Energieverluste vermeiden
Rohraufhängungen korrekt isolieren
Bei Dämmarbeiten muss grundsätzlich zwischen Wärme- und Kältedämmungen unterschieden werden. Denn davon hängt es ab, welche physikalischen Gesetzmäßigkeiten bei der Planung beachtet und welche Anforderungen an das Dämmsystem erfüllt werden müssen. Um Energieverluste durch Wärmebrücken zu verhindern, müssen nicht nur Rohrleitungen, sondern auch Rohrschellen und Armaturen korrekt gedämmt werden.
Während Wärmedämmarbeiten vorrangig der Energieeinsparung dienen, muss bei Kältedämmungen als oberstes Ziel das Entstehen von Tauwasser ausgeschlossen werden. Die Dämmung von Heizungs- und Sanitärleitungen ist im Neubaubereich heute weitgehend eine Selbstverständlichkeit. Die Rohrhalterungen werden dagegen in der Regel häufig nicht oder nicht korrekt isoliert. So entstehen hohe Wärmeverluste. Bei der Dämmung von Kälte- und Klimaanlagen sind nicht fachgerecht ausgeführte Rohrbefestigungen darüber hinaus häufig Ausgangspunkt von Tauwasserbildung und möglicher Schwachpunkt des Kältedämmsystems.
Wärmedämmung
Wärmedämmarbeiten an betriebstechnischen Anlagen sind so definiert, dass deren Betriebstemperatur über der Umgebungstemperatur liegt. Wärmedämmungen vermindern den Wärmeverlust des Mediums. Bleiben Rohrhalterungen ungedämmt, entstehen Energieverluste durch Wärmebrückeneffekte.
Wie dreidimensionale Wärmestromberechnungen des Passivhaus Instituts (Darmstadt) zeigen, verursacht eine ungedämmte Rohrschelle eines DN 20 Rohres (Rohraußendurchmesser: 26,9 mm) mit einer Isolierstärke von ca. 27 mm einen “Wärmebrückenverlustkoeffizienten” von 0,06 W/K. Für eine dauerhaft betriebene Zirkulationsleitung mit 60 °C außerhalb der thermischen Hülle entstehen so allein durch diese eine ungedämmte Rohrhalterung Zusatzkosten von 2,60 € pro Jahr.
Obwohl nach der Energieeinsparverordnung (EnEV) ausdrücklich nicht nur die Rohrleitungen, sondern auch Armaturen und Rohrschellen korrekt gedämmt werden müssen, unterbleibt dies in der Praxis häufig. Der in 2014 novellierte dänische Standard DS 452 “Termisk isolering af tekniske installationer” (Thermische Dämmung technischer Installationen) schiebt diesem Versäumnis in unserem nördlichen Nachbarland nun einen Riegel vor. Werden dort auf technischen Installationen metallische Rohrschellen eingesetzt, die die Dämmschicht durchbrechen, müssen diese Wärmebrücken jetzt durch höhere Dämmdicken auf der gesamten Installation kompensiert werden. Gemäß DS/EN ISO 12241, Anhang A, Tabelle A.1 werden in der dänischen Norm Wärmeverluste von 15 % in Gebäuden und 25 % außerhalb von Gebäuden aufgrund von Wärmebrücken durch Rohrträger angenommen. Bei der Verwendung nicht gedämmter Rohrträger können sich die Dämmschichtdicken abhängig vom Rohraußendurchmesser und den spezifischen Anforderungen um bis zu 36 % erhöhen. Die verschärfte Verordnung wird in Dänemark sicherlich schon kurzfristig zum verstärkten Einsatz gedämmter Rohrträger führen.
Anders als bei kaltgehenden Leitungen, wo Wärmebrücken durch nicht gedämmte Rohrträger zur Bildung von Tauwasser und kostenintensiven Folgeschäden führen können, bleiben die Energieverluste auf warmgehenden Leitungen in der Regel unerkannt. Sichtbar werden sie erst durch entsprechende Thermografieaufnahmen. Um unnötige Wärmeverluste durch ungedämmte Rohrhalterungen zu vermeiden, müssen die Rohrhalterungen nachträglich gedämmt werden. Wesentlich schneller und effizienter geht es jedoch, wenn direkt gedämmte Rohrträger eingesetzt werden.
Kältedämmung
Kältedämmungen werden als Dämmarbeiten an betriebstechnischen Anlagen definiert, deren Betriebstemperatur unter der Umgebungstemperatur liegt. Diese Anforderungen gelten auch für betriebstechnische Anlagen, bei denen durch wechselnde Betriebstemperaturen – auch kurzzeitig – die Taupunkttemperatur der Umgebungsluft unterschritten wird. Kältedämmungen vermindern den Wärmestrom zum Medium.
Die besonderen Anforderungen, die an eine Kältedämmung gestellt werden, sind also nicht von der Temperatur des zu dämmenden Objekts abhängig, sondern sind allein durch die besonderen physikalischen Verhältnisse bedingt, die sich bei Objekten mit Temperaturen unter der Umgebungstemperatur ergeben. Es kann also durchaus notwendig sein, ein Objekt mit einer Betriebstemperatur von +40 °C mit einer Kältedämmung zu ummanteln, weil die Temperatur der Umgebungsluft z.B.
+50 °C beträgt. Da die „kältere“ Luft in der Dämmung unterhalb der Taupunkttemperatur weniger Wasserdampf aufnehmen kann und deshalb auch einen niedrigeren Teildampfdruck hat als die „wärmere“ Umgebungsluft, kommt es zu einem Wasserdampf-Druckgefälle, das ständig von außen auf die Dämmung einwirkt. Hierdurch besteht die Gefahr, dass Wasserdampf aus der Umgebung in die Dämmung eindiffundiert, kondensiert und den Dämmstoff durchfeuchtet.
Leitungen, die im Kälte- und Klimabereich betrieben werden, müssen zwingend thermisch vom Befestigungselement entkoppelt werden. Wurde eine direkte Verbindung zwischen der Rohrleitung und ihrer Befestigung nicht oder nur unzureichend unterbunden, stellt die Rohraufhängung eine Brücke für Wärmegewinne aus der Umgebung (eine sogenannte Wärmebrücke) dar und es kann zur Bildung von Tauwasser kommen. Dies führt zum einen zu erhöhten Energieverlusten, zum anderen steigen das Korrosionsrisiko und die Gefahr kostenintensiver Folgeschäden. Bei der Dämmung von Kälte- und Klimaanlagen sind nicht fachgerecht ausgeführte Rohrbefestigungen ein möglicher Schwachpunkt des Systems und können Ausgangspunkt von Tauwasserbildung sein.
Der Einsatz einfacher Rohrschellen auf Kälteleitungen dürfte heute die Ausnahme sein. Bei Ausschreibungen findet sich die Anforderung des Einsatzes von Kälteschellen in der Regel in den Leistungsverzeichnissen zu Auflagern und Aufhängungen von Kälteleitungen.
Eine wirksame thermische Entkopplung von Kälterohrleitungen und Rohraufhängungen kann beim Einsatz elastomerer Dämmstoffe mit Kälterohrträgern erreicht werden, die auf das jeweilige Dämmstoffprogramm des Herstellers abgestimmt sind. Diese Rohrträger (wie beispielsweise „Armafix“ von Armacell) bestehen im Wesentlichen aus dem gleichen Elastomermaterial wie die Dämmschläuche und -platten. Dies gewährleistet die Einhaltung der zentralen technischen Anforderungen an Kältedämmungen auch im Aufhängungsbereich: eine niedrige Wärmeleitfähigkeit und ein hoher µ-Wert (Wasserdampfdiffusionswiderstand). Integrierte Auflagersegmente verhindern die Komprimierung des Dämmstoffs und sind ihrerseits gegen Feuchtigkeitsaufnahme durch vollflächig verklebte Dampfsperren geschützt. Die Bleche haben zudem lastverteilende Eigenschaften. Der „Armafix“ Kälterohrträger ist selbstklebend zu verschließen und wird auch als Kombibox mit passenden Metallschellen geliefert, mit denen die Rohrleitung sicher fixiert werden kann.
Die beiden Hauptaufgaben von Rohrhalterungen – die Fixierung der Rohrleitungen (Eigengewicht + Füllmedium) und die Dämmung im Rohrhalterungsbereich – sind grundverschieden und betreffen zwei unterschiedliche Gewerke: die Rohrverlegungsarbeiten und die Dämmarbeiten. Zur Vermeidung von Problemen bei gewerkübergreifenden Arbeiten ist der „Armafix“ Rohrträger so konzipiert, dass die notwendigen Arbeiten klar getrennt und zugeordnet werden können. Die eigentliche Installation des Rohrträgers wird während der Montage der Rohre vom Rohrverleger ausgeführt (Schritte 1 bis 3). Armacell bietet seine Rohrträger auch als Kombibox mit den passenden Schraubrohrschellen an. Das erspart dem Rohrverleger die Suche nach der passenden Schelle. Anschließend wird der Isolierer vor der Dämmung der Rohrleitungen mit elastomerem Dämmmaterial die Abschottungsverklebungen an den Stirnseiten des Rohrträgers vornehmen. Wie Vergleichsberechnungen von Armacell gezeigt haben, liefert „Armafix“ nicht nur maximale Sicherheit, die Systemlösung kann auch einfacher, sauberer und schneller als handelsübliche Schellen und Rohrträger installiert werden.
Erst eine zuverlässige Lösung zur thermischen Entkopplung im Aufhängungsbereich gewährleistet auch die langfristige Funktionssicherheit von Dämmsystemen. Die Verwendung systemfremder Kälteschellen führt zu erheblich höheren Gesamtkosten aufgrund des höheren Arbeits- und Materialeinsatzes. Eine Systemlösung (Dämmstoff und Kälterohrträger aus einer Hand) bedeutet dagegen eine höhere Sicherheit sowohl im Hinblick auf Tauwasservermeidung, Brandverhalten und Energieeinsparung als auch in der Verarbeitung.
