Lüftungsanlagen im Hallenbau

Die Hallenlüftung dient sowohl der Zuführung von Frischluft als auch dem Abführen der Abluft sowie dem Herausfiltern von Schadstoffen im Produktionsbetrieb. Bauart, Nutzung und die Größe der Halle sind dabei ebenso Parameter wie die Art der Wärmedämmung, die ganz unterschiedliche Anforderungen an eine geeignete Lüftungsanlage stellen. Hinzu kommen gesetzliche Vorgaben zum Arbeitsschutz und durch die Emissionsverordnung, was die Wahl einer geeigneten Lüftungsanlage komplex erscheinen lässt.

Gesetzliche Anforderungen an die Lüftungsanlage im Hallenbau

Aus den baulichen und nutzungsbedingten Gegebenheiten einer Halle ergeben sich zahlreiche Kriterien, die bei der Dimensionierung der Lüftungsanlage berücksichtigt werden müssen. Gelagerte Materialien oder auch die Anzahl der Mitarbeiter*innen sind beispielsweise Parameter, die sich in der Arbeitsstätten- und Emissionsverordnung sowie weiteren DIN- und EU-Normen wiederfinden.

Von besonderer Bedeutung sind hier beispielsweise der Mindestluftwechsel nach der EnEV sowie der Mindestluftwechsel für Nicht-Wohngebäude.

Dezentrale und zentrale Lüftungsanlagen

Während dezentrale Lüftungsanlagen die Abluft jeweils punktuell absaugen bzw. die Zuluft an einzelnen Punkten in der Halle zuführen, verfügen zentrale Lüftungsanlagen über einen festen Aufstellort, an dem sich die Filtereinheit befindet. Rohrleitungen mit Lüftungsdüsen, die entweder im Bodenbereich, meist jedoch in Deckennähe montiert sind, verteilen die Frischluft und saugen die Abluft ab. Dieses Verfahren eignet sich vor allem für große Produktionshallen mit mehreren Arbeitsplätzen.

Schicht-, Verdrängungs- und Mischlüftung

Bei der Schichtlüftung wird die Frischluft in Bodennähe in den Raum geführt. Gleichzeitig steigt die wärmere Luft durch die Thermik nach oben, wodurch nur geringe Luftströme entstehen, die keine Zugluft erzeugen. Hier kann sie entweder über eine Abluftanlage abgesaugt oder über Öffnungen im Dach nach draußen abgeführt werden. Durch installierte Filteranlagen ist zudem eine erneute Nutzung als Frischluft im unteren Hallenbereich möglich. Damit eignet sich die Schichtlüftung gut für eine Vielzahl von Produktionshallen, wie auch die technische Beschreibung des IFA darlegt.

Die Mischlüftung vermengt hingegen die einströmende Frischluft mit der vorhandenen Raumluft und reduziert so die Schadstoffbelastung. Die Düsen befinden sich dabei im oberen Hallenbereich, z. B. als Push-Pull-Systeme mit einer hohen Wurfweite, wodurch die Raumhöhe dieser Lüftungsart begrenzt ist. Weitere Einschränkungen ergeben sich zudem durch die schnell groß dimensionierten Luftdurchlässe, durch die sich Zugluft bilden kann.

Bei der Verdrängungslüftung verdrängt die einströmende Frischluft die Abluft. Damit hier ein ausreichender Luftaustausch stattfindet, sind große Luftdurchlässe erforderlich, weshalb diese Technik nur selten in großen Hallen zum Einsatz kommt.

Maschinelle vs. natürliche Lüftung

Die natürliche Lüftung erfolgt klassisch über das Öffnen von Fenstern oder Türen, sodass es zu einer thermischen Konvektion und Winddruck kommt. So entsteht ein Luftaustausch, der bei großen Raumvolumina allerdings an seine Grenzen stößt. Im Hallenbau eignet sich die klassische Fensterlüftung lediglich bei Produktionshallen mit einer Wärmelast von mehr als 800 W/m², wenn keinerlei Schadstoffe aus der Luft herausgefiltert werden müssen. Hier entstehen unabhängig von den Außentemperaturen konstante Thermikströme, die eine kontinuierliche Belüftung der Halle gewährleisten.

Im Hallenbau sind daher häufig maschinelle Lüftungsanlagen zu finden, die große Luftströme mithilfe von Ventilatoren bewegen. Gleichzeitig sind die mechanischen Anlagen in der Lage, eine vorgegebene Raumtemperatur konstant zu halten und Schadstoffe aus der Luft zu filtern. Hier unterscheidet man Zuluftanlagen, Abluftanlagen sowie kombinierte Zu- und Abluftanlagen. Bei den kombinierten Anlagen tragen Wärmetauscher zu einer Effizienzsteigerung bei, indem sie die Wärme aus der Abluft rückgewinnen und die Zuluft erwärmen.

Die maschinelle und hybride Lüftung lässt sich in einem hybriden System kombinieren.

Hybride Lüftungsanlagen im Hallenbau

Die hybride Lüftung kombiniert die natürliche mit der maschinellen Lüftung. Diese Kombination hat sich bereits im Wohnungsbau und Bürobau bewährt. Ein Abluftventilator erzeugt hierbei einen Unterdruck, sodass die Frischluft durch Fenster und Fassadenöffnungen nachströmen kann.

Aufgrund der Raumhöhen in Hallen erscheint dieses Prinzip allerdings nicht praktikabel, da es hier zur Bildung von Zugluft kommen würde. Entsprechend dient hier eine Lüftungsanlage dazu, die Frischluft maschinell zuzuführen, während die Abluft durch den dadurch erzeugten Überdruck auf natürliche Weise durch die Fenster nach draußen geleitet wird.

Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung

Moderne Lüftungsanlagen gestatten über Wärmetauscher eine besonders effiziente und energiesparende Betriebsweise. Die Verwendung von Wärmetauschern ist dabei inzwischen gesetzlich sogar vorgeschrieben, um einen möglichst nachhaltigen Betrieb zu gewährleisten.

Die Abluft wird hier durch ein Rohrsystem geleitet, das der Luft die Wärme entzieht. Gleichzeitig wird mit der Wärme die Frischluft vor dem Einblasen in die Halle erwärmt und sorgt hier für ein angenehmes Raumklima. Teilweise sorgen Filteranlagen dafür, dass auch ein Teil der Abluft erneut als Frischluft in die Halle geblasen werden kann.

Vorteile der Lüftungsanlage im Vergleich zu Punktabsaugungssystemen

  • geringer Montageaufwand

  • keine Einschränkung der Fläche

  • effiziente Absaugung, auch bei Schadstoffbelastung

  • Möglichkeit der Wärmerückgewinnung

  • Nutzung als Heizung und zur Kühlung möglich

  • konstante Raumtemperatur

  • modulare Bauweise bietet Flexibilität

  • verbesserte Arbeitsatmosphäre in der gesamten Halle

Da der Betrieb von Lüftungsanlagen mit nicht unerheblichen Kosten verbunden ist, empfiehlt sich vor der Montage einer Lüftungsanlage eine Ist-Analyse durch ausgewiesene Experten. So ist die ideale Dimensionierung der Anlage möglich, die perfekt auf die Umgebungsparameter abgestimmt ist.