Modernste Kühltechnik für Laser-Spezialisten

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Nordwestlich von Stuttgart betreibt der Hersteller von Werkzeugmaschinen Trumpf seine Unternehmenszentrale. Um den über 2.000 Mitarbeiter/innen gute Arbeitsbedingungen zu bieten, entstand nach dem Entwurf des Architekturbüros Barkow Leibinger auf dem Gelände des Firmenstammsitzes zwischen Januar 2008 und September 2009 der Gebäudekomplex II/4 mit optisch und raumklimatisch modernster Ausführung.

Gute Kühlung war wichtig

Bei der Konzeption des Neubaubereichs fasste man weise alle Arten von Baukörpern wie Entwicklungslabors, Produktionsstätten und Verwaltungsräumlichkeiten zu einem Komplex zusammen. So ist die Fertigungshalle durch flachere Gebäudeeinheiten mit Mischnutzung mit dem Büro-Riegel verbunden.

Ein dynamisches Grundkonzept, das ein ideales Zusammenwirken aller Abteilungen begünstigt, wobei zwischengelagerte Lichthöfe und große Glasflächen in den Fassaden der Interface- und Büroeinheiten das offene Ambiente abrunden. Insgesamt verfügt der neue Baukörper über zirka 10.500 Quadratmeter, wovon knapp 4.500 auf die drei Ebenen der Verwaltungs-, Entwicklungs- und Mittlerbau-Segmente entfallen.

Temperatur soll unter 26 Grad bleiben

"Bei der Planung war es uns ein ganz zentrales Anliegen, die Raumtemperaturen auch an heißen Tagen im Rahmen der Empfehlungen von Arbeitsmedizinern und der Arbeitsstättenverordnung zu halten – also 26 Grad an Büroarbeitsplätzen nicht zu überschreiten", erläutert Daniel Schweiger von der Bauabteilung der Trumpf Immobilien GmbH + Co. KG.

Gerade in den Verbindungs- und Bürobauten bedeutete dies, ein besonderes Augenmerk auf eine möglichst effiziente Kühlung zu legen. Denn nicht nur die Sonneneinstrahlung durch die großflächige Fassadenverglasung, welche in vielen Räumen von der Decke bis zum Boden reicht, sorgt dafür, dass sich das Gebäudeinnere schnell aufheizen kann. Auch durch die Wärmeabstrahlung der technischen Ausstattung wie Computer und Drucker und die Körperwärme der Angestellten in den Großraumbüros entsteht ein hoher Kühlbedarf. Allein über Verschattungen und Lüftung wären die vorgegebenen Temperaturen hier nicht einzuhalten gewesen.

Wärmestrahlung ist angenehmer als Konvektion

Bereits 2003 hatte man sich aus diesen Gründen bei Trumpf im Zuge eines ähnlichen Neubauprojekts auf dem Stammgelände intensiv mit Möglichkeiten der effizienten Raumkühlung beschäftigt. Damals entschied man sich für eine Betonkernaktivierung (BKA).

Neben der besonders angenehmen Raumtemperierung nach dem Strahlungsprinzip birgt diese jedoch das Problem, auf Grund der großen Fülle des Baukörpers, der thermisch aktiviert werden muss, relativ träge in der Ansprache zu sein. Bei schnellen Lastwechseln dauert es oft einige Zeit, bis die gewünschte Innenraumtemperatur erreicht werden kann.

Um im Neubautrakt II/4 jedoch weiterhin mit einem Kühlsystem zu arbeiten, das wie die Bauteilaktivierung sehr effizient und für das menschliche Empfinden besonders behaglich auf der Basis von Wärmestrahlung statt Konvektion funktioniert, entschied man sich bei Trumpf für den Einsatz von Deckenstrahlplatten im neuen Gebäudekomplex. Diese haben gegenüber der Betonkernaktivierung überdies den Vorteil, dass sie durch ihre geringere Masse viel schneller und flexibler sind als bauteilaktivierte Systeme mit einer großen Speichermasse.

Deckensegel reagieren schnell

Bei der Auswahl des Systems entschied man sich für Zehnder Carboline. Dabei handelt es sich um Deckensegel, in welchen ein Kupferrohr, durch das als Kühlmedium Wasser fließt und das formschlüssig in eine Graphit-Schicht verpresst wird.

Durch die enorme Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffs Graphit haben die Deckensegel eine noch kürzere Reaktionszeit als herkömmliche Deckenstrahlsysteme und können mittels einer besonders homogenen Oberflächentemperatur extrem effizient arbeiten. "Zehnder setzte uns in der Planungsphase darüber in Kenntnis, dass man an einer ganz neuen Art von Heiz- und Kühldecke arbeite“, erinnert sich Daniel Schweiger. "Da wir bei der Gebäudeauslegung immer nach modernen, besonders leistungsfähigen Technologien Ausschau halten, waren wir natürlich interessiert daran, diese Segel bei uns zum Einsatz zu bringen. Außerdem hat uns der Schallschutz-Aspekt wirklich überzeugt.“ Gerade in Großraumbüros ist Schallreduktion ein wichtiges Thema.

Die Montage erfolgte sehr zügig

Für die überwiegende Mehrheit der Deckenelemente wurden Sonderformate geliefert, die genau in die Decken des neuen Gebäudes II/4 passen. Weil diese überdies auf Wunsch im Farbton Weißaluminium (RAL 9006) lackiert wurden, fügen sie sich besonders unauffällig in die Raumoptik ein.

Ursprünglich waren drei Wochen für die Montage der Kühldecken vorgesehen gewesen. Allerdings ist im Bereich des Neubaus die komplette Verkabelung in Hohlraumböden untergebracht, der Einsatz von Gerüsten auf dem Rohboden war nicht möglich. So konnten die Deckenelemente immer nur dort eingebracht werden, wo ein Boden bereits fertig gestellt war. "Wir mussten die Montage dadurch schon einmal unterbrechen. Überdies war die oberste Ebene eine Herausforderung für die Monteure, da wir hier gefaltete Dächer haben", beschreibt Schweiger. "Hier erreichen wir zum Teil über fünf Meter Deckenhöhe. Durch das ständige Variieren der Höhe waren die Monteure gefordert, die Rollgerüste häufig umzubauen. Dennoch dauerte es insgesamt nur vier Wochen, bis die gesamte Kühldecke eingebracht war."

Vliesmatte sorgt für guten Schallschutz

Betrieben wird das Kühldecken-System nun mit einem Vorlauf von 16 Grad und einem Rücklauf von 18 Grad über die Kälteanlage aus Kältemaschine und Kühlturm, die nicht nur die Strahlplatten im Neubau versorgt, sondern auch generell für die Kältebereitstellung im Prozessablauf in der Firmenzentrale genutzt wird.

Gerade in den Übergangszeiten Frühjahr und Herbst kann dabei mittels der Kühltürme häufig ausschließlich die freie Kühlung genutzt werden. Zur Beheizung setzt man übrigens einen Niedertemperatur-Gaskessel ein, der nicht mit den Deckensegeln verbunden ist, sondern Unterflurkonvektoren vor den Glasfronten anfährt. Dies reicht zur Beheizung aus, da bei modernen Gewerbebauten durch architektonische Faktoren und die hohen inneren Wärmelasten der Heizbedarf oft die kleinere Größe ist als der Kühlbedarf. Die Konvektoren vor den großen Fensterbändern verhindern im Heizungsfall einen Kaltluftabfall an den Glasscheiben.

Alle Bilder: Zehnder Group Deutschland GmbH

Daten und Fakten

Objektreportage TRUMPF, Ditzingen
Gebäudedaten Gebäudegrundfläche Ebene 2 (m²): 1175m² Gebäudegrundfläche Ebene 3-4 (m²): 1575m² Gebäudegrundfläche Ebene 5-6 (m²): 1575m²
Temperaturen VL/RL/Raum Kühltemperaturen Objekt (°C): 16/18/26
Leistungen Kühlleistung Ebene 2 (W): 46,5kW Kühlleistung Ebene 3-4 (W): 50kW Kühlleistung Ebene 5-6 (W): 50,3kW Kühlleistung Gesamtes Objekt (W): 146,8kW
Produkte Typ: Carboline, Modell Segelausführung Anzahl (St.) / Fläche (m²) Ebene 2: 425St. / 611m² Anzahl (St.) / Fläche (m²) Ebene 3-4: 456St. / 656m² Anzahl (St.) / Fläche (m²) Ebene 5-6: 462St. / 663m²
Bauherr: TRUMPF GmbH + Co. KG
Architekt: Barkow Leibinger Architekten
Planer: Planungsgruppe M+M AG
Ausführende Firma: Axima Deutschland GmbH
Hersteller Kühlsystem: Zehnder Group Deutschland GmbH