Moderne Heiztechnik in die Decke eingebaut

Thomas Ritter*, Dr. Andreas Kämpf*

Gasinfrarotstrahler werden seit Jahrzehnten erfolgreich in Industriehallen und gewerblichen Hallen eingesetzt. Werden an die Innenarchitektur besondere Anforderungen gestellt, wie z.B. in Sporthallen, Versammlungsräumen oder Kirchen, so ist eine Integration der Heizstrahler in die Decke wünschenswert. Die Technik der Heizsysteme wird dadurch weitgehendst verdeckt; die energetischen Vorteile der Strahlungsheizung kommen aber voll zum Tragen. Der Deckeneinbau von Gasinfrarot-Hellstrahlern ist nicht neu, erfordert jedoch einige besondere Installationsvorkehrungen, die hier beschrieben werden sollen.

Installationsanforderungen

Die geltenden Installationsrichtlinien für Hellstrahler sind in dem DVGW-Arbeitsblatt G 638 Teil 1 festgeschrieben. Für den Deckeneinbau sind hier allerdings keine spezifischen Besonderheiten enthalten. Jedoch wurden die Installationsbedingungen mit den verschiedenen regionalen Bauämtern diskutiert und erfüllen die notwendigen Sicherheitsanforderungen.

Der zu beheizende Raum muss mindestens eine lichte Höhe von 4 m aufweisen. Über dem zu beheizenden Raum dürfen keine Nutzräume sein. Dort wo die Decke den "Dachboden" trennt, darf ein Gasinfrarotstrahler in die Decke eingebaut werden, wenn darüber (lt. Behörden) ein "nicht begehbarer Raum" ist, das heißt, ein Dachboden, der nur über eine Leiter zu erreichen ist, oder keinen für jedermann begehbaren Fußboden aufweist. Denn das Besondere an diesem System ist, dass die Abgase eines jeden Gerätes frei in den Dachraum strömen und gesammelt über einen Ventilator ins Freie geleitet werden. Dies erfordert besondere Vorsichtsmaßnahmen hinsichtlich der Abgasführung.

Auch in abgehängte Decken kann dieses System eingebaut werden, wenn bestimmte Abstände zur tragenden Decke ("Rohdecke") eingehalten werden und sich darüber, wie zuvor beschrieben, keine begehbaren Räume befinden. Strahler müssen allseits außerhalb ihres Strahlungsbereiches von Bauteilen mit brennbaren Baustoffen soweit entfernt bleiben, dass an diesen bei Nennwärmebelastung keine höheren Temperaturen als 85°C auftreten können. Dies ist in der Regel sichergestellt, wenn nach den Seiten ein Abstand von mind. 20 cm und nach oben (oberhalb des Strahlers) ein Abstand von mind. 80 cm eingehalten wird. Nach oben darf der Abstand reduziert werden, wenn sichergestellt ist, dass an den Baustoffen eine Temperatur von 85°C nicht überschritten wird.

Bild 1: Abgasführung eines Hellstrahlers in den Dachraum.

Abgasführung

Die Abgase werden gemäß den geltenden Vorschriften mittels Ventilatoren mechanisch abgeführt. Beim Deckeneinbau gelten zusätzlich folgende Auflagen:

1. Die Abgase müssen so weit in den abgehängten Bereich abgeleitet werden, dass sie nicht in Hohlräume wie z.B. isolierte Decken oder Zwischenböden gelangen können. Dies wird durch ein Abgasrohr, dass in den Dachraum hineinreicht, verhindert.

2. Bei abgehängten Decken ist darauf zu achten, dass die Verbrennungsluft nicht mit Abgasen vermischt wird. Diese Vorschrift kann durch die Abgasführung eingehalten werden.

3. Es dürfen keine Abgase unter die abgehängte Decke gelangen.

Des Weiteren ist darauf zu achten, dass die aus dem Abgasrohr ausströmenden Abgase nicht an der Decke kondensieren.

Bei zu geringen Abständen zur Dachhaut oder zu niedrigen Dachböden sollte je nach Bauobjekt jedes Abgasrohr getrennt aus dem Dach geführt werden oder die Ventilatorleistung auf 50 m³/h je installiertes kW erhöht werden.

Der Durchmesser des Abgasstutzens ist abhängig von der Leistung der Geräte. Die Öffnung zum Reflektor wird nur so groß gewählt, dass sich immer ein Abgaspolster im Reflektor einstellen kann. Es sollte jedoch nur sehr wenig Abgas über die Reflektorkanten strömen.

Bild 2: Einbau eines Hellstrahlers in einem Flachdach.

Das Abgasrohr muss mindestens 0,5 m lang sein, sollte aber nicht länger sein als 1,0 m. Der Abstand zur Dachhaut muss mindestens 0,5 m betragen. Kann der Abstand nicht eingehalten werden, so verspringt man mit 2 45°-Bogen zur Seite oder man führt die Abgase direkt über Dach wie in der G 638/I beschrieben (Bild 1).

Wenn die Mindestabstände nicht eingehalten werden können und eine Dachdurchführung nicht erwünscht ist, so müssen die Bauteile des Daches durch ein Alu-Blech in ca. 5 cm Abstand vom Baustoff geschützt werden.

Um in einem flachen Hohlraum Gasinfrarotstrahler einzubauen, ist eine lichte Höhe von mindestens 50 cm erforderlich (Bild 2). Die Anforderung ergibt sich aus: 30 cm Höhe des Gerätes und einen Mindestabstand von 20 cm nach oben.

Ein Dach aus brennbaren Materialien (z.B. Holzdach) ist durch ein mind. 2 m² großes Blech über den Geräten in einem Abstand von 5 cm unter den Bauteilen vor einer Temperaturerhöhung von mehr als 85°C zu schützen. Es ist darauf zu achten, dass das Blech noch mind. 20 cm über das Ende des Abgasrohres hinausragt. Bei einem derartigen Einbau der Geräte und einem Hohlraum < 1,0 m muss das Abgasrohr 1,0 m lang sein und seitlich verlegt werden.

Es ist darauf zu achten, dass die Abgase vom Strahler abgeleitet werden, damit das Gerät keine Abgase zur Verbrennung erhält.

Kondensatprobleme gibt es hierbei (erfahrungsgemäß) nicht, da der gesamte Hohlraum durch die konvektive Wärme leicht erwärmt wird und durch die vorgeschriebenen Ventilatoren ausreichend Luft ausgetauscht wird.

Bild 3: Ausführung eines Deckenausschnittes.

Deckenausschnitt

Die Decke muss allseits 3 cm größer als der Reflektor ausgeschnitten werden (Bild 3). Die Schnittkanten werden mit einem ALU-Winkel 50 x 50 mm verkleidet, um eine gute Optik zu erhalten und die seitlichen Bauteile vor Erwärmung zu schützen.

Es wurden an mehreren Anlagen die Temperatur des Winkels nach einer Heizzeit von mehr als 2 Stunden gemessen, und es konnte keinerlei Temperaturerhöhung festgestellt werden. Dies, weil a) der größte Anteil der Abgase durch das Abgasrohr abgeleitet wurde und b) durch die 3 cm breite Öffnung immer eine Luftzirkulation stattfindet.

Auch hier ist innerhalb der Decke auf einen Mindestabstand von 20 cm zu den Baustoffen zu achten. Gegebenenfalls wird der Boden im oberen Bereich größer ausgeschnitten oder der Ausschnitt komplett mit Blech ausgekleidet. Dies empfiehlt sich, wenn die Decke noch mit alten, brennbaren Materialien isoliert ist.

Beim Einbau der Geräte in einen Hohlraum bzw. abgehängte Decke muss im Bereich der Schalt- und Regelstrecke die Decke zu öffnen sein, um im Falle einer technischen Störung Zugang zu haben.

Die Aufhängung der Geräte ist so zu konstruieren, dass das komplette Gerät zur Reparatur aus dem Deckenausschnitt entfernt werden kann.

Bild 4: Deckeneinbau in einer Versammlungshalle.

Ausgeführte Anlagen

Hellstrahler wurden bereits in einigen Schulsporthallen in Lübeck eingebaut. Kurzzeitig genutzte Sporthallen, in denen die Wärme schnell verfügbar sein muss, stellen einen idealen Anwendungsfall für Hellstrahler dar. Auch die Gemeinde Bispingen (rund 50 km südlich von Hamburg) hat für ihre Allzweckhalle in Steinbeck im Zuge der Modernisierung der Heizungsanlage ein Deckeneinbausystem gewählt und damit weit über 40% Energieeinsparung gegenüber der alten Außenwandheizung erzielt.

Der Gastwirt des Westerescher Hofes in Scheeßel-Westeresch (rund 70 km südwestlich von Hamburg) beheizt seit einigen Jahren den Veranstaltungssaal mit einer in die Decke integrierten Hellstrahleranlage (Bild 4).

Eine Schlosserei bei Walsrode (rund 100 km südlich von Hamburg) besitzt für eine herkömmlich installierte Strahlungsheizung eine zu geringe Deckenhöhe in ihrer neuen Halle. Es sind gerade 4 m Höhe, und außerdem verläuft ca. 10 cm unter der Decke ein Brückenkran. Der Kunde wollte auf eine wirtschaftliche Strahlungsheizung nicht verzichten. Durch den Deckeneinbau war es möglich, auch diese Halle mit Hellstrahlern zu beheizen.

* Thomas Ritter, Dr. Andreas Kämpf, GoGaS Goch GmbH & Co. KG, Dortmund

B i l d e r : GoGaS Goch GmbH & Co. KG, Dortmund

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