Rasenheizung

Einführung

Aufgrund entsprechender Standards seitens der UEFA und der FIFA und dem heutigen Zeitalter millionenschwerer Verträge um TV- Übertragungsrechte von Fussballspielen können es sich Fussballvereine der 1. und teils auch von den 2. Ligen nicht mehr erlauben, Spiele aufgrund winterlicher Witterungsbedingungen (Schnee, Eis), ausfallen zu lassen.

In Regionen, in denen in den Wintermonaten mit Temperaturen unter dem Gefrierpunkt zu rechnen ist, bzw. Schnee- und Eiswetterlagen zu erwarten sind, werden daher zunehmend Bodenheizungen in Rasenspielfeldern von Sportstadien eingebaut. Einerseits wird dadurch die Bespielbarkeit der Rasenfläche jederzeit gewährleistet, andererseits wird auch die Vegetationsperiode des Rasens künstlich verlängert und somit verbesserte Wuchsbedingungen für den Rasen während den kalten Wintermonaten geschaffen.

Eine solche Anlage ist eigentlich nichts weiteres als eine Bodenheizung, wie sie in allen modernen Wohnbauten vorkommt.
Als Wärmeerzeuger werden in der Regel Heizkesselanlagen oder Übergabestationen, die an das örtliche Fernwärmenetz angeschlossen werden, verwendet.

Im Moment werden für beheizte Rasenspielfelder normalerweise Kunststoffrohre (meist Polyäthylenrohre) in ca. 25-30 cm Bodentiefe verlegt.
Nebst den Bedingungen für den Betrieb einer Rasenheizung, die bei der Beheizung einer Rasenfläche entstehen, herrschen in Stillstandszeiten, speziell auch im Winter an spielfreien Tagen, andere Umstände. Um in solchen Zeiten die Energiekosten einer solchen Anlage zu senken, wird das Heizungswasser vom Sportplatzbetreiber oft mit einem Anteil von 35% Frostschutzmittel versehen. Mit einem solchen Zusatz wird eine Frostsicherheit des Heizmediums von ca. -20° C erreicht.

Alle anderen Anlagenteile für die Realisierung einer solchen Rasenheizungsanlage (Druckausdehnungsgefässe, Pumpen, Mischer, Absperrschieber und Strangregulierventile sind auf die jeweiligen Systeme abgestimmt.

Aufbau der einzelnen Schichten

Bauablauf

Zuerst wird ein Drainagerohrsystem im vorhandenen Baugrund verlegt für eine gleichmässige Entwässerung des Platzes. Anschliessend erfolgt die Verlegung oder das Planieren mit geeigneten wasserdurchlässigen Drainageschichten in Form von Kiesbetten, welche ein problemloses Versickern des anfallenden Oberflächenwassers garantieren. Darauf kommen dann die Rasenheizungsrohre, welche zur Gewährleistung einer gleichmässigen Verteilung der Rohre auf Montageschienen verlegt werden, und die Bodentemperatursensoren zu liegen, welche von einer ca. 15 cm starken Ausgleichsschicht als Sandbett überdeckt werden. Auf dieser wird danach die ca. 12cm starke Rasentragschicht aufgetragen mit integrierten Wurzeltemperatursensoren. Einen Schritt später wird dann der Rasen gesät, beginnt zu wachsen und verwurzelt sich zu einer widerstandsfähigen, bespielbaren Rasenfläche.

Verlegen der Drainagerohre

Verlegen der Rasenheizungsrohre

Verlegen des Rollrasens

Widerstandsfähigkeit

Die durch solche Temperaturunterschiede entstehenden Zugspannungen im Werkstoff der Heizrohre sind unproblematisch, da sie immer noch weit unter den zulässigen Belastungen für solche Spezialrohre liegen.
Infolge bereits erwähnter Temperaturunterschiede werden Dehnungsbögen angeordnet, welche unmittelbar vor Anschluss der Heizrohre an die Verteilerrohre ausgeführt werden und diese entstehenden Längenänderungen aufnehmen.
Durch die hohe chemische Widerstandsfähigkeit des Rohrleitungssystems ist die Beständigkeit gegenüber dem mit Frostschutzmittel versehenen Heizmedium ebenso sichergestellt wie gegen die von außen einwirkenden Langzeiteinflüsse. Zu denen gehören vor allem die über lange Zeit durch Dünger- und Pflanzenschutzmittel entstehenden Reaktionen.


Verbindungen

Die Verbindungen der einzelnen Rohrabschnitte erfolgt mittels Muffenschweissverfahren, in dem die Werkstoffe eine homogene Verbindung miteinander eingehen Es werden somit keine metallischen Verbindungen oder Werkstoffe verwendet, welche durch Korrosion und andere äusseren Einflüsse frühzeitig Schaden nehmen könnten.


Wärmeleitfähigkeit

Gegenüber metallischen Rohren weisen Kunststoffrohre eine geringere Wärmeleitfähigkeit auf. Bei den Verteiler- und Verteileranschlussrohren bieten die relativ dickwandigen Kunststoffrohre, im Gegensatz zu Metall- und Vollkunststoffrohren einen erheblichen Vorteil. Dieser führt bei den im Erdreich verlegten Rohren bereits im unisolierten Zustand zu einer deutlichen Reduzierung der Wärmeverluste.


Regelung der Anlage

Meist wird von den Anbietern einer solchen Anlage das komplette Rasenheizungssystem installiert, inklusive Heizzentrale. Für die Ansteuerung und Temperaturüberwachung stehen folgende, zusätzliche Komponenten zur Verfügung:
-Eis- und Schneemelder
-Eisfühler mit Steckverbindung und Gehäuse
-Bodentemperaturfühler
-Kabelfühler zur Wurzeltemperaturüberwachung
-Aussentemperaturfühler
-Vorlauftemperaturfühler
-Sicherheitstemperaturbegrenzer
Mit diesen Komponenten kann auf die spezifischen Witterungsbedingungen innerhalb eines Stadions (Schatten- und Sonnenseite, Wind- und Windschattenseite) reagiert werden. Somit können die Betriebskosten einer Anlage zusätzlich reduziert werden.




Daten zur Heizleistung

In Abhängigkeit vom Bauort und der dazugehörigen Klimazone ist zur Eis- und Schneefreihaltung eines Spielfeldes mit Natur- oder Kunstrasen mit einer Heizleistung von 150- 200 W/m2 zu rechnen. Deshalb ist unter Berücksichtigung des gesamten Flächeninhalts eines solchen Feldes für den ganzheitlichen Betrieb der Anlage eine Heizleistung von 1’200- 1'600 kW, welche durch den Wärmeerzeuger zur Verfügung gestellt werden muss, zu planen.
Es ist dies ein geschlossenes Heizsystem, bei dem der Heizkessel (primärer Heizkreis) von der Rasenheizung (sekundärer Heizkreis) getrennt wird. Diese angesprochene Systemtrennung erfolgt in Form eines installierten Wärmetauschers. Da das Heizmedium in Zeiten des Stillstand mit einem Wasser- Frostschutzmittelgemisch betrieben wird, ist ein solcher Einbau unabdingbar.



Referenzen

Stadion Letzigrund, Zürich

Stadion Emanuel Ruiz de Lopera, Sevilla

Zentralstadion, Leipzig

Fazit

Auch in Zeiten von gedrängten Spielplänen in den Topligen und den damit verbundenen TV-Verträgen ist der Sinn solcher Anlagen, auch in Anbetracht eines gemässigten Energiehausalts, höchst fragwürdig. An Spielorten in kälteren Gegenden sind sie dann eher gerechtfertigt, ich denke da an Schweden, Finnland, Norwegen oder Island. Trotzdem war es für mich spannend, mich mit dieser Thematik auseinanderzusetzen und diese zu vertiefen.

Patrick Wichser