Haustech 4/2019

Ein Rohrsystem 
für mehr Effizienz

Rückkühlung auf dem Dach der Produktionshalle. (Foto: Tanja Kurt)
Cornelia Bachmann* /

In Biel entsteht derzeit ein hochmodernes Innovations- und Produktionszentrum 
für Werkzeugmaschinen. Es wird den strengsten Energieeffizienzstandards entsprechen. Rohrleitungssysteme 
aus Kunststoff für die Kühlung und den Sanitärbereich tragen 
zur Verbesserung der CO2-Bilanz bei.

Hört man Energieeffizienz 
im Gebäude, denkt man an erneuerbare Energien, Dämmung oder Komfortlüftung. Dass auch die Wahl der Rohrleitungssysteme zur Verringerung der CO2-Emissionen beiträgt, wird hingegen kaum beachtet. Nicht so beim Industrieneubau für Georg Fischer Machining Solutions in Biel. Hier wurden Rohrleitungssysteme aus Kunststoff verbaut, die energieeffizienter sind als herkömmliche Installationen aus Metall.

6500 Kilometer Rohre

Allein für die Kühlung des Industrieneubaus mit 44 000 Quadratmeter Geschossfläche (s. Box auf Seite 39) wurden 6500 Kilometer Rohre mit Dimensionen von d32 mm bis d225 mm montiert. Hinzu kommen Hunderte verschiedener Fittings und Armaturen. Die verwendeten Rohrleitungssysteme Cool-Fit 2.0 und 4.0 aus Kunststoff sind rund 65 Prozent leichter als Stahlrohre und stellen deshalb tiefere Anforderungen an die Tragkonstruktionen des Gebäudes sowie die Montage. Ausserdem verursachen Produktion und Transport der Rohre bedeutend weniger CO2.

Noch stärker ins Gewicht fallen die bessere Isolation und geringere Temperatur-Leitfähigkeit des Eco-zertifizierten Kunststoffsystems. Der Energieverlust beträgt lediglich 0,022 W/m, während diese Werte bei einem traditionellen System aus Metall bei 0,038 W/m liegen. Insgesamt ist das bereits im Werk isolierte System durchschnittlich 30 Prozent energieeffizienter als ein Rohrleitungssystem aus Metall, das nachträglich mit einem Schaum auf Kautschukbasis isoliert wurde. Dies ist bei den verbauten Volumen ein ernst zu nehmender Faktor. Zudem ist der Isolierschaum mit einem robusten Mantel geschützt und kann darum nicht verletzt werden.

Automatisierte Schweisstechnologie

Neben der Energieeffizienz waren in der Ausschreibung auch Zuverlässigkeit und Sicherheit des Kühlsystems zentrale Anforderungen. Fällt die Kühlung aus irgendeinem Grund aus, muss die Produktion unter Umständen gestoppt werden, und in den Büroräumen ist im Sommer nicht mehr ans Arbeiten zu denken. 
Die Kunststoffrohre und -fittings werden in wenigen Schritten mittels Elektro-schweissen dauerhaft und sicher verbunden. Der Installateur muss lediglich die Kabel am Fitting befestigen und den Barcode scannen – den Schweissvorgang übernimmt das Schweissgerät. Die Qualität wird zusätzlich gesichert, indem 
die Schweissparameter aufgezeichnet werden. Auch Betriebsunterbrüche für die Wartung sind nicht nötig, weil Medienrohr, Isolierung und Mantel korrosionsfrei sind und die glatte Oberfläche Ablagerungen verhindert.

Die automatisierte Schweisstechnologie, die vorisolierten Rohre und das vollständige und gut abgestimmte Sortiment an Komponenten sparen Zeit auf der Baustelle. Die Installateure erhalten Schulungen. Planer, die bereits mit BIM (Building Information Modeling) arbeiten, haben Zugriff auf die BIM-Bibliothek und bekommen Unterstützung bei Berechnungen und der Wahl der Dimensionen. «Der Support der Fachleute trägt dazu bei, dass das Potenzial neuer Technologien und Materialien voll nutzbar ist», erklärt Thomas Schwab, zuständiger Aussendienstmitarbeiter 
für den Bereich Cooling beim Projekt 
in Biel.

Sanitärsysteme mussten sich behaupten

Dass GF auch für die Wasser- und Druckluftinstallationen eigene Haustechnik-Systeme verbaut, liegt auf der Hand – denkt man. Doch weil ursprünglich ein Leasing des Baus durch GF vorgesehen war, hat die Totalunternehmerin HRS 
Real Estate auch für die Sanitärinstallationen eine Ausschreibung gemacht. Die Produkte von GF Piping Systems mussten sich mit Angeboten der Konkurrenz messen – und die hohen Anforderungen erfüllen, die der voluminöse Industriebau an die Installationen stellt: von der Verteilung bis zur Entnahmestelle.

Der Kompatibilität halber war neben der Sicherheit und Nachhaltigkeit ein Ziel, für praktisch alle Anwendungen im Wasser- und Druckluftbereich ein einziges System einzusetzen, das eine grosse Dimensionsvielfalt von d16 mm bis d225 mm bietet. Zudem musste das Rohrleitungssystem korrosionsfrei sein. Aufgrund der geringeren Ausdehnungskraft wurde für die riesige Industriehalle ein System aus Polybuten klassischen Stahlrohren vorgezogen.

Denn Polybuten hat eine sehr viel geringere Ausdehnungskraft als Stahl und andere Kunststoffe. Dadurch wirken bedeutend geringere Kräfte auf die Befestigungen. Das E-Modul von Polybuten liegt bei 450 N/mm2, dasjenige von Verbundmaterial bei 70 000 N/mm2 und das von Stahl bei 210 000 N/mm2. Um die hohen Ausdehnungskräfte von Stahlrohren aufzufangen, wären stärkere Befestigungen, Ausdehnungsschenkel oder Kompensatoren nötig, während ein Rohrleitungssystem aus Polybuten die Ausdehnung mehrheitlich in sich aufnimmt und eine platzsparende Installation erlaubt.

Das Druckluft-Ringleitungssystem, das um die gesamte Produktionshalle führt, erfordert einen Rohrdurchmesser von bis zu 160 Millimetern, was nicht alle Systeme bieten. Als Gesamtsystem, welches die technischen Anforderungen am besten erfüllte und auch preislich mithalten konnte, wurde schliesslich Instaflex gewählt. Nur auf dem letzten Stück, vom Ringleitungssystem zur Anlage, wurde das Metallverbundrohrsystem JRG Sanipex MT verwendet, weil dieses über eine höhere Eigenstabilität verfügt und das Sortiment breiter ist. Auch für die Führung von Osmosewasser kam dieses System zum Einsatz.

Effizienz bezüglich Zeit und Energie

Für die gewählten Produkte sprach überdies die Möglichkeit, aufwendige Anschlusskombinationen vorfabriziert ab Werk zu beziehen. Die Installationszeit, beispielsweise für die vorgeschriebenen Chromstahl-Kaltwasserverteiler, verkürzte sich dadurch deutlich. Auch für kleine Einbaugrössen in der Druckluftversorgung war die Vorfabrikation ein grosser Vorteil: Das Heizelement-Muffenschweissen (HMS) ermöglicht enge Kombinationen. Die stoffschlüssigen Verbindungen sind dauerhaft dicht; Fremddichtstoffe werden keine benötigt. Die Verwendung des Kunststoffsystems trägt zudem zur Energieeffizienz des Industriebaus bei, denn Polybuten-Rohre weisen im Vergleich zu Metallrohren weit bessere Life-Cycle-Werte auf.

* Cornelia Bachmann, P-ART Public Relations Communications, im Auftrag von Georg Fischer Rohrleitungssysteme (Schweiz) AG