Systeme in Betrieben und Potentiale

Übersicht

Energieeffiziente Gebäudehülle
Ausführung der Wärmedämmung prüfen
Fenster / Verglasungen
Hallentore / -türen
Thermische Zonierung

Energieeffiziente Gebäudehülle

Wärmeverluste des Gebäudes

Betriebsgebäude von Handwerksbetrieben lassen sich hinsichtlich der Gebäudehülle meist in mehrere Bereiche aufteilen. So sind neben der eigentlichen Werkstatt, Lagerräumen und Sonderräumen (z.B. Lackierbereich) oft Ausstellungsbereiche für den Verkauf vorhanden. Des Weiteren sind in Teilbereichen Büros, Sozialräume, WC und Sanitärbereiche untergebracht. Die Flächenanteile der einzelnen Betriebsbereiche schwanken, je nach Gewerk, Betriebsgröße und Betriebsschwerpunkten (Herstellung, Verkauf / Reparatur).

Die Werkstattbereiche sind meist geringer temperiert als die restlichen Betriebsbereiche und häufig in Leichtbauweise (Sandwichplatten, Trapezbleche, Gasbetonwände bzw. gemauerte Wände) mit hohen Raumhöhen errichtet. An den Wandflächen dominieren meist großflächige Tore und Fensterelemente mit hohen U-Werten, die große Wärmeverluste erzeugen. Bodenplatten sind in älteren Betriebsgebäuden vielfach ungedämmt und können auch nachträglich nicht mehr gedämmt werden. Sind Werkstattbereiche unterkellert, z.B. durch unbeheizte Lagerbereiche, stellt das Dämmen der Kellerdecke eine günstige und wirtschaftliche Maßnahme dar.

Neben den Transmissionswärmeverlusten durch die mehr oder weniger gut gedämmte Gebäudehülle entstehen im Werkstattbereich durch das häufige Öffnen der Tore große Lüftungswärmeverluste, die nach Schließen der Tore - je nach Heizsystem - wieder mühsam durch Raumerwärmung kompensiert werden müssen. Durch Undichtigkeit der Gebäudehülle in Dach-/Deckenbereichen kommen, verstärkt durch die thermische Schichtung der Luft in der Halle (oben warm-unten kalt), noch Lüftungswärmeverluste hinzu.

Wegen der hohen Flächenanteile der Bauteile sind energetische Sanierungsmaßnahmen an der Gebäudehülle häufig kostenintensiv und benötigen lange Amortisationszeiten, steigern aber im Sommer wie im Winter deutlich die Behaglichkeit in der Werkstatt, verbessern die Beheizbarkeit der Halle und reduzieren die erforderliche Leistung eines Heizkessels. Bei einer integrierten Herangehensweise der Sanierung (Gebäudehülle, Heizung, Lüftung, Klimatisierung) sind bis zu 80 Prozent Energieeinsparung möglich.

Wer systematisch an die Energieeffizienz-Verbesserung herangehen will, sollte als ersten Schritt den Ist-Zustand analysieren. Dies umfasst sämtliche Teile des zu untersuchenden Gebäudes von der Wärmebereitstellung über die Außenwände inklusive der Fenster und Tore bis hin zur Möglichkeit der Nutzung erneuerbarer Energieträger oder Kraft-Wärme-Kopplung. Liegen dann die Ergebnisse zum Beispiel in Form eines Energiesparkonzepts vor, kann mit der Entscheidung über geeignete wirtschaftliche Maßnahmen sowie deren Umsetzung begonnen werden.

Hier einige Energieeffizienzmaßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz der Gebäudehülle, die aber wegen der gegenseitigen Beeinflussung nicht getrennt von den anderen Themen umgesetzt werden sollten.

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Ausführung der Wärmedämmung prüfen

nachträglichen Dämmung

Große Wärmeverluste werden oft durch unzureichende Wärmedämmung verursacht. Der größte Verlust findet in der Regel über die Hallendecke statt. Deshalb sollte das erste Augenmerk auf die Decke und erst in zweiter Linie auf die Wände gerichtet werden. Die Anbringung einer nachträglichen Wärmedämmung sollte unter Beachtung baulicher Gegebenheiten geprüft werden. Grundsätzlich sind hierbei die gesetzlichen Vorgaben des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) zu beachten. Beispielsweise liegen typische Dämmstärken, je nach Dämmmaterial, für den Heizfall ≥19 Grad zwischen 12 und 16 cm bei Außenwänden und 16-20 cm beim Flachdach. Auf jeden Fall sollte die Bildung eines Wärmepolsters unter der Decke vermieden werden und unter Beachtung der Arbeitsschutzrichtlinien und des GEG eine möglichst geringe Temperatur angestrebt werden.

Bei der nachträglichen Dämmung der Wände ist aus bauphysikalischen Gründen eine Außendämmung vorzuziehen.

Es wurde nachgewiesen, dass es sich auch im Gewerbebau lohnt, besser als nach dem geforderten Standard zu dämmen. Die Kalkulation zeigt, dass mit einer besonders gut gedämmten Gebäudehülle (PU-Dämmstoffdicke 16 cm (U = 0,152 W/m²K) statt 6 cm (U = 0,369 W/m²K)) ca. 35 Prozent der Heizenergie eingespart werden können.

Um den sommerlichen Wärmeschutz zu verbessern, sollte bei der Wahl der Dämmstoffe für die Außendämmung/Aufsparrendämmung bei Leichtkonstruktionen ein massereicher Dämmstoff mit hoher spezifischer Wärmekapazität eingesetzt werden. Durch die resultierende Phasenverschiebung zwischen Wärmeeinstrahlung und -wiederabgabe kann viel Energie für die Kühlung/Klimatisierung eingespart werden.

Eine andere Möglichkeit zur Minderung des Kühlbedarfs ist eine sehr gut hinterlüftete Vorhangfassade. Durch die Ausnutzung des Kamineffekts kann die Luft hinter der heißen Fassadenplatte/Dacheindeckung zirkulieren und die Wärme forttragen. Auch eine Photovoltaikanlage kann auf dem Süddach diesen Effekt erzielen, weil die Hinterlüftungsebene die in den Modulen entstandene Wärme abführt.

Die wichtigsten Energieeffizienzmaßnahmen:

Verbesserung des Wärmeschutzes (z. B. durch Dämmung insbesondere im Dach). Dabei nicht nur den Dämmwert - für den Winter - beachten, sondern auch die Wärmespeicherfähigkeit für den sommerlichen Wärmeschutz.

Nutzung von hinterlüfteten Fassaden und Dächern.

Lieber etwas besser dämmen als zu wenig.

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Fenster / Verglasungen

Eine optimierte Nutzung von Tageslicht reduziert nicht nur den Anteil der benötigten künstlichen Beleuchtung und führt somit zu einem geringeren Stromverbrauch, sondern ist auch unabdingbar (und vorgeschrieben) für eine gute Arbeitsplatz-Atmosphäre. Um Wärmeverluste zu minimieren, sollten Fenster mit guten thermischen Eigenschaften (geringer U-Wert) verwendet werden. Der Einbau von Wärmeschutzverglasungen reduziert gegenüber einfach verglasten Fenstern und einschaligen Industrieverglasungen mit Uw-Werten von ca. 5,0 W/(m²K) den Transmissionswärmeverlust um bis zu 80% am Fensterbauteil.

Um eine Überhitzung der Innenräume zu vermeiden, ist der Einsatz eines außenliegenden Sonnenschutzes sinnvoll. Außenliegende Verschattungselemente können auch zur optimierten Lichtlenkung eingesetzt werden. Am besten - aber in der Regel nur beim Neubau zu realisieren - ist eine großflächige Verglasung mit einer steilstehenden Nordausrichtung (z.B. Sheddach).

Die wichtigsten Energieeffizienzmaßnahmen:

Nutzung von Fenstern mit guten thermischen Eigenschaften und geringen Wärmeverlusten.

Einsatz eines effektiven außenliegenden Sonnenschutzes zur Vermeidung von Überhitzung im Sommer (z. B. durch Lichtlenkung).

Optimierung der Fensterflächenanteile entsprechend der Ausrichtung.

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Hallentore / -türen

Betriebsbedingt ist es oft notwendig, die Hallentore häufig zu öffnen oder z.B. für das Beladen von Lkw über eine längere Zeitdauer geöffnet zu halten. So entstehen im Winter hohe Wärmeverluste, die noch verstärkt werden, wenn dazu noch ein gegenüber liegendes Tor geöffnet wird.

Wo sehr oft Tore geöffnet werden müssen, kommt es darauf an, die Öffnungszeiten möglichst kurz zu halten. Das ist z.B. mit der Hilfe von Schnelllauftoren möglich. Bei ihnen ist zwar konstruktionsbedingt die Dämmfunktion nicht so hoch, dafür aber ein schnelles und bequemes Schließen möglich. Für den Einbruchschutz müssen diese Tore in der Regel mit einem massiven Tor mit besseren Dämmeigenschaften kombiniert werden. Um nicht so viel Heizenergie zu verlieren, sollte die Luft im Raum eine möglichst niedrige Temperatur haben. Hier empfiehlt sich eine Strahlungsheizung, die weniger die Luft als vielmehr die Oberfläche von Massen erwärmt.

Grundsätzlich sollten die Betriebsabläufe so geplant werden, dass ein Passieren der Tore / Türen möglichst vermieden wird. Häufig kann das durch eine Umorganisation von Innen- und Außenlager erreicht werden.

Wo Tore weniger oft geöffnet werden, ist die gute thermische Eigenschaft und die Luftdichtheit der Toranlage besonders wichtig. Moderne Sektionaltore können diese Anforderungen erfüllen, aber auch bei ihnen kommt es darauf an, die Öffnungszeiten zu minimieren. Dazu ist es wichtig, dass die Mitarbeiter den Schließmechanismus leicht bedienen können. Wer auf dem Stapler sitzt, wird nicht zum Öffnen und Schließen immer wieder absteigen wollen und lässt öfter das Tor auf. Hat er eine Fernbedienung oder ist das Öffnen automatisiert, wird das die Öffnungszeit des Tores drastisch senken.

Toröffnung für Mitarbeiter beim Betreten oder Verlassen des Gebäudes lässt sich durch Schlupf- oder Nebentüren vermeiden. Diese auch als Notausgangstüren nutzbare Türen reduzieren den Wärmeverlust drastisch. Dabei sind Nebentüren aus Gründen der mechanischen Stabilität zu bevorzugen. Häufig genutzte Außentüren zu gut beheizten Räumen sollten mit einem Windfang versehen sein.

Reduzieren lassen sich die Wärmeverluste auch durch den Einbau von Torluftschleieranlagen. Durch Düsen neben oder über dem Tor wird Luft so eingeblasen, dass sich eine „Luftwand“ bildet. Diese vermindert das Eindringen von Kaltluft und kann aber gleichzeitig problemlos von Menschen und Fahrzeugen durchschritten werden. Diese Technik ist besonders vorteilhaft bei ständig bzw. sehr lange geöffneten Toren oder Türen.

Zur Verringerung dieser Wärmeverluste können die folgenden Maßnahmen evtl. auch in Kombination beitragen:

Einbau von Schnelllauftoren dann, wenn häufiges Toröffnen verlangt ist.

Je weniger die Tore geöffnet sind, umso mehr sollte auf die Wärmedämmeigenschaft und die Luftdichtheit der Tore geachtet werden.

Betriebsabläufe so planen, dass möglichst wenig Torpassagen nötig sind.

Öffnen und Schließen der Tore / Türen möglichst einfach machen oder automatisieren.

Dichtungen verschleißen schnell ⇒ regelmäßige Inspektionen durchführen lassen.

IR-Bild Sektionaltor

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Thermische Zonierung

In der Regel müssen nicht alle Bereiche im Unternehmen gleich temperiert sein. Während in Büros, Aufenthaltsräumen oder Arbeitsbereichen mit überwiegend sitzender Tätigkeit im Heizfall eine Temperatur von ca. 21°C herrschen sollte, werden bei körperlich schweren Arbeiten Temperaturen im Heizfall von 12 bis < 19 °C als angenehm empfunden. Aus technischen Erfordernissen, wie z.B. in der Feinmechanik, sind (konstante) Temperaturen um 20°C gefordert. Andere Bereiche wie z.B. reine Lager benötigen – mit Ausnahme kälte- oder frostempfindlicher Materialien – gar keine Heizung. Daher ist es wichtig, den Wärmebedarf der einzelnen Bereiche im Betrieb zu ermitteln und regelmäßig zu hinterfragen.

Eine angepasste Temperatur lässt sich aber nur dann einstellen, wenn die Bereiche voneinander thermisch trennbar sind. Das kann baulich durch Wände und durch Türen oder (Schnelllauf-)Tore erreicht werden. Aber auch der Dämmstandard der Wände sollte dem Temperaturgefälle Rechnung tragen. So ist z.B. die Wand zwischen einem Büro und einem ungeheizten Lager so zu dämmen wie ansonsten die thermische Außenhülle.

Bei einigen Betrieben werden innerhalb einer Halle verschiedene Temperaturen benötigt. Dies kann z.B. bei der punktuellen Beheizung einzelner Arbeitsplätze oder -bereiche aber auch bei Abschnitten mit verschiedenen Arbeitsanforderungen der Fall sein. Hier bietet sich die Installation einer Strahlungsheizung an, die direkt die entsprechenden Bereiche erwärmt, wobei die übrigen Bereiche kühler bleiben und keine Zugerscheinungen auftreten.

Betrieb baulich so unterteilen, dass eine thermische Zonierung möglich ist.

In den Zonen Temperatur anpassen.

Übergang von einer Temperaturzone in die andere möglichst einfach machen, insbesondere dann, wenn das Temperaturgefälle groß ist (Automatiktüren, Schnelllauftore …).

Wärmebedürfnis mit den Mitarbeitern absprechen.

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