Themen
Gebäudetechnik und TGA
Die Gebäudetechnik nimmt eine wesentliche Stellung in allen Projekten des Hochbaus, Tiefbaus und Ingenieurbaus ein. Zur technischen Gebäudeausrüstung (TGA) zählen alle Anlagen und Installationen, die der Versorgung von Gebäuden dienen. Die bekanntesten Installationen in jedem Haus sind zum Beispiel Heizungs-, Lüftungs- und Wasseranlagen. Auch die Klimatisierung und die Stromversorgung fallen seit langem unter den Begriff TGA.
Heutzutage sind aber durch moderne Technologien zur Nutzung regenerativer Energien, EDV, Telekommunikation und Smart-Home-Anwendungen eine Vielzahl von Installationen hinzugekommen, die in der Regel nicht mehr von klassischen Heizungs-, Wasser- oder Elektroinstallateuren übernommen werden. Stattdessen zeichnet in größeren Bauprojekten ein TGA-Ingenieur für die Planung der komplexen technischen Gebäudeausstattung verantwortlich. Seine Aufgabe liegt nicht nur in der ressourcenschonenden und ausreichenden Versorgung des Gebäudes, sondern auch in der Einhaltung aller gültigen Sicherheitsnormen zur Vermeidung von Unfällen. Lediglich im Einfamilienhausbereich ist es noch üblich, dass die für die Haustechnik zuständigen Gewerke direkt in Zusammenarbeit mit dem Architekten die technische Ausführungsplanung erstellen.
Welche Teilbereiche umfasst die Gebäudetechnik?
Aufgrund der Komplexität der aktuellen Gebäudetechnik hier eine Auflistung aller Teilbereiche der TGA:
- Trinkwasserversorgung, Sanitärinstallationen
- Abwasser-Entsorgung, Grauwasser
- Gebäudeheizung und Brauchwassererwärmung
- Anlagen zur Nutzung nachhaltiger Energien
- Fernwärme bzw. Fernkälte über BHKW
- Be- und Entlüftung über RLT (Raumlufttechnische Anlagen)
- Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung
- Klimaanlagen
- Stromversorgungsanlagen
- Telekommunikationsanlagen
- EDV-Anlagen
- Brandschutzanlagen
- Spezialausrüstung für Reinräume
- Gebäudeautomation und MRT (Messen/Steuern/Regeln), Smart Home
Besonders der letzte Bereich hat in den vergangenen zehn Jahren einen sprunghaften Anstieg erfahren und gehört heute selbst im Einfamilienhausbereich oft zur Grundausstattung. Nicht nur die Beleuchtung, sondern auch die meisten modernen Heizsysteme sind fester Bestandteil im Smart Home geworden und erlauben eine intelligente Kommunikation unter ihren Komponenten und mit den Bewohnern (Nutzer-System-Schnittstelle). Gerade bei älteren Menschen kann Smart Home ein langes selbstbestimmtes Leben bieten.
Gruppen der Gebäudetechnik nach HOAI und DIN 276
Die für Architekten und Ingenieure maßgebliche Einteilung der Fachbereiche der TGA regeln die Paragraphen 53 bis 55 der HOAI:
- Gas-, Wasser-, Abwasseranlagen
- Wärmeversorgungsanlagen
- Lufttechnische Anlagen
- Starkstromanlagen
- Fernmelde- und informationstechnische Anlagen
- Förderanlagen
- Nutzungsspezifische und verfahrenstechnische Anlagen
- Gebäudeautomation und Automation von Ingenieurbauwerken
Diese basiert im Wesentlichen auf der Gliederung der DIN 276 in der Kostengruppe (KG) 400:
- KG 410: Abwasser, Wasser- und Gasanlagen
- KG 420: Wärmeversorgungsanlagen
- KG 430: Raumlufttechnische Anlagen
- KG 440: Elektrische Anlagen
- KG 450: Kommunikations-, sicherheits- und informationstechnische Anlagen
- KG 460: Förderanlagen
- KG 470: Nutzungsspezifische und verfahrenstechnische Anlagen
- KG 480: Gebäude- und Anlagenautomation
- KG 490: Sonstige Maßnahmen für technische Anlagen
Welche konkreten Bestandteile der technischen Gebäudeausstattung gehören in die jeweilige Kostengruppe? In der folgenden Übersicht einige Beispiele:
- KG 410: Wasserleitungen, Wasserspeicher, Enthärtungsanlagen, Trinkwasseraufbereitungsanlagen, Abwasserrohre, Fäkalienhebeanlagen, Gasinstallationen, Sanitärobjekte
- KG 420: Heizkessel, Brennstofflager, Schornsteinanlagen, Wärmepumpen, Heizungsrohre, Heizkörper, Flächenheizungen, Solarkollektoren
- KG 430: Dezentrale und zentrale Klimaanlagen, dezentrale und zentrale Lüftungsanlagen, Wärmerückgewinnung, Kältegeräte
- KG 440: Stromversorgungsanlagen, Niederspannungsanlagen, Blitzschutzanlagen, Erdungen, Photovoltaikanlagen, Beleuchtung
- KG 450: Fernseh- und Rundfunkanlagen, Türsprechanlagen, Videoanlagen, Telekommunikationsanlagen, Brandwarnsysteme
- KG 460: Lift- und Aufzugsanlagen, Rolltreppen, Rollsteige, Hydraulikanlagen, Krananlagen
- KG 470: Reinigungsanlagen, Küchentechnik, Badetechnik, Wäschereianlagen, Feuerlöschtechnik, Sprinkleranlagen
- KG 480: EDV, Serverschränke, Schaltschränke, Datenübertragung, LAN
- KG 490: Baustelleneinrichtung, provisorische technische Versorgung, Abbruchmaßnahmen, Baustellenentsorgung, sanitäre Baustellenanlagen
Was gehört zur TGA-Planung?
1. Privatbauten
In den Aufgabenbereich von Architekten und Planern bei privaten Gebäuden fallen im Wesentlichen die Planung und Kalkulation der wesentlichen Gewerke der Haustechnik. Damit soll nicht nur eine ausreichende, sondern auch energiesparende Versorgung des Hauses sichergestellt werden. Letztere steht heutzutage im Fokus eines jeden Entwurfs und betrifft alle Bereiche der technischen Gebäudeausrüstung.
Für die Wasserversorgung bedeutet dies die Einplanung wassersparender Armaturen und Spüleinrichtungen für WCs. Grundsätzlich gehört die Kalkulation der Trinkwasser- und Abwasserinstallationen zu den wichtigsten Aufgaben der TGA-Planung. Von der korrekten Dimensionierung aller Leitungen und Rohre hängt hinterher die einwandfreie und emissionsarme Funktion der Wasserversorgung des Gebäudes ab. Dazu gehören neben dem ausreichenden Mindestdruck an jeder Zapfstelle auch eine möglichst geräuscharme Wasserentnahme und die ordnungsgemäße Entsorgung des Grauwassers ohne Rückstau.
Im Bereich der Wärmeversorgung von Häusern sind neben den klassischen, auf fossilen Brennstoffen bestehenden Heizsystemen immer mehr moderne Heizanlagen in das Licht gerückt, welche mit regenerativen Energien betrieben werden. Dazu gehören neben der Solarthermie alle Wärmepumpensysteme zur Nutzung der Wärme aus der Luft, Wasser und Erde. Diese erfordern ein hohes Maß an technischem Know-how, insbesondere wenn es sich um bivalente (kombinierte) Heizungsanlagen handelt.
Gleichzeitig gewinnt auch die zentrale Wohnraumbelüftung inzwischen in privaten Häusern immer mehr an Gewicht. Über die klassische Fensterlüftung ist weder eine ausreichende noch eine energiesparende Lüftung möglich. Zentrale Lüftungsanlagen ermöglichen über eingebaute Wärmetauscher die Rückgewinnung der Heizungswärme, damit diese nicht verloren geht. Außerdem wird auch der Wunsch nach einer zentralen Klimatisierung in Privatgebäuden bei steigenden Temperaturen im Sommer immer größer.
Unter die elektrische Gebäudeausstattung fallen schließlich alle Niederspannungs- und Datennetz-Installationen, welche eine ausreichende Versorgung mit Strom, Licht und Kommunikationssystemen gewährleisten. Neben dem Verteilerkasten sind das die Steckdosen, Lichtschalter, Lichtauslässe, Multimediadosen und die Installation der Türsprechanlage und Videoüberwachung. Dazu kommt in den meisten Neubauten die Technik des Smart Home.
2. Gewerbliche und öffentliche Bauten
Bei größeren Bauprojekten, gewerblichen und öffentlichen Bauten übernimmt die Planung der technischen Gebäudeausrüstung ein spezialisierter TGA-Ingenieur, da hier eine Vielzahl von Normen und Sicherheitskontrollen zu berücksichtigen sind, die über den Aufgabenbereich eines Architekten hinaus gehen.
Neben umfangreichen Wasserversorgungssystemen mit Grauwassernutzung und komplexen Heizungssystemen mit mehreren Heizkreisen sind es vor allen Dingen die RLT (raumlufttechnischen Anlagen), die seit jeher die größte Rolle in der Klimatisierung größerer Gebäude spielen. Diese werden heutzutage mit aufwändigen Systemen zur Wärmerückgewinnung ausgestattet, um den Energieverbrauch zu senken.
Ebenfalls nur in größeren Projekten zum Einsatz kommen die strengen Auflagen des Brandschutzes, die eine Vielzahl von zusätzlichen technischen Gebäudeausstattungen notwendig machen. Unter anderem ist ein weiteres, unabhängiges Leitungsnetz für die Bereitstellung von Löschwasser nötig. Sprinkleranlagen, Feuer- und Rauchmelder, Rauchabzüge und Signalanlagen sind weitere Bestandteile des Brandschutzes.
Hinzu kommen technische Gebäudeausrüstungen, welche auf den speziellen Einsatzzweck des Gebäudes abgestimmt sind. Hierzu gehören zum Beispiel Filteranlagen für Reinräume in Pharma-, Computer- und Raumfahrtindustrie, Personen- und Lastenförderungsanlagen, Gebäudeautomation und EDV-Ausrüstung.
Nachhaltigkeit und Gebäudetechnik
Neben einem effizienten Wärmeschutz sind insbesondere die Systeme der technischen Gebäudeausrüstung für den Jahresenergiebedarf verantwortlich. Dieser bezieht sich nicht nur auf reine Energiequellen wie zum Beispiel Gas oder Strom, sondern auch auf weitere wertvolle Ressourcen wie zum Beispiel Wasser.
Mit anderen Worten: Bereits bei der Konzipierung eines Hauses sollte die technische Gebäudeausstattung fester Teil des Entwurfs sein. Sollen zum Beispiel regenerative Energiequellen wie die Solarthermie oder Photovoltaik zum Einsatz kommen, müssen sie schon bei der optischen Gestaltung der Dachflächen integriert werden. Nur so wird der spätere Entwurf den Bauherrn überzeugen. Außerdem kann durch geeignete Ausrichtung des Hauses auf dem Grundstück und die Vergrößerung der nach Süden ausgerichteten Dachfläche die erreichbare Leistung optimiert werden.
Entsprechendes gilt bei der Planung von Systemen der Luftwärme- oder Geothermie-Nutzung. Der Montageort der Wärmepumpe und der notwendigen Sonden können frühzeitig festgelegt werden und vereinfachen die spätere Montage. Gleichzeitig kann bereits im frühen Stadium das Haus so entworfen werden, dass eine Beheizung mit Luft- oder Erdwärme im Stand-alone-Betrieb möglich ist.
Die Ausstattung mit einer kontrollierten Wohnraumbelüftung sollte heute zur Grundausstattung in der TGA gehören. Die erreichbare Energieersparnis durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung ist enorm, gleichzeitig wird Bauschäden durch Feuchtigkeit vorgebeugt, die aufgrund hermetisch abgedichteter Häuser immer häufiger vorkommen.
Bei gewerblichen Bauten kann sogar durch die intelligente Nutzung überschüssiger Prozesswärme bzw. -kälte in anderen Gebäudeteilen ein hoher Prozentsatz der aufgewendeten Energie wiederverwendet werden. Möglich machen das kombinierte raumlufttechnische Anlagen, die im bivalenten Betrieb sowohl Wärme als auch Kälte erzeugen bzw. transportieren können.
Im Bereich der Stromerzeugung ist dank der ausgereiften Technik hocheffizienter Solarzellen mit Hilfe der Photovoltaik-Anlagen eine weitgehend autonome Stromversorgung von privaten und gewerblichen Gebäuden möglich. Nachts und an Regentagen helfen leistungsstarke Pufferspeicher, auch über mehrere Tage eine ausfallsichere Versorgung zu gewährleisten.
Fazit zur TGA
Der Bereich der TGA nimmt in der aktuellen Gebäudeplanung einen immer größeren Raum ein. Gründe sind die zahlreichen neuen Technologien und die zunehmende Vernetzung in der Technik. Auch die nachhaltigen Energien stellen hohe Anforderungen an die TGA-Planung. Daher empfiehlt sich bei gewerblichen und öffentlichen Bauprojekten grundsätzlich die Beauftragung eines TGA-Ingenieurs.