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Deckenstrahlheizung: Funktionsprinzip, Anwendung & Vor- und Nachteile

Was ist eine Deckenstrahlheizung? Wie funktioniert das Heizen damit und wo kommt die Flächenheizung vorteilhaft zum Einsatz? Für welche Räume ist eine Deckenstrahlheizung (nicht) geeignet?

Eine Deckenstrahlheizung ist eine Heizungsart, die der Flächenheizung zugeordnet wird. Moderne Deckenstrahlheizungen arbeiten mit Infrarotstrahlung, aber auch andere Heizprinzipien sind realisierbar. Wir erklären Ihnen in diesem Artikel, wie eine Flächenheizung typischerweise aufgebaut ist, welches Funktionsprinzip ihr zugrunde liegt und welche Vor- und Nachteile daraus für ihren Einsatz resultieren.

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Funktions- und Heizprinzip einer Deckenstrahlheizung

Eine Deckenstrahlheizung ist eine spezielle Flächenheizungsart. Grundsätzlich haben Flächenheizungen gemeinsam, dass sie die Heizwärme über die Flächen bestimmter Bauteile eines Gebäudes an den zu beheizenden Raum abgeben. Flächenheizungen können sowohl auf Böden, als auch an Wänden und Decken zum Einsatz kommen, wobei das Baurecht vorschreibt, dass nur genormte Bauteile dazu verwendet werden dürfen.

Eine Deckenstrahlheizung ist – wie der Name schon sagt – eine Heizung, die die Wärme von der Decke herunterstrahlt. Die Wärme kommt bei der Deckenstrahlheizung also von einem aufgeheizten Bauteil, so dass die Deckenheizung als Komponente einer Heizungsanlage oft nahezu unsichtbar bleibt.

Die Deckenstrahlheizung wird mit Hilfe von sogenannten Deckenstrahlplatten umgesetzt. Darunter versteht man Heizkörpermodule für die Deckenmontage, die jedoch anders als gewöhnliche Heizkörpertypen bis zu 80 Prozent ihrer Wärme in Form von Strahlungswärme und nicht in Form von Konvektionswärme abgeben. Das gelingt, weil aufheizbare Platten, zum Beispiel aus Stahl, Marmor, Granit oder anderen Materialien, die die Wärme speichern und kontinuierlich an den Raum abstrahlen, integrativer Teil der Deckenstrahlheizkörper sind.

Solche Deckenstrahlheizplatten lassen sich einzeln ein- oder modular zu großen Deckenheizflächen zusammensetzen. Die Platten werden an Haltevorrichtungen befestigt, die zugleich den Abstand der Platten zur Decke regulieren. Bei strombetriebenen Deckenstrahlungsheizungen braucht man dann nur noch den Stecker in die Steckdose zu stecken und schon kann das Heizen beginnen.

Zum Einsatz kommen Rohrheizungssysteme für warmes Heizwasser ebenso wie elektrisch betriebene Infrarotheizungen. Letztere zum Beispiel sind aus einem großflächigen Netz aus Leiterbahnen konstruiert, die sich mäanderartig im Heizkörper verteilen. Die gleichmäßige, schlangenförmige Anordnung der Leiterbahnen sorgt für eine gleichmäßig über die Fläche der Deckenstrahlheizung abgegebene Wärme.

Die Strahlungswärme der Deckenstrahlheizung wird vom Menschen als besonders angenehm empfunden. Sie lässt sich gut mit der direkten Sonnenstrahlung vergleichen, die nicht die Luft erwärmt, sondern unseren Körper, wenn sie auf diesen auftrifft. Strahlungswärme dringt vergleichsweise tief in unsere Haut ein und verursacht dabei ein angenehmes Wohlgefühl.

Typisch für Strahlungsheizsysteme ist, dass die tatsächliche Raumtemperatur, die man mit ihnen erzielt, um einige Grad niedriger reguliert werden kann, im Durchschnitt um drei Grad Celsius niedriger, als bei einer herkömmlichen Konvektionsheizung, da wir die Strahlungswärme als wirkungsvoller und nachhaltiger, kurz: als wärmer empfinden (Stichwort: Empfindungstemperatur). Das ist auch ein Grund, warum eine Strahlungsheizung als effizienter gilt: Mit ihr lässt sich über eine tatsächlich niedere Raumtemperatur Energie sparen. Von bis zu 50 Prozent Heizkostenersparnis ist im Zusammenhang mit einer Deckenstrahlheizung die Rede. Wobei sich die Höhe der Ersparnis auch nach der Energiequelle richtet, die zum Heizen eingesetzt wird.

Die Best-Deckenstrahlheizung HKE-CS besteht aus gelochtem Aluminium-Strahlblech, in das die wasserführenden Kupferrohre eingepresst werden. (Grafik: Best GmbH, Isernhagen)
Die Best-Deckenstrahlheizung HKE-CS besteht aus gelochtem Aluminium-Strahlblech, in das die wasserführenden Kupferrohre eingepresst werden. (Grafik: Best GmbH, Isernhagen)
Die Deckenstrahlplatten Zehnder ZIP sind eine seit Jahren bewährte Technologie, um Hallen ohne großen baulichen Aufwand mit einem schnell ansprechenden, energieeffizienten Deckenheizsystem auszustatten. (Foto: Zehnder Group Deutschland GmbH, Lahr)
Die Deckenstrahlplatten Zehnder ZIP sind eine seit Jahren bewährte Technologie, um Hallen ohne großen baulichen Aufwand mit einem schnell ansprechenden, energieeffizienten Deckenheizsystem auszustatten. (Foto: Zehnder Group Deutschland GmbH, Lahr)

Wärmeerzeuger und Heizmitteltemperaturen

Als Wärmeerzeuger kommen für eine flächige Deckenstrahlheizung die gängigen warmwasserführenden Heizungstypen zum Einsatz, zum Beispiel eine Öl-, Gas- oder Holzheizung (Pelletheizung) oder eine Elektroheizung (auch Stromheizung genannt). Oder aber man nutzt Solarenergie (Solarwärme und Solarstrom) oder Erdwärme mit einer Wärmepumpe, um die Deckenstrahlheizung zu betreiben.

Die Wärmerzeugung hängt von der Auslegung der eigentlichen Wärmeverteiler ab, die bei der jeweiligen Deckenstrahlheizung genutzt werden. Umso höher die Räume, desto höher ist dann in der Regel auch die benötigte Heizmitteltemperatur. Daher lassen sich Deckenstrahlheizungen gerade in Räumen mit Deckenhöhen unter 3,50 m noch mit niederer Temperatur betreiben, wohingegen Deckenhöhen über 5 m bereits deutlich höhere Temperaturen benötigen.

Anwendungsfälle und thermische Charakteristika

In der Sporthalle des Schulzentrums Im Kleefeld wurden die Best-Strahlbänder DSP mini schräg zwischen den tragenden Leimholzbalken installiert. (Foto: Best GmbH, Isernhagen)
In der Sporthalle des Schulzentrums Im Kleefeld wurden die Best-Strahlbänder DSP mini schräg zwischen den tragenden Leimholzbalken installiert. (Foto: Best GmbH, Isernhagen)

Prinzipiell bedingt kommen Deckenstrahlheizungen gerne in großen Räumen zum Einsatz, wo es darauf ankommt, schnelle Wärme zu produzieren. Darunter sind beispielsweise: 

  • Klassenräume
  • Sporthallen
  • Großraumbüros
  • Werkhallen
  • Eventlocations

Typisch für die aufgelisteten Räumlichkeiten ist ihre große Raumhöhe: Vier, fünf Meter sind dabei keine Seltenheit, sondern eher die Norm. Nach dem natürlichen Prinzip der Wärmeverteilung (Konvektion) steigt warme Luft von üblicherweise unten im Raum angeordneten Heizungen nach oben und sammelt sich unter der Decke. Man weiß, dass sich die Temperatur zwischen Decke und Fußboden um einige Grad (in der Regel ein Grad Temperaturunterschied pro Meter Raumhöhe) unterscheidet. Sind die Decken dann noch nicht mal gut gedämmt, was hierzulande in öffentlichen Gebäuden, insbesondere Altbauten, eher Standard ist als Ausnahme, geht die Wärme relativ ungenutzt verloren.

Anders die Deckenstrahlheizung: Sie strahlt ihre Wärme von oben in den Raum ab und erwärmt Festkörper, auf die sie trifft. Sie muss nicht erst unnötig die Decke selbst erwärmen. Daraus folgt, dass Deckenstrahlheizungen für niedrigere Räume unter 3,5 Metern Raumhöhe, zum Beispiel Wohnräume mit durchschnittlicher Raumhöhe, eher ungeeignet sind, da wir die Wärme in Kopfhöhe als eher unangenehm empfinden. Gleichwohl gibt es Deckenstrahlheizungen für Wohnungen, die zum Einsatz kommen, weil andere Heizungsarten nachteilig wären.

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Empfehlungen zur Auslegung und Dimensionierung

Berechnung des Wärmebedarfs

Ausgangspunkt der Planung einer Deckenstrahlheizung ist eine Wärmebedarfsberechnung nach der DIN 4701 Teil 1-3, um darauf aufbauend die Dimensionierung und Anordnung der Deckenstrahlplatten vornehmen zu können. Hierbei können insbesondere bei Anwendung in Industrie- bzw. Produktionshallen auch feststehende Abwärmegewinne von z.B. Maschinen bei der Ermittlung des Gesamtwärmebedarfs mit berücksichtigt werden.

Werden Lüftungsanlagen genutzt, so können Deckenstrahlheizungen diesen erhöhten Lüftungswärmebedarf systembedingt nicht vollständig kompensieren. Hier empfiehlt es sich, die nachströmende Außenluft vorzuwärmen. Das Gleiche gilt für z. B. Logistikhallen, die durch häufig aufstehende Tore von einem erhöhten Kaltlufteinfall betroffen sind. Auch hier sollten alternative Lösungen wie Streifenvorhänge, Luftschleusen und Luftschleieranlagen eingeplant werden, als dass man die Deckenstrahlheizung durch Einrechnen dieses Wärmebedarfs überdimensioniert.

Dimensionierung nach Montagehöhen

Um insbesondere bei Daueraufenthaltsbereichen die Behaglichkeit der dort befindlichen Personen durch die Wärmestrahlung der Deckenstrahlplatten nicht zu beeinträchtigen, empfehlen sich Mindestmontagehöhen von über 3 bis 3,5 m. In dieser Höhe sollten nicht zu breite Deckenstrahlplatten mit niedrigen Heizmitteltemperaturen ausgewählt werden. Mit zunehmender Montagehöhe können dann breitere Elemente mit höheren Heizmitteltemperaturen eingesetzt werden. Aufgrund von Einsparungen am Rohrnetz sind lange Deckenstrahlplatten gegenüber kurzen zu bevorzugen.

Anordnung von Deckenstrahlelementen

Die Anordnung der Deckenstrahlplatten sollte so erfolgen, dass im gesamten zu beheizenden Bereich eine gleichmäßige Temperatur erreicht wird. Gerade bei erhöhten Transmissionswärmeverlusten in bestimmten Bereichen durch z. B. Außenfenster und Tore müssen diese entsprechend durch die Deckenstrahlheizung ausgeglichen werden. Generell empfiehlt es sich dabei, die Deckenstrahlplatten parallel zur längsten Außenwand anzuordnen.

Die Konvektionswärme, die nach oben abgegeben wird - dies sind je nach Baubreite und Einbausituation etwa 20 bis 40 % - ist in der Regel ausreichend, um den Transmissionswärmebedarf oberhalb der Strahlplatten auszugleichen. Bei Bedarf kann die Konvektionswärmeleistung durch Schräganordnung der Deckenstrahlplatten oder durch eine geringere obere Wärmedämmung mit geringerem Wärmedurchlasswiderstand erhöht werden.

Aus hydraulischen Gründen muss überdies beachtet werden, dass, um die benötigte Wärmeleistung zu erreichen, eine höhere Fließgeschwindigkeit in den Heizrohren erforderlich ist, um eine turbulente Wasserströmung zu erzeugen. Dies hat wiederum Auswirkungen auf das Anschlusssystem und die Zuleitungen und damit wiederum auf die zusätzlich zur Aufhängung der Deckenstrahlheizung benötigten Zusatzkosten.

Tabelle: Technische Daten von Deckenstrahlheizungen
Breite der Deckenstrahlplatte 340 mm 560 mm 770 mm 1000 mm 1225 mm
Rohrabstand 108 mm 108 mm 108 mm 108 mm 108 mm
Anzahl Rohre 3 5 7 9 11
Norm-Wärmeleistung nach DIN EN 14037 186 Watt/m 287 Watt/m 383 Watt/m 494 Watt/m 602 Watt/m
Auslegungswärmeleistung nach DIN EN 14037 204 Watt/m 316 Watt/m 422 Watt/m 543 Watt/m 662 Watt/m

Vor- und Nachteile einer Deckenstrahlheizung im Vergleich

Neben der genannten Energieeffizienz und der daraus resultierenden Energie- und Energiekostenersparnis hat die Deckenstrahlheizung weitere Vorteile. Dazu zählt zum einen, dass eine Strahlungsheizung kaum Luft und damit auch kaum Staub im zu beheizenden Raum aufwirbelt. Das kommt insbesondere Allergikern zu pass und ist von Vorteil in Räumen, in denen viele verschiedene Menschen mit ihrer individuellen Befindlichkeit zusammentreffen (Schule, Großraumbüro) und sich Mikroben leicht verbreiten könnten.

Eine Deckenstrahlheizung gilt aber auch hinsichtlich ihrer Langzeitverwendung als äußerst flexibel. Ändert sich im Laufe der Betriebsdauer der Deckenstrahlheizung der Verwendungszweck des von ihr beheizten Raums, bedeutet das nicht das Aus für die Heizung. Im Gegenteil: Die Deckenstrahlheizung lässt sich flexibel an den Nutzungsbedarf anpassen, ein Zuviel an Modulen kann von der Decke abmontiert werden, ein Zuwenig lässt sich modular nachrüsten. Eingriffe in die Gestaltung bzw. Einrichtung des Raums sind dazu nicht nötig.

Deckenstrahlheizungen punkten des Weiteren mit einer recht kurzen Reaktionszeit. Die Heizungsanlagen lassen sich schnell an wechselnden Heizwärmebedarf anpassen. Ein Beispiel: Die Klassenräume einer Schule müssen erst zu Unterrichtsbeginn warm sein. Im Laufe der Schulstunden heizen sie sich wegen der anwesenden Schüler und Lehrer auf, ein „Nachheizen“ ist eher unerwünscht. Da der Wärmespeicher der Heizplatten relativ klein ist und die Deckenstrahlheizkörper dank guter Regelungstechnik schnell regulierbar sind. Selbst zonenweise Anpassungen sind damit machbar.

Ein positiver Nebeneffekt vieler Deckenstrahlheizungen: Sie verbessern die Akustik im Raum, was besonders die dort anwesenden Menschen zu schätzen wissen.

Deckenstrahlplatten in einer Mehrzweckhalle (Foto: Best GmbH)
Deckenstrahlplatten in einer Mehrzweckhalle (Foto: Best GmbH)
Deckenstrahlplatten in einer Sporthalle (Foto: Best GmbH)
Deckenstrahlplatten in einer Sporthalle (Foto: Best GmbH)

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"Technik und Anwendung von Deckenstrahlheizungen" wurde am 25.04.2016 das letzte Mal aktualisiert.