Installation von abgehängten Kühl- und Heizdecken

Das mit kaltem Wasser durchströmte Rohrsystem der Kühldecke absorbiert die Wärme in der Raumluft und kühlt sie energiesparend und geräuschlos herunter. Das Strahlungsprinzip ergibt Vorteile hinsichtlich der Raumtemperatur. Kühldecken bauen ein weitgehend gleichmäßiges vertikales Temperaturprofil im Raum auf. Die empfundene Raumtemperatur ist hierbei abhängig von der Raumlufttemperatur sowie der Temperatur der Raumumschließungsflächen. Bei Systemen mit hohem Strahlungsanteil liegt die empfundene Raumtemperatur im Kühlfall um 1,5 bis 2 Kelvin unterhalb der Raumlufttemperatur. Das Kühldeckensystem berücksichtigt die Möglichkeiten eines flexiblen Raumkonzepts, das insbesondere für Bürobauten mit häufig wechselnden Nutzeinheiten während der Nutzdauer bedeutungsvoll ist.
(Abb. © Roth Werke GmbH/C + P Schlüsselfertiges Bauen GmbH)

Systeme der Flächenheizung und Flächenkühlung nehmen heute eine führende Markposition ein. Im Wohnungsbau gehört die Warmwasserflächenheizung zum Standard der Raumwärmeübergabe. Dagegen werden im Gewerbe und Industriebau neben den Standardsystemen (RLT-Anlagen, Industrieflächenheizung) zunehmend Kühl- und Heizdeckensysteme eingesetzt. Dieser Beitrag befasst sich mit der Planung, Projektierung und Ausführung von abgehängten Deckensystemen. Er ist die ausführliche, um verschiedene Inhalte ergänzte Version eines Beitrags aus cci Zeitung 04/2021.

Anzeige

Betrachtet man die Systemvielfalt des Marktes Flächenheizung und Flächenkühlung ist festzustellen, dass dieser durch zwei grundsätzlich unterschiedliche Bauarten gekennzeichnet ist. Zum einen die Gruppe der bauteilintegrierten Systemtechnik, die fest in den Baukörper eingebaut wird (zum Beispiel eingeputzte Systeme, Betonkernaktivierung), zum anderen die Gruppe der abgehängten Systemtechnik, vorrangig an der Decke angebrachte Systeme. Dieser Fachbeitrag befasst sich speziell mit den abgehängten Deckensystemen und richtet sich an alle Beteiligten, die in den Bereichen Planung, Projektierung und Ausführung involviert sind.

Das Gebäude als System

Das Bauen in Deutschland hat sich in den letzten Jahrzehnten stark gewandelt und in der Bauausführung wesentliche Veränderungen mitgebracht. Wenn bisher das Bauen durch eine deutliche Gewerke-Abgrenzung geprägt war, geht das zunehmend verloren. Nach dem Prinzip; „das Gebäude als ein System“ werden Bauleistungen zunehmend in Kooperationen erbracht. Eindrucksvoll lässt sich das bei abgehängten Deckensystemen veranschaulichen. Diese Konstruktionsart hatte bisher lediglich eine optische Funktion, zum Beispiel zum Verkleiden von Rohbauwerken oder Installationen. Mittlerweile wird diese Baukonstruktion zunehmend als multifunktionale Ebene mit breitem Einsatzspektrum genutzt.

Funktionen abgehängter Deckenkonstruktionen:
• Raumgestaltung – Verkleidung von Rohdecken
• Verkleidung Installationstechniken
• Raumakustik – Schallabsorption
• Beleuchtung – Lichtlenkung und Reflexion
• Raumtemperierung – Kühlen/Heizen

Die Aktivierung der Decke mit dem Ziel der Raumtemperierung/Klimatisierung entwickelt sich aufgrund herausragender Vorteile rasant und gilt mittlerweile in Europa als führende Systemtechnik zur Raumtemperierung. Diese Technik, auch stille Kühlung genannt, verbindet die Lastfälle – Kühlen und Heizen- mit der notwendigen Lüftung zu einer wirtschaftlichen Raum-Klimatisierung mit uneingeschränkten Vorteilen. Gepaart mit einem innovativen Beleuchtungskonzept sowie den Anforderungen an die Raumakustik bekommt diese multifunktionale Einheit stark wachsenden Zuspruch.

Fachgerechte Planung und Auslegung

Für die Umsetzung dieser innovativen Raumklimatisierung bedarf es eines perfekten Zusammenspiels aller beteiligten Gewerke. Bereits bei der Planung gilt es nach dem Prinzip „Integrierte Planung und Ausführung“ alle Anforderungen an die Konstruktion zu bündeln. Die Grundlage dafür sollte rechtzeitig unter Einbezug aller Gewerke (Bauherr, Architekt, TGA Planer, Heizungsbauer, Trockenbauer) abgestimmt werden. Unter Berücksichtigung der bauphysikalischen Vorgaben gilt es eine Heiz- und Kühllastberechnung zu erstellen. Das Ergebnis ist die Basis für die Wahl des Kühl- und Heizdeckensystems, welche in breiter Angebotspalette im Markt zur Verfügung stehen. Ob nun Metall-Rasterdecken, mineralische Deckensysteme (Gipskarton, Lehm) oder Sonderbauformen gewählt werden, hängt im Wesentlichen von den Leistungskennwerten der jeweiligen Systeme ab. Selbstverständlich spielen hier auch die architektonischen Vorgaben wie Gestaltung, Akustik und Beleuchtung eine bedeutende Rolle.
Ein wichtiger Hinweis gilt dem Prozedere der Ausschreibung, alle Anforderungen und technischen Vorgaben sollten dort detailliert aufgeführt werden.

Welche Schritte folgen im Anschluss an die Planung eines Kühl- und Heizdeckensystems?

Montage

Die Montage einer Kühl- und Heizdecke ist ein Prozess, in dem die jeweiligen Arbeitsschritte (Gewerke) fließend ineinander übergehen. Vor Montagebeginn bedarf es der Abstimmung der vorgesehenen Einbauten (z.B. Beleuchtung, Lüftung etc.). Systembedingte Besonderheiten bedürfen der gesonderten Abstimmung zwischen Auftraggeber und Systemanbieter und sind in einem finalen Verlegeplan abzubilden. Zur Koordination des Bauablaufs hat sich die Benennung eines Fachmanns mit fundierten gewerkeübergreifenden Kenntnissen als sinnvoll herausgestellt.

Verlegeplan/Deckenspiegel:
Der freigegebene Verlegeplan (Deckenspiegel) sollte rechtzeitig vor Montagebeginn vorliegen. Die gerechneten statischen Nachweise müssen eingehalten und auf die Befestigungsuntergründe angewendet werden.

Der freigegebene Verlegeplan (Deckenspiegel) sollte rechtzeitig vor Montagebeginn vorliegen. Es ist besonders darauf zu achten, dass die gerechneten statischen Nachweise eingehalten und auf die Befestigungsuntergründe angewendet werden. Die Lasten des Systems, seiner Zubehörkomponenten sowie der notwendigen wasserführenden Anschlussleitungen sind dabei gemäß Herstellerangaben zu berücksichtigen. Für eine Befestigung der Unterkonstruktion am statischen Baukörper mittels Dübel ist die Belastbarkeit des Ankergrundes zu beurteilen. Gegebenenfalls ist eine Dübel-Prüfung durchzuführen und zu protokollieren.
Die Montage, Inbetriebnahme und auch Abnahme sind Schritte die fließend ineinander übergehen. So müssen z.B. bei geschlossenen Gipskartondecken die Einbauten vor dem Schließen der Decke bereits geprüft werden.
Als praktischer Leitfaden für die Koordination der verschiedenen Gewerke und deren Arbeitsschritte bei Planung und Ausführung empfiehlt der Bundesverband Flächenheizungen und Flächenkühlungen die „Schnittstellenkoordination bei Flächenheizungs- und Flächenkühlungssystemen in Neubauten“. Die Dokumentation zeigt die gewerkeübergreifenden Zusammenhänge auf und ergänzt die geltenden Normen und technischen Regeln. Das Dokument inklusive der Checklisten ist für die Deckensysteme (ND1, TD1-TD5) unter www.flaechenheizung.de abrufbar.
Die BVF-Richtlinienreihe ‚Kühlen und Heizen mit Deckensystemen‘ stellt detaillierte technische Informationen für alle am Markt gängigen Systemarten und deren Besonderheiten von Kühl- und Heizdeckensystemen praxisnah dar. In der Richtlinie 15.11 Montage, Inbetriebnahme, Abnahme und Betrieb sind zudem Abnahmeprotokolle speziell für Deckensysteme enthalten:

P1-Decke Protokoll für die Dichtheitsprüfung von Flächenheizungen und Flächenkühlungen gemäß DIN EN 1264-4
P5-Decke Protokoll zum Funktionsheizen als Funktionsprüfung für Flächenheiz- und Kühlsysteme als Trockensysteme
P7-Decke Protokoll zum Beschichtungsreifheizen von Deckenheiz- und Kühlsystemen
P10-Decke Protokoll für die Spülung von Flächenheiz- und Kühlsystemen gemäß DIN EN 1264 Teil 4
P11-Decke Protokoll für Dübelprüfung
P12-Decke Protokoll zur Abnahme

Der Bundesverband Flächenheizungen und Flächenkühlungen hat im Rahmen seiner Facharbeit in Anlehnung an die bewährten Schnittstellenkoordinationen und Richtlinienreihen auch neue Protokolle für Kühl- und Heizdeckensysteme erarbeitet und stellt diese kostenfrei zum Download auf seiner Homepage zur Verfügung.

Inbetriebnahme/Herstellen der Betriebsfähigkeit

Zur Herstellung der Betriebsfähigkeit sind im Rahmen der Inbetriebnahme diverse Maßnahmen erforderlich. Dazu gehören das fachgerechte Spülen des hydraulischen Systems, die Aufbereitung des Füll- und Ergänzungswassers, sowie das Befüllen und die Druckhaltung einschließlich der Entgasung und Reinigung von Schmutzfänger oder Schlammabscheider. Diese Maßnahmen bilden die Grundlage für einen störungsfreien Betrieb.

Spülen

Das Spülen des Kühl- und Heizdeckensystems dient der Beseitigung möglicher funktionsstörenden Schmutzpartikel und Verarbeitungsrückstände. Nach dem Spülvorgang ist das System möglichst vollständig zu entleeren.
Die Befüllung des Systems sollte unmittelbar nach dem Spülen erfolgen. Neben den Herstellervorgaben des Systems und der verbauten Systemkomponenten gilt es auf die Einhaltung der Füllwasser-Qualität entsprechend zum Beispiel VDI 2035, Norm H5195-3, DIN 4726, VDI 4708 sowie BTGA-Regel 3.002 zu beachten. Als empfohlener Richtwert für das Füllwasser ist die Tabelle aus der BTGA-Regel 3.002 zu berücksichtigen.

Entlüftung und Entgasung

Zur Vermeidung von Betriebsstörungen und sonstiger Probleme (Geräusche, Korrosion, Ablagerungen, Erhöhung der Strömungswiderstände, Reduzierung der Heizleistung) ist es erforderlich das System nach dem Befüllen zu entlüften. Da bei den systemrelevanten Rohrleitungen (Verteil-, und Anschlussleitungen) nicht grundsätzlich eine steigende Leitungsführung gegeben ist, sollte das Entlüften durch gründliche Spülung bis zu gänzlichen Luftfreiheit erfolgen. Um zu verhindern, dass nicht erneut Luft in das System eintritt, ist darauf zu achten, dass die vorgelagerte Anlage luftfrei ist. Da im Betrieb je nach Betriebszustand (Druck, Temperatur) in der Anlage Gase in Form von Blasen- beziehungsweise Mikroblasen auftreten können, ist gegebenenfalls für eine kontinuierliche Entgasung der Anlage zu sorgen. Dieses kann zum Beispiel durch zu installierende Mikroblasenabscheider oder Druckstufenentgaser erfolgen.

Druckprüfung

Die Kühl- und Heizkreise sind vor dem Verschließen der Decke (zum Beispiel vor dem Hochklappen von Elementen, vor dem Beplanken mit Gipskarten) durch eine Druckprobe auf Dichtheit zu prüfen. Die Druckprüfung kann mit Luft oder Wasser durchgeführt werden. Der Prüfdruck mit Wasser darf nicht weniger als 4 und nicht mehr als 6 bar betragen, bei Luft maximal 3 bar. Abweichende Herstellerangaben beim Prüfdruck sowohl bei Luft und/oder Wasser sind gegebenenfalls zu beachten. Die Durchführung ist zu bestätigen und zu dokumentieren.

Hydraulischer Abgleich

Um eine gleichmäßige Durchströmung des Deckensystems zu gewährleisten, ist es erforderlich einen hydraulischen Abgleich durchzuführen. Gemäß den allgemein anerkannten Regeln der Technik gilt es die Regulierventile einzustellen. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Kühl- und Heizleistung gemäß Montageplanung erbracht wird. Das Vorgehen ist hierbei abhängig von der Auswahl der Ventile bzw. Reguliereinrichtungen.

– Druckunabhängige Ventile (PICV)

Die Einstellung des Wassermassenstrom erfolgt mittels einer Einstellskala direkt am Ventil. Eine einmalige Einstellung ist ausreichend und es müssen keine wiederholenden Einstellungen vorgenommen werden. Es ist zu wichtig, dass der Spülvorgang ordnungsgemäß durchgeführt wird.

– Statische Ventile

Zur Einstellung dieser Ventile ist es erforderlich neben den Wassermassenströmen auch die zu drosselnden Druckverluste der Ventile zu kennen. Diesen können gemäß Auslegungsprogramm auf Basis der Hersteller-Diagramme ermittelt werden. Bei Ventilen, die Messnippel aufweisen, kann der Druckverlust über das Ventil oder auch der fließende Wassermassenstrom mittels Messgeräts ermittelt werden.

Funktionsheizen/-kühlen, Beschichtungsreifheizen

Zur Überprüfung der ordnungsgemäßen hydraulischen Verrohrung und funktionsfähigen Durchströmung der gesamten aktiven Deckenflächen hat das Funktionsheizen zu erfolgen. Bei nicht reversiblen mineralischen Decken, zum Beispiel Gipskarton, ist dieser Vorgang aus Gründen möglicher Fehlerbehebung vor dem finalen Verschließen (Beplanken und Verspachteln) der Decke zu erfolgen. Bei Deckensystemen mit Verrohrung innerhalb der Gipskartonplatte macht das Funktionsheizen erst nach dem Beplanken Sinn. Dieser Vorgang kann durch eine thermografische Begehung ergänzt werden.
Bei einigen Deckenarten wie etwa Gipskarton- oder Lehmdecken ist es erforderlich, vor der finalen Beschichtung ein Aufheizprogramm durchzuführen, das Beschichtungsreifheizen. Zweck dieses Vorganges ist es, eventuelle Spannungen aus dem System herauszubringen und einen zu hohen Feuchtigkeitsanteil (Baufeuchte) aus der Decklage zu entfernen. Hierdurch wird die Möglichkeit einer Rissbildung minimiert. Dieser Vorgang sollte in kleinen Temperatur-Schritten erfolgen und 40 °C nicht übersteigen. Herstellerspezifische Angaben sind auch hier zu berücksichtigen.

BVF-Empfehlung für ein Aufheizprogramm

Abnahme/ Funktionskontrolle Konformitätsprüfung

Die Abnahmeprüfung von Kühl- und Heizdecken erfolgt nach VDI 6031 „Abnahmeprüfung an Raumkühlflächen“. Sie hat zum Ziel, den Nachweis der erbrachten Montageleistungen nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik, einschließlich der Funktionsfähigkeit sämtlicher Bestandteile, im Interesse des Auftraggebers zu führen. Mit der Konformitätsprüfung wird die Übereinstimmung der installierten Konstruktion zur Ausführungsplanung überprüft. Wenn Teile der Kühl- und Heizdecke nach Fertigstellung nur unter erschwerten Bedingungen geprüft werden können, sind stichprobenartige Prüfungen zu vereinbaren, für nicht zugängliche Systemteile ist die planungskonforme Ausführung durch den Errichter zu bestätigen.

Prüfung der Voraussetzung für eine Funktionsprüfung

Voraussetzung für eine Funktionsprüfung einer Kühl- und Heizdecke ist, dass die komplette Kühl- und Heizanlage inklusive Wärme-/ Kälteerzeugung und Verteilung sowie Regelungstechnik betriebsfähig ist. Diese Betriebsfähigkeit muss von den jeweiligen Anlagenerstellern je Teilleistung (Wärmeerzeugung, Wärmeverteilung, Regelungstechnik) bestätigt werden. Die nachfolgenden Arbeiten und Vorgaben müssen vor Beginn der Funktionsprüfung durch den jeweils zuständigen Anlagenersteller abgeschlossen sein beziehungsweise eingehalten werden.

Maßnahmen zur Vorbereitung der Funktionsprüfung

– Dichtheitsprüfung aller Anlagenteile inklusive Vorlage der Prüfprotokolle
– Einregulierung aller Regelventile inkl. Vorlage der Protokolle
– Probebetrieb der Gesamtanlage inkl. Wärme-/Kälteerzeugung, Rohrnetz und Regelungstechnik
– Der Temperaturunterschied zwischen der Raumluft zur mittleren Kühl- bzw. Heizmitteltemperatur hat mindestens 6 K zu betragen
– Fenster und Türen sind geschlossen zu halten
– Lüftungsanlagen müssen außer Betrieb genommen werden.

Prüfung der Funktion

Bei der Funktionsprüfung von Kühl- und Heizdeckensystemen ist eine Messung der Kühl- oder Heizleistung mit angemessenem Aufwand und aufgrund abweichender Randbedingungen nicht möglich und daher nicht Bestandteil der Funktionsprüfung. Daher wird davon ausgegangen, dass die vereinbarte Kühl- bzw. Heizleistung erreicht wird, wenn eine Leistungsmessung nach DIN EN 14240 (Kühlen) beziehungsweise 14037 (Heizen) durchgeführt wurde, der Aufbau den Planungsunterlagen entspricht sowie die Betriebsbedingungen wie Temperaturen und Wassermassenstrom eingehalten werden.
Bei der Funktionsprüfung werden nachfolgende Parameter gemessen:

– Oberflächentemperatur der Raumkühlfläche mittels thermografischer Aufnahme
– Raumlufttemperatur im Aufenthaltsbereich mittels Thermoelement- oder Widerstandsthermometer
– Temperaturen des Kühl-/ Heizmediums an zentraler Stelle mittels Thermoelement-, Widerstands- oder Infrarotthermometer
– Kondensationsschutz

Werden Decken sowohl zum Kühlen als auch zum Heizen eingesetzt, ist zusätzlich die Funktion der Umschalteinrichtung sicherzustellen. Sofern die fehlerfreie Funktion für einen Anwendungsfall (Heizen oder Kühlen) nachgewiesen wurden, ist diese ebenso für den jeweils anderen Anwendungsfall zu erwarten. Eine separate Funktionsprüfung ist daher nicht erforderlich.

Dokumentation der Abnahmeprüfung

Fazit

Die Behaglichkeit ist ein starkes Argument für den Einsatz einer Kühl- und Heizdecke, denn sie schafft für den Menschen ein angenehm temperiertes, zugfreies und hygienisches Umfeld. Auch zur Modernisierung des Gebäudebestandes eignet sich die Decke besonders gut, da eine Installation hier vergleichsweise schnell, einfach und kostengünstig erfolgen kann. Mithilfe komprimierter Abläufe und der gewerkeübergreifenden Abstimmung der notwendigen Arbeitsschritte erhält man ein einwandfreies und nahezu wartungsfreies Flächenkühl- und Heizsystem mit hoher Behaglichkeit und Energieeffizienz. Flächenkühl- und Heizsysteme sind bestens geeignet, die Klimaziele im Gebäudebereich zu erreichen.

Autor: Ulrich Stahl, Vorstandsvorsitzender des Bundesverbands Flächenheizungen und Flächenkühlungen (BVF), Dortmund. Kontakt zum Autor über redaktion@cci-dialog.de

cci126791

Lorem ipsum dolor sit amet, consetetur sadipscing elitr, sed diam nonumy eirmod tempor invidunt ut labore et dolore magna aliquyam erat, sed diam voluptua. At vero eos et accusam et justo duo dolores et ea rebum. Stet clita kasd gubergren, no sea takimata sanctus est Lorem ipsum dolor sit amet. Lorem ipsum dolor sit amet, consetetur sadipscing elitr, sed diam nonumy eirmod tempor invidunt ut labore et dolore magna aliquyam erat, sed diam voluptua. At vero eos et accusam et justo duo dolores et ea rebum. Stet clita kasd gubergren, no sea takimata sanctus est Lorem ipsum dolor sit amet.

CCI-MITGLIEDSCHAFT

Lesen Sie weiter mit einer Mitgliedschaft in cci Wissensportal (inklusive cci Zeitung)

  • 24/7 jederzeit präzises und einfaches Auffinden von Fachinformationen online in cci Wissensportal
  • 14 Mal im Jahr schnell und umfassend informiert mit cci Zeitung
  • Im Inland zusammen für 207 Euro /Jahr zzgl. MwSt.

Jetzt erstmalig registrieren Testen ohne Risiko: Die Schnupper-Mitgliedschaft in cci Wissensportal endet nach 3 Monaten

Schreibe einen Kommentar