Hallenheizungen

Auch wenn sich die Nutzung von Lager-, Fabrik- und Werkstatthallen unterscheidet, haben alle einige Gemeinsamkeiten. Sie verfügen über eine große Grundfläche und ein hohes Luftvolumen. Außerdem lassen sich die Bereiche, in denen Wärme erforderlich ist, meist genau definieren. Die Fußbodenheizung ermöglicht eine freie und flexible Raumgestaltung ohne störende Heizaggregate. Das Verwirbeln und Verteilen von Staub, Dämpfen und Gerüchen wie bei Luftheizern wird nicht unterstützt. Die Befestigung von Hallenaufbauten am Fußboden ist durch eine im Vorfeld zugesicherte Bohrtiefe gegeben. Eine nachträgliche Umgestaltung der Arbeitsbereiche ist somit jederzeit möglich und der uneingeschränkte Einsatz von Hallenkränen ebenfalls gewährleistet.

Neben den Anwendungsbereichen Wohnungs- und Gewerbebau sowie öffentlichen Einrichtungen wird mehr als jede zweite Sporthalle heute bereits mit einer Flächenheizung ausgestattet.

Wird eine Fußbodenheizung in einer Sporthalle eingebaut, muss sichergestellt sein, dass die schutzfunktionellen Eigenschaften des Sportbodens durch die thermische Belastung langfristig nicht beeinträchtigt werden. Die DIN EN 1264-1 bis DIN EN 1264-4 5 müssen daher berücksichtigt werden.

Es gibt 3 Varianten, welche nach DIN 18032-2 auszuführen sind.

• Flächenelastischer Sportboden mit elastischer Schicht (Sandwichbauweise)
• Flächenelastischer Sportboden mit elastischer Konstruktion (Schwingboden)
• Punkt- und mischelastischer Sportboden

Den Planern von Fußbodenheizungen sollen die verlegespezifischen Eigenschaften und Erfordernisse von Sporthallenböden dargelegt werden, damit diese bereits in der Planungsphase berücksichtigt und somit Schäden vermieden werden können. Die Heizleistungen von Fußbodenheizungen in Verbindung mit Sportbodenkonstruktionen sind gemäß DIN EN 1264-2 zu ermitteln. Es dürfen nur Systeme mit einer wärmetechnischen Prüfung gemäß EN 1264 Teil 2 eingesetzt werden.

In der Richtlinie 13 Beheizte Fußbodenkonstruktionen in Sporthallen sind die relevanten Inhalte um die Planung und Auslegung von beheizten Fußbodenkonstruktionen in Sporthallen zusammengefasst. Die Richtlinie beschreibt die verschiedenen Ausführungsvarianten für beheizte Sportbodenkonstruktionen und gibt den Anwendern vom Planer bis zum ausführenden BodenlegernHinweise für die richtige Konstruktionsauswahl, die Planung bis hin zur Ausführung unter Berücksichtigung der Schnittstellen der am Bau tätigen unterschiedlichen Planer und Gewerke.

Hier können Sie die Richtlinie 13 herunterladen.

Die Dimensionierung der gesamten Bodenkonstruktion wird bestimmt durch die bei späterer Nutzung auftretenden statischen und dynamischen Lasten, wie z.B. Punktlasten von Maschinen, Regalen und Radlasten von Fahrzeugen. Die Nutzlasten sind in Gewerbe- und Industriebauten erheblich höher als im Wohnungsbau. Der Fußbodenaufbau wird daher objektbezogen vom Planer und Statiker vorgegeben. Die Heizrohre werden in der Regel direkt in die lastaufnehmende Betonplatte integriert. Nahezu in jeder Betonkonstruktion – Stahl-, Spann-, Stahlfaser-, Vakuum-, Walzbeton etc.  – kann eine Flächenheizung eingebaut werden. Bei statisch richtig dimensionierten Betonplatten werden die Heizrohre und Heizleitungen durch auftretende Lasten auf die Betonplatte nicht beansprucht.

Industriefußbodenheizungen für Hallen fallen unter die Vorschriften des GEG Teil 2.2 Errichtung von Nichtwohngebäuden und hier insbesondere unter den § 18 Gesamtenergiebedarf.  Für die Berechnung der Energiebilanz werden Nichtwohngebäude in Nutzungszonen eingeteilt. Der berechnete Wert für die Anlagentechnik bezogen auf die Gebäudenettofläche darf nicht höher sein als 75 Prozent (%) des Jahres-Primärenergiebedarfs des Referenzgebäudes. Hinzukommt, dass Neubauten einen Teil des benötigten Wärme- und Kältebedarfs über Quellen aus erneuerbaren Energien decken müssen (GEG § 34). Dabei gilt es, die Anlagentechnik und hier insbesondere die Wärmepumpen exakt zu dimensionieren.

Der Bundesverband Flächenheizungen und Flächenkühlungen e.V. (BVF) hat gemeinsam mit dem BDH beim ITG dazu eine Studie in Auftrag gegeben. Diese neuen Erkenntnisse helfen, eine Überdimensionierung der Heiz- und Anlagentechnik zu vermeiden.

Die ITG-Studie untersucht dabei zwei verschiedene Ansätze. Zum einen die vereinfachte Berechnung mit Temperaturkorrekturfaktoren – Wärmeverluste an das Erdreich- nach DIN V 18599 und die genauere Berechnung mit stationärem Wärmeübertragungskoeffizienten Hg nach DIN EN ISO 13370.

Die Studie zeigt, dass bei der Auslegung der Heiz- und Anlagentechnik einer Halle eine genauere Ermittlung des Primärenergiebedarfs Sinn macht. Die Berechnung mittels Temperaturkorrekturfaktoren führt besonders bei mittleren und großen Bodenplatten, wie bei Lager- und Logistikhallen gängig, mit nur moderater oder gänzlich ohne Dämmung zu einer deutlichen Überschätzung von bis zu 30% des Primarenergiebedarfes gegenüber der exakteren Betrachtung nach DIN EN ISO 13370. Um eine Überdimensionierung der Fußbodenheizung und auch des Wärmeerzeugers wie beispielsweise einer Wärmepumpe zu verhindern und damit eine wirtschaftliche sowie CO2- reduzierte Betriebsweise zu garantieren, empfiehlt der BVF bei mittleren und großen Bodenplatten den Primärenergiebedarf nach DIN EN ISO 13370 zu berechnen.

Bei der Raumtemperatur-Regelung ist für „Raumgruppen gleicher Art und Nutzung“ Gruppenregelung zulässig. Der hydraulische Abgleich der einzelnen Heizkreise ist entsprechend der VOB DIN 18380 durchzuführen.

BVF Richtlinie 8 befasst sich mit dem Thema “Herstellung beheizter und gekühlter Fußbodenkonstruktionen im Gewerbe- und Industriebau”. Der Leitfaden beleuchtet die Vorteile einer Flächenheizung- /kühlung im Industriebereich und bietet praktische Hinweise für die Planung und Ausführung. (Stand 01/2023)

Hier kann die Richtlinie heruntergeladen werden.

Die BDH-Fachabteilung Wärmeübergabe hat gemeinsam mit dem Bundesverband Flächenheizung und Flächenkühlung (BVF) das das technische Informationsblatt Nr. 79 „Flächenheizung/-kühlung in Hallen“ herausgegeben. Das Papier richtet sich an Fachhandwerker sowie Planer und Architekten und zeigt neueste Erkenntnisse zur Planung und Realisierung einer Flächenheizung/-kühlung in Hallen. „Das neue Informationsblatt reflektiert die aktuellen Erkenntnisse der Normung und gibt Hinweise zur energieoptimierten Planung einer Flächenheizung/-kühlung in Hallen“, sagt Ralf Kiryk, Leiter der BDH-Fachabteilung Wärmeübergabe. So kann z.B. die detaillierte Planung einer Fußbodenheizung nach DIN EN ISO 13370 „Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden – Wärmetransfer über das Erdreich – Berechnungsverfahren“, den Endenergiebedarf um bis zu 30 % verringern.

„Auch bei der Planung von Hallenheizungen sollte der Klimaschutz und dementsprechend der maximale Einsatz erneuerbarer Energien berücksichtigt werden. Hier ist die Flächenheizung/-kühlung eine ideale Ergänzung.“, sagt Axel Grimm, Geschäftsführer des BVF in Dortmund. „Mit der Flächenheizung/-kühlung können alle Formen der erneuerbaren Energie kombiniert werden, wodurch ein individueller Einsatz in den verschiedenen Hallentypen ermöglicht werden kann.“, so Axel Grimm weiter.

Hier kann das technische Informationsblatt heruntergeladen werden.

Um verheerende Folgen bei Extremwetterlagen zu vermeiden, darf es auch bei starkem Schneefall nicht zu statischen Problemen in der Dachkonstruktion von Hallendächern kommen, insbesondere wenn die Dächer schon durch technische Anlagen wie PV Module, Klimaanlagen, Abgasanlagen usw. zusätzlich belastet sind.

An Stellen, wo Gebäudeteile unterschiedlicher Höhe aneinander grenzen, besteht zusätzlich die Gefahr der Schneesackbildung, welche die Statik extrem belasten kann.

Eine elektrische Dachflächenheizung kann das beschriebene Szenario vermeiden, ohne teure statische Verstärkungen oder bauliche Maßnahmen treffen zu müssen.

Der Aufbau der Dachflächenheizung erfolgt durch die Verwendung von Heizmatten oder Heizschleifen. Hierbei ist zu beachten, dass der Heizleiter DIN IEC 60800 entspricht und idealerweise der mechanischen Klasse M2 genügt. Alle verwendeten Komponenten sollten eine hohe UV Beständigkeit von mindestens 500 – 700 KLy (Kilo-Langley) aufweisen.

Bei beiden Systemvarianten handelt es sich um vorgefertigte, geprüfte elektrische Betriebsmittel, die anschlussfertig (werksseitig inklusive Kaltleiter) sind und direkt bis zu einem Übergabepunkt (Anschlusskasten/Verteilung) im Gebäude verlegt werden können, die elektrische Verbindung darf dabei nicht im feuchten Bereich des Daches erfolgen.

Bei Heizschleifen müssen zur Fixierung vorab Montagestege verlegt werden, die dann zur Aufnahme der Schleifen dienen. Die Heizschleifen, die je nach Hersteller eine Leistung von 15 – 25 W/m haben, werden als Rolle geliefert und in die zuvor verlegte Montagestege gedrückt. Bei einer Heizschleife mit 20 W/m und einem Verlegeabstand von 10 cm stellt sich eine spezifische Leistung von ca. 200 W/m² ein. Diese Verlegart findet oft bei kleineren Anwendungen sowie nicht rechteckigen Grundrissen ihren Platz.

Vorgefertigte Heizmatten lassen sich besonders leicht bahnweise auf Flachdächern verlegen, da der Heizdraht bereits werkseitig mäanderförmig auf einem stabilen Netz aufgebracht wurde.

Beide Systeme werden auf der Dachabdichtung befestigt. Idealerweise werden die Heizmatten, Heizschleifen oder Montagestege mit dem Material der Dachhaut verklebt oder verschweißt. Praktikabel haben sich für die Fixierung der Montagestege mit den zugehörigen Heizschleifen Streifen auf der Dachhaut von ca. 100 x 10-15 cm Breite erwiesen.

Die Anschlusskabel der elektrischen Dachflächenheizung werden über einen zentralen Punkt zu einer Dachdurchführung in das Gebäude geführt. Die Höhe der Dachdurchführung über der Dachhaut sollte mindestens 600 mm betragen.

Eine Dachflächenheizung muss zwingend über eine automatische Steuerung geregelt werden, dadurch bleibt die Fläche Tag und Nacht schnee- und eisfrei. Diese erfasst in kritischen Temperaturfenstern, ob Feuchtigkeit vorhanden ist und schaltet die Heizung vollautomatisch ein und aus.