Verstecktes Geld im Hallenboden - Kreilac GmbH

Industriebau
Verstecktes Geld
im Hallenboden
Neue Industrieflächenheizung kommt mit
weniger Stahlfaser beton aus
Zwei Zentimeter Stahlfaserbeton
kosten je Quadratmeter Industriehallenboden
etwa 2,20 Euro. Die
Investitionen in eine neue Produktions-,
Logistik- oder Lagerhalle von
10 000 m 2 reduzieren sich mithin um
rund 22000 3, wenn an der Dicke
des Betonbodens 2 cm eingespart
werden dürfen. Angesichts dieses
Betrags fragt man sich, wieso nicht
schon früher ein Hersteller von
heizenden Hallenböden folgende
nahe liegende Idee hatte:
Die in Mönchengladbach ansässige Firma
Kreilac, Spezialist für Fußbodenheiz- und
-kühlsysteme in Industriehallen, und die
Firma Condulith Industriebodentechnik
mit Sitz in Erftstadt, Minden und dem
thüringischen Meiningen, entwickelten ein
neues Produkt. Das basiert unter anderem
auf einer eigentlich nicht sonderlich aufregenden
Rohrhalterung, die dem Bauherrn
aber die erwähnten 22 000 Euro Einsparung
beschert. Denn dieses Kunststoffteil
sorgt in Verbindung mit einer speziell geformten
Rasterstahlmatte für eine Distanz
von ca. 2 cm zwischen dem Unterboden
(Planum) und dem heizenden Kunststoff-
Sicherheitsrohr. Sicherheitsrohr, weil es
aus fünf Lagen besteht und so die eingebettete
Sauerstoffsperre, die verhindert, dass
korrosive Luft in die Heizung diffundiert,
selbst im rauen Baustellenbetrieb unverletzlich
bleibt.
Die 2 cm Abstand haben einen entscheidenden
Vorteil: Der neu konditionierte
dünnflüssige Faserbeton der Condulith
GmbH umschließt jetzt das Rohr vollständig.
Bauphysikalisch gesehen schwächt so
die eingebettete Heizschlange nicht die Betonschicht,
da die Druckkräfte auch unter
dem Rohr vom Faserbeton in den Boden
abgeleitet werden (Bild 2).
Wenn die Statik wegen der Punktlast aus
zum Beispiel Hochregalstützen, Maschinenfüßen
oder Gabelstaplerrädern beispielsweise
einen 20 cm dicken Betonboden
verlangt, darf es folglich bei diesen
20 cm bleiben. Im anderen Fall dagegen,
wenn die Wasser führenden Kunststoffleitungen
auf dem Boden aufliegen, gilt die
20-cm-Regel ab oberstem Rohrpunkt. Bei
einem üblichen Heizrohr mit 20 mm Außendurchmesser
müsste mithin der Boden
mindestens 22 cm dick sein.
Der Trick mit dem Abstandshalter
Nun ist die Verlegung mit Abstand
der Rohre zum Unterbau nicht unbekannt.
Bodenplatten aus Nassbeton,
mit zwei Bau stahlmatten als
obere und als untere Bewehrung,
sind genau nach diesem Muster
Bild 1: Aufgeständerte Heizrohre der
Kreilac-Flächenheizung
konfiguriert, einfach deshalb, weil die Mindestbetonbedeckung,
je nach Stabdurchmesser
und Expositionsklasse, zwischen
zwei und 5,5 cm liegen muss – mithin auch
unter der unteren Bewehrung. Bei dieser
Variante werden die Kunststoffrohre an
die Baustahlmatte befestigt. Sie hat aber
nicht mehr die Verbreitung wie in der
Vergangenheit. Der Anteil konventionell
bewehrter Sohlplatten im Industriebodenbau
bewegt sich bei noch etwa 30 Prozent.
Der Stahlfaserbeton hält einen Anteil von
60 Prozent und das unbewehrte Betonsystem
die restlichen 10 Prozent. Der neue
Bild 2: Kräfteverlauf
Aufbau der Kreilac GmbH und der Condulith
GmbH kommt damit für den Großteil
des Bauvolumens von Industrie- und
Lagerhallen infrage.
Industrieböden sind keine statischen Bauteile
im Sinne der DIN 1045/EN 206, wenn
sie auf dem Unterbau einer durchgängigen
Tragschicht aufliegen und sie weder statische
Bauteile aussteifen noch tragen sollen.
So gesehen fehlt für die Herstellung solcher
Sohlpatten, gleichgültig ob unbewehrt,
konventionell oder stahlfaserbewehrt, eine
umfassende normative Vorgabe.
Sehr wohl existiert aber neben der erwähnten
DIN-EN eine Vielzahl von Merkblättern,
Empfehlungen und Richtlinien,
die derzeit für Planung, Dimensionierung
und Ausführung herangezogen werden.
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Einteilung nach Tabelle 2 in die Klassen
A, B und C bewährt. Da die Fachwelt den
Stahlfaserbeton von der Belastungsseite
her eher dem unbewehrten als dem
bewehrten Beton zuordnet, orientieren
sich die Ausführungen an Tabelle 2. Die
Stahlfaser verbessert im wesentlichen das
Reißverhalten, die Schlagfestigkeit und die
Ermüdungsfestigkeit.
Der Bodenaufbau
Tabelle 1: Empfohlene Dicken von Betonplatten für Industrie- und Produktionshallen
Aus betontechnologischer Sicht ist es etwa
notwendig, die DIN 1045/EN 206 zu erfüllen.
Aus statischer Sicht, zur Findung von
Sohlstärke und -bewehrung, sind hingegen
die Belastungen – und hier in der Regel die
zu erwartende Einzellast – in Verbindung
mit dem Unterbau die entscheidenden
Bemessungsgrößen. Im Zweifelsfall sollten
sich die ausschreibenden Stellen im Vorfeld
der Kompetenz seriöser und führender
Industriebodenhersteller bedienen.
Bemessung der Sohlplatte
Ein Beispiel für entscheidende Bemessungsgrößen
sind die Belastungen, die von
einem Hochregallagersystem ausgehen.
Dort treten Fußlasten der Stiele (Stützen)
im Bereich von 40 bis 250 kN (4 bis 25 t)
auf. Die Auslegung der Sohlplatte hängt,
neben der Stellung des Regals, in erster
Linie von der Fläche des Fußes und dem
Abstand der Stiele zueinander ab. Erste
Richtwerte enthält die Tabelle 1, die in
Abhängigkeit von Nutzungsbereich und
Betongüte unter Berücksichtigung der
Einzellast entsprechende Dicken für unbewehrte
Sohlplatten angibt.
Tabelle 1 ist nach Nutzungsbereichen gegliedert.
In Anlehnung an das DBV-Merkbatt
30.1 „Industrieböden aus Beton für
Frei- und Hallenflächen“ des Deutschen
Beton- und Bautechnikvereins hat sich die
Tabelle 2: Nutzungsbereiche (Tabelle 1 u. 2 entnommen: Betonböden für Produktions- und Lagerhallen,
Verlag Bau + Technik)
Das Kreilac/Condulith-System baut ebenfalls
auf einer Stahlmatte auf. Auf diesem
speziellen Rohrträger mit einem Drahtrastermaß
von 15 x 15 cm liegt das Rohr nur
auf den Querstreben (Bild 1). Ein ständig
parallel laufender Draht unter dem Heizleiter
würde Lufträume schaffen und so
die vollflächige Umschließung mit Beton
verhindern. Die Wärme ginge in diesem
Fall nicht mehr zu 100 % auf die Sohlplatte
über (Minderleistung). Der Heizbeton
verlöre darüber hinaus in Teilen wegen
der Hohlräume seine Funktion als Stützkorsett
der marktüblichen Kunststoffrohre.
Es müssten andere Berechnungsgrundlagen
herangezogen werden. An ihr werden
lediglich die Clipse für die Rohre befestigt.
Die Standardmatte von 2,5 m 2 aus 3 mm
Stahldraht wiegt lediglich 2 kg. Sie macht
also im Handling keine Probleme.
Die genaue Schichtung des thermoaktiven
Betons der Firmen Kreilac und Condulith
sieht so aus: Auf das bauseitig erbrachte
Planum (Unterbau) verlegen die Monteure
eine PE-Kunststofffolie, darauf die Rasterstahlmatte
und in deren Drahtstreben, die
auf U-förmig angehobenen Drahtbrücken
verlaufen, verclipsen sie die Rohre. Und
zwar in Kunststoffhaltern, die in Kombination
mit den aufgewölbten Drahtbrücken
die 2 cm Abstand zur Folie gewährleisten.
Stahlmatte und PE-Folie verbindet die
Montagekolonne auf der Baustelle nach
einem besonderen Verfahren zu einer
Einheit. Kreilac/Condulith sprechen von
einem „Betonsegel“. Das unterbindet das
Aufschwimmen der Rohre in dem auf die
PE-Unterlage aufgebrachten dünnflüssi-
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gen Beton. Dieses „Betonsegel“ ist damit
eins der fünf neu entwickelten Merkmale
des Industriehallenbodens aus thermoaktivem
Beton. Die vier weiteren sind die Abstandsstahlmatte,
der spezielle Rohrhalter,
der Randdämm- und -isolierstreifen (siehe
nächster Absatz) und der dünnflüssige
Condulith-Beton zum Heizen und Kühlen.
Geringere Wärmeverluste
Zum Randdämmstreifen. Die Wärmeverluste
an der Nahtstelle Fundamentplatte/
Außenwand können erheblich sein. Bei Industrieflächenheizungen
hat diese umlaufende
potenzielle Wärmebrücke selbst bei
einer relativ kleinen Halle von 20 x 40 m, je
nach Bodenaufbau, eine Fläche von 30 m 2
und mehr. Herkömmliche Wandstreifen
fangen nur die Ausdehnung des Betons
ab. Die Kreilac GmbH konfektionierte
deshalb für beheizte Bodenplatten einen
Randisolierstreifen, der den Wärmeabfluss
weitgehend unterbindet. An der Technischen
Universität Bergakademie Freiberg
maß das Institut für Wärmetechnik und
Wärmedynamik einen fünffach besseren
Dämmwert als bisher in der Praxis gebräuchlich.
Der hohe Dämmeffekt resultierte
in erster Linie aus der Strahlungsfolie
aus Aluminium in dem 20 mm dicken
Sechsfach-Verbundmaterial.
Generell findet die Flächenheizung in Industriehallen
immer mehr Eingang. Das hat
in erster Linie mit der höheren Effizienz
zu tun. Vom Flughafen Düsseldorf liegen
Vergleichswerte zwischen einer Deckenluftheizung
(Warmluft) und einer Fußbodenheizung
vor. Bei zwei Hallen mit etwa
identischer Fläche von rund 10 000 m 2
belaufen sich bei der Warmluftheizung die
Heizkosten siebenmal höher gegenüber
einer Industrieflächenheizung. Der zweite
Grund für die Beliebtheit der beheizten
Böden liegt in der Flexibilität in Bezug
auf den Energieträger. Wer sich heute für
einen Kessel entscheidet, kann morgen
eine Wärmepumpe oder übermorgen ein
BHKW anbinden. Angesichts kletternder
Energiepreise halten sich viele Investoren
diese Option offen.
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