Verschiedene Heizsysteme & Wärmequellen im Hallenbau

Kontinuierlich steigende Energiepreise verlangen eine ständige Auseinandersetzung mit der Frage, welche Energieform die günstigste ist. Da Heizenergie in der Regel den Löwenanteil bei den Kosten ausmacht, lohnt es sich, hier besonders scharf zu kalkulieren. Bei großen Hallen ist auch deren Nutzung zu berücksichtigen, um den Energieverbrauch möglichst gering zu halten, andererseits aber auch für eine optimale Verteilung der Wärme zu sorgen.

Der folgende Beitrag stellt mögliche Wärmequellen vor, beleuchtet die verschiedenen Heizarten im Hallenbau und erläutert abschließend die Unterschiede zwischen zentralen und dezentralen Heizsystemen.

Viel genutzte Wärmequellen für Hallenheizungen sind immer noch fossile Brennstoffe wie Gas und Mazout (ein Destillationsrückstand von Erdöl). Die Vorräte sind allerdings endlich und werden in nicht allzuferner Zukunft verbraucht sein, sofern nicht bedeutende neue Förderstätten entdeckt werden. Ein weiterer Nachteil sind die entstehenden CO2-Emissionen, die den Klimawandel beschleunigen, vor allem beim Öl.

Holz bzw. Holzpellets sind nachwachsende Rohstoffe, die mit modernen Heizsystemen eine effiziente Nutzung erlauben. Auch die CO2-Emissionen können mit einem Pelletkessel sehr niedrig gehalten werden

Unbegrenzt vorhandene Quellen sind Erdwärme sowie thermische Energie aus der Umwelt, die mit Hilfe einer Wärmepumpe gewonnen werden kann.

Schließlich dient Elektrizität für einige Heizarten als Wärmequelle, zum Beispiel für Infrarot- und Konvektor-Heizungen.

Je nach Größe und dem Verwendungszweck der zu beheizenden Halle bieten sich verschiedene Technologien für ein Heizsystem an. Wichtige Kriterien bei der Wahl sind unter anderem die Folge- bzw. Betriebskosten, die Nutzung der jeweiligen Halle sowie die Auswirkungen auf die Mitarbeiter. Folgende Heizarten werden häufig verwendet:

• Strahlungsheizung/Dunkelstrahler: Diese Form der Hallenheizung basiert auf Infrarot-Technologie und hat sich als flexibel, energiesparend und kostengünstig erwiesen. Sie eignet sich besonders für Hallen mit einer Raumhöhe von mehr als vier Metern und liefert eine angenehme Wärme, da sie ähnlich wie die Sonnenstrahlung funktioniert und vollständig zug- und staubfrei arbeitet. Moderne Dunkelstrahler ermöglichen verschiedene Temperaturzonen und sind zum Beispiel in den Bereichen Produktion, Lager und Logistik, aber auch in Sport-, Veranstaltungs- und Messehallen im Einsatz. Dunkelstrahler können als Gesamtheizung installiert werden, aber auch nur als Teil- oder Einzelplatzheizung dienen. Eine Infrarot-Heizung erwärmt im Gegensatz zu klassischen Systemen wie eine Fußbodenheizung oder ein Ofen nicht die Luft, sondern die Objekte, die in ihrem Wirkungsbereich liegen. Sie kann deshalb punktgenau eingesetzt werden.
  
  
• Deckenheizgeräte/Deckenlufterhitzer: Bei dieser Heizart wird die Raumluft erwärmt. Dazu werden je nach Bedarf an der Hallendecke Warmlufterzeuger installiert. Aus der Warmwasserzuleitung einer Kesselanlage erzeugen die Geräte nach einem Wärmetauschprinzip die Warmluft und verteilen sie mit einem Gebläse in den Räumlichkeiten. Die dadurch entstehenden Luftverwirbelungen in der Halle können aber unter bestimmten Umständen nachteilig sein, weil Zugluft erzeugt und Staub verteilt wird. Vorteile sind die Anschlussmöglichkeit an vorhandene Heizsysteme, eine einfache und flexible Montage sowie relativ geringe Investitionskosten.
  
  
• Fußbodenheizung: Fußbodenheizungen erwärmen die Raumluft, ohne eine Strahlungswärme zu erzeugen. Dazu werden Kunststoff- oder Metallröhren in Schlangenform ausgelegt und anschließend einbetoniert. Durch die Rohre fließt Warmwasser aus der Heizungsanlage und erwärmt die Bodenplatte. Dadurch entstehen angenehme Temperaturen im Aufenthaltsbereich der Mitarbeiter. Dieses Heizsystem eignet sich besonders für Hallen mit niedrigen Deckenhöhen und für Arbeitsplätze mit sitzenden Tätigkeiten. Nachteilig wirkt sich die träge Reaktionszeit von Fußbodenheizungen aus. Durch die große Masse der Betonbodenplatte reagieren sie nur langsam auf Schwankungen der Außentemperatur. In Bereichen mit Toren nach außen lassen sich Wärmeverluste durch den Luftaustausch nur langsam wieder ausgleichen.
  
  
• Konvektoren: Hierbei handelt es sich um elektrisch betriebene Direktheizungen. Sie erzeugen unmittelbar nach dem Einschalten Wärme mit Hilfe von Heizdrähten, an denen kühle Luft vorbeigeführt wird. Die erwärmte Luft entweicht durch Schlitze im Heizkörper. Strahlungswärme entsteht dabei so gut wie nicht, stattdessen wird die Raumluft aufgeheizt. Manche Konvektoren sind zusätzlich mit Ventilatoren ausgestattet, um die Verteilung der Warmluft im Raum zu verbessern. Für die Beheizung von Hallen bieten sich Konvektoren zur Wandmontage an oder besonders flache Modelle, die auch in den Boden eingelassen und als Fußbodenheizung genutzt werden können. Nachteile von Konvektoren sind einerseits hohe Kosten für den Betriebsstrom, andererseits ein als unangenehm empfundener Luftzug bei Aggregaten, die mit Ventilatoren ausgerüstet sind.
  
  
• Deckenstrahlplatten: Sie nutzen das natürliche Prinzip thermischer Strahlung zum Heizen. Ihre Wärme wirkt direkt auf anwesende Menschen, die Wände und den Fußboden ein. Eine Erwärmung der Raumluft erfolgt nur indirekt und ohne unangenehme Zugluft. Dieser Effekt sorgt dafür, dass die Temperatur als besonders angenehm und behaglich empfunden wird. Weitere Vorteile von Deckenstrahlplatten sind, dass sie im Betrieb lautlos arbeiten und keinen Staub aufwirbeln, was in manchen Branchen sehr wichtig ist.

Bei zentralen Heizsystemen wird Wärme erzeugt und mittels Wasser weitergeleitet. Die Heizungsanlage steht in einem separaten Raum und verbrennt Gas, Öl oder Holz zum Aufheizen des Wassers. Dieses wird dann mit Pumpen und über Leitungen dorthin befördert, wo die Wärme benötigt wird. Die Wärmeenergie wird also zunächst in den eigentlichen Nutzraum transportiert, bevor sie ihre Wirkung entfaltet.

Vorteile zentraler Systeme sind vor allem die Möglichkeiten, unterschiedliche Technologien und die Verbrennung diverser Rohstoffe aus fossilen oder biogenen Quellen zu nutzen. Der Wärmetransport erfordert zwar entsprechende Installationen, lässt sich aber trotzdem relativ unkompliziert umsetzen. Sofern die Heizungsanlage genügend Leistung bringt, können auch nachträglich andere Räume an das System angeschlossen werden.

Eine dezentrale Hallenheizung erzeugt die Wärme genau dort, wo sie eingesetzt werden soll, und zwar in Sekundenschnelle. Ein Transport mittels Pumpen und Leitungen entfällt ebenso wie die Bereitstellung eines separaten Raumes für eine Heizungsanlage. Auf Grund der einfacheren Installation, sind auch die Investitionskosten in der Regel geringer als bei zentralen Systemen.

Fazit: Die Entscheidung für ein zentrales oder dezentrales Heizsystem hängt immer davon ab, in welcher Form und zu welchem Zweck eine Halle genutzt wird. Eine pauschale Ablehnung oder Bevorzugung eines der beiden Systeme macht deshalb keinen Sinn, sondern nur eine genaue Abwägung der Effizienz und eine exakte Kalkulation der jeweiligen Investitionen und laufenden Betriebskosten.