Referenzbroschüre Pilatus Flugzeugwerke AG
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Gutes Klima für die Flieger der Pilatus Flugzeugwerke AG in Stans (NW) Heizung Kühlung Frische Luft Saubere Luft Deckenstrahlplatten beheizen neue Montagehalle der Pilatus Flugzeugwerke AG Die Geschäfte der Pilatus Flugzeugwerke AG, des weltweiten Marktführers für einmotorige Turboprop-Maschinen, laufen gut. So gut, dass das alte Firmengelände in Stans im Kanton Nidwalden aus allen Nähten platzte und man sich somit zum Neubau des Firmensitzes entschied. Was im Juni 2007 mit einem feierlichen Spatenstich begann, konnte bereits ein Jahr später im August 2008 mit der Entstehung des schweizweit grössten, industriellen Holzbauwerks erfolgreich abgeschlossen werden. Das Herzstück des Neubaus besteht dabei aus einer 122 Meter langen und 61 Meter breiten Montagehalle, der grössten frei stehenden Holzkonstruktionshalle in der Schweiz. Für die 7200 qm grosse Halle wurden insgesamt rund 2000 Kubikmeter Schnittholz verbaut. In der Halle findet die Flugzeugendmontage für die Modelle PC 12 und PC 21 der Pilatus Werke statt. Der PC 12 ist ein 12-sitziges, privates Reiseflugzeug, während es sich bei dem PC 21 um ein Trainingsflugzeug für Jetpiloten handelt. Bildlegende Titelseite: Futuristische Holzfassade: Mit dem neu erbauten Firmensitz der Pilatus Flugzeugwerke AG ist eines der grössten Holzbauwerke in der Schweiz entstanden. 2 Neben den vielfältigen konstruktiven Anforderungen war die Lösungsfindung für eine optimale Klimatisierung der Halle dabei eine der zentralen technischen Fragen bei diesem Projekt. Einer der wichtigsten klimatischen Anforderungsaspekte war eine angenehme Bodenwärme: Da die Arbeiten in der Montagehalle vorwiegend auf dem Boden stattfinden, sprich die Monteure oft knieend auf dem Boden arbeiten oder gar unter den Flugzeugen liegen, musste es am Boden warm sein. Die letzten zwei Meter zum Boden sind also temperatursensibel, in der weiteren Hallenhöhe ist die Temperatur dagegen nicht so entscheidend. Zudem darf – bis auf die physikalisch natürliche Konvektion – keine Luftbewegung in der Halle herrschen, da die Feinelektronik in den Flugzeugen selbst auf feinste Staubpartikel sehr empfindlich reagieren würde. Aus diesem Grunde schieden Lufterhitzer und Lüftungsheizung von vornherein als Heizsystem aus. In Frage kamen somit nur noch wenige alternative Lösungen wie eine thermoaktive Bauteilheizung kombiniert mit einer Bodenheizung. Die Schwierigkeit bei dieser Lösung wäre aber der Baugrund gewesen wie HLK-Ingenieur Marco Trüssel vom verantwortlichen Planungsbüro Trüssel + Partner ausführt: «Unter dem Hallenboden befindet sich fliessendes Grundwasser. Aus diesem Grund sind alle vier bis fünf Meter Betonpfeiler in das Grundwasser gestellt worden mit der problematischen Folge, dass die Wärme vom aktiven Bauteil in das Grundwasser abfliessen könnte. Man hätte also nur mit einer aufwendigen Simulation herausfinden können, ob die gewünschte Hallentemperierung hätte eingehalten werden können.» Eine weitere Schwierigkeit für die Auswahl des Heizsystems stellen einzelne Felder auf der Bodenfläche dar, welche durch Strom und Druckluft die verschiedenen Arbeitsbereiche erschliessen. Allein dadurch wird die Installation einer Fussbodenheizung bereits sehr eingeschränkt. Trotzdem gab es, wie Marco Trüssel erläutert, in diesem Kontext durchaus Überlegungen, die Grundlast durch eine Fussbodenheizung abzudecken. «Allerdings wäre man damit sofort in eine andere Kostendimension geraten. Man hätte Isolation verlegen sowie für eine neue Unterbodenkonstruktion sorgen müssen und das auf der Fläche des gesamten Hallenbodens. Dadurch wären erhebliche, nicht budgetierte Zusatzkosten angefallen.» Zudem wären diese Zusatzkosten auch mit einem umfassenden baulichen Mehraufwand verbunden gewesen, wodurch die strengen terminlichen Auflagen des Bauherren nicht mehr einzuhalten gewesen wären. Die Pilatus Werke hatten ein Jahr Bauzeit als Vorgabe gegeben, da ansonsten feste Liefervereinbarungen nicht hätten eingehalten werden können. Aufgrund der dargestellten Anforderungsprofile kristallisierte sich somit letztlich eindeutig die Deckenstrahlplatte als optimales Heizsystem heraus. Wobei insbesondere das konvektionsarme Strahlungsprinzip den besonderen Rahmenbedingungen der Montagehalle sehr entgegenkam. Marco Trüssel erläutert die Situation: «Die Halle verfügt auf beiden Seiten über zwei grosse Rolltore. Werden diese Tore nun für den An- oder Abtransport der Flugzeuge geöffnet, herrscht innerhalb kürzester Zeit in der Halle Aussentemperatur. Dank des Strahlungsprinzips der Deckenstrahlplattenheizung muss dagegen nicht die ganze Halle wieder aufgeheizt werden. Die Strahlungswärme sorgt dabei Insgesamt 16 Deckenstrahlplatten der Zehnder Heizkörper AG mit einer verbauten Gesamtlänge von über 900 Metern temperieren die Pilatus Montagehalle. Bildquelle: Pilatus Aircraft AG, Stans Temperierung Aufheizen Dank des Strahlungsprinzips der Zehnder Deckenstrahlplatten muss die Flugzeughalle nach Öffnen der Rolltore nicht wieder teurer Energie aufwendig aufgeheizt werden. Montage Die Stahlketten als Aufhängesystem der Deckenstrahlplatten konnten in der Längeneinstellung exakt justiert werden. Bei einer Hallenhöhe von 14 Metern wurden die Strahlplatten auf 9,20 Meter abgehängt. Dabei wurden die Stahlseile an den Querbalken des Holztragwerkes angebracht 3 Dipl. Techniker Heinz Zurfluh von Trüssel + Partner erläutert in diesem Kontext das Strahlungsprinzip der Deckenstrahlplatten: «Die Strahlplatten geben Ihre Wärme bis zu 70 % als Strahlung ab. Die restliche Wärme wird durch Berührung an die umgebene Luft übertragen. Vergleichbar mit der Sonne, wird die Wärme also in Form von Strahlung an die Arbeits- bzw. Aufenthaltsbereiche gelenkt. Der Vorteil dieses Heizenergietransports durch Strahlung liegt in der unmittelbaren Wärmewirkung auf den Körper. Dadurch empfindet man die Temperatur im Raum 2º C bis 3º C höher als die tatsächlich messbare Lufttemperatur. Somit wird auch viel Heizenergie eingespart, die ansonsten bei Luftund Fussbodenheizungen verloren gehen würde.» Auch die Montage der Deckenstrahlplatten hatte einige besondere Herausforderungen zu bestehen. So waren die baulichen Rahmenbedingungen der Halle nicht einfach, da diese aus rundum konkav gekrümmten Wänden besteht. Zudem duften die Platten nicht wie gewöhnlich mit geraden Seilen montiert werden. Franz Stalder vom ausführenden Installationsunternehmen Stalder + Birrer AG erklärt den Hintergrund: «Aus Gründen der Erdbebensicherheit und entsprechenden gesetzlichen Vorschriften mussten die Halteseile der Strahlplatten in V-Form angebracht werden, damit diese bei Erschütterungen nicht in Schwingung geraten können. Beim Aufhängesystem entschied man sich nach ausgiebiger Diskussion für Stahlketten, da diese im Gegensatz zu filigranen Drahtseilen den Vorteil haben, in der Längeneinstellung exakt justiert werden zu können.» Die imposante Hallenhöhe von 14 Metern war natürlich ebenfalls eine Herausforderung. Doch letztendlich konnten die insgesamt 16 Strahlplatten mit Hilfe von Hebebühnen sehr zügig innerhalb von sechs Arbeitswochen und zwei Fachhandwerkern angebracht werden. Dabei wurden die Platten auf 9,20 Meter abgehängt, während die Stahlseile an den Querbalken des Holztragwerks unter dem Hallendach angebracht wurden. Zum Einsatz kamen Strahlplatten der Zehnder Heizkörper AG aus Gränichen mit einer Länge von jeweils 57 Metern, wobei immer zwei Platten in Länge hintereinander geschaltet wurden. Damit gibt es in der Montagehalle acht längs verlaufende Strahlungsstränge mit einer Fläche von jeweils 114 Metern. Die Auslegungstemperaturen der Deckenstrahlplatten betragen beim Vorlauf 70° C und beim Rücklauf 50° C bei einer Aussentemperatur von –11° C. Der gesamte Wärmebedarf der Montagehalle beläuft sich auf 280 kW. Die Zehnder Deckenstrahlplatten sind an die Holzverstromungsanlage der Gemeinde Stans angeschlossen. Bei dieser Anlage handelt es sich um ein thermisches Kraftwerk, in dem CO² -neutral und nachhaltig aus heimischem Brennstoff Strom und Wärme erzeugt wird. Durch die Anbindung an dieses regenerative Fernwärmenetz können die Pilatus Werke zu 80% mit Holz beheizt werden. So konnten die Deckenstrahlplatten aufgrund ihrer Energie effizienten Betriebsführung auch entscheidend die ökologischen Vorgaben des Bauherren erfüllen. Die Pilatus Werke verfügen über eine europäische Umweltzertifizierung, so dass eine massgebliche Vorgabe des Bauherrn eine umweltverträgliche und Energie optimierte Beheizung des Neubaus war. Zehnder Heizkörper AG · Oberfeldstrasse 2 · 5722 Gränichen · Schweiz Telefon +41 62 855 11 11 · Telefax +41 62 855 11 22 · [email protected] · www.zehnder-heizkoerper.ch ZCH-CAS-PR, V0510, Deutsch, Änderungen vorbehalten nicht nur umgehend wieder für eine angenehme Empfindungstemperatur. Auch ein kostspieliges Hochfahren der Hallentemperaturen entfällt. Für den Bauherren war dies ein ganz entscheidender Punkt, sich für die Deckenstrahlplatte als ideales Heizsystem auszusprechen.»
