Kosten- und Energieeffizienz bei Industrieflächenheizungen [Seite 1 von 2]

Die jüngste Vergangenheit war geprägt von Lieferengpässen und Rohstoffknappheit, den wirtschaftlichen Folgen des Ukrainekonflikts – insbesondere der Energiekrise – und einer hohen Inflation: Die aktuellen Herausforderungen für Unternehmen sind groß. In dieser Lage sind Investitionen seltener, viele warten auf bessere Zeiten. Das sieht man auch in der Statistik: Laut IFO-Institut ist die Anzahl von Fabrik- und Werkstattgebäuden 2021 gesunken – eine Erholung ist nur langsam in Sicht. Im Rückschluss bedeutet dies auch: Entscheiden sich Unternehmen dennoch für ein Bauprojekt, so spielt die Kosteneffizienz eine große Rolle. Vor allem ist eine hohe Energieeffizienz von Bedeutung. Denn umso weniger Energie verbraucht wird, desto geringer sind die Kosten – und umso besser ist die CO₂-Bilanz. Wenn es um das richtige Heizsystem geht, sind Industrieflächenheizungen eine in jeder Hinsicht nachhaltige Lösung.

Fünf systemimmanente Vorteile von Industrieflächenheizungen

Betrachtet man die Industrieflächenheizung genauer, lassen sich fünf Besonderheiten herausstellen. Sie sprechen für dieses System.

Wartungsfreiheit

Die Reinigung der Heizung entfällt, da die Rohre sicher eingebettet im Beton liegen. Bei PE-Xa-Rohren liegt die Lebensdauer bei mindestens der Nutzungszeit eines Gebäudes, das weiß man aus Zeitstandversuchen. Man geht dabei von 50 Jahren aus. Das gilt selbst dann, wenn die Rohre Kratzer (bis 20 Prozent der Rohrwandstärke) bei der Befestigung auf den Baustahlmatten oder beim Einbringen des Walzbetons bekommen haben.

Bei Hallenheizungssystemen, die an der Decke angebracht werden, müssen allerdings die direkten und indirekten Wartungskosten berücksichtigt werden. Zu letzteren zählen beispielsweise Kosten für Hebebühnen oder absturzsichere Wartungsgänge, aber auch Kosten, die durch Betriebsunterbrechungen entstehen, da während der Wartung in Lagerhallen die Kommissionierung von Waren behindert wird.

Geringe Temperaturgradienten

Da ein Großteil der Wärme über Strahlung abgeben wird, bildet sich bei einer Industrieflächenheizung nur ein geringer Temperaturgradient über die Hallenhöhe. Auf der anderen Seite werden durch den Strahlungsaustausch mit Wand und Decke diese etwas stärker erwärmt. Diese Effekte werden für die verschiedenen

Hallenheizungssysteme auch in der DIN EN 12831 (Berechnung der Normheizlast) berücksichtigt. In einer Tabelle der Korrekturfaktoren für die verschiedenen Hallenheizsysteme wird – unter der Annahme einer Raumhöhe von mehr als 4m – ein Temperaturgradient für bauteilintegrierte Flächenheizungen von 0,2 angegeben. Dieser wurde bei Messungen schon deutlich unterschritten.

Niedrige Systemtemperaturen

Industrieflächenheizung benötigen nur niedrige Systemtemperaturen. Das macht sie energieeffizient. In der Praxis eröffnet das zudem die Möglichkeit, abfallende Wärme aus Produktionsprozessen für eine Hallenbeheizung zu nutzen und somit Energiekosten zu sparen.

Genauso wie eine energieeffiziente Beheizung möglich ist, kann die Industrieflächenheizung auch zur energieeffizienten Kühlung eingesetzt werden. Je nach Überdeckung der Rohre sind hier Leistungen bis zu 30 W/m² möglich, was für eine Grundlastabdeckung ausreichend ist. Zu berücksichtigen ist hier auch die Technische Regel für Arbeitsstätten (ASR) 3.5, die Maßnahmen bei der Überschreitung der Lufttemperatur von 26°C, 30°C oder 25°C vorsieht.

Selbstregeleffekt

Ein niedriger Wärmebedarf der Hallen führt nicht nur zu niedrigen Systemtemperaturen, sondern auch zu sehr raumnahen Oberflächentemperaturen. So sorgen schon geringe Fremdwärmegewinne (Prozesswärme, Wetteränderungen) dafür, dass die Temperaturdifferenz Oberflächentemperatur/Hallentemperatur signifikant fällt und damit die Wärmeabgabe der Industrieflächenheizung reduziert wird.

Gleichmäßige Strahlungstemperaturen

Bei der Beurteilung der verschiedenen Hallenheizsysteme kommt es nicht nur auf die Abdeckung der Heizlast (und der dafür notwendigen Kosten) an, sondern auch darauf, ob das damit geschaffene Arbeitsumfeld gleichwertig ist. Bei einer vollflächigen Strahlungsheizung ist die

Strahlungstemperatur gleichmäßiger als bei begrenzten Flächen mit einer höheren Temperatur. Gleichzeitig ist die Gefahr, dass sich Strahlungsschatten negativ auf die Behaglichkeit des Arbeitsplatzes auswirken, deutlich geringer. Die ASR 1.5 legt die Anforderungen für Fußbodentemperaturen fest: „Ein ausreichender Schutz gegen Wärmeableitung oder Wärmezuführung liegt vor, wenn die Oberflächentemperatur des Fußbodens nicht mehr als 3°C unter oder 6°C über der Lufttemperatur liegt.“ Das ist mit einer Industrieflächenheizung einfach zu erreichen.

Die richtige Lösung für jeden Hallentyp

Je nachdem, wie eine Industriehalle genutzt wird, sind die Anforderungen an das Heizkonzept unterschiedlich. Industrieflächenheizungen bieten viele Vorteile für spezifische Anforderungen – je nach Hallennutzung. Einige Beispiele.

Logistikhallen

Damit Logistikhallen möglichst effektiv bewirtschaftet werden, sollte die benötigte Lagerfläche mit einem möglichst geringen Raumvolumen einhergehen – das senkt die Kosten für die Fassade. Industrieflächenheizungen wirken platzsparend, weil keine Mindestabstände zu höhertemperierten Strahlungsheizungen eingehalten werden müssen – die Raumhöhe kann niedriger geplant werden. Das wiederum führt zu einem niedrigeren Wärmebedarf der Halle.

Ein weiterer positiver Nebeneffekt des geringen Konvektionsanteils: die geringere Staubaufwirbelung. Das ist grundsätzlich bei Logistikhallen, vor allem im Lebensmitteleinzelhandel, wichtiger als bei Produktionsprozessen – wobei es dort natürlich auch auf die gefertigten Waren ankommt.

Wartungshallen

Ob Reparaturdepots für Eisenbahnen, Hangars für Flugzeugwartungen oder einfache Kfz-Werkstätten: Immer, wenn großflächige Hallentore geöffnet werden, findet ein Luftaustausch statt. Die verbliebene warme Luft steigt nach oben und dort wo gearbeitet wird, befindet sich die von außen nachgeströmte Kaltluft. Da sich bei der Hallenöffnung die Oberflächentemperatur durch die Masse der Industrieflächenheizung kaum ändert, und damit trotz Luftaustausch praktisch konstante Strahlungstemperaturen einstellen, herrschen in der Halle nach der Schließung der Tore schnell wieder akzeptable Arbeitsbedingungen.

Produktion

Die Abwärme aus Produktionsprozessen kann genutzt werden, um z.B. Lagerhallen zu beheizen. Dies reduziert die Energiekosten und die Investitionskosten der benötigten Wärmeerzeuger. Wenn sehr viel Wärme zur Verfügung steht, kann zusätzlich eine Schnee- und Eisfreihaltung von Zugwegen, Laderampen oder Lkw-Waschplätzen eingeplant werden. Der Wärmetransport erfolgt dann über Rohrsysteme für die Nahwärmeversorgung. Eine direkte Einspeisung ins Nahwärmenetz oder sogar sogenannte „Kalte Netz“ mit einer Mediumstemperatur um 20°C ist auch möglich.