Strahlungsheizungen sind optimal für die zielgerichtete Beheizung großer Hallen geeignet. Auch diese Form der Hallenheizung lässt sich mit Gas betreiben. Die von Strahlungsheizungen ausgehende Wärmestrahlung erwärmt vorwiegend die Körper, auf die sie trifft. Die Strahlungsenergie wird durch elektromagnetische Wellen übertragen. Die Körper, auf die diese Strahlungsenergie trifft, absorbieren und reflektieren die Strahlung. Die Umwandlung der Strahlungs- in Wärmeenergie erfolgt direkt an unbeheizten Körpern. Die Umgebungsluft wird dabei nur unwesentlich erwärmt.
Eine Gemeinsamkeit aller Strahlungsheizungen ist die Eigenschaft, dass die Wärmeübertragung größtenteils durch Wärmestrahlung und nicht durch Konvektion erfolgt. Wie beim natürlichen Wärmeprinzip der Sonne haben Wärmestrahlen die Eigenschaft, nur die Körper zu erwärmen, auf die sie treffen. Die Umwandlung der Strahlungs- in Wärmeenergie erfolgt direkt und unterscheidet sich damit deutlich vom Prinzip der Konvektion, das als Übertragungsmedium von der Wärmequelle zum Körper Luft benötigt.
Beheizungsszenarios mit Strahlungsheizungen sind toleranter gegenüber Lufttemperaturschwankungen oder Kaltlufteinfall als vorwiegend konvektive Beheizungen – auch bei geringer Lufttemperatur oder in Bereichen mit Kaltlufteinfall (z. B. Tor- / Verladebereiche) kann mit Strahlungsheizungen eine akzeptable Behaglichkeit erreicht werden. Hochtemperaturstrahlungsheizungen eignen sich sogar zur Beheizung von Freiflächen.
Bei flächiger Installation von Strahlungsheizungen ist eine in der Fläche sehr gleichmäßige Beheizung möglich. Gleichzeitig ermöglicht die von Luftbewegungen unabhängige Wärmeübertragung auch die Beheizung kleiner Bereiche in einer ansonsten kälteren Umgebung. Damit sind Strahlungsheizungen sowohl für die vollflächige Beheizung als auch für ausgeprägte Bereichs- / Arbeitsplatzbeheizung oder anderweitige Temperaturzonierung geeignet.
Vom Prinzip her funktionieren Strahlungsheizungen ähnlich wie die klassischen Heizkörper oder Radiatoren, die die Wärme des Heizwassers in den Raum abgeben. In größeren Industriehallen sind auch Warmwasser-Deckenstrahlungsheizungen installiert, mit deren Wärme die Wände, der Boden und die in der Halle befindlichen Gegenstände erwärmt werden.
Strahlungsheizungen für Hallen werden hinsichtlich der Wärmeerzeugung in zwei Gruppen unterteilt:
Die Systeme erzeugen die Wärme mittels eines integrierten Brenners oder einer zum Raum hin offenen Brennerfläche selbst. Hell- und Dunkelstrahler zählen zu den dezentralen Hallenheizsystemen.
Die Systeme sind an ein wasser- oder dampfführendes Wärmeverteilnetz angeschlossen und beziehen ihre Wärme von einem externen Wärmeerzeuger. Deckenstrahlplatten sind reine (Wärme-)Übergabesysteme und beziehen die notwendige Wärme von einem externen Wärmeerzeuger über ein Wärmeverteilnetz.
Speziell Hell- und Dunkel-Strahlungsheizsysteme benötigen also kein Trägermedium zum Transport ihrer Energie. Die Wärme gelangt nahezu verlustfrei vom Gerät zum Bestimmungsort. Da außerdem die Luft kaum erwärmt wird, sind der Wärmebedarf und damit die Kosten geringer als bei anderen Heizsystemen. Strahlungsheizungen erzeugen außerdem kaum Luftbewegungen und damit auch keine Zugluft und Staubaufwirbelung. Außerdem entfällt bei diesen Heizsystemen die Geräuschentwicklung oder sie ist sehr gering.
Große Räume stellen hohe Anforderungen an das Heizsystem, zum Beispiel, weil sie nicht durchgehend genutzt und deshalb auch nicht permanent beheizt werden. Für die punktuelle Nutzung und die schnelle Aufheizung der Betriebsräume eignet sich die Strahlenheizung. Diese Hallenheizsysteme bieten außerdem günstige Anschaffungs- und Betriebskosten sowie sehr günstige Abgaswerte.
Hallenheizungen, die mit Strahlungswärme arbeiten, kommen in fast allen Arten von Hallen- oder Großbauten zum Einsatz. Diese Bauten unterscheiden sich weniger in ihrer Bauphysik, dafür aber hinsichtlich ihrer Nutzungen und damit auch ihres Wärmebedarfs, also der Wärmezufuhr, die für die Aufrechterhaltung der Raumtemperatur benötigt wird.
Industriehallen
Lagerhallen
Ausstellungshallen
Sporthallen
Logistikzentren
Sportstadien
Werkstätten
Gewächshäuser
Ställe
Kirchen
Museen
Waschanlagen
Mit der Strahlungsheizung können sowohl die gesamte Halle als auch Teilbereiche und einzelne Arbeitsplätze energiesparend beheizt werden. Wie das Licht kann die Wärme in unterschiedlichen Bereichen ein- und ausgeschaltet werden.
Einerseits gibt es Arbeits-, Ausstellungs-, Versammlungs-, Sport- oder Freizeitbauten, in denen der Mensch mit seinen Bedürfnissen und seiner Leistungsfähigkeit die Bedingungen des Raumklimas bestimmt. Andererseits existieren Werk-, Wartungs-, Versuchs- oder Lagerhallen, die vor allem aufgrund der betriebstechnischen Besonderheiten spezielle Wärme- und Lüftungsbedarfe haben, die unter anderem von den im Gebäude installierten Geräten und Einrichtungen abhängen.
Je nach Branche ist der Wärmebedarf für die Raumheizung wie auch der Bedarf an Luftaustausch stark unterschiedlich: In Stahlwerken oder Glashütten, in denen ohnehin temperaturintensive Tätigkeiten stattfinden, sollte die Raumtemperatur niedriger, der Luftwechsel dafür intensiver sein als zum Beispiel in Werkstätten, Gewächshäusern oder in Lackierereien.
Der Wärmetransport vom Wärmeübergabesystem in den zu beheizenden Bereich erfolgt hier im Wesentlichen über Strahlung und wird damit durch den Temperaturunterschied der am Strahlungsaustausch beteiligten Oberflächen angetrieben. Strahlungsgebundener Wärmetransport funktioniert über große Entfernungen nahezu verlustfrei und ohne zusätzlichen Hilfsenergieaufwand. Dadurch sind insbesondere Systeme mit stark gerichteter Strahlungsabgabe gut für den Einsatz in sehr hohen Räumen geeignet.
Hellstrahler kommen in Hallen mit einer Höhe von über vier Metern zum Einsatz. Ihren Namen tragen sie, weil die Erzeugung der Infrarotstrahlen des Gas-Luft-Gemisches an und in der Oberfläche der Geräteunterseite stattfindet und als sehr hell wahrgenommen wird. Die Aufwärmzeit beträgt nur ein bis zwei Minuten, die Nennwärmeleistung an der hellroten Oberfläche kann bis zu 950 °C betragen. Hellstrahler können an Decken, Wänden oder Stützen installiert werden.
Dunkelstrahler erzeugen die Wärme durch die Verbrennung eines Gas-Luft-Gemisches in einem geschlossenen System. Dieses System arbeitet mit U- oder L-förmigen bzw. mit linearen Strahlungsrohren. In den Rohren sind Ventilatoren installiert, mit denen die Heißgase abgeführt werden. Dunkelstrahler erreichen ein niedrigeres Temperaturniveau, dementsprechend fällt auch die Leuchtwirkung beim Aufheizen geringer aus. Außerdem werden sie häufig mit Keramikplatten oder mit Abdeckungen aus Metall verblendet.
Strahlplattenheizungen sind eher für den Niedertemperaturbereich ausgelegt. Bei diesen Systemen sind mehrere Rohre, welche Heiß- oder Warmwasser führen, auf einer Blechplatte montiert. Diese Rohre geben ihre Wärme an die Strahlplatten ab. Die Abmessungen dieser Platten richten sich nach Größe, Höhe und Nutzungsart der Halle. Strahlplatten eignen sich hervorragend für explosionsgeschützte Bereiche in einem Gewerbebetrieb.
Strahlungsheizungen mit Strahlplatten sind eher im Verkaufsraum üblich. Sie heizen punktuell die Bereiche, in denen sich Menschen aufhalten. Sie tragen dazu bei, dass zum Beispiel beim Öffnen der Türen das Raumklima nicht wesentlich beeinflusst wird. Bei einer Strahlungsheizung wird auch kaum Staub aufgewirbelt – dies ist für die Präsentation der Fahrzeuge im Verkaufsraum von Vorteil.
Sowohl Warmluft- als auch Strahlungsheizungen lassen sich einfach einstellen und regulieren, das sorgt für eine hohe Effizienz und damit für niedrige Heizkosten.
Werkstatthallen können effizient mit gasbetriebenen Dunkelstrahlern beheizt werden. Quelle: Schwank GmbH
Seit Januar 2017 bietet das Mercedes-Benz Tochterunternehmen RKG Truck Service in Bornheim auf 26.000 Quadratmetern einen Allround-Service für Lkw und Omnibusse mit dem Mercedes-Stern. Alleine die vor rund vier Jahren errichteten Werkstattbereiche messen rund 3.000 Quadratmeter.
Ausgestattet mit den modernsten Diagnosesystemen und Arbeitsplätzen punktet der Standort mit einer nachhaltigen Gebäudetechnik. So wurden unter anderem LED-Lichttechnik, eine Photovoltaikanlage, zentral verwaltete Betriebsmittelstationen und ein umweltschonendes Heizkonzept realisiert.
Gasbasierte Infrarotheizungen in Verbindung mit einem Brennwertsystem sorgen gemeinsam für warme Werkstattbereiche und beste Arbeitsbedingungen. Ein Wärmerückgewinnungssystem des Herstellers Schwank, der auch die Heizsysteme geliefert hat, ist direkt im Abgasstrang der Heizanlage eingebunden. Dieses entzieht dem Abgas die enthaltene Wärmeenergie bis in den Brennwertbereich und führt sie dem Gebäude unmittelbar wieder zu. Der Anlagenwirkungsgrad steigt bei RKG damit auf bis zu 110 Prozent.
Georg Schmitz, Geschäftsführer RKG: „Wir wollen unseren Nachhaltigkeitsgedanken durch das ganze Unternehmen tragen, dazu gehört auch der sinnvolle Einsatz und Umgang mit Ressourcen. Die dezentrale Dunkelstrahler-Heizung arbeitet an sich schon erheblich wirtschaftlicher als herkömmliche Heizsysteme, das zeigen die Erfahrungen an anderen Standorten. Die regenerative Nutzung der Abwärme ist für uns aber das i-Tüpfelchen.“
Das Heizsystem bietet neben dem energiesparenden Betrieb noch weitere Vorteile: Da die Wärme bei diesem System primär nicht mittels warmer Luft übertragen wird, führt das Öffnen von Toren beispielsweise nicht zum Wärmeverlust in der Halle.
Dunkelstrahler übertragen ihre Wärme mit Infrarotstrahlung, wie die Sonne. Die Wärme entsteht also direkt an den Oberflächen von Gegenständen, Menschen und natürlich auch auf dem Werkstattboden. Alles zusammen ergibt eine Raumtemperatur, die von den Mitarbeitern als sehr angenehm empfunden wird.
„Wir arbeiten an unglaublich großen Massen. Wenn ein kalter Lkw im Winter in die Halle kommt, wirkt er wie ein Eisblock. Durch die Infrarotwärme bleibt es den Mitarbeitern aber trotzdem warm. Selbst die Waschhalle können wir jetzt richtig beheizen. Man kann sagen, unser Werkstattteam ist wirklich begeistert“, so Schmitz weiter.
Die installierte Nennwärmeleistung der Heizungsanlage beträgt für die rund 3.000 Quadratmeter der zwei Werkstatthallen, der zwei TÜV-Hallenteile sowie der Waschhalle gerade einmal 296 kW – deutlich weniger also als die Energie, die eine konventionelle Heizung bei gleicher Raumtemperatur liefern würde.
Gerade im Hinblick auf die verschärften ErP-Richtlinien und das kommende Gebäude-Energie-Gesetz (GEG) werden dezentral arbeitende Infrarot-Heizungen (Dunkel- und Hellstrahler) immer mehr eine lohnende Alternative für Industrie und Gewerbe. Ihre Kombinationsmöglichkeiten mit Brennwert- und Wärmerückgewinnungssystemen verschafft Planern den nötigen Spielraum, um in der komplexen Gebäudeauslegung immer noch flexibel planen zu können.
Für die verschiedenen Nutzungen gibt es grobe personen- und tätigkeitsbezogene Temperaturrichtwerte:
Neben diesem Modell gibt es noch andere Einteilungen. In verschiedenen Hallenbauten ist außerdem ein regelmäßiger Luftwechsel erforderlich, um hygienische und physiologische Anforderungen zu erfüllen.
Dementsprechend gibt es verschiedene Hallenheizungen wie zum Beispiel Warmluftheizungen oder die Strahlungsheizungen, die für die unterschiedlichen Zwecke angewendet werden.
Bei der Planung einer Strahlungsheizung sollte berücksichtigt werden, dass der Raum für die Installation der Strahler je Kilowatt installierter Nennwärmebelastung einen Rauminhalt von mindestens 10 m³ hat. In Wohn- und Büroräumen sowie in Räumen oder Raumbereichen, die dem Ex-Schutz unterliegen, dürfen Strahler nicht aufgestellt werden. Hier können sogenannte Strahlplatten installiert werden.
Bei der Frage, welches Heizsystem für die Halle(n) in Ihrem Betrieb am besten geeignet ist, können Sie sich vom Gewerbefachmann Ihres Versorgers beraten lassen und sich auf diesen Seiten über die Strahlungsheizsysteme einen Überblick verschaffen. Welche Hersteller in Deutschland Strahlungsheizungen anbieten, erfahren Sie in unserer Gerätedatenbank.
Die wichtigsten Richtlinien und Vorschriften für Strahlungsheizungen
Alles über die effiziente Beheizung von Hallen mit Warmluftheizungen
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