Große Flächen gleichmäßig temperieren

Es gibt eine Reihe von Gründen, warum sich im Altbestand von Hallenbauten der Austausch des Wärmeverteilsystems lohnen kann. Zum einen, wenn das alte System defekt oder zumindest störungsanfällig geworden ist, zum anderen, um grundsätzlich die Ener­gieeffizienz zu steigern. Wenn ein Austausch des Wärmeverteilsystems ansteht, bietet der Markt heute mit Deckenstrahlplatten eine Alternative an, die Energieersparnisse von über 40 % erzielen kann.

Die zentrale Herausforderung bei dem Wechsel der Temperierungslösung von Hallenbauten im Bestand besteht meist darin, ein neues System zu finden, welches energiesparend Wärme liefert. Dabei sollte sich die Umrüstung vorzugsweise ohne teure bauliche Veränderung realisieren lassen und zudem den laufenden Betrieb möglichst nicht behindern oder gar zum Stillstand bringen. Auch wenn das in die Jahre gekommene Wärmeverteilsystem einer Halle prinzipiell noch funktioniert, so weist es dennoch oft hohe Instandhaltungskosten und großen Energieverbrauch auf. Zudem kann ein Erweiterungsbau oder ein verändertes Nutzungsprofil mit neuer Raumaufteilung der Anlass dafür sein, über eine Umstellung auf eine moderne, platzsparende und effizientere Beheizungslösung nachzudenken. Auch eine ökologische Sanierung, bei der die Wärmebereitstellung auf regenerative Energien umgestellt wird, kann einen Wechsel der Wärmeverteilung erfordern. So sind beispielsweise Wärmepumpen oft nicht in der Lage, die hohen Vorlauftemperaturen zu liefern, die alte und ineffiziente Wärmeverteiler – wie z. T. Lufterhitzer – oft erfordern.
Im Sinne einer optimalen Energieeffizienz sollten heute hohe Vorlauftemperaturen möglichst gar nicht mehr notwendig sein. Vor diesem Hintergrund ist die Überprüfung des vorhandenen Wärmeverteil- und –übergabesystems sinnvoll. In Bezug auf das alte Wärmeübergabesys­tem ist zu beachten, das z. B. Lufterhitzer, wie sie in vielen alten Hallen seinerzeit eingebaut wurden, die gesamte Raumluft umwälzen müssen, um die gewünschte Innentemperatur zu erreichen. Dies kann bei der enormen Luftkubatur vieler Hallenbauten nicht nur unwirtschaftlich sein, sondern zudem unangenehme Zuglufterscheinungen erzeugen. Bei dem Einsatz von Gasstrahlern sollte u. a. beachtet werden, dass die Hitzeabstrahlung keinen negativen Einfluss auf das derzeitige und zukünftige Nutzungsprofil der Halle hat. Zudem können Seilwinden und Kräne in der Regel nur mit einem Mindestabstand zum Hell- oder Dunkelstrahler agieren.

Deckenstrahlplatten
Eine Alternative für die Hallenbeheizung können Deckenstrahlplatten bieten. Die Deckenelemente aus Stahl verfügen aufgrund ihrer geringen Masse über eine kurze Reaktionszeit im Hinblick auf wechselnde Lasten. Mit ihnen kann schnell, mit hoher Regelungspräzision und ohne Zuglufterscheinungen die gewünschte Raumtemperatur realisiert werden. Im Heizbetrieb werden die Strahlplatten von warmem Wasser durchströmt und geben diese Energie größtenteils in Form von Infrarotstrahlung an den Raum ab. Da sich die Energie erst beim Auftreffen auf den menschlichen Körper oder Gegenstände im Raum in Wärme umwandelt und nicht die gesamte Luft innerhalb der Raumkubatur erwärmt werden muss, kann mit einer drei Kelvin niedrigeren Raumlufttemperatur gearbeitet werden. Durch diese Situation sind Energieeinsparungen von über 40 % gegenüber konventionellen Heizsystemen möglich. Zudem wird die gleichmäßig verteilte, direkte Wärme durch Strahlung vom Menschen als sehr behaglich empfunden.

Kühlbetrieb
Neben dem Heizbetrieb lassen sich Deckenstrahlplatten auch zur Kühlung nutzen. Dazu werden die Platten von einem Kaltwasservorlauf durchströmt und absorbieren die Wärmestrahlung aus dem Raum. Hierfür ist eine Kältemaschine nicht zwingend notwendig. Meist reicht z. B. der Einsatz von Grundwasser mit durchschnittlich 12 °C aus. In diesem Fall ist ein Saug- und Schluckbrunnen erforderlich. Unabhängig von Heiz- oder Kühlbetrieb ist es von Vorteil, dass Deckenstrahlplatten eine gleichmäßige Temperaturverteilung über die gesamte Raumfläche und -höhe erzielen.

Schallabsorption
Ein weiteres für viele Anwendungsfelder wichtiges Entscheidungskriterium sind die schallreduzierenden Eigenschaften der Strahlplatte. So verfügen Deckenstrahlplatten zumeist auch über die Option einer gelochten Variante mit schallabsorbierenden Fähigkeiten: Die Schallwellen gelangen durch die Perforation in die eingelegte Wärmedämmung und werden dann absorbiert. Gerade im Einsatzfeld von Büroräumen oder auch lärmintensiven Produktionsstätten ist eine Verringerung des Schallpegels bzw. die Verringerung der Nachhallzeit für die Betreiber von besonderer Relevanz.

Installation
Neben diesen energetischen und komforttechnischen Aspekten spielt der Installationsaufwand eine wichtige Rolle. In der Regel lassen sich die verschiedenen Systeme auf einfache Art installieren. Dazu bieten die Hersteller unterschiedliche Befestigungssysteme an, mit denen die Strahlplatten von einer Hebebühne aus unter dem Hallendach abgehängt werden können. Da dieser Vorgang segmentweise vorangetrieben werden kann, sind die Einschränkungen für den laufenden Betrieb meist minimal. Zudem sind meist keine baulichen Veränderungen erforderlich, da nur Halterungen für die Ketten angebracht werden müssen, an welchen die Platten hängen. Dies ist mitunter auch ein Argument für die Strahlplatte, falls bei dem Objekt ein Denkmal- oder Bestandsschutz exis­tieren sollte. Neben farblichen Deckenstrahlplatten bieten sich auch individuelle raumgeometrische Sonderlösungen an. So können die Platten beispielsweise parallel zur schrägen Decke eines Sheddachs angebracht werden, um weiterhin ungehinderten Lichteinfall zu gewährleisten. Wird eine zusätzliche Beleuchtung gewünscht, lässt sich diese zum Teil in die Deckenstrahlplatten integrieren.

Autor: Dipl.- Ing. Michael Himmelsbach,
Leiter Zehnder Heiz- und Kühldecken-Systeme

Bilder: Zehnder Group Deutschland GmbH, Lahr

www.zehnder-systems.de