Wohlfühlklima statt Hitze!
Kühlsegel oder Klimaanlage im Büro?

Funktionsprinzipien von Klimaanlagen und Klimadecken, Kühlsegeln

Häufig steht im Projekt die Auswahl: Kühlsegel oder Klimaanlage?

Zur Kühlung und Heizung von Räumen gibt es im Wesentlichen zwei physikalische Funktionsprinzipien:

1. Wärmestrahlung und
2. Konvektion

Wärmestrahlung nutzen überwiegend Deckensegel und flächige Heiz-, Kühldecken. Die großen Oberflächen nehmen Wärmestrahlung auf, oder geben diese ab. Ähnlich zu einem Kachelofen, dessen Warme Oberfläche in den Raum abstrahlt. Die Kühlleistung entsteht durch eine kühle Oberfläche, welche die Wärmestrahlung aus dem Raum absorbiert.

Konvektion ist eine Luftströmung. Die Luft kann erwärmt oder gekühlt sein. Vollständige Konvektion ist beispielhaft die Klimaanlage, oder zum überwiegenden Teil Konvektionsheizkörper mit oder ohne zusätzliche Ventilatoren.

Im folgenden Artikel wird vor allem auf die Funktion des Kühlens eingegangen, während das Heizen weniger im Fokus steht.

Umluftkühlgeräte senken die Raumtemperatur konvektiv. Allerdings ersetzen sie keine Lüftungsanlage, da sie keine Frischluft in den Raum oder das Gebäude bringen. Stattdessen zirkulieren sie die vorhandene Raumluft und kühlen diese ab. Optional können Luftfilter installiert werden, um die Luftqualität zu verbessern.

Kühlsegel oder Klimaanlage – Unterschiede

Durch den Einsatz von stillen Deckenkühlsystemen, wie Klimadecken oder Deckensegeln, wird die sensible Wärme hauptsächlich durch Wärmestrahlung abgeführt. Für die Herstellung einiger Systeme werden üblicherweise Metalle und Gips kombiniert und vor Ort zusammengesetzt.

Flächige Systeme wie Fußbodenheizungen werden auch im Wohnungsbau eingesetzt, arbeiten jedoch hauptsächlich über Konvektion, was zu einer erheblichen Verwirbelung von Staub und Luftströmungen im Gebäude führen kann.

Diese Installation der Heiz-, Kühldecke ist meist vollflächig an der Decke angedacht. Jedoch gibt es mittlerweile auch vorgefertigte Lösungen aus anderen Materialien, die sich durch eine schnellere Montage und höhere Effizienz auszeichnen. Dies kann die Installationszeit und somit die Kosten und Koordination reduzieren. Segellösungen können in Länge und Breite beliebig aneinander gereiht werden. Eine Integration von zusätzlicher technischer Ausstattung wie Rauchmeldern oder Sprinklern ist möglich und kann zu einer optimierten Raumausstattung beitragen.

Auch die Akustik, oder Schallabsorption ist bei Kühldeckensystemen ein Thema.

Die Wahl zwischen stillen Kühldeckensystemen und konvektiven Klimaanlagen hängt somit von verschiedenen Faktoren ab, wie z.B.:

1. Unterschied in der Wärmeübertragung und Effizienz
2. Abzuführenden Wärmelasten
3. Komfortbedürfnissen und Projektanforderungen
4. den inneren latenten und sensiblen Wärmelasten
5. Platzbedarf, Investitions- und Betriebskosten

Es ist ratsam, in Büros keine konvektiven Klimaanlagen zur Beheizung einzusetzen, da die Wärme durch die Luftverwirbelung oft als unangenehm empfunden wird. Stattdessen werden in modernen Gebäuden mit effizienten Gebäudehüllen und -technologien in der Regel Deckenheizungen und Deckenkühlsysteme verwendet. Diese Systeme nutzen hauptsächlich Wärmestrahlung, die vom menschlichen Körper am besten aufgenommen wird und somit ein angenehmes Klima schafft.

Durch den Einsatz von wassergeführten Deckenheizungen und Deckenkühlsystemen wird der Energieverbrauch reduziert. Der Ventilatorenstrom entfällt, die gefühlte Temperatur kann wesentlich niedriger sein als bei luftgeführten Systemen.

Im umgangssprachlichen Kontext gilt das bekannte Sprichwort „Kühler Kopf, warme Füße“.

Das gilt auch für die Wahl des geeigneten Heiz-, Kühlsystems. Insbesondere in neuen Gebäuden ist es nicht nötig, sich um einen überhitzten Kopf Sorgen zu machen, da der Heizbedarf und die Temperaturen niedrig gehalten werden und im Einklang mit der ISO 7730 bleiben. Vorlauftemperaturen von maximal 40-45 °C sind üblich.

Im Kühlfall wird mit Deckensegeln in Räumen ein optimaler Komfort durch die kühle Oberfläche erzeugt. Eine kühle Decke ist physiologisch äußerst günstig. Der Mensch ist es gewohnt seine Wärme über den Kopf abzugeben.

System und Funktionsprinzip: Klimaanlage

In einer Wärmepumpe wird ein Kältemittel komprimiert und dabei entsteht Wärme. Diese Wärme wird durch den außen liegenden Wärmetauscher an die Außenluft abgegeben.

Nachdem das Kältemittel komprimiert und abgekühlt wurde, wird es über eine Kältemittelleitung in die Bereiche mit einem Kühlregister aus Metall geführt. Dort verdampft es im Kühlregister, wodurch es sich abkühlt und die Luftfeuchtigkeit der darüber strömenden Raumluft entsprechend der Temperatur auf dem Kühlregister reduziert wird. Zusätzlich wird die Luft gekühlt. Vorgeschaltete Filter im raumseitigen Kühlregister sorgen dafür, dass der Staub in der angesaugten Luft vom Kühlregister ferngehalten wird, damit sich möglichst keine Keime und Staub ansammeln und mit der kondensierten Luftfeuchte zusammenkommen.

Die regelmäßige Wartung der Filter und Kühlregister ist daher unumgänglich um die Leistungsfähigkeit und Hygiene zu sichern.

Je nach Betriebsdauer, klimatischen Bedingungen, Gerät und Hersteller kann was Wartungsintervall von monatlich bis jährlich reichen. Filter müssen bei langen täglichen Betriebszeiten öfter durch ein Fachunternehmen gewechselt werden. Zu beachten sind bei der Installation von Klimaanlagen auch technische, arbeitsrechtliche und energetische Aspekte.

Aufgrund des hohen Luftvolumens werden auch viel Staub und Schmutzpartikel am Kühlregister angesaugt. Zum einen kann die Effizienz des Kühlregisters durch die Staubschicht reduziert werden, zum anderen sollte sie auch nicht in Kontakt mit dem Kondensat kommen. Wenn Wasser und Schmutzpartikel zusammenkommen, kann sich in relativ kurzer Zeit ein optimaler Nährboden für biologisches Wachstum bilden. Dies führt häufig dazu, dass die Klimaanlage unangenehm zu riechen beginnt.

Wartung von Klimageräten

Bauherren und Betreibern ist oft nicht bewusst, wie hoch die Anforderungen und wie wichtig die regelmäßige Wartung von raumlufttechnischen Anlagen ist.

„Bei fehlender Wartung der Klimaanlage können Bußgelder bis 25.000 EUR verhängt werden
Den Betreibern der Anlagen ist häufig nicht bewusst, dass sie für die Einhaltung der technischen Richtlinien und Normen und somit auch für die Wartung verantwortlich sind. Wird die Wartung vergessen oder missachtet, kann die Berufsgenossenschaft Bußgelder bis zu einer Höhe von 25.000 EUR verhängen. Durch die Gewerbeaufsichtsbehörde können aufgrund der Energieeinsparverordnung (EnEV) Geldstrafen bis zu 15.000 EUR drohen.“ (…) „Raumlufttechnische Anlagen müssen gewartet werden, damit die Raumluft „sauber“ ist. Außerdem verbrauchen gereinigte und gewartete Ventilatoren und Absaugeinrichtungen weniger Energie. Und die Brandgefahr wird minimiert. „Quelle:haufe.de

„Gesundheitliche Beschwerden durch Hygienemängel an RLT-Anlagen lassen sich nach dem heutigen Stand der Technik vollständig vermeiden.“ Quelle:VDI

Folglich ist zu beachten, dass für einen zuverlässigen Betrieb die entsprechenden Richtlinien, Wartungsintervalle, Prüfungen und Filterwechsel nach den geltenden Richtlinien von geschultem unabhängigen Fachpersonal umgesetzt werden. Deswegen ist ein Wartungsvertrag zur Reinigung der Anlagentechnik nicht nur aus hygienischen, sondern auch aus arbeitsrechtlichen Gründen besonders wichtig.

Kühlsegel oder Klimaanlage?

System und Funktionsprinzip:
Deckenheizung, -kühlung und Deckensegel mit Schallabsorption

Das Kaltwassernetz wird häufig mit Temperaturen von 6 °C bis 20 °C im Kühlfall und bis zu maximale 45 °C im Heizfall betrieben. Je nachdem, welche Leistung und Anlagentechnik vorhanden ist.

Durch Kombinationen mit Erdsonden, oder PV-Anlagen sind so auch klimaneutrale Heiz- und Kühlsysteme möglich. Ein Beispiel für eine klimaneutrale Kühlung im Bürogebäude ist in unseren Referenzen und in dieser Case Study zu finden: „Heiz-, Kühldecke nachrüsten im bezogenen Bestand – ohne Büroräumung und mit Förderung„.

Kühldeckensysteme bieten einige Vorteile. Sie kommen ohne Luftumwälzung aus. Folglich entsteht keine Zugluft. Dadurch entfällt auch die Notwendigkeit der Reinigung von Filtern und es treten keine störenden Strömungsgeräusche oder Ventilatorgeräusche auf. Außerdem kann die „gefühlte“ oder operative Raumtemperatur durch die kühle Decke um bis zu 3 Grad Celsius niedriger sein als die Lufttemperatur.

Die Wahl zwischen einem „Kühlsegel oder Klimaanlage“ wirkt sich maßgeblich auf den Komfort während der gesamten Nutzungsdauer von mehreren Jahrzehnten aus.

Einen ausführlichen Artikel dazu haben wir hier: Temperaturen am Arbeitsplatz messen und bewerten. In dem Beitrag wird näher erläutert, wie sich das Empfinden des Raumklimas bei einem Kühlsegel im Vergleich zu einer Klimaanlage unterscheidet.

Wartung von Deckenheizungen und Heiz-, Kühldeckensegeln

Ob ein Kühlsegel oder Klimaanlage verwendet wird, hat wie bereits erwähnt auch einen entscheidenden Einfluss auf die notwendigen Wartungsintervalle. Über Wärmestrahlung arbeitende Systeme sind in der Regel wartungsfrei.

Der Heiz- und Kältekreis sollte jedoch in regelmäßigen Intervallen nach Anforderung der Anlage (z.B. Wärmepumpe oder Solarthermie, bzw. Erdkollektoren) überprüft werden. Für die Deckensysteme fallen keine Wartungskosten an. Dies ist insbesondere in Betrachtung der langen Lebensdauer eine Komponente zur Wirtschaftlichkeit der Anlage. Während einer Klimaanlagenwartung ist der Arbeitsraum ca. zwei mal pro Jahr für die Mitarbeiter nicht nutzbar. Zusätzlich fallen regelmäßige Kosten und Betriebsunterbrechungen an.

Welches System ist das richtige für mein Büro?

Je nach Anforderungen an das Raumklima und den Komfort kann die Wahl des passenden Klimasystems eine herausfordernde Aufgabe sein. Eine sorgfältige Abwägung der verschiedenen vergleichenden Kriterien kann jedoch dabei helfen, die optimale Lösung für das jeweilige Projekt zu finden.

Raumlufttechnische Anlagen, Klimaanlagen, Umluftkühlgeräte und Corona – Covid-19

Hier ist zunächst eine Unterscheidung zwischen einem Umluftkühlgerät und einer Lüftungsanlage zu treffen. Umluftkühlgeräte haben keinen Frischluftanteil und wälzen die Raumluft über ein Heiz-, Kühlregister um. Eine Lüftungsanlage kann noch Frischluftluft beimischen, oder ausschließlich Frischluft zuführen. Bei fachgerechtem Betrieb, regelmäßiger Wartung und unter Verwendung der richtigen Filter geht von einer Klimaanlage keine direkte Gefahr aus. Noch nicht geklärt ist, ob die erhöhte Raumluftströmung zu einem erhöhten Infektionsrisiko führen kann.

Aktuelle Informationen sind unter anderem bei der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin zu finden.

Stille und mit Wärmestrahlung arbeitende Kühldecken und Deckenheizungen sind nicht als raumlufttechnische Anlage eingestuft und können daher nicht zu einem erhöhten Infektionsrisiko führen. Weitere Informationen und hilfreiche Links finden Sie in diesem Artikel.

Ersetzt das taupunktunabhängige interpanel – System die Klimaanlage an der Decke?

Die Frage: Kühlsegel oder Klimaanlage lässt sich anhand der Anforderungen des Nutzers und Betreibers greifen. Für Büroräume und ein komfortables Raumklima fällt zunehmend die Wahl auf stille Heiz-, Kühldeckensysteme.

Entscheidende Kriterien für Bauherren und Nutzer sind die sehr niedrigen Betriebskosten (FAQ) und der hohe Komfort und die problemlose Hygiene im Vergleich zu Nur-Luft Systemen. Die Verwendung von Wasser als Transportmedium im Gebäude ist ökologisch optimal, da viele Kältemittel klimaschädlich sind und bald auch von der EU verboten werden. Darüber hinaus werden die Gesetze in diesem Bereich zunehmend verschärft. Ein weiterer Vorteil von zentralen Warm- und Kaltwassersätzen ist, dass sie im Vergleich zu dezentralen Geräten wesentlich geringere Kältemittelmengen erfordern.

Im Aspekt „Kühlsegel oder Klimaanlage“ spielen zunehmend auch die EU-Verordnungen eine Rolle, welche den Einsatz von klimaschädlichen Kältemitteln stark reglementieren. In Zukunft kann auch davon ausgegangen werden, dass Heiz-, Kühlsysteme für Gebäude ausschließlich mit Wasser betrieben werden sollen. Die notwendige Kälte wird dann klimafreundlich zentral oder regenerativ erzeugt. Das interpanel-System ist ideal für diese Kombination geeignet.

Einfluss der Raumluftfeuchte

Die Raumluftfeuchte sollte im Bereich zwischen 40 % und 70 % gehalten werden um ein gutes Raumklima und eine Verbreitung von Viren, Staub entgegenzuwirken und physiologische Faktoren zu begünstigen. Dies kann ausreichend durch eine natürliche Fensterlüftung erfolgen. Als Spezialist für raumklimatische Fragen stehen wir Ihnen hier mit unserer Erfahrung zur Seite.

Die von der Taupunkttemperatur der Luft unabhängigen Kühlsegel sind damit für gesund und still temperierte Büroräume die erste Wahl. Ohne Zugluft, Geräusche oder ständige Wartungsarbeiten wird so ein angenehmes Raumklima erreicht.

Warum ein taupunktunabhängiges Kühlsegel?

Die Rekordsommer der letzten Jahre mit hohen Taupunkttemperaturen machen auch in Zukunft den Einsatz von konventionellen Kühldecken in Kombination mit natürlicher Lüftung z.B. über Fenster nicht zuverlässig möglich. Es empfiehlt sich, eine konventionelle Kühldecke nicht ausschließlich mit natürlicher Lüftung zu kombinieren, um die erforderlichen Kühlleistungen überhaupt erzielen zu können.Um auch im Bestandsbau von den Vorteilen der stillen Kühlung zu profitieren, wurde das klimaunabhängige interpanel-System entwickelt.

Hierzu bieten wir vertiefend auch ein spezielles Webinar an, „Kühlsegel mit Fensterlüftung“. Die Anmeldung ist kostenfrei.

Vorkonfigurierte Systeme Optimieren die Planung und Installation

Vorkonfigurierte Systeme für Gewerbeeinheiten bis 200 m² erleichtern dem Bauherren und Installateur die Auslegung und Umsetzung vor-Ort. Die verschiedenen Funktionen (Kühlen, Heizen, Licht und Akustik) sind in einem Element vereint. Dies räumt neue Gestaltungsmöglichkeiten ein und bringt mehr Freiheit in der Planung. Erfahren Sie hier mehr zu vorkonfigurierten Systemlösungen für kleinere Gewerbeflächen.

Quellen

Zuletzt abgerufen am: 10.04.2022

haufe.de/arbeitsschutz, „Fehlende Wartung der Klimaanlage kann teuer werden“ Artikel vom 25.08.2017
https://www.haufe.de/arbeitsschutz/sicherheit/fehlende-wartung-der-klimaanlage-kann-teuer-werden_96_419906.html
Verein Deutscher Ingenieure e.V. – VDI „Hygieneanforderungen an Klimaanlagen“ Artikel vom 23. Juli 2019
https://blog.vdi.de/2019/07/hygieneanforderungen-an-klimaanlagen/
Europäische Gebäuderichtlinie EPBD 2018, Inspektion von Klimaanlagen
https://enev-online.de/epbd/2018/epbd_2018_15_inspektion_klimaanlagen.htm
Inspektion und Wartung von RLT-Anlagen, Artikel von 05/11
https://www.kka-online.info/artikel/kka_Inspektion_und_Wartung_von_RLT-Anlagen_1270010.html

Antworten auf häufig gestellte Fragen zur Lüftung
https://www.baua.de/DE/Themen/Arbeitsgestaltung-im-Betrieb/Coronavirus/FAQ/03-FAQ_node.html