
das zentrale Thema „wo bekommen wir den qualifizierten Nachwuchs“
her. Nie zuvor hatten wir in der Nachkriegszeit in Deutschland so viele
Beschäftigte (ca. 40,3 Millionen) wie heute. Die Sachverständigen
konnten ihre Prognosen über die Wachstumsraten verdoppeln und aus
dem Deutschland, das vor einigen Jahren die rote Laterne im Hinblick
auf die Staatsverschuldung übernehmen musste, ist wieder die stärkste
Wirtschaftsnation Europas geworden.
Die Aufwendungen für die Sozialsysteme sinken, das Steueraufkom-
men wächst und hilft die Haushaltslöcher rascher zu schließen.
Und Deutschland kann nach Brüssel melden, dass in diesem Jahr
die vorgeschriebene Grenze (3 % des Bruttosozialprodukts) unter-
schritten wird.
Wie erfolgreich die deutschen Unternehmen auch bei der Produktivi-
tätssteigerung in den letzten Jahren waren, zeigen die Zahlen über die
Entwicklung der Lohnstückkosten. Zwischen 2000 und 2008 sanken
die Lohnstückkosten in Deutschland durchschnittlich um 1,4 % pro
Jahr, während beispielsweise in derselben Zeit Frankreich pro Jahr ein
Wachstum der Lohnstückkosten von 0,9 % vorwies. Durch die
Währungsunion gibt es im Gegensatz zu frührer keine Möglichkeit
mehr, derartige Entwicklungen über Ab- und Aufwertungen der
Währungen gegeneinander auszugleichen. Da dieser Ausgleich nicht
mehr möglich ist, werden sich im wirtschaftlichen Wettbewerb der
Partnerstaaten in Europa nicht unerhebliche Probleme ergeben. Zum
einen können wir stolz darauf sein, dass die deutschen Konzepte und
die leistungsfähigen Mittelstandsunternehmer zeigen, dass auch Hoch-
lohnländer wie Deutschland, durch Rationalisierungserfolge und
Innovation gewaltige Wettbewerbserfolge erzielt werden können.
Die Kehrseite der Medaille ist aber, dass wenn sich die Lohnstückkos-
ten weiter wie in den vergangenen 10 Jahren auseinander entwickeln,
wir bei gleichen Bedingungen um 20 % besser im Bereich der
Produktivität sind, als unsere Mitbewerber und das wiederum würde zu
massiven Wettbewerbsverzerrungen führen.
Nun könnten wir sagen, dass die Franzosen, Engländer und auch
andere eben größere Anstrengungen machen sollten. Dabei muss man
aber bedenken, dass diese auch zugleich die Hauptabnehmer unserer
Produkte und Dienstleistungen sind und sie auch deshalb stabil
bleiben sollten. Nun gibt es bereits Hinweise, etwa unserer französi-
schen Nachbarn, dass wir in Europa Anstrengungen unternehmen
müssen, die Dinge zusammen zu halten. Wir sehen also, dass wir
weniger mit unseren eigenen wirtschaftlichen Problemen zu kämpfen
haben, sondern dass vor allem durch zunehmende Annäherung der
Wirtschafts- und Finanzpolitik und auf lange Sicht auch in der
Sozialpolitik neue Harmonisierungsanstrengungen vor uns haben.
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Prof. Dr. h.c. Lothar Späth – Deutschland im Globalisierungsprozess – Konzepte für Wirtschaft und Wachstum
Die Bundesregierung hat recht, wenn sie darauf drängt, dass es für
die Inanspruchnahme solcher Schutzschirme klare Spieregeln geben
muss und dass da vor allem der Sparwille nicht eine einfache
Erklärung sein darf, sondern ein Commitment, das bei Verletzung
unangenehme und harte Sanktionen zur Folge hat.
Deutschland darf aber bei allen Lasten, die es als die stärkste
Wirtschaftsnation Europas schultern muss, nicht vergessen, dass wir
vom europäischen Binnenmarkt auch am meisten profitieren. Das
wiederum geht nur, wenn unsere Nachbarn und Partner international
wettbewerbsfähig bleiben und, was wir ja von ihnen verlangen, wenn
wir größere Konsolidierungsanstrengungen unternehmen.
Letztendlich geht das alles nur, wenn wir gemeinsame Grundlinien
einer europäischen Sozialpolitik vereinbaren können.
Wir haben auf der Strecke nach Europa einfach gebummelt. Wir dürfen
jetzt nicht auf die Zauderer und Bedenkenträger hören, wir müssen die
nächsten Schritte gehen und wir dürfen uns nicht in ein europäisches
Schneckenhaus zurückziehen.
Die deutsche mittelständische Industrie hat, als viele Fachleute
gerätselt haben, ob es drei oder vier Jahre dauern wird, bis wir an die
früheren Wachstumsraten anknüpfen können, mit neuen Ideen und
unternehmerischem Wagemut, Disziplin und Leadership in der Hälfte
der prognostizierten Zeit die alten Wachstumsraten erreicht und auch
oft übertroffen.
Auch einige andere Erkenntnisse konnten wir in dieser Krisenzeit
machen: Da waren zunächst die Sorgen, wie sich China und die
asiatischen Partner verhalten würden. Zwar waren wir einerseits froh,
dass wir neben dem europäischen Binnenmarkt und dem zeitweise
recht angeschlagenen amerikanischen Markt den asiatischen Markt als
wichtige Mitspieler und Partner hatten. Anderseits hatten wir auch
große Angst, wie sich das Wachstum dieser Märkte, insbesondere das
des chinesischen Marktes, das von mehr 1,4 Milliarden Chinesen
getragen wird, auf unsere Wettbewerbssituation auswirken würde.
Wenn wir diese Probleme nur mit unseren europäischen Nachbarn
hätten, würden wir sicher Lösungen finden. Die Sache wird dadurch
schwierig, dass wir durch die neuen Wettbewerber in Asien einen sehr
viel schärferen Wettbewerb bekommen, das heißt, wir können, was
Europa anbetrifft, nur beschränkt gemeinsame Spielräume schaffen
und nutzen. Für Deutschland bedeutet das; wir müssen Rücksicht auf
unsere europäischen Partner nehmen, aber gleichzeitig müssen wir
durch Flexibilität und Innovation weiterhin den geschäftlichen Erfolg
über den Grad hinaus haben, den wir uns früher einmal vorgenommen
haben. Das ist realisierbar, aber wird nicht spannungsfrei verlaufen.
Aber all das sind keine Gründe zu jammern, weil uns die Zahlen zeigen,
dass die deutsche Wirtschaft nicht zuletzt wegen unserer mittelständi-
schen Unternehmenstruktur, sich immer mehr mit ihrem unternehme-
rischen Wissen und Können, aber auch mit ihrem Kapital, ihren Platz
auf den internationalen neuen Märkten etablieren können.
Was uns in diesem Zusammenhang Sorgen machen muss, ist die hohe
Fremdverschuldung einiger Mitgliedsstaaten in Europa. Griechenland
musste bereits als erstes Land unter den von den Europäern gemein-
sam gebildeten Rettungsschirm flüchten. Irland inzwischen ebenfalls
und andere werden folgen. Deshalb blieb der Eurogemeinschaft gar
nichts andere übrig, als anfangs noch zögernd, aber später unter dem
Druck der internationalen Finanzmärkte mit einem immer größer
werdenden Schirm deutlich zu machen, dass die Mitgliedsstaaten nicht
einzelne Akteure sind, sondern dass die Hüter der Wettbewerbsfähig-
keit des Euro die Europäer in ihrer Gesamtheit sind. Deshalb können
sie sich keine Hoffnung mehr machen, einzelne europäische Länder
unter Druck zu setzen. Bei allen Problemen halte ich es für einen
großen Gewinn, dass niemand mehr daran zweifelt, dass Europa keinen
Schritt mehr von dem abweicht, was in den Verträgen und Vereinba-
rungen beschlossen ist.
Ein Zurück gibt es nicht, auch wenn noch so abwegige Vorschläge
gemacht werden, etwa zwei Euro-Zonen zu bilden, eine im Norden,
eine im Süden, oder Deutschland nahe zu legen, aus dem Euro
auszusteigen und nach Kurskorrekturen der schwächelnden Teilnehmer
wieder in die Gemeinschaft zurück zu kehren.
7 2 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Prof. Dr. h.c. Lothar Späth – Deutschland im Globalisierungsprozess – Konzepte für Wirtschaft und Wachstum
Am Verhalten der Chinesen konnten wir aber schnell erkennen, dass
auch sie an Maßnahmen zur Stabilisierung der Weltmärkte interessiert
waren. Wir haben aber auch festgestellt dass die asiatischen Länder
ihre industrielle Revolution nicht stoppen können, dass sie aber mit
ihren Humankapitalreserven und ihrem Bedarf an Infrastruktur im
öffentlichen Bereich großen Einfluss auf die weltweite Nachfrage
haben. Diese Beobachtung lässt sich daher auch auf andere der
sogenannten BRIC Staaten übertragen und sollte uns gerade im
Hinblick auf die Zukunft nicht all zu pessimistisch stimmen.
Insgesamt führen die oben dargestellten Aspekte zu 2 Konsequenzen:
Wir müssen versuchen, unsere internationalen Kooperationen in den
Bereichen, in denen wir begehrte Partner sind, wie zum Beispiel die
Hochtechnologie, auszubauen und wir müssen unsere Ausgaben für
Forschung und Entwicklung im Wettbewerb mit konkurrierenden
Industrieländern weiter steigern, um dafür Sorge zu tragen, dass wir
und unsere Kinder auch langfristig begehrte Partner bleiben.
Und zum Schluss: Die Europäer werden ihre Ziele nur gemeinsam
erreichen. Deshalb brauchen wir nicht weniger, sondern mehr Europa.
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 7 3
Dipl.-Ing. Dietmar Walberg – Energieeffiziente Highend-Gebäude: Wirklichkeit und Grenznutzung
Dipl.-Ing. Dietmar Walberg
Energieeffziente Highend-Gebäude: Wirklichkeit und Grenznutzen
Für die Bewertung der Effizienz energetischer Maßnahmen oder der
Planung von hochenergieeffizienten Neubauten, wie Passivhäusern oder
Effizienzhäusern o.ä., spielt die Wirtschaftlichkeit für den Investor eine
entscheidende Rolle. Die Wirtschaftlichkeit sollte sich am Verhältnis der
eingesetzten Mittel zum tatsächlichen Einspareffekt bzw. dem zu
erzielenden energetischen Verbrauchsstandard bemessen. Diese
energetischen Effekte müssen mit den vorhandenen Energieverbräuchen
im Bestand verglichen werden und sich an den Verbräuchen messen, die
mit Gebäuden zu erzielen sind, die nach den aktuellen gesetzlichen
Vorschriften errichtet werden.
Vergleichsmaßstab für alle wirtschaftlichen Betrachtungen sind die
tatsächlich zu erzielenden klimaneutralisierten (End-)energetischen
Verbrauchswerte – aus entsprechenden Vergleichsgebäuden im
Nutzungszustand und die abgerechneten Baukosten im Abgleich zum
jeweiligen anerkannten Baukostenindex.
Kosten (Vollkosten)
Die Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen e.V. erfasst und
analysiert Baukosten als bauwirtschaftliches Institut kontinuierlich seit
1947. Jährlich werden seitdem die Baukosten von jeweils mehreren
hundert Bauvorhaben ausgewertet und die Kostenentwicklung laufend
verfolgt. Die Ergebnisse der Kostenbeobachtungen und -bewertungen
werden in Form einer regelmäßigen Berichterstattung aufbereitet. Zu
den Auswertungen gehört auch die Plausibilitätsprüfung, die Beratung
und Begleitung der Ausschreibungs- und Angebotsverfahren sowie die
Bewertung der Angemessenheit von berechneten und erzielten
Baukosten.
Die aktuellen überregionalen Daten aus den letzten Jahren umfassen die
tatsächlich erzielten Kosten von ca. 12.500 Bauvorhaben mit über
95.000 Wohneinheiten aus dem Bereich des geförderten und des frei
finanzierten Wohnungsbaus. (Neubauten, Sanierungen und Modernisie-
rungen; Ein-, Zwei- und Mehrfamilienhäuser).
Um alle Daten regelmäßig auf einen vergleichbaren Preisstand zu
bringen, werden die jeweiligen Kostenangaben mit dem Baupreisindex
des Statistischen Bundesamtes auf eine einheitliche Basis gebracht, mit
der fortlaufenden Kostenverfolgung der ARGE abgeglichen und die
entsprechenden Regionalfaktoren, bezogen auf die Lage des jeweiligen
Projektes, angewendet, um eine neutrale Basis abzubilden.
Für alle Vergleiche werden grundsätzlich die „Kosten der Gebäude“ als
Bruttobaukosten, inklusive der gesetzlichen Mehrwertsteuer betrachtet.
„Kosten der Gebäude“ sind die Kosten sämtlicher Bauleistungen (analog
DIN 276 , Kostengruppen 300 „Bauwerk – Baukonstruktionen“ und 400
„Bauwerk – technische Anlagen“), die für die Errichtung der Gebäude
erforderlich sind, einschließlich der Kosten aller eingebauten oder mit
den Gebäuden fest verbundenen technischen Einrichtungen – ohne
Baunebenkosten, Kosten besonderer Betriebseinrichtungen, wie für
Aufzüge oder Baukosten für besonderen konstruktiven Aufwand, außer
sie sind für eine spezielle Betrachtung einzelner Gebäudetypen relevant.
untersuchungen
Die Studie zu den Mehrfamilienhäusern entstand im Auftrag des
Verbandes Norddeutscher Wohnungsunternehmen (VNW) und des
Landesverbandes Nord e.V. des Bundesverbandes Freier Immobilien- und
Wohnungsunternehmen e.V. (BFW) zwischen Juni und Oktober 2010 und
umfasst gebaute Projekte in Schleswig-Holstein, Hamburg, Niedersach-
sen, Berlin und Hessen.
7 4 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Dipl.-Ing. Dietmar Walberg – Energieeffiziente Highend-Gebäude: Wirklichkeit und Grenznutzung
In die Vergleichsbetrachtungen sind die Ergebnisse von parallel laufenden
Studien, die im Auftrag von Haus und Grund Deutschland [1] und einiger
Verbände der „Impulse für den Wohnungsbau“ [2] erstellt wurden,
eingeflossen.
Die Vergleichszahlen beruhen auf den Ergebnissen der laufenden
Auswertungen aus der Tätigkeit der Arge: Beobachtung der bauwirt-
schaftlichen Tätigkeit, Entwicklung der Baukosten, Fördercontrolling,
Evaluation und Unterhaltung umfangreicher Baudatenbanken seit
Jahrzehnten.
Mehrfamilienhäuser
Es wurden Passivhäuser, Energiesparhäuser 40/60 bzw. Effizienzhäuser
85/70 etc. hinsichtlich ihres energetischen Nutzens (tatsächlichen
Energieverbrauchs) und der Kosten untersucht. Erstmals konnte eine
größere Anzahl von Passivhäusern im Geschosswohnungsbau anhand
ihres tatsächlich vorhandenen Energieverbrauchs (16) analysiert und die
erzielten Baukosten (27) untersucht werden.
Im Standard Energiesparhaus 40/60 bzw. Effizienzhaus 85/70 etc.
standen mehr als 100 MFH mit ca. 3.000 Wohneinheiten und ca. 350 EFH
für die Untersuchung zur Verfügung, die in den letzten Jahren errichtet
worden sind und Energieverbräuche vorweisen konnten, die über einen
Zeitraum von mindestens 3 Jahren betrachtet werden konnten. Im
Bereich des Gebäudebestandes lagen Daten von ca. 4.200 Mehrfamilien-
häusern mit ca. 25.000 Wohneinheiten und ca. 3.500 Einfamilienhäusern
mit ca. 5.700 Wohneinheiten vor.
Einfamilienhäuser als passivhäuser
Als weitere Vergleichsobjekte standen aus einer parallel angelegten
Untersuchung in Schleswig-Holstein [3] die Daten von 19, teilweise bis
zu 10 Jahre im Betrieb und in der Nutzung befindlichen Passivhäuser als
Einfamilienhäuser, aus dem Förderbereich innovative Baumaßnahmen
und Pilotprojekte der Energieeffizienz der Innovationsstiftung Schleswig-
Holstein zur Verfügung. Die Gebäude wurden besichtigt, die Luftdicht-
heit wurde erneut messtechnisch nachgeprüft und Thermografieaufnah-
men erstellt.
Ergebnisse
Erstmals konnten mit den vorliegenden Studien energetische „High End“-
Gebäude, wie Passivhäuser und Energiesparhäuser bzw. Effizienzhäuser
unabhängig und vorurteilsfrei in einer größeren Stückzahl anhand ihrer
tatsächlichen Energieverbräuche und ihrer tatsächlich abgerechneten
Baukosten untersucht werden. Hochenergieeffizientes Bauen hat seinen
Preis [5, 6, 8, 9, 10, 13, 15]. Dies schlägt sich in den Investitionskosten
nieder und wird sich – das zeigen die vorliegenden Untersuchungsergeb-
nisse – anhand der momentanen und auch die in die kürzere Zukunft
projizierten Energiepreise nicht innerhalb der Lebensdauer der meisten
Bauteile allein durch Energieeinsparung amortisieren lassen.
Gleichzeitig ist festzustellen, dass das Bauen von Passivhäusern bzw.
Effizienzhäusern ein überaus anspruchsvolles Unterfangen ist. Sowohl an
den Planer als auch an den Ausführenden, aber auch erst recht an den
Nutzer werden besondere Anforderungen gestellt, die über das normale
Maß hinaus gehen. Dieses zeigen die ebenfalls im Rahmen der Studie
erfassten Erfahrungen der Wohnungsunternehmen bzw. Bauherrn. Je
energetisch anspruchsvoller ein Gebäude ist, desto größer ist der
Nutzereinfluss. Dies macht sich insbesondere am Anteil des Trinkwarm-
wasser-Wärmeenergieverbrauchs bemerkbar, der einen immer größeren
Anteil bekommt, je geringer der Gesamtenergieverbrauch des Gebäudes
ist. In Bezug auf den evaluierten Heizenergieverbrauch sind die energie-
effizienten Passivhäuser als sogenannte 2-3 Liter-Häuser
(21,03 - 25,85 kWh/m²) einzuordnen. Die vorliegende Untersuchung und
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 7 5
Dipl.-Ing. Dietmar Walberg – Energieeffiziente Highend-Gebäude: Wirklichkeit und Grenznutzung
Im Endenergieverbrauch stellt sich das Passivhaus von allen untersuchten
energetischen Klassifizierungen als der effizienteste Gebäudestandard
dar. Allerdings ergibt sich bei der Gesamtbetrachtung des Endenergiever-
brauchs im Geschosswohnungsbau dennoch ein Durchschnittswert in
Höhe von ca. 60 kWh/m²a (Kilowattstunden kWh pro Quadratmeter
Wohnfläche und Jahr). Der bekannte Grenzwert 15 kWh/m²a (1,5 Liter
Haus) für Passivhäuser bezieht sich nicht auf den erforderlichen
Endenergiekennwert, sondern auf den Kennwert des theoretisch
ermittelten Heizwärmebedarfs, welcher allerdings nur einen Teilaspekt
des ganzen Energiebedarfs in Wohngebäuden darstellt.
Die tatsächlich erzielten Energieverbräuche liegen in der Regel mehr als
30 % bis 40 % über den rechnerisch prognostizierten Bedarfs-Werten.
Der Nutzereinfluss und damit das rechnerische Fehlerpotential steigt, je
energetisch anspruchsvoller ein Gebäude ist. Wirklich langfristige
Vergleichswerte fehlen bislang noch.
auch weitereingehende Daten [7, 10, 14] bestätigen dieses Ergebnis und
lassen im Moment nur den Schluss zu, dass ein weiteres Absenken
unterhalb dieses Niveaus mit den momentanen Techniken und mit einem
angemessenen wirtschaftlichen Aufwand derzeit kaum möglich erscheint.
*1 witterungsbereinigt, inkl. Warmwasser und Berücksichtigung Solar
Endenergieverbrauch je m² Gebäudenutzfläche A
N *1
MFH EFH MFH EFH [kWh/m²a] [kWh/m²a] [kWh/m²a] [kWh/m²a]
Bestand (ARGE) 173,81 217,96 144,84 172,30
Bestand (VNW) [29] 151,00 EnEV2009 120,49 91,06 92,99 72,85
E85 EnEV 2009 115,87 84,54 88,84 69,58
E70 EnEV 2009 75,68 57,12 59,51 46,44
PH 62,66 45,26 48,45 37,72
Endenergieverbrauch je m² EBF bzw. ~Wohnfläche *1
EnEV 2009 E85 E70 Passivhaus EnEV 2009 EnEV 2009
1325,- 1390,- 1460,- 1821,-
mehrgeschossiger Wohnungsbau
Baukosten(KG 300 + 400 nach DIN 276)
Energetische Standards im hochwärmegedämmten Bauen
Abbildung 1: Übersichtstabelle der ausgewerteten Baukosten in den untersuchten energetischen Standards => Geschosswohnungsbau
Die Mehrkosten gegenüber einem Neubau nach Energieeinsparverord-
nung 2009 (EnEV2009) betragen für die Energiesparhäuser 60 bzw.
Effizienzhäuser 85 ca. 5 %, für die Energiesparhäuser 40 bzw. Effizienz-
häuser 70 ca. 10 % und für die Passivhäuser ca. 30 %.
Abbildung 2: Übersichtstabelle der Endenergieverbräuche in Bezug auf verschiedene energetische Standards
7 6 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Dipl.-Ing. Dietmar Walberg – Energieeffiziente Highend-Gebäude: Wirklichkeit und Grenznutzung
Der Unterschied bezüglich der Gesamt-Betriebskosten z.B. zwischen
einem Energiesparhaus 40 bzw. Effizienzhaus 70 (einem Gebäude, dass in
Dämmstandard und Technik moderat ca. 15 - 30 % besser als die
gesetzlichen Anforderungen nach EnEV2009 errichtet wird) und einem
Passivhaus beträgt bei Berücksichtigung der Wartungs- und Betriebsko-
sten für die Lüftung im Mittel ca. 6 Cent/m² Wohnfläche im Monat – also
ca. 4 Euro pro Wohnung im Monat.
Die warmen Betriebskosten (Heizkosten inkl. Warmwasser sowie
Wartungs-und Betriebskosten für die Lüftung) besitzen in den hohen
energetischen Standards nur noch einen verhältnismäßig geringen Anteil
an den Gesamt-Betriebskosten. Bei den Gebäuden nach EnEV2009 und
den Energiesparhäusern 60 bzw. Effizienzhäusern 85 beträgt dieser
Anteil ca. 40 %, während er bei den Energiesparhäusern 40 bzw.
Effizienzhäusern 70 und den Passivhäusern mit ca. 30 % noch geringer
ausfällt. Die übrigen kalten Betriebskosten sind unabhängig vom
energetischen Standard und deshalb in ihrer Höhe relativ konstant.
Abbildung 3: Übersicht der Gesamt-Betriebskosten in den untersuchten energetischen Standards => Geschosswohnungsbau
im im im im im im Jahr Monat Jahr Monat Jahr Monat [€/m²] [€/m²] [€/m²] [€/m²] [€/m²] [€/m²]
E85 4,61 0,38 0,50 0,04 -4,11 -0,34
E70 9,58 0,80 4,88 0,41 -4,70 -0,39
PH 35,22 2,94 6,30 0,53 -28,92 -2,41
annuitätische Mehrkosten
annuitätischer Erlös
annuitätischer Gewinn
Der annuitätische Gewinn (Differenz zwischen annuitätischem Erlös und
annuitätischen Mehrkosten) liegt im Verhältnis zum Standard nach den
gesetzlichen Vorgaben nach EnEV2009 bei allen untersuchten Standards
im negativen Bereich, allerdings teilweise nur mit geringen Abständen zur
Wirtschaftlichkeitsgrenze. Die Werte für den annuitätischen Gewinn
betragen -0,34 €/m² im Monat bei den Energiesparhäusern 60 bzw.
Effizienzhäusern 85, -0,39 €/m² im Monat bei den Energiesparhäusern
40 bzw. Effizienzhäusern 70 und -2,41 €/m² im Monat bei den
Passivhäusern.
Abbildung 4: Tabellenübersicht – annuitätische Mehrkosten, annuitätischer Erlös, annuitätischer Gewinn – in den untersuchten energetischen Standards in Bezug auf den neubaustandard EnEV2009 => Geschosswohnungsbau
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 7 7
Dipl.-Ing. Dietmar Walberg – Energieeffiziente Highend-Gebäude: Wirklichkeit und Grenznutzung
Aus rein bauwirtschaftlichen Gesichtspunkten ist eine Investition in das
hochenergieeffiziente Bauen derzeit nur unter Einsatz von Fördergeldern
wirtschaftlich sinnvoll. Der steigende Einfluss des Nutzers im Bereich
des Heizungs- und Lüftungsverhalten aber insbesondere des Trinkwarm-
wasser-Wärmeenergiebedarfs machen eine verstärkte Einbeziehung der
Bewohner eines Hauses und Einweisung in eine energetisch sinnvolle
Lebens- und Nutzungsweise des Gebäudes notwendig [4, 7, 12].
Bei der Planung von hochenergieeffizienten Gebäuden müssen Theorie
(errechnete Energiebedarfswerte) und Praxis (tatsächlicher Energiever-
brauch) in ein realistisches Verhältnis zueinander gebracht werden. Dies
gilt auch für das technisch Machbare - Stand der Technik - und das
technisch und bauwirtschaftlich Erprobte, die Allgemein anerkannten
regeln der Technik, d.h., dass was von den Bauschaffenden durch
Erfahrung und Anwendung und von den Nutzern von Gebäuden - als
allgemein richtig und in der Praxis umsetzbar erkannt wurde.
Die Einfamilienhäuser zeigten sich in einem guten Nutzungs- und
Gebrauchszustand. Bis auf wenige Ausnahmen sind kaum bauliche
Mängel aufgetreten. Signifikant ist nur das Nachlassen der Luftdichtheit,
dies ist eine technische Tatsache, der künftig noch ein stärkeres
Augenmerk gewidmet werden sollte, insbesondere in Bezug auf den
Zustand der mechanischen Bauteile, wie Fenster, Türen etc.
Ausblick
Die Untersuchungen sollen einen Beitrag zur Evaluation der Energieein-
sparverordnung und den Auswirkungen der gesetzlichen und fördertech-
nischen Anforderungen an das energetisch-optimierte Bauen des letzten
Jahrzehnts liefern. Dies – und die Erkenntnisse über die Entwicklung und
den tatsächlich Zustand des Gebäudebestands in Deutschland – sollen
uns in die Lage versetzen, auch unter Aspekten des Klimaschutzes,
wirtschaftliche und technische Anforderungsprofile für die zukünftige
Planung von Gebäuden zu formulieren, die sich an dem orientieren, was
im Zentrum unserer Aufmerksamkeit stehen sollte: Realistische
energetische Einsparpotenziale in baulich umsetzbaren, finanzierbaren
und vom Nutzer akzeptierten Gebäuden.
7 8 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Dipl.-Ing. Dietmar Walberg – Energieeffiziente Highend-Gebäude: Wirklichkeit und Grenznutzung
/1/ Arbeitsgemeinschaft für Kosten und Nutzen von Modernisierungsmaßnahmen zeitgemäßes Bauen e.V. in der Praxis, Kiel, 2010 im Auftrag des Zentralver bandes Haus & Grund Deutschland:
/2/ Arbeitsgemeinschaft für Modernisierung oder Bestandsersatz (Deutsche zeitgemäßes Bauen e.V. : Gesellschaft für Mauerwerksbau, Bundesverband Freier
Immobilien- und Wohnungsunternehmen, Zentralverband des deutschen Baugewerbes, Verband privater Bauherren, Bundes-verband Deutscher Baustofffachhandel, Bundesverband Baustoffe – Steine und Erden) , Kiel, 2011
/3/ Arbeitsgemeinschaft für Studie: Passivhäuser 10 Jahre im Betrieb – luftdicht und zeitgemäßes Bauen e.V. komfortabel, Kiel, 2010 im Auftrag der Inno- vationsstiftung Schleswig- Holstein:
/4/ Behr, Iris, IWU: Abschied von der Heizkostenverordnung – Passivhäuser Vorreiter für Warmmietenmodelle?, Die Wohnungswirtschaft (DW) 8/2010, S. 40 + 41, HH 2010
/5/ Grund-Ludwig, Pia: Passivhäuser nicht immer und überall wirtschaftlich, DW 9/2010, S. 14 + 15, HH 2010
/6/ Institut für Landes- und ILS – Forschung 2/10, Leben im Passivhaus – Baukonstruktion, Stadtentwicklung: Baukosten, Energieverbrauch, Bewohnererfahrungen,
Dortmund 2010
/7/ Institut Wohnen und Der Einfluss des Gebäudestandards und des Nutzerverhaltens Umwelt GmbH: auf die Heizkosten - Konsequenz für die verbrauchsabhängige
Abrechnung - Darmstadt, 07/03
/8/ Junker, Frank: Erfahrungen mit Passivhaustechnologien bei der ABG FRANK-FURT HOLDING, Vortrags-Handout, 09/2010
/9/ Kraus, Hans-Otto: Dämmstandards: Mehrkosten fressen im gehobenen Segment die Einsparungen auf, DW 3/2009, S. 59-61, HH 2009
/10/ Kunz, Gabriele: Ansprechende Architektur und hohe Wohnqualität – komforta-bles Wohnen im Passivhaus, DW 8/2010, S. 66 + 67, HH 2010
/11/Stiebel, Ulrich Dr.: Warum energieeffizient sanieren?, Vortrags-Handout, 2010
/12/ Stoisser, Doris: Passivhaus-Wohnen mit Gebrauchsanleitung, DW 5/2009, S. 12-14, HH 2009
/13/ Thole, Silke, Weitere Verschärfung der Energieeinsparverordnung ist Grund-Ludwig, Pia: umstritten, DW 9/2010, S. 8-10, HH 2010
/14/ von Thermann, Edmund, ENEV im Neubau und im Bestand: unterschiedliche energe- GWG München: tische Stufen und deren Kosten, Vortrags-Handout, 09/2009
/15/ ZEBAU GmbH, STATTBAU Passivhaus Institut Darmstadt: Evaluation der in Hamburg HAMBURG GmbH, gebauten Passivhäuser, 07/2010
Literaturverzeichnis
Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen e.V.: Passivhaus, Effizienz-
haus, Energiesparhaus & Co. - Aufwand, Nutzen und Wirtschaftlichkeit,
Kiel 2010
Die Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen e.V., wurde 1946 in
Kiel als Gesprächsplattform aller am Bau Beteiligten gegründet, ist
Institut für Bau- und Wohnberatung und Technische Qualitätssicherung
in Norddeutschland, anerkannte Bauforschungseinrichtung für die Bun-
desrepublik Deutschland seit 1950, Rationalisierungsinstitut des Landes
Schleswig-Holstein seit 1972.
Dietmar Walberg
Dipl.-Ing. Architekt
GF Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen e.V.
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 7 9
Index der bisherigen Referenten
Index der bisherigen Referenten
Die nachstehend aufgeführten Referenten haben anlässlich der
vergangenen Kongresse referiert. Die einzelnen Referate stehen
auf Wunsch zur Verfügung und können bei Uponor GmbH,
Norderstedt abgefordert werden.
Christian Achilles – Assessor jur.
1998 Auf dem Weg zum Euro … – volkswirtschaftlicher Rah-
men und betrieblicher Handlungsbedarf.
prof. Wolfgang Akunow
1996 Der historische Werdegang der „russischen Seele“.
Dr. Franz Alt
2009 Green Building – eine Chance im Klimawandel.
Dipl.-Chem. Heinz-Dieter Altmann
2004 DIN 18 560 „Estriche im Bauwesen“ – neue Bezeichnun-
gen und erweiterte Anforderungen an Estriche.
prof. Dr.-Ing. Heinz Bach
1981 Effektive Wärmestromdichte bei Fußbodenheizungen –
Konsequenzen für eine wärmetechnische Prüfung.
prof. Dr. Wilfrid Bach
1990 Ozonzerstörung und Klimakatastrophe – welche Sofort-
maßnahmen sind erforderlich?
rA Steffen Barth
2009 Das Grüne Haus – Vertrags- und vergaberechtliche
Überlegungen.
reinhard Bartz
2007 Regelwerks- und Hygienekonforme Planung von Trink-
wasserinstallationen.
2009 Planung und Betrieb einer wirtschaftlichen, regelwerks-
und hygienekonformen Trinkwasserinstallation.
Dr. Alexander Graf von Bassewitz
1979 Kunststoffe in der Heizungstechnik.
Physikalische Untersuchungen und Beurteilung der Werkstoffe.
Anwendungstechnische Überlegungen.
1985 Lebensdauer von Kunststoffrohren am Beispiel
von Rohren aus hochdruckvernetztem PE nach Verfah-
ren Engel – Zeitstandsprüfung, Alterung, Extrapolation.
Dr. Thomas Beyerle
2010 Ökonomie und Kapitalismus – Welcher Zukunftsmarkt steckt
in der Immobilienbranche?
prof. Dipl.-Ing. Eckhard Biermann
1993 Die neue VOB - Ausgabe 1993
Einbeziehung der EG-Länder und Österreich.
Helmut Blöcher, Architekt
1995 Architektur der Sportschule Oberhaching.
8 0 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Index der bisherigen Referenten
Dipl.-Ing. Gerd Böhm
1986 Einfluss der Betriebstemperaturen auf Wirkungsgrad und
Nutzungsgrad des Heizkessels.
prof. Dr.-Ing. udo Boltendahl
1992 Beurteilung von Energiesystemen im Hinblick auf
Ressourcenschonung und Umweltbelastung.
Dr.-Ing. Bent A. Børresen
1994 Fußbodenheizung und Kühlung von Atrien.
Dr.-Ing. Theo Bracke
1985 Ein emissionsfreies Heizsystem auf der Basis bewährter
Technik. Massiv-Absorber – Massiv-Speicher.
Dr. Bernulf Bruckner
2004 Basel II. Konsequenzen für den Mittelstand.
ralf-Dieter Brunowsky, Dipl.-Volkswirt
1999 Zukunftsperspektiven in Europa nach Einführung
des Euro.
Dr. Joachim Bublath
2008 Wege aus der Energie- und Klimakrise?
Dr.-Ing. Sergej Bulkin
1992 Passive und aktive Nutzung der Sonnenenergie für
Niedertemperaturheizungen in Rußland.
prof. Dr.-Ing. Winfried Buschulte
1979 Primärenergeriesparende Verbrennungstechnik.
1980 Wirkungsgradverbesserung bei mineralisch befeuerten
Wärmeerzeugern durch rußfreie Verbrennung und
Abgaskühlung.
1982 Senkung des Brennstoffverbrauchs von Wärmeerzeugern
durch Abgasnachkühlung.
1986 Vorteile der rücklauftemperaturgeführten Heizwasservor-
lauftemperatur bei Teilbeheizung einer Wohnanlage.
Dr. paul Caluwaerts
1980 Wärmeverluste von Räumen mit unterschiedlichen
Heizsystemen und ihr Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit
und die erforderliche Heizleistung. Die differenzierten
Wärmeverluste bei mäßiger Wärmedämmung.
1981 Rationelle Klassifizierung unterschiedlicher Heizsysteme
unter Berücksichtigung von Komfort und Energiever-
brauch.
Dr. Dipl.-Ing. Hans Ludwig von Cube
1981 Energiesparen – eine der rentabelsten Investitionen für
die kommenden Jahre.
prof. Dr. Felix von Cube
2003 Lust an Leistung.
Gerhard Dahms
1979 Kunststoffe in der Heizungstechnik.
Physikalische Untersuchungen und Beurteilung der Werkstoffe.
Anwendungstechnische Überlegungen.
1980 Thermoplaste – Elastomere. Die peroxydische Vernetzung
des Polyethylens nach dem Verfahren Engel. „VELTA“
Rohre aus RAU-VPE 210.
Sauerstoffpermeation bei Kunststoffrohren und ihre
Einwirkung auf Heizungsanlagen nach DIN 4751.
1983 Kriterien für Auswahl- u. Anwendung von Kunststoffrohren in
Heizungs- und Sanitärsystemen.
Maßnahmen zur Verhütung von Sauerstoffdiffusion bei
Kunststoffrohren.
1985 ... eine runde Sache – Rohre aus RAU-VPE 210 für
Fußbodenheizungen. Fakten und Argumente.
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 8 1
Index der bisherigen Referenten
Dipl.-Ing. Holmer Deecke
2003 Betonkernaktivierung von A – Z.
2004 Kühlung am Beispiel Airport Bangkok.
Dr. Michael Despeghel
2007 Training für faule Säcke – oder ein präventivmedizinisch
orientiertes Lebenskonzept.
Dr.-Ing. Günther Dettweiler
1992 Der neue Flughafen München.
Energiekonzeption nach neuesten ökonomischen und
ökologischen Gesichtspunkten.
Umweltschutzmaßnahmen.
Heinz Diedrich
1980 Niedertemperatur-Warmwasserheizungen in Verbindung
mit elektrischen Wärmeerzeugern.
Elektrizitätswirtschaftliche Überlegungen bei Einsatz von
Elektrozentralspeichern von Wärmepumpen.
Dr.-Ing. Arch. Bernd Dittert
1980 Überblick über die Möglichkeiten der Energieeinsparung
– bautechnische, wärmetechnische und regeltechnische
Maßnahmen.
1991 Bauphysikalische und heiztechnische Versuche an Fach-
werkhäusern.
Dipl.-Ing. Werner Dünnleder
1991 Legionellenfreie Warmwasserversorgung unter Beibehal-
tung der Wirtschaftlichkeit.
Dipl.-Ing. Volkmar Ebert
1983 Auswirkung der novellierten Heizungsanlagen-
Verordnung vom 24.02.1982 und der Heizkostenverordnung
vom 23.02.1981 auf Heizungsanlagen-Konzepte.
prof. Dr.-Ing. Herbert Ehm
1987 Gebäude- und Anlagenkonzeption für Niedrigenergie-
häuser – bautechnische Randbedingungen.
1993 Neufassung der energiesparrechtlichen und emissionstech-
nischen Richtlinien. Wärme-, Heizanlagen- und Kleinfeu-
erungsanlagen-Verordnung.
1999 Perspektiven der Energieeinsparung von Neubau- und
Gebäudebestand.
Dipl.-Ing. Heinz Eickenhorst
1983 Hinweise für Planung und Ausführung von elektrisch
angetriebenen Wärmepumpen in Wohnhäusern.
Dipl.-Ing. Hans Erhorn
1986 Schimmelpilz - Wirkung, Ursachen und Vermeidung
durch richtiges Lüften und Heizen.
2006 Auswirkungen der DIN 18599 auf den Neubau.
Thomas Engel
1982 Polyethylen – ein moderner Kunststoff – von der Ent-
deckung bis heute.
o. prof. Dr.-Ing. Horst Esdorn
1988 Deckenkühlung – neue Möglichkeiten für alte Ideen.
Dipl.-Ing. Gerhard Falcke u. Dipl.-Ing. rolf-Dieter Korff
1983 Praktische Betriebserfahrungen mit Freiabsorbitions- und
Luft/Luftwärmepumpen Systemen.
prof. Dr. sc. poul ole Fanger
1982 Innenklima, Energie und Behaglichkeit.
1994 Projektierungen für ein menschenfreundliches Innenklima
Neue europäische Forschungsergebnisse und Normen.
1998 Feuchtigkeit und Enthalpie – wichtig für die empfundene
Luftqualität und erforderliche Lüftungsrate.
8 2 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Index der bisherigen Referenten
prof. Dr.-Ing. Klaus Fitzner
1993 Fragen zur natürlichen und mechanischen Lüftung von
Gebäuden.
1996 Quellüftung mit und ohne Deckenkühlung.
univ. prof. Dr.-Ing. M. norbert Fisch
2008 Energieeffiziente Bürogebäude planen, bauen und betreiben
Beispiele aus der Praxis.
2011 Das Gebäude als Kraftwerk – Netto-Plusenergie gebäude mit
E-Mobilität
Dr. sc. Techn. Karel Fort
1995 Dynamisches Verhalten von Fußbodenheizsystemen.
Dipl.-Ing. (FH) Hans H. Froelich
1994 Beurteilung der thermischen und akustischen Eigenschaften
von Fenstern auf der Grundlage aktueller Anforderungen und
Erkenntnisse.
Dr. Bernhard Frohn
2005 Energiekonzept am Beispiel bob (Balanced Office Building).
Dipl.-Ing. Manfred Gerner – Architekt BDB-AKH
1990 Wärmedämmung bei historischem Fachwerk.
univ.-prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. mult. Dr. E.h. mult. Karl Gertis
1984 Passive Solarenergienutzung – Konsequenzen für den
praktischen Gebäudeentwurf und für die Heiztechnik.
1985 Feuchteflecken in Wohnungen – ist falsches Heizen schuld?
1986 Neue bauphysikalische Rahmenbedingungen für die
zukünftige Heiztechnik.
1987 Verunsichern „baubiologische“ Argumente den Bauherrn
und Planer von Heizungsanlagen?
1988 Umweltverschmutzung durch private Hausheizung?
1992 Verschärfung der Wärmeschutzverordnung oder neue
Heizwärmeverordnung?
1993 Bauen und wohnen wir gesund ? Kenntnisstand und
Perspektiven.
2001 Energie gespart, Gesundheit gefährdet – wohnen wir im
Niedrigenergiehaus ungesund?
2005 Im Büro schwitzen? Kritische Anmerkungen zum sommer-
lichen Wärmeschutz.
Dr. Klaus Gregor
2006 Folgen der Deregulierung und das Wachsen der Eigen-
verantwortung im Arbeitsschutz.
prof. Dr.-Ing. Helmut Groeger
1982 Baukonstruktive Randbedingungen für Niedertempera-
tur-Fußbodenheizungen.
Josef Grünbeck
1987 Das mittelständische Unternehmen der Zukunft – wirt-
schaftliche und gesellschaftspolitische Bedeutung.
Dr.-Ing. Michael Günther
1993 Voraussetzungen für den effektiven Einsatz der Brenn-
werttechnik unter besonderer Berücksichtigung moderner
Flächenheizungen.
1998 Bauwerksintegrierte Heiz- und Kühlsysteme in Kombina-
tion mit Quelllüftung – messtechnische Untersuchungen
in einem Bürohaus und Schlussfolgerungen.
1999 Die Zukunft der Niedertemperatur-Heizung nach Inkraft-
treten der Energieeinsparverordnung (EnEV 2000).
2000 Ideen und Hypothesen von gestern – Grundlagen des
Future Building Design von morgen?
2001 Integrale Planung – Anspruch nur für den Architekten?
2002 Geothermische Nutzung des Untergrundes im Zusammen-
wirken mit thermisch aktiven Flächen.
2003 Wie sind Gebäude und Bauteile mit Flächenheizung und
-kühlung wirtschaftlich zu dämmen?
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 8 3
Index der bisherigen Referenten
2004 Industrieflächenheizung mit Walzbeton am Beispiel BV
BMW Dynamic Center Dingolfing.
2005 Abnahmeprüfung von Raumkühlflächen nach VDI 6031.
2006 Rasenheizungen nicht nur in den WM-Stadien:
Spielsicherheit vs. Ökologie (zur Schnee- und Eisfreihal-
tung von Freiflächen).
2007 Energieeffizient. Gesundheitsdienlich. Wirtschaftlich?
2008 Wie innovativ ist die Branche TGA?
30 Jahre Arlberg-Kongress – Rückschau und Ausblick.
2010 Auswirkungen neuer TGA – relevanter Gesetze und
Verordnungen auf die Uponor Systempalette
(Stand und Notwendigkeiten).
2011 Systemwahl nur nach DIN V 18599? (Vergleich von
Industriehallenheizsystemen)
Dipl.-Ing. norbert Haarmann
1984 Planungshinweise für Wärmepumpenheizungsanlagen.
prof. Dr.-Ing. Gerd Hauser
1989 Wege zum Niedrigenergiehaus.
1995 Wärmeschutzverordnung 1995 – Wärmepass und Energiepass.
1996 Energiesparendes Bauen in Deutschland – Erfahrungen
mit der WSchV’95 – Entwicklung zur Energiesparverord-
nung 2000.
1998 Wasserdurchströmte Decken zur Raumkonditionierung
- Heiz- und Kühldecken
- Bodenplattenkühler
- Wärmeverschiebung zwischen Gebäudezonen
1999 Auswirkungen eines erhöhten Wärmeschutzes auf die
Behaglichkeit im Sommer.
2005 Der Energiepass für Gebäude. Europäische Richtlinie über
die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden ab 2006.
univ. prof. Dr.-Ing. Gerhard Hausladen
1993 Energetische Beurteilung von Gebäuden.
2010 Die Bau- und Immobilienwirtschaft entdeckt die
Nachhaltigkeit: Stand und Herausforderung in
der Technik.
prof. Dipl.-Ing. M. Sc. Econ. Manfred Hegger, Architekt BDA
2011 Welche internationalen Entwicklungen werden den Markt
von morgen bestimmen?
Dipl.-Ing. rainer Heimsch, VDI/AGÖF
2000 Energiesparendes beheizen und temperieren von histori-
schen Gebäuden.
2003 Erhalt und Nutzung von historischen Gebäuden unter
dem Aspekt Raumtemperierung und Bauphysik.
prof. Dr.-Ing. Günter Heinrich
1990 Abwärmenutzung mit Niedertemperaturheizung bei der
Rauchgasentschwefelung.
prof. Dr.-Ing. Siegmar Hesslinger
1987 Brennwerttechnik und Maßnahmen zur Minderung von
NOx und SO
2-Emission.
1989 Hydraulisches Verhalten von Heiznetzen insbesondere
bei Teillast und die Auswirkung auf die Heizleistung von
Raumheizflächen.
2002 Untersuchung einer solarunterstützten
Nahwärmeversorgung von Passiv-Doppelhäusern mit
Wärmepumpenheizung.
prof. Dr.-Ing. rainer Hirschberg
1996 Das thermische Gebäudemodell – Basis rechnergestützter
Lastberechnungen.
2002 Die Anlagenbewertung ist Sache der TGA-Branche
(Anwendung der EnEV und daraus resultierende Konse-
quenzen für Planer und Anlagenersteller).
8 4 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Index der bisherigen Referenten
Dipl.-Ing. Klaus Hoffmann, Baudirektor
1984 Heizung und Lüftung in Sporthallen.
Karl Friedr. Holler, oberingenieur VDI
1983 Wärmeerzeugung im Niedertemperaturbereich
Vorteile – Probleme, Entwicklung – Trend.
1985 Wärmeerzeugung mit Nieder-Tieftemperatur –
Vorteile – Probleme.
Kleine, mittlere und größere Leistungen. Brennwertkessel.
1989 Modernisierung von Heizungsanlagen ohne Schorn-
steinschäden – Neufassung der 1. Verordnung zur
Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes –
1.BImSchV – Auswirkung auf Heizung und Schornstein.
Dipl.-phys. Stefan Holst
1999 Kühlkonzeption am Beispiel Flughafen Bangkok.
Dr. Siegfried Hopperdietzel
1980 Kunststoff für die Heizungstechnik. Kontinuität der
Produktion von Kunststoffrohren
Erfahrung – Prüfung – Rezepturgestaltung.
Matthias Horx
2010 Future Markets – Future Business.
Dipl.-Ing. Architekt Michael Juhr
1998 Die Industriefußbodenheizung aus der Sicht des Architek-
ten – am Beispiel des Logistikzentrums Hückelhoven.
2001 Produkt Bauwerk
Kostenreduktion im Herstellungsprozess durch die Opti-
mierung der Zusammenarbeit von Auftraggebern, Planern,
ausführenden Firmen und Produktherstellern.
Dipl.-Ing. uwe H. Kaiser
1985 Kunststoffe für Rohre
Überblick, Werkstoffe, Eigenschaften und Anwendungs-
bereiche.
Dipl.-Ing. Eberhard Kapmeyer
1990 Aktueller Stand der Maßnahmen zur Energieeinsparung
durch die Bundesregierung der Bundesrepublik Deutschland.
1992 CO2 Minderungspolitik in der Bundesrepublik Deutschland.
prof. Dipl.-Ing. Manfred Karl
1996 Fußbodenheizung als integraler Bestandteil von Solarheiz-
anlagen.
Dipl.-Ing. Walter Karrer
1989 Anwendung von CAD in der technischen Gebäudeausrüstung.
Dr. Helmut Kerschitz
1979 Theoretische Überlegungen zur Nutzung der Sonnenenergie.
Dr.-Ing. Achim Keune
2007 Die VDI 6022 und neue DIN EN-Normen im Kampf um die
Hygiene in der Raumlufttechnik.
Helmut Klawitter, Ing. grad.
1985 Schweißverbindungen von PP-R
Materialstruktur, Eigenschaften, Anwendung.
Dipl.-Ing. Jürgen Klement
2008 Sanierung von Warmwassersystemen unter den Aspekten
Hygiene und Energieeffizienz.
2009 Gasinstallationen mit Mehrschichtverbundrohren –
Neue Wege zur individuellen Gasanwendung.
prof. Dr.-Ing. Karl-Friedrich Knoche
1981 Entwicklungstendenzen bei Absorptionswärmepumpen.
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 8 5
Index der bisherigen Referenten
Dr.-Ing. uwe Köhler
1979 Möglichkeiten zur Einsparung von Primärenergie bei
Heizungsanlagen mit Wärmeerzeugung durch fossile
Brennstoffe.
1980 Verbesserung des Energieausnutzungsgrades von Heiz-
anlagen mit Wärmepumpen und Niedertemperaturheiz-
flächen.
1981 Verbesserung der Heizleistung von Flächenheizungen.
1982 Die Wärmebedarfsrechnung im Verhältnis zur tatsächlich
erforderlichen Heizleistung.
Dipl.-Ing., Dipl. Wirtschaftsing. FH Markus Koschenz
2003 Tabs mit Phasenwechselmaterial, auf der Suche nach
thermischer Speichermasse für Leichtbauten und Reno-
vationen.
o. prof. Dr.-Ing. habil. Günter Kraft
1991 Thermische und hygrische Wechselbeziehungen zwischen
Außenwandkonstruktionen mit hinterlüfteter Wetterschale
und der Raumheizung.
raimund Krawinkel
Dipl.-Ing. Klaus Krawinkel
1983 Grundsätzliches zur Energieeinsparung bei der
Gebäudeplanung.
Praktische Erfahrung mit einer Niedertemperatur-
Großanlage am Beispiel derSportschule Kaiserau.
Von der Planung bis zur Fertigstellung.
1995 Integrale Planung am Beispiel der Sportschule Oberhaching.
prof. Dr. Dieter Kreysig
2007 Biofilm und Trinkwasserhygiene.
Dr.-Ing. rolf Krüger
1984 Stand der Technik bei beheizten Fußbodenkonstruktionen.
Randbedingungen und Schadensursachen. Koordination der
Gewerke.
Dr.-Ing. Boris Kruppa
1999 Untersuchungsergebnisse der ProKlimA Felduntersuchung:
Raumklima in Bürohäusern.
Dr. rer. nat. Dipl. Chem. Carl-Ludwig Kruse
1984 Korrosionsschäden in WW-Heizungsanlagen und ihre
Vermeidung.
1985 Vermeidung von Korrosionsschäden bei Fußbodenhei-
zungsanlagen unter besonderer Berücksichtigung der
Sauerstoffdurchlässigkeit von Kunststoffrohren.
1986 Abgasseitige Korrosion bei Öl- und Gasfeuerung.
1988 Korrosion in der Trinkwasser-Installation. .
1990 Stand der Normung über Aufbau der Bodenkonstruktion
von Warmwasser-Fußbodenheizung.
2005 Neue technische Regeln für den Korrosionsschutz in der
Sanitär- und Heizungstechnik DIN 1988-7,
EN DIN 12502-1 bis 5 und EN DIN 14868.
Dipl.-Ing. Dipl. Wirt.-Ing. Christian Küken
2009 Energieeffiziente Pumpensysteme – Zusätzliche
Energieeinsparungen in Pumpensystemen durch optimierte
Laufradanpassung und angepasste Umschaltpunkte.
prof. Dr. Jean Lebrun
1982 Wärmeverluste von Räumen mit unterschiedlichen
Heizsystemen und ihr Einfluß auf die Wirtschaftlichkeit
und die erforderliche Heizleistung.
Bernd Lindemann Ing. VDI
1996 „VELTA“ Industrieflächenheizung in der Praxis
Entscheidungs-, Planungs-, Berechnungs-, und Ausfüh-
rungsgrundlagen, Vergleiche.
8 6 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Index der bisherigen Referenten
Dipl.-Ing. Manfred Lippe
2002 Brandschutz für die TGA
- Leitungsanlage
- Lüftung
- Schnittstellen zum Bauwerk
Dipl.-Ing. Harald Lötzerich
1989 Kesselaustausch – ein Konzept für Energieeinsparung
und Umweltschutz.
prof. Dr.-Ing. Harald Loewer
1985 Mensch und Raumluft – Lüftungs- und Heizungstechnik
in wirtschaftlicher Verbindung.
1991 Es kommt auch auf die Luftqualität an. Stand der Entwick-
lung von Bewertung und Regelung der Raumluftqualität.
Dipl.-Ing. Gottfried Lohmeyer
1992 Betonböden im Industriebau – Hallen- und Freiflächen.
Dipl.-Ing. Hans Joachim Lohr
2005 Nutzung oberflächennaher Geothermie zur Beheizung und
Kühlung von Gebäuden am Beispiel ausgeführter Gebäude-
konzepte von der Entwurfsplanung bis zur Realisierung.
Dr.-Ing. rudi Marek
2000 Innovation Aktivspeichersysteme – Bauteilintegrierte
Möglichkeiten zur sanften Raumtemperierung.
(Kombinationsreferat)
Dipl.-Ing. (FH) Martin Maurer
1995 Wärme – Kraft – Kopplung
Grundlagen – Technik – Einsatzbeispiele.
Dr. p. May
1979 Energieeinsparung unter Nutzung von Sonnenenergie
Nutzbare Leistungen der Sonne.
Dr. rer. nat. Erhard Mayer
1993 Was wissen wir über thermische Behaglichkeit?
Dipl.-Ing. robert Meierhans
1998 Heizen und Kühlen mit einbetonierten Rohren.
2000 Neue Hygienekonzepte –
Thermoaktive Flächen auch im Krankenhaus.
prof. Dr. Meinhard Miegel
1998 Krisen nutzen – Zukunft gestalten.
2004 Wirtschaftliche und gesellschaftliche Folgen demographi-
scher Umbrüche.
prof. Dr.-Ing. Jens Mischner
1997 Zur Gestaltung und Bemessung von Wärmeerzeugungs-
anlagen mit Wärmepumpen.
Grundlagen, Kosten, Primärenergieaufwand, THG –
Emissionen, Optimierung.
Dr. Marco Freiherr von Münchhausen
2006 Effektive Selbstmotivation – So zähmen Sie Ihren inneren
Schweinehund.
Dr.-Ing. Helmut neumann
1985 Wärmepumpentechnik – eine Herausforderung für den
Praktiker.
Planen und dimensionieren von Wärmepumpenheizungsanlagen.
Einbindung von Wärmepumpen in neue und bestehende
Heizungsanlagen.
1986 Elektro-Zentralspeicher – Wärmeerzeuger für
Flächenheizung unter Berücksichtigung geeigneter
Werkstoffe.
prof. Dr.-Ing. Bjarne W. olesen
1979 Thermische Behaglichkeitsgrenzen und daraus resultie-
rende Erkenntnisse für Raumheizflächen.
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 8 7
Index der bisherigen Referenten
1980 Thermische Behaglichkeit in Räumen in Abhängigkeit von
Art und Anordnung des Heizsystems. Die differenzierten
Wärmeverluste bei optimaler Wärmedämmung.
1981 Thermischer Komfort und die Spezifikation von thermisch
angenehmer Umgebung.
Differenzen des Komforts mit unterschiedlichen Heizme-
thoden.
1982 Wie wird das thermische Raumklima gemessen?
1984 Thermische Behaglichkeit, ihre Grenzen und daraus resultie-
rende Erkenntnisse für Raumheizflächen.
1986 Eine experimentelle Untersuchung des Energieeinsatzes
bei Radiatorheizung und Fußbodenheizung unter dyna-
mischen Betriebsbedingungen.
1987 Experimentelle Untersuchung zum Energieverbrauch
unterschiedlicher Heizsysteme bei miteinander vergleichbarer
thermischer Behaglichkeit.
1988 A SOLUTION TO THE SICK BUILDING MYSTERY
Eine neue Methode zur Beschreibung der Raumluft-
qualität von Prof. Dr. sc. P.O. Fanger.
1990 Neue Erkenntnisse über die erforderlichen Außenluftraten
in Gebäuden.
1992 Bewertung der Effektivität von Lüftungsanlagen.
1994 Fußbodenheizung in Niedrigenergiehäusern
Regelfähigkeit – Behaglichkeit – Energieausnutzung.
1995 Raumklima- und Energiemessungen in zwei Niedrig-
energiehäusern.
1995 Möglichkeiten und Begrenzungen der Fußbodenkühlung.
1996 Eine drahtlose Einzelraumregelung nach der empfundenen
Temperatur.
1996 Auslegung, Leistung und Regelung der Fußbodenkühlung.
1997 Flächenheizung und Kühlung.
Einsatzbereiche für Fußboden- Wand- und Deckensysteme.
1998 Heizungssysteme – Komfort und Energieverbrauch.
1999 Stand der internationalen und nationalen Normung für
Heizsysteme in Gebäuden, CEN; ISO; DIN; VDI.
2000 Flächenkühlung mit Absorptionswämepumpen und
Solarkollektoren.
2001 Messungen und Bewertung der Betonkernaktivierung
BV M+W Zander, Stuttgart.
2002 Sind „kalte“ Fensterflächen heute überhaupt ein Problem
für Behaglichkeit?
2003 Wie viel und wie wird in der Zukunft gelüftet?
2004 Neue Erkenntnisse über Regelung und Betrieb für die
Betonkernaktivierung.
2005 Lohnt es sich in ein gutes Raumklima zu investieren? Die
Abhängigkeit von Arbeitsleistung und Raumklima.
2006 Energieeffizienz für Heizungsanlagen nach Europäischen
Normen.
2007 Gefährdet das Raumklima unsere Gesundheit?
Neue Erkenntnisse über den Einfluss des Raumklimas auf
Gesundheit, Komfort und Leistung.
2008 Stehen prEN 1264 und prEN 15377 im Widerspruch?
2009 Energieeffiziente Lüftung von Gebäuden.
Wolf osenbrück – rechtsanwalt
1990 Aktuelle Rechtsprobleme der HOAI.
1991 HOAI ’91 – wesentliche Leistungsbild- und Honorar-
verbesserungen.
1994 Vergabeordnung für freiberufliche Leistungen (VOF)
on Architekten und Ingenieuren.
1995 VOB-Nachträge: Baupraxis und Rechtswirklichkeit.
1996 5. Änderungsverordnung zur HOAI.
Ausführungszeichnungen – Montagezeichnungen.
2010 HOAI 2009.
8 8 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Index der bisherigen Referenten
Dipl.-Ing. Jürgen otto
1979 Die regeltechnische Qualität der Fußbodenheizung im
Vergleich.
1980 Die regeltechnische Qualität von Fußbodenheizungen mit
Zementestrich in Kombination mit witterungsabhängigen
Reglern und Raumtemperaturreglern.
1987 Einflüsse von Regelung, Rohrnetzhydraulik und Nutzer-
verhalten auf die Heizanlagenfunktion.
1991 Hydraulik des Kesselkreises. Einführung verschiedener
Kesselausführungen und Wärmeverbraucher.
prof. Dr. Erich panzhauser
1986 Heizsystem auf dem humanökologischen Prüfstand.
Dr.-Ing. Joachim paul
1991 Wärmepumpen mit Wasser als Kältemittel – oder:
Wie kann man Leistungszahlen verdoppeln?
Dipl.-phys. Sven petersen
2004 Der Einfluss des Oberbodens auf die Fußbodenheizung
und den hydraulische Abgleich.
2005 Rahmenbedingungen für den Einsatz der Flächentempe-
rierung in der sanften Renovierung.
2006 Ganzheitliche Lösungen durch das Zusammenspiel der
Uponor-Produkte.
2009 Auslegung und hydraulischer Abgleich von
Fußbodenheizungen.
Dipl.-Ing. Wolfgang prüfrock
2007 Statusbericht zu den neuen Technischen Regeln für
Trinkwasser-Installationen (TRWI) – ein Kompendium
aus Europäischen und Deutschen Normen.
Dipl.-Ing. rainer pütz
2006 Verminderung des Wachstums von Legionellen und
Pseudomonas aeruginosa in der Trinkwasserinstallation
zur Erhaltung der Trinkwassergüte im Sinne aktueller
Gesetze, Verordnungen und Regelwerke.
Thomas rau
2002 Intelligente Architektur.
prof. Dr.-Ing. rudolf rawe
1987 Einfluss der Auslastung auf Wirkungsgrad und Nutzungs-
grad von Wärmeerzeugern.
1989 Anlagen zur Brennwertnutzung im energetischen Vergleich.
1990 Niedertemperatur-Wärmeerzeuger im Vergleich – Einfluss
konstruktiver und betrieblicher Parameter auf Verluste bei
Betrieb und Bereitschaft.
Siegfried rettich, Ing. Betriebswirt (WA)
1994 Kommunale Energiekonzepte
Voraussetzung für eine zukunftsgerechte Energiepolitik.
prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang richter
1997 Zur Auslegung von Heizungs- und Lüftungsanlagen für
Niedrigenergiehäuser unter Berücksichtigung nahezu
fugendichter Bauweisen.
2001 Der Einfluss von DIN 4701-Blatt 10 auf die zukünftige
Heizungstechnik.
Dipl.-Ing. Wolfgang riehle
1990 Die Fußbodenheizung aus Architektensicht.
1996 Niedrigenergie im Bürohausbau.
Kosten- und Energiesparkonzepte am Beispiel eines
Atrium-Bürohauses.
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 8 9
Index der bisherigen Referenten
prof. Frieder roskam
1994 Wünsche – Bedürfnisse – Bedarf
– vom Sportverhalten zur Sportanlage.
Dipl.-Ing. habil. Lothar rouvel
1993 Das Gebäude als Energiesystem.
prof. Dipl.-Ing. Klaus rudat
2011 Neue Entwicklungen in der Bemessung von Trinkwasser-
Installationen
Dipl.-Ing. Christoph Saunus
1994 Planungskriterien von Kunststoff-Trinkwassersystemen.
Franzjosef Schafhausen
1994 Globale Probleme lokal lösen. Das CO2- Minderungs-
programm der Bundesregierung und seine Einbindung in
die europäische Strategie und in weltweite Konzepte.
1997 Von Rio nach Norderstedt. Fünf Jahre nach Rio – Wie
geht es mit der globalen Klimavorsorge vor Ort weiter?
Dipl.-Ing. Giselher Scheffler
1985 NT-Heizungsanlagen mit Kunststoffen aus der Sicht des
Architekten.
Dr.-Ing. Kai Schiefelbein
2010 Wirtschaftlichkeit komplexer Wärmepumpenanlagen mittlerer
und großer Leistung.
Dr.-Ing. Siegfried Schlott VDI
1997 Quellüftung und Fußbodenheizung in der Musikhalle
Markneukirchen. Ein Jahr Betriebserfahrung.
Dr.-Ing. peter Schmidt
1983 Wesentliche Änderungen bei der Wärmebedarfsberechnung
mit der Neuausgabe der DIN 4701.
Dipl.-psychologe rolf Schmiel
2005 Leistungspsychologie für Führungskräfte.
prof. Dr.-Ing. Gerhard Schmitz
1993 Schadstoffarme Heizungsanlagen der neuen Generation.
Dipl.-Ing. Jörg Schütz
2006 Die Trinkwasserverordnung – Auswirkungen auf die
technischen Regeln der Gebäudetechnik.
prof. Dr.-Ing. Klaus Sedlbauer
2009 Potenziale des Nachhaltigen Bauens in Deutschland –
Nationale und internationale Chancen?
Dipl.-Ing. Karl Seiler
1985 NT-Heizungsanlagen mit Kunststoffrohren aus der Sicht
des verarbeitenden Handwerks.
olaf Silling – rechtsanwalt
2004 Die zivilrechtlichen Haftungsrisiken der EnEV.
Dipl.-Ing. peter Simmonds
1994 Regelungsstrategien für kombinierte Fußbodenheizung
und Kühlung.
1999 Kühlkonzeption am Beispiel Flughafen Bangkok.
Dipl.-Ing. Aart L. Snijders
1999 Nutzung von Aquiferspeichern für die Klimatisierung von
Gebäuden.
prof. Dr. jur Carl Soergel
1988 Aktuelle Probleme aus dem Baurecht.
1989 Bauvertragliche Gewährleistung im Verhältnis zur
Produkthaftung.
9 0 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Index der bisherigen Referenten
Dr. rer. nat. Dirk Soltau
2008 Klimakatastrophe – Sind wir wirklich an allem schuld?
prof. Dr.-Ing. Klaus Sommer
1995 Planung mit Hilfe der Computersimulation
Beispiel: Niedrigenergiehaus.
1996 Ein Beitrag zur integrierten Planung für ein ganzheitliches
Gebäudekonzept.
2002 Untersuchung verschiedener Regelstrategien für Beton-
kernaktivierung auf Basis der Gebäudesimulation.
2005 Zusätzliche Aufheizleistung bei unterbrochenem Heiz-
betrieb – eine Planungshilfe im Rahmen der Heizlast-
berechnung nach DIN EN 12831.
prof. Dr. h. c. Lothar Späth
2011 Deutschland im Globalisierungsprozess –Konzepte für
Wirtschaft und Wachstum
Dr.-Ing. peter Stagge
1986 Betrachtungen zur Prüfpraxis und Gütesicherung von
Rohren aus Kunststoff, insbesondere aus vernetztem
Polyethylen. Gütesicherung von Rohren aus peroxydver-
netztem Polyethylen (VPEa) mit dem VMPA-Über-
wachungszeichen.
o. prof. Dr.-Ing. Fritz Steimle
1991 Thermodynamische Begründung für Niedertemperatur-
heizung.
1993 Entscheidungskriterien zur richtigen Brennwerttechnik.
1995 Wärmebereitstellung für Niedrigenergiehäuser.
1997 Kühlung und Entfeuchtung
Kältemittel der nächsten Jahre.
1998 Entwicklung der Wärmepumpentechnik – der Fußboden
als Heiz- und Kühlfläche.
2001 Tendenzen zur Kälteversorgung und Entfeuchtung in
Gebäuden.
2003 Bedarfsgeregelte Lüftung in großen und kleinen Gebäuden.
rudolf Steingen
1992 Der Wettbewerbsgedanke im Baurecht.
Friedrich Wilhelm Stohlmann – rechtsanwalt
1990 Produkthaftungsgesetz 1990 – Wie wirkt sich das
Produkthaftungsgesetz auf die Sanitär- und
Heizungsbranche aus? Abgrenzung vertraglicher Gewähr-
leistung zu gesetzlicher Produkthaftung.
1997 Das Vertragsverhältnis zwischen Auftraggeber und
Architekt sowie zwischen Auftraggeber und ausführendem
Unternehmer unter besonderer Berücksichtigung der
Ansprüche zwischen Planer / ausführender Firma unter-
einander.
2000 Bauhandwerkersicherungsgesetz
Bauvertragsgesetz.
2003 Die Auswirkungen des neuen Werkvertragsrechts
(01.01.2002) auf die Planung und Ausführung
haustechnischer Anlagen.
2008 Haftung des Fachplaners bei unrichtiger Beratung oder
falscher Ausstellung des Energiepasses für Gebäude.
Heino M. Stüfen
1980 Heiztechnische Konzeption und Berechnungsmethodik
der „VELTA“ Fußbodenheizung.
1983 Grundsätzliches zur Planung von Flächenheizungen.
1984 Querschnittsbericht „VELTA“ Fußbodenheizungen.
Erfahrungen von 150.000 „VELTA“ Fußbodenheizungsanlagen.
1986 Erspare Dir und Deinem Kunden Ärger
Planung und Erstellung sicherer und funktionstüchtiger
Flächenheizungsanlagen.
1987 „VELTA“ Industrieflächenheizung - System MELTAWAY
Anwendungsmöglichkeiten und Erfahrungen.
1989 Beurteilung der Regelfähigkeit einer Fußbodenheizung.
1990 „VELTA“ Technik heute
Anwendungsspektrum und Perspektive für die 90er Jahre.
u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1 9 1
Index der bisherigen Referenten
prof. Dr. peter Suter
1986 Leistungsabgabe und Komfort von Fußbodenheizungen
in Räumen mit stark unterschiedlichen Wandtemperaturen.
Dipl.-Ing. Architekt Hadi Teherani
2004 Innovative Gebäudekonzepte trotz effizienter Ökonomie.
2006 Gebaute Emotion.
Dr. rer. nat. Markus Tempel
2000 Innovation Aktivspeichersysteme – Bauteilintegrierte
Möglichkeiten zur sanften Raumtemperierung.
(Kombinationsreferat)
prof. Dr.-Ing. Gerd Thieleke
2004 Zukünftige Hausenergieversorgung auf Basis Brennstoff-
zelle und Wärmepumpe.
univ. prof. Dr. Friedrich Tiefenbrunner
1989 Problematik der Verkeimung von Trinkwasserleitungen.
Minoru Tominaga
2002 Kundenbegeisterung als Erfolgsstragegie.
prof. Dr.-Ing. Achim Trogisch
1998 Kann die WSVO im Widerspruch zur Gewährleistung eines
optimalen sommerlichen Raumklimas stehen?
Dipl.-Ing. Klaus Trojahn
1991 Fußbodenheizung im Sportstättenbau.
Frank ullmann
1992 Der Fachingenieur als Unternehmer – Einführung in
modernes Management für Technische Büros.
prof. Dipl.-Ing. Klaus W. useman
1988 Kunststoffrohre in der Trinkwasser-Installation.
Thomas Vogel, Dipl.-Ing. (FH) VDI
2000 Brand- und Schallschutz.
Dipl.-Ing. Dietmar Walberg
2011 Energieeffiziente highend-Gebäude:
Wirklichkeit und Grenznutzung
prof. Dr. norbert Walter
1994 Zentraleuropäisches Hoch am Bau.
Dr. rer. nat. Lutz Weber
Das Gehör schläft nie – ein Plädoyer für leise Installationen.
peter Wegwerth, Ing. grad.
1981 Die regeltechnische Qualität von Fußbodenheizungen
mit Zementestrich in Kombination mit witterungsabhängigen
Reglern und Raumtemperaturreglern.
1983 Großflächige Wärmetauscher aus Kunststoff für Flächen-
heizungen, Fassaden und Dachabsorber.
1984 Membranausdehnungsgefäße richtig dimensionieren und
einsetzen.
1987 Hydraulische Randbedingungen in Heizungsanlagen mit
geringer Spreizung.
1988 Regeltechnische Notwendigkeiten für NT-Flächenheizungen.
Haymo Wehrlin, Ing. grad.
1981 Stand der Haus-Heiz-Wärmepumpe und der Solartechnik
aus heutiger Sicht.
Dipl.-Ing. Manfred Wenting
1988 Großbilddemonstration „VELTA“ Software zur Dimensio-
nierung von Rohr-Fußbodenheizungen.
1992 Regeltechnische Maßnahmen für die Fußboden-
heizungstechnik.
Von der individuellen Raumtemperaturregelung bis zum
DDC- (Direct-Digital-Control) System.
prof.Dr.-Ing. Günter Zöllner
1982 Wärmetechnische Prüfungen von Heizflächen und ihre
Bedeutung.
1984 Wärmetechnische Prüfung und Auslegung von Warmwasser-
fußbodenheizungen.
1986 Energieeinsatz von Heizsystemen unter besonderer
Berücksichtigung des dynamischen Betriebsverhaltens.
1987 Experimentelle Untersuchung zum Energieverbrauch unter-
schiedlicher Heizsysteme bei miteinander vergleichbarer
thermischer Behaglichkeit.
9 2 u p o n o r Ko n G r E S S 2 0 1 1
Index der bisherigen Referenten
prof. Dr.-Ing. Hans Werner
1982 Bauphysikalische Einflussgrößen auf die Wärmebilanz von
Gebäuden.
1983 Anforderungen an die Regelfähigkeit von Heizungssystemen
aufgrund bauphysikalischer Einflussgrößen.
1985 Bilanzierung der Transmissionswärmeverluste zweier Räume
mit unterschiedlichen Heizflächen.
1991 Berechnung des Jahresheizwärmebedarfs von Gebäuden
nach ISO 9164 und CEN/TC 89 künftige Europanorm.
Horst Wiercioch
2001 Betriebserfahrungen mit Betonkernaktivierung
BV M + W Zander, Stuttgart.
Detlef Wingertszahn, Dipl.-Ing.
2001 Moderne Technische Gebäudeausrüstung, ein Ansatz
zur nachhaltigen Betriebskostensenkung.
Dr. Andreas Winkens
2003 Schimmelpilzbildung in Abhängigkeit unterschiedlicher
Wärmeverteilsysteme.
prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff
2000 Auswirkungen der EnEV 2001 und der begleitenden
Normung auf die Gebäude- und Anlagenplanung.
2008 Drei Säulen für die Optimierung des Gebäude- und
Anlagenbestandes:
Energieeinsparung – Steigerung der Systemeffizienz und
des Einsatzes regenerativer Energien.
Thomas Zackell
2007 Erkennung und Behebung von Schall- und Hygiene-
problemen in der Haustechnik.
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Die Kongressbeiträge im pdf-Format und Bilder des Kongresses finden Sie unter
www.uponor.de/arlberg-kongress-2011
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