Betonbauteile zum Heizen und Kühlen von Industrie und Kühlen ...

Betonbauteile zum Heizen 

und Kühlen von Industrie 

und Gewerbebauten 

Systemübersicht - baukonstruktive 

Grundlagen - energetische Aspekte – 

Perspektiven 

Dr. Michael Günther Uponor Academy

Betonbauteile zum Heizen und Kühlen 

von Industrie 

Industrie- I d t i und d G Gewerbebauten 

b b t 

michael.guenther@uponor.de © Uponor 2008 Page 2

Vorbemerkungen zum Vortrag 

D Dr. Mi Michael h l Günther Gü th 

1. Vor Ihnen steht ein „Technischer Gebäudeausrüster“, 

der sich bemüht, fachübergreifend zu denken. 

2. Baukonstruktionslehre und Technischer Ausbau ver- 

zahnen sich immer mehr. Daraus ergeben sich 

Chancen, aber auch die Notwendigkeit, integral zu 

denken. 

33. Mit dem d BBaustoff t ff „Beton“ B t “ kann k sehr h wirtschaftlich 

i t h ftli h 

das Raumklima sowohl im Sommer als auch im Winter 

beeinflusst werden. 


U Uponor im i Überblick 

Üb bli k 

• Umsatz 2010: 750 Mio. € 

• Vertrieb in 100 Ländern weltweit 

• 17 Produktionseinheiten in 11 Ländern 

• ca. 3.200 Mitarbeiter 

Wichtigste g Geschäftsbereiche: 

• Flächenheizung und -kühlung 

• Trinkwasser- Trinkwasser und Heizkörperinstallationssysteme 

• Versorgungssysteme (Heizung, Wasser,…) 

• Entsorgungssysteme (Abwasser (Abwasser,…) 

) 


www.uponor.att 

Bürogebäude "Hoch Zwei" 

und "Plus Zwei", Wien 



Hospiz Sport & Spa, St. Christoph / Tirol 



Artur L. Mair 

Herzog-Siegmund-Ufer g g 

1-3/1/1 

A-6020 Innsbruck 

Österreich 

T +43 (0)512 560689 

F +43 (0)512 566699 

M +43 (0)664 3580329 

E artur artur.mair@uponor.at 

mair@uponor at 


U Uponor Central C t l Europe E Standorte 

St d t 

Ochtrup: 

Bremen 

Nordrhein-W estfalen 

Vertrieb: 

- Uponor p Systemvertrieb 

y 

- OEM-Vertrieb 

Produktion: 

Rheinland-Pfalz 

- Kunststoffrohre 

- Mehrschicht- 

Saarland 

verbundrohre 

- Platten 

Hessen 

Baden-W ürttemberg 

Schleswig-Holstein 

Niedersachsen 

Hamburg 

Norderstedt: 

Vertrieb: 

- Uponor Systemvertrieb 

Thüringen ü ge 

Sachsen-Anhalt 

Mecklenburg-Vorpommern 

Berlin 

Brandenburg 

Zella-Mehlis: 

Produktion: 

- Mehrschicht- 

Sachsen 

verbundrohreb d h 

Haßfurt: 

Vertrieb: 

Bayern 

- Uponor 

Systemvertrieb 

Produktion: 

- Metallfittings 


Auf dem Weg 

zu ganzheitlichen h itli h TGA – Lö Lösungen… 

Wärme- und Kälteversorgung *** Medientransport *** 

Flä Flächenheizung h h i und d -kühlung***Sanitärinstallation*** 

kühl ***S itä i t ll ti *** 

S O N D E R A N W E N D U N G E N 


Das Planungsziel 

Gesamt- Gesamtenergieeffizienz 

Thermische, hygienische, 

akustische und 

olfaktorische 

Behaglichkeit 

Wirtschaftlichkeit 



Hi Historischer t i h b beheizter h i t Betonboden 

B t b d 

um 1950 


M Moderne d Sohlplattentemperierung 

S hl l tt t i 

Militärhistorisches 

Museum Dresden 


Beheizte B BBeheizte h i t Betonböden B t böd - B Bauarten t 

mattenbewehrter 

Stahlbeton Spannbeton Stahlfaserbeton 


Beheizte B BBeheizte h i t Betonböden B t böd - B Bauarten t 

Das interessante Objekt mit Walzbeton: 

BMW Dynamic Center Dingolfing 


Beheizte B BBeheizte h i t Betonböden B t böd - W Walzbeton l b t 

Das interessante Objekt mit Walzbeton: 

BMW Dynamic Center Dingolfing 

• 550 000 Quadratmeter 

Grundstücksfläche 

• 156 000 Quadratmeter 

Industriehallen + Büros 

• Logistikzentrum mit 

650 Beschäftigten 

• 3,6 Millionen Lieferschein – 

Positionen pro Jahr 

• weltweiter Versand von 

Teilen für BMW und MINI 


Industrieflächenheizung – 

th thermisch i h behaglich 

b h li h 

Temperieren der Hochregale: ca. 50 % Konvektion 

Fußkomfort 

Raumklima: ca. 50 % Strahlungsanteil 


Industrieflächenheizung – 

energieeffizient 

i ffi i t 

120 

% 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

15 

Luftheizung Fußbodenheizung 

g Lt = 0,4 ... 1,0 K/m 

105 100 

g Lt = 0 ... 0,3 K/m 

Luftheizung Fußbodenheizung 

Unterschiede im Heizwärmeverbrauch 


Beheizte B BBeheizte h i t Betonböden B t böd - W Walzbeton l b t 


Walzbeton 

(R (Roller ll Compacted C t d Concrete C t (RCC) 

Asphaltstraße - 

1872 erste Betonstraße in den USA 

Walzbeton im Tunnel - 

befahrbar nach 3 Stunden 

Walzbeton im Straßen- und 

Industriehallenbau Kanadas 

Walzbeton für den Staudammbau 


Industrieflächenheizung mit 

W Walzbeton l b t 

Schleppgrader 

selbstgehende 

Doppelvibrationswalze Vibrationsboden- 

Vibrationsboden 

verdichtungsplatte 

Begradigen, Vorverdichten und Nachverdichten 



Walzbeton W WWalzbeton l b t und d PE PE-Xa PE X Xa R Rohren R h 

Nur 

PE-Xa PE Xa Rohre! 




• hohe Dichte 

• hohe Druckfestigkeit zwischen 30 und 70 N/mm² 

• hohe Biegezugfestigkeit zwischen 3,5 und 7 N/mm² 

• hohe Scherfestigkeit und Verformungsstabilität 

• geringes i Schwindmaß S h i d ß ddurch h niedrigen i d i W Wasser- b bzw. Bindemittelgehalt 

Bi d itt l h lt 

• niedrige Feuchtigkeitsaufnahme 

• hoher Frost – Tausalz - Widerstand auch bei Gefrier – Auftau – Zyklen 

• geringe g g Erwärmung g bei Hydratation y sowie ggeringe g Schwindspannungen 

p g 

und gute Formbeständigkeit 

• sofortige Grünstandsfestigkeit („grüner Beton“: Ansteifen und Erstarren) 

• resultierende Befahrbarkeit im frischen Zustand 

• in Kombination mit einem zugehörigen gehö igen Deckbelag gute g te Oberflächenhärte, 

Obe flächenhä te 

Abrieb- bzw. Verschleißfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit 

• hohe Einbauleistung von ca. 1500 ... 2000 m² pro Fertiger und Tag. 


S Schwinden h i d von B Beton t 

BRECOPAC 

150 ... 180 kg/m³ 

Einfluß des Wasser - Zement - Wertes w/z und des 

Zementgehaltes z auf das Schwindverhalten von Beton 





Industrieflächenheizung - 

FFugentechnik t h ik 

Fuge mit Querverdübelung und Kantenschutz 

der Betonfelder mit MIGUA Fugenprofilen 


Industrieflächenheizung - 

FFugentechnik t h ik 

Kosten eines Industriebodens (SEIDLER) 

PE-Folie, zweifach 0,80 E/m² 3 % 

Beton B 35, 180 mm 13,30 E/m² 50 % 

Beton B 35, einbauen und abziehen 4,10 E/m² 15 % 

Fließmittel 3 kg/m² 0,60 E/m² 2 % 

Flügelglätten üge g ä e 1,80 ,80 E/m² / 7 % 

Schalung Raumfugen 1,00 E/m² 4 % 

Verdübeln Raumfugen 3,60 E/m² 13 % 

Schneiden Scheinfugen 00,60 60 E/m² 2 % 

Nachbehandlung Folie 1,00 E/m² 4 % 

Industrieboden aus Beton 26,80 E/m² 100 % 

schwindungskompensierender Zusatz 1,76 E/m² 

schwindungsreduzierender Zusatz 6,24 E/m² 

Walzbeton 

weniger Zement Kostensenkung 




Begradigen 

Vorverdichten 

Laserscreed - 

Fertiger 

Pause machen 




Laser s sscreed d 

• nivellierender und vibrierender Kopf 

• Kontrolle des Nenndicke des Bodens mit Laserstrahl 5x/Sekunde 

• oberflächenfertiger Beton 1500 ... 4000 m²/Tag 

• Toleranz 3 mm oder besser 


Industrieflächenheizung im Walzbeton - 

Rohrverlege- und Fahrspurtechnologie 

Alles 

wird auch nicht verraten ! 



Thermische Behaglichkeit - 

Beanstandungen 


26 ... 23 °C 

DDamen HHerren 

Sommer 



„Ein Ein Bürogebäude wie ein Gewächshaus Gewächshaus“ titelte 

die BZ über den 2000 errichteten Verwaltungsbau 

des BMBau. Er hat keine Klima- 

anlage, l was angesichts i ht d der Umweltziele U lt i l d der 

Bundesregierung nur gerecht und gewollt ist. 

Im ersten Jahr lagen die Innentemperaturen 

weit über 26 °C. Die nachgerüstete 

Verschattung gleicht eher einer Verdunkelung (Foto: weiße Bahnen 

in den Fenstern). ) „ „Sonne scheint – Verdunkelung g runter – 

Kunstlicht an“, kann man die Handlungskette beschreiben: Hier 

wäre ein feststehender außenliegender Sonnenschutz sinnvoll ge- 

wesen, hätte aber das klare architektonische Gebäudekonzept des 

BMBau-„Kastens“ zerstört. Schon 60 % der Fassadenfläche 

als Glasfläche scheinen ohne Kühlung unbeherrschbar, 

gleichwohl baut man sie ohne Konzept Konzept. Hätte sich das BMBau, BMBau 

im Vorgriff auf die damals im Entwurf befindliche EnEV, nicht 

den Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes für das Gebäude 

lleisten i t kö können? ? 

Eicke - Hennig 


Bürobauten 

hhaben b ein i „Sommerproblem“… 

S bl “ 


Bürobauten müssen oft auch 

i im Winter Wi t gekühlt kühlt werden… d 

-14 14 °C C 22 °CC 

Ausgangslage im Winter, früh: 

- zunächst Heizbedarf 

- jedoch bald… 


Heizwärmebedarf, 

ohne h Wä Wärmegewinne i 

Heizlastdichte 

q H in W/m² 

Kühllastdichte 

q K in W/m² 

60 

40 

20 

0 

-20 

-40 40 

-60 

Fassade U m = 1 W/(m² . K) 

Luftwechsel n = 1,0 h -1 

-20 20 -10 10 0 10 20 

Außentemperatur t a in °C 


Wä Wärmeabgabe/sitzende b b / it d P Person bbei i 26 °C 

Wä Wärme St Strahlung hl Konvektion K kti Verdunstung V d t Wasser W 

120 W 30 W 30 W 60 W 90 g/h 

trockene Wärmeabgabe, g , 

ruhig sitzend 60 W 

Bürofläche 10 m² 

spezifische trocken Wärmeabgabe 6 W/m² 



abzüglich b ü li h d der Wä Wärmegewinne i 


q H in W/m² 

60 

40 

20 

0 

-20 


q K in W/m² 

-40 40 

-60 



-20 -10 0 10 20 


Personen 




60 

40 


q H in W/m² 


q K in W/m² 

20 

0 

-20 

-40 

-60 

Fassade Um = 1 W/(m² . K) 

Luftwechsel n = 1,0 h-1 Luftwechsel n 1,0 h 

-20 20 -10 10 0 10 20 


Personen PC 





q H in W/m² 


qK in W/m² 

60 

40 

20 

0 

-20 

-40 40 

-60 



-20 -10 0 10 20 


Personen PC Beleuchtung 


Kühlkältebedarf, 

selbst lb t im i Wi Winter t 


q H in W/m² 


q K in W/m² 

60 

40 

20 

0 

-20 

-40 

-60 



-20 20 -10 10 0 10 20 


Personen PC Beleuchtung Sonne 


Sommerliche Überhitzung 

und Versuche der Nachrüstung… 


Klimaanlage 

Die Klimaanlage ist eine Wundermaschine, 

durch die sich Feuchtigkeit von draußen 

in Lärm nach innen verwandelt. 

Ephraim Kishon 


Th Thermische i h Si Simulation l ti (Büro) (Bü ) 

Randbedingungen 

Gebäude leichte Bauweise 

Raum südlich, 20 m², 

„Zwei-Riegel-Büro“ 

Z ei Riegel Bü o“ 

Fenster U = 1,1 W/(m².K) 

g = 0,6 

Sonnenschutz z = 0,25 

Betondecke s = 300 mm 

Oberboden Teppich 

Nutzung 8 - 18 Uhr 

2 Personen, 2 PC, 

teilw teilw. Kunstlicht 


Th Thermische i h Si Simulation l ti (Büro) (Bü ) 

Betonkernaktivierung zur Raumkühlung!? 


Betonkernaktivierung - 

RReferenzen f 

Preis des Deutschen Stahlbaus 2002 

Nepix-Building Award aus Kopenhagen 2002: „Architektur Oscar“ 

MIPIM – Award in Cannes 2003: „schönstes schönstes Bürogebäude der Welt“ Welt 

BBerliner li Bogen, B Hamburg 

H b 

Investor: Dieter Becken 


ABC-Bogen (Bürogebäude) , Hamburg Hochtief Prisma (Verwaltungsgebäude), Frankfurt 

Kunsthaus Bregenz 

(Ausstellungsgebäude) 

dvg Datenverarbeitungsgesellschaft der Sparkassen- 

Finanzgruppe, Hannover, 

Rundfunkarchiv des ORB Ostdeutscher Rundfunk 

(Bibliothek) Brandenburg, 

Bayrische Rückversicherung , München 

MMercedes d am SSalzufer l f 

(Autohaus), Berlin 

Büro- und Wohnhaus Gammel 

in Abensberg 





BBetonkernaktivierung k k i i - AAnalogie l i 

“Kathed “Kathedralen alen - Effekt” Effekt”: 

Dämpfung hoher Außentemperaturen durch dicke Wände 


BBetonkernaktivierung k k i i - AAnalogie l i 

Nutzung der Speicherkapazität von Betondecken 

(und -wänden) zur Raumkühlung (und –heizung) 

RRohrregister h i t i im Betonkern 

B t k 

• Nutzung der Speichermasse 

• Fixierung in der statisch neutralen Zone 

• anbohrsicher 


Betonkernaktivierung 

Wirkweise 


BBetonkernaktivierung k k i i 

Pos Pos. A 



07.08.2003; 08:54 Uhr 



07.08.2003; 14:34 Uhr 


IInvestitionskosten i i k 

1200 

DM/m² 1000 

800 

600 

400 

200 

0 

1051 

959 

VVS Kühldecke + RLT min AS + RLT min 

RLT 

BRUNK/SODEC 

HLH 11(1994), S. 554; (56 W/m²) 

Kälteerzeugung 

725 

Zwischendecke 

Schächte 

Raum - Zentrale 

Kühldecke/Register 

stat. Heizung 

gesamt 


Investitionskosten 

650 

600 

DM/m² 550 

500 

450 

400 

350 

300 

250 

200 

RLT 

Bürogebäude 1540 m²; Zellen- und Gruppenbüros; 

anteilige Kühllastdichten 35 bzw. 55 W/m² 

Thermische Betonkernaktivierung zzgl. 

Kühlsegel in Teilbereichen hoher Lasten 

- Induktionsgeräte - gleiche Geschoßhöhe verringerte Geschoßhöhe 

Poroton - Pfosten-Riegelfassade 

fassade 


Anwendungskriterien 

TABS (Betonkernaktivierung) 

rapex multi Rohr 32x3mm 

40x4mm 

Tichelmann Verteil-/ 

Sammelleitungen in der 

Betondecke 

32x3mm 

32x3mm 

50x4,5mm 

rapex multi Rohr 50x4,5mm 



michael.guenther@uponor.de © Uponor 2008 Page 61 

50x4,5mm 

40x4mm



Verteiler il und d Anschlussrohrleitungen 

hl h l i 




Bauteilintegrierte Anschlussrohrleitungen 




frühere Anlagenkonzepte heutige 

2 ... 4facher Luftwechsel 1 ... 2facher Luftwechsel 

+ Betonkernaktivierung 


Anlagenkonfiguration 

TABS und RLT - Anlagen 

Primärkühlleistung bei verschiedenen 

spez. Luftvolumenströmen 

und einer Zulufttemperatur 

von tZUL = 16°C 

t i = 26°C, 6 m 3 /h.m 2 20W/m² 

t i = 26°C, 8 m 3 /h.m 2 26W/m² 

t i= 24°C, 6 m 3 /h.m 2 16W/m² 

ti = 24°C, 8 m3 /h.m2 ti 24 C, 8 m /h.m 21W/m² 21W/m 


TABS – „Schnittstellenkoordination“ 

S h itt t ll k di ti “ 








Handwerkskunst 1937: 

St Stahlrohrregister hl h i t i in B Betondecken 

t d k 


Crittall - Strahlungsheizung 

649 

G E S U N D H E I T S - I N G E N I E U R 

Heft 43 23. Oktober 1937 60. Jahrgang 

Der heutige Stand der Strahlungsheizung 

Technische Einzelheiten Von Oberingenieur 

Max B r a n d t, Düsseldorf 

Einen ganz g gewaltigen g g Fortschritt ggegenüber g allen 

anderen Heizungsarten bietet aber die Deckenheizung 

durch ihre Benutzung im Sommer. Dies bietet technisch gar 

keine Schwierigkeiten - man läßt das Heizungswasser im 

Sommer statt durch einen Kessel z.B. durch einen Gegenstromkühler 

laufen. 


117 

G E S U N D H E I T S - I N G E N I E U R 

Heft 9 26. Februar 1938 61. Jahrgang 

Strahlungsheizung, Lüftung und Kühlung 

eines großen Warenhauses Von Max H o t t i n g e r, beratendem Ingenieur 

und Dozent für Heizung und Lüftung an der 

Eidgen. Techn. Hochschule in Zürich 

Für die Ausführung von De c k e n heizung im Erweiterungsbau 1936/1937 lag nur eine Planung 

nach der Bauweise C r i t t a l l vor und führte zu einem lebhaften Meinungsaustausch. g 

... 

Andererseits besaß man damals in der Schweiz mit dieser Heizart noch keinerlei Erfahrungen... 

Als besonderen Vorteil hob die planende Firma hervor, daß die Warenräume im Sommer mit der 

Deckenheizung auch gekühlt werden können. 


Strahlungsheiz 

Strahlungsheiz- und Kühldecke 


Technologiewandel 

1937 


2000

PE PE-Xa Xa mit Baulebenserwartung unter 

rauen Baustellenbedingungen 


Industrieflächenheizung im 

WWalzbeton l b t 

Spezielle Anwendung - spezielle Uponor Lösung Lösung... 

PE-Xa im Walzbeton 


PE-Xa – 

hohe mechanische Belastbarkeit 

Stempeleindruck 

Punktbelastungsversuch 

bei 80 °CC, 

Stempellast 600 N 

• PE 100: Spannungsriss 

• PE-Xa: kein Spannungsriss 


PE-Xa – 

hohe mechanische Belastbarkeit 

Kerbversuch 

Werkstoff Vergleichsspannung 

Standzeit 

i in (N/mm²) (N/ ²) 

iin Stunden St d 

PE-HD Typ 1 4,0 ca. 50 

PE-HD Typ 2 4,0 ca. 200 

PE-MD 4,0 , 

ca. 2000 

PE 100, 3. Generation 4,6 < 2000 

PE-X 4,6 > 200 000 

Tabelle 9: Standzeiten von gekerbten Rohren aus verschiedenen Polyethylen 

varianten bei 80 °C (Restwanddicke 0,78...0,82 der Mindestwanddicke) 

/60/ 


Kriterien für die Auswahl von Rohrwerkstoffen 

unter besonderer Berücksichtigung des 

ausgrabungsfreien Rohrleitungsbaus 

Test: schnelle Rissfortpflanzung 

• Beschädigen eines unter Innendruck stehenden Rohres 

bei tiefen Temperaturen durch Keilspaltung 

S-4 4 - Test 

• 16 Stunden auf -34 °C 

• 9 bar Innendruck 

• Keilschlag mit 

15 +/- 5 m/s 

keine schnelle Rissfortpflanzung 

bis -50 °C bei PE-Xa 


PE-Xa - 

hhohe h mechanische h i h BBelastbarkeit l tb k it 

Memory-Effekt 

UUnterbrechung t b h des d GGasstroms t ohne h 

konventionelle Absperreinrichtungen 

(Großbritannien 1969) 

⇒ Quetschen Q 

bei 0°C 

⇒ bei 80 °C mit Innendruck prüfen 


Betonkernaktivierung - 

Technologie 


Betonkernaktivierung – 

Modulmontage 



Anschluss der Rohrregister 



Anschluss der Rohrregister 

Abdrücken 

Verteilermontage 


Thermisch aktive Spannbetondecke 

M+W ZZander, d St Stuttgart tt t 

T Technische h i h Gebäudeausrüstung 

G bä d ü t 

am Beispiel 

M+W Zander Zander, , Standort Stutt gart 


Thermisch aktive Spannbetondecke 

M+W ZZander, d St Stuttgart tt t 


Variable Rohrregisteranordnung 

Contec Contec ON 


Betondecke 

zum Heizen und Kühlen 

Contec ON 


Betondecke 

zum Heizen und Kühlen 

Contec ON 

Baukonstruktive Untersuchung 

RWTH Aachen / Prof. Dr. Brunk und Prof. Dr. Hegger 

Diplomarbeit Michael Dey 


Contec ON - Untersuchung 

Verformungsverhalten 

e o u gs e a te 



Verformungsverhalten 

e o u gs e a te 

Kein gravierend unterschiedliches Rissbild zwischen Betondecken mit und ohne 

Kunststoff – Rohrregistern 

Rohrregistern. 



Brandverhalten der Decke unter Belastung 



Brandverhalten der Decke unter Belastung 

Nach 10, 90 und 120 Minuten 

Feuer und Belastung: 

die Decke hält hält. 


SSystemergänzung ä für fü UUmnutzung 

contec contec ON 

Thermische Steckdose 


Betonkernaktivierung plus... 

Nachrüstung ac üstu g von o Kühlsegeln 

ü sege 

Contec TS 

Thermische Steckdose in der Betondecke- 

Andocken von Heiz Heiz- und Kühlelementen 




ü sege 




ü sege 


Unterschiedlichste Betondeckenkonstruktionen 

mit it HHeiz- i und d Kühlf Kühlfunktion kti 

Betonbau Beton Beton-Stahl Stahl-Verbund Verbund 




Thermisch aktive Stahltrapezflachdecke „Slimdek“ (GB) 




Thermisch Thermisch aktive aktive Betonfertigteildecke Betonfertigteildecke, „Echo Echo“ (NL) 




Thermisch aktive Betonfertigteildecke, „Echo“ (NL) 


Betonfertigteildecken 

mit Heiz- und Kühlfunktion 

Rohrregister im Fertigteil: 

Deckenkühlung 

Ortbeton 

Fertigteil / 

Zugplatte mit Zugarmierung 

Elementbreite ≈ 2400 

Rohrregister im Ortbeton: 

Betonkernaktivierung 

Lüftungskanäle 

Rohrregister 

zum Kühlen 

und Heizen 

Elt- 

Kabel 


Betonfertigteildecken 



Betonfertigteildecke mit niedrigeren 

Abstandhaltern zur Auflage der Rohrregister 


Betondeckenkonstruktionen 


Thermisch aktive Bubble (ehemals Cobiax - ) Decke 


Vorgefertigte Paneelheizung 

in Betonwänden (Ungarn 1957 1957) 


)

Thermisch aktive Betonwand 

(Rundfunkarchiv RBB Potsdam Potsdam-Babelsberg) 

Babelsberg) 


Erneuerbare Energien Energien und und Beton 

Beton 

Quelle: SHELL 

1999 


Energieeffiziente 

Kaltwassererzeugung 

Betonbauteile mit Rohren im Erdreich 

August 



Kaltwassererzeugung 

Systemvarianten 



K Kaltwassererzeugung 

lt 

Erdwärmesonde 

Prinzipdarstellung 

Rotary - 

Spülbohrverfahren 

Abteufen der Doppel - 

U -Rohr - Sonde 


Erdwärmesonden d ä d - Verfüllung füll 

Bentonit - Zement - (Sand) - Wasser - Verfüllung 

Wärmeleitfähigkeit (λ = 2,0 W/(m . K)) 

Frostschutz ( (-15 15 °C) 

Tonmineral (λ = 0,8 W/(m . K)), abdichtend 


Erdwärmesonden – 

BBestimmen ti d der Entzugsleistung 

E t l i t 

Entnahme von on Bodenproben 

Bodenp oben 

(Abstand ca. 3m): 

M Messung 

relevanter Erdreichparameter: 

• Wä Wärmeleitfähigkeit l itfähi k it λ 

• volumenbezogene spezifische 

Wärmekapazität (ρ . c cp) ) 

Berechnung 

relevanter Erdreichparameter: 

• Temperaturleitkoeffizient α = λ/(ρ . c) 

• Wärmeeindringkoeffizient b = (λ . ρ . c) 0,5 


Erdwärmesonden – 

BBestimmen ti d der Entzugsleistung 

E t l i t 

Geothe Geothermal mal Response Test (in situ sit Test Großanlagen) 

G oßanlagen) 

(equipment 1995/97 Schweden; USA; Deutschland; Norwegen) 

Vorteile: 

• keine „Bohrprobe“ 

• reale Bohrloch- und 

Sondencharakteristik 

• Grundwassereinfluss 

erfassbar 

The Thermal mal Response Test - 

TED Sweden 

Quelle: Olsson 


Erdwärmesonde 

d ä d 

Free cooling/ggfs. Zuschaltung einer reversiblen WP 

reversible ibl 

Wärmepumpe 

free cooling: EWS und Flächenkühlung 

WP im Kühlbetrieb: EWS erschöpft 


Schlitzwände im feuchten Erdreich 

als l Wärmeübertrager 

Wä üb t 

Quelle: 

MEIERHANS/OLESEN 

Kunsthaus Bregenz - 

Betonkernaktivierung g und 

Wärmeübertrager „Bodensee“ 


Schlitzwände im feuchten Erdreich 


Wä üb t 

Lit Leitwandd 

Stützflüssigkeit 


Energiepfähle im feuchten Erdreich 


Wä üb t 

Ortbeton – Energiepfahl 

Rammpfahl 


Energiepfähle im feuchten Erdreich 


Wä üb t 

Gründungspfahl g p ∅ 150 cm 

Verbaupfahl ∅ 90 cm 


SSohlplattenkühler hl l tt kühl als l MMassivabsorber i b b 


SSohlplattenkühler hl l tt kühl als l MMassivabsorber i b b 


Bürogebäude mit Sohlplattenkühler 

und Betonkernaktivierung 

Sohlplattenkühle Sohlplattenkühler - Leist Leistungen ngen 

Spezifische W-EWT Leistung in Abhängigkeit der Vorlauftemperaturen 



ZZusammenfassung f 

1. Der Baustoff Beton kann vielfältig zur Heizung 

und Kühlung von Gebäuden genutzt werden. 

2. Betonintegrierte Flächenheizungen und 

–kühlungen kühlungen sind sehr wirtschaftlich. 

3. Typische Betoneigenschaften wie z.B. die hohe 

SSpeicherkapazität i h k ität kö können für fü raumklimatische 

kli ti h 

Zwecke ausgenutzt werden. 

4. Auch für die Nutzung regenerativer Energien 

sind Betonbauteile zukunftsreich. 


Trogisch/Günther 

Planungshilfen bauteilintegrierte Heizung und Kühlung 

C. F. Müller Technik 

• Thermische Behaglichkeit 

• Heiz- und Kühllast 

• EnEV einschl. DIN V 18599 

• TABS - Baukonstruktion 

• TABS - Planen und Bemessen 

• TABS – Montage g und Bauleitung g 

• TABS - Betriebsführung 

• Checklisten 


www.uponor.de

Betonbauteile zum Heizen und Kühlen von Industrie und Kühlen ...

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