Wieland Werke AG

30. Januar 2019 | Ulm

Wieland Werke AG

Wohlfühlwärme auf 650 qm: Flächenheizung und regenerative Erdwärme für Essener Villa

Höchster Wärmekomfort und gleichzeitig ein wirtschaftlicher, ressourcenschonender Betrieb: Der Bau eines Villengebäudes in Essen beweist, dass diese Anforderungen sich nicht widersprechen müssen. Für das luxuriös ausgestattete Einfamilienhaus mit 650 Quadratmetern Nutzfläche kommt hierfür eine Flächenheizung und -kühlung, in Verbindung mit einer Erdsonden-Wärmepumpe zum Einsatz. Die Kombination dieser beiden Niedertemperatur-Systeme macht es möglich, die Anforderung des Bauherren nach einer Zieltemperatur von 24 Grad Celsius mit überschaubarem Energieeinsatz zu erfüllen. Denn das cuprotherm-System der Ulmer Wieland-Werke AG zur Flächentemperierung kommt auch bei dieser außergewöhnlich hohen Raumtemperatur mit einer Vorlauftemperatur von lediglich 40 Grad Celsius aus. Dieses Niveau kann die für die Grundlast ausgelegte Viessmann-Wärmepumpe größtenteils problemlos liefern. Nur in der beheizten Tiefgarage und an besonders kalten Tagen mit Minustemperaturen ist es erforderlich, einen ebenfalls installierten Gas-Brennwertkessel für die Spitzenlast zuzuschalten. Die Energieeffizienz der Haustechnik wird zudem durch eine Lüftungsanlage für eine Tiefgarage mit Wärmerückgewinnung (WRG) und Entfeuchtung sowie einer Lüftungsanlage mit WRG für die restlichen Kellerräume erhöht, die der zuständige TGA-Planer Josef Lugowski aus Neuss in das Gebäude integriert hat. Installiert wurde das ausgeklügelte Haustechnik-Gesamtsystem von den Firmen Van Straelen aus Uedem für die Sanitär- und Heizungs- und Lüftungsanlagen sowie der Firma Effkemann aus Duisburg für die Lüftungsanlage der Tiefgarage. Entworfen wurde das Gebäude vom Architekturbüro Manfred Graf von Salm.

Bei der Planung setzten Bauherr und Fachplaner von Beginn an bewusst auf die Energieerzeugung und -verteilung durch Niedertemperatursysteme, denn diese gewährleisten einen sehr hohen Wärmekomfort bei wirtschaftlichem Betrieb. Ausschlag gebend war auch die Möglichkeit einer Kühlung durch das „natural cooling" System der Wärmepumpe, die sich über fünf Doppel-Sonden mit je 100 Metern Tiefe speist. Denn in Verbindung mit der Flächentemperierung lassen sich die Räume im Sommer über die Erdwärmesonden kühlen. „Das System erzielt eine Reduzierung der Raumtemperatur im Bereich von ca. 2 bis 3 Kelvin und entfaltet dadurch an heißen Sommertagen eine angenehme Kühlwirkung", erläutert der TGA-Planer Josef Lugowski. „In der Heizperiode hingegen versorgt die Wärmepumpe mit ihrer Leistung von 17 Kilowatt das cuprotherm-System nahezu über den gesamten Zeitraum mit ausreichend Wärmeenergie – die Wärmepumpe und die Flächenheizung ergänzen sich optimal. Lediglich bei längeren Frostperioden greift das System auf den Brennwertkessel mit 26 Kilowatt Leistung zurück." Letzterer wurde insbesondere für die Warmwasserbereitung eingeplant. Die berechnete Gesamtheizlast liegt bei 25,3 Kilowatt, so dass der Gaskessel im Notfall auch die gesamte Energieversorgung des Hauses komplett übernehmen kann. Die cuprotherm-Flächentemperierung auf Basis von CTX-Kupferrohren wurde im Erdgeschoss und Obergeschoss vollständig als Fußbodenheizung konzipiert. In den Wohnräumen kommt die Flächentemperierung mit der Rohrdimension 18 x 2 Millimeter auf sämtlichen Nutzflächen zum Einsatz. Lediglich im Schlafzimmer wurde ein Konvektor installiert, um eine schnellere Aufheizung des Raumes zu ermöglichen. In den Bädern wurden zusätzlich zur Fußbodenheizung eine Wandheizung und Design-Badheizkörper montiert.

Wandheizung für die Tiefgarage im Keller
Im Tiefgeschoss hingegen kommen die Rohrleitungen mit der Dimension 16 x 2 Millimeter größtenteils in Form einer Wandheizung zum Einsatz. Denn hier ließ der Bauherr für seine kostbaren Fahrzeuge eine Tiefgarage mit 215 Quadratmetern und sechs Stellplätzen bauen. Die Installation einer Fußbodenheizung war hier in weiten Teilen aus technischen Gründen nicht möglich, so dass die Wandheizung das Mittel der Wahl war, um die Garage ganzjährig optimal zu temperieren. Hier zeigten sich die Vorteile des flexiblen gewichtsreduzierten CTX-Kupferrohrs: „Unser Team konnte die Rohre für die Wandheizung sehr leicht von Hand biegen und auf die vorgesehene Trägermatte installieren", sagt Michael Janssen vom zuständigen SHK-Installationsbetrieb van Straelen. „Das gut verarbeitbare Rohrmaterial erleichterte uns hier die Arbeit, denn vorgefertigte Wandheizungselemente durften aus Brandschutzgründen nicht eingesetzt werden."

In der Tiefgarage muss die Wandheizung in Spitzenzeiten mit einer Vorlauftemperatur von 60 Grad Celsius betrieben werden. „Dies erfolgt durch die Kombination von Wärmepumpe und Gaskessel", so der TGA-Planer Josef Lugowski. Dort wo möglich, wurde das cuprothem-System als Fußbodenheizung installiert, und zwar in Verbindung mit einer besonders belastbaren Dämmung. In Kombination mit der Lüftungs- und Entfeuchtungsanlage sorgt die ganzjährige Temperierung dafür, den Werterhalt der Fahrzeuge zu sichern. „Die Lüftungsanlage haben wir auf sechs Kubikmeter Luft pro Stunde und Quadratmeter Spitzenlast ausgelegt wenn Fahrzeuge in Betrieb sind. Im Normalbetrieb stellt die Lüftungsanlage lediglich einen 0,3- bis 0,5-fachen Luftwechsel sicher. Die zusätzlich installierte Entfeuchtungsanlage sorgt dafür, dass sich an schwülen Sommertagen keine unzulässig hohe Luftfeuchtigkeit einstellen kann."

Langlebige und diffusionsdichte Kupferrohre
Der Aufbau der Fußbodenheizung folgt beim Essener Bauvorhaben dem klassischen System mit einer Wärme- und Trittschalldämmung in Verbindung mit einer Tackerplatte als Basis für die Kupferrohrinstallation (Ausnahme: druckfeste Spezialdämmung in der Tiefgarage mit Noppenplatte). Nach der Rohrinstallation wurde ein Zementestrich in unterschiedlichen Dicken aufgebracht, sowie unterschiedliche Bodenbeläge wie Parkett und Naturstein. Insgesamt fünf Heizkreisverteiler und 33 Heizkreise wurden im Villengebäude installiert. Bei einem Verlegabstand von in der Regel zehn Zentimetern versorgen die 2.700 Meter Kupferrohr im Erd- und Obergeschoss sowie die rund 600 Meter in der Dimension 16 x 2 Millimeter im Kellergeschoss für die energieeffiziente Verteilung der Wärmeenergie. „Wir setzen seit Jahrzehnten auf Kupferrohre aufgrund der hundertprozentigen Sauerstoffdiffusionsdichtheit und der Langlebigkeit des Werkstoffs", sagt der TGA-Planer Lugowski, der bereits zahlreiche Gebäude mit dem cuprothem-System geplant hat. Der Haustechnik-Fachmann wählte bei der Essener Villa bewusst größere Rohrdimensionen als den Wohnbau-Standard 14 x 2 Millimeter. „Dadurch können längere bzw. größere Heizkreise geplant und gelegt werden und auch der Rohrwiderstand bei Durchfluss des Heizwassers ist geringer." Hinzu kommen die Vorzüge des flexiblen Einsatzes der Flächentemperierung. „Das cuprotherm-System ist mittlerweile in 14 Varianten als Fußboden- und Wand-System im Trocken- und Nassbauverfahren – klassisch oder als Dünnschichtlösung – sowie für Gussasphalt möglich", ergänzt Ulrich Busowitz, der für das Projekt zuständige Wieland-Außendienst-Mitarbeiter. „Diese Flexibilität kam uns auch bei diesem komplexen Bauvorhaben mit seinen zahlreichen Wand- und Fußbodenheizflächen in Kombination zugute".

Bautafel:
Objekt: Villa Essen, 650 Quadratmeter Nutzfläche
Bauherr: privat
TGA-Fachplanung: Josef Lugowski, Neuss
Installation SHK: Van Straelen GmbH, Uedem
Installation Lüftung TG: Fa. Effkemann Duisburg
Architekturbüro: Manfred Graf von Salm; Leitender Architekt: Charles Pflug

Infokasten: cuprotherm-Flächenheizsystem mit insgesamt 14 Bodenaufbau-Varianten
Als Ergänzung zum klassischen cuprotherm-Flächenheizsystem für Trocken- und Nassbau sowie Gussasphalt bietet die Wieland-Werke AG mit cuprotherm CTX ein besonders flexibles Markenkupferrohr, das dem Anwender einen hohen Montagekomfort und wirtschaftliche Vorteile bietet. Ermöglicht wird dies durch ein leichtes, gewichtsreduziertes Kupferrohr, das mit einer fest haftenden Kunststoffummantelung versehen ist. cuprotherm CTX verfügt über eine für Metallrohre bisher nicht gekannte Flexibilität und lässt sich damit besonders einfach und leicht installieren. Die jüngsten Varianten im Programm für das cuprotherm-System sind die Modelle „cuprotherm MINI" ohne zusätzliche Aufbauhöhe sowie cuprotherm „ekoLight" und „cuprotherm ekoBoden" mit minimaler Estrichdicke bei hoher Tragfähigkeit. Alle drei Modelle sind prädestiniert für Bauvorhaben in der Bestandsrenovierung mit dem Schwerpunkt energetische Sanierung.

Pressearbeit:
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Bruno Lukas
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Über Wieland
Wieland ist ein weltweit führender Anbieter von Halbfabrikaten aus Kupfer und Kupferlegierungen. Mit einem globalen Netz aus Produktionsstätten, Service- und Handelshäusern bietet das Unternehmen ein breites Produkt-, Technologie- und Serviceportfolio. Vom Prototyp bis zur Serienfertigung entwickelt Wieland Lösungen für Automotive, Elektronik, Kälte- und Klimatechnik und weitere Branchen. Durch hochleistungsfähige Kupferwerkstoffe treibt Wieland den Erfolg seiner B2B-Kunden in Zukunftsfeldern wie Elektromobilität, Konnektivität oder Urbanisierung voran. Hohe technische Kompetenz, kundenorientiertes Denken und Nachhaltigkeit bestimmen das Handeln und begründen seit 1820 den Erfolg des Unternehmens.

Wohlfühlwärme auf 650 qm: Die Fußbodenheizung für die Essener Villa

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