Deckenkühlung und Deckenheizung mit dem BEKA Baufertigelement

TI-K04
Kurzbeschreibungen
Deckenkühlung und
Deckenheizung mit dem
BEKA Baufertigelement
1. Allgemeines
Moderne Büro- und Geschäftsräume müssen
wegen der hohen Wärmedämmung der Gebäude und der inneren Lasten durch Büro- und
Computertechnik fast ganzjährig gekühlt werden und haben selbst in der Heizperiode einen
vergleichsweise niedrigen Wärmebedarf. Die energetisch kostengünstige Lösung ist der Einsatz
einer BEKA Kühl- und Heizdecke. Mit dem BEKA
Baufertigelement können Kühl- und Heizdecken
einfach und sehr wirtschaftlich im Trockenbau
gestaltet werden. Durch die kombinierte Funktion der Decke können Investitionen für notwendige Gebäudetechnik minimiert werden.
deutliche Energieeinsparung erreicht, da bereits
mit niedrigen Vorlauftemperaturen (unter 40°C)
geheizt respektable Heizleistungen erzielt werden.
Zuleitungen
Anschlußschläuche
Decke mit BEKA Baufertigelementen
Weitere
Deckenflächen
Rohrnetz
2. Systembeschreibung
Das BEKA Baufertigelement wird wie eine herkömmliche Trockenbauplatte nach Trockenbaurichtlinien an eine Abhängekonstruktion angeschraubt. Im Deckenhohlraum werden die auf
Maß gefertigten Zuleitungen verlegt. Das Baufertigelement selbst wird mit flexiblen Anschlußschläuchen an die Zuleitungen angeschlossen .
3. Kaltwasser- / Heizwassertechnik
Die BEKA Baufertigelemente werden raumweise/zonenweise über die Zuleitungen für Vor- und
Rücklauf in einem Rohrnetz an einen Kaltwassererzeuger bzw. den Wärmeerzeuger angeschlossen. Empfohlen wird der Anschluß über eine
BEKA Etagenverteilerstation.
Zur Kaltwasseraufbereitung können die verschiedensten Techniken und Anlagen eingesetzt
werden. Die wirtschaftlichen Vorteile der Kühldecke bestehen maßgeblich darin, daß bereits
mit Vorlauftemperaturen, die nur geringfügig
unterhalb der Raumtemperatur liegen, die Decke
hohe Leistungen abgibt. Das macht den Einsatz
von „Alternativenergien“ (Wärmepumpen) und
natürlichen Energiesenken (z.B. freie Kühlung,
Grundwasser) möglich.
Bei der Heizwassererzeugung gelten die gleichen
Vorteile. In Verbindung mit Solaranlagen, aber
selbst bei herkömmlicher Technik wird eine
Stand: 28.04.2006
Anschluß
Kältemaschine bzw
Wärmeerzeuger
4. Installation
Grundsätzlich gelten die allgemeinen Installationsrichtlinien. Alle im Rohrnetz des BEKA Baufertigelementes verwendeten Werkstoffe müssen
aus nicht korrosiven Materialien gefertigt sein.
Verwendet werden dürfen Kunststoffe, Edelstahl, Kupfer, Messing und Rotguß. Andere Materialien können Verschlammungen im System
hervorrufen und damit den Ausfall verursachen.
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S.1
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Deckenkühlung und Deckenheizung mit dem BEKA Baufertigelement
5. Regelungstechnik
Die Regelungstechnik sichert zum einen den
gewünschten Komfort und bietet zum anderen
die erforderliche Systemsicherheit.
Die Kühldecke benötigt eine Raumtemperaturregelung, eine Taupunktschutzregelung und eine
Regelung der Vorlauftemperatur des Kaltwassers. Vorlauftemperatur unter 16°C sind wegen
der Taupunktgefahr zu vermeiden!
Die Heizdecke benötigt eine Raumtemperaturregelung zur Regelung der Vorlauftemperatur in
Abhängigkeit von der gewünschten Raumtemperatur. Vorlauftemperatur über 45°C sind wegen der Austrocknung der Gipsplatte und wegen der zu hohen Oberflächentemperatur der
Decke zu vermeiden!
6. Dimensionierung der Anlage
Die Kühldecke aus BEKA Baufertigelementen
wird entsprechend der nachfolgenden Auslegungstabelle dimensioniert. Die im Wasserkreislauf der BEKA Baufertigelemente ermittelte Vorlauftemperatur ist durch Einregelung der
Wassertemperatur vor dem Wärmetauscher auf
der Seite der Kältemaschine vorgenommen.
7. Montagevorbereitung
Für die Montage des BEKA Baufertigelementes
gelten die Festlegungen nach Trockenbaurichtlinie und Herstellerhinweise.
Es wird empfohlen, die Unterkonstruktion unter
Verwendung von verwindungssteifen Blechprofilen auszuführen. Die Festlegung der Stützweiten
und die Ausführung der Verankerung der Abhänger an der Rohdecke sind für eine Last von ≤
30 kg/m2 auszulegen.
Das Baufertigelement wird in den üblichen
Standardabmessungen der Bauplatten angeboten, so daß auf der Baustelle ein Zuschnitt nicht
erforderlich ist. Lediglich im Randbereich und an
Stellen, wo Deckeneinbauten vorgesehen sind,
werden inaktive Platten angepaßt. Das BEKA
Baufertigelement ist werksseitig für die Befestigung an einer Unterkonstruktion aus handelsüblichen CD - Stahlblechprofilen mit Schnellbauschrauben vorgebohrt.
Stand: 28.04.2006
Die Schnellbauschrauben dürfen nur an diesen Stellen angesetzt werden, sonst besteht
die Gefahr einer Verletzung der integrierten
Kapillarrohrmatte.
Vor Beginn der Arbeiten ist ein Deckenspiegel als
Arbeitsgrundlage und Verlegeanordnung anzufertigen. Hier sind alle Platten mit den Abmessungen und der Ausrichtung und die Versorgungsleitungen einzutragen. Im Deckenspiegel
sind auch alle Flächen zu kennzeichnen, die unbelegt bleiben müssen, z.B. für die Aufstellung
von Zwischenwänden, die Leuchtenanordnung
und sonstige Deckeneinbauten. Weiterhin ist im
Deckenspiegel der Montageort des BEKA Baufertigelementes mit integriertem Taupunktfühlers
zu vermerken. Sofern die Verbindung der Polypropylen-Rohrleitungen mittels thermischen
Kunststoffschweißen vorgenommen wird gilt für
die Ausführung die Schweißrichtlinie DVS 220711 vom Deutschen Verband für Schweißtechnik
e.V. (Die Umgebungstemperatur während der
Verarbeitung darf nicht unter 5°C liegen und die
nach Rohrabmaß vorgegebenen VorwärmSchweiß- und Haltezeiten müssen eingehalten
werden.)
8. Werkzeuge, Materialien
zur Verarbeitung des BEKA Baufertigelementes
werden die üblichen Trockenbau Werkzeuge
und Materialien verwendet:
•
CD - Profil
•
Kreuzverbinder
•
Noniushänger
•
Dübel und Schrauben
•
Schnellbauschrauben 55 mm lang
•
Randwinkel
•
evtl. Klingenmesser für Zuschnitt und Kantenhobel
•
Schrauber
•
Spachtel
•
Fugenspachtelmasse
•
Handschleifer
Zur Anbindung der Zuleitungen in den Kaltwasserkreislauf wird ein Handschweißgerät mit Muffenspiegel zum Kunststoffschweißen und entsprechend Kunststoff-Fittings verwendet.
Alternativ können auch Schneidringverschraubungen eingesetzt werden.
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Deckenkühlung und Deckenheizung mit dem BEKA Baufertigelement
9. Montageschritte an der Decke
•
Die Trag- und Grundprofile werden nach Herstellerangaben an der Rohdecke üblicherweise
mit Noniushänger befestigt und ausgerichtet.
Der Abstand der Tragprofile ist auf 50 cm festzulegen. Zusätzliche Tragprofile (auch die
Randwinkel) im Randbereich für die inaktiven
Zuschnittplatten werden nach Deckenspiegel
entsprechend Trockenbaurichtlinien angeordnet.
•
Die Zuleitungen werden im Deckenhohlraum
verlegt und an die Versorgungsleitungen angeschlossen (Verbindung mittels thermischen
Kunststoffschweißen oder Schneidringverschraubungen)
I.
II.
III.
•
•
•
•
•
•
Das BEKA Baufertigelement gemäß
Deckenspiegel an die Unterkonstruktion
bringen
Die flexiblen Anschlußschläuche in die Steckkupplungen der Zuleitungen stecken
Baufertigelement am der Unterkonstruktion
nach den Vorbohrungen ausrichten
Schnellbauschrauben in die Vorbohrungen
stecken und einschrauben bis der Halt auf
der Unterkonstruktion sicher erreicht ist
Vorprüfung mit Druckluft 10 bar 1 Stunde
Hauptprüfung mit Wasser 10 bar für 4 Stunden - Ruhedruck 3 bar bis zur Inbetriebnahme aufrechterhalten
Stand: 28.04.2006
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10. Auslegung der Kühldecke mit dem BEKA Baufertigelement B.GK12
Projekt:
Datum :
Projektbearbeiter:
Auslegung gültig für 27°C - Raumtemperatur und 2 K Kühlwasserspreizung!
Erforderliche Kühlleistung
W
1 Kühllast des Raumes
Aus Berechnung des Planungsbüros
Stück
2 geplante Anzahl Platten
max. mögliche Anordnung aus Raummaßen ableiten
W
3 erforderliche Kühlleistung pro Element
= Kühllast / Anzahl Platten
Leistungsbestimmung
Schnellauslegung Deckenkühlung mit B.GK12
Kühlleistung [W/Element]
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
6
9
12
16
19
23
26
30
34
Massenstrom des Kühlwassers pro Element [kg/h]
300
500
700
900
1100
1300
1500
13
12
gilt für Raumtemperatur 27°C und
Kühlwasserspreizung 2 K und
A nschlußschlauch 300 mm lang
Vorlauftemperatur [°C]
1700
1900
37
41
45
49
2100
2300
2550
2800
Druckverlust des Elementes [Pa]
4 Vorlauftemperatur → aus Diagramm
5 Rücklauftemperatur
°C
Wassermenge pro Element
°C
Wassermenge pro Zone oder Wand
kg/h
Pa
Länge Anschlußrohr
→ aus Diagramm
l/h
Druckverlustbestimmung
6 Druckverlust im Rohr
7 Druckverlust des Elementes
→ mit Wert aus Zeile 3 aus Diagramm
Pa
8 Aufschlag für Druckverlust durch Fittings
Pa
90
(Empfehlung: f. Zonenventile 500 -1000 Pa
für Strangregulierventile 700 - 1500 Pa
für Wärmetauscher ca. 4000 Pa)
Pa
10 Gesamtdruckverlust
Druckverlust [Pa/m]
Pa
nur einen Leitungsweg
Wert → aus Diagramm
Pa/m
Druckverlust im Rohr 20 x 2 mm
100
(Empfehlung: 30% Aufschlag auf Rohr)
9 Zuschläge für Wärmeübergabestation
m
Widerstand im Rohr → aus Diagramm
= Rohrlänge * Widerstand
80
70
60
50
40
30
20
Bei der Verwendung von BeKa Übergabestationen
entfällt die Druckverlustbestimmung. Es wird lediglich
die Anzahl der Heizkreise und Gesamtheizleistung
für die Auswahl benötigt!
Stand: 28.04.2006
10
0
40
80
120
160
200
240
280
Massenstrom [kg/h]
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320
S.4
360
400
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11. Auslegung der Deckenheizung mit dem BEKA Baufertigelement B.GK12
Projekt:
Datum :
Projektbearbeiter:
Auslegung gültig für 22°C - Raumtemperatur und 6 K Heizwasserspreizung!
Erforderliche Heizleistung
1 Wärmebedarf des Raumes
W
2 geplante Anzahl Platten
Aus Berechnung des Planungsbüros
Stück
3 erforderliche Heizleistung pro Element
max. mögliche Anordnung aus Raummaßen ableiten
W
= Wärmebedarf / Anzahl Platten
Leistungsbestimmung
Schnellauslegung Deckenheizung mit B.GK12
Heizleistung [W/Element]
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
27
29
31
33
35
37
39
41
Vorlauftemperatur [°C]
2
4
100
200
6
400
550
45
gilt für Raumtemperatur 22°C und
Heizwasserspreizung 6 K und
A nschlußschlauch 300 mm lang
8
10
12
15
Massenstrom des Heizwassers pro Element [kg/h]
300
43
700
850
17
20
22
1000
1150
1300
Druckverlust des Elementes [Pa]
4 Vorlauftemperatur → aus Diagramm
°C
Wassermenge pro Element
5 Rücklauftemperatur
°C
Wassermenge pro Zone
Pa
Länge Anschlußrohr
→ aus Diagramm
kg/h
l/h
Druckverlustbestimmung
6 Druckverlust im Rohr
7 Druckverlust des Elementes
→ mit Wert aus Zeile 3 aus Diagramm
Pa
8 Aufschlag für Druckverlust durch Fittings
Pa
Druckverlust im Rohr 20 x 2 mm
90
für Strangregulierventile 700 - 1500 Pa
für Wärmetauscher ca. 4000 Pa)
Pa
Bei der Verwendung von BeKa Übergabestationen
entfällt die Druckverlustbestimmung. Es wird lediglich
die Anzahl der Heizkreise und Gesamtheizleistung
für die Auswahl benötigt!
Stand: 28.04.2006
Druckverlust [Pa/m]
Pa
(Empfehlung: f. Zonenventile 500 -1000 Pa
10 Gesamtdruckverlust
nur einen Leitungsweg
Wert → aus Diagramm
Pa/m
100
(Empfehlung: 30% Aufschlag auf Rohr)
9 Zuschläge für Wärmeübergabestation
m
Widerstand im Rohr → aus Diagramm
= Rohrlänge * Widerstand
80
70
60
50
40
30
20
10
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Massenstrom [kg/h]
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Deckenkühlung und Deckenheizung mit dem BEKA Baufertigelement
12. Technische Daten
Aufbau
12,5 mm Gipskartonplatte
Kapillarrohrmatte mit Kapillardurchmesser 3,35x0,5 mm (Polypropylen)
30 mm Extruderschaum (Wärmeleitfähigkeit 0,035 W/mK; Brandverhalten B1)
Gewicht
11,8 kg/m2 (ungefüllt)
12,5 kg/m2 (gefüllt)
14,2 kg (gefüllt)
Größe
Breite: 600 mm
Länge:2000 mm
vorgebohrt zum Verschrauben im Raster 500 mm
Kühlleistung:
65 W/m2 (DIN 4715)
=78 W/Element
Heizleistung:
130 W/m2
= 156 W/Element
Betriebsbedingungen:
Temperaturbeständig im Dauereinsatz bis 45°C
Betriebsdruck 3 bis 4 bar
Prüfdruck 10 bar max. 10 Stunden
Einsatzgebiet/Art der Verlegung:
Kühl- und Heizdecken in Trockenbauausführung
Anschluß über BEKA Steckkupplungssystem
Montage nach Trockenbaurichtlinie
Lieferform:
Fertige Trockenbauelemente werden auf Palette liegend ausgeliefert
Stand: 28.04.2006
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