Kühle Köpfe für die Wissenschaft

Zuverlässiger Kaltwassertransport im „Forum Wissen“, Göttingen.

Auf 1.400 m² Ausstellungsfläche, verteilt auf zwei Stockwerke, erfahren die Gäste, wie Forschung als Vorstufe des Wissens in den Fachdisziplinen betrieben wird. Die gebäudetechnische Herausforderung lag darin, einen zuverlässigen und energieeffizienten Kaltwassertransport für die unterschiedlichen raumklimatischen Anforderungen in dem fast 150 Jahre alten Gebäude sicherzustellen. Dies gelingt mit dem werkseitig vorgedämmten, in einem Gewerk installierbaren und widerstandsfähigen Polyethylen-Rohrleitungssystem „COOL-FIT“ von Georg Fischer Piping Systems (GFPS).

Für Fachplaner Thilo Wendt vom Ingenieurbüro Six Engineers GmbH in Rudolstadt ist das Projekt in Göttingen eine Herzensangelegenheit geworden. „Ich bin seit der Grobkonzeption 2016 involviert und konnte das Thema von der Idee bis zur Nutzerübergabe mitgestalten und entwickeln. Insofern ist es schon ein besonderes Objekt in einem geschichtsträchtigen Bauwerk." Tatsächlich wurde das Gebäude der Georg-August-Universität schon 1874 bis 1878 als Naturhistorisches Museum errichtet und beherbergte später das Zoologische Institut der Hochschule.

Rückbau und Sanierung konnten im Spätsommer 2018 abgeschlossen werden, danach startete der Umbau zum „Forum Wissen“. Mehr als 1.500 Exponate, die ältesten davon 500 Millionen Jahre alt, decken das gesamte Spektrum der Wissenschaften ab. Angefangen von der Forschungssammlung lebender Algenkulturen über die Lehrsammlung des Seminars für Ur- und Frühgeschichte bis zur Schausammlung der Zoologie. Daraus ergaben sich unterschiedliche klimatische Anforderungen innerhalb des Gebäudes unter Berücksichtigung verschiedener Frequentierung durch Besucherinnen und Besucher.

„Im Bereich der Sonderausstellung benötigen wir eine hohe Luftfeuchtigkeit und eine Temperatur von 22 bis 23 °C, andere Räumlichkeiten sind deutlich wärmer konzipiert worden", erklärt Wendt. Im Eingangs- und Kassenbereich liegt eine normale Zimmertemperatur vor. Dementsprechend planten die Verantwortlichen drei Kälteanlagen für drei Kältenetze mit unterschiedlichem Temperaturniveau.

Robustes Kunststoffrohr zum Senken der Energiekosten

Erste Überlegungen sahen vor, Stahlrohre für den Transport der Kühlmedien zu verlegen. In der Diskussion um eine nachhaltige und energieeffiziente Lösung kam dann „COOL-FIT 4.0“ ins Spiel. Im Planungsbüro waren die Vorteile des Systems von GFPS aufgrund der langjährigen Zusammenarbeit hinlänglich bekannt. Das Kunststoffrohr ist eine leichtgewichtige, „3-in-1“-Konstruktion. Die Rohre und Fittings aus Polyethylen (PE) sind mit FCKW-freien, höchst effizientem (HE) Schaum vorisoliert und mit einem Aussenmantel aus HDPE („High Density Polyethylen“) umgeben. Der feste Verbund ermöglicht eine einfache Montage und die Isolierung ist durch den robusten Aussenmantel gegen nachträgliche Beschädigungen durch andere Gewerke geschützt. Gleichzeitig sorgt die hochwertige Dämmung des langlebigen Kunststoffmaterials sowie die Schaumdämmung für geringe Energieverluste und damit gesenkte Betriebskosten.

Die konventionelle Lösung aus Stahl, für die Sanierungsarbeiten nach 15 bis 20 Jahren in die Kalkulation mit eingeflossen wären, rückte daher in den Hintergrund. Denn das Kunststoffsystem von GFPS ist nahezu wartungsfrei und beseitigt das Risiko von Unterbrechungen der Kühlkette: „Eine andere wichtige Anforderung mit Blick auf die Sicherheit der ausgestellten Exponate und Relikte bestand im Schutz vor Korrosion", bestätigt Steffen Gebert, Technischer Vertrieb Haustechnik, rückblickend. Er erinnert sich an den Austausch mit dem Planungsbüro: „Der Erhalt des Ausstellungsbestands ist von elementarer Bedeutung. Auch hier punktete unser System mit seiner Zuverlässigkeit."

Da PE-Rohre korrosionsbeständig sind, kommt es in Verbindung mit der glatten Oberfläche zu geringen Ablagerungen im Rohr. Das verhindert Inkrustation und minimiert die Druckverluste. Der problematische Austritt von Kühlmedien oder Kondensationsfeuchtigkeit stellen somit kein Risiko für die Inneneinrichtung des Gebäudes dar, zumal sich beim Rohr-in-Rohr-System auch die Tauwasser-Bildung an der Außenfläche erübrigt.

Zeit-, Personal- und Kostenersparnis

Für gewöhnlich ist nach der Montage eine Nachisolierung der Rohrleitungen nötig, was ein zweites Team vor Ort erfordert. Bei der gewählten Systemlösung ist das überflüssig. „Durch die Produkteigenschaften von „COOL-FIT“ ist keine Einrüstung notwendig. Andere Gewerke konnten daher parallel weiterlaufen", sagt Thomas Klemm, Technischer Vertrieb Cooling bei GFPS, mit Blick auf das „Forum Wissen“. Er ergänzt: „Man spart sich einen kompletten Arbeitsschritt und insgesamt Personal, Zeit und damit auch Kosten."

Angesichts der Materialmenge - die Rohre werden mit einer Baulänge von 5 m geliefert - war das geringe Gewicht des Kunststoffmaterials von Vorteil. Denn so waren im Gegensatz zu schweren Metallsystemen für das Tragen keine Transporthilfen notwendig: Ein Installateur verbaute das Rohrsystem im Bereich der Haupttrassen der Kühlwasserverteilung in einer Gesamtlänge von 850 m in rund 15 Monaten.

Automatisiertes und hygienisches Elektroschweißen

Ein Barcode erkennt die Elektroschweißmuffen. Der Schweißvorgang erfolgt automatisiert, nach wenigen Minuten signalisiert das Schweißgerät das Beendigen. Nun kann der Installateur die Schweißkabel wieder vom Fitting entfernen und die Schweißanzeigen kontrollieren. Um die gewünschte Stabilität/Unlösbarkeit der Rohrleitung sicherzustellen, muss auf die Abkühlzeit geachtet werden. Nachdem die Isolationen an den Schweißkontakten angebracht worden sind, erfolgt das Entfernen der Festhaltevorrichtung. So sorgt das Elektroschweißen für sichere und zuverlässige Verbindungen innerhalb weniger Minuten - mit eingebauter Qualitätskontrolle.

Bauleiter Tino Reichenbach (HTM Mühlhausen): „Wir kommen vom Stahlschweißen, für uns war es die Premiere mit dem vorgedämmten Rohrsystem. Das Abschälen war etwas gewöhnungsbedürftig und erfordert Übung. Der Einbauprozess schritt dann sehr zügig voran. Das Schweißwerkzeug lässt sich durch die Anleitung unkompliziert einstellen und die maschinengesteuerte Elektroschweißung erlaubt ein paralleles Arbeiten." Ein positiver Nebeneffekt für künftige Bestandsarbeiten: Da die Rohre verschmutzungsarm verarbeitet sind und durch Elektroschweißmuffen verbunden werden, sind keine Flex- oder Schweißarbeiten notwendig. Das schützt die Umgebung vor Beschädigungen und gewährleistet einen hohen Hygienegrad.

Fazit

Im Vergleich zu nachträglich isolierten Metallsystemen ist „COOL-FIT“ umweltfreundlicher und hilft, energiesparender zu arbeiten. Denn beim Einsatz von „COOL-FIT“ wird für Herstellung und Betrieb des Systems weniger CO₂ freigesetzt als bei einem aus Metall. Zudem ist das PE-Rohrleitungssystem durchschnittlich 30 Prozent energieeffizienter als konventionelle Metallsysteme mit nachträglicher Dämmung auf Kautschukbasis.

„Der Praxistest hat bewiesen, dass die gebäudetechnischen Systeme ineinandergreifen und funktionieren", so das Resümee von Thilo Wendt. Anfang Juni 2022 wurde das „Forum Wissen“ eröffnet. Dort, wo man im oftmals hitzig über „wahr" und „falsch" diskutiert, trägt das „COOL-FIT“-System zu einer einwandfreien Kältetechnik und somit auch dem Bewahren von „kühlen Köpfen“ rund um die Wissenschaften bei.