LoWaTec - Technische Grundlagen
Industrieflächenheizung und -kühlung
Behaglichkeit
Wärmelinse
Funktionsheizen
Fugentechnik
Betonarten
Menschlich, ökonomisch und ökologisch die richtige Entscheidung
Vorteil der LoWaTec Industrieflächenheizung für den Bauherrn und Nutzer liegt in der großen Ökonomie durch absolute Raumfreiheit, da keine störenden Heizeinrichtungen vorhanden sind. Ein gleichmäßiges Temperaturprofil, keine ungenutzten Wärmepolster unter der Hallendecke, geringe Luftbewegung und keine Staubaufwirbelung sowie ein arbeitsförderndes Umfeld aufgrund der hohen thermischen Behaglichkeit sind weitere Vorteile des Systems. Die LoWaTec Industrieflächenheizung wird für jede Halle leistungsbezogen angepasst. Wir optimieren die Verlegeabstände ganz nach den spezifischen Heizleistungen oder Kühlleistungen der Halle oder des Gebäudes. Dabei werden die wartungsfreien LoWaTec PE-X Rohre direkt in der Bodenplatte verlegt.
Wirtschaftlichste Beheizung - Architektonische Raumfreiheit
Bauherren und Betreiber großer Hallen werden im Zeitalter der Globalisierung und dem daraus resultierenden erhöhten Wettbewerb von Anfang an vor die Frage gestellt: Wie wirtschaftlich lässt sich meine Immobilie betreiben? Eine Industrieflächenheizung von LoWaTec zeichnet sich im besonderen Maße durch eine energieeffiziente Betriebsweise aus. Als Niedertemperaturheizsystem werden Wärmeverluste durch die Wärmeverteilung und Wärmeerzeugung deutlich reduziert. Diese niedrige Prozesstemperatur wird erst durch einen großflächigen Heizkörper möglich: den Hallenboden. Wärme aus Produktionsprozessen und der Einsatz von Wärmepumpen als Wärme- bzw. Kälteerzeuger senken zusätzlich den Kostenaufwand der Wärme- bzw. Kälteerzeugung. Die LoWaTec Industrieflächenheizung erfüllt damit uneingeschränkt die Ansprüche moderner Bauvorhaben.
Da die LoWaTec Industrieflächenheizung unsichtbar im Hallenboden integriert ist, wird eine optimale Raumausnutzung und Wärmeverteilung erreicht. Die gesamte Fläche kann als Produktions oder Lagerfläche genutzt werden, ohne dass kalte Bereiche im Strahlungsschatten entstehen. Darüber hinaus werden spezielle Anforderungen an Statik und Konstruktion der Hallendecke vermieden.
Bodenkonstruktionen
Nutzlasten
Entsprechend der geforderten Nutzlast werden die Betongüte und Betonart, sowie der konstruktive Aufbau und die Betonplattenstärke vom Statiker festgelegt. Die LoWaTec Industrieflächenheizung enthält keine nutzlastbeschränkenden Systemteile, so dass vom Statiker keine systembedingten Grenzen beachtet werden müssen.Bauart
Falls die Bodenplatte zeitlich vor den Hallenwänden erstellt wird, findet die Montage der LoWaTec Industrieflächenheizung im Freien statt. Witterungsbedingte Schutzmaßnahmen können hier erforderlich werden. Vor dem Einbau der Industrieflächenheizung muss der Untergrund durch die Bauleitung die Freigabe erhalten, da die Heizung in der einzubringenden Betonplatte integriert ist.
Untergrund
Der vereinfachte Aufbau eines Industriebodens ist ist im Bild unten dargestellt. Bei nicht ausreichender Tragfähigkeit des Untergrundes wird eine Tragschicht eingebaut. Als Material kommen vorrangig Kies oder Schotter zum Einsatz, wobei diesen zur Erhöhung der Tragfähigkeit Bindemittel (z.B. Zement) zugesetzt werden können. Über die Notwendigkeit einer einzubringenden Tragschicht entscheidet der Statiker. Zur Erstellung einer planebenen Oberfläche wird oberhalb des Untergrundes, bzw. wenn eine Tragschicht vorhanden ist über dieser, eine Sauberkeitsschicht (dünne Beton- oder Zement-estrichschicht) eingebracht.
Bauwerksabdichtung
Je nach Beschaffenheit des Untergrundes (Bodenfeuchtigkeit, drückendes oder nicht-drückendes Wasser) ist gemäß DIN 18195 eine Bauwerksabdichtung vorzusehen. Die Entscheidung über die Einbringung einer Bauwerksabdichtung obliegt dem zuständigen Gebäudeplaner, die Montage dem Baugewerk.
Wärmedämmung
Gegen das Erdreich wird, falls erforderlich, unter der Betonplatte eine Wärmedämmung vorgesehen. Trenndecken mehrgeschossiger Industriebauten mit gleichartiger Nutzung sollten in Anlehnung an die DIN EN 1264 – 4 mit einer Wärmedämmung unterhalb der Betondecke ausgestattet werden, sofern die Industrieflächenheizung innerhalb der Betondecke liegt. Die Montage der Wärmedämmschicht erfolgt meist durch das Baugewerk.
Trenn- und Gleitschichten
Wärmedämmschichten sowie ungebundene Tragschichten sollten mit einer Trennschicht aus Polyethylenfolie abgedeckt werden. Diese gewährleisten eine Werkstofftrennung und verhindern so einen Stoffaustausch. Zusätzlich werden Wärmebrücken durch eindringenden Beton vermieden.
Zwischen Betonplatte und Tragschicht werden Gleitschichten in Form einer 2-lagigen Polyethylenfolie eingebracht. Diese verringert die Reibung zwischen der Betonplatte und der Tragschicht und die damit verbundene Belastung der Betonplatte.
Die Montage der Trenn- bzw. Gleitschichten erfolgt meist durch das Baugewerk.
Betonarten
Stahlbeton - bewehrt (Grafik anklicken für Details)
Bewehrter Beton ist die klassische Ausführung bei den Betonarten. Er besteht aus unterer und oberer Bewehrung mit speziellem Abstandshalter zwischen den Bewehrungslagen. In der Regel wird die untere Bewehrung als Rohrträger benutzt, d.h. die LoWaTec PE-X Rohre werden mittels Kabelbinder oder mit einer speziellen Bindemaschine auf den unteren Baustahlmatten befestigt.
Vorteil
Tragfähigkeit bei sehr hohen Belastungen
Tragfähigkeit bei sehr hohen Belastungen
Nachteil
Funktionsheizen erst nach dem 28. Tag - Kostenintensive Dehnungsfugen
Funktionsheizen erst nach dem 28. Tag - Kostenintensive Dehnungsfugen
Stahlbeton - Stahl- oder Kunststofffasern (Grafik anklicken für Details)
Faserbeton besteht aus Beton unter Zugabe von Stahl- oder Kunststofffasern. Der Beton ist hierbei mit diesen Fasern durchsetzt, sodass sich bei der Einbringung des Betons eine dreidimensionale Verankerung einstellt und somit die klassische Bewehrung ersetzt. Als Rohrträger wird eine Baustahlmatte (z.B. Q131 bzw. Q188) oder eine Kunststoff-Spezialschiene eingesetzt, um ein Aufschwimmen der Rohre zu verhindern.
Vorteil
Geringer Montageaufwand
Nachteil
Funktionsheizen erst nach dem 28. Tag
Kostenintensive Dehnungsfugen
Kostenintensive Dehnungsfugen
Walzbeton (Grafik anklicken für Details)
Walzbeton oder "Roller Compacted Concrete" (RCC) ist ein erdfeuchter Beton. Der Beton wird entweder vom Betonwerk in Kippfahrzeugen angeliefert oder vor Ort hergestellt. In der Regel wird der Beton dann mit Dumperfahrzeugen eingebracht, mit Lasertechnologie eingeebnet und mittels Plattenrüttlern und Vibrationswalzen verdichtet.
Vorteil
Keine kostenintensiven Dehnungsfugen
Funktionsheizen bereits nach dem 3. Tag
Keine kostenintensiven Dehnungsfugen
Funktionsheizen bereits nach dem 3. Tag
Nachteil
Wirtschaftliche Betoneinbringung erst bei Flächen > 2.500m²
Wirtschaftliche Betoneinbringung erst bei Flächen > 2.500m²
Betonfugentechnik
Fugenplanung
Die Fugenplanung obliegt dem Bauwerksplaner bzw. dem Statiker und ist aufgrund der niedrigen Heiztemperatur unabhängig von der Industrieflächenheizung. Es wird grundsätzlich unterschieden in Fugen, die zur Begrenzung der Elementgröße erforderlich sind und in Fugen, die ein Bauteil von einem anderen trennen. Der Heizungsfachplaner benötigt diesen Fugenplan um die Heizkreise daraufhin ab-zustimmen und einzuplanen.
Scheinfugen (Grafik anklicken für Details)
Scheinfugen sind „künstlich erzeugte Risse“ in der Bodenplatte und dienen als Sollbruchstelle. Nach dem Aushärten des Betons wird der Querschnitt durch Einschneiden der Oberfläche geschwächt und das Auftreten des Risses an der definierten Stelle provoziert (kontrollierte Rissbildung). Die Schnitttiefe beträgt etwa 25 - 30% der Plattendicke. Das Schneiden darf nicht zu früh erfolgen, da der Schnitt in nicht ausreichend ausgehärtetem Beton „ausfranst“. Scheinfugen werden als Quer- und Längsfugen beim großflächigen Betonieren angeordnet sowie als Querfugen beim Betonieren in Bahnen.
Tagesfugen (Grafik anklicken für Details)
Tagesfugen (auch Pressfugen genannt) entstehen durch das Anbetonieren an einen abgeschalten, früher hergestellten Abschnitt. Die Ausbildung ist mit Nut und Feder, bei Verdübelung auch mit glatten Stirnflächen. Sie trennen die Betonplatte über ihre gesamte Dicke. Pressfugen werden als Längsfugen beim Betonieren in Bahnen und auch als Querfugen beim Betonieren in Feldern angeordnet.
Raumfugen (Grafik anklicken für Details)
Raumfugen trennen die Bodenplatte von anderen Bauteilen wie z.B. Stützen, Wänden, Schächten, Kanälen etc.. Dadurch wird die Eintragung von möglichen zusätzlichen Horizontallasten in die auf- oder abgehenden Bauteile verhindert. Weiter sollen Raumfugen eine freie Ausdehnung des Betons ermöglichen. Fugenprofile werden grundsätzlich erst nach der Verlegung der LoWaTec-Heizrohre gestellt, sofern sie die Heizrohre queren!
Wärmelinse
Eine wichtige Eigenschaft einer beheizten Industriefläche ist die Ausbildung einer Wärmelinse unterhalb des Gebäudes.
Diese bildet sich je nach Heizsystem und Beschaffenheit des Erdreiches verschieden stark aus. Eine Randdämmung (Perimeterdämmung) gemäß GEG soll den Wärmeverlust zum Gebäudeäußeren verhindern. Eine Wärmelinse entsteht unabhängig des Heizsystems. Sollte die Grundwassertiefe größer als 3 m sein, dient das gewachsene Erdreich als unendlicher Wärmespeicher; diese gespeicherte Wärme wird dem Gebäude wieder zurückgeführt. Eine Randdämmung gemäß GEG verhindert den Wärmeverlust zum Gebäudeäußeren und unterstützt zusätzlich eine gewollte Ausbildung der Wärmelinse in das Erdreich.
Diese gespeicherte Wärmeenergie steht dann dem Gebäude in der Übergangszeit zur Verfügung und wird nahezu unbehindert über die Bodenplatte wieder zurückgeführt. Eine Randdämmung ist demnach als ernergetisch günstig zu bewerten. Wird die Bodenplatte mit einer vollflächigen Wärmedämmung versehen, so bildet sich die Wärmelinse nicht so tief in das Erdreich aus. Allerdings behindert die Dämmung im Umkehrschluss die Zurückführung der gespeicherten Energie in das Gebäude.
Sollte die Grundwassertiefe kleiner als 3 m sein, ist eine vollflächige Wärmedämmung grundsätzlich zu empfehlen.
Wärmelinse einer ungedämmten Bodenplatte mit Industrieflächenheizung (Grafik anklicken für Details)
Beheizung mit Industrieflächenheizung: Aufgrund eines Mindestabstandes der äußeren Heizrohre bei der Industrieflächenheizung zum Hallenrand, kann die Wärmelinse kontrolliert unterhalb der Industriehalle gehalten und somit ein Wärmeverlust über die äußere Kältebrücke vermieden werden.
Beheizung mit Lufterhitzer, Dunkelstrahler oder Deckenstrahlplatten (Grafik anklicken für Details)
Durch die unkontrollierte Beheizung mit Lufterhitzer, Dunkelstrahler oder Deckenstrahlplatten, wird der Hallenboden auch am Gebäuderand beheizt und bewirkt dadurch einen Wärmeverlust zum Gebäudeäußeren.
Behaglichkeit
Bei der Wahl, Auslegung und Anordnung der Heizeinrichtung muss darauf geachtet werden, dass die Arbeitnehmer nicht gesundheitsschädlichen thermischen Einflüssen ausgesetzt sind. Mit der LoWaTec Industrieflächenheizung/-kühlung schaffen Sie das ideale Arbeitsklima für Ihre Mitarbeiter.
- Wärme genau da, wo sie benötigt wird im Arbeitsbereich des Menschen vom Hallenboden bis zur Hallendecke
- Volle Leistungsfähigkeit der Mitarbeiter
- Sanfte Strahlungswärme, dadurch keine Zugerscheinungen
- Heizen/Kühlen mit einem System
- Arbeitsstättenverordnungskonform
Laut Arbeitsstättenrichtlinien gilt:
§ 6 Raumtemperaturen
1 In Arbeitsräumen muss während der Arbeitszeit eine unter Berücksichtigung der Arbeitsverfahren und der körperlichen Beanspruchung der Arbeitnehmer gesundheitlich zuträgliche Raumtemperatur sein. Dies gilt auch für Bereiche von Arbeitsplätzen in Lager-, Maschinen- und Nebenräumen.
2 Es muss sichergestellt sein, dass die Arbeitnehmer durch Heizungseinrichtungen keine unzuträglichen Temperaturverhältnissen ausgesetzt sind.
3 Die Lufttemperatur in Arbeitsräumen soll + 26°C nicht überschreiten. Bei darüberliegender Außentemperatur darf in Ausnahmefällen die Lufttemperatur höher sein.
5 Die Oberflächentemperatur des Fußbodens an ständigen Arbeitsplätzen in Arbeitsräumen soll nicht mehr als 3°C unter und 6°C über der Lufttemperatur liegen.
§ 8 Fußböden
Ein ausreichender Schutz gegen Wärmeableitung ist ferner gegeben, wenn eine Oberflächentemperatur des Fußbodens von nicht weniger als 18°C gewährleistet ist, z.B. durch Heizungsanlagen oder andere betriebliche Einrichtungen. Bei der Wahl, Auslegung und Anordnung der Heizeinrichtung muss darauf geachtet werden, dass die Arbeitnehmer nicht gesundheitsschädlichen thermischen Einflüssen ausgesetzt sind. Mit der LoWaTec Industrieflächenheizung/-kühlung schaffen Sie das ideale Arbeitsklima für Ihre Mitarbeiter.
Temperaturprofil und Wärmeabgabe
Darstellung typischer vertikaler Temperaturprofile in einer Industriehalle mit unterschiedlicher Beheizung unter gleichen Bedingungen.
Bei Lufterhitzer oder Dunkelstrahler wird die Luft im Raum erwärmt, diese Warmluft entweicht sofort beim Öffnen der Hallentore. Es dauert lange und ist mit hohem Energieaufwand verbunden die Raumtemperatur wieder zu erbringen.
Bei einer Industrieflächenheizung besteht die Beheizung einer Halle aus Strahlungswärme die in der Bodenplatte gespeichert ist. Diese gespeicherte Strahlungswärme steht dem Nutzer auch zur Verfügung während die Hallentore geöffnet sind. Nach Schließung der Hallentore steht die Strahlungswärme (Speichermasse der Bodenplatte) sofort wieder zu 100% zur Verfügung!
Funktionsheizen
Stahlbeton
1. Funktionsheizbeginn nach ca. 28 Tagen
2. Beginn mit 5 K über Betontemperatur und mindestens 1 Woche halten
3. Tägliche Erhöhung der Vorlauftemperatur um 5 K bis zur Auslegungstemperatur
4. Auslegungstemperatur 1 Tag halten
5. Vorlauftemperatur um 10 K pro Tag bis zur Betriebstemperatur senken
6. Betriebstemperatur einstellen
Walzbeton
1. Funktionsheizbeginn nach ca. 3 Tagen
2. Beginn mit 5 K über Betontemperatur und mindestens 5 Tage halten
3. Tägliche Erhöhung der Vorlauftemperatur um 5 K bis zur Auslegungstemperatur
4. Auslegungstemperatur 1 Tag halten
5. Vorlauftemperatur um 10 K pro Tag bis zur Betriebstemperatur senken
6. Betriebstemperatur einstellen
Download Funktionsheizprotokoll
in Anlehnung an DIN EN 1264-4 und ATV DIN 18380
in Anlehnung an DIN EN 1264-4 und ATV DIN 18380
Funktionsheizen der Industrieflächenheizung
Industrieflächenheizungen in der Betonsohle, sind einem Funktionsheizvorgang zu unterziehen.
(In Anlehnung an DIN EN 1264-4 und ATV DIN 18380)
Diese Funktionsheizung dient zur Überprüfung der Funktion der beheizten Fußbodenkonstruktion und nicht zum Trockenheizen des Betons. Beginn und Temperaturverlauf sind abhängig von Betonzusammensetzung, Festigkeitsentwicklung und Bodenkonstruktion projektspezifisch festzulegen und zu dokumentieren. Von nebenstehenden Funktionsheizvorgängen ist auszugehen:
(In Anlehnung an DIN EN 1264-4 und ATV DIN 18380)
Diese Funktionsheizung dient zur Überprüfung der Funktion der beheizten Fußbodenkonstruktion und nicht zum Trockenheizen des Betons. Beginn und Temperaturverlauf sind abhängig von Betonzusammensetzung, Festigkeitsentwicklung und Bodenkonstruktion projektspezifisch festzulegen und zu dokumentieren. Von nebenstehenden Funktionsheizvorgängen ist auszugehen:
LoWaTec GmbH - LoWaTec Industrieflächenheizung - Industrieflächenkühlung - Hallenheizung