RM Rudolf Müller

Ausführung
10. Februar 2020 | Artikel teilen Artikel teilen

Energieeffizienter Tauwasserschutz im neuen Bauhaus-Museum Weimar

Energieeffizienter Tauwasserschutz im neuen Bauhaus Museum Weimar

(Bild: Klassik Stiftung Weimar)

Klimatechnik muss in Museen höchste Anforderungen erfüllen: Sie schafft ein angenehmes Raumklima, eine konstante Temperatur- und Luftfeuchteumgebung, sie soll energie- und kosteneffizient sowie möglichst unsichtbar und geräuschlos im Betreib sein. Wie das neue Bauhaus-Museum in Weimar zeigt, spielt die technische Isolierung in einem nachhaltigen Klimakonzept eine entscheidende Rolle.

Von Jörg Hasse.

Imposante Architektur

Ein neuer Auftritt für die Moderne in Weimar: 100 Jahre nach seiner Gründung durch Walter Gropius kehrt das Bauhaus jetzt an prominenter Stelle zurück in die thüringische Metropole. Mit dem neuen Bauhaus-Museum reiht Weimar sich nun sichtbar in die Riege der drei Bauhausstädte ein. Das Museum ist dem frühen Bauhaus gewidmet, das 1919 in Weimar gegründet wurde und bis 1925 in der Stadt ansässig war.

Der minimalistische Betonkubus der Architektin Heike Hanada bietet auf fünf Raumebenen, die teilweise in zweigeschossigen offenen Räumen ineinander übergehen, eine Ausstellungsfläche von 2.000 m². Die selbsttragende Fassade besteht aus 20 Zentimeter starken Sichtbetonfertigteilen, die vor der tragenden Außenwand mit einer Hinterlüftung zur Dämmung übereinander gestapelt wurden. Bei Einbruch der Dämmerung lassen 24 horizontale LED-Linien hinter Glaskeramikstreifen die Fassade des Baus eindrucksvoll erleuchten. Neben der markanten Fassade zählen die „Himmelsleiter“, eine Treppe, die vom dritten Obergeschoss zurück ins Erdgeschoss führt, und die auffälligen Betonrippendecken mit integrierter Gebäudetechnik zu den architektonischen Highlights.


Bautafel

  • Bauherrin: Klassik Stiftung Weimar
  • Architektur: Prof. Heike Hanada, laboratory for art and architecture, Berlin
  • TGA Planung: HKL Ingenieurgesellschaft mbH, Erfurt
  • Technische Isolierung: Isoliertechnik Brömme GmbH, Gotha
  • Dämmstoffhändler: Von Guttenberg GmbH, ­Niederlassung Amt Wachsenburg
  • Dämmstoffhersteller: Armacell GmbH, Münster

Modernste Heiz- und Kältetechnik

Der Museumsneubau mit einer Bruttogeschossfläche von 6.000 m² stellte die Planung der Gebäudetechnik vor Herausforderungen. Einzigartig in der Umsetzung ist die speziell entwickelte Luftführung der Gasmotorwärmepumpen.

Da eine Aufstellung im Freien am Standort nicht möglich war, wurde die Erzeugungsanlage im gegenüberliegenden Technikturm der Weimarhalle errichtet. Eine 70 Meter lange Fernkälte- bzw. Fernwärmeleitung versorgt das Bauhaus-Museum mit Wärme bzw. Kälte.

Die Betonrippendecken in den bis zu fünf Metern hohen Räumen werden als Wärme- bzw. Kältespeichermedium genutzt. Durch den Einbau von Rohrleitungen mit Heiz- bzw. Kühlwasser tragen sie zum Kühlen und zur Abdeckung der Grundheizlast des Gebäudes bei. Die thermische Bauteilaktivierung wurde durch vorgefertigte Halbfertigteile in den Rippendecken realisiert. Während die Rippen von unten sichtbar bleiben sollten, verschwinden die technischen Installationen des Lüftungs-, Heiz- und Kühlsystems im Zwischenraum einer doppelten Massivdecke.

Energieeffizienter Tauwasserschutz im neuen Bauhaus Museum Weimar

Abb. 2: Grit Brömme, Geschäftsführerin des verantwortlichen Isolierbetriebs, mit Armacell-Mitarbeiter Jörg Hasse bei einem Baustellentermin (Bild: Klassik Stiftung Weimar)

Konstantes Raumklima

Der Klimatisierung und Lüftung kommen im Bauhaus-Museum vielfältige Aufgaben zu: Besucher und Mitarbeiter müssen mit Frischluft versorgt werden, Emissionen wie Kohlendioxid, Feuchtigkeit aus der Atemluft und Ausdünstungen des Mobiliars müssen abgeführt, Luftfeuchte reguliert und Staubeintrag vermieden werden. Die Klimatechnik muss ein konstantes Raumklima (Temperatur und relative Feuchte) gewährleisten und gleichzeitig energieeffizient ausgelegt werden. Daher wurde ein möglichst geringer Außenluftwechsel angestrebt. Im Vergleich zu anderen Museen konnten niedrige Luftwechselzahlen und damit ein geringerer Energiebedarf erreicht werden.

Ausgeklügelte Kältetechnik

Die Fernkälte ist primärseitig mit 7/13 °C im Vor- bzw. Rücklauf ausgelegt. Nach Einspeisung in der Übergabestation in der Technikzentrale des Museums wird sie sekundärseitig auf verschiedenen Temperaturniveaus gefahren: als Kaltwasserversorgung für Klimageräte auf dem Niveau 8/14 °C, als Kaltwasserversorgung für Bauteilaktivierung mit 16/19 °C und als Versorgung für Umluftkühlgeräte in elektrotechnischen Räumen mit 14/19 °C. Es wurden zwei Klimazonen eingerichtet: der vollklimatisierten Ausstellungsbereich mit Präzisionsklimaanforderungen und ein multifunktional genutzter Bereich, zudem ein Werkstattraum für Besucher, ein Konferenzraum, ein Café und ein Museumsshop. Das Klimakonzept beruht auf einer Klimaanlage mit hohen Anforderungen an die Klimakonstanz, einem zentralen Außenluft-Aufbereitungsgerät und zwei nach­geschalteten Zonenklimageräten. Daneben wurde mit einer Kältemaschine für Erzeugung tiefer Kaltwassertemperaturen ein zweiter, separater Kältekreislauf mit 3,5 °C Vorlauftemperatur zur Entfeuchtung der Ausstellungsräume geschaffen. Die Außenluft- und Fortluftkanäle laufen vom Dach in einer Höhe von 28 Metern in zwei separaten Schächten in die Technikzentrale.

Energieeffizienter Tauwasserschutz im neuen Bauhaus Museum Weimar

Abb. 3: Formteile fertigten die Isolierer direkt nach Maß auf der Baustelle. (Bild: Klassik Stiftung Weimar)

Energieeffiziente Kältedämmung

Zur Dämmung der Kühlwasserleitungen sowie der Außenluft- und Fortluftkanäle schrieb das Planungsbüro HKL Ingenieure aus Erfurt einen synthetischen Kautschuk aus.

Das geschlossenzellige Material verhindert die Entstehung von Tauwasser auf den Anlageteilen und minimiert die Energieverluste. Wie jüngst eine Studie des Fraunhofer Instituts für Bauphysik bestätigte, sind flexible elastomere Dämmstoffe sehr gut vor Durchfeuchtung geschützt.

Für technische Isolierungen ist Tauwasser der Todfeind Nummer 1: Wenn sich Feuchtigkeit auf der Oberfläche von Leitungen bildet oder Wasserdampf ungehindert von außen in die Dämmung dringt, hat das Dämmsystem versagt. Das Tückische am Feuchteeintrag ist, dass die Prozesse nicht sichtbar verlaufen. Das Tauwasser fällt unter der Dämmung auf der Rohroberfläche aus. Erkannt wird das Versagen der Dämmung oft erst, wenn das Material so feucht ist, dass es von der abgehängten Decke tropft oder sich Eis auf der Leitung bildet. Wenn Feuchtigkeit in die Dämmung dringt, steigen die Energieverluste, kann Korrosion unter der Dämmung entstehen, können Schimmelpilze wachsen und hohe Reparatur- und Folgekosten entstehen. Die Dämmwirkung nimmt rapide ab und auf lange Sicht gesehen verliert der Dämmstoff seine Funktion. Die zentrale Frage bei der Auswahl von Dämmstoffen ist also, wie gut das Material vor Feuchteaufnahme geschützt ist. Während die Dampfbremse bei herkömmlichen Dämmstoffen auf eine dünne, leicht zu beschädigende Folie konzentriert ist, besitzen Elastomerdämmstoffen eine „eingebaute Dampfbremse“. Ihr Wasserdampfdiffusionswiderstand baut sich über die gesamte Dämmschichtdicke – Zelle für Zelle – auf.

Aufgrund seiner niedrigen Wärmeleitfähigkeit (λ-Wert) und dem hohen Wasserdampfdiffusionswiderstand (µ-Wert) optimiert AF/ArmaFlex auch langfristig die Energieeffizienz der Anlagen. „Wir schreiben für kaltgehende Leitungen grundsätzlich synthetischen Kautschuk mit einem hohen Wasserdampfdiffusionswiderstand aus. Elastomere Dämmstoffe bieten einen zuverlässigen Tauwasserschutz und sind besonders anwenderfreundlich. Gerade bei Installationen mit einer hohen Belegdichte auf kleinem Raum ist das ein enormer Vorteil“, erläutern die verantwortlichen Bauüberwacher des Planungsbüros HKL Ingenieure.

Sichere Brandabschottungen

Zur Brandabschottung der Leitungen hatte das Planungsbüro eine geschlossenzellige, flexible Elastomer-Dämmung mit intumeszierender Wirkung ausgeschrieben. Mit der Brandschutzbarriere ArmaFlex Protect können nahezu alle Leitungsarten ohne weitere Zusatzmaßnahmen abgeschottet werden.

Durch Kombination der bewährten Eigenschaften des flexiblen Elastomer-Schaums mit einem intumeszierenden Dämmschichtbildner erreicht das Produkt einen Feuerwiderstand von 90 Minuten und verhindert eine Brandübertragung in angrenzende Brandabschnitte. Gleichzeitig gewährleistet das Abschottungssystem eine effektive thermische Dämmung und sicheren Tauwasserschutz. Das Brandschutzsystem lässt sich genauso einfach wie alle elastomeren Dämmstoffe verarbeiten.

Energieeffizienter Tauwasserschutz im neuen Bauhaus Museum Weimar

Abb. 4: Ein neuer Auftritt für die Moderne in Weimar: Das neue Bauhaus-Museum in Weimar (Bild: Klassik Stiftung Weimar)

Einfache und schnelle Montage

Mit den Dämmarbeiten im Bauhaus-Museum war die Isoliertechnik Brömme GmbH aus Gotha beauftragt. Das Team um Jörg Ortlam isolierte Kühlwasserleitungen mit Durchmessern von DN 15 bis DN 100 sowie die Außen- und Fortluftkanäle mit AF/ArmaFlex AF-4 Schläuchen und 19 mm dicken Platten. Die Fortluftleitungen ohne Wärmerückgewinnung im vollklimatisierten Gebäudeinneren blieben allerdings ungedämmt. Formteile für Bögen, T-Stücke, Flanschenpaare, Absperrregelventile, Verschraubungen und Endstücke fertigten die Isolierer direkt nach Maß auf der Baustelle. Leitungen in stoßgefährdeten Bereichen in der Technikzentrale sowie alle Isolierungen im Außenbereich wurden anschließend verblecht.

In diesen Bereichen wurden die Dämmungen mit feuerverzinkten, nichtprofilierten Stahlblechen aus dem Okabell-Sortiment der Firma Armacell ummantelt. Zur Abschottung von Rohrleitungen mit Durchmessern von 22 bis 89 mm setzten die Monteure ArmaFlex Protect Schläuche in Dämmschichtdicken von 19 bis 25 mm ein. „Wir verwenden ArmaFlex seit Jahrzehnten mit großem Erfolg. Das staub- und faserfreie Material kann auch in engen Einbausituationen einfach und schnell installiert werden. Der Kleber ist perfekt auf den Dämmstoff abgestimmt und so lassen sich selbst komplexe Formteile mühelos auf der Baustelle herstellen“, fasst Jörg Ortlam seine Erfahrung mit dem flexiblen Elastomerdämmstoff zusammen. Rund 200 Tage war das 2- bis 3-köpfige Isolierteam der Firma Brömme von Juni 2018 bis zum Sommer dieses Jahres auf der Baustelle beschäftigt.

Mit dem neuen Bauhaus-Museum verfügt die Klassikerstadt jetzt über einen weiteren attraktiven Anziehungspunkt für Besucher. Bereits drei Monate nach der Eröffnung im April konnte das Museum seinen 100.000sten Besucher willkommen heißen und der Besucherstrom reißt nicht ab.


Info: Das Bauhaus

Das Staatliche Bauhaus wurde 1919 von Walter Gropius als interdisziplinäre Hochschule für Gestaltung in Weimar gegründet. Das Bauhaus gilt als Heimstätte der Avantgarde der Klassischen Moderne und setzt bis heute weltweit Maßstäbe in Architektur und Design. Künstler wie Paul Klee, Wassily Kandinsky und Oskar Schlemmer zog es damals in die Bauhauswerkstätten nach Weimar. 1925 verließen die Bauhaus-Meister und ihre Schüler die Stadt und zogen zunächst nach Dessau und später nach Berlin. 1933 löste sich das Bauhaus unter Druck der Nationalsozialisten auf und viele Künstler emigrierten in die USA. In den 14 Jahren seines Bestehens hat das Bauhaus gestalterisches und künstlerisches Denken und Schaffen weltweit revolutioniert und der Begriff „Bauhaus“ wird oft mit der Moderne in Architektur und Design gleichgesetzt.


Autor

Dipl.-Ing. Jörg Hasse, Armacell Gebietsleiter WKSB Ost
Joerg.Hasse@armacell.com

 
Der Beitrag ist auch in Ausgabe 3.2019 der Fachzeitschrift TI – Technische Isolierung (November 2019) erschienen.

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