Lüftung von Hallenbauten
Zentral oder dezentral?
Bei Hallenbauten wie Produktions- und Sportstätten, Logistik-Immobilien und Verkehrsbauten sorgt normalerweise eine mechanische Lüftung für den kontrollierten Luftaustausch. In modernen Gebäuden gewährleistet eine intelligent gesteuerte Lüftungsmechanik den gebotenen Luftwechsel, verhindert den Sauerstoffmangel und die Anreicherung von CO2, Feinstaub und leichtflüssigen Kohlenwasserstoffen (VOC). Anlagentechnisch konkurriert die zentrale mit der dezentralen Lüftung.
Beim Zentralsystem wird die Zuluft von einer Lüftungszentrale aufbereitet und über ein Luftkanalnetz verbreitet. Das ist nicht immer einfach, weil Kranbrücken, Sprinkler und Versorgungsleitungen im Wege stehen. Hinzu kommt eine Vielzahl an Luftdurchlässen, Volumenstromreglern und Luftklappen. Außerdem verlangt der Gesetzgeber eine Wärmerückgewinnung, wenn das Zuluftvolumen 4.000 m3/h überschreitet. Für die Praxis bedeutet das in der Regel ein Zusammenführen der Zu- und Fortluftkanäle am Einbauort des Wärmeübertragers. Das macht selbst die computergestützte Projektplanung recht aufwendig.
Eine ausgeklügelte dezentrale Technik entwickelte die westfälische Vacurant Heizsysteme GmbH in Bad Lippspringe: Das Dachlüftungsgerät „VR 3400“ mit integriertem Wärmerückgewinner. Es sieht äußerlich aus wie ein Dachventilator, hat aber einen radialen Zu- und Fortluftventilator und einen langsam rotierenden Regenerativ-Wärmeübertrager. Letzterer entzieht im Winter der verbrauchten Hallenluft einen großen Teil des Wärmeinhaltes und überträgt ihn auf die kalte, angesaugte Außenluft. Das erspart dem Betreiber die Energiekosten für die Aufwärmung der Zuluft.
Im Sommer nutzt das System die Nachtauskühlung: Der rotierende Wärmeübertrager wird dann abgeschaltet und es findet ein reiner Ventilationsbetrieb statt. Bei Stillstand beider Ventilatoren fährt eine Klappe automatisch in die Schließstellung und verhindert so den Luftaustausch.
Hoher Wirkungsgrad
Der Wärmeübertrager überträgt die Temperatur und Luftfeuchte – also die Enthalpie – mit einem thermischen Wirkungsgrad von 75 bis 94%. „Damit erfüllt das System die Vorschriften des Gebäude-Energie-Gesetzes“, betont Vacurant-Geschäftsführer Christian Tüllmann. Das GEG schreibt für die regenerative WRG eine Mindestwärmezahl von 73% vor.“ Die Anlagenkosten sind bis zu 50% über die BAFA (Modul 4: Energiebezogene Optimierung von Anlagen und Prozessen) förderfähig. Das schließt die Elektro- und Dachdeckerarbeiten ein.
Die VR-Geräte werden mit Schürzen in das Schräg- oder Flachdach eingebunden. Das vereinfacht die Montageplanung, denn die Geräte sind in der Regel werkseitig vorgefertigt und elektrisch verkabelt. Sie werden just-in time von außen mit dem Kran in das Gebäude eingebracht oder von innen durch das Dach geführt, dann befestigt und abgedichtet.
Die Vormontage kommt der modernen Modul-Bauweise mit kurzen Taktzeiten entgegen und erspart dem Bauherrn teure Lohnstunden am Bau. CEO Tüllmann: „Mehrere autonome Geräte erhöhen ferner die Betriebssicherheit und bei Inspektionen ist nicht die ganze Anlage abzuschalten. Fällt dagegen eine Zentralanlage aus, steht möglicherweise die ganze Betriebsstätte still.“
Digital und Netzwerkfähig
Die Luftleistung des „VR 3400“ beträgt maximal 3.400 m³/h. Fortluft-Ansaugung und Zuluft-Einbringung erfolgen direkt unter dem Hallendach. Die verbrauchte Hallenluft wird vertikal angesaugt, die vorgewärmte Zuluft radial ausgeblasen. EC-Motoren und eine digitale Regelung erlauben wahlweise den Betrieb mit konstantem Volumenstrom oder eine temperaturgeführte, sprich stufenlose Fahrweise.
Die Ansteuerung geschieht über einen Digitalregler mit integriertem Zeitschaltprogramm. Optional können auch Präsenzmelder, CO2-Fühler oder VOC-Sensoren die bedarfsgerechte Lüftung (Wärme on demand) sicherstellen. Die intelligenten Sensoren melden die aktuellen Daten an die Regelung. Die VR-Geräte sind ferner netzwerkfähig: Schnittstellenkarten für MODBUS oder LON erlauben die Einbindung der Anlage in die digitale Infrastruktur des Gebäudes.
Last but not least: Die dezentrale Technik erlaubt unkomplizierte Erweiterungen der Halle, weil kein Luftkanalnetz anzupassen ist. Tüllmann dazu: „Auch für Sanierungsprojekte ist das VR-System eine rasch realisierbare Lösung, die keine großen baulichen Veränderungen notwendig macht.“ Aufgrund des relativ geringen Gewichtes kommen die VR-Geräte auch für Leichtbauhallen infrage, wie sie im Logistik- und Sportstättenbereich, bei Baumärkten und generell im Industriebau vorkommen.
Zwei WRG-Varianten
Zur Wärmerückgewinnung in Lüftungsanlagen unterscheidet man zweierlei Systeme – rekuperativ und regenerativ.:
Rekuperative Rückgewinner sind reine Temperaturwechsler. Es sind entweder Plattenwärmeübertrager oder Kreislauf-Verbundsysteme mit getrennten Wärmeübertragern und einer Wärmeträgerflüssigkeit. Fort- und Außenluft kommen dabei nicht in Berührung.
Regenerative Rückgewinner sind dagegen Enthalpiewechsler. Sie übertragen Temperatur und Feuchtigkeit und sind meist als rotierende Wärmeräder ausgeführt. Fort- und Außenluft stehen in Kontakt miteinander. Zu diese Kategorie zählt auch das VR-System von Vacurant.
