Zentral = ideal?! – Die Flächenheizung in der Halle

Energieeffizienz, niedrige Betriebskosten, Einhaltung der geltenden Gesetze und Verordnungen, flexible Nutzung – Hallen unterliegen zahlreichen Anforderungen. In vielen Fällen unterstützt eine Industrieflächenheizung durch ihre vielfältigen Möglichkeiten bei der Wärmeerzeugung und Hallennutzung.

Hallen als Nichtwohngebäude tragen nach aktuellen Untersuchungen mit ca. 15 Prozent zum Endenergieverbrauch aller Gebäude für Raumwärme bei. Damit bilden sie eine nicht zu unterschätzende Größenordnung, wenn es um Energieeinsparung und Erreichen der Klimaziele geht. Dahinter versteckt sich eine enorme Bandbreite an Ausführungen und Nutzungen: von Sport- über Logistik- und Produktionshallen bis zu Lagern, Märkten und großen Verwaltungsgebäuden. Gleichzeitig ist zu erwarten, dass der Bau und die Sanierung von Hallengebäuden eine wichtige Rolle auf dem Heizungstechnik-Markt spielen wird. Dies betrifft die Wärmebereitstellung ebenso wie die Verteilung.

Eine Standardlösung, ein Konzept für die Halle an sich kann und wird es nicht geben. Anhand wichtiger Parameter lassen sich jedoch die wesentlichen Planungsbeziehungsweise Umsetzungsfaktoren zusammentragen. Hier sind zum Beispiel zu nennen:

• Für welchen Zweck soll die Halle genutzt werden?

• Ist eine flexible Nutzung von vorn herein einzuplanen?

• Gibt es bestimmte Nutzungszeiten (etwa Schichtbetrieb)?

• Wann und unter welchen Bedingungen halten sich Menschen auf?

• Welche Temperaturvorgaben (Stichwort Arbeitsstättenverordnung) sind zu beachten?

• Werden unterschiedliche Nutzungszonen gewünscht?

• Ist eine Belüftung erforderlich?

• Erfolgt eine Anbindung an bestehende Heizsysteme oder ist eine eigenständige Beheizung vorgesehen?

• Welche Installations- und Wartungskosten sind zu erwarten?

Deutlich wird, dass die Nutzungsbedingungen von Hallen sehr unterschiedlich ausfallen können. Nutzungsanforderungen und -dauer lassen sich zum Beispiel nach den in der DIN V 18599-10 angegebenen Standardnutzungsprofilen festlegen.

Neubau von Hallen

Werden Hallen neu errichtet, können die oben genannten Aspekte entsprechend frühzeitig in die Planung einfließen. Des Weiteren sind die EnEV 2014 mit ihren primärenergetischen Anforderungen sowie das EEWärmeG 2011 zu beachten. Aus diesen Vorgaben ergibt sich eine gegenseitige Beeinflussung von Gebäude, Nutzung und Anlagentechnik, die eine nachhaltige und wirtschaftliche Konzeption in jedem Fall ins Auge fassen muss. Der Primärenergiebedarf wird anhand eines Referenzgebäudes ermittelt, der laut der geltenden EnEV seit dem 1. Januar 2016 um mindestens 25 Prozent unterschritten werden muss. Allerdings werden Gebäudezonen mit einer Höhe größer als vier Meter ausgenommen, sofern dezentrale Gebläse- oder Strahlungsheizungen eingesetzt werden.

Eine Kombination von zentraler Wärmeerzeugung und Flächenheizung unterliegt demnach den strengeren Kriterien und muss die 25-Prozent-Regel erfüllen. Hier kommen dann die Vorteile eines solchen Systems zum Tragen, denn die Indust­rieflächenheizung kann leicht mit Niedrigtemperaturtechnik kombiniert werden. Dazu zählt sowohl die Wärmeerzeugung durch Umweltwärme als auch die Nutzung anfallender Ab- oder Prozesswärme aus der Produktion. Nur beim Einsatz eines Flächenheizungssystems hat der Betreiber auch zu einem späteren Zeitpunkt die Möglichkeit, auf unterschiedliche Weise regenerative Energien einzubinden. Denkbar sind hier Windenergie, Bioenergie, ­Solarenergie oder Geothermie.

Die Kostenfrage

Neben dauerhaft sicherer Betriebsweise und Umweltverträglichkeit spielen die Installations- und Wartungskosten von Hallenheizungssystemen eine wesentliche Rolle. Sicherlich ist der Einsatz einer Industrieflächenheizung im Gegensatz zu dezentralen Systemen auf den ersten Blick mit erhöhten Installationskosten und Montageaufwand verbunden. Jedoch zieht die Nutzung von zum Beispiel Dunkelstrahlern eine ganze Reihe an zusätzlichen Kosten nach sich:

So wird häufig bei der Kalku­lierung übergangen, dass jeder dieser Wärmestrahler eine eigene Abgasführung inklusive Dachdurchführung benötigt. Ebenso ist jedes Gerät mit einer Gas- sowie einer Elektroleitung zu verbinden. Die üblichen regelmäßigen Wartungen und Reinigungsarbeiten sind darüber hinaus ebenso zu beachten wie unter Umständen jährlich die Überprüfung durch den Schornsteinfeger. All diese Faktoren multiplizieren sich jeweils mit der Anzahl der dezentralen Wärmeerzeuger.

Werden Hallenbereiche unter einem Dunkelstrahler einer anderen Nutzung zugeführt, kann dies Folgen für den Brandschutz haben – mit der Konsequenz, den Wärmeerzeuger nicht mehr einsetzen zu können. Beim Einsatz einer Flächenheizung fallen Wartung und Reinigung nur für den zentralen Wärmeerzeuger an.

Die Betriebskosten sprechen demnach für die Flächenheizung, ebenso wie die Einbindungsmöglichkeit von regenerativen Energien, die bei dezent­ralen Systemen entfällt.

Vereint Komfort und Effizienz

In Hallengebäuden, in denen sich regelmäßig oder dauerhaft Personen aufhalten, spielt neben der Wirtschaftlichkeit der Komfort eine wichtige Rolle, nicht zu vergessen die Arbeitsstättenverordnung mit den Angaben zur Temperatur. Dabei sind einige Faktoren zu berücksichtigen, die in engem Zusammenhang mit der thermischen Behaglichkeit in großen Räumen stehen. Dies sind Raumlufttemperatur, Luftzirkulation, relative Luftfeuchte sowie die Strahlungstemperatur der Umgebung. Das Temperaturempfinden des Menschen wiederum wird beeinflusst durch die mögliche körperliche Betätigung sowie seine Bekleidung.

Aufgrund des großen Raumvolumens ist thermische Behaglichkeit in Hallen entweder über Strahlungswärme oder Zwangsluftkonvektion zu erreichen. Eine natürliche Konvektion reicht in diesen Fällen nicht aus. Eine Flächenheizung erwärmt die umliegenden Oberflächen, Körper und Gegenstände ohne das Trägermedium Luft. Gerade bei hohen Hallendecken ist entscheidend, dass die Flächenheizung insbesondere in Bodennähe für angenehme Temperaturen sorgt – also genau dort, wo sich Personen aufhalten.

Ein behagliches Raumklima kann mittels Flächentemperierung auch dann schnell wieder hergestellt werden, wenn zwischenzeitlich Hallentore geöffnet werden. Dies liegt ebenfalls in der Erwärmung der Raumumschließungsflächen begründet. So wird die Wärme beim Öffnen der Tore nicht nach draußen "gefegt". Eine Flächenheizung eignet sich in großen Hallen insbesondere bei lokal unterschiedlichen Temperaturanforderungen.

Eine flexible Anpassung an den unterschiedlichen Heizwärmebedarf innerhalb einer Zone (nach DIN V 18595) ist problemlos möglich. Schließlich ist noch die Möglichkeit der stillen Kühlung zu nennen, wenn das System mit kaltem Wasser durchströmt wird. Dieser Pluspunkt, der je nach Hallennutzung in der warmen Jahreszeit eine wünschenswerte Erleichterung darstellt, entfällt bei dezentraler Beheizung und muss dann aufwendig über andere Systeme geleistet werden.

Ob der Einsatz von Flächenheizung bei Sanierungen sinnvoll ist, muss objektspezifisch betrachtet werden. In erster Linie hängt es von der Qualität der Bausubstanz und der gewünschten Nutzung ab. Die Frage der Betriebskosten über einen möglichen Nutzungszeitraum ist im Vergleich zu anderen Wärmeverteilsystemen zu beantworten. In jedem Fall ergibt sich durch die Flächenheizung eine komplett nutzbare Halle mit uneingeschränkter Raumfreiheit. Wenig Staubaufwirbelung und eine niedrige Luftgeschwindigkeit beziehungsweise keine Zugerscheinungen können je nach Nutzung weitere Pluspunkte darstellen.

Fazit

Die dauerhaft wirtschaftlichste Wärmeverteilung kann in vielen Fällen mit einer Industrieflächenheizung erzielt werden. Der Einsatz eines zentralen Systems zur Wärmeübergabe geht mit der freien Wahlmög-lichkeit des Wärmeerzeugers einher. Neben einer besseren Versorgungssicherheit punktet es durch eine größere Unabhängigkeit vom Energiemarkt durch die Nutzung regenerativer Energien. Für Unternehmen kann dies ein wichtiger Wettbewerbsvorteil sein.