RM Rudolf Müller

Weltweit sind rund 1.200 Schwimmbagger im Einsatz. Einer davon wird gerade in Hamburg gebaut. (Bild: N. Fleischmann)

Planung
19. September 2019 | Artikel teilen Artikel teilen

Schiffbau: Die Dämmung wird immer unterschätzt

Eine nachhaltige Dämmung im Schiffbau einzusetzen erfordert jahrelange Fachkenntnis. So auch die Dämmung von Abgasleitungen eines Schiffs, das gerade im Dock des Hamburger Hafens liegt.

Von Carsten Kuczma. Darf man den Experten glauben, die unlängst zur nationalen Maritimen Konferenz in Friedrichshafen am Bodensee zusammentrafen, zählt Deutschland zu den größten Schiffbaunationen der Welt. Auch wenn die Zahl der Reedereien in den letzten Jahren auf 330 gesunken ist und der Umsatz der deutschen Schiffbauindustrie 2018 auf fünf Milliarden Euro zurückging, wächst der Bereich der Zulieferung für den Schiffbau immer noch stark an.

Mit einem weltweiten Umsatz von zehn Milliarden Euro und insgesamt rund 63.000 Mitarbeitern stellt die Zulieferersparte demnach einen beachtlichen Anteil der deutschen Wirtschaft dar. Auch die Technische Isolierung gehört dazu.

Zwar hält die Dämmstoffbranche nur annähernd 5 % ihres Gesamtumsatzes in dem Bereich der Schifffahrt, dieser dürfte aber vor dem Hintergrund des Absatzanstiegs der Schiffbauteile (2018 um 1,1 %) zukünftig noch steigen. Und damit auch der Bedarf an innovativen Materialien.

Acht Isolierer arbeiten drei Monate an der Dämmung des Schiffs. (Bild: N.Fleischmann)

Schiffsdämmung ist aufwendig

Drei Viertel der Wertschöpfung eines Schiffbaus bestehen aus Zulieferungen, und diese Branche ist dreimal so groß wie der Schiffbau selbst. Demnach ist der Mitbewerberdruck sehr hoch. Bei der Angebotsabgabe bieten sich also Innovationen an.

Als ehemaliger schiffstechnischer Offizier, in der zivilen Schifffahrt als Chief Engineer bekannt, und damit einer jahrelangen Expertise in der Seeschifffahrt, liegt der Fokus neben der Dämmung im Maschinen- und Anlagenbau auch auf der Schiffsdämmung.
Schiffsdämmung ist ein aufwendiges Verfahren, weil der Materialwiderstand bei Temperaturen bis zu 900 °C gewährleistet sein muss.

Die Firma Fritec GmbH beschäftigt sich mit neuen und nachhaltigen Isolierkonzepten und verbaut gerne neuentwickelte Dämmmaterialien. Die Isolierung der Partikelfilter der fünf Motoren des seit einigen Monaten im Dock der Hamburgischen Werft Pelle Sietas liegenden Schiffs wird demnach im Hochtemperaturbereich mit einem Dämmstoff basierend auf Glashohlkugeln gedämmt.
Der ist sehr geeignet bei Isolierungen von komplexen Anlagenformen, die einer konventionellen Dämmung wegen der vorhandenen, hohen Temperatur viel Fachwissen abverlangen.

Das Dämmungsteam: (v. l.) Klaus Gerdes, Alfred Lehmann, Carsten Kuczma (Bild: N. Fleischmann)


Info: Die Aufgaben von Metallbaumeister Alfred Lehmann

Alfred Lehmann (52), selbstständiger Metallbaumeister seit 2005, Ostfriese und Projektleiter bei der Abgasisolierung eines Schiffs. Er ist spezialisiert auf die Innenverkleidung von Schiffswänden und -decken mit Metall, Blechen, dekorativen Metallblechen und Isoliersandwichpaneelen. Alfred Lehmann fertigt auch die hinter den Dämmstoffen liegenden Metallkonstruktionen an, indem er sie aufmisst, aufzeichnet, zuschneidet und einbaut. Dabei werden in Handarbeit zahlreiche Metallstifte/Quadratmeter angeschweißt, der Mantel umgelegt und fachgerecht geschlossen.

Acht Stunden braucht es insgesamt, bis ein Quadratmeter Dämmung fertiggestellt ist. Angefangen bei der Baustelleneinrichtung über Planung, Vorfertigung, Verarbeitung bis hin zur letzten Schraube. Lange Zeit hat er in großen Betrieben wie beispielsweise Käfer gearbeitet. Aber als Spross einer Familie, deren Mitglieder allesamt im Schiffbau tätig waren, und als Norddeutscher bleibt er gerne in der Nähe der See und ist seit über 30 Jahren in dem Geschäftsfeld als leidenschaftlicher Metallbauer für den Schiffbau tätig. Darüber hinaus arbeitet er auch für die Industrieisolierung, wenn dort Konstruktionen gebraucht werden.
Das heißt: Er kauft die Metalle ein, schneidet sie zu und formt sie vor bis zum Einbau, und das alles in Handarbeit. Dabei kooperiert er mit Firmen, die sich auf Schiffbau spezialisiert haben – so wie beispielsweise die Firma Köster, ein Schiffbauunternehmen in Emden.


Die Metallummantelung um die Steinwolle wird vor Ort von Hand zugeschnitten und mit Nieten versehen, bevor sie um die Dämmung gelegt wird. (Bild: N. Fleischmann)

Mineralwolle ist der Standard

Üblicherweise werden dort die handelsüblichen Fasermaterialien wie Mineralwolle oder auch erdalkalische Ware wie beispielsweise FireMaster verwendet. Ausschlaggebend bei der Entscheidung für ein Material sind immer die Temperaturen, die die Materialien aufnehmen bzw. ableiten müssen. Der Dämmstoff, der in diesem Fall verwendet wird, hat einen sehr hohen Strömungswiderstand verglichen mit Faserwerkstoffen. Das verhindert die Konvektion am Dämmstoff insgesamt.

Darüber hinaus ist er leicht und hat den ungemeinen Vorteil, dass er sehr passgenau technisch ausgelegt werden kann.Das ist ein Vorteil gegenüber der Dämmung aus Wolle. Bei ihr haben wir entlang der Fasern häufig Konvektion und rechnen daher immer schon von vornherein mit einer größeren Isolierstärke als der von der Norm vorgegebenen Dimensionierung.


Info: Verarbeitung der Dämmung

Die Steinwolle-Dämmung der zu den Schornsteinen führenden Rohre wird auf engstem Raum verarbeitet. 80 mm Drahtnetzmatten, die Temperaturen von bis zu 600 °C aushalten, sind dafür nötig. Anschließend wird die Dämmung mit einem fachgerecht zugeschnittenen Metallmantel umlegt, sodass es bei der Rohrberührung zu keinen Verbrennungen kommen kann. Am Ende wird der neue „cradle to cradle“ zertifizierte Dämmstoff Vatral an den hitzeintensivsten Bereichen des Schiffs verbaut. Denn bei Inbetriebnahme des Schiffs lässt das Material an der Oberfläche des Stahlmantels nur sehr wenig Temperatur zu. Mit seinem materialeigenen Wärmedurchlasswiderstand ist der auf Glasbubbles basierend Dämmstoff besser geeignet als die Steinwolle.


Wichtig ist das Brandverhalten im Schiffbau

Selbst wenn der eingebaute Dämmstoff im Ernstfall einem Brand ausgesetzt wäre, bliebe das Material auch bei direkter Beflammung bestehen. Darüber hinaus verformt es sich nicht und kann einfach mit dem Hausmüll entsorgt werden. Anders als beispielsweise beim Einsatz von Mineralwolle, bei der die Binder schon ab 200 °C zu verbrennen beginnen, bleibt bei dem Dämmstoff aus Glashohlkugeln das Bindemittel bis zum Sintern des Dämmstoffs oberhalb 900 °C erhalten. Denn der Brand von mit Phenolharzen gebundenen Faserdämmstoffen hat meistens eine Volumenreduktion zur Folge und das Material fällt am Ende in sich zusammen.

Im Brandfall von Mineralwolle kann es durchaus passieren, dass die Flammen nach dem Zusammenfallen der verbrannten Wolle an den Mantel schlagen oder sich unkontrolliert ausbreiten. Das passiert selbst bei Steinwolle, die zwar hitzebeständiger ist, aber trotzdem nachgibt.


Info: 600 m² Abgasisolierung

600 m² Abgasisolierung werden von der Vorfertigung bis zur Fertigstellung innerhalb von zwölf Wochen eingebaut.

Dabei beginnt der Dämmleitungsverlauf beim Austritt des Rohres aus jedem der Motoren und reicht bis zum Austritt aus dem Schornstein.  Der Partikelfilter wird mit Isolierung aus Glashohlkugeln gedämmt.


Preis steht vor Leistung

Das große Dilemma ist, dass Einkäufer in erster Linie den Fokus auf den Preis des Dämmmaterials legen. Damit gewichten sie den Preis in der Regel höher als die Leistung. Für kleine, mittelständische Unternehmen ist es immer ein Kampf, den Bauherrn oder den Einkäufer von der hochwertigen Qualität alternativer Produkte zu überzeugen.

In der Regel – und das ist weitestgehend dem Produktionsvolumen geschuldet – sind die in den alternativen Dämmstoffen eingesetzten Rohstoffe teurer. Entsprechend scheint das Endprodukt ebenfalls teurer. Doch das ist ein Trugschluss. Denn wenn man sich das Gesamtpaket inklusive der Montage anschaut, so sprechen die Vorteile der effizienten Montage zugunsten des teureren Dämmstoffs.

Damit sind die Kosten final vergleichbar, und manchmal liegen sie beim Einsatz eines hochwertigen, zunächst kostenintensiveren Produkts im Vergleich zum Günstigeren sogar darunter.

Ausschreibungen im Schiffbau laufen anders

Anders als im Hochbau gibt es in der Schifffahrt keine genaue Einzelpositionsbeschreibung in der Ausschreibung.

Erhalten die Werften den Zuschlag für die Erstellung des Schiffs, so wie hier die Pella Sietas Werft im Dezember 2018, fragen die Werften direkt das Gewerk an. In diesem Fall beispielsweise wurde mitgeteilt: „Wir haben eine Abgasanlage, die folgendermaßen aussieht (dazu gab es die nackten Pläne). Wir haben hier das Medium, diese Temperaturen und diese Umweltbedingungen. Bitte geben Sie uns ein Angebot über den kompletten Leistungsrahmen.“

Anhand dieser Angaben berechnet man dann die Isolierstärken, entwickelt – oft auch mit der Werft – das Konzept und bietet die Projektumsetzung an.

Dabei zählt sicher neben Kostenbewusstsein vor allem Erfahrung. Während Schiffszulieferer wie die großen Maschinenhersteller, z. B. MAN, auf dem internationalen Markt unterwegs sind und weniger die ausführenden Arbeiten übernehmen, freuen die anderen sich darüber, dass die Auftragseingänge für den Schiffbau im vergangenen Jahr um 3,7 % gestiegen sind – Tendenz steigend. Dazu zählt auch der technische Ausbau.

Die Schiffsbaustelle mit den zu dämmenden Schornsteinen. (Bild: N. Fleischmann)

Der knappe Raum macht es kompliziert

Das Projekt einer Schiffsisolierung hängt demnach von mehreren Faktoren ab. So wie beim Anlagen- oder einfachen Hochbau kommt jedoch eine entscheidende Seite hinzu: die zur Verfügung stehende Fläche. Während andere Isolierbetriebe oder Projektleiter für die Technische Isolierung in aller Regel nicht so stark den Kampf mit dem zur Verfügung stehenden Raum haben, braucht man beim Schiffbau ein besonderes Geschick, um ideenreich Probleme zu lösen.

Das Problem bei der Schiffsdämmung ist die Enge. (Bild: N. Fleischmann)

Technisch kompliziert ist darüber hinaus der Anspruch an die Wärmeentwicklung – aber das kennen Anlagenbauer in der Regel auch. Auf der Abgasanlage arbeiten derzeit 8–10 Isolierer auf engstem Raum, angeführt von einem erfahrenen Projektleiter, der mit dem Schiffbau aufgewachsen ist. Dabei braucht man Nerven, Effizienz, Geduld und ein leicht zu verbauendes Material, das möglichst nachhaltig ist.

Gedämmtes Rohr auf kleinstem Raum. (Bild: N. Fleischmann)

Oftmals sind die Raum-Möglichkeiten kleiner und enger als im Hochbau. Selbst im Untertagebau ist es einfacher, die Platzfrage der Technischen Isolierung zu beantworten und dafür Lösungen zu finden, als beim Schiffbau.

Denn es kommt häufig vor, dass wir nach dem Abschluss der Arbeiten noch Dämmschichtstärken ändern müssen, weil wir sehr variable Fertigungstoleranzen haben. Der Ausbau dieses Schiffs ist dafür ein gutes Beispiel: Die Katalysatoren – allesamt in Amerika angefertigt – sind per Schiff hier angekommen.

Die präzisen Maße kannten wir allerdings erst, als das Material da war.

Entsprechend mussten wir schauen, ob noch nachträgliche Anpassungen notwendig waren. Insgesamt kann man sagen: Die Dämmung wird meistens unterschätzt. Und es gibt in dem Bereich noch viele Innovationsfelder, die noch nicht erschlossen sind – gerade bei der aktuellen Nachfrage von nachhaltigen Dämmstoffen.


Autor

Schiffbauingenieur Carsten Kuczma: Geschäftsführer der Baltic TechGewebe GmbH aus Kiel und der Fritec GmbH aus Emden, info@btg-kiel.de

Der Beitrag ist auch in Ausgabe 2.2019 der Fachzeitschrift TI – Technische Isolierung (August 2019) erschienen.

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