Dämmung von Rohraufhängungen
Kälte- und Klimaanlagen richtig dämmen (Teil 5/6)
Eine Kette ist bekanntermaßen nur so stark wie ihr schwächstes Glied. Diese Tatsache gilt auch für Dämmsysteme. Bei der Dämmung von Kälte- und Klimaanlagen sind nicht fachgerecht ausgeführte Rohrbefestigungen ein möglicher Schwachpunkt des Systems und können Ausgangspunkt von Tauwasserbildung sein. In diesem Beitrag, dem fünften Teil unserer Serie zur Dämmung von Kälte- und Klimaanlagen, werden einige grundsätzlich vermeidbare Fehler in der Planung und Ausführung von Rohrbefestigungen beschrieben. Zudem werden einfach und schnell umsetzbare Lösungen vorgestellt, die eine Langzeitfunktionssicherheit bieten und die Energieeinsparung im Aufhängungsbereich optimieren.
Der Markt bietet eine Fülle unterschiedlicher Aufhängungs- und Befestigungselemente zur Installation von Rohrleitungen und Luftkanälen. Bei warmgehenden Rohrleitungen kann sich der Einsatz von Befestigungspunkten in aller Regel auf einfache Formen von Rohrschellen beschränken, wenn man von technisch anspruchsvollen Festpunktlösungen in Steigstrangbereichen einmal absieht.
Leitungen, die im Kälte- und Klimabereich betrieben werden, müssen dagegen vom Befestigungselement zwingend thermisch 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.
Thermische Entkopplung | Um „Wärmebrücken“ zu verhindern, ist gemäß DIN 4140 (Absatz 8.5) bei Kältedämmungen eine direkte, nicht dämmende Verbindung zwischen Objekt (z.B. einer Rohrleitung) und seiner Befestigung zu vermeiden. Zwischen dem Objekt und seiner Befestigung müssen deshalb Auflager aus Stoffen eingelegt werden, die die auftretenden Dauerlasten aufnehmen können und deren zulässige Druckspannungen nicht überschritten werden dürfen. In Tabelle 3 der DIN 4140 (Absatz 8.2.4.) werden geeignete Stoffe für Stützkonstruktionen und Auflager bei Kältedämmungen gelistet, wobei sich die zulässigen Druckspannungen insbesondere aus einer geeigneten Mindestrohdichte (kg/m³) ergeben. Für die Auswahl ist darüber hinaus eine adäquate Wärmeleitfähigkeit maßgeblich.
Dämmung einfacher Rohrschellen | Nach den geltenden Regeln der Technik ist die Verwendung einfacher Rohrschellen im Aufhängungs- oder Auflagerbereich von Kälteleitungen also nicht vertretbar. Sollten nachfolgende Gewerke dennoch Rohrleitungsbefestigungen dieser Art vorfinden, ist die Anmeldung von Bedenken (nach § 4 Nr. 3 VOB/B) gerechtfertigt, da die Voraussetzungen nach DIN 4140 nicht erfüllt sind. Bei der Dämmung dieser einfachen Rohraufhängungen darf sich die Ausführung nicht auf die Befestigungsschelle beschränken. Aufgrund der mangelnden thermischen Entkopplung zwischen Leitung und Aufhängung ist auch die Gewindestange oder eine Stahlschiene als Auflagerfundament eine mögliche Wärmebrücke und muss daher in die Dämmung mit gleicher Isolierstärke einbezogen werden. Das bedeutet selbstverständlich einen nicht unerheblichen Mehraufwand an Material und Arbeit.
Zur Dämmung von Gewindestangen kann Armaflex-Schlauchmaterial in einer Dämmschichtdicke entsprechend der Hauptdämmung Verwendung finden.
Auch bei Auflagern auf Stahl bietet sich die Dämmung mit elastomerem Plattenmaterial an. Hierbei ist abschließend unbedingt eine Abschottungsverklebung an den Endstellen der Dämmung auszuführen. Da Gewindestangen in der Regel eine unebene Oberfläche besitzen, empfiehlt es sich, vor der Verklebung des Schlauchendes zunächst einen elastomeren Untergrund mit selbstklebendem „Armaflex“-Band zu schaffen.
Der Einsatz einfacher Rohrschellen auf Kälteleitungen dürfte allerdings die Ausnahme sein. Bei Ausschreibungen findet sich die Anforderung des Einsatzes von Kälteschellen heute in der Regel in den Leistungsverzeichnissen zu Auflagern und Aufhängungen von Kälteleitungen. In den Ausschreibungstexten wird allerdings leider häufig die Systemverträglichkeit zwischen Kälteschellen und Dämmmaterial nicht berücksichtigt.
Dämmung systemfremder Kälteschellen | Eine Vielzahl an Herstellern von Befestigungssystemen bietet Kälteschellen auf der Basis von Polyurethanschäumen (PU/PUR) an. Darunter fallen auch Systeme aus PIR-Schäumen (Polyisocyanurat). Um den auftretenden statischen Kräften zu genügen, werden bei diesen Kälteschellen Schäume mit relativ hohem Raumgewicht eingesetzt. Sie sind mit einer Dampfbremse aus PUR, Polyethylen (PE), Bitumen oder Aluminiumfolie ausgestattet und werden insbesondere bei PUR/PIR-gedämmten Anlagen eingesetzt. Bei der Montage dieser Kälteschellen besteht allerdings das Risiko einer Beschädigung der empfindlichen Dampfbremse. Dies kann aufgrund des relativ niedrigen Wasserdampfdiffusionswiderstands dieser Schäume schnell zu einer Durchfeuchtung führen.
Nicht zuletzt aufgrund der hohen Langzeitfunktionssicherheit werden heute zur Dämmung von Kälte- und Klimaanlagen vorwiegend synthetische Kautschukschäume („Armaflex“) favorisiert. Diese Dämmstoffe sind hinsichtlich ihrer Verklebbarkeit allerdings nur bedingt kompatibel mit PUR/PIR-Kälteschellen. Die DIN 4140 fordert in Absatz 8.5.3.1, dass Dampfbremsen des Auflagers (und somit auch Aufhängungen) und die angeschlossene Dämmung einander überlappen und funktionsgerecht durch Kleben verbunden werden müssen. Dabei ist die Dämmung fugendicht an das Auflager (Aufhängung) anzuschließen und zu verkleben.
Wie Verklebungstests gezeigt haben, ist eine fachgerechte Anbindung von synthetischen Kautschukdämmungen mit PU-Klebern alleine nicht ausreichend. Und auch die einfache Stoßverbindung mit Spezialklebern für elastomere Dämmstoffe erreicht aufgrund der chemischen Inkompatibilität nicht die erforderliche Verklebungsdichtheit, die notwenig ist, um in diesen Bereichen das Entstehen von Tauwasser durch offene Nähte sicher zu vermeiden.
Die in der DIN 4140 geforderte Verklebung ist zwischen synthetischen Kautschukschäumen und PU-Kälteschellen also nicht möglich. Wie im Bild 5 zudem deutlich erkennbar, besitzen PU-Kälteschellen in der Regel einen mitunter deutlich größeren Außendurchmesser als die angeschlossene „Armaflex“-Dämmung.
Somit ist die Anforderung der DIN 4140 nach einer gegenseitig überlappenden Anbindung nur durch eine beidseitige Aufbockung mit elastomerem Dämmstoff realisierbar. Der fugendichte Anschluss kann nur durch eine anschließende Überbauung mit elastomerem Dämmstoff erreicht werden. Bild 6 zeigt die fachgerechte Anbindung eines elastomeren Dämmstoffs an eine PU-Kälteschelle. Hier wird deutlich, dass eine systemfremde Kälteschelle mit der Hauptdämmung komplett überbaut werden muss.
Optimierte Lösungen | 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 der Firma 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-Faktor (Wasserdampfdiffusionswiderstand). Der hohe µ-Faktor sichert die niedrige Wärmeleitfähigkeit (λ-Wert) des Kälterohrträgermaterials ab und ermöglicht auch im Aufhängungsbereich hohe Energieeinsparungen. Integrierte Auflagersegmente verhindern die Komprimierung des Dämmstoffs und sind ihrerseits gegen Feuchtigkeitsaufnahme durch vollflächig verklebte Dampfsperrbleche geschützt. Die Bleche haben zudem Last verteilende Eigenschaften. Ähnliche Systemlösungen werden auch für Klimakanäle (Traversen) angeboten. Diese Rohr- bzw. Flächenträger lassen sich vom Kälte- bzw. Lüftungsanlagenbauer schnell und einfach montieren. Der patentierte „Armafix“-Kälterohrträger ist selbstklebend zu verschließen und wird auch als Kombibox mit passenden Metallschellen geliefert, mit denen die Rohrleitung sicher fixiert werden kann.
Wie aktuelle Vergleichsberechnungen der Firma Armacell gezeigt haben, liefert der „Armafix“-Rohrträger nicht nur hohe Sicherheit, er kann auch schnell installiert werden und ist damit eine kostengünstige Lösung. Die Details können in der neuen Armacell-Broschüre „Rohrträger: Vergleich der Montagekosten unterschiedlicher Systeme“, die zunächst nur auf English vorliegt, nachgelesen werden.
Vor diesem Hintergrund ist es unverständlich, dass für den Aufhängungsbereich immer noch systemfremde Kälteschellen ausgeschrieben und montiert werden. Dies gilt insbesondere vor dem Hintergrund der mangelnden Kenntnis mancher WKSB-Isolierer über geltende Verarbeitungsvorschriften zur Überbauung systemfremder Kälteschellen.
Zusammenfassung | Erst eine zuverlässige Lösung zur thermischen Entkopplung im Aufhängungsbereich gewährleistet auch die langfristige Funktionssicherheit von Dämmsystemen im Kälte- und Klimabereich. Die Verwendung systemfremder Kälteschellen führt zu erheblich höheren Gesamtkosten augrund 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.
Die Bedeutung der Systemsicherheit unterstreicht die Firma Armacell auch durch die Initiative „Armaflex System Garantie“, mit der das Unternehmen den kombinierten Einsatz von Dämmmaterialien und Rohrträgern aus dem Haus Armacell mit einer Gewährleistungsdauer von bis zu zehn Jahren belohnt.
