Hallen und Werkstätten effizient beheizen

Durch Strahlungswärme werden die Umschließungsflächen und Gegenstände erwärmt.
Bild: RMBH

Lange wählte man zur Beheizung und Wärmeverteilung von Hallen und Werkstätten weitgehend Lösungen, die kostengünstig in der Anschaffung waren, etwa Gas-Hell- bzw. Dunkelstrahler oder Lufterhitzer. Gerade bei Letzteren wird inzwischen umgedacht. Denn dabei fällt nicht nur die Erstinvestition ins Gewicht, sondern zusätzlich auch die laufenden Kosten für Energie und Wartung sowie Nachhaltigkeitsaspekte.

Hybride Heiztechnik und ein mittelfristiger Umstieg auf Wärmepumpen lassen sich mit Deckenstrahlplatten – kurz DSP genannt – in jedem Fall realisieren, denn sie sind in dieser Hinsicht äußerst anpassungsfähig. Es ist möglich, die Vorlauftemperatur zu senken und bei Bedarf einige zusätzliche Platten zu ergänzen. Die definierte Raumtemperatur kann so auch bei wechselnden Gegebenheiten problemlos gehalten werden.

Wie Werkstätten beheizt wurden

Für Hallen wurde meist die Kombination von zentraler Heizungsanlage für die Wärmebereitstellung und Lufterhitzern für die Verteilung genutzt. Eine Alternative war der Einsatz von Geräten mit eigenständig eingebauten Brennern. In jedem Fall war ein kontinuierlicher Wartungsaufwand erforderlich, etwa die Reinigung der Filter, der Wärmetauscher, der Brenner, die Prüfung der Ventilatoren oder die Kontrolle der elektrischen Anschlüsse. Da die Lufterhitzer meist in oberen Wandabschnitten angebracht sind, ist die regelmäßige Wartung aufwendig und teuer. Deckenstrahlplatten sorgen im Vergleich zu Lufterhitzern für mehr Komfort in der Aufenthaltszone der Mitarbeiter und haben weniger Transmissionsverluste über die Dachfläche.
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Da warme Luft nach oben steigt, wird diese häufig mit separaten Ventilatoren zurück in den Aufenthaltsbereich gedrückt. Das verursacht zusätzliche Kosten für Material, Installation, Wartung und Betriebsenergie. Weil das Dach immer warm ist, steigen die Transmissionsverluste, je kälter die Außentemperatur ist. Gebläseheizungen hatten schon immer deutlich höhere Betriebskosten als Strahlungsheizungen. Durch die in den letzten Jahren stark gestiegenen Energiepreise geht diese Schere immer weiter auf. Zudem verteilt der Luftstrom Staub und Schmutz. Vor allem ältere Geräte sind oft sehr laut. Wird das System ausgeschaltet, kühlt die Halle schnell ab, da keine Wärme gespeichert wird. Der Aufbau eines Grundmoduls „KIT“: Im nur 330 mm breiten Element sind vier Rohre in DN 18 eingelassen, um eine hohe Wärmeabgabe zu realisieren.
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Alternative: Deckenstrahlplatten

Gerade im Bestand lässt sich mit den Deckenstrahlplatten ein dauerhaft effizientes System installieren. Ein bestehender Wärmeerzeuger kann zunächst unangetastet bleiben und später sukzessive auf eine hybride Anlage oder auf Wärmepumpen umgestellt werden. Voraussetzung für die Auslegung und die Platzierung sind Basisdaten wie Fläche und Höhe der Halle, Baujahr und Baustandard sowie die Anzahl der Tore. Letzteres wird bei der Detailplanung berücksichtigt – wenn nötig, werden die DSP mit einer etwas höheren Wärmeleistung ausgelegt. Ebenso sind die Art des Daches, eine eventuell nötige Unterkonstruktion für die Befestigung und die Dachlast relevant. Ist Letztere durch den Einsatz von PV bereits geringer, lassen sich gewichtreduzierte Platten wählen. Die zu Strahlbändern verbundenen Platten können aufgrund der niedrigen Aufbauhöhe in der Regel problemlos in den Bestand eingebracht werden. Ein weiterer Vorteil: Bei der Installation an der Decke bleiben Wände und Boden frei.

Was Strahlungswärme bedeutet

Die wasserdurchströmten Elemente erwärmen – ähnlich wie die Sonne – mit Wärmestrahlung die Umschließungsflächen, also Boden und Wände sowie Einbauten, Maschinen, gelagertes
Material etc. Anders als bei der Konvektion wird die Luft indirekt temperiert. Damit gehen einige Pluspunkte einher: Die Lufttemperatur kann im Vergleich zu einem konvektiven Heizsystem um bis zu 4 °C gesenkt werden – bei gleicher Behaglichkeit. Strahlungswärme wird als sehr angenehm empfunden und es gibt keinen Luftzug und keine Staubverwirbelung. In einer Lkw-Werkstatt sind Deckenstrahlplatten aus der modularen Serie „KIT“ zu Strahlbändern verbunden. Die Leuchten wurden anschließend ergänzt.
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Durch die auch vertikal sehr gleichmäßige Temperaturverteilung im Raum geht weniger Energie durch das Hallendach verloren. Ebenso entweicht weniger Energie beim Öffnen von Toren, wie es bei der Erwärmung mit Lufterhitzern der Fall ist. Im Gegensatz dazu reduziert sich mit den DSP der Verlust, weil die Hüllflächen die Wärme nicht so schnell abgeben. Die Temperatursprünge, die durch das Toröffnen entstehen, sind kleiner und schneller ausgeglichen. Sobald die Tore wieder geschlossen werden, strahlen die warmen Umschließungsflächen und die Deckenstrahlplatten Wärme an den Raum ab. Da nicht das gesamte Luftvolumen wie bei einer Warmluftheizung neu erwärmt werden muss, kann das System so Energieeinsparung mit gleichzeitig hohem Komfort verbinden.

Einsatz in Lkw-Werkstatt

Lufterhitzer raus und Deckenstrahlplatten plus Leuchten rein – auf diese Kurzformel lässt sich die Baumaßnahme in einer Lkw-Werkstatt bringen. Für die Planung relevant waren neben neun Sektionaltoren das große Oberlicht, das die Halle teilt, sowie zahlreiche Bestandsleitungen und -rohre wie Druckluft, Elektro, Abgasabsaugung, Heizung oder Dachentwässerung. Daher wurden bei einer Hallenhöhe von 6,5 m für 600 m² Fläche knapp 60 kW Heizleistung veranschlagt, was rund 100 W/m² entspricht. Der Heizungsvorlauf wurde mit 50 °C angesetzt, der Rücklauf mit 40 °C, die Raumtemperatur mit 17 °C.

Entschieden hat man sich für die Deckenstrahlplatten „KIT IV LED Basic“ von RMBH. Eine Platte besteht aus vier Grundmodulen von 330 mm Breite, die zu 1.500 mm breiten Platten verbunden werden. Zusätzlich zum modularen Aufbau punktet jedes Element durch sein geringeres Gewicht. Des Weiteren liefert ein „KIT“-Bauteil rund 25 % mehr Wärmeleistung als eine klassische DSP-Ausführung. Dazu werden vier Rohre in DN 18 in das Aluminiumblech eingearbeitet. Durch die kraftschlüssige Verbindung mit Wärmeleitblechen wird die Wärme optimal auf die Strahlfläche übertragen. Nach oben isoliert eine 40 mm starke Mineralwolle-Schicht mit reißfester Alukaschierung. Es wurden insgesamt 15 Strahlbänder von 9 m Länge installiert, dazu kam noch ein 6 m langes Band. Die Heizungssteuerung erfolgt über zwei programmierbare Thermostate mit externen Strahlungstemperaturfühlern; damit werden Bremsprüfstand und Werkstatt getrennt gesteuert. Deckenstrahlplatten mit seitlich angebrachten Leuchten liefern Wärme und Licht in einer Pkw-Werkstatt.
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Leuchten als sinnvolle Ergänzung

Wärme und Licht aus einer Hand: RMBH bietet entsprechende Lösungen an. In der Lkw-Werkstatt wurde die Allgemeinbeleuchtung mit guten Kontrasten mithilfe der „LuxExpert“-Systemleuchten umgesetzt. Jede LED-Leuchte ist 1,50 m lang und hat eine Leistung von 25 W. Das ergibt zusammen 3,1 kW und eine mittlere Beleuchtungsstärke von 400 Lux, wobei der Energieverbrauch lediglich bei 5 W/m² liegt. Insgesamt 124 Leuchten sind seitlich an den Deckenstrahlplatten angebracht. Spezialklammern bewirken eine thermische Entkoppelung. So entfällt eine aufwendige separate Beleuchtungsmontage. Bis zu sieben Leuchten können mit Verbindungssteckern einfach zusammengefügt werden. Auf diese Weise wird für ein 10,50 m langes Lichtband lediglich eine einzige dreiadrige Einspeisung benötigt. Die DSP samt Leuchten wurden dachnah am Trapezblech befestigt, damit sie über den Laufschienen der Sektionaltore verlaufen.

Erste Erfahrungen

Nach der Installation der DSP war es den Mitarbeitern tatsächlich zu warm in der Halle. Daher wurde die Systemtemperatur noch etwas nach unten korrigiert. Seit der Feinjustierung sind alle zufrieden. Nach dem eher milden Winter 2024/25 ließ sich noch keine belastbare Aussage über die
nominelle Energieeinsparung treffen. Grundsätzlich ist bei Auswertungen der Verbräuche und der Einsparungen darauf zu achten, dass witterungsbedingte Schwankungen berücksichtigt und die Vergleichszeiträume groß genug gewählt werden. Eine akribische Datenerfassung vor und nach dem Wechsel auf DSP ermöglicht eine belastbare Aussage für das konkrete Gebäude. Anhand der Erfahrungen und Rückmeldungen aus zahlreichen Projekten prognostiziert RMBH – bei gleichem Nutzerverhalten und vergleichbaren Außentemperaturen – Einsparungen von ca. 40 % gegenüber einer Konvektionsheizung.

Darüber hinaus ist eine Deckenstrahlheizung langlebig und wartungsfrei. All dies bewirkt niedrige Lebenszykluskosten und einen schnellen ROI (Return of Investment). „KIT Classic“ verfügt über die europäische Keymark-Zertifizierung und ist DIN-geprüft. Wie für alle Deckenstrahlplatten gibt RMBH auch auf diese Serie 10 Jahre Garantie.