Kälteversorgungskonzept für einen Bürokomplex in Hamburg

Diplomarbeit von Björn Kenneweg

Problemstellung:

Das sich zur Zeit in der Bauphase befindliche Büro- und Konferenzgebäude, das "Multimedia Centre" am Rothenbaum in Hamburg, wurde und wird von der Architektengruppe Foster & Partner geplant.

Sir Norman Foster gehört zu einem der produktivsten zeitgenössischen Architekten. Mit Aufträgen wie dem neuen Flughafen von Hongkong - zur Zeit eines der weltweit größten Bauvorhaben - oder dem Berliner Reichstag zählt Foster zu den einflußreichen Persönlichkeiten seiner Generation. Er verbindet seine Aufgeschlossenheit gegenüber neuen Technologien mit einem profunden Interesse an der sozialen und ökologischen Bedeutung seiner Bauwerke.

Für die Gruppe Foster & Partner arbeiten etwa 400 Mitarbeiter in mittlerweile vier Architekturbüros mit Sitz in London, Berlin,München und Hongkong (vgl.[16], S.3).

An der Realisierung eines bezugsfertigen Gebäudekomplexes wie das moderne, funktionale "Multimedia Centre" mit seinen unterschiedlichen Gewerken arbeiten und planen Architekt, Fachplaner, Bauunternehmer sowie ausführende Firmen eng zusammen. Den Anfang machen die Architekten, ausgehend von den Wünschen des Auftraggebers und ihren eigenen Vorstellungen entwickeln sie das eigentliche Konzept für ein Gebäude.

Die weiteren Schritte werden von dem eingesetzten Generalunternehmer (kurz GU) eingeleitet. Der GU sorgt mit Hilfe von Subunternehmern für die ausführende Planung und den eigentlichen Bau des Gebäudes. Er fungiert somit als Bindeglied zwischen dem Bauherrn, Architekten und den ausführenden Firmen. Eines der zuvor erwähnten Gewerke ist die Technische Gebäudeausrüstung, geplant durch einen Fachplaner (zumeist Ingenieurbüros) für Haustechnik.

Diese Planung umfaßt die folgenden Bereiche :

- Sanitärtechnische Versorgung.

- Wärmeversorgung.

- Klimatisierung von Gebäudeteilen.

- Kälteversorgung.

- Gebäudeleittechnik.

Die Kosten für die technische Ausrüstung eines Gebäudes von dieser Größen-ordnung liegen zwischen 15 - 30 % der Gesamtbaukosten (bei Krankenhäusern ca. 50 % und mehr).

Die Münchener Ingenieurgesellschaft Kuehn Bauer & Partner war im Vorfeld durch die Architekten beauftragt worden, eine Vorplanung für die gebäude-technische Ausrüstung zu erstellen.

Den Zuschlag für die gesamte Bauabwicklung als Generalunternehmer erhielt die Firma Kösterbau AG. Der Sitz dieses mittelständischen Unternehmens befindet sich in der Stadt Melle im Landkreis Osnabrück.

Für die Ausführungsplanung der technischen Gebäudeausstattung und für die Bauaufsicht beauftragte die Firma Kösterbau AG die Ingenieurgesellschaft Theurich und Klose aus Hannover. Dadurch ergaben sich während der Planung Diskrepanzen mit dem Vorplaner.

Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit einem Bestandteil dieser Planung: mit der Entwicklung des kältetechnischen Versorgungskonzepts für das "Multimedia Centre" .

Als Grundlage für die weiterführende Planung wird im ersten Teil (A) dieser Arbeit die Kühllast für das Gebäude mit Hilfe eines EDV-Verfahrens berechnet..

Der zweite Teil (B) befaßt sich mit der Auslegung und der Strukturierung der Kälteversorgung mit allen Komponenten.

Im abschließenden Teil (C) wird auf die weiterführenden Planungsschritte eingegangen sowie eine Abschätzung der Lastverläufe und der Kosten über das Jahr vorgenommen. Es wird weiterhin auch auf eine Regelung der Kälteversorgung eingegangen.

Inhaltsverzeichnis:

II.	Allgemeine Baubeschreibung
III.	Beschreibung der technischen Gebäudeausrüstung
IV.
	Teil A Projektierungsgrundlagen für die Dimensionierung und zur Auslegung des Kältekreislaufs
1.	Berechnung des Kältebedarfs (Kühllastberechnung VDI 2078)
1.1	Exemplarischer Berechnungsgang der Kühllast für einen Raum, Berechnung der äußeren Kühllast
1.2	Berechnung der inneren Kühllast
1.3	Berechnung für den Auslegungsmonat September
1.4	Ermittlung des Raummaximums
1.5	Ermittlung der Raumkühllasten mit dem EDV-Verfahren
1.6	Vergleich der beiden Berechnungen
1.7	Berechnung der Gebäudekühllasten mit Gebäudedynamik für das Jahr, mit dem EDV-Verfahren
	Teil B Auslegung des Kältenetzes mit den Komponenten
2.	Die Kälteverbraucher
3.	Auslegung der Anlagen und Komponenten für die Kälteversorgung
3.1	Die Kaltwassersätze Kältemaschinen
3.2	Die Rückkühlaggregate
3.3	Die Fördermedien der Kälteversorgung
3.4	Verlegung der Rohrleitung im Gebäude
3.5	Die Rohrnetzberechnung
3.6	Die Wasserinhalte bzw. Wasser-Glycolinhalte der Kälteversorgung
3.7	Die Isolierung der Rohrleitungen
3.8	Der Pufferspeicher
3.9	Die Umwälzpumpen
3.10	Die Ausdehnungsgefäße
3.11	Der Wärmetauscher
3.13	Das Kältemittel
	Teil C Weiterführende Planungen und Ausführungen
4.1	Planung der Aufteilung innerhalb der Kältezentrale
4.2	Sicherheitsauflagen und Einrichtungen
4.3	Anmerkungen zur der Schallimmissionsbelastung durch die Trockenrückkühlwerke
4.4	Abschätzung des Jahreskältebedarfs
4.5	Das Teillastverhalten der Kaltwassersätze
4.6	Die "Freie Kühlung"
4.7	Abschätzung und Vorschau auf mögliche Regelungstrategien für die Kälteversorgung
4.8	Abschätzung der Kosten für die Kälteversorgung
4.9	Vergleich mit der Ausführungsplanung für die Ingenieurgesellschaft