Mit der Wärmebilanz den Heizbedarf einer Stahlhalle ermitteln
Stahlhallen und -konstruktionen
Die Frage nach der Heizung kommt oft erst dann, wenn die Gebäudemaße bereits feststehen. Dabei kann eine Stahlhalle nach Änderungen an den Toren, der Temperatur oder der Arbeitsweise eine ganz andere Anlage benötigen. Die Leistung des Geräts sollte nicht allein aus der Grundfläche abgeleitet werden. Zuerst muss festgestellt werden, wo Wärme entweicht und wo sie eindringt. Die Heizleistung beschreibt die Fähigkeit, zu einem bestimmten Zeitpunkt Wärme bereitzustellen. Der Jahresverbrauch hängt auch von der Betriebszeit, dem Wetter und den Einstellungen ab. Zwei Stahlhallen mit derselben Fläche können eine ähnliche Auslegungsleistung, aber unterschiedliche Rechnungen haben. Die eine wird täglich betrieben, die andere hält eine höhere Temperatur nur während eines Teils der Woche.
In diesem Artikel
Leistung und Energieverbrauch sind verschiedene Größen
Lösungen sollten daher nicht ausschließlich anhand der Geräteleistung verglichen werden. Erforderlich sind eine Wärmebilanz sowie die vorgesehene Nutzungsweise. Eine Stahlkonstruktion ermöglicht die Gestaltung großer Räume, doch zusätzliche Höhe und ein ausgedehnter Baukörper vergrößern die Hüllfläche. Diese Merkmale sind für den Wärmeaustausch mit der Umgebung von Bedeutung.
Beginnen Sie mit der erforderlichen Innentemperatur
Die erforderliche Temperatur ergibt sich aus der Funktion des Objekts, den Arbeitsbedingungen und den gelagerten Materialien. Eine Stahlhalle mit Büroteil muss nicht in allen Räumen ein einheitliches Temperaturniveau aufweisen. Zonen können getrennt werden, sofern ihre Anordnung und die Anlagen dies zulassen. Der Luftstrom zwischen ihnen muss jedoch berücksichtigt werden.
Ebenso sollten zulässige Schwankungen festgelegt werden. Empfindliche Waren können eine andere Regelung erfordern als ein Maschinenlager. In einer periodisch betriebenen Stahlhalle ist die Zeit von Bedeutung, die zur Vorbereitung des Innenraums vor Schichtbeginn benötigt wird. Nicht immer lässt sich das Gebäude schnell aufheizen, ohne seine Ausstattung und den Boden zu berücksichtigen.
Die Gebäudehülle bildet den ersten Teil der Bilanz
Wärme dringt durch Dach, Wände, Boden, Tore und Verglasungen. Ihre Flächen und Parameter werden in die Berechnung einbezogen. Ein Sandwichpaneel mit gutem U-Wert garantiert nicht dasselbe Ergebnis für das gesamte Gebäude. Eine Stahlhalle weist zudem Anschlüsse und Wärmebrücken auf, deren Einfluss im Entwurf berücksichtigt werden sollte.
Die Stahlkonstruktion und die Befestigungen erfordern korrekte Details an der Schnittstelle zur Dämmung. Besonders wichtig sind Sockel, Ecken und die Ränder von Öffnungen. Die Ausarbeitung dieser Stellen kann eher gerechtfertigt sein als die Erhöhung der Dicke aller Wände. Der Wahl sollte ein Vergleich von Varianten vorausgehen und nicht ein einzelner Katalogwert zugrunde liegen.
Luft ist oft ein wesentlicher Verlustpfad
Die Lüftung führt die von Menschen und Prozessen benötigte Luft zu. Im Winter erfordert ihre Aufbereitung Energie. Hinzu kommt der Zutritt durch Tore und Undichtigkeiten. Eine Stahlhalle mit intensivem Umschlag verhält sich anders als ein Objekt, das den größten Teil des Tages geschlossen ist. In der Bilanz sollte ein realistischer Verkehrsablauf angenommen werden.
Die Begrenzung unkontrollierten Luftstroms darf nicht darin bestehen, die erforderliche Lüftung abzuschalten. Analysiert werden können die Organisation der Anlieferungen, die Aufteilung von Zonen oder die ordnungsgemäße Abdichtung von Toren. Die Wärmerückgewinnung wiederum erfordert eine Auswahl nach Art der Luft und der Verunreinigungen. Stahlkonstruktionen sollten Platz und Lasten für die entsprechenden Anlagen vorsehen.
Maschinen, Menschen und die Sonne liefern Wärme
Produktionsanlagen und Beleuchtung geben einen Teil ihrer Energie an den Innenraum ab. Diese Gewinne können den Heizbedarf verringern, unter anderen Bedingungen jedoch zu Überhitzung führen. Nicht jede Maschine läuft gleichzeitig. Eine Stahlhalle erfordert daher eine Analyse typischer und extremer Situationen und nicht die Summierung aller Leistungsangaben von den Typenschildern.
Verglasungen verändern ebenfalls die Bilanz. Sie liefern Tageslicht, können aber sommerliche solare Gewinne und winterliche Verluste erhöhen. Ihre Lage ist mit der Anordnung der Arbeitsplätze und dem Blendschutz abzustimmen. Eine hohe Stahlhalle erfordert zudem eine Bewertung der Temperaturverteilung, da die Bedingungen am Dach von denen in der Arbeitszone abweichen können.
Für die Berechnung sollten nicht nur ein durchschnittlicher Arbeitstag übermittelt werden. Auch ein Anlaufszenario nach einer Pause und der Zeitpunkt des größten Umschlags sind erforderlich. Beide können andere Anforderungen stellen als ein ruhiger Lagerbetrieb. Der Planer sollte wissen, welche Situationen regelmäßig und welche sporadisch auftreten. So lässt sich die Regelungsart auswählen und vermeiden, dass jede kurze Toröffnung als Grund für eine dauerhafte Leistungserhöhung behandelt wird. Diese Annahmen sind später mit tatsächlichen Messungen zu vergleichen. Dies unterstützt die Bewertung nach der Saison.
Erst dann Anlagen vergleichen
Anhand der Bilanz lassen sich die Art der Wärmeversorgung, die Regelung und die Energiequelle bewerten. Komfort, Verfügbarkeit der Medien, Service und Nutzungsweise sind maßgeblich. Es gibt kein einziges Gerät, das für alle Produktions-, Lager- und Agrarhallen geeignet ist. Ein gut ausgewähltes System sollte auf die zuvor festgelegten Anforderungen eingehen.
Modulare Stahlkonstruktionen ermöglichen es, den Bau in wiederholbare Teile zu gliedern. Die Energiebilanz betrifft jedoch weiterhin das gesamte Gebäude und seine Zonen. Eine Stahlhalle sollte gemeinsam mit der Gebäudehülle und den Installationen geplant werden. So ergibt sich die Entscheidung über die Heizung aus den Daten und nicht aus einer vorsorglich hinzugefügten Leistungsreserve.
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