Ingenieurbüro Bieker & Partner plant die TGA für eine Präzisionsfertigung mit höchsten Ansprüchen

Wenn auf den Hundertstelmillimeter genau gefräst wird, kann bereits ein Grad Celsius über Maßhaltigkeit oder Ausschuss entscheiden. Genau dieser Anspruch stand im Mittelpunkt eines Projekts, das das Ingenieurbüro Bieker & Partner GmbH aus Drolshagen-Herpel (Kreis Olpe) für die BERGHOFF GmbH & Co. KG realisiert hat: die Planung der kompletten technischen Gebäudeausrüstung (TGA) für eine Hallenerweiterung inklusive Verwaltungs- und Sozialbereich. Das Energiekonzept wurde von Beginn an so ausgelegt, dass auch die inzwischen realisierte zweite Halle sowie der derzeit im Bau befindliche Reinraum mitversorgt werden können.

BERGHOFF zählt seit über 40 Jahren zu den weltweit führenden Spezialisten für die hochpräzise mechanische Bearbeitung komplexer Bauteile, Baugruppen und Module – unter anderem für die Halbleiterindustrie, die Luft- und Raumfahrt, die Energietechnik und die Medizintechnik. Auf den CNC-Bearbeitungszentren am Standort Drolshagen entstehen Komponenten mit höchster Präzision – eine Anforderung, die sich unmittelbar in der Gebäudetechnik und insbesondere in der Industrieklimatisierung widerspiegelt.

Die zentrale Herausforderung: thermische Längenausdehnung beherrschen

Metalle dehnen sich bei Wärme aus und ziehen sich bei Kälte zusammen. Was im Alltag kaum ins Gewicht fällt, wird in der Präzisionsfertigung zum kritischen Faktor: Schwankungen der Raumtemperatur verändern die Maße von Werkstücken, Werkzeugen und Maschinen – und damit die Fertigungsgenauigkeit. Bei Toleranzen im Mikrometerbereich, wie sie bei BERGHOFF erreicht werden, ist eine konstante Raumtemperatur keine Komfortfrage, sondern eine Grundvoraussetzung für reproduzierbare Qualität.

Die planerische Vorgabe war entsprechend eindeutig: In den Produktionshallen ist ganzjährig eine Temperatur von 18 bis 22 °C sicherzustellen. Gleichzeitig geben die Maschinen selbst erhebliche Wärmemengen an die Umgebung ab. Im Endausbau ist mit rund 90 kW Abwärme aus den CNC-Bearbeitungszentren zu rechnen, die zusätzlich zu den Lasten aus Gebäudehülle und Sonneneinstrahlung abgeführt werden muss. Diese Abwärme wirkt dabei ambivalent: Sie erhöht im Sommer den Kühlbedarf, kann im Winter jedoch als wertvolle Energiequelle genutzt werden.

Projekt-Galerie: (Auswahl)

Warum Kältetechnik statt klassischer Wasserkühlung zum Einsatz kommt

Die Kühllastberechnung zeigte, dass die hohen Lasten im Hallenbereich wirtschaftlich nicht sinnvoll über ein wassergeführtes System abgeführt werden können. Die Lösung besteht in einer Klimatisierung mittels Kältetechnik mit Direktverdampfung, die sowohl kühlt als auch heizt. Mehrere Kanalgeräte im Umluftbetrieb konditionieren die Hallenluft, während die Außeneinheiten technikraumnah, etwa auf dem Dach, installiert sind. Auf diese Weise lässt sich das enge Temperaturfenster ganzjährig zuverlässig einhalten.

Ein ganzheitliches TGA-Konzept über alle Gewerke

Kennzeichnend für die Planung ist ihr integraler Ansatz: Bieker & Partner hat als Fachplaner sämtliche relevanten Gewerke konsequent aufeinander abgestimmt – von Sanitär, Heizung, Lüftung und Kälte über Gebäudeautomation bis hin zur Druckluftversorgung.

Die Lüftungstechnik folgt einem effizienten Gesamtkonzept: Für die Hallen wurde eine zentrale RLT-Anlage mit einer Luftleistung von rund 40.000 m³/h ausgelegt, die Halle A, Halle B sowie den Reinraum versorgt. Diese Bündelung macht ein zweites Lüftungsgerät überflüssig. Die Zuluft wird – wie im Bestand erprobt – über Quellluftauslässe zugfrei in die Halle eingebracht und sorgt so für angenehme Arbeitsbedingungen. Die Kälteregister sind auf hohe Vorlauftemperaturen ausgelegt, um den Einsatz freier Kühlung zu ermöglichen.

Auch die Wärme- und Kälteerzeugung ist auf Zukunftsfähigkeit ausgelegt: Herzstück ist eine zentrale Technikzentrale mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe. Sie versorgt den Sozial- und Bürobereich, die Warmwasserbereitung sowie die Lüftungsanlagen. Die Dimensionierung erfolgte bewusst mit Blick auf die Erweiterung, sodass auch die zweite Halle inklusive Reinraum integriert werden konnte. Eine zusätzliche Energiezentrale wäre wirtschaftlich nicht sinnvoll gewesen – eine Entscheidung, die sich mit der bereits realisierten Erweiterung bestätigt hat.

Abwärme wird konsequent genutzt: Der Druckluftkompressor ist über einen integrierten Plattenwärmetauscher in die Wärmerückgewinnung eingebunden und kann bis zu 38,6 kW Wärmeleistung in das Heizsystem einspeisen. Zusammen mit der Maschinenabwärme reduziert dies den externen Energiebedarf deutlich. Besonders effizient ist die Nutzung dieser Energie für die Warmwasserbereitung: Booster-Wärmepumpen heben das vergleichsweise niedrige Temperaturniveau gezielt an und versorgen eine zentrale Frischwasserstation. So wird bislang ungenutzte Abwärme in einen konkreten energetischen Nutzen überführt.

Trinkwasserhygiene und Prozessmedien

Auch die Trinkwasserinstallation wurde konsequent auf Hygiene ausgelegt. Für die Fertigungsprozesse steht vollentsalztes Wasser aus einer Umkehrosmoseanlage zur Verfügung. Die Dach- und Notentwässerung der Hallen erfolgt über ein Druckentwässerungssystem, ausgelegt auf die standortspezifischen Regenspenden der Region Olpe.

Energieeffizienz als Planungsprinzip

Energieeffizienz war von Beginn an ein integraler Bestandteil der Planung – auch vor dem Hintergrund steigender CO₂-Kosten. Der Einsatz regenerativer Energie über die Wärmepumpe, die Wärmerückgewinnung aus Abluft, Maschinen und Druckluft sowie die Nutzung freier Kühlung greifen ineinander und bilden ein schlüssiges Gesamtsystem. Das Ergebnis ist eine nachhaltige Gebäudetechnik, die sowohl den hohen Anforderungen der Präzisionsfertigung gerecht wird als auch Betriebs- und Emissionskosten langfristig senkt.

Präzision braucht das richtige Umfeld

Das Projekt verdeutlicht, wie eng Fertigungsqualität und Gebäudetechnik miteinander verknüpft sind. Eine Industriehalle, in der im Mikrometerbereich gearbeitet wird, ist nur so leistungsfähig wie ihr thermisches Umfeld. Mit der ganzheitlichen Planung aller Gewerke – von der stabilen Temperaturführung über die Industrieklimatisierung bis hin zur intelligenten Nutzung vorhandener Abwärme und einer zukunftssicher dimensionierten Energiezentrale – wurde für BERGHOFF die Grundlage für eine dauerhaft präzise und wirtschaftliche Fertigung geschaffen.